機(jī)器視覺教學(xué)大綱-2頁

1、機(jī)器視覺教學(xué)大綱課程編碼：08241059課程名稱：機(jī)器視覺英文名稱：MACHINE VISION開課學(xué)期：7學(xué)時(shí)/學(xué)分：36/2 （其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4 ）課程類型：專業(yè)方向選修課開課專業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化選用教材：賈云得編著 機(jī)器視覺 科學(xué)出版社 2002年主要參考書：1. ROBOTICS: Control, Sensing, Vision, and Intelligence, K. S. Fu，McGraw-Hill Publishing Company, 19872. 張廣軍編著，機(jī)器視覺，科學(xué)出版社，2005年執(zhí)筆人：孔德文本課程主要內(nèi)容包括：二值圖像分析、圖像預(yù)處理、邊緣檢測(cè)、圖像分

2、割、紋理分析、明暗分析、彩色感知、深度圖與立體視覺。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握機(jī)器視覺的基礎(chǔ)理論、基本方法和實(shí)用算法。一、 課程性質(zhì)、目的與任務(wù)機(jī)器視覺課程是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)在智能機(jī)器方向的一門專業(yè)方向選修課。機(jī)器智能化是機(jī)械學(xué)科的重要發(fā)展方向，也是國(guó)際上跨學(xué)科的熱門研究領(lǐng)域。而機(jī)器視覺是智能機(jī)器的重要組成部分，它與圖象處理、模式識(shí)別、人工智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及神經(jīng)物理學(xué)及認(rèn)知科學(xué)等都有緊密的關(guān)系。本課程對(duì)于開闊學(xué)生視野、使學(xué)生了解本專業(yè)的發(fā)展前沿，把學(xué)生培養(yǎng)成面向二十一世紀(jì)的復(fù)合型人才具有重要的地位和作用。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生也能掌握一定的科學(xué)研究方法與技能，為有潛力成為研究型人才的

3、學(xué)生打下一定基礎(chǔ)。二、 教學(xué)基本要求本課程主要內(nèi)容包括：二值圖像分析、圖像預(yù)處理、邊緣檢測(cè)、圖像分割、紋理分析、明暗分析、深度圖與立體視覺。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握機(jī)器視覺的基礎(chǔ)理論、基本方法和實(shí)用算法。本大綱僅列出達(dá)到教學(xué)基本要求的課程內(nèi)容，不限制講述的體系、方式和方法，列出的內(nèi)容并非要求都講，有些內(nèi)容，可以通過自學(xué)達(dá)到教學(xué)基本要求。使用CAI課件作為輔助教學(xué)手段可以節(jié)省大量時(shí)間，傳遞更多的信息量，所以本課程建議使用CAI課件。作業(yè)是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，為了幫助學(xué)生掌握課程的基本內(nèi)容，培養(yǎng)分析、運(yùn)算的能力，建議布置作業(yè)58次，并在期末前安排一次綜合作業(yè)作為主要考查環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)是

4、教學(xué)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間共4學(xué)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)每小組46人，使每個(gè)學(xué)生均有親自操作的機(jī)會(huì)。三、 各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配1 人類視覺與機(jī)器視覺 (4學(xué)時(shí)) : 人類視覺原理與視覺信息的處理過程；機(jī)器視覺理論框架與應(yīng)用；成像幾何學(xué)基礎(chǔ)。2 值圖像分析與區(qū)域分析（4學(xué)時(shí)）：閾值、幾何特性、投影、游程長(zhǎng)度編碼、二值圖像算法；區(qū)域和邊緣、分割、區(qū)域表示、分裂和合并。3 圖像預(yù)處理（4學(xué)時(shí)）：直方圖修正、圖像線性運(yùn)算、線性濾波器、非線性濾波器。4 邊緣檢測(cè)和輪廓表示（4學(xué)時(shí)）：梯度、邊緣檢測(cè)算法、二階微分算子、LoG算法、圖像逼近、Canny邊緣檢測(cè)器；數(shù)字曲線及其表示、曲線擬合、Hough變換。5紋理（4

5、學(xué)時(shí)）：紋理分析統(tǒng)計(jì)方法、有序紋理的結(jié)構(gòu)分析、基于模型的紋理分析、用分形理論分析紋理、從紋理恢復(fù)形狀。6 明暗分析（4學(xué)時(shí)）：圖像輻射度、表面方向、反射圖、從圖像明暗恢復(fù)形狀、光度立體。7 雙目立體視覺（4學(xué)時(shí)）：雙目立體視覺原理、精度分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、立體成像、立體匹配、系統(tǒng)標(biāo)定。8 三維視覺技術(shù)（4學(xué)時(shí)）：結(jié)構(gòu)光三維視覺原理、光模式投射系統(tǒng)、標(biāo)定方法；光度立體視覺、由紋理恢復(fù)形狀、激光測(cè)距法。四、 實(shí)驗(yàn)：1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù) 本課程實(shí)驗(yàn)綜合運(yùn)用機(jī)器視覺基本理論、機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)裝置和計(jì)算機(jī)圖像處理軟件，加深理解機(jī)器視覺的基本概念，掌握機(jī)器視覺圖像基本處理方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問題解決問題的能力。2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求（1）掌握機(jī)器視覺圖像基本處理方法：除噪、邊緣增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)。（2）掌握三維物體的機(jī)器視覺識(shí)別方法：結(jié)構(gòu)光法實(shí)驗(yàn)裝置、三維物體數(shù)據(jù)的獲取和三維物體的重建方法。3 實(shí)驗(yàn)教材或指導(dǎo)書自編。4 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要實(shí)驗(yàn)類型學(xué)時(shí)分配主要儀器設(shè) 備實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)備注1視覺圖像基本處理方法 濾波、圖像增強(qiáng)與邊緣檢測(cè)綜合2學(xué)時(shí)配備圖像處理軟件的微機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室2三維物體的機(jī)器視覺識(shí)別方法結(jié)構(gòu)光法的圖像數(shù)據(jù)獲取、處理與三維模型重建綜合2學(xué)時(shí)結(jié)構(gòu)光實(shí)驗(yàn)系