《视觉传感技术》课件.pptVIP

*******************视觉传感技术视觉传感技术是计算机视觉领域的重要组成部分，它涉及到图像采集、处理、分析和理解等各个方面。近年来，随着人工智能技术的快速发展，视觉传感技术也得到了广泛的应用，例如自动驾驶、人脸识别、医疗诊断等。课程目标理解视觉传感技术的基本概念掌握视觉传感技术的基本原理、方法和应用。掌握图像处理和分析的基本方法了解图像获取、处理、分析和理解的基本流程。熟悉机器视觉系统的典型应用了解机器视觉在工业自动化、医疗影像处理、生物特征识别等领域的应用。视觉传感简介生物视觉人眼是生物视觉的典型例子，通过光线照射物体后反射的光线进入眼睛，经由角膜、瞳孔、晶状体和视网膜等结构，最终形成图像并传递给大脑处理，让人类感知周围的世界。机器视觉机器视觉技术模拟人眼的视觉功能，通过光学成像系统、图像传感器、图像处理单元等，获取、处理和分析图像信息，实现对物体的识别、测量、检测等功能。视觉传感技术视觉传感技术是机器视觉技术的基础，其核心是图像传感器，它将光信号转换成电信号，并将其数字化，为图像处理和分析提供原始数据。视觉传感的应用领域工业自动化视觉传感在工业自动化中发挥着关键作用，用于质量控制、缺陷检测和机器人引导等领域。例如，机器人视觉可以帮助机器人在复杂的环境中识别和抓取物体。医疗保健在医疗保健领域，视觉传感用于诊断和治疗。例如，内窥镜成像可以帮助医生观察身体内部，而计算机辅助手术系统可以提高手术的精度。安防监控视觉传感在安防监控领域应用广泛，例如人脸识别、车辆跟踪和入侵检测等，为人们提供安全保障。交通运输视觉传感在交通运输领域也有着重要应用，例如自动驾驶汽车、交通灯识别和道路状况监测等，提升交通安全和效率。图像采集技术光学系统镜头负责收集来自目标的光线，并将光线聚焦到图像传感器上，形成清晰的图像。图像传感器将光信号转换为电信号，并将其数字化为图像数据。信号处理对图像传感器输出的信号进行处理，以增强图像质量和提取所需信息。图像存储将处理后的图像数据存储到内存或存储设备中，以便后续处理或分析。图像传感器类型CCD图像传感器CCD是一种传统的图像传感器，以其高灵敏度和低噪声而闻名，常用于专业相机和天文观测。CMOS图像传感器CMOS是一种更现代的图像传感器，以其低功耗、快速读出速度和集成性而著称，广泛应用于手机、网络摄像头和监控系统。CMOS和CCD的原理和特点CMOS和CCD是两种主要的图像传感器类型，它们在图像采集和处理中扮演着重要的角色。CMOS和CCD的工作原理不同，导致它们具有不同的特性和优缺点。1CMOSCMOS传感器通过在每个像素上集成一个晶体管，实现信号的放大和转换。2CCDCCD传感器通过电荷耦合器件将光信号转换为电信号，每个像素相当于一个电荷存储单元。3速度CMOS传感器速度更快，更适合高速图像采集。4功耗CMOS传感器功耗更低，更适合便携式设备。图像传感器性能参数参数描述分辨率像素数量，决定图像细节灵敏度光照条件下响应能力信噪比信号与噪声比例，影响图像清晰度动态范围传感器可感知的光强范围帧率每秒采集的图像数量功耗传感器工作所需的能量图像信号处理基础1图像采集通过传感器获取真实世界的光信号，并将光信号转换为电信号。2图像数字化将连续的电信号转换成离散的数字信号。3图像增强对图像进行处理，以提高图像质量和视觉效果。4图像分析提取图像中的有用信息，以便进行进一步处理。图像信号处理是视觉传感技术的核心。该技术通过一系列步骤对图像进行处理，以提取有用信息和改善图像质量。图像数字化1采样将连续的图像信号转换为离散的像素点，以一定的时间间隔采集图像信息。2量化将每个像素点的灰度值量化为有限个离散值，通常使用8位的量化，即每个像素点有256个不同的灰度级别。3编码将量化后的像素值转换成二进制数据，以便于存储和传输，常见的编码方式包括JPEG、PNG、BMP等。图像增强技术11.对比度增强增加图像明暗区域的反差，改善图像的可辨识度。22.锐化突出图像边缘和细节，增强图像的清晰度。33.降噪抑制图像中的随机噪声，提高图像质量。44.色彩校正调整图像颜色，使其更符合视觉感知。图像滤波高斯模糊高斯模糊是一种常用的图像平滑滤波器，它使用高斯函数对图像进行卷积运算，可以有效去除噪声和细节。中值滤波中值滤波是一种非线性滤波器，它使用像素点周围邻域内的中值代替中心像素，可以有效去除椒盐噪声。边缘检测滤波器边缘检测滤波器用于突出图像的边缘信息，例如索贝尔