機器視覺理論與實踐

 

目錄

 

 

第1章優化方法

 

1.1多元微積分

 

1.1.1反對稱矩陣

 

1.1.2梯度向量

 

1.1.3方向導數

 

1.1.4向量微積分

 

1.2線性優化

 

1.2.1基本解

 

1.2.2單純形

 

1.3非線性優化

 

1.3.1梯度下降法

 

1.3.2最速下降法

 

1.3.3牛頓法

 

1.3.4高斯牛頓法

 

1.3.5列文伯格馬誇爾特法

 

1.4優化估計應用

 

1.4.1LM算法

 

1.4.2加權LM算法

 

1.4.3迭代加權M估計

 

1.4.4粗差剔除RANSAC

 

1.5約束優化和多目標優化

 

1.5.1等式約束

 

1.5.2不等式約束

 

1.5.3多目標優化

 

第2章空間幾何

 

2.1矩陣的兩個功能

 

2.1.1基變換

 

2.1.2線性映射

 

2.1.3矩陣等價與相似

 

2.1.4特徵值分解與奇異值分解

 

2.1.5Ax=0與Ax=b的最小二乘解

 

2.2坐標系變換與剛體運動

 

2.2.1坐標系變換

 

2.2.2剛體運動

 

2.2.3關節機械手應用

 

2.3射影幾何

 

2.3.1二維射影空間

 

2.3.2二維變換群

 

2.3.3三維射影空間

 

2.3.4三維變換群

 

2.3.5單應矩陣總結

 

第3章相機模型與標定

 

3.1射影相機模型

 

3.1.1坐標系

 

3.1.2線性模型

 

3.1.3非線性模型

 

3.2立體視覺模型

 

3.2.1立體視覺系統

 

3.2.2標準雙目系統

 

3.2.3基礎矩陣求解

 

3.2.4坐標歸一化

 

3.3相機直接標定

 

3.3.1DLT法

 

3.3.2參數求解

 

3.3.3參數分解

 

3.3.4改進方法

 

3.4平面標定法

 

3.4.1線性模型

 

3.4.2線性模型參數

 

3.4.3畸變模型

 

3.4.4畸變模型參數

 

3.4.5參數優化

 

3.4.6圖像校準應用

 

3.5遠心鏡頭標定

 

3.5.1無主點標定法

 

3.5.2單幅標定法

 

3.5.3簡化方法

 

3.5.4直接標定法

 

第4章工業測量應用

 

4.1結構光深度測量

 

4.1.1相機標定

 

4.1.2結構光標定

 

4.2切割機上料

 

4.2.1問題原型

 

4.2.2局部坐標系

 

4.2.3全局坐標系

 

4.2.4奇異值分解

 

4.3激光打標機校準

 

4.3.1畸變原因

 

4.3.2圖像系統校準

 

4.3.3激光系統校準

 

4.3.4雙工位校準

 

4.4印刷機對位糾偏

 

4.4.1算法設計

 

4.4.2精密運動模組

 

4.4.3正運動方程

 

4.4.4外部參數標定

 

第5章圖像處理與分析

 

5.1圖像增強

 

5.1.1線性拉伸

 

5.1.2方差規範化拉伸

 

5.1.3分段線性拉伸

 

5.1.4灰度窗及切片

 

5.1.5直方圖均衡化

 

5.2平滑濾波

 

5.2.1均值濾波

 

5.2.2高斯濾波

 

5.2.3鄰域加權

 

5.2.4雙邊濾波

 

5.2.5中值濾波

 

5.2.6條件濾波

 

5.3區域分割

 

5.3.1區域分割方法

 

5.3.2閾值分割方法

 

5.3.3二維閾值分割

 

5.3.4輪廓的特徵描述

 

5.4邊緣檢測

 

5.4.1一階算子

 

5.4.2二階算子

 

5.5角點定位

 

5.5.1單尺度檢測

 

5.5.2多尺度空間

 

5.5.3尺度選擇算子

 

5.5.4角點特徵描述

 

5.6基線檢測應用

 

5.6.1圖像預處理

 

5.6.2確定基線區域

 

5.6.3確定基線邊界

 

5.6.4確定基線坐標

 

5.6.5優化改進措施

 

第6章顏色檢測應用

 

6.1顏色描述

 

6.1.1光譜分佈

 

6.1.2視效函數

 

6.1.3光度度量

 

6.1.4顏色度量

 

6.1.5顏色匹配函數

 

6.2顏色模型

 

6.2.1基礎顏色模型

 

6.2.2均勻顏色模型

 

6.2.3感知顏色模型

 

6.3主元分析

 

6.3.1機器學習

 

6.3.2SVD特徵提取

 

6.3.3PCA基本原理

 

6.3.4EVD數據降維

 

6.3.5PCA降維過程

 

6.4漏鍍檢測應用

 

6.4.1顏色空間

 

6.4.2特徵工程

 

6.4.3分類器

 

第7章視覺系統硬件構成

 

7.1相機

 

7.1.1傳感器類型

 

7.1.2傳感器尺寸

 

7.1.3曝光時間

 

7.1.4分辨率

 

7.1.5芯片測試機案例

 

7.1.6線掃描系統

 

7.2鏡頭

 

7.2.1內部參數

 

7.2.2外部參數

 

7.2.3貼片機案例

 

7.3光源

 

7.3.1光源要素

 

7.3.2光源結構形式

 

7.3.3光源驅動器設計

 

7.3.4光源的均勻性評價

 

附錄A關於字體和符號的約定

 

A.1字體及表示約定

 

A.2常用符號約定

 

附錄B李群和李代數的代數與幾何意義

 

B.1李群

 

B.2李代數

 

B.3對應關系

 

B.4向量的分解

 

B.5三維空間旋轉

 

參考文獻