一种新型机器视觉系统及其图像矫正算法探索

数字成像和图像传输技术的新发展,为研制新一代机器视觉系统提供了基础条件.基于此,提出了一种由多个像素少、成本低的摄像头构成的机器视觉系统的结构模型,并重点探讨了它的成像方法和图像矫正算法.这种新型的机器视觉系统可应用于模式识别,能获取并处理不规则的图像,有利于解决传统机器视觉系统的成本高和图像冗余数据量大的问题.     

应用于钢管直线度机器视觉测量的光学成像系统设计

针对钢管直线度的机器视觉测量,设计了成像系统的技术指标.采用双高斯结构设计了光学成像系统基本结构,并通过ZEMAX光学模拟及像质分析,对成像镜头的结构参数进行了优化.设计结果表明,该光学成像系统总体成像质量较好,畸变小于0.08%,在频率为62·5 lp/mm时,0.7ω视场的MTF值大于0.5,能够用于钢管直线度测量...     

宽光谱可见-短波红外成像光学系统设计

针对目前的红外成像光学系统在机器视觉工业检测领域难以同时实现成像质量好和结构紧凑设计的问题,提出了一种宽光谱可见-短波红外成像光学系统的设计方法。运用光学设计软件ZEMAX设计了一种适用于可见光和短波红外的红外成像光学系统。该系统由7组10片透镜组成,利用多组双胶合透镜来消色差,在第15个面使用非球面提高成像质量,最后对系统的成像质量进行研究。设计结果表明：该系统的的工作波长为0.4～1.7μm,全长为79.6 mm,F数为2.8,焦距为25.7 mm,畸变小于1.4%,调制传递函数值在奈奎斯特频率100 lp/mm处均大于0.4,接近衍射极限,成像质量良好。该系统可以对光滑表面的装配件进行缺陷检测,具有结构简单、易于加工装调的优点,有助于高效地完成机器视觉检测。     

机器视觉系统用图像传感器

通过让机器具有某种可视的能力,制造商们获得了一种有力的质量控制工具。机器视觉(machine vision)系统可捕获图像并可以测量一件产品的尺寸、位置和颜色、零部件的位置或者其它的关键特性,从而在无人看管的情况下提供快速“通过/未通过”判断。所有的机器视觉系统都带有一台摄像机、一个计算机和捕捉图像并进行分析的软件。所选用的系统部件必须能符合具体应用的需要。因为图像传感器确定了成像系统的速度和分辨率,故正确的图像传感器的选取对于视觉应用的成功来说具有关键性影响。下面将讨论机器视觉中所采用的不同的图像传感器架构,特别…     

背照射图像传感器的应用时代来临

现在,机器视觉和工业成像领域为制造高通量的检测系统迫切需求价格合适的高分辨率图像传感器.     

机器视觉可望用于机器人

第一代机器人基本上是具有有限动力功能的机器。第二代机器人具有多种信息功能。现在,第三代装置则具有动力和信息能力。当前,具有机器视觉及复杂而完善的软件的机器人具有智能,即适应环境、了解和对付抽象思维的能力。机器视觉是指将电子成像技术应用于需要模拟人的图像识别能力的装置。视觉系统提供了三种功能:证明物体的存在,量测图像的特征(位置、几何结构及光强分布)和识别物体。     

机器视觉技术、标准及安全产业应用

聚焦机器视觉技术及标准化,分析了机器视觉、计算机视觉与人类视觉的异同,列举了与机器视觉相关的技术,介绍了网络信息安全、智能监控和智能交通等机器视觉产业典型应用,以及国际及国内主流标准化组织针对机器视觉技术、系统和应用的标准化工作进展、现状和布局。重点介绍了VCM和DCM等涉及机器视觉核心技术——机器视觉编码标准的工作,以及机器视觉系统和应用标准化组织。在此基础上,分析了机器视觉技术研究和标准化的未来发展方向。     

一种用于机器视觉系统的双远心镜头设计

为了满足目前机器视觉工业在线检测提出的更高要求,本文给出了一种用于机器视觉系统的双远心镜头设计思路.首先,根据系统设计指标,确定较合适初始结构;然后,在双远心镜头成像原理和像差分析方法基础上,应用光学设计软件Zemax对系统像差反复优化设计,最终得到了一款具有高分辨率、低畸变及远心度小等特点的双远心镜头.该镜头系统由1...     

