《机器视觉及其应用》习题

第一章机器视觉系统构成与关键技术1、机器视觉系统一般由哪几部分组成？机器视觉系统应用的核心目标是什么？主要的分成几部分实现？用机器来延伸或代替人眼对事物做测量、定位和判断的装置。

组成：光源、场景、摄像机、图像卡、计算机。

用机器来延伸或代替人眼对事物做测量、定位和判断。

三部分：图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。

2、图像是什么？有那些方法可以得到图像？图像是人对视觉感知的物质再现。

光学设备获取或人为创作。

3、采样和量化是什么含义？数字化坐标值称为取样，数字化幅度值称为量化。

采样指空间上或时域上连续的图像（模拟图像）变换成离散采样点（像素）集合的操作；量化指把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换。

采样和量化实现了图像的数字化。

4、图像的灰度变换是什么含义？请阐述图像反色算法原理？灰度变换指根据某种目标条件按照一定变换关系逐点改变原图像中每一个像素灰度值，从而改善画质，使图像的显示效果更加清晰的方法。

对于彩色图像的R、G、B各彩色分量取反。

第二章数字图像处理技术基础1、对人类而言，颜色是什么？一幅彩色图像使用RGB色彩空间是如何定义的？24位真彩色，有多少种颜色？对人类而言，在人类的可见光范围内，人眼对不同波长或频率的光的主观感知称为颜色。

一幅图像的每个像素点由24位编码的RGB 值表示：使用三个8位无符号整数（0 到255）表示红色、绿色和蓝色的强度。

256*256*256=16,777,216种颜色。

2、红、绿、蓝三种颜色为互补色，光照在物体上，物体只反射与本身颜色相同的色光而吸收互补色的光。

一束白光照到绿色物体上，人类看到绿色是因为？该物体吸收了其他颜色的可见光，而主要反射绿光，所以看到绿色。

3、成像系统的动态范围是什么含义？动态范围最早是信号系统的概念，一个信号系统的动态范围被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。

而在实际用途中，多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围，比如在音频工程中，一个放大器的动态范围可以表示为：D = lg（Power_max / Power_min）×20；对于一个底片扫描仪，动态范围是扫描仪能记录原稿的灰度调范围。

机器视觉技术试题及答案1. 下列哪项不属于机器视觉应用的分类( )A. 视觉引导与定位、B. 产品外观检测、C. 精准测量测距、D. 自然语言处理。

2. 下列哪项不是机器视觉的优点( )A. 不会疲劳，持久工作、B. 不受主观影响、C. 不受情绪影响、D. 对温度湿度空气质量有要求3. 人工视觉的特点是( )A. 适应性差、B. 精度低、C. 效率低、D. 成本高4. 机器视觉产业结构不包括( )A. 提供数据采集服务、B. 自动驾驶、C. 计算算力服务、D. 算法及应用服务5. 知识图谱技术不适合应用在( )A. 专家系统、B. 故障排查、C. 交通管理、D. 根因分析6. A 技术是将简单的智能场景，迁移到边缘端执行，提升智能应用的执行效率。

A:边缘计算B:大数据C:云计算7. 机器视觉的应用已经从最初的 A ，扩展至如今消费电子、制药、食品包装等多个领域。

A:汽车制造领域B:军事领域C:实验室8. 自然语言处理的研究可以分为基础性研究和应用性研究两部分，语音和文本是两类研究的重点。

A:理论B:应用性C:实践二、填空题1. 计算机视觉是计算机科学的分支，是指用 ( ) 和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量。

2. 优化机械臂的活动路径，提升执行精度和效率应当使用 ( ) 技术。

(答案：请设置答案)1. 机器视觉在交通、安防、医疗、体育赛事等多个领域都有应用对错2. 机器视觉是计算机视觉在工业场景中的应用，目的是替代传统的人工对错3. 在人工智能各行业的应用程度中，工业领域的应用价值最高对错4. 2002年至今。

我们称之为机器视觉萌芽期，可以按到中国机器视觉的快速增长趋势对错5. 越来越多的本地公司开始在他们业务中引入机器视觉，一些是普通工控产品的代理商，一些事自动化系统集成商对错6. 机器视觉边缘计算基数是对获取的图像信息进行处理的关键步骤，也是视觉控制系统的重要基础对错7. 在自动化汽车生产线中，视觉系统必要时需要同机器人匹配应用，并与生产线的PLC控制系统建立连接，以实现测量、检测、定位和识别的功能对错8. 视觉检测系统的特点之一是适合在安全风险高、人机工程恶劣和环境差区域工作对错9. 传统安全巡检主要依靠人工，在巡检确定性、效率、及时性等方面都存在一定优势对错10. 在质量检测场景中，通过机器视觉等技术，对零部件的实时监控对错。

