23【毕业设计】数字图像处理在物体距离测量中的应用文档

对摄像机来说，焦距相当于从镜头中心到摄像管或固体摄像器件成像面的距离。

焦距是标志着计算小类的平均灰度值计算大类的平均灰度值计算两类之间的方差求方差最大的阈值，随着使用时间的增加，光能将不断下降。

因此，如何使光能在定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。

另个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，般采用源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。

常用的几种可见光源是白帜灯日光灯水银灯和钠光灯。

但是，这些光源的个最大缺点是光能不能保持稳定。

以日光灯为例，在使用的第个小时内，光能将下降重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少的应用效果。

由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。

过去，许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光每原色的亮度用位数据来记录，即其小桶上的刻度有格，也有的是位甚至位，更高的色彩位数在记录色彩时可以更精确，尤其是在光线条件比较差时，能够记录下丰富的暗部细节层次。

照明照明是影响机器视觉系统输入的排排输送带上并列放置的小桶，光线就像雨滴撒入各个小桶中，每个小桶代表个像素。

快门开启到关闭的拍摄过程，其实就是按定的顺序测量短暂的时间中，小桶中落进了多少光滴，并形成相应的数据文件。

般的达的切运算均可用数字图像处理实现。

第二章数字图像的基本原理数字图像的硬件原理原理，电荷耦合器，用个形象的比喻来说明，的结构就像部分均包含丰富的内容。

由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。

而数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表合而成，因而均可用计算机来处理。

即只要针对不同的图像信息源，采取相应的图像信息采集措施，图像的数字处理方法适用于任何种图像。

灵活性高图像处理大体上可分为图像的像质改善图像分析和图像重建三大部分，每空照片遥感图像甚至天文望远镜图像。

这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像彩色图像也是由灰度图像组合成的，例如图像由红绿蓝三个灰度图像组合而成组不合算的。

适用面宽图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像例如射线图像射线图像超声波图像或红外图像等。

从图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航的。

换言之，从原理上讲不论图像的精度有多高，处理总是能实现的，只要在处理时改变程序中的数组参数就可以了。

回想下图像的模拟处理，为了要把处理精度提高个数量级，就要大幅度地改进处理装置，这在经济上是极于图像数字化设备的能力。

现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为位甚至更高，这意味着图像的数字化精度可以达到满足任应用需求。

对计算机而言，不论数组大小，也不论每个像素的位数多少，其处理程序几乎是样复制等系列变换操作而导致图像质量的退化。

只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。

处理精度高按目前的技术，几乎可将幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主要取决，局部与全局感知的关系，优先敏感的结构属性和时间特征等，这些都是心理学和神经心理学正在着力研究的课题数字图像处理的优点再现性好数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储传输或能人的情绪爱好以及知识状况影响很大，作为图像质量的评价还有待进步深入的研究。

另方面，计算机视觉是模仿人的视觉，人的感知机理必然影响着计算机视觉的研究。

例如，什么是感知的初始基元，基元是如何组成的多视点图像。

在理解三维景物时需要知识导引，这也是人工智能中正在致力解决的知识工程问题。

数字图像处理后的图像般是给人观察和评价的，因此受人的因素影响较大。

由于人的视觉系统很复杂，受环境条件视觉性景物的二维投影，幅图像本身不具备复现三维景物的全部几何信息的能力，很显然三维景物背后部分信息在二维图像画面上是反映不出来的。

因此，要分析和理解三维景物必须作合适的假定或附加新的测量，例如双目图像或多景物的二维投影，幅图像本身不具备复现三维景物的全部几何信息的能力，很显然三维景物背后部分信息在二维图像画面上是反映不出来的。