图像和机器视觉技术概述

图像和机器视觉系统是一项快速发展中的应用技术,介绍了机器视觉系统的组成和基本工作原理,及机器视觉在半导体制造领域中的应用。     

激光焊接熔池的实时检测与分析

激光精密焊接技术在焊点的精确定位以及焊接缺陷的实时检测方面还存在一些有待解决的问题。激光焊接过程会产生大量的等离子体, 严重影响机器视觉系统的成像质量。试验证明, 通过给机器视觉系统添加同轴辅助照明光源可实时获得清晰的熔池图像。在理想状态下, 激光焊接的熔池形状应为圆形, 根据这一特点设计了速度较快且准确度高的矩阵法进行熔池边缘的快速检测。利用圆拟合的方法在获得熔池中心坐标和半径的同时, 还可进行边缘缺陷的实时检测。     

基于非均匀圆偏振光照射的水下偏振图像处理方法

针对浑浊水下成像环境,提出了基于非均匀圆偏振光照射的浑浊水下偏振图像处理方法。首先对非均匀圆偏振光照明条件下目标成像和处理遇到的困难进行了分析,并对圆偏振光作为光源的特点进行阐述;其次设计成像环境对水下目标物的偏振图像和可见光图像进行采集。采用基于CLAHE和MSRCR的方法对可见光图像进行预处理,大幅度消除非均匀光照对图像清晰度的影响;依据水下成像的物理模型,考虑到水下目标物反射光的偏振特性,提出了一种基于偏振信息图像融合的图像去雾方法,实验证明该方法能够对偏振信息图像进行优势融合并增强其边缘轮廓;考虑到人眼视觉特性,将偏振信息融合图像与优化后的可见光图像进行融合,最终实现对水下模糊偏振图像的复原。结果表明,该方法实现了偏振图像边缘轮廓及纹理的增强,显著提高了水下图像的质量。     

Radiometric Active Indoor Imaging in the W-Band

Millimeter wave passive imaging systems constitute a good compromise between resolution and penetration depth for a variety of imaging applications. In an outdoor scenario, the cold sky radiation, interacting with the reflectivity characteristics of the targets, constitutes the main source of contrast in the acquired images. In indoor applications such a source is not available, and higher thermal sensitivity is required. Alternatively, one has to provide an artificial illumination to the scene in order to increase its dynamic range. The implementation of an active source for a passive radiometer can, under certain conditions, increase the contrast of the images acquired and add extra information to the measurement. With such a setup, outdoor systems can be used for indoor observations (the absence of cold sky radiation is compensated with active illumination). The subject of our study is to better understand which kind of source and which setup can provide a diffuse illumination over the targets. This topic was investigated by conducting observations of various indoor scenes with two radiometers in the W-Band, using noise and continuous wave (CW) sources as illumination. In this paper we present the results achieved and our conclusions in order to provide an efficient illumination for indoor environment.     

Geophysical imaging with arbitrary source illumination

Geophysical diffraction tomography is a technique for quantitative, high-resolution, subsurface imaging. This approach to imaging is a generalization of the conventional backprojection algorithm of X-ray tomography accounting for the diffraction effects that result from longer wavelength seismic or electromagnetic waves necessary for geophysical remote sensing. A diffraction tomography algorithm is presented for a configuration in which a finite number of sources of arbitrary character are distributed along one line and a finite number of receivers are distributed along a line having an arbitrary orientation with respect to the source line. Since most geophysical sources may be reasonably represented as point sources, the two-dimensional form of the algorithm is implemented for cylindrical-beam (a point source in two dimensions) illumination. Numerical experiments are performed to investigate a range of source-receiver configurations. It is found that parallel source and receiver arrays, a cross-borehole configuration, provide better image quality than orthogonal arrays     

AOI检测系统的光源照明模式和控制电路设计

针对在不同照明方式下会出现不同的缺陷特征,根据不同缺陷的检测方法和采用的照明方式密切相关的特点,设计了光源二级照明系统及控制电路。此系统可随着对象检测的不同而采用对应的照明方式,不同缺陷在相对应照明方式下,可检测到对象的最优图像质量。控制电路既能在不同的环境中调节光源的亮度,又可单独调节需要重点突出某一缺陷部分的区域,达到了AOI检测系统对各种元件图像采集检测的要求。     

