2.2 二维平面摄像测量 在实际科研和工程中，许多应用对象分布在同一物平面内，测量对象的几何参数及 其运动、变化都在同一平面内，这时用单台像机就可以测量得到各种所需几何和运动参 数。根据中心透视投影模型，可以直接导出单台像机测量物平面内目标运动参数的算法。 2.2.1 单像机平面摄像测量基本原理 如图 2.1.5，如果被测物面与像机光轴垂直，即与像面平行，根据中心透视投影关系， 显然目标及其所成的像满足相似关系，只相差一个放大倍数。因此只要从图像上提取所 需目标的几何参数，乘上实际放大倍数，就得到空间物体的实际几何参数。再结合序列 图像的时间轴信息，可以得到物体的运动参数。当物体在同一平面内分布，但是此物体 平面与摄像机光轴并不垂直时，若已知光轴与物平面的夹角，可以先通过角度投影变换， 将图像校正成像面与物面平行的情况，使两者满足相似关系。 图 2.1.5 单像机平面摄像测量基本原理 常见的二维平面测量主要有物体二维几何位置、尺寸、形状、变形测量、位移和速 度的测量。其基本原理是利用单幅图像进行目标几何参数测量，或利用不同时刻在同一 角度拍摄的图像，测量图像目标的变化和运动参数。 在二维平面摄像测量中，放大倍率的确定至关重要。如果物平面内能够提供某个方 向上某对象的已知尺寸，则可以得到目标在物平面该方向上的几何或运动参数与目标成 像之间的比例关系，完成测量。 常用、简单的方法是在测量物面上放置带有绝对尺度 光心 像距 物距 物平面 像面

在图像识别领域，基于边界距和面积特征的零件图像识别方法是一种重要的技术手段，它主要用于自动识别和分类不同类型的零件图像。这种方法的核心是利用图像的几何特性，即边界距离和区域面积，来提取特征并进行模式匹配。接下来，我们将详细探讨这种识别方法的关键概念、步骤以及其在实际应用中的价值。 我们要理解什么是边界距和面积特征。边界距通常指的是图像中一个物体边缘到另一个物体或图像边界之间的距离。这个特征可以帮助我们识别出物体之间的相对位置和排列方式，这对于识别零件的组装关系或定位非常重要。另一方面，面积特征是指图像中特定区域所占据的像素数量，这直接反映了物体的大小和形状，对于区分形状相似但大小不同的零件至关重要。 基于这些特征的识别过程一般包括以下几个步骤： 1. 图像预处理：需要对原始图像进行预处理，包括去噪、灰度化、二值化等，以增强图像的对比度和清晰度，使边界更加明显。 2. 边缘检测：应用边缘检测算法（如Canny算法、Sobel算子或Hough变换）来提取图像的边界信息，从而获得物体的轮廓。 3. 区域分割：通过连通成分分析或阈值分割等方法，将图像分割成不同的部分，每个部分代表一个可能的零件。 4. 特征提取：计算每个区域的边界距和面积，作为该零件的特征向量。边界距可能涉及到多个方向的距离，而面积则是一个简单的数值。 5. 模式匹配与分类：将提取的特征与预先建立的零件模板库进行比较，通过计算相似度（如欧氏距离、余弦相似度或马氏距离）来确定最匹配的模板，进而对零件进行分类。 6. 后处理：根据识别结果进行校正和优化，例如处理重叠或遮挡的零件，提高识别的准确性和鲁棒性。 在实际的工业应用中，基于边界距和面积特征的零件图像识别方法广泛应用于自动化生产线的质量控制、装配检测和库存管理。它可以极大地提高生产效率，减少人工干预，降低错误率，并为智能制造提供关键技术支持。 总结来说，基于边界距和面积特征的零件图像识别方法是图像处理和计算机视觉领域的一种实用技术，它通过提取和分析图像的几何特性来实现高效准确的零件识别。这种方法的实施需要经过一系列的图像处理步骤，并依赖于有效的特征表示和匹配策略。在现代工业自动化和智能系统中，这种方法扮演着不可或缺的角色。

