《计算机视觉与图象处理》.
视觉检测技术基础》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程代码：MI420
2 、课程名称（中/ 英文）：视觉检测技术基础/ Foundation of visual measurement
technique
3、学时/ 学分：27/1.5
4、先修课程：高等数学，大学物理
5、面向对象：电子信息类专业本科生
6、开课院（系）、教研室：电子信息与电气工程学院仪器系自动检测技术研究所
7、教材、教学参考书：自编讲义
《机器视觉》，贾云得著，科学出版社，2000 《计算机视
觉》，马颂德著，科学出版社，1997 《图像工程》，章毓晋
著，清华大学出版社，2002
二、本课程的性质和任务
《视觉检测基础》是电子信息学院仪器系四年级本科生的选修课，通过本课程的学习，使学生初步了解视觉检测系统的构成及基本原理，每个组成部分如何选择设计，掌握相应的图像处理方法，增加学生的专业知识。通过上机实践提高学生的实际编程能力，增强感性认识，为以后科研、工作中遇到的相关问题提供一个解决的思想，并能实际运用。
三、本课程教学内容和基本要求
1. 基本要求
《视觉检测基础》作为本科生的选修课，应当主要立足于对学生知识的普及，主要讲述计算机视觉系统的组成、设计、处理等方面的基本知识，以课堂讲述为主，讲述中应结合日常生活实际，提高学生的学习兴趣，让学生掌握基本的处理过程及算法，并辅以实验手段进一步增强学生对视觉检测技术的了解，增加感性认识，
2. 教学内容
(1) 课堂教学部分
第一讲计算机视觉概述
一、什么是计算机视觉
二、计算机视觉的应用
三、计算机视觉的研究内容
1 、主要研究内容
2 、与其它学科的关系
第二讲成像原理与系统
一、成像几何基础
1、透视投影
2、正交投影
二、输入设备
1 、镜头
2 、摄像机
3、图像卡
第三讲二值图像分析
一、灰度及直方图
二、图像二值化及阈值
三、二值化的主要算法
第四讲图像预处理技术
一、图像预处理的作用
二、直方图修正
三、图像滤波
1 、腐蚀与膨胀
2 、均值滤波
3 、高斯滤波
4 、中值滤波
5 、边缘保持滤波
第五讲边缘检测技术
一、边缘检测原理
1 、边缘定义
2 、边缘检测步骤
3 、边缘检测性能评价
二、一阶微分算子
1 、梯度算子
2 、Roberts 算子
3、Sobel 算子
4 、Prewitt 算子
三、二阶微分算子
1 、拉普拉斯算子
2 、二阶方向导数算子
3 、LoG 算子
4 、小面模型算子
5 、Canny 算子
第六讲轮廓的表示方法
一、轮廓的定义
二
、
轮廓的表示方法
三
、
直线回归逼近
四
、
曲线拟合
第七讲视觉系统的标定
一
、
标定基本概念
二
、
绝对定位
三
、
相对定位
四
、
校正
五
、
外部定位
第八讲立体成像
一、深度图
二、立体成像
三、测距成像
第九讲视觉系统实例及总结
（2）上机实验部分
上机练习-1 图像二值化
上机练习-2 图像滤波
上机实验-3 图像边缘检测
上机实验-4 轮廓提取及标定
四、实验（上机）内容和基本要求
上机练习-1 图像二值化要求：编制利用自动阈值法实现图像二值化处理的程序，通过自己编织程序，让学生体会算法。
（1）将原始图像（m*n 像素，8 位灰度）设为二维数组；
（2）建立灰度直方图曲线（提示：可表示为一维数组）
（3）确定阈值（提示：可以利用迭代算法、也可以通过寻找灰度分布双峰的谷底值）
（4）获取二值化图像（新的二维数组，原始数组保留）
（5）对实际黑白图片进行效果测试
（6）编程语言：VC, VB, Turbo C, Borland C++
上机练习-2 图像滤波要求：编制利用均值滤波法/高斯滤波法/中值滤波法/边缘保持滤波法实现图像滤波处理的程序，熟悉算法，利用实际图像比较各种算法的优劣。
（1）将原始图像（m*n 像素，8 位灰度）设为二维数组；
（2）分别建立4 个滤波子过程
（3）对实际黑白图片进行效果测试
（4）编程语言：VC, VB ，Turbo C, Borland C++ 上机实验-3 图像边缘检测要求：编制利用Roberts / Sobel / Prewitt 算子进行边缘检测的程序，熟悉并比较各种算法
（1）将原始图像（m*n 像素，8 位灰度）设为二维数组；
（2）首先进行滤波（可利用原有程序）
（3）分别进行边缘提取（注意阈值选择）
（4）对实际黑白图片进行效果测试
（5）编程预言：VC, VB ，Turbo C, Borland C++ 上机实验-4 轮廓提取及标定要求：编制利用Roberts / Sobel / Prewitt 算子进行边缘检测的程序，熟悉并比较各种算法
（1）将上述提取出的边缘位置数据设为一维数组；（2）设定目标轮廓（标准件的内外圆环）的表达式；
（3）采用最小二乘法进行数据拟和，得到各表达式的系数；
（4）采用标准件对摄像机参数进行标定，并计算被测件尺寸；
5）对实际黑白图片进行效果测试
(6) 编程预言：VC, VB , Turbo C, Borland C++