张广军,视觉测量第一章课件 ppt

什么是计算机视觉呢？
让我们先来了解一些基础概 念，做好本课程学习的准备工作！
1、什么是计算机视觉
South China University of Technology
随着信号处理理论和计算机技术的发展，人们试图用摄像机获取环 境图像并将其转换成数字信号，用计算机实现对视觉信息处理的全 过程，这样就形成了一门新兴的学科——计算机视觉。
（2）高速图像采集系统：由专用视频解码器、图像缓冲器以及控制接口 电路组成。主要功能是适时地将视觉传感器获取的模拟视频信号转换为 数字图像信号，并将图像直接传送给计算机进行显示和处理，或者将数 字图像传送给专用图像处理系统进行视觉信号的实施前段处理。随着逻 辑门阵列FPGA芯片的出现，使得大多数高速图像采集系统只需由几个芯 片就可以完成。 图像采集系统与计算机的接口采用工业标准总线，如 ISA、VME、PCI等。
视觉测量
主讲人：全燕鸣教授 博士生导师
第一章
引论
South China University of Technology
本章要点： 1.1计算机视觉的发展与系统构成 1.2生物视觉简介 1.3Marr视觉理论框架 1.4计算机视觉应用领域及面临问题 1.5视觉测量系统与关键技术
South China University of Technology
20世纪50年代开始统计模式识别，工作主要集中在二维图像分析、识别和理解上。 如：字符识别、工件表面、显微图片和航空照片的分析解释
60年代，Roberts开创了以理解三维场景为目标的三维计算机视觉的研究（ Roberts提出了所谓的“积木世界”说法）
70年代，出现了一些计算机视觉应用系统
80年代，Marr教授提出了Marr视觉理论，该理论成为20世纪80年代计算机视觉研 究领域中的一个十分重要的理论框架
视觉测量广泛应用于产品在线质量监控 、微电子器件的自动检测、各种磨具三 维形状的测量及生产线线中机械手的定 位与瞄准。在检测领域有重要地位哦！
看一些实例吧……
South China University of Technology
美国Perceptron公司研制的用于轿车 车身生产的Perceptron 1000型多传 感器视觉测量系统
计算机视觉系统一般以计算机为中心，主要有视觉传感器、高速图 像采集系统及专用图像处理系统等模块构成，如图所示：
标准总线
South China University of Technology
（1）视觉传感器：视觉传感器是整个计算机视觉系统信息的直接来源， 主要由一个或两个图像传感器组成，有时还要配以光投射器及其它辅助设 备。主要功能是获取足够的计算机视觉系统要处理的最原始图像。
South China University of Technology
(3)专用图像处理系统：是计算机的辅助处理器，主要采用专用集成芯（ ASIC)、数字信号处理器（DSP)或者FPGA等设计的全硬件处理器，可 以实时高速完成各种低级图像的处理算法，减轻后端计算机的处理负荷 ，提高整个视觉系统的速度。它与计算机之间的通信可以采用标准总线 接口、串行通信总线接口或者网络通信等方式。
很多大公司都给予视觉测量领域足够的重视和 资金支持，以上是一些世界知名企业的视觉测量 产品。通过本课程的学习，我们会学习视觉测量 的理论基础、当今视觉测量领域的发展现状、以 及对视觉测量产品的运用！
1.1计算机视觉的发展与系统构成
South China University of Technology
常用的图像传感器：激光传感器 、线阵和面阵CCD摄像机或TV 摄像机、数字摄相机。
选择合适的光源对于获取清晰图像非 常重要，让我们认识一些常用的光源 South China University of Technology ：
South China University of Technology
美国Faro公司产品
South China University of Technology
ATOS便携式三维扫描仪
South China University of Technology
英国3D Scanners公司的产品
South China University of Technology
80年代中期，计算机视觉获得了迅速发展，主动视觉理论框架、给予感知特征群的 物体识别理论框架等新概念、新方法、新理论不断涌现
90年代，计算机视觉在工业环境中得到广泛应用，同时基于多视几何的视觉理论得 到迅速发展
计算机视觉系统构成
South China University of Technology
South China University of Technology
（4）计算机：计算机是整个计算机视觉系统的核心，它除了控制整个系 统的各个模块的正常运行外，还承担着视觉系统的最后结果运算和输出 。由图像采集系统输出的数字图像可以直接传送到计算机，有计算机采 用纯软件方式完成所有的图像处理和其他运算。如果纯软件处理能够满 足视觉系统的要求，就不需专用硬件处理系统出现在计算机视觉系统。
South China University of Technology
小结
随着计算机视觉的飞速发展，二维视觉处理已从二值视觉系统 发展为灰度视觉系统，并达到实用。在三维视觉信息获取上，也 取得了巨大的进步，并且由于实现思想和条件的不同，产生了相 应的诸多方法，从一定程度上克服了自然环境的限制，进一步扩 大了计算机视觉的应用领域。
2、计算机视觉的研究目标
计算机视觉的研究在于模拟人眼能完成的功能，更重要的是它能完 成人眼所不能胜任的。
South China University of Technology
3、视觉测量概念的提出 从计算机视觉概念和方法出发，将计算机视觉应用于空间几何尺 寸的精确测量和定位，从而产生了一种新的计算机视觉应用概念， 视觉测量。视觉测量作为当今高新技术之一，在电子学、光学探测、 图像处理和计算机技术不断成熟和完善的基础上得到了突飞猛进的 发展。