《机器视觉及其应用》习题

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1、第一章机器视觉系统构成与关键技术1、机器视觉系统一般山哪儿部分组成？机器视觉系统应用的核心目标是什么？主要的分成几部分实现？用机器来延伸或代替人眼对事物做测量、定位和判断的装置。组成：光源、场景、摄像机、图像卡、计算机。用机器來延伸或代替人眼对事物做测量、定位和判断。三部分：图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。2、图像是什么？有那些方法可以得到图像？图像是人对视觉感知的物质再现。光学设备获取或人为创作。3、采样和量化是什么含义？数字化邵汀值称为取杼，数字化幅度值称为虽化。采样指空间上或时域上连续的图像(模拟图像)变换成离散采样点(像素)集合的操作；量化指

2、把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换。采样和量化实现了图像的数字化。4、图像的灰度变换是什么含义？请阐述图像反色算法原理？灰度变换指根据某种n标条件按照一定变换关系逐点改变原图像中每一个像索灰度值，从而改善画质，使图像的显示效果更加清晰的方法。对于彩色图像的R、G、B各彩色分量収反。第二章数字图像处理技术基础1、对人类而言，颜色是什么？一幅彩色图像使用RGB色彩空间是如何定义的？24位真彩色，有多少种颜色？对人类而言，在人类的可见光范围内，人眼对不同波长或频率的光的主观感知称为颜色。一幅图像的侮个像素点由24位编码的RGB值表示：使用三个8位无符

3、号整数(0到255)表示红色、绿色和蓝色的强度。256*256*256=16,777,216种颜色。2、红、绿、蓝三种颜色为互补色，光照在物体上，物体只反射与本身颜色相同的色光而吸收互补色的光。一束白光照到绿色物体上，人类看到绿色是因为？该物休吸收了具他颜色的可见光，而主要反射绿光，所以看到绿色。3、成像系统的动态范围是什么含义？动态范围最早是也系统的概念，一个信号系统的动态范围被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。而在实际用途屮，多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围，比如在音频工程中，一个放大器的动态范围可以表示为:D二lg(Powermax/Powe

4、rmin)X20；对于一个底片打描仪，动态范围是扫描仪能记录原稿的灰度调范围。即原稿最暗点的密度(Dmax)和最亮处密度值(Dmin)的茅值。我们已经知道对于一个胶片的密度公式为D=lg(lo/l)o那么假设冇一张胶片，扫描仪向其投射了1000单位的光，最后在共有96%的光通过胶片的明亮(银盐较薄)部分，而在胶片的较厚的部分只通过了大约4%的光。那么前者的密度为：Dmin=lg(1000/960)=0.02；后者的密度为：Dmax=lg(1000/40)=1.40那么我们说动态范围为：D二Dmax-Dmin二1.40-0.02=1.38。只要是扫描仪的动态范围

5、能够大于胶片的动态范围，就可以真实的表现原稿上的信息，包描真实的反映岀一些细微的暗部细节。动态范围(DynamicRange),最早是信号系统的概念，一个信号系统的动态范围被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。而在实际用途中，多用对数和比值來表示一个信号系统的动态范围，对于底片扫描仪來说，动态范围是指扫描仪能记录原稿的色调范围，即原稿最喑点的密度(Dnmx)和最1亮处密度值(Dmin)的差值。而对于胶片和感光元件來说,动态范围表示图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。相机的动态范围越大，它能同时记

6、录的暗部细节和亮部细节越丰富。请注意，动态范围与色调范围(tonalrange)是不同的。当我们采用JPEG格式拍摄照片时,相机的图像处理器会以明暗差别强烈的色调曲线记录图像信息。在这个过程中，处理器常常会省去一部分RAW数据上的暗部细节和亮部细节。而使用RAW格式拍摄，则能图像保持感光元件的动态范围，并且允许用户以一条合适的色调曲线压缩动态范围和色调范围，使照片输出到显示器或被打印出來后，获得适当的动态范围。相机的感光元件是由数以百万个像素组成的，这些像素在像素曝光的过程中吸收光子，转化成数字信号，然后成像。这个过程就像我们拿数百万个水桶到户外收集南水。感光

7、区域越光亮，收集的光子量自然越多。感光元件曝光后，按照每个像素收集的光子量不同，赋予它们不连续的值，并转化为数字信号。没有吸收光子和吸收光子至满载的像素值分别显示为〃0〃和〃255〃，即代表纯黑色和纯口色。一旦这些像素满载，光子便会溢出，溢出会导致信息(细节)损失。以红色为例，沁溢出使满载红色的像素附近的其它象素的值都变成255,但其实它们的真实值并没有达到255。换句话说，画面的细节发生了损失，这样会造成高光部分的信息缺失。如果我们以减少曝光时间來防止高光溢出，很多用来描述昏暗环境的像索则没有足够的吋间接收光子量，得出的像素值为0,这样就会导致昏暗部分的信息

8、缺失。通过上面的说明，我们现在就可以理