机械视觉考试题目及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机械视觉系统中，用于捕捉图像的设备是：A. 传感器B. 相机C. 显示器D. 存储器答案：B2. 在图像处理中，边缘检测的目的是：A. 提高图像对比度B. 检测图像中的直线和曲线C. 识别图像中的特定颜色D. 增强图像的纹理特征答案：B3. 以下哪个算法常用于图像的去噪处理？A. 拉普拉斯算子B. 高斯滤波C. 霍夫变换D. 直方图均衡化答案：B4. 在机器视觉中，色彩空间转换通常不包括以下哪种颜色空间？A. RGB到HSVB. HSV到RGBC. RGB到CMYKD. HSV到LAB答案：C5. 以下哪个术语描述的是图像中像素值的分布情况？A. 分辨率B. 对比度C. 色彩空间D. 直方图答案：D6. 机器视觉中，用于测量物体尺寸的常用方法是：A. 边缘检测B. 特征匹配C. 模板匹配D. 轮廓跟踪答案：A7. 在图像分割中，阈值分割法是基于以下哪种属性？A. 颜色B. 纹理C. 亮度D. 形状答案：C8. 以下哪个算法是用于图像特征点检测的？A. 拉普拉斯算子B. SIFTC. 直方图均衡化D. 高斯滤波答案：B9. 在机器视觉中，用于识别和跟踪运动物体的技术是：A. 目标跟踪B. 目标检测C. 目标分割D. 目标分类答案：A10. 以下哪个术语描述的是图像中局部区域的亮度变化？A. 边缘B. 纹理C. 噪声D. 斑点答案：A二、简答题（每题5分，共30分）1. 简述机器视觉系统的基本组成。

答案：机器视觉系统的基本组成包括图像采集单元、图像处理单元、图像分析单元和执行单元。

2. 描述图像增强的目的及其常用的方法。

答案：图像增强的目的是提高图像的视觉效果或提取图像特征以便于后续处理。

常用的方法包括直方图均衡化、滤波、对比度增强等。

3. 解释什么是图像的边缘检测，并举例说明其应用。

答案：图像的边缘检测是指识别图像中亮度变化显著的区域，这些区域通常对应于物体的边界。

全国职业院校技能大赛高职组“机器视觉系统应用”赛项备考试题库-上(单选题汇总)一、单选题1. ()是数显装置中典型的位置检测元件。

A、光栅B、圆光栅C、磁栅D、感应同步器答案：C2.电机正反转运行中的两接触器必须实现相互间()。

A、联锁B、自锁C、禁止D、记忆答案：A3.PLC的使用环境湿度一般在20%~90%,环境湿度无法满足时，可采用安装() 等措施。

A、除尘器B、空气净化器C、空调D、自动除湿装置4.下列不属于RobotStudio离线编程软件的特点的是()。

A、支持多种格式的三维CAD模型B、支持多种品牌及型号的机器人C、可自动识别CAD 模型的点、线、面信息生成轨迹D、可制作工作站仿真动画答案：B5.单微处理器CNC、装置的数据总线的位数()。

A、小于传送的数据B、等于传送的数据C、大于传送的数据D、与传送的数据没关系答案：B6.PLC的三种输出形式中，只能带直流负载是()。

A、继电器输出B、晶体管输出C、晶闸管输出D、其它答案：B7.一个RV 减速机具有两个对称的RV齿轮，运行时输入轴旋转一周，减速机输出端旋转()。

A、1°C、1个RV 齿距D、2个RV 齿距答案：C8.在项目现场调试阶段，最先调试的应该是下面哪个部分的功能?()A、急停按钮功能B、单机设备运行C、系统间联锁D、联机运行答案：A9.运动学主要是研究机器人的()。

A、动力源是什么B、运动和时间的关系C、动力的传递与转换D、运动的应用答案：B10. ()指末端执行器的工作点。

A、末端执行器B、TCPC、工作空间D、奇异形位答案：B11.位置检测装置按测量的方式分为()A、数字式和模拟式B、增量式和绝对式C、直接和间接D、开环与闭环答案：C12.运动逆问题是实现如下变换()A、从关节空间到操作空间的变换B、从操作空间到迪卡尔空间的变换C、从迪卡尔空间到关节空间的变换D、从操作空间到关节空间的变换答案：C13.调质处理就是()的热处理。

