機器視覺圖像處理是一個復(fù)雜的過程，涉及多個步驟和技術(shù)，以實現(xiàn)對圖像的高效處理和分析。以下是機器視覺圖像處理的主要步驟：
1. 圖像采集
定義：圖像采集是從工作現(xiàn)場獲取場景圖像的過程，是機器視覺的第一步。
工具：大多數(shù)采集工具是CCD或CMOS相機。這些相機可以采集單個圖像或連續(xù)的現(xiàn)場圖像。
接口：現(xiàn)代相機的數(shù)字輸出接口已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如USB、VGA、1394、HDMI、WiFi、藍(lán)牙接口等，可以直接發(fā)送到電腦進(jìn)行處理，避免了圖像采集卡的麻煩。
2. 圖像預(yù)處理
定義：由于設(shè)備和環(huán)境因素的影響，采集到的數(shù)字化現(xiàn)場圖像往往會受到不同程度的干擾，如噪聲、幾何變形、色彩失調(diào)等。必須對采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理。
常見方法：常見的預(yù)處理方法包括去噪、幾何校正、直方圖均衡化等。這些處理步驟旨在為后續(xù)的圖像處理提供“更好”、“更有用”的圖像。
3. 圖像分割
定義：圖像分割是根據(jù)應(yīng)用需求將圖像分割成具有不同特征的區(qū)域，并從中提取出感興趣的目標(biāo)。
特征：圖像中常見的特征包括灰度、顏色、紋理、邊緣、角點等。例如，將汽車裝配線的圖像分割成背景區(qū)域和工件區(qū)域，提供給后續(xù)處理單元進(jìn)行工件安裝部分的處理。
4. 目標(biāo)識別與分類
定義：在制造業(yè)或安防等行業(yè)，機器視覺都離不開對輸入圖像的目標(biāo)進(jìn)行識別和分類，以便在此基礎(chǔ)上完成后續(xù)的判斷和操作。
技術(shù)：識別和分類技術(shù)有很多相似之處，常在目標(biāo)識別完成后，目標(biāo)類別也就清晰了。
5. 目標(biāo)定位與測量
定義：在智能制造中，常見的任務(wù)是安裝目標(biāo)工件，但往往需要在安裝前對目標(biāo)進(jìn)行定位，安裝后對目標(biāo)進(jìn)行測量。
要求：安裝和測量都需要保持較高的精度和速度，例如毫米級的精度（甚至更?。?。在機器視覺中，根據(jù)目標(biāo)與圖像之間復(fù)雜的映射關(guān)系，采用圖像處理的方法對安裝現(xiàn)場圖像進(jìn)行處理，從而快速、準(zhǔn)確地完成定位和測量任務(wù)。
6. 目標(biāo)檢測與跟蹤
定義：圖像處理中的運動目標(biāo)檢測與跟蹤是檢測相機實時捕獲的場景圖像中是否存在運動目標(biāo)，并預(yù)測其下一步的運動方向和趨勢，即跟蹤。
應(yīng)用：并將這些運動數(shù)據(jù)及時提交給后續(xù)的分析和控制處理，形成相應(yīng)的控制動作。
機器視覺圖像處理軟件
機器視覺圖像處理軟件是實現(xiàn)上述步驟的關(guān)鍵工具。以下是一些常用的機器視覺圖像處理軟件：
1. Halcon
開發(fā)者：德國MVtec公司
功能：Halcon是一款高性能的機器視覺軟件，具有強大的圖像處理和分析能力，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、醫(yī)療保健、安防監(jiān)控等領(lǐng)域。其主要功能包括圖像處理與分析、3D視覺、條碼/二維碼識別、視覺定位、光學(xué)字符識別、醫(yī)療圖像分析等。
特點：Halcon支持GPU加速，可以利用GPU提高圖像識別和分析的速度和效率。
2. VisionPro
開發(fā)者：康耐視公司（Cognex?）
功能：VisionPro系統(tǒng)組合了世界一流的機器視覺技術(shù)，具有快速而強大的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力。通過使用基于COM/ActiveX的VisionPro機器視覺工具和VisualBasic?、VisualC++?等圖形化編程環(huán)境，開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。
特點：VisionPro提供了易于應(yīng)用的原型、發(fā)展和應(yīng)用。交互層利用拖放工具和ActiveX控件以加速應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)；在程序?qū)?，將原型?yīng)用開發(fā)成用戶解決方案。
3. LabVIEW
開發(fā)者：美國NI公司
功能：LabVIEW是一種基于程序代碼的圖形化編程語言，提供了大量的圖像預(yù)處理、圖像分割、圖像理解函數(shù)庫和開發(fā)工具。
特點：用戶只需在流程圖中用圖標(biāo)連接器將所需要的子VI（Virtual Instruments）連接起來就可以完成目標(biāo)任務(wù)。
機器視覺圖像處理過程包括圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像分割、目標(biāo)識別與分類、目標(biāo)定位與測量、目標(biāo)檢測與跟蹤等多個步驟。常用的機器視覺圖像處理軟件有Halcon、VisionPro和LabVIEW，這些軟件提供了豐富的工具和功能，幫助開發(fā)人員快速構(gòu)建高效、準(zhǔn)確的機器視覺應(yīng)用程序。