（1）本学期学习的图像处理和机器视觉课程内容主要有（请根据实际完成情况填写）： 第1章的主要内容是介绍计算机视觉就是要让机器像人一样具有视觉感知能力，如图像分类、目标检测、图像分割、三维视觉、目标跟踪等 第2章的主要内容是介绍实时图像采集、利用在现代多媒体技术中占有重要的地位。 第3章的主要内容是介绍实时图像采集、利用在现代多媒体技术中占有重要的地位。 ### 图像处理和机器视觉课程设计报告知识点梳理 #### 第1章：计算机视觉概论 - **计算机视觉定义**：让机器具备人类视觉感知能力，理解图像内容。 - **核心任务**：包括图像分类、目标检测、图像分割、三维视觉、目标跟踪等。 - **图像分类**：识别图像中的对象类别。 - **目标检测**：定位图像或视频中的对象，并进行分类。 - **图像分割**：将图像划分为多个部分，每个部分代表一个对象或区域。 - **三维视觉**：从二维图像中恢复三维结构。 - **目标跟踪**：跟踪视频序列中对象的位置变化。 #### 第2章：实时图像采集技术 - **实时图像采集**：获取连续的图像流，用于后续处理。 - **现代多媒体技术**：实时图像采集在视频监控、在线教育、虚拟现实等领域的重要性。 - **关键技术**：高速摄像头、图像传感器、数据传输协议等。 #### 第3章：实时图像采集的应用案例 - **应用场景**：进一步探讨实时图像采集在不同领域的应用实例。 - **挑战与解决方案**：针对实时性的需求，如何优化算法以提高效率。 #### 第4章：HaiShoKu—图像颜色板生成工具 - **HaiShoKu功能**：自动提取图像的主要颜色和配色方案。 - **应用场景**：网页设计、UI界面设计、艺术创作等。 - **操作流程**：导入图片，选择颜色提取模式，生成调色板。 #### 第5章：计算机图像学中的仿射变换 - **仿射变换定义**：一种保持平行线不变的几何变换。 - **应用场景**：图像缩放、旋转、倾斜等操作。 - **数学原理**：通过矩阵运算实现图像的变换。 - **代码实现**：使用Python的OpenCV库进行仿射变换操作。 #### 第6章：Python中的图像平滑方法 - **中值滤波**：去除椒盐噪声的有效方法。 - **双边滤波**：保留边缘的同时平滑图像，适用于模糊处理。 - **比较分析**：讨论两种方法的优缺点及适用场景。 #### 第7章：图像分割技术 - **图像分割意义**：将图像划分为有意义的区域，便于后续分析。 - **常用算法**：阈值分割、区域生长、分水岭算法等。 - **评估指标**：准确率、召回率、F1分数等。 #### 第8章：使用PIL进行基本图像操作 - **PIL简介**：Python Imaging Library，用于图像处理的库。 - **基本操作**：裁剪、缩放、旋转、颜色调整等。 - **代码示例**：展示如何使用PIL库对图像进行简单编辑。 #### 第9章：基于特征的图像配准方法 - **图像配准**：将多张图像对齐到同一坐标系下的过程。 - **特征提取**：SIFT、SURF、ORB等算法用于关键点检测和描述。 - **匹配与融合**：寻找最佳匹配点，将图像融合在一起。 #### 第10章：Python实现LBP纹理提取 - **LBP定义**：局部二值模式，用于纹理描述。 - **实现步骤**：计算像素周围邻域的二值模式，统计频率分布。 - **应用案例**：物体识别、纹理分类等。 通过以上章节的学习，我们可以深入了解图像处理和机器视觉的基础理论与实践技术，为今后的研究和开发工作打下坚实的基础。这些知识点不仅涵盖了理论层面的讲解，还提供了具体的编程实现案例，有助于学生全面掌握图像处理和机器视觉的相关技能。

研究生医学图像处理数据集，医学相关的，全身上下分类分割都有

介绍了采用数字图像处理技术对不规则岩石节理裂隙进行宽度测量的不同方法。对比分析了常用的等面积圆算法、等面积椭圆算法和简单Ferret算法的应用缺陷，提出了改进的Ferret算法，详细说明了其实现原理，并通过实例验证了改进的Ferret算法的可行性。

