机器视觉系统原理及基础知识.ppt

机器视觉系统原理及基础知识
主讲人: 王亚鹏

中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司
机器视觉系统基本原理
照明光源
镜头
工业摄像机
图像采集/处理卡
图像处理系统
第1章机器视觉系统基本原理
机器视觉系统的原理
机器视觉系统与人的视觉的对比
机器视觉系统的构成
机器视觉系统的原理
机器视觉系统的目的就是给机器或自动生产线添加一套视觉系统,其原理是由计算机或图像处理器以及相关设备来模拟人的视觉行为,完成得到人的视觉系统所得到的信息。人的视觉系统是由眼球、神经系统及大脑的视觉中枢构成,计算机视觉系统则是由图像采集系统、图像处理系统及信息综合分析处理系统构成。
机器视觉系统的原理
图像处理技术
彩色图像转换技术
图像分割技术
模式识别技术
数学形态学方法
专家系统及人工智能技术
视觉神经网络技术
小波分析技术
分形学方法
机器视觉系统与人的视觉的对比
人类视觉
机器视觉
适应性
适应性强,可在复杂及变化的环境中识别目标
适应性差,容易受复杂背景及环境变化的影响
智能
具有高级智能,可运用逻辑分析及推理能力识别变化的目标,并能总结规律
虽然可利用人工智能及神经网络技术,但智能很差,不能很好地识别变化的目标
彩色识别能力
对色彩的分辨能力强,但容易受人的心理影响,不能量化
受硬件条件的制约,目前一般的图像采集系统对色彩的分辨能力较差,但具有可量化的优点
灰度分辨力
差,一般只能分辨64个灰度级
强,目前一般使用256灰度级,采集系统可具有10bit、12bit、16bit等灰度级
空间分辨力
分辨率较差,不能观看微小的目标
目前有4K×4K的面阵摄像机和8K的线阵摄像机,通过备置各种光学镜头,可以观测小到微米大到天体的目标
速度

快门时间可达到10微妙左右,高速像机帧率可达到1000以上,处理器的速度越来越快
感光范围
400nm-750nm范围的可见光
从紫外到红外的较宽光谱范围,另外有X光等特殊摄像机
环境要求
对环境温度、湿度的适应性差,另外有许多场合对人有损害
对环境适应性强,另外可加防护装置
观测精度
精度低,无法量化
精度高,可到微米级,易量化
其它
主观性,受心理影响,易疲劳
客观性,可连续工作
机器视觉系统的构成
照明光源
镜头
工业摄像机
图像采集/处理卡
图像处理系统
其它外部设备