機器視覺應用工程開發思路

 機器視覺應用工程開發思路

       機器視覺應用工程主要可劃分爲兩大部分,硬件部分和軟件部分。

       1.硬件部分,硬件的選型至關重要,決定了後續工作是否可以正常開展,其中關鍵硬件部分包括:光源,相機以及鏡頭。

       2.軟件部分,目前業內商業庫主要有Halcon,康耐視,DALSA,evision,NI等,開源庫有OpenCV.其中NI的labview+vision模塊 

 

       機器視覺應用工程大致開發思路:

      一、獲取圖像       

      圖像採集可以來源多個途徑,用算子read_image去讀取圖像文件;用相機助手,可讀取單個或多個相機視頻;使用讀文件或讀取路徑(可用tuple實現讀取多個圖像文件)助手。

      其中,使用相機助手獲取相機圖像最爲常用。

      Halcon通過ImageAcquisition Interfaces對各種圖像採集卡及各種工業相機進行支持。其中包括:模擬視頻信號,數字視頻信號Camera Link,數字視頻信號IEEE 1394,數字視頻信號USB2.0,數字視頻信號Gigabit Ethernet等。 

     Halcon通過統一的接口封裝上述不同相機的image acquisition interfaces,從而達到算子統一化。不同的相機只需更改幾個參數就可變更使用。

     Halcon圖像獲取的思路:1、打開設備,獲得該設備的句柄。2、調用採集算子,獲取圖像。

 

      二、圖像顏色空間變換

      顏色的定義,顏色是光作用於人眼引起除形象以外的視覺特性。計算機常用的顏色空間主要有兩種,RGB和HSVRGB顏色空間,主要是依據人眼的生理結構,人眼有三類視錐體細胞,分別是紅,綠,藍。而HSV顏色空間,是基於顏色本身的屬性,H代表色相,主要由波長決定;S代表純度,取決於峯值能量與其他頻段能量白色光的比例;V代表亮度。H與S屬性,常常會混爲一談,是爲顏色的色度特性。

      因此,在一副彩色圖像中,倘若在RGB顏色空間中無法尋得合適閾值進行分割時,常常可以將RGB顏色空間轉換到HSV顏色空間,去觀察圖像的色相以及飽和度屬性。

     三、圖像預處理

     圖像預處理,即對採集的圖像不是很滿意,以致於會影響後續圖像處理的結果,因此必須對採集的圖像進行預處理。圖像預處理,並未對圖像做出實質性的提取和改變,主要是以濾波、增強對比度等改善圖像質量爲目的。

     圖像預處理,主要包括了四個部分,圖像的點運算(即操作直方圖),圖像的幾何變換、圖像的增強處理以及圖像的正交變換。(其中,預處理以及ROI區域提取,還包括圖像的邊緣檢測以及輪廓檢測。)

     圖像的點運算,主要用於改變一幅圖像的灰度分佈範圍;圖像的幾何變換,主要包括圖像的平移變換、鏡像變換、圖像的轉置、縮放和旋轉等內容;圖像的增強處理,主要對圖像的噪聲過濾以及對比度增強,即平滑、銳化處理;圖像的正交變換,主要包括傅里葉變換、哈達瑪變換、離散餘旋變換以及K-L變換等,將信號從空間域變換到空間頻域,以便於更好的處理信號。

      四、區域及輪廓提取(提取ROI)

    區域以及輪廓的提取,即提取ROI,這一步是整個圖像處理軟件中的核心步驟。就我目前的知識水平大致可分爲三個方法:Blob分析,模板匹配以及機器學習識別模式

    Blob分析的基本思想,通過其灰度值的差別來識別圖像中前景的像素。Blob分析三兄弟,圖像分割,圖像形態學處理,特徵提取。

    模板匹配,主要包括形狀匹配以及灰度值匹配。關鍵步驟,創建模板;在圖像中查找模板。

    機器學習識別,基於多層感知的自我訓練,通過監督學習,形成分類器。主要分爲四步,創建trf訓練文件(綁定字符圖像與字符),創建神經分類器,訓練分類器,將分類器保存爲ocm文件(即可用於識別)。

       五、圖像識別及診斷(或要進行相機標定)


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