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1、中国科学技术大学自动化系中国科学技术大学自动化系中国科学技术大学自动化系中国科学技术大学自动化系汪汪汪汪 增增增增 福福福福图像测量技术图像测量技术图像测量技术图像测量技术第一章第一章第一章第一章 概论概论概论概论第一章第一章第一章第一章 概论概论概论概论n nn 测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 n nn 图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类n nn 图像测量的定义和分类图像测量的定义和分类图像测量的定义和分类图像测量的定义和分类n nn 图像测量的主要内容图像测量的主要内容图像测量的主要内容图像测量的主要内容n nn 图像测量系统
2、的基本构成图像测量系统的基本构成图像测量系统的基本构成图像测量系统的基本构成n nn 图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域n nn 图像测量的应用领域图像测量的应用领域图像测量的应用领域图像测量的应用领域测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 几个实例：几个实例：几个实例：几个实例：需需需需要要要要对对对对所所所所用用用用的的的的米米米米量量量量及及及及水水水水量量量量进进进进行行行行测测测测量量量量。另另另另外外外外，为为为为了了了了实实实实现现现现对对对对时时时时间间间间和和和和火火火火候候候候的的的的控
3、控控控制制制制，也也也也需需需需要要要要对对对对时时时时间间间间和和和和温温温温度度度度进行测量。进行测量。进行测量。进行测量。需需需需要要要要对对对对所所所所用用用用素素素素材材材材和和和和调调调调味味味味品品品品的的的的数数数数量量量量以以以以及及及及对对对对时时时时间间间间和和和和温温温温度进行测量。度进行测量。度进行测量。度进行测量。需需需需要要要要完完完完成成成成对对对对来来来来球球球球的的的的方方方方向向向向、速速速速度度度度以以以以及及及及旋旋旋旋转转转转等等等等参参参参数数数数的的的的测量。测量。测量。测量。需需需需要要要要完完完完成成成成对对对对距距距距离离离离的的的的测测测
4、测量量量量以以以以及及及及对对对对地地地地形形形形条条条条件件件件和和和和场场场场地地地地的的的的软硬程度等的测量。软硬程度等的测量。软硬程度等的测量。软硬程度等的测量。需要完成对尺寸的测量。需要完成对尺寸的测量。需要完成对尺寸的测量。需要完成对尺寸的测量。需要完成对障碍物有无的测量需要完成对障碍物有无的测量需要完成对障碍物有无的测量需要完成对障碍物有无的测量。烹调烹调烹调烹调 家具制作家具制作家具制作家具制作 高尔夫球高尔夫球高尔夫球高尔夫球 棒球棒球棒球棒球 盲人探路盲人探路盲人探路盲人探路煮饭煮饭煮饭煮饭测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 完成测量的方法：完
5、成测量的方法：完成测量的方法：完成测量的方法：ll借借借借助助助助于于于于使使使使用用用用某某某某种种种种测测测测量量量量工工工工具具具具。例例例例如如如如，像像像像用用用用来来来来计计计计量量量量体体体体积积积积的的的的量量量量器器器器、用用用用来来来来测测测测量量量量时时时时间间间间的的的的时时时时钟钟钟钟、用用用用来来来来测测测测量量量量温温温温度度度度的的的的温温温温度度度度计计计计、用用用用来来来来测测测测量量量量距距距距离离离离的的的的测测测测距距距距仪仪仪仪、用用用用来来来来测测测测量量量量物物物物体体体体运运运运动动动动速速速速度度度度的的的的速速速速度度度度计计计计以以以以及
6、及及及用用用用来探路的棍棒等。来探路的棍棒等。来探路的棍棒等。来探路的棍棒等。ll根据以往的视觉经验或是其它的感觉经验。根据以往的视觉经验或是其它的感觉经验。根据以往的视觉经验或是其它的感觉经验。根据以往的视觉经验或是其它的感觉经验。测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 被测量的种类：被测量的种类：被测量的种类：被测量的种类：物理量物理量物理量物理量面部表情面部表情面部表情面部表情言语声调表情言语声调表情言语声调表情言语声调表情身段姿态表情身段姿态表情身段姿态表情身段姿态表情物体的长度物体的长度物体的长度物体的长度事象所经历的时间事象所经历的时间事象所经历的时间事象
7、所经历的时间物体的空间位置物体的空间位置物体的空间位置物体的空间位置物体的运动速度物体的运动速度物体的运动速度物体的运动速度物体表面的温度分布物体表面的温度分布物体表面的温度分布物体表面的温度分布非物理量非物理量非物理量非物理量测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 测量的定义测量的定义测量的定义测量的定义 所谓测量是指通过一定的技术手段所谓测量是指通过一定的技术手段所谓测量是指通过一定的技术手段所谓测量是指通过一定的技术手段确定被测对象的空间、时间、温度、确定被测对象的空间、时间、温度、确定被测对象的空间、时间、温度、确定被测对象的空间、时间、温度、速度、功能、心理