1、工业相机一般由哪几部分组成？各有什么作用答：一般来说，工业相机主要由图像传感器、内部处理电路、数据接口、IO接口、光学接口等几个基本模块组成。

当相机在进行拍摄时，光信号首先通过镜头到达图像传感器，然后被转化为电信号，再由内部处理电路对图像信号进行算法处理，最终按照相关标准协议通过数据接口向上位机传输数据。

IO接口则提供相机与上下游设备的信号交互，如可以使用输入信号触发相机拍照，相机输出频闪信号控制光源亮起等。

2、请简述色温的概念答：色温是指绝对黑体从绝对零度(一273℃)开始加温后所呈现的颜色。

黑体在受热后．逐渐由黑变红，转黄，发白，最后发出蓝色光。

当加热到某个温度，黑体发出的光所含的光谱成分，就称为这一温度下的色温，计量单位为“K”(开尔文)。

K越低，颜色就越红，3、请简述全局快门（Globlal Shutter）和卷帘快门（Rolling Shutter）的含义答：全局快门是指整个芯片的每行像素全部同时进行曝光，每一行像元的曝光开始和结束时间相同。

曝光完成后，数据开始逐行读出。

相机传感器曝光、数据读出的时间长度一致，但结束数据读出的时刻不一致。

卷帘快门是指芯片开始曝光的时候，每行均按照顺序依次开始曝光。

第一行曝光结束后，便立即开始读出数据，数据完全读出后，下一行再开始读出数据，如此循环。

不同行的像元曝光开始和结束时间不同.4、请简述镜头景深参数的含义答：景深（DOF）定义为在传感器上获得清晰像的物空间深度。

在光学系统中，物平面（对焦平面）上的点在与之共轭的像平面（感光平面）上成点像，在其他平面上在像平面所成的像均为一定直径的弥散斑。

而传感器的像素都是有一定尺寸的，只要弥散斑的直径足够小，弥散斑可以落在一个像素内，传感器就会将弥散斑误认为是一个点，则认为弥散斑对应的物方平面成像也是清晰的。

5、请进行相机选型：现有视野大小为16mm x 12 mm，单像素精度为0.005mm；；被测物为中速流水线传送状态；客户要求检测区域内方块面上有无脏污，无色彩要求；最高需要在一秒内拍10张图片答：该用户需要测试固定视野大小的产品，因此选用面阵相机，排除CL系列；检测脏污有无，无色彩要求，选择黑白相机；被测物为中速流水线传送状态，需要选择全局曝光相机，无需具备超短曝光功能；实际视野范围为16mm*12mm，单像素精度为0.005mm，则此时所需相机最小分辨率为16/0.005×12/0.005=3200×2400确定帧率/行频。

机器视觉技术及应用 B卷（时间70分钟,满分100分）姓名______________一、填空题（每空1分,共16分）得分______________1.机器视觉系统通常由相机、镜头、光源、___________和_____________组成。

2.CogPMAlignTool是基于___________特征的模板而不是基于像素灰度值的模板匹配工具，支持图像的旋转与_______。

3.光圈的作用_______________________________，光圈值f1.4和f2.8中_____成像更亮。

4.Caliper工具中代表卡尺的扫描方向，代表卡尺的_________方向。

在抓边过程中，_________方向要与查找的边缘平行。

5.黑白相机成像原理为：有光线进入相机区域表现为__________色，无光线进入相机的区域表现为_________色。

6.每个像素所代表的实际尺寸称为（FOV/像素个数）_____________________。

7.最常见的成像传感器器类型是__________和__________。

8.写出你知道LED光源的名称__________________________________________（至少3个）。

9.像素：___________________________________________________________。

10.其它条件一定，光圈越大，景深越______。

二、不定项选择题（每题4分，共24分）（）1.以下哪些连接是正确的：A. B.CS口镜头+ CS口相机 C口镜头+ C口相机C. D.CS口镜头+5mm接圈+C口相机 C口镜头+5mm接圈+ CS口相机（）2.下列方法可以提高图片亮度的素有（）A、增大曝光B、增大工作距离C、将光圈值从F8调到F1.4D、调大光源亮度（）3.以下关于感光元件描述正确的是（）A、CCD:噪点多、图像效果较差、价格便宜B、CCD:噪点少、图像效果较好、价格高C、CMOS:噪点多、速度快、价格便宜D、CMOS:噪点多、速度快、价格高（）4.如下图所示，通过CogFindLineTool PointResults 可以知道，当Caliper设置对比度大于（）时，将会抓不到边。

