机器视觉系统选型教材
计算机视觉相关书籍
计算机视觉相关书籍计算机视觉是一门研究如何使计算机能够“看”的学科。
它涉及到图像处理、模式识别、机器学习等多个领域，是人工智能领域中的重要分支之一。
为了帮助读者更好地了解计算机视觉，以下是一些值得推荐的相关书籍。
1.《计算机视觉：模型、学习和推理》（Computer Vision: Models, Learning, and Inference）- Simon J.D. Prince这本书是计算机视觉领域的经典教材之一，全面介绍了计算机视觉的基本原理、方法和技术。
它不仅涵盖了传统的计算机视觉任务如图像分类、目标检测和图像分割，还介绍了最新的深度学习方法在计算机视觉中的应用。
2.《计算机视觉：算法与应用》（Computer Vision: Algorithms and Applications）- Richard Szeliski这本书是一本广泛使用的计算机视觉教材，它系统地介绍了计算机视觉领域的基本概念、算法和应用。
它涵盖了从图像形成和处理到三维重建和运动估计的各个方面，并提供了大量的实际案例和代码示例。
3.《深度学习：计算机视觉的理论与实践》（Deep Learning for Computer Vision）- Adrian Rosebrock这本书主要关注深度学习在计算机视觉中的应用。
它详细介绍了使用深度学习进行图像分类、目标检测、图像分割等任务的方法和技巧。
此外，它还介绍了如何使用流行的深度学习库如TensorFlow和Keras来实现计算机视觉应用。
4.《计算机视觉：现代方法》（Computer Vision: A Modern Approach）- David Forsyth, Jean Ponce这本书是一本综合性的计算机视觉教材，涵盖了计算机视觉的各个方面，包括图像处理、特征提取、目标检测、运动估计等。
它既介绍了传统的计算机视觉方法，又介绍了最新的深度学习技术在计算机视觉中的应用。
机器视觉系统选型指南(优选.)
– 紧凑，无风扇，固态存储器
• 处理性能
– 实时操作系统 – 自带FPGA自定义信号连接 适合应用举例： 产线多通道低成本应用
扩展性 处理能力
I/O数 5 4 3 2 1 0
易维护性 尺寸
图像尺寸 采集性能
系统性能
功耗
温度范围
CVS
环境与尺寸
智能相机
• 一体化设备
扩展性 处理能力
I/O数 5 4 3 2 1 0
人脸识别
一个典型的机器视觉系统
+
+
+
照明和光源
摄像头
图像采集卡 或视觉系统
应用软件
NI Machine Vision for Any Application
视觉系统选型指南
• 系统性能
– 自带I/O数 – I/O扩展性 – 数据处理能力 – 图像尺寸 – 采集/传输速率
• 环境尺寸要求
– 易维护性 – 设备尺寸 – 功耗 – 温度范围
• 更高的相机采集和传输要求
– 高达2K~12K像素线扫描应用，大于16M像素的面扫描应用 – 日益提高的像素深度要求——10, 12, 14 bit，或彩色应用 – 日益增高的总线带宽——850 Mbytes/s on Camera Link
• 完全并行的图像处理算法要求 • 处理器与I/O的紧密集成，缩短延迟
触摸屏
第三方设备，如PLC
CompactRIO
智能相机
运动控制系统
小结
• NI视觉硬件满足各种不同环境和性能的要求 • 可重用的软件助您快速升级系统
/vision
更多资源
/vision
• 优化开发性能
– 更好的集成VBAI 2010
机器视觉系统选型教材
q 镜头接口 m C-MOUNT 镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数： 公称直径：1“ 螺距：32牙 m CS－Mount是C－Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像 传感器光敏面的距离的不同，C－Mount 是17.5mm，CS－Mount是 12.5mm。 m C/CS能够匹配的最大的图象传感器的尺寸不超过1“。
路漫漫其悠远
机器视觉系统选型教材
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
六、机器视觉的产业链和从业者格局
q 机器视觉产业链（直接利益者）
厂家
代理商
系统集成商
OEM客户
路漫漫其悠远
最终用户
机器视觉系统选型教材
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
六、机器视觉的产业链和从业者格局
路漫漫其悠远
机器视觉系统选型教材
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
十一、用户期望获得价值
q 更有行业针对性的解决方案 q 更加行业专业化的经验积累 q 更好的性价比 q 更广泛的产品配置方案 q 更紧密的合作伙伴关系 q 更有效地提高客户自身产品的竞争力
路漫漫其悠远
机器视觉系统选型教材
第一节 机器视觉概述
三、机器视觉的主要应用领域
q 机器视觉应用分类 测量 检测 定位 识别
机器视觉培训系列教程（基础入门培训）
路漫漫其悠远
机器视觉系统选型教材