1、具体要求：完成实验并提交实验报告。 2、实验内容：在Matble中使用分水岭算法对图像进行分割处理。 3、实验原理：分水岭变换的思想源于地形学，它将图像看作是地形上被水覆盖的自然地貌，图像中每一灰度值表示该店海拔高度，其每一局部极小值及其影响区域称为集水盆，而集水盆边界为分水岭。 在图像分割中，分水岭变换是指将原图变换成一个标记图像，其所有属于同一盆中的点被赋予同一标记，并用特殊标记来标识分水岭上的点。 分水岭算法是基于形态学分割的算法，利用形态学处理函数，不仅能达到有效分割图像的目的，而且能消除过分个现象。 分为若干类别的处理过程。传统的遥感影像分类方法忽略了影像的空间结构信息，精度不是很高。特别是上个世纪90年代以来,高分辨率遥感影像(如IKONOS,SPOT5,COSMOS,OrbView,QuickBird等)被广泛应用，景观的结构、纹理等就表现得更加清楚。遥感影像的纹理特征提取已经成为一种重要的提高遥感影像分类精度的手段。目前，遥感影像纹理分析方法主要有自相关函数分析法、行程长度分析法、灰度共生矩阵分析法、傅立叶频谱分析法、小波分析法及分形分析法等 《基于Matlab的遥感图像分水岭算法详解》 图像分割是数字图像处理中的核心环节，对于理解和解析遥感图像至关重要。本篇文章主要探讨如何使用Matlab中的分水岭算法对遥感图像进行有效的分割处理，以提高遥感影像分类的精度。 分水岭算法是一种基于形态学的图像分割方法，它的灵感来源于地形学。在这一理论框架下，图像被视为地形，其中的每个灰度值代表不同的海拔高度。图像中的局部最小值及其邻域被称为集水盆地，而这些盆地之间的边界即为分水岭。在实际应用中，分水岭变换将原始图像转化为标记图像，同一盆地内的像素点赋予相同的标记，分水岭点则用特殊的标记区分。这种算法不仅能有效地分割图像，还能避免过度分割的问题。 遥感图像分割在高分辨率遥感影像广泛应用的背景下显得尤为重要。传统的分类方法往往忽视了影像的空间结构信息，导致分类精度不高。随着IKONOS、SPOT5、COSMOS等高分辨率卫星影像的普及，对影像的纹理特征提取成为提高分类精度的关键。常见的纹理分析方法包括自相关函数分析、行程长度分析、灰度共生矩阵分析、傅立叶频谱分析、小波分析以及分形分析等。 在Matlab环境中，实施分水岭算法通常涉及以下步骤： 1. 图像预处理：将彩色图像转化为灰度图像，以减少计算复杂度。这可以通过`rgb2gray`函数实现。 2. 直接应用分水岭变换：通过`watershed`函数对灰度图像进行分水岭变换。然而，直接应用可能会导致过度分割，例如花坛、广场、水塘等地物被过分划分。 3. 改进的分水岭算法：为解决过度分割问题，需要增强图像对比度。这可以通过构造结构元素（如圆盘形状的结构元素`strel('disk',15)`），然后应用顶帽变换（`imtophat`）和底帽变换（`imbothat`）来实现。接着，使用`imsubtract`和`imadd`函数结合这两种变换的结果，以增强物体和背景的对比度。再通过`imcomplement`函数增强谷点，最后使用`imextendedmin`和`imimposemin`检测并标记谷点，从而进行更精确的分水岭变换。 通过以上步骤，可以实现对遥感图像的精细化分割，提高对地物识别的准确性和清晰度。在实验中，应确保使用合适的Matlab版本（如本例中的Matlab7.0），并在适宜的操作系统环境下（如Windows 7）进行。同时，实验报告的撰写也是重要的一环，它能展示实验过程、结果和理解。 分水岭算法是遥感图像处理中的有力工具，通过Matlab的实现，我们可以有效地提取和分析图像信息，为遥感影像的分类和分析提供强大的支持。理解并掌握这一算法，对于提升遥感数据的应用价值具有深远的意义。