机器视觉原理与应用考试试题及答案一、选择题1. 机器视觉是一门研究如何使计算机看到并理解图像的学科，其根本目标是：A. 实现图像的高分辨率显示B. 开发智能机器人C. 提升图像处理速度D. 实现图像识别与分析答案：D2. 在机器视觉中，图像分析的基本步骤包括以下哪些？A. 图像采集、图像预处理、特征提取B. 图像采集、特征提取、目标检测C. 图像采集、目标检测、图像预处理D. 图像采集、图像预处理、目标识别答案：A3. 以下哪种方法可以用于图像增强？A. 直方图均衡化B. 模糊滤波C. 形态学运算D. 模板匹配答案：A4. 在机器视觉中，常用的目标检测方法有以下哪些？A. 边缘检测、颜色分割、模板匹配B. 二值化、滤波、边缘检测C. Canny算子、Sobel算子、实验阈值法D. 形态学运算、模板匹配、颜色分割答案：D5. 机器视觉中的特征提取方法主要包括以下哪些？A. 边缘提取、颜色提取、纹理提取B. 直方图均衡化、边缘提取、模板匹配C. 形态学运算、滤波、颜色提取D. 二值化、颜色分割、纹理提取答案：A二、填空题1. 机器视觉是通过计算机对图像进行________，并从中提取有用信息进行分析和识别的一门技术。

答案：处理/分析2. 目标检测与目标识别的主要区别在于目标检测需要确定目标在图像中的________。

答案：位置3. 在图像增强中，直方图均衡化是一种通过对图像的________进行调整，增强图像对比度的方法。

答案：像素值4. 边缘检测常用的算子有Sobel算子和________算子。

答案：Canny5. 特征提取是指从图像中提取具有________的特征，用于进一步的分析和处理。

答案：区分度三、简答题1. 请简要说明机器视觉的应用领域，并列举其中的两个具体应用案例。

答：机器视觉广泛应用于工业自动化、安防监控、医疗影像等领域。

其中，工业自动化方面，机器视觉可应用于产品质量检测、机器人视觉引导等；安防监控方面，机器视觉可应用于人脸识别、行为分析等；医疗影像方面，机器视觉可应用于肿瘤检测、疾病诊断等。

1、机器视觉是一项综合技术包括_图像处理_、机械工程技术、_控制__、电光源照明、光学成像、传感器、_模拟与数字视频技术_、__计算机软硬件技术_等。

2、相对人类视觉，机器视觉在_速度_、感光范围_、观测精度_、环境要求等方面都存在显著优势，特别在有害环境下或_重复性工作_下。

3、机器视觉是机器人_自主行动_的前提，能够实现计算机系统对于外界环境的观察_、_识别_以及_判断_等功能，对于_人工智能_的发展具有极其重要的作用。

4、从原理上机器视觉系统主要由三部分组成：_图像的采集_、_图像的处理和分析_、_输出或显示_。

5、—个典型的机器视觉系统应该包括_光源__、_光学系统_、_图像捕捉系统_、图像数字化模块、_数字图像处理模块_、智能判断决策模块和机械控制执行模块。

6、机器视觉是一项综合技术。

其中包括_数字图像处理技术_、机械工程技术、控制技术、_光源照明技术_、光学成像技术、__传感器技术_、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。

2024 机器视觉试题与答案1. 问题：什么是机器视觉？答案：机器视觉是一种技术，利用计算机和相应的算法，使计算机可以获取、处理和解释图像或视频。

2. 问题：机器视觉在哪些领域有应用？答案：机器视觉广泛应用于许多领域，包括自动驾驶、工业自动化、医疗诊断、安全监控等。

3. 问题：请简要描述机器视觉的工作原理。

答案：机器视觉的工作原理主要包括图像采集、图像预处理、特征提取和分类识别。

图像首先被采集，并进行预处理以去除噪声和增强图像质量。

然后，通过特征提取算法提取图像的特征，最后利用分类识别算法将图像分类为不同的目标或对象。

4. 问题：什么是图像采集？答案：图像采集是指通过摄像机或其他图像传感器来获取现实世界中的图像或视频，并将其转换为数字信号，以供计算机处理。

5. 问题：图像预处理的目的是什么？答案：图像预处理的目的是对采集到的图像进行处理，以去除噪声、增强对比度和颜色，并使图像适合后续的特征提取和分类识别算法的处理。