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
三、分类 测量（如长度测量）
第一节 机器视觉概述
路漫漫其悠远
第二节 国内外发展现状
九、中国市场的竞争者及其产业链分析
机器视觉教学大纲
《机器视觉》教学大纲课程编码：08241059课程名称：机器视觉英文名称：MACHINE VISION开课学期：7学时/学分：36/2 （其中实验学时：4 ）课程类型：专业方向选修课开课专业：机械工程及自动化选用教材：贾云得编著《机器视觉》科学出版社 2002年主要参考书：1.ROBOTICS: Control, Sensing, Vision, and Intelligence, K. S. Fu，McGraw-HillPublishing Company, 19872.张广军编著，机器视觉，科学出版社，2005年执笔人：孔德文本课程主要内容包括：二值图像分析、图像预处理、边缘检测、图像分割、纹理分析、明暗分析、彩色感知、深度图与立体视觉。
通过本课程的学习，学生应掌握机器视觉的基础理论、基本方法和实用算法。
一、课程性质、目的与任务机器视觉课程是机械工程及自动化专业在智能机器方向的一门专业方向选修课。
机器智能化是机械学科的重要发展方向，也是国际上跨学科的热门研究领域。
而机器视觉是智能机器的重要组成部分，它与图象处理、模式识别、人工智能、人工神经网络以及神经物理学及认知科学等都有紧密的关系。
本课程对于开阔学生视野、使学生了解本专业的发展前沿，把学生培养成面向二十一世纪的复合型人才具有重要的地位和作用。
通过本课程的学习，学生也能掌握一定的科学研究方法与技能，为有潜力成为研究型人才的学生打下一定基础。
二、教学基本要求本课程主要内容包括：二值图像分析、图像预处理、边缘检测、图像分割、纹理分析、明暗分析、深度图与立体视觉。
通过本课程的学习，学生应掌握机器视觉的基础理论、基本方法和实用算法。
本大纲仅列出达到教学基本要求的课程内容，不限制讲述的体系、方式和方法，列出的内容并非要求都讲，有些内容，可以通过自学达到教学基本要求。
使用CAI课件作为辅助教学手段可以节省大量时间，传递更多的信息量，所以本课程建议使用CAI课件。
机器视觉 海康 教材
机器视觉海康教材
关于机器视觉的教材，以下是一些关于海康机器视觉的参考教材：
1. 《机器视觉原理与算法》（严超、朱连英等著）
该教材系统介绍了机器视觉的基本原理、图像处理与分析技术、目标检测与识别等内容，并结合海康机器视觉产品进行案例分析和实践操作。
2. 《计算机视觉：算法与应用》（Richard Szeliski著）
这是一本经典的机器视觉教材，涵盖了图像处理、特征提取、图像匹配等诸多关键技术，并提供了丰富的实例和案例进行实践。
3. 《机器视觉：最佳实践》（David Forsyth, Jean Ponce著）
这本教材提供了关于机器视觉的最佳实践和实践经验，介绍
了视觉任务的基本概念、模型建立和算法实现的方法。
除了以上教材，还可以通过浏览海康官方网站的技术文档和用户手册，了解海康机器视觉产品的详细功能和使用方法。
另外，关注机器视觉的学术圈和行业会议，阅读相关论文和研究报告也是学习机器视觉的重要途径。
《机器视觉》课程教学大纲(本科)
《机器视觉》课程教学大纲课程编号：04233课程名称：机器视觉英文名称：Robot Vision课程类型：学科基础课课程要求：选修学时/学分：32/2 （讲课学时：28 实验学时：4）适用专业：智能科学与技术一、课程性质与任务机器视觉是智能科学与技术专业的学生学习和掌握图像检测、图像处理等机器视觉相关理论和方法的专业选修课，是学生理解机器视觉现有方法和技术需要选学的课程，能够为学生以后从事计算机视觉相关领域的研究做准备。
本课程在教学内容方面着重讲述早期视觉的内容，是学生建立起对成像过程的基本理解, 探讨对成像过程进行求逆的方法，同时也介绍一些用于解决机器视觉问题的具体方法，注重培养学生建立一种针对不同机器视觉问题的整体解决方法，培养学生解决一些更加复杂的实际问题的能力；在培养实践能力方面，通过图像检测和图像处理等实验对的基本训练，学生进行机器视觉的基本训练。
通过课程学习，使学生掌握机器视觉基本理论，了解图像检测和处理的常用方法，具有初步的图像检测、处理的能力，为进一步学习和应用打下必要的基础。
（支撑毕业要求 1.3, 2.2, 4.1, 10.1）二、课程与其他课程的联系先修课程：智能机器人、智能传感技术、机器学习（该课程提供图像获取及应用的相关知识和场景）；后续课程：智能感知综合实践三、课程教学目标1.学习机器视觉的基本概念和基本理论知识，掌握成像、图像检测、区域分割、边缘检测等基本知识，理解机器视觉的运行基本原理，具有初步的静态图像处理的能力；（支撑毕业要求1.3）2.能够基于机器视觉的基本原理，对物体成像和图像的检测、分割等问题进行研究，包括机器视觉的软件设计与实现，通过实验进一步验证所给出的结论，并能够撰写研究/实验报告；（支撑毕业要求2.2, 4.1）3.了解机器视觉领域的最新进展与发展动态，培养初步的跟踪学科发展前沿的意识。
（支撑毕业要求10.1）四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）1.查阅文献资料：（课外2-4学时）通过搜索网络和查阅文献资料，了解机器视觉的研究现状、研究热点和发展趋势2.作业：（课外12学时）做所学知识进行复习，完成相关的作业。