在Halcon机器视觉软件中，处理图像和区域特征是一项核心任务。本篇主要讨论如何从Image图像中的Region区域获取各种特征参数，这对于图像分析、识别和分类至关重要。以下是一些关键函数及其作用的详细说明： 1. **area_center_gray**: 这个函数用于计算Region区域的面积(Area)以及重心坐标(Row, Column)。面积是区域内像素数量的总和，重心则是区域内像素位置的平均值，这对于理解区域的大小和位置很有帮助。 2. **cooc_feature_image**: 它用于计算共生矩阵并提取灰度特征值，包括Energy(能量)，Correlation(相关性)，Homogeneity(均一性)和Contrast(对比度)。这些特征值反映了图像像素灰度值的分布特性，对于纹理分析特别有用。 3. **cooc_feature_matrix**: 该函数基于共生矩阵计算出上述的灰度特征值，可以用于进一步的纹理分析。 4. **elliptic_axis_gray**: 它用于计算Region的主轴长度(Ra, Rb)和旋转角度(Phi)，这对于识别和测量图像中椭圆形或圆形的物体非常有帮助。 5. **entropy_gray**: 这个函数计算区域的熵(Entropy)和各向异性(Anisotropy)。熵是衡量区域灰度分布不确定性的一个指标，而各向异性则反映了区域灰度分布的对称性。 6. **estimate_noise**: 通过此函数可以从单个图像中估计噪声水平(Sigma)，有多种方法可供选择，例如foerstner、immerkaer、least_squares和mean，这些方法可以帮助优化后续的图像处理步骤。 7. **fit_surface_first_order** 和 **fit_surface_second_order**: 这两个函数用于拟合一阶和二阶灰度平面，分别计算相应的逼近参数(Alpha, Beta, Gamma)和(Alpha, Beta, Gamma, Delta, Epsilon, Zeta)。它们可用于平滑图像，去除噪声，或进行表面分析。 8. **fuzzy_entropy** 和 **fuzzy_perimeter**: 这两个函数提供了一种处理模糊边界的方法，计算区域的模糊熵和模糊周长，适用于边缘不清晰或者定义模糊的区域。 9. **gen_cooc_matrix**: 生成共生矩阵，这对于分析相邻像素之间的灰度关系非常有用，是纹理分析的基础。 10. **gray_histo** 和 **gray_histo_abs**: 这两个函数用于获取图像区域的灰度直方图，可以是相对的或绝对的，有助于理解区域灰度值的分布。 11. **gray_projections**: 计算水平和垂直方向的灰度值投影，这在检测线状结构或进行边缘检测时非常有效。 12. **histo_2dim**: 用于计算双通道灰度图像的二维直方图，这对于彩色图像的分析尤为重要。 13. **intensity**: 提供区域的灰度平均值(Mean)和标准偏差(Deviation)，这对于识别和区分不同灰度级别的区域十分关键。 14. **min_max_gray**: 这个函数可以找到区域内最小和最大的灰度值，这对于阈值设定和其他图像分割操作具有指导意义。 Halcon提供的这些功能使开发者能够深入地分析和理解图像中的Region区域，从而实现精确的图像处理和机器视觉应用。无论是进行形状分析、纹理识别还是特征提取，这些工具都是不可或缺的。通过熟练掌握这些函数，可以有效地解决实际问题，提高自动化系统的性能。

Matlab研究室上传的视频均有对应的完整代码，皆可运行，亲测可用，适合小白； 1、代码压缩包内容 主函数：main.m； 调用函数：其他m文件；无需运行 运行结果效果图； 2、代码运行版本 Matlab 2019b；若运行有误，根据提示修改；若不会，私信博主； 3、运行操作步骤 步骤一：将所有文件放到Matlab的当前文件夹中； 步骤二：双击打开main.m文件； 步骤三：点击运行，等程序运行完得到结果； 4、仿真咨询 如需其他服务，可私信博主或扫描视频QQ名片； 4.1 博客或资源的完整代码提供 4.2 期刊或参考文献复现 4.3 Matlab程序定制 4.4 科研合作

针对栈式稀疏去噪自编码器（SSDA）在图像去噪上训练难度大、收敛速度慢和普适性差等问题，提出了一种基于栈式修正降噪自编码器的自适应图像去噪模型。采用线性修正单元作为网络激活函数，以缓解梯度弥散现象；借助残差学习和批归一化进行联合训练，加快收敛速度；而为克服新模型对噪声普适性差等问题，需要对其进行多通道并行训练，充分利用网络挖掘出的潜在数据特征集计算出最优通道权重，并通过训练权重权重预测模型预测出各通道最优权重，从而实现自适应图像去噪。实验结果表明：与目前降噪较好的BM3D和SSDA方法相比，所提方法不仅在收敛效果上优于SSDA方法，而且能够自适应处理未参与训练的噪声，使其具有更好的普适性。

在散斑去噪过程中保持图像边缘纹理特征,是光学相干层析图像处理技术的难题。散斑去噪过程中的散斑残留和边缘纹理模糊是该难题的主要诱导因素。为解决这一难题,提出一种基于剪切波变换的改进全变分散斑去噪方法。该方法结合剪切波变换和传统全变分模型,对不同图像区域采用针对性的去噪策略,兼顾散斑去噪与纹理保留,提高了光学相干层析图像的噪声抑制效果。对不同生理、病理状态下的视网膜光学相干层析图像进行测试,结果表明:该方法通过采用区域针对性策略改进了噪声抑制能力,通过引入剪切波变换方法提高了边缘纹理保持能力,进而同时实现散斑去除和纹理保留。此外,与其他散斑去噪方法进行对比,验证了该方法的有效性。