計算機視覺技術概述2020/11/241學習內容：★計算機視覺技術的定義★計算機視覺技術的發展★計算機視覺技術的應用★計算機視覺技術的圖像處理方法★計算機視覺技術的發展趨勢2020/11/242精品資料2020/11/243你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結一節課的重點的難點，你是否會認為老師的教學方法需要改進？你所經歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”2020/11/244什么是計算機視覺技術計算機視覺（Computer

Vision,

CV）是一門研究如何讓計算機達到人類那樣“看”的學科。也就是用計算機來實現對客觀的三維世界的識別與理解,這種三維理解是指對被觀察對象的形狀、尺寸、離開觀察點的距離、姿態、質地、運動特征(包括方向和速度)等的理解,更準確點說，它是利用攝像機和電腦代替人眼使得計算機擁有類似于人類的那種對目標進行分割、分類、識別、跟蹤、判別決策的功能。作為一個新興學科，計算機視覺是通過對相關的理論和技術進行研究，從而試圖建立從圖像或多維數據中獲取“信息”的人工智能系統。2020/11/245

它是一門綜合性的科學技術，主要包括計算機科學與工程、信號處理、物理學、應用數學與統計、神經生理學和認知科學等。

目前，計算機視覺技術已經應用在制造業、工業檢驗、文檔分析、醫療診斷、軍事目標跟蹤、自主導航等系統當中。2020/11/246計算機視覺技術的發展及簡介計算機視覺是在20世紀50年代從統計模式識別開始的．當時的工作主要集中在二維圖像分析和識別上，如光學字符識別．工件表面、顯微圖片和航空圖片的分析和解釋等．60年代，Roberts(1965)通過計算機程序從數字圖像中提取出諸如立方體、楔形體、棱柱體等多面體的三維結構，并對物體形狀及物體的空間關系進行描述[Roberts1965]。到了70年代，已經出現了一些視覺應用系統『Guzman1969，Maekworth1973，】。70年代中期，麻省理工學院(MIT)人工智能(AI)實驗室正式開設“機器視覺”(MachineVision)課程，由國際著名學者B．K．P．Hom教授講授。2020/11/247

80年代以來，計算機視覺的研究已經歷從實驗室走向實際應用的發展階段。而計算機工業水平的飛速提高以及人工智能、并行處理和神經元網絡等學科的發展，更促進了計算機視覺系統的實用化和涉足許多復雜視覺過程的研究。目前，計算機視覺技術正在廣泛的應用于計算幾何、計算機圖形學、圖像處理、機器人學等多個領域中。2020/11/248

計算機視覺的原理

計算機視覺就是用各種成象系統代替視覺器官作為輸入敏感手段，由計算機來代替大腦完成處理和解釋。計算機視覺的最終研究目標就是使計算機能象人那樣通過視覺觀察和理解世界，具有自主適應環境的能力。要經過長期的努力才能達到的目標。因此，在實現最終目標以前，人們努力的中期目標是建立一種視覺系統，這個系統能依據視覺敏感和反饋的某種程度的智能完成一定的任務。2020/11/249計算機視覺技術的圖像處理方法