机器视觉系统概述教材
汽车制造 制陶业 化学业 电子部件及设备 食品业 玻璃业 生命科学 医学 钢铁 矿业
• • • • • • • • • • • • •
光学行业 纸制品 药物 照相学和遥感 印刷 铁路运输 监控 航空宇航 造船 无线通信 交通 木材 等等
机器视觉系统构成——模拟相机
光源 镜头 摄像机 图像采集卡
机器视觉软件
感光范 400nm-750nm范围的可见 围 光
从紫外到红外的较宽光谱范围， 另外有X光等特殊摄像机
环境要 对环境温度、湿度的适应性 对环境适应性强，另外可加防护 求 差，另外有许多场合对 装置 人有损害
机器视觉系统作用
100%质量保证
100%检测
改进生产流程
提高产量
机器视觉技术 功能
精确测量
缩短产品 进入市场时间 及时过程监控
集成化生产
机器视觉应用领域
• • • • • • • 高速检测 精确机器人导航 定位及配准 装配检测 表面检测 纹理分析 遥感 • • • • • • 医学图像分析 一维码读取 OCR&OCV 匹配 印刷检测 Blob分析
• PCB检测
• 测量
机器视觉应用领域
• 半导体
• • • • • • • • • •
Output (Amplifier)
Serial readout register
CCD Sensor—Frame Transfer Sensor
解决了Full Frame Array Sensor发生 Smear现象的问题 从感光部分转移到屏蔽存储区域的时 间约为500us
优点：在曝光时间较长的情况下， Smear现象比Full Frame Array Sensor 小很多 缺点：由于需要两个Sensor，因此成 本非常高
机器视觉入门经典书籍推荐
机器视觉入门经典书籍推荐
本文主要是关于机器视觉的相关介绍，并着重对机器视觉入门经典书籍进行了详尽的阐述。
机器视觉机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。
简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。
机器视觉系统是通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头（定焦镜头、变倍镜头、远心镜头、显微镜头）、相机（包括CCD相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯/ 输入输出单元等。
系统可再分为
一、采集和分析分开的系统。
主端电脑（Host Computer）
影像撷取卡（Frame Grabber）与影像处理器
影像摄影机
定焦镜头镜头
显微镜头
照明设备
Halogen光源LED光源
高周波萤光灯源
闪光灯源
其他特殊光源
影像显示器
LCD。
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机器视觉应用分类 测量（如角度测量）
第一节 机器视觉概述
内部交流，不得外传
9
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
三、机器视觉的主要应用领域
机器视觉应用分类 测量（如圆弧及半径测量）
第一节 机器视觉概述
内部交流，不得外传
10
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
厂家
系统集成商 最终用户
OEM客户
内部交流，不得外传
27
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
七、机器视觉的主要技术趋势和市场趋势
机器视觉的技术趋势 高速化、高分辨率、彩色 低功耗、智能化、模块化、傻瓜化 先进数字网络 特殊应用
机器视觉的市场趋势 价格下降、使用方便，向中低端应用扩展 性能提高、可靠性提高，解决复杂高端问题 行业应用增加 分工细化，利润在产业链中的重新分配 与相关技术结合更加紧密
技术层次，软、硬件分类，相关技术 机器视觉的产业链和从业者格局
内部交流，不得外传
3
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
一、机器视觉的引入
第一节 机器视觉概述
自动化和电脑技术是机器视觉进入工业生产线的关键要素 自动化技术的发展史是机器逐步取代人工的历史
传感与控制是自动化的主要分支； 人类大脑、四肢、感官和神经分别可以对应CPU、运动控制、传感器和网络。 人类视觉是最后几个被取代的器官之一 在很多情况下人类视觉越发不能满足要求 高速、高精、超视、微距， 客观、无疲劳、环境限制等。
相关技术：运动控制、机器人、通讯
内部交流，不得外传
23
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
机器视觉的主要技术趋势和市场趋势 机器视觉在中国的发展概述 中国市场的竞争者及其产业链分析 本土供应商的现状以及生存策略 本土供应商面临的机会和威胁 用户获得的价值
机器视觉应用分类 测量 检测 定位 识别
机器视觉培训系列教程（基础入门培训）
内部交流，不得外传
7
