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1、现代检测技术 图像测量技术,精勤求学 敦笃励志 果毅力行 忠恕任事,Xian Jiaotong University,视觉检测主要内容,二、模式识别技术,五、缺陷检测技术,一、尺寸测量技术,六、图像融合技术,四、三维重构技术,三、目标检测与跟踪技术,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,长度面积圆线弧角度,测量对象,最小二乘Hough变换区域标记轮廓矢量曲率识别Harris角点,测量方法,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,长度测量多距离测量,可采用最小二乘法、Hough变换法（稍慢）,采用最小二乘法，Hough变换法太耗时,Xian Ji
2、aotong University,尺寸测量技术,长度测量齿长测量,1,在工件图中设置待测齿长区域；2,对区域内的图像进行边缘提取；3,对提取到的边缘进行逐行扫描，分别获得其上、下两条边的边缘点；4,根据得到的边缘点分别拟合出上、下两条边的直线；5,计算两条直线间的距离作为齿长结果。,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,长度测量线段测量,通过Harris角点法确定角点；通过轮廓提取法得到边缘；结合轮廓信息对角点精确定位；计算线段长度。,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,角度测量根据前述方法得到每段直线段方程，根据斜率即可得到夹角。,Xi
3、an Jiaotong University,尺寸测量技术,面积测量区域标记法,给图像中每一个连通区域分配一个唯一的标记值,背景为0，目标为1，目标区域编号A、B、C、D判断一个像素点的8个连通像素点是否有某已知区域内的点，如果有则判定其为该区域内的点，如果没有则标记其为新区域内的点；计算各个连通区域的面积及个数等。,多个漏孔的片状工件,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,面积测量轮廓矢量法 按一定的方向对感兴趣区进行边界跟踪,获得一组有序边界点。 在感兴趣区域的轮廓矢量已知的情况下,可以用外轮廓所包含的面积减去其内部各个内轮廓所包含的面积，就可以得出此连通域实体的
4、面积。,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,圆测量单圆测量：最小二乘法、Hough变换法和加速算法（首先通过圆面积测量求出圆半径）。,圆的拟合,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,圆测量多圆测量：首先对工件图像进行轮廓提取；在得到多个圆的轮廓后，把每个圆轮廓加入链表（轮廓跟踪方法）；然后对每个链表中的像素利用最小二乘方法进行圆拟合。,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,圆测量利用曲率识别法识别圆：在复杂背景下，需要将圆与其它形状分开，才能进行圆测量。,对图像进行轮廓提取，得到图像中所有图形的轮廓；计算所有轮廓的
5、质心和面积，进而求解出其曲率；因为圆的曲率是常数1，因此可以根据计算得到的各轮廓的曲率判别其是否为圆；剔除非圆的轮廓，对圆轮廓进行拟合，得到圆的参数。,area是面积，max是质心到轮廓上点的最大距离。,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,圆测量椭圆测量：椭圆中心坐标、长轴半径、短轴半径、长轴与X轴的夹角Hough变换法，必须借助已有信息降低维数。最小二乘法：,二值化；生成图像外部轮廓；最小二乘法椭圆拟合。,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,圆测量新方法 圆逼近算法,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,圆测量
6、新方法 圆逼近算法,Xian Jiaotong University,尺寸测量技术,线弧分离检测图像轮廓中的直线和弧线，并将其分离开来。 基于Harris角点检测：轮廓提取与平滑角点检测根据切点判断直线和弧线对每段轮廓进行拟合，得到直线或圆方程。基于Hough变换：直线检测圆检测根据直线和圆找到角点根据角点完成线弧分离,Xian Jiaotong University,模式识别技术,指对图像中各种物理对象的分类与描述技术，包括字符识别、条码识别、车牌识别、工件识别和医学图像识别等。条码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则编制而成，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。 目
7、前有150多种条码系统，例如：EAN/UPC码，国际物品条形码，用于商业流通；二五条形码（Code25），用于仓储和物流；三九条形码（Code39），用于工业；库得巴条形码（Codabar Bar Code），用于医院、大学、 图书馆等；,Xian Jiaotong University,模式识别技术,条码技术优点：输入速度快：与键盘输入相比，用条码扫描读入电脑的输入速度大约是键盘输入速度的100倍，并且能实现“即时数据输入”。可靠性高：键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率为万分之一，而采用条码技术误码率低于百万分之一。采集信息量大：利用传统的一维条码一次可采集几十位字符
