机器视觉考试题.doc

【机器视觉】 机器视觉是一种应用广泛的技术，主要用于自动化系统中对物体的识别、定位、测量和质量控制。Halcon库是机器视觉领域的一个重要工具，提供了丰富的算法和功能。 **选择题解析** 1. 景深是摄影中一个关键概念，与焦距、拍摄距离和光圈大小紧密相关。正确选项是ABC： - A. 焦距越大，景深越小，意味着背景模糊度增加。 - B. 拍摄距离越大，景深越大，物体和背景都更清晰。 - C. 光圈越大，景深越小，光圈大（F值小）使得背景更容易模糊。 - D. 正确表述应是“光圈越小，景深越大”，选项中的“小”和“大”位置反了。 2. CCD（Charge-Coupled Device）尺寸常见选项： - A. 1/3 - B. 1/2 - D. 2/3 - 选项C（1/6）不常见，通常不在标准尺寸列表中。 3. 边缘检测算子： - A. Roberts算子 - B. Prewitt算子 - C. Sobel算子 - D. Laplacian算子，虽然Laplacian算子通常用于二阶导数，但它也是边缘检测的一种方法。 4. 形态学操作： - A. 闭运算可以连接小的断裂部分，增加像素。 - B. 开运算可以去除小的噪声点，减少像素。 - C. 膨胀可以扩大物体边界，增加像素。 - D. 腐蚀可以减小物体边界，减少像素。 **填空题** 1. 机器视觉系统包含：光源、镜头、相机、软件和控制系统，这些组件共同完成图像获取、处理和分析任务。 2. 形态学算法包括开运算、闭运算、膨胀、腐蚀、顶帽和底帽，用于图像的结构增强和特征提取。 3. 工业相机按信号接口分类有USB、网口、CameraLink、IEEE1394等，按图像模式有彩色和黑白之分。 4. 颜色模型包括RGB、HSV和CMYK。 5. 位深度为12的图像有4096（2^12）级灰度等级。 6. 相机传感器类型主要为CCD和CMOS。 7. 光通过镜头到达传感器经历采样和量化过程，形成图像数据。 8. 工业视觉处理流程包括采集、预处理、分割和显示。 9. 分辨率为570*480的相机，视野5cm*5cm，精度为0.009。 10. 视野30mm*30mm，CCD尺寸1/3，工作距离至少200mm时，焦距为24mm。 **简答题** 1. Harry角点检测原理是通过比较固定窗口在图像上滑动前后灰度变化来识别角点。Surf、SIFT和HOG等方法则分别用于尺度不变特征检测、尺度空间极值点检测和图像特征描述。 2. 图像卷积是用卷积核对图像进行滑动并计算像素点的新值，以实现滤波、特征提取等功能。卷积核的选择要考虑大小、元素和和，以确保图像处理效果。 3. 多线程是指一个进程中同时执行多个线程，提高效率。线程同步机制如临界区、互斥量、信号量和事件，用于控制资源访问，避免并发问题。不同同步方式在控制粒度、同步范围和灵活性上有差异。 4. 九点标定法通过特定标记物和多个角度拍摄，计算像素坐标与世界坐标间的转换矩阵。标定过程涉及图像处理和几何计算。 5. 测量精度受到算法选择、设备选型、畸变矫正和机械定位精度的影响，硬件和软件优化都能提高精度。 6. 景深是物体在图像中保持清晰的前后距离，与焦距、光圈大小和拍摄距离有关。 7. 边缘提取如Canny算法，基于一阶和二阶导数检测图像边缘，通过梯度幅度和非极大值抑制确定边缘位置。 这些知识点涵盖了机器视觉的基础理论、实践应用和技术细节，对于理解工业机器学习，尤其是使用Halcon库进行机器视觉系统开发至关重要。