6. 问题：特征提取的作用是什么？答案：特征提取是将图像中与所关注的目标或对象相关的信息提取出来，并将其表示成计算机可以理解和处理的形式。

这些特征可以是颜色、形状、纹理等。

7. 问题：分类识别算法是如何将图像分类为不同的目标或对象的？答案：分类识别算法利用之前学习得到的模型和特征，对输入的图像进行分类预测。

这些算法可以是传统的机器学习算法，如支持向量机(SVM)、k最近邻(k-NN)等，也可以是深度学习算法，如卷积神经网络(CNN)等。

8. 问题：机器视觉中常用的评估指标有哪些？答案：机器视觉中常用的评估指标包括准确率、召回率、精确率、F1分数等。

这些指标用于评估分类算法对图像分类的准确性和性能。

9. 问题：机器视觉在自动驾驶中的应用有哪些？答案：机器视觉在自动驾驶中可以用于道路检测、车辆检测和识别、交通标志识别等任务，以帮助车辆实现自主导航和智能驾驶。

10. 问题：机器视觉技术的发展趋势是什么？答案：机器视觉技术的发展趋势包括更高的准确率和鲁棒性、更快的处理速度、更小的硬件成本、更广泛的应用领域等。

2024 机器视觉与应用考试
2024年机器视觉与应用考试综合题目
题目1：
一、简述机器视觉的概念及应用领域，并举例说明。

题目2：
一、简述机器学习在机器视觉中的应用，以及常用的机器学习算法。

题目3：
一、研究机器视觉时常用的图像处理技术有哪些？请列举至少三种，并描述其应用场景。

题目4：
一、深度学习在机器视觉中的应用有哪些？请至少列举三个，并详细说明其原理和优势。

题目5：
一、图像特征提取是机器视觉中的重要任务，请介绍常用的图像特征提取方法，并分析其优缺点。

题目6：
一、目标检测是机器视觉中的关键问题，请介绍几种常用的目标检测算法，并比较其性能差异。

题目7：
一、图像分割是机器视觉中的重要研究方向，请介绍常用的图像分割方法，并描述其应用场景。

题目8：
一、请简述基于深度学习的人脸识别算法的工作原理，并分析其优势和限制。

题目9：
一、在无人驾驶领域，机器视觉有着重要的应用，请简述机器视觉在无人驾驶中的作用以及相关技术。

题目10：
一、机器视觉技术在医学领域有着广泛的应用，请列举几个机器视觉在医学中的典型应用，并解释其意义和价值。

题目11：
一、请回顾机器视觉技术的发展历程，并展望其未来可能的发展方向与挑战。

题目12：
一、请简述机器视觉在智能安防领域的应用，以及在实际场景中可能面临的问题和解决方案。

题目13：
一、请结合实际案例，简要介绍机器视觉在工业自动化中的应用，以及其带来的效益和问题。

题目14：
一、请从技术、法律和伦理等角度，探讨机器视觉的发展给社会带来的影响和挑战。

机器视觉技术与应用练习题一、单选题1、以下哪项不是机器视觉系统的组成部分？（）A 光源B 图像采集卡C 计算机主机D 打印机2、机器视觉中，常用的图像预处理方法不包括（）A 灰度变换B 图像平滑C 图像分割D 图像增强3、在机器视觉测量中，以下哪种测量方法精度最高？（）A 基于边缘检测的测量B 基于模板匹配的测量C 基于立体视觉的测量D 基于区域生长的测量4、机器视觉应用中，用于检测产品表面缺陷的常用算法是（）A 霍夫变换B 阈值分割C 形态学处理D 特征提取5、以下哪种工业相机接口传输速度最快？（）A USB B IEEE1394C GigED Camera Link二、多选题1、机器视觉系统的光源类型包括（）A 环形光源B 条形光源C 面光源D 点光源2、机器视觉中的特征提取方法有（）A 形状特征B 纹理特征C 颜色特征D 空间关系特征3、以下哪些是机器视觉在工业生产中的应用？（）A 零件尺寸检测B 产品外观缺陷检测C 自动化装配D 机器人导航4、影响机器视觉系统精度的因素有（）A 相机分辨率B 镜头畸变C 环境光照D 图像处理算法5、机器视觉系统的性能指标包括（）A 分辨率B 帧率C 景深D 视场三、判断题1、机器视觉系统只能用于工业检测，不能用于医疗领域。