8、的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力。灵活实用：条码标识既可以单独使用，也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备连接起来实现自动化管理。可携带性与可复印性：条码作为一种平面的黑白相间的微小标签形式，具有携带方便与容易复印的特性，是所有可流通识读手段中最好的方法。寿命长：条形码比起磁卡，具有容易保存的作用，只要用保护膜加以保护，便可长期保存，不会因为时间而损失信息。不可更改性：有些自动识读方式，如各种卡类产品，容易被更改，而条形码却不能被随意更改，这也成为其独到的一种防止滥用的方式。,Xian Jiaotong University,模式
9、识别技术,商品条码（Bar code）全球唯一性，通过GS1全球统一标识系统实现。每种贸易项目拥有一个独特的商品全球贸易项目代码（Global Trade Item Number，GTIN），即商品条码中的那串数字。GS1编码系统提供 的条形码举例：,Xian Jiaotong University,模式识别技术,一维条码识别,EAN-13的构成,模块组合型条码 每个模块宽0.33mm 每个条码字符占7个模块宽度 条、空分别占14个宽度 每个条码字符包含2个条和2个空。,前3位是国家代码，中间4位是生产商代码，后5位是产品代码，最后一位是自动生成的校验码,Xian Jiaotong Unive
10、rsity,模式识别技术,EAN条码中的“前缀码”仅代表商品条码注册地。,Xian Jiaotong University,模式识别技术,一维条码定位：空间域分析定位，Gabor滤波器定位，小波分析定位、DCT域的分析定位等；DCT变换：离散余弦变换（Discrete Cosine Transform） 在傅立叶级数展开式中，如果被展开的函数是实偶函数，那么其傅立叶级数中只包含余弦项，再将其离散化可导出余弦变换，因此称之为离散余弦变换。 在条码、字符识别中，识别区域按一定的行列结构分布，在DCT域呈现出特殊的能量分布，通常来说，其水平或垂直能量较大，高中频分量更为丰富，因此可以通过这些频域分布
11、的特征将其与背景分割开来。DCT一般用于对8位图像进行处理。,Xian Jiaotong University,模式识别技术,DCT域的分析定位 对图像中每个88的小块进行DCT变换； 记录DCT变换后的系数； 对DCT系数进行哈夫曼编码产生jpeg数据流。 DCT系数大小表明了条码区域与非条码区域，还包含了条码方向。,Xian Jiaotong University,EAN-13码的编码,中国的国别识别码为“690，691，692”，因此它的前置符为“6”，左侧数据符的奇偶排列为“OEEEOO”,Xian Jiaotong University,模式识别技术,一维条码解码,Xian Jiao
12、tong University,模式识别技术,堆积式二维条码：Code49，Codel6k，PDF417等 矩阵式二维条码：Code One， Data Matrix，Maxicode，QR码、汉信码等 二维条码的长度、宽度均记载着数据， 有“定位点”和“容错机制”。,PDF417,Xian Jiaotong University,模式识别技术,QR码（快速响应矩阵码；Quick Response Code）是二维条码的一种，于1994年由日本DENSO WAVE公司发明。,Xian Jiaotong University,模式识别技术,汉信码是一种矩阵式二维条码。呈正方向、有深色和浅色数据模
13、块分布其间。 由中国人自主研制成功，也是中国人完全拥有自主知识产权的二维条码。,汉信码,Xian Jiaotong University,模式识别技术,PDF条码识别,层数为390，每层由起始终止符、左右指示符及130个符号字符组成 。,Xian Jiaotong University,模式识别技术,PDF条码识别,每个符号字符包括4个条和4个空，每个条或空由16个模块组成，一个符号字符中，4个条和空的总模块数为17，故命名为PDF417,符号字符结构,Xian Jiaotong University,模式识别技术,PDF417条码解码,Xian Jiaotong University,模式识
14、别技术,PDF417不仅具有错误侦测能力，且可从受损的条码中读回完整的资料，亦即错误复原能力，其错误复原率最高可达50%，如图所列各种情形，皆可将资料复原。,Xian Jiaotong University,模式识别技术,字符识别：印刷体、手写体（联机、脱机）,扫描输入文本图像； 图像的预处理，包括倾斜校正和滤除干扰噪声等； 图像版面的分析和理解； 图像的行切分和字切分； 基于单字图像的特征选择和提取；基于单字图像特征的模式分类；将被分类的模式赋予识别结果； 识别结果的编辑修改后处理。,Xian Jiaotong University,模式识别技术,基于快速离散余弦变换（FDCT）的频域分割,
15、字符和背景分离技术：空间域分割、频域分割、小波分割,Xian Jiaotong University,模式识别技术,基于小波变换的小波域分割,字符和背景分离技术：空间域分割、频域分割、小波分割,Xian Jiaotong University,模式识别技术,字符区域校正与切分倾斜校正：分级Hough变换法、基于仿射变换的图像旋转；字符图像缩放：灰度插值法、双线性方程法；粘连字符切分：针对单个字符识别，常用方法有滴水算法、Viterbi算法、基于细化的算法、储水区算法、基元合并法和形态检测法等。,基于形态的字符切割流程,Xian Jiaotong University,模式识别技术,字符识别方法 从广义上来说，任何一种模式识别的方法都可以用来进行字符识别，包括模板匹配、神经网络、聚类、支持向量机等。,Xian Jiaotong University,模式识别技术,字符识别实例：,Xian Jiaotong University,模式识别技术,Xian Jiaotong University,模式识别技术,印刷体识别流程,Xian Jiaotong University,模式识别技术,医学图像识别血管,（a）原始图像 （b）图像阈值分割 （c）图b取反 （d）图像扩展,
