《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：虹42 2、课程名称（中/英文）：视觉检测技术基础/Foundation of visual peasurement 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) 马颂德苦，科学出版 1997 《图像工程》，章毓晋著，清华大学出版社，2002 《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 《祝觉检测技术基础》是电子信息学院仪器系四年级本科生的选修课，通过木课程的学习，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、本课程敦学内容和基本要求 1.基本要求 【登术基》作为木科生的洗修课，应当主要立足干对学生知识的普及，主要讲述计算机视微系 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 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。敏学内容 (1)课堂教学部分 1视觉检测概述 1.1什么是计算机视觉 1.2什么是视觉检测技术 1.3视觉检测的作用 1.4视觉检测方法的特点 2视觉检测系统的组成…2 2.1.视觉检测系统的一般构成 2.2。视觉检测系统的黑明 2.3 视觉检测用镜义 2.4.摄像器件 2.5。图像存储体 3图像二值化· 3.1二值化的基本概念 3.2图像二值化的算法
《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 《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 《视觉检测技术基础》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 《视觉检测技术基础》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 1 视觉检测概述…………………………………………………………………2 1.1 什么是计算机视觉 1.2 什么是视觉检测技术 1.3 视觉检测的作用 1.4 视觉检测方法的特点 2 视觉检测系统的组成 ………………………………………………………2 2.1. 视觉检测系统的一般构成 2.2. 视觉检测系统的照明 2.3. 视觉检测用镜头 2.4. 摄像器件 2.5. 图像存储体 3 图像二值化 ………….………………………………………………………2 3.1 二值化的基本概念 3.2 图像二值化的算法
3.3灰度直方图 3.4阀值的确定方法 4图像预处理技术… 4.1预处理的目的 4.2图像增强 43图像滤沙 4.4图像锐化 5边缘检测技术… 44…2 5.1边缘拾旗原理 52一阶微分子 5.3二阶微分算 5.4边缘检测的步骤 6图像轮院的表达 4…2 6.】轮兜的相念 6.2图像细化 6.3边界跟圈 6.4边缘拟合 7视觉系统的标定 7.1标定的基本概念 7.2成像的几何基础 7.3视觉系统的坐标系 7.4标定方法 8自动调他技术 8.1调焦的作用 8.2自动调焦的方法 8.3调焦评价函数 8.4自动调焦的控制策略 9视觉检测系统实例 9.1图像式指针表检定仪 9.2弹性元件刚度测试仪 9.3图像式阿贝折射仪 9.4图像式粗糙度测量系统 (2)上机实验部分 上机练习-1图像二值化…2 上机练习-2图像滤波… 2 上机实验-3图像边缘检测 上机实验-4轮廓提取及标足 四、实验（上机）内容和基本要求 上机练习-1图像二值化 要求 :编制利用自动闵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（脚像素，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）
3.3 灰度直方图 3.4 阈值的确定方法 4 图像预处理技术………………………………………………………………2 4.1 预处理的目的 4.2 图像增强 4.3 图像滤波 4.4 图像锐化 5 边缘检测技术…………………………………………………………………2 5.1 边缘检测原理 5.2 一阶微分算子 5.3 二阶微分算子 5.4 边缘检测的步骤 6 图像轮廓的表达………………………………………………………………2 6.1 轮廓的概念 6.2 图像细化 6.3 边界跟踪 6.4 边缘拟合 7 视觉系统的标定………………………………………………………………2 7.1 标定的基本概念 7.2 成像的几何基础 7.3 视觉系统的坐标系 7.4 标定方法 8 自动调焦技术…………………………………………………………………2 8.1 调焦的作用 8.2 自动调焦的方法 8.3 调焦评价函数 8.4 自动调焦的控制策略 9 视觉检测系统实例……………………………………………………………2 9.1 图像式指针表检定仪 9.2 弹性元件刚度测试仪 9.3 图像式阿贝折射仪 9.4 图像式粗糙度测量系统 (2) 上机实验部分 上机练习-1 图像二值化………………………………………………………2 上机练习-2 图像滤波…………………………………………………………2 上机实验-3 图像边缘检测……………………………………………………2 上机实验-4 轮廓提取及标定…………………………………………………3 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)确定阀值（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(*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,B,Turbo,C Borland C++ 上机实 图像边缘检测 要求：编制利用Roberts/Sobel/Previtt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（像素，8位灰度）设为二锥数组： (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/Previtt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+H 五、对学生能力培养的要求 、 课堂教学形式为多媒体教学，力求不断充实最新科学技术成果，拓展学生视野。上课形式力求图文并 茂，灵活多样，以实际生活为例子，努力调动学生积极性，提高学生兴趣，活跃课堂气氛，最终使学生掌 捉设计视觉检测系统的基本技能。 2、实验环节以动手编程实验为主，增强学生感性认识，加强对课堂内容理解，明确实际应用价值，增加 学习兴趣，最终使学生能够设法解决实际问题 六、其它说明 学时分配总表 总学时：27 讲课 实验 习题课 讨论课上机 实践 其他 内容环节 第一讲计算机视觉概述 2 第二讲成像原理与系统 第三讲二值图像分析
（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++ 五、对学生能力培养的要求 1、课堂教学形式为多媒体教学，力求不断充实最新科学技术成果，拓展学生视野。上课形式力求图文并 茂，灵活多样，以实际生活为例子，努力调动学生积极性，提高学生兴趣，活跃课堂气氛，最终使学生掌 握设计视觉检测系统的基本技能。 2、实验环节以动手编程实验为主，增强学生感性认识，加强对课堂内容理解，明确实际应用价值，增加 学习兴趣，最终使学生能够设法解决实际问题。 六、其它说明 学时分配总表 总学时：27 内 容 环 节 讲课 实验 习题课 讨论课 上机 实践 其他 第一讲 计算机视觉概述 2 第二讲 成像原理与系统 2 第三讲 二值图像分析 2 2
第四讲图像预处理技术 第五讲边缘检测技术 第六讲轮廓的表示方法 第七讲视觉系统的标定 第八讲立体成像 第九讲视觉系统举例及总结 总计 写人：赵辉 完（系）公 院（系）教学主管签字（盖章） 间：
第四讲 图像预处理技术 2 2 第五讲 边缘检测技术 2 2 第六讲 轮廓的表示方法 2 第七讲 视觉系统的标定 2 3 第八讲 立体成像 2 第九讲 视觉系统举例及总结 2 总 计 18 9 撰写人：赵 辉 陶 卫 院（系）公章： 院（系）教学主管签字（盖章）： 时 间：