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[图像处理识别] 给图像处理和机器视觉的一些建议和一些基本知识

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发表于 2007-10-14 21:25:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
USB-6009数据采集卡首发
给图像处理和机器视觉的一些建议和一些基本知识
# }/ u9 c# Z# \' V5 E. n# W$ d最近发生的事情特别多,遇到的问题特别多,接触很多图像处理和机器视觉的初学者,发现很多人很茫然,在不同的领域来回徘徊,和他们交流和沟通,感觉他们好像懂得很多,但交流深入起来,发现他们连基本的概念和视觉的总体框架都没有搞明白,鉴于此我写了如下的文字,希望和同行们一起交流,共同从基础学起,一起交流。我正在申请一个图像处理和机器视觉的研究所,一旦申请成功,到是我会在研究所的网页上,专门开设一个免费的网络讲座,有我和我邀请一起机器视觉领域的人一起,来帮助刚刚接触这个领域的人快速的进入。
. o$ H+ @: [+ X, m4 q, b+ N先说两个基本的概念,1:什么是数字图像?我想很多人就会发笑,这个谁不知道,我估计就有人不知道,以前我朋友的老板交给一个任务,做基于视觉的欧元识别,用在欧元验钞机上,他一下晕啦,不知道如何下手,按说他做图像处理的编程挺不错的,这次为什么不知道如何下手呢?原因在于以前他所做的图像都是有直觉形象的,比如图片、相片、图案、文字图样以及从通过采集卡采集到的视频图像等等,而他这次所接触的图像是一个“特殊”的图像:无直觉形象而只有信号的波形,我们都知道欧元和人民币一样在中间有一条比较明的磁条,此磁条上含有该钱币“身份”的信息,如人民币,用逻辑分析仪看一下,可以看到等宽度的规则的方形波,欧元的波形是宽度变化的方形波。基于视觉的验钞机是通过一个滚动的轴性图像传感器来获得欧元上的图像信息,对这样的图像信息的处理让我朋友无所适从,其根本原因是他对什么是图像都没有搞清楚。
/ G$ v5 f) ?7 W! X% J+ b那到底什么是图像呢?你知道吗?从信息论的角度来看,“图像”所包含的信息量最大,内容机器广泛,概括来说可以分为两个类型:有直觉形象的信号和无直觉形象而只有数据或者信号的波形的信号。别把图像太特殊化,其实图像只是一种信号而已,对图像的处理就是对信号的处理,只是对不同的信号采取不同的信号处理方式而已。7 K2 G3 }9 Y" \0 i" r8 W
2:不要简单的看几本机器视觉的书,做两个机器视觉的小项目,就认为你懂得机器视觉啦,机器视觉的研究内容非常广泛,她涉及计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光学、机械等多个领域。用简单的一句话来概括就是用机器代替人眼来作各种测量和判断。所以学习机器视觉或者图像处理,要从两个看似相互矛盾的角度着手,一方面要对所涉及的学科进行概念性的学习,基本原理性的学习,另一方面一定要为自己选定一个相对确定的目标深入学习和研究。而所有的前提必须学好数学。
7 _6 `' }0 L( H( N! f% V说完两个基本概念,我简单说一下,一个完整的机器视觉系统的一些主要的工作过程:
. D1 S4 F% }  O* n- \6 L1:首先通过工件检测器检测物体是否接近或运动到摄像机视野的中心,如果是,向图像采集卡发送触发脉冲信号;
, V. @/ M+ {! k  F! L4 k- r. a' O$ w2:图像采集卡按照设计人员预先设定的程序和延时,分别向摄像机或照明设备发出启动脉冲,但也有摄像机和照明设备在系统初始化话时,就开始启动。
. B" V4 L2 C: j, ]3:摄像机停止目前的扫描,重新开始新的一帧扫描;有的时候需要摄像机在启动脉冲来到之前一直处于等待状态,启动脉冲到来后启动以帧扫描;7 s! }  ~( N, s; p1 @* v! T# G
4:如果所采用的策略是曝光策略,那么在摄像机开始新的一帧扫描之前,要打开曝光结构,其曝光时间要根据你的实际需要通过程序或者硬件设定好;
! [( Q4 K# b8 W% w7 g0 y5:如果采用曝光策略的话,要用另一个启动脉冲打开照明设备,特别要保持启动时间应该与摄像机曝光时间匹配;* V: M  p, }8 T% ~9 w
6:摄像机曝光后,正式开始一帧图像的扫描和输出;
( t) u/ I' q$ o7:如果摄像机输出的是模拟信号,图像采集卡就把从摄像机接受过来的信号进行A/D转化将其数字化,如果输出的是数字信号,这样就省图像采集卡的事情拉;% d8 ~. Y9 j. s$ |' ?
8:图像采集卡将图像信号送到缓冲器、处理器或者计算机的内存中,以便图像的处理和显示;
4 Q2 T8 ^7 a4 z! q9:处理器或者计算机对图像进行处理、分析、识别以得到测量结果或逻辑控制量,然后根据这些结果进行处理以控制别的装置(比如机械装置等)来完成相关动作,进行定位。纠正运动的误差等等,比如修正机器手臂的位置。  \- z" A6 o, o( c+ ?5 E7 x1 J
1 _$ Z0 e- {% O9 U$ h# s# k; S- r
总而言之,机器视觉系统是一个比较复杂的系统,涉及很多学科,很多领域的知识,是一个系统工程,所以如果你决定成为机器视觉的一员,一定要博学和专攻,博学是为了形成大致的框架和系统的思想,专攻是为了你的深入,学习任何一门学科和技能,要沉下心来,好好把基础打好,不要心浮气躁,浅浅而学。看似你知道很多,其实什么都不懂,机器视觉是个很有前途的领域,只有你用心去做,踏踏实实,一步一步自信地习和实践,我相信你能得到意想不到的收获。
IDAQ-USB-6009数据采集卡
发表于 2008-3-2 17:04:11 | 显示全部楼层
在线课堂
赞一个,刚好要用到图像处理......
发表于 2008-3-6 16:16:57 | 显示全部楼层
谢谢啦!刚好要做机器视觉了!
发表于 2008-7-23 19:35:12 | 显示全部楼层
:loveliness:   N( I1 ~, t  y$ L' M& S
强力支持~~~~
发表于 2008-7-23 20:31:24 | 显示全部楼层
Thank your teach!
发表于 2008-8-8 14:38:00 | 显示全部楼层
刚刚接触 有新奇又迷茫
发表于 2008-8-17 15:00:37 | 显示全部楼层
谢谢楼主!
发表于 2008-9-25 14:05:40 | 显示全部楼层
顶顶顶顶:17P 学习了
发表于 2008-12-13 14:25:06 | 显示全部楼层
写得非常好~尤其是对我这种临近毕业就越发觉得基础知识非常重要的毕业生来说
发表于 2008-12-23 12:06:34 | 显示全部楼层
我要走进去!) O9 ^: B; B6 f* Q1 m* x! o
看看这个世界的奇妙之处,因为有了你们这样的无私传播知识的人,才让我们的世界变得更加美好!
; }. F6 N; ]; u5 J0 u' ^谢谢了!
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