機(jī)器視覺文獻(xiàn)綜述

1、一、一、機(jī)器視覺與圖像采集的研究的意義機(jī)器視覺與圖像采集的研究的意義“作為一項(xiàng)關(guān)鍵性的自動(dòng)化技術(shù)，機(jī)器視覺在發(fā)展中國家中對經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化非常重要。為了在世界市場中進(jìn)行競爭，發(fā)展中經(jīng)濟(jì)不能無限期的依賴于廉價(jià)勞動(dòng)力?！癆IA市場分析員Kellett說。同樣地，現(xiàn)代化必須實(shí)現(xiàn)高效率、高生產(chǎn)率以及高質(zhì)量。這也是機(jī)器視覺的作用所在，”對機(jī)器視覺長期需求這樣的趨勢是發(fā)展中國家實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。因此，機(jī)器視覺對于世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將越來越重要。”二、二

2、、機(jī)器視覺與圖像采集的研究的現(xiàn)狀機(jī)器視覺與圖像采集的研究的現(xiàn)狀國外機(jī)器視覺發(fā)展的起點(diǎn)難以準(zhǔn)確考證，其大致的發(fā)展歷程是：在機(jī)器視覺發(fā)展的歷程中，有3個(gè)明顯的標(biāo)志點(diǎn)，一是機(jī)器視覺最先的應(yīng)用來自“機(jī)器人”的研制，也就是說，機(jī)器視覺首先是在機(jī)器人的研究中發(fā)展起來的；二是20世紀(jì)70年代CCD圖像傳感器的出現(xiàn)，CCD攝像機(jī)替代硅靶攝像是機(jī)器視覺發(fā)展歷程中的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)；三是20世紀(jì)80年代CPU、DSP等圖像處理硬件技術(shù)的飛速進(jìn)步，為機(jī)器視覺飛

3、速發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件。國內(nèi)機(jī)器視覺發(fā)展的大致歷程：中國正在成為世界機(jī)器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，其中最主要的原因是中國已經(jīng)成為全球的加工中心，許許多多先進(jìn)生產(chǎn)線己經(jīng)或正在遷移至中國，伴隨這些先進(jìn)生產(chǎn)線的遷移，許多具有國際先進(jìn)水平的機(jī)器視覺系統(tǒng)也進(jìn)入中國。對這些機(jī)器視覺系統(tǒng)的維護(hù)和提升而產(chǎn)生的市場需求也將國際機(jī)器視覺企業(yè)吸引而至，國內(nèi)的機(jī)器視覺企業(yè)在與國際機(jī)器視覺企業(yè)的學(xué)習(xí)與競爭中不斷成長。三、機(jī)器視覺與圖像采集技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)器視

4、覺與圖像采集技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用視覺技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是與被觀測對象無接觸因此對觀測與被觀測者都不會(huì)產(chǎn)生任何損傷十分安全可靠這是其它感覺方式無法比擬的.理論上人眼觀察不到的范圍機(jī)器視覺也可以觀察例如紅外線、微波、超聲波等而機(jī)器視覺則可以利用這方面的傳感器件形成紅外線、微波、超聲波等圖像.另外人無法長時(shí)間地觀察對象機(jī)器視覺則無時(shí)間限制而且具有很高的分辨精度和速度.所以機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛可分為工業(yè)、科學(xué)研究、軍事和民用4大領(lǐng)域.3.3.1

5、工業(yè)領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域是機(jī)器視覺應(yīng)用中比重最大的領(lǐng)域按照功能又可以分成4類:產(chǎn)品質(zhì)量檢測、產(chǎn)品分類、產(chǎn)品包裝、機(jī)器人定位.其應(yīng)用行業(yè)包括印刷包裝、汽車工業(yè)、半導(dǎo)體材料元器件連接器生產(chǎn)、藥品食品生產(chǎn)、煙草行業(yè)、紡織行業(yè)等.下面以紡織行業(yè)為例具體闡述機(jī)器視覺在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用[9].在紡織企業(yè)中視覺檢測是工業(yè)應(yīng)用中質(zhì)量控制的主要組成部分用機(jī)器視覺代替人的視覺可以克服人工檢測所造成的各種誤差大大提高檢測精度和效率.正是由于視覺系統(tǒng)的高效率和非