因此，要分析和理解三维景物必须作合适的假定或附加新的测量，例如双目图像或多视点图像。

在理解三维景物时需要知识导引，这也是人工智能中正在致力解决的知识工程问题。

数字图像处理后的图像般是给人观察和评价的，因此受人的因素影响较大。

由于人的视觉系统很复杂，受环境条件视觉性能人的情绪爱好以及知识状况影响很大，作为图像质量的评价还有待进步深入的研究。

另方面，计算机视觉是模仿人的视觉，人的感知机理必然影响着计算机视觉的研究。

例如，什么是感知的初始基元，基元是如何组成的，局部与全局感知的关系，优先敏感的结构属性和时间特征等，这些都是心理学和神经心理学正在着力研究的课题数字图像处理的优点再现性好数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储传输或复制等系列变换操作而导致图像质量的退化。

只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。

处理精度高按目前的技术，几乎可将幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主要取决于图像数字化设备的能力。

现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为位甚至更高，这意味着图像的数字化精度可以达到满足任应用需求。

对计算机而言，不论数组大小，也不论每个像素的位数多少，其处理程序几乎是样的。

换言之，从原理上讲不论图像的精度有多高，处理总是能实现的，只要在处理时改变程序中的数组参数就可以了。

回想下图像的模拟处理，为了要把处理精度提高个数量级，就要大幅度地改进处理装置，这在经济上是极不合算的。

适用面宽图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像例如射线图像射线图像超声波图像或红外图像等。

从图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航空照片遥感图像甚至天文望远镜图像。

这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像彩色图像也是由灰度图像组合成的，例如图像由红绿蓝三个灰度图像组合而成组合而成，因而均可用计算机来处理。

即只要针对不同的图像信息源，采取相应的图像信息采集措施，图像的数字处理方法适用于任何种图像。

灵活性高图像处理大体上可分为图像的像质改善图像分析和图像重建三大部分，每部分均包含丰富的内容。

由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。

而数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的切运算均可用数字图像处理实现。

第二章数字图像的基本原理数字图像的硬件原理原理，电荷耦合器，用个形象的比喻来说明，的结构就像排排输送带上并列放置的小桶，光线就像雨滴撒入各个小桶中，每个小桶代表个像素。

快门开启到关闭的拍摄过程，其实就是按定的顺序测量短暂的时间中，小桶中落进了多少光滴，并形成相应的数据文件。

般的每原色的亮度用位数据来记录，即其小桶上的刻度有格，也有的是位甚至位，更高的色彩位数在记录色彩时可以更精确，尤其是在光线条件比较差时，能够记录下丰富的暗部细节层次。

照明照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少的应用效果。

由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。

过去，许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。

常用的几种可见光源是白帜灯日光灯水银灯和钠光灯。

但是，这些光源的个最大缺点是光能不能保持稳定。

以日光灯为例，在使用的第个小时内，光能将下降，随着使用时间的增加，光能将不断下降。

因此，如何使光能在定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。

另个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。

由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于些要求高的检测任务，常采用射线超声波等不可见光作为光源。

但是不可见光不利于检测系统的操作，且价格较高，所以，目前在实际应用中，仍多用可见光作为光源。

照明系统按其照射方法可分为背向照明前向照明结构光和频闪光照明等。

其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。

前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。

结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。

频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。

镜头及其成像原理镜头是摄像机最主要的组成部分，并被喻为人的眼睛。

人眼之所以能看到宇宙万物，是由于凭眼球水晶体能在视网膜上结成影像的缘故摄像机所以能摄影成像，也主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上。

因此说，镜头就是摄像机的眼睛。

电视画面的清晰程度和影像层次是否丰富等表现能力，受光学镜头的内在质量所制约。

当今市场上常见的各种摄像机的镜头都是加膜镜头。

加膜就是在镜头表面涂上层带色彩的薄膜，用以消减镜片与镜片之间所产生的色散现象，还能减少逆光拍摄时所产生的眩光，保护光线顺利通过镜头，提高镜头透光的能力，使所摄的画面更清晰。

摄像者在自学摄像的过程中，首先要熟知镜头的成像原理，它主要包括焦距视角视场和像场。

焦距是焦点距离的简称。

例如，把放大镜的面对着太阳，另面对着纸片，上下移动到定的距离时，纸片上就会聚成个很亮的光点，而且会儿就能把纸片烧焦成小孔，故称