基于光照估计的夜间图像去雾

相对白天雾天图像,夜晚雾天图像具有整体亮度低、光照不均匀、偏色等特点,因此去雾难度大。本文从夜间雾天成像规律出发,提出了基于光照估计的夜间图像去雾算法。针对光照不均匀问题,通过估计光照图来去除不均匀光照的影响;针对目前白天去雾算法假设不适用于夜晚图像问题,提出基于信息熵的传输图粗估计的方法;针对颜色失真问题,通过统计光源区域的颜色属性来进行颜色校正。实验结果表明,本文算法能够有效的去除不均匀光照影响,提高图像对比度,改善图像视觉效果。     

W-band Imaging Detector with Incoherent Illumination

A single-pixel imaging detector operating in W-band is described. It is based on a wideband receiving module using direct detecting circuitry and a transmitting unit with a pulse-modulated wideband noise source. The detector consists of a single transmit / receive channel mounted on a programmable scanner in an X-Y plane configuration. A LabView interface integrated with MatLab is employed allowing image continues reconstruction line-by-line. The application of incoherent illumination generated by a frequency-limited noise source improves image quality compared with conventional coherent sources used in active imagers. An image processing algorithm using a binary threshold level is considered with some examples of image reconstruction employing the detector.     

可调强光对可见光CCD摄像系统成像过程的干扰研究

为了对抗电视成像制导武器,采取用可调强光照射目标的方式对CCD 摄像系统的成像过程实施干扰。首先在介绍CCD 摄像系统获取图像流程的基础上理论计算了输出图像灰度值与光照条件、摄像机参数之间的关系;然后,讨论了不同光强比和照射面积比等光照条件对CCD 摄像机增益控制的影响,得到了增益随光照条件变化的调节曲线;最后开展了全局光照和局部光照对成像质量的影响以及按一定出光时序控制光照条件对成像质量影响的实验,并利用结构相似度（SSIM）对干扰图像进行质量评价。结果表明:可调强光能够对CCD 成像过程造成很大干扰,使获取的图像质量大大降低。     

基于结构照明的超分辨荧光显微成像重建算法

由于具有低光毒性、高速宽视场以及多通道三维超分辨成像能力,超分辨结构照明显微术(SR-SIM)特别适合用于活细胞中动态精细结构的实时检测研究。超分辨结构照明显微图像重建算法(SIM-RA)对SR-SIM的成像质量具有决定性影响。本文首先简要介绍了超分辨显微术的发展现状,阐述了研究SR-SIM图像重建算法的必要性;然后介绍了SR-SIM的成像原理,并重点介绍了SR-SIM图像重建算法,包括SR-SIM中频繁使用的去卷积重建算法、SR-SIM校准与重建过程中参数值获取的算法,以及目前发展的超分辨结构照明显微图像重建算法,并介绍了SR-SIM工具箱;最后总结了当前发展超分辨结构照明显微图像重建算法需解决的5个问题。     

距离选通在水下激光成像系统中的应用

介绍了距离选通水下激光成像技术的原理及其技术进展,并具体设计与实现了一种新型的水下激光成像系统。距离选通成像方式是一种减小水介质后向散射的有效方法,利用水介质对可见光光谱的低损耗窗口效应,采用蓝绿波长的脉冲激光器提供主动照明,CCD作为接收器,可在提高目标场景照度的同时,减小后向散射的影响,实现水下距离选通激光成像。实验证明,水下距离选通激光成像技术可以克服传统水下成像的缺点,具有成像清晰,对比度高,不受环境光源的影响等优点,已成为国内外重点研究的关键技术。     

视觉检测系统LED光源照度优化方法

针对当前视觉检测系统LED光源照度优化研究中存在的照度效果评价因素单一、照度优化方法通用性不足等问题,以芯片封装质量视觉检测为例,提出一种基于改进樽海鞘算法的LED光源照度优化方法。该方法在单个LED光源照度数学模型基础上,建立标准条形LED阵列光源照度数学模型,获取条形LED阵列在任意空间位姿与被测面的照度值;基于照度均匀度、照度梯度变化与对中度、平均照度、目标与背景区分度等因素建立平面照度效果评价函数;提出改进樽海鞘算法,通过改进算法收敛系数、速度、领导者与追随者位置等更新策略,增强区域搜索的多样性;应用改进樽海鞘算法对平面照度效果评价函数进行优化求解,获取具有最优照度效果的空间位姿参数。实验结果表明:考察优化区域的相对照度分布,文中提出的LED光源照度优化方法所得照度分布与实际测量所得照度分布结果基本一致,目标区域理论照度均匀度在98.78%以上,误差在5.57%以内。因此文中提出方法优化目标合理,可用于视觉检测系统具有最优照度效果时光源位姿信息参数的获取。