（）2、图像分辨率越高，机器视觉系统的性能越好。

（）3、机器视觉中的阈值分割算法只能用于二值图像分割。

（）4、光源的选择对机器视觉系统的性能没有影响。

（）5、机器视觉系统中的镜头焦距越大，视场角越小。

（）四、简答题1、简述机器视觉技术的工作原理。

答：机器视觉技术是通过使用工业相机或其他图像采集设备获取目标物体的图像，然后将图像传输到计算机中进行处理和分析。

计算机利用图像处理算法对图像进行预处理、特征提取、目标识别和测量等操作，最终得出关于目标物体的相关信息，如尺寸、形状、位置、缺陷等。

2、列举机器视觉在农业领域的应用。

答：在农业领域，机器视觉可用于农产品的品质检测和分级，如水果的大小、形状、颜色、表面缺陷等的检测和分类；还能用于农作物生长监测，通过对农作物的图像分析，了解其生长状况、病虫害情况等；此外，在农业自动化方面，机器视觉可辅助农业机器人进行精准播种、施肥、采摘等操作。

机器视觉试题及答案一、选择题1. 机器视觉系统的主要功能是什么？A. 识别物体B. 测量物体尺寸C. 定位物体D. 所有以上选项答案：D2. 以下哪个不是机器视觉系统中的光源类型？A. 卤素灯B. 氙灯C. LED灯D. 荧光灯答案：B3. 在机器视觉中，边缘检测算法的作用是什么？A. 确定物体的边界B. 识别物体的颜色C. 测量物体的表面粗糙度D. 计算物体的面积答案：A二、简答题1. 描述机器视觉系统中相机的分辨率对图像质量的影响。

分辨率是衡量相机图像质量的关键参数之一。

高分辨率的相机能够捕捉到更多的图像细节，提供更清晰的图像。

在机器视觉系统中，高分辨率有助于更准确地识别和测量物体，尤其是在需要高精度检测的应用场景中。

2. 解释什么是机器视觉中的图像预处理，以及它的重要性。

图像预处理是机器视觉系统中的一个关键步骤，它涉及对原始图像数据进行一系列操作，以改善图像质量，增强特征，或将图像转换为更适合后续处理的形式。

预处理的目的是去除图像中的噪声，校正光照不均，增强边缘等，以便提高后续图像分析算法的性能和准确性。

三、计算题1. 如果一个机器视觉系统使用了一个分辨率为1920x1080像素的相机，并且物体的实际尺寸为100mm x 50mm，计算相机的视场大小（Fieldof View, FOV）。

假设相机的焦距为f，视场大小可以通过以下公式计算：FOV_x = (实际尺寸_x * 焦距) / 分辨率_xFOV_y = (实际尺寸_y * 焦距) / 分辨率_y由于题目中没有给出焦距，我们无法直接计算出视场大小。