計算機視覺系統中，視覺信息的處理技術主要依賴于圖像處理方法，它包括圖像增強、數據編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內容。經過這些處理后，輸出圖像的質量得到相當程度的改善，既改善了圖像的視覺效果，又便于計算機對圖像進行分析、處理和識別。2020/11/2410計算機視覺在工農業檢測中的應用由于計算機視覺技術具有非接觸、獲得信息量大、作用距離遠等特點,特別是隨著計算機圖像處理技術的不斷發展,近幾十年來,它在工業、農業、科學研究、軍事等方面都獲得了十分廣泛的應用。下面主要介紹一下計算機視覺技術在工業檢測中的應用概況。2020/11/24111.工業檢測:圖像識別技術在工業領域的應用,主要用于能夠代替人眼的計算機系統。在高速、大批量、連續自動化生產流水線,往往需要視覺系統進行質量檢查、零件辨識和尺寸測量;2.醫療:B超、CT、X光、ECT、內窺鏡、病理分析、醫學影像、血管造影,細胞圖像分析系統等。采用醫療圖像分析系統,可對血液細胞自動分類計數、染色體分析、癌癥細胞識別等。3.公安:指紋識別、痕跡辨認、電子警察、圖像自動跟蹤、安全監控等。4.金融:印章支票真偽判別、票證處理、柜員機自動檢測、金庫監控、運鈔車現場自動檢測與傳輸等。其中紙幣印刷質量檢測系統利用圖像處理技術,通過對紙幣生產流水線上的紙幣20多項特征(號碼、盲文、顏色、圖案等)進行比較分析,檢測紙幣的質量,替代傳統的人眼辨別的方法。2020/11/24125.交通:汽車車牌識別、高速公路收費、違章闖紅燈檢測、交通管制系統等。采用智能交通管理系統,通過在交通要道放置攝像頭,當有違章車輛(如闖紅燈)時,攝像頭將車輛的牌照拍攝下來,傳輸給中央管理系統,系統利用圖像處理技術,對拍攝的圖片進行分析,提取出車牌號,存儲在數據庫中,可以供管理人員進行檢索。6.商標管理:可以建立商標圖像庫,利用圖像檢索技術,對新申請的商標與圖像庫里的注冊商標進行分析,檢查是否設計相似或雷同。2020/11/2413計算機視覺的發展趨勢

目前，過去由于CPU處理能力強大，可以進行較為復雜的圖像處理，并且一個Pc可支持多個相機進行多方位的檢測，因此PCBased方案受到了廣大廠商的青睞。目前國內多數廠商對計算機視覺的認識，已不僅僅停留在PCBased方案層面。嵌入式方案越來越引起廠商們的重視，其具有更大的靈活性，成本又低于PCBased方案，就抗干擾能力來說，嵌入式方案也更能適應工業環境的電子干擾、溫度變化、供電電壓波動等多種干擾，因此，目前計算機視覺正在向嵌入式的方向發展。2020/11/2414我們可以將計算機視覺的發展趨勢簡單的概括為以下幾點：(1)PCBased系統市場份額被分食，但不會消亡。(2)檢測精度、速度將隨著CCD／CMOS和芯片技術的進一步增加。(3)隨著算法技術研究的深入，功能會進一步增加。(4)應用領域不斷擴展到醫藥、零件制造、生物、航天等行業。(5)專門、單一功能的視覺傳感器將在特定區域內大有作為。(6)系統更小，與芯片技術發展相關。2020/11/2415(7)速度更快。

(8)系統更簡易實用。

(9)更便宜。

(10)系統被“設置”，而不是被“編程”。

(11)系統將生成自動或半自動的可執行代碼。

(12)3D算法工具將有很多應用。

(13)更加多功能的算法工具。2020/11/2416在未來幾年內，隨著中國加工制造業的發展，對于計算機視覺的需求必將逐漸增多：隨著計算機視覺產品的增多、技術水平的提高，國內計算機視覺的應用狀況將產生質的變化，將由初期的低端應用轉向更高級應用領域。由于計算機視覺的介入，自動化將朝著更智能、更快速的方向發展。另外，由于不同用戶的需求的多樣化的，個性化的解決方案和服務在今后的競爭中將日益重要，即用特殊定制的產品來代替標準化的產品也是計算機視覺未來發展的一個取向。并且這一定制產品的制作成本將逐漸降低，技術將變的大眾化，最終這種定制產品將會以標準化的平臺出售，由用戶自行對其功能進行簡單設置，而不再像目前這樣由專業人員進行編程打包后出售。計算機視覺的應用也將進一步促進自動化技術向智能化發展。2020/11/2417