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
三、机器视觉的主要应用领域
机器视觉应用分类 测量（如长度测量）
第一节 机器视觉概述
内部交流，不得外传
8
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
机器视觉培训系列教程（基础入门培训）
内部交流，不得外传
4
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第一节 机器视觉概述
二、机器视觉的概念和相关技术的关系
机器视觉的通俗定义 权威机构怎么说？ 机器视觉的本质、特征
本质 特征 机器视觉关联技术 图像处理 模式识别和辨识 其他
内部交流，不得外传
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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识 第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（4）
镜头接口 C-MOUNT 镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数： 公称直径：1“ 螺距：32牙 CS－Mount是C－Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像 传感器光敏面的距离的不同，C－Mount 是17.5mm，CS－Mount是 12.5mm。 C/CS能够匹配的最大的图象传感器的尺寸不超过1“。
内部交流，不得外传
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第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
六、机器视觉的产业链和从业者格局
机器视觉产业链（直接利益者）
厂家
代理商
系统集成商
OEM客户
最终用户
内部交流，不得外传
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第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
六、机器视觉的产业链和从业者格局
中国机器视觉产业链的缺失
三、机器视觉的主要应用领域
塑料/薄膜 食品 & 饮品 汽车 日用品 光纤产品
半导体 纸张 冶金 航空 航天
通用生产 电子 医学设备 纺织 药品
内部交流，不得外传
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第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第一节 机器视觉概述
四、机器视觉的国际发展现状（美日欧）
机器视觉在国际上的发展阶段，总的规模 各国的主要市场、规模和发展趋势 各国主要的供应商 相关组织和机构 国际机器视觉公司的中国策略和做法
lp/mm (line pair per mm) lp/mm是表征分辨率的最简单的指标，但不是最佳指标，最佳的指标是镜 头的调制传递函数MTF。
机器视觉应用分类 定位
第一节 机器视觉概述
内部交流，不得外传
15
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
三、机器视觉的主要应用领域
机器视觉应用分类 定位
第一节 机器视觉概述
内部交流，不得外传
16
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第一节 机器视觉概述
三、机器视觉的主要应用领域
机器视觉应用分类 识别（如读码）
内部交流，不得外传
28
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
八、机器视觉在中国的发展概述
机器视觉在中国的几个阶段 概念导入 培育从业者 树立样板、教育市场 视觉从业者快速膨胀 行业应用开始加速
机器视觉在中国未来几年的展望 开始形成商业模式 本土供应商的成长 市场较快形成一定规模 中国特色应用
内部交流，不得外传
30
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
十、本土供应商面临的机会和威胁
主要机会：市场快速发展 市场快速发展，且层次丰富 技术逐渐成熟到可接受水平 价格优势明显 服务优势
主要威胁：我们来得及吗？ 品牌方面的劣势，建立客户信任需要时间成本 进口产品大量进入，生命周期缩短，利润下降 外企本地化加速，成本下降，响应加快 研发积累方面的差距，创新或领先困难 自身资源和能力制约
景深（Depth Of Field） 在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。景深可以用45度倾角的目 标进行标定。一般情况下，只要清晰度能满足要求就可以了。
内部交流，不得外传