但是，如果知道焦距，就可以使用上述公式计算出FOV_x和FOV_y。

四、案例分析题1. 描述一个机器视觉系统在自动化装配线中的应用案例，并解释其工作原理。

在自动化装配线中，机器视觉系统常用于确保组件的正确放置和装配。

例如，在一个电子设备装配线上，机器视觉系统可以检查电路板上的元件是否正确放置，是否有缺失或错误放置的元件。

2024 机器视觉试卷与答案题 1：图像分割如下图所示：a) 使用阈值分割方法对上述图像进行处理，请给出最佳的阈值分割结果，并说明你的选择原因。

b) 使用边缘检测方法对上述图像进行处理，请给出最佳的边缘检测结果，并说明你的选择原因。

c) 基于图像分割结果，使用区域生长算法对上述图像进行处理，请给出最终的图像分割结果。

答案：a) 最佳的阈值分割结果为： 我选择阈值为150的原因是通过观察原始图像，发现目标物体（圆形）的像素值大部分都在该阈值以上。

b) 最佳的边缘检测结果为： 我选择边缘检测算法Sobel算子的原因是该算子能够较好地捕捉到图像中的边缘信息。

c) 基于图像分割结果，使用区域生长算法得到的最终图像分割结果为： 区域生长算法根据像素的相似性将相邻的像素合并为一个区域，从而得到了最终的图像分割结果。

题 2：特征提取与描述下图为一幅含有多个物体的图像，请回答以下问题：a) 请说明使用SIFT算法进行特征提取的步骤，并给出提取到的关键点的数量。

b) 使用SURF算法对上述图像进行特征提取，请给出提取到的关键点的数量。

c) 选择一种合适的特征描述子，并对提取到的关键点进行描述。

答案：a) SIFT算法的特征提取步骤包括：- 尺度空间极值点检测：在不同尺度下，通过高斯差分金字塔寻找图像的极值点。

- 关键点定位：对极值点进行精确定位，通过拟合尺度空间中的极值点，确定特征点的位置和尺度。

- 方向分配：为每一个关键点指定主方向，提高特征的旋转不变性。

- 描述子生成：根据关键点周围的梯度方向，生成128维的描述子向量。

提取到的关键点数量为30个。

b) SURF算法的特征提取步骤包括：- 尺度空间构建：采用Hessian矩阵的行列式来检测尺度空间中的局部极值点。

机器视觉原理及应用第一章课后习题答案1.总结机器视觉发展历史。

机器视觉发展经历了从20世纪70年代的数字图像处理、马尔视觉理论框架、积木世界，20世纪80年代的图像金字塔和尺度空间、“由X到形状”、Snake模型、视觉相关变分优化算法，20世纪90年代的“图割”(graph cut)稠密立体视觉、统计学习方法以及最新的计算摄像学、计算成像、2D/3D图像及视频理解、深度学习等过程。

2.给出机器视觉应用的五个具体例子。

无人驾驶、机器人抓取、工业检测、虚拟现实、人机交互等。

3.机器视觉的目标是什么？机器视觉是机器(通常指数字计算机)对图像进行自动处理并报告“图像是什么”的过程，总的来说是使得机器代替人进行视觉感知。

4.机器视觉的主要内容有哪些？相机标定与图像形成等底层机器视觉问题、Shape From X三维视觉、立体视觉、光流与运动分析、目标匹配，检测与识别、3D传感，形状描述、目标跟踪、视觉人机交互与虚拟现实与增强现实、计算成像、图像、视频理解。

5.叙述马尔理论的主要内容。

Marr的理论指出视觉是一个复杂的信息加工过程。

为了理解视觉中的复杂过程，首先要解决两个问题：第一，视觉信息的表达问题；第二，视觉信息的加工问题。

马尔从信息处理系统的角度出发，认为对视觉系统的研究应分为三个层次，即计算理论层次、表达与算法层次和硬件实现层次。

马尔从视觉计算理论出发，将系统分为自下而上的三个阶段，即视觉信息从最初的原始数据（二维图像数据）到最终对三维环境的表达经历了三个阶段的处理。

6.机器视觉与模式识别的区别是什么？二者存在多方面的区别:机器视觉通过机器代替人进行视觉感知，机器视觉的核心问题是从一张或多张图像生成一个符号描述，因此需要考虑前端的成像，而模式识别的主要任务是对模式进行分类，模式识别只需要考虑输入的图像。

模式识别的内容主要包分类、识别等，而机器视觉的内容包括相机标定、三维重建等。

此外，机器视觉由两部分组成：特征度量与基于这些特征的模式识别。

1机器人视觉系统实训平台由哪些模块组成？可以进行哪些视觉应用实训？
答：
机器人视觉系统实训平台由：协作机器人、模块化工作台、机器人移动导轨、轨迹示教模块、输送线模块、工具快换模块、拼图模块、自动托盘与仓储模块、视觉系统模块、电气实训模块模块组成；
可以进行：①视觉引导焊接实训；②视觉引导分拣实训；③视觉引导七巧板自动拼图实训；④视觉扫码入库实训，等实训项目。

2 在该视觉系统实训平台上装有两套视觉系统，各采用哪种安装方式，以及其作用？
答：
平台上包含两套工业相机，每套相机配有相对应的光源和镜头。

一个相机安装在输送线上，对输送线上的圆柱物料进行编号识别与位置测量。

另一个相机安装在机器人末端随机器人移动，对演示过程中七巧板物料进行颜色识别、面积识别，并针对样图效果进行摆放，另一方面相机识别货架上面的条码标识，将样图托盘对应入库。

