機(jī)器視覺圖像處理是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及多個(gè)步驟和技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的高效處理和分析。以下是機(jī)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(chǎng)獲取場(chǎng)景圖像的過程，是機(jī)器視覺的第一步。

工具：大多數(shù)采集工具是CCD或CMOS相機(jī)。這些相機(jī)可以采集單個(gè)圖像或連續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)圖像。

接口：現(xiàn)代相機(jī)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(chǎng)圖像往往會(huì)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(duì)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(diǎn)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(shí)別與分類

定義：在制造業(yè)或安防等行業(yè)，機(jī)器視覺都離不開對(duì)輸入圖像的目標(biāo)進(jìn)行識(shí)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(shí)別和分類技術(shù)有很多相似之處，常在目標(biāo)識(shí)別完成后，目標(biāo)類別也就清晰了。

5. 目標(biāo)定位與測(cè)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(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，安裝后對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。

要求：安裝和測(cè)量都需要保持較高的精度和速度，例如毫米級(jí)的精度（甚至更?。?。在機(jī)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(duì)安裝現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行處理，從而快速、準(zhǔn)確地完成定位和測(cè)量任務(wù)。

6. 目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤

定義：圖像處理中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤是檢測(cè)相機(jī)實(shí)時(shí)捕獲的場(chǎng)景圖像中是否存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并預(yù)測(cè)其下一步的運(yùn)動(dòng)方向和趨勢(shì)，即跟蹤。

應(yīng)用：并將這些運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)及時(shí)提交給后續(xù)的分析和控制處理，形成相應(yīng)的控制動(dòng)作。

機(jī)器視覺圖像處理軟件

機(jī)器視覺圖像處理軟件是實(shí)現(xiàn)上述步驟的關(guān)鍵工具。以下是一些常用的機(jī)器視覺圖像處理軟件：

1. Halcon

開發(fā)者：德國(guó)MVtec公司

功能：Halcon是一款高性能的機(jī)器視覺軟件，具有強(qiáng)大的圖像處理和分析能力，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)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(shí)別、視覺定位、光學(xué)字符識(shí)別、醫(yī)療圖像分析等。

特點(diǎn)：Halcon支持GPU加速，可以利用GPU提高圖像識(shí)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(jī)器視覺技術(shù)，具有快速而強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力。通過使用基于COM/ActiveX的VisionPro機(jī)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(diǎn)：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)樱瑢⒃蛻?yīng)用開發(fā)成用戶解決方案。

3. LabVIEW

開發(fā)者：美國(guó)NI公司

功能：LabVIEW是一種基于程序代碼的圖形化編程語(yǔ)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(kù)和開發(fā)工具。

特點(diǎn)：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(lái)就可以完成目標(biāo)任務(wù)。

機(jī)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(shí)別與分類、目標(biāo)定位與測(cè)量、目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤等多個(gè)步驟。常用的機(jī)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(jī)器視覺應(yīng)用程序。