本教材介紹與圖像檢測相關的基本概念，以CCD固體圖像傳感器為基礎，以常用線陣、面陣芯片為例說明圖像傳感器的工作原理。首先介紹各個傳感器在應用過程中的相關外圍電路設計、驅動設計、采集系統(tǒng)設計等。然后在采集數字圖像的基礎上，配以圖像預處理、圖像增強、圖像識別等檢測算法，突出算法的設計及實現。最后以構建光、機、電、算為一體的機器視覺系統(tǒng)、圖像檢測系統(tǒng)等為例，說明系統(tǒng)的應用。對圖像傳感器的應用、圖像信號的采集，應用圖像傳感器構建機器視覺系統(tǒng)、光學圖像測量系統(tǒng)等，具有較好的參考意義。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 圖像的基本概念 1
1.1.1 圖像的分類 1
1.1.2 圖像的采樣與量化 3
1.1.3 數字圖像的數學描述 6
1.2 圖像的獲取 7
1.2.1 圖像傳感器的分類 7
1.2.2 固態(tài)圖像傳感器 11
1.3 數字圖像的處理 12
1.4 圖像檢測系統(tǒng)及其應用 16
習題 22
參考文獻 22
第2章 CCD圖像傳感器 24
2.1 CCD基本單元結構 25
2.2 電荷的注入 25
2.2.1 光注入 25
2.2.2 電注入 26
2.3 電荷的存儲 27
2.4 電荷的耦合 30
2.5 電荷的輸出 31
2.6 CCD圖像傳感器參數指標 32
2.7 CCD器件舉例 34
2.7.1 線陣型CCD器件 35
2.7.2 面陣型CCD器件 40
習題 44
參考文獻 45
第3章 驅動及采集設計 46
3.1 驅動方法 46
3.1.1 IC驅動法 47
3.1.2 EPROM驅動法 47
3.1.3 DSP驅動法 48
3.1.4 單片機驅動法 49
3.1.5 FPGA/CPLD驅動法 49
3.1.6 幾種驅動方法的比較 51
3.2 常用 CCD芯片的驅動設計 51
3.2.1 TCD1209D驅動設計 52
3.2.2 TCD1708D驅動設計 59
3.2.3 其他 CCD驅動設計 62
3.3 數據采集基礎知識 63
3.3.1 A/D轉換基礎知識 64
3.3.2 A/D轉換器的結構特點 66
3.3.3 CCD采樣方式 67
3.4 CCD芯片采集實例 68
3.4.1 AD9822的外圍電路設計 68
3.4.2 AD9822的配置和采集設計 70
3.5 虛擬儀器技術 72
3.5.1 虛擬儀器軟件介紹 73
3.5.2 數據采集卡 73
3.5.3 線陣型CCD數據采集 76
習題 79
參考文獻 79
第4章 數字圖像處理 81
4.1 圖像運算 81
4.1.1 算術運算 81
4.1.2 邏輯運算 84
4.2 圖像的幾何變換 85
4.2.1 圖像的平移 86
4.2.2 圖像的平移編程實例 87
4.2.3 圖像的鏡像 89
4.2.4 圖像的鏡像編程實例 90
4.2.5 圖像的旋轉 92
4.2.6 圖像的旋轉編程實例 95
4.2.7 圖像的縮小 96
4.2.8 圖像的放大 98
4.2.9 圖像的縮放編程實例 102
4.3 圖像增強 103
4.3.1 圖像二值化 104
4.3.2 圖像平滑 105
4.3.3 圖像平滑編程實例 111
4.3.4 圖像銳化 112
4.3.5 圖像銳化編程實例 116
4.3.6 直方圖均衡化 118
4.3.7 直方圖均衡化編程實例 125
4.4 特征檢測 127
4.4.1 拉東變換 127
4.4.2 霍夫變換 129
4.4.3 神經網絡 130
4.5 傅里葉變換 131
習題 134
參考文獻 136
第5章 工程應用舉例 137
5.1 物體外形尺寸的測量 137
5.1.1 測量原理 138
5.1.2 測量結果 143
5.2 角度的測量 144
5.2.1 測量原理 145
5.2.2 測量結果 147
5.3 條形碼的測量與識別 148
5.3.1 測量原理 148
5.3.2 測量結果 151
5.4 物體振動的測量 152
5.4.1 測量原理 153
5.4.2 測量結果 153
5.5 玻璃劃痕的測量 155
5.5.1 測量原理 155
5.5.2 測量結果 162
5.6 螺紋參數的測量 162
習題 163
參考文獻 164
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