3 简述本章4个项目实训中机器人与相机之间是如何配合应用的？
答：
机器人与相机视觉系统采用TCP/IP方式通讯，机器人作为client连接相机视觉系统服务器service；
机器人运行到拍照点执行脚本程序出发相机拍照进行图像处理；视觉系统根据编写好的流程处理图像信息，将处理结果打包成字符串发送给机器人；机器人通过脚本程序将数据进行解析，并赋值给机器人示教器变量；机器人通过在线编程使用相应的示教器变量实现项目功能。

2011年硕士研究生《机器视觉及其应用》试题一、试述机器人的硬件和软件的构成。

(25分)答：机器人的硬件主要有：1．机械手或移动车这是机器人的主体部分，由连杆，活动关节以及其它结构部件构成，使机器人达到空间的某一位置。

2．末端执行器连接在机械手最后一个关节上的部件，它一般用来抓取物体，与其他机构连接并执行需要的任务(参见图1.2)。

3．驱动器驱动器是机械手的“肌肉”。

常见的驱动器有伺服电机，步进电机，气缸及液压缸等。

4．传感器传感器用来收集机器人内部状态的信息或用来与外部环境进行通信。

5．控制器机器人控制器从计算机获取数据，控制驱动器的动作，并与传感器反馈信息一起协调机器人的运动。

6．处理器处理器是机器人的大脑，用来计算机器人关节的运动，确定每个关节应移动多少和多远才能达到预定的速度和位置，并且监督控制器与传感器协调动作。

机器人的软件主要有三块：1．操作系统，用来操作计算机。

2．机器人软件，它根据机器人运动方程计算每一个关节的动作，然后将这些信息传送到控制器，这种软件有多种级别，从机器语言到现代机器人使用的高级语言不等。

3．例行程序集合和应用程序，它们是为了使用机器人外部设备而开发的（例如视觉通用程序），或者是为了执行特定任务而开发的。

二、常用的图像处理的基本方法有几种？(25分)答：常用的图像处理的基本方法有两种方法：模拟处理和数字图像处理1.模拟处理包括：光学处理和电子处理，如：照相、遥感图像处理、电视信号处理等，电视图像是模拟信号处理的典型例子，它处理的是活动图像，25帧/秒。

2.数字图像处理：数字图像处理一般都用计算机处理，因此也称之谓计算机图像处理。

数字图像处理的主要方法有：1)空域法：这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。

空域处理法主要有两大类：2)变换域法：数字图像处理的变换域处理方法是首先对图像进行正交变换，得到变换域系数阵列，然后再施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。

机器视觉技术及应用 A卷姓名______________一、填空题（每空1分,共16分）得分______________1.机器视觉可以做引导、___________、检测、___________四类应用。

2.PMAlign工具的训练图案特征中的黄线表示__________特征，绿线表示__________特征。

D即感光元器件，是由一组矩阵式元素组成，它的功能是将光信号转化为_____________。

4.相机能看到的最小特征即为一个__________________。

5.8bit图像灰度值范围是____________，________表示黑，________表示白。

6.景深______________________________________________________7.光在感光元件上感光的过程称为_________________时间。

8.物距（WD）的定义是_________________________________________________9.CogCaliperTool的边缘模式有______________和______________。

10.光源的视场分为_________________、___________________。

二、不定项选择题（每题4分，共24分）（）1、什么样的滤镜可以消除金属产品上的眩光A、低通滤镜B、紫外滤镜C、偏振滤镜D、中性密度滤镜（）2、影响视野大小的因素有A、物距B、像距C、成像面大小D、被拍物体大小（）3、以下关于感光元件描述正确的是A、CCD:噪点多、图像效果较差、价格便宜B、CCD:噪点少、图像效果较好、价格高C、CMOS:噪点多、速度快、价格便宜D、CMOS:噪点多、速度快、价格高（）4、下面哪些方法可以减少PMAlign工具运行时间A.增大接受阈值B.减小粗糙粒度数值C.增大对比度阈值D.增加缩放比例（）5、某款镜头的最大兼容CCD尺寸是1/2＂靶面，以下哪些靶面的相机可以使用该款镜头A.1 inchB.1/3 inchC.1/2 inchD.8.8*6.6mm（）6、拍摄目标尺寸为50*30mm，拍摄距离为200mm，选用的相机是SCA640-74fm 1/2”CCD，可以选用下面那个镜头：A.M0814-MP2B.M2514-MP2C.M5028-MP2D.M1614-MP2二、英汉翻译 (共8分)Caliper____________ Blob______________ Calibration_________________ Measurement___________ RunParams_____________Accept throwhold___________四、问答题：（共22分）1、画出下面光源的光路图。