6、接觸性機(jī)器視覺在紡織檢測中的應(yīng)用越來越廣泛[1012]在許多方面已取得了成效.機(jī)器視覺可用于檢測與紡織材料表面有關(guān)的性能指標(biāo)見表4.目前主要的研究內(nèi)容可分為3大類:纖維、紗線、織物.由于織物疵點(diǎn)檢測(在線檢測)需要很高的計(jì)算速度因此設(shè)備費(fèi)用比較昂貴.目前國內(nèi)在線檢測的應(yīng)用比較少主要應(yīng)用是離線檢主要的檢測有紡織布料識別與質(zhì)量評定、織物表面絨毛鑒定、織物的反射特性、合成紗線橫截面分析、紗線結(jié)構(gòu)分析等.此外還可用于織物組織設(shè)計(jì)、花型紋板、棉粒

7、檢測、分析紗線表面摩擦。3.3.2民用領(lǐng)域民用領(lǐng)域機(jī)器視覺技術(shù)可用在智能交通、安全防范、文字識別、身份驗(yàn)證、醫(yī)療設(shè)備等方面.在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域機(jī)器視覺用于輔助醫(yī)生進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像的分析主要利用數(shù)字圖像處理技術(shù)、信息融合技術(shù)對x射線透視圖、核磁共振圖像、CT圖像進(jìn)行適當(dāng)疊加然后進(jìn)行綜合分析以及對其它醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。3.3.3科學(xué)研究領(lǐng)域科學(xué)研究領(lǐng)域在科學(xué)研究領(lǐng)域可以利用機(jī)器視覺進(jìn)行材料分析、生物分析、化學(xué)分析和生命科學(xué)如前圖像采集卡種類很

8、多按照不同的分類方法有黑白圖像和彩色圖像采集卡有模擬信號和數(shù)字信號采集卡有復(fù)合信號和RGB分量信號輸入采集卡.在選擇圖像采集卡時(shí)主要應(yīng)考慮到系統(tǒng)的功能需求、圖像的采集精度和與攝像機(jī)輸出信號的匹配等因素.4.4.4圖像信號處理圖像信號處理圖像信號的處理是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心.視覺信息的處理技術(shù)主要依賴于圖像處理方法它包括圖像變換、數(shù)據(jù)編碼壓縮、圖像增強(qiáng)復(fù)原、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內(nèi)容.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及

9、大規(guī)模集成電路的發(fā)展為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性圖像處理的很多工作都可以借助硬件完成如DSP芯片、專用圖像信號處理卡等軟件主要完成算法中非常復(fù)雜、不太成熟或尚需不斷探索和改進(jìn)的部分.處理時(shí)間上要求處理速度必須大于等于采集速度才能保證目標(biāo)圖像無遺漏完成實(shí)時(shí)處理.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn):[1]章煒.機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展及其工業(yè)應(yīng)用[J].紅外200527(2):1117.[2]FsythDAJeanPonce.ComputerVision[M].Inc:Pr

10、enticeHall2003.[3]唐向陽張勇李江有等.機(jī)器視覺關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用展望[J].昆明理工大學(xué)大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版)200429(2):36[4]段峰王耀南雷曉峰等.機(jī)器視覺技術(shù)及其應(yīng)用綜述[J].自動(dòng)化博覽2002(3):5962.[5]劉煥軍王耀南.機(jī)器視覺中的圖像采集技術(shù)[J].電腦與信息技術(shù)2003(1):1821.[6]賈云得.機(jī)器視覺[M].北京:科學(xué)出版社2000:115.[7]顏發(fā)根丁少華陳樂等.基于PC的機(jī)器

11、視覺系統(tǒng)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化2004(7):129131.[8]SalembierPSerraJ.FlatZonesFilteringConnectedOperatFiltersbyReconstruction[J].IEEETransactionsonImageProcessing19954(8):11531160.[9]盧官明.區(qū)域生長型分水嶺算法及其在圖像序列分割中的應(yīng)用[J].南京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)20002