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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识 第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（3）
畸变 几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图象范围内不同位置上的放大率存 在的差异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。
内部交流，不得外传
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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识 第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（5）
成像面 可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面
光圈（F值）/相对孔径 光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内，表达光圈大小。 用F值来表示，如f1.4，f2，f2.8 etc. 相对孔径是镜头入瞳直径与焦距的比值， 与光圈的F值是倒数关系。
） 景深（DOV）
成象面 后焦面距离
FOV
内部交流，不得外传
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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识 第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（2）
视野 (FOV) 图象采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以 使设备所输出的数字图象所能覆盖的最大范围.
最大/最小工作距离（Work Distance） 从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统 均不能正确成像.
第二讲
机器视觉硬件基础知识
内部交流，不得外传
33
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识 第一节 工业镜头
第一节 工业镜头
内容提要
基本概念 分类 成像原理及参数间关系
内部交流，不得外传
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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识 第一节 工业镜头
一、镜头基本概念(1)
工作距离（WD） 视 野 （
内部交流，不得外传
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第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第一节 机器视觉概述
三、机器视觉的主要应用领域
机器视觉应用分类 识别（如OCR/OCV）
内部交流，不得外传
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第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第一节 机器视觉概述
三、机器视觉的主要应用领域
机器视觉应用分类 识别（如颜色识别）
内部交流，不得外传
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第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第二节 国内外发展现状
九、中国市场的竞争者及其产业链分析
国际供应商 高端视觉供应商 中低端视觉供应商 光学元件供应商 照明以及附件供应商 国际供应商的市场策略 本地化举措
本土供应商 板卡、智能相机开发 软件开发 系统开发 应用集成 代理分销 生存战略
机器视觉光学系 统选型培训
EDC--EQUIP：QC Li
内部交流，不得外传
主要内容
机器视觉概要 机器视觉硬件基础知识介绍 镜头选型指南 CCD选型指南 光源选型指南
内部交流，不得外传
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第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第一节 机器视觉概述
第一节 机器视觉综述
机器视觉（Machine Vision）的引入 机器视觉的概念和相关技术的关系 机器视觉的主要应用（行业、技术分类） 机器视觉在国际上的发展（美日欧） 机器视觉的技术范围
内部交流，不得外传
5
第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状
第一节 机器视觉概述
传统机器视觉系统基本构成
CCD相机
镜头
相机控制信号及电 源
模拟图像信号