8、素质和情绪等有关速度、功能、心理素质和情绪等有关速度、功能、心理素质和情绪等有关速度、功能、心理素质和情绪等有关参数或者特性的过程。参数或者特性的过程。参数或者特性的过程。参数或者特性的过程。测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 解决测量问题的关键所在解决测量问题的关键所在解决测量问题的关键所在解决测量问题的关键所在ll确立一定的手段以给出被测量的有关数值。确立一定的手段以给出被测量的有关数值。确立一定的手段以给出被测量的有关数值。确立一定的手段以给出被测量的有关数值。ll所谓一定的手段包含两个方面的内容所谓一定的手段包含两个方面的内容所谓一定的手段包含两个方面的内
9、容所谓一定的手段包含两个方面的内容qq把把把把特特特特定定定定的的的的被被被被测测测测量量量量按按按按一一一一定定定定的的的的规规规规律律律律转转转转换换换换成成成成某种可用信息输出。某种可用信息输出。某种可用信息输出。某种可用信息输出。qq对对对对输输输输出出出出的的的的可可可可用用用用信信信信息息息息进进进进行行行行处处处处理理理理以以以以确确确确定定定定被被被被测量的有关数值。测量的有关数值。测量的有关数值。测量的有关数值。测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 （1 1 1 1）按按按按测测测测量量量量过过过过程程程程中中中中是是是是否否否否与与与与被被被被测
10、测测测对对对对象象象象相相相相接接接接触触触触可可可可以以以以将测量分为将测量分为将测量分为将测量分为接触式接触式接触式接触式和和和和非接触式非接触式非接触式非接触式两大类。两大类。两大类。两大类。用用用用接接接接触触触触式式式式测测测测量量量量法法法法测测测测量东西的长度量东西的长度量东西的长度量东西的长度 用用用用非非非非接接接接触触触触式式式式测测测测量量量量法法法法测测测测量来球的方向和速度量来球的方向和速度量来球的方向和速度量来球的方向和速度 测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 测量的分类测量的分类测量的分类测量的
11、分类 非非非非接接接接触触触触式式式式测测测测量量量量的的的的优优优优点点点点：通通通通过过过过非非非非接接接接触触触触式式式式测测测测量量量量，我我我我们们们们可可可可以以以以方方方方便便便便地地地地完完完完成成成成接接接接触触触触式式式式测测测测量量量量方法不能胜任的许多任务。方法不能胜任的许多任务。方法不能胜任的许多任务。方法不能胜任的许多任务。ll用用用用红红红红外外外外测测测测距距距距原原原原理理理理测测测测量量量量照照照照相相相相机机机机到到到到被被被被摄摄摄摄对对对对象象象象的的的的大致距离以实现照相机的实时自动变焦功能。大致距离以实现照相机的实时自动变焦功能。大致距离以实现照相
12、机的实时自动变焦功能。大致距离以实现照相机的实时自动变焦功能。ll根据雷达测距原理检测远在数百公里之外的根据雷达测距原理检测远在数百公里之外的根据雷达测距原理检测远在数百公里之外的根据雷达测距原理检测远在数百公里之外的飞机、舰船等动目标以达到对其进行实时监视飞机、舰船等动目标以达到对其进行实时监视飞机、舰船等动目标以达到对其进行实时监视飞机、舰船等动目标以达到对其进行实时监视之目的。之目的。之目的。之目的。测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 （2 2 2 2）按按按按所所所所用用用用方方方方法法法法测测测测量量量量被被被被测测测测量量量量的的的的能能能能力力力力可
13、可可可以以以以将将将将测测测测量量量量分为分为分为分为点式点式点式点式和和和和分布式分布式分布式分布式两大类。两大类。两大类。两大类。测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类用点式测量法测量用点式测量法测量用点式测量法测量用点式测量法测量火焰的温度火焰的温度火焰的温度火焰的温度用分布式测量法测量用分布式测量法测量用分布式测量法测量用分布式测量法测量火焰的温度分布火焰的温度分布火焰的温度分布火焰的温度分布测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 分分分分布布布布式式式式测测测测量量量量方方方方法法法法的的的的优优优优点点点点：相相相相比比比比于于于于点点点点式式式式测测测
14、测量量量量一一一一次次次次仅仅仅仅能能能能够够够够获获获获得得得得单单单单个个个个被被被被测测测测量量量量的的的的测测测测量量量量数数数数值值值值而而而而言言言言，分分分分布布布布式式式式测测测测量量量量一一一一次次次次能能能能够够够够对对对对分分分分布布布布在在在在空间的多个被测量同时进行测量。空间的多个被测量同时进行测量。空间的多个被测量同时进行测量。空间的多个被测量同时进行测量。测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 （3 3 3 3）按按按按所所所所用用用用测测测测量量量量方方方方法法法法是是是是否否否否主主主主动动动动
15、投投投投射射射射能能能能量量量量或或或或是是是是使使使使用用用用某某某某种种种种辅辅辅辅助助助助工工工工具具具具可可可可以以以以将将将将测测测测量量量量分分分分为为为为主主主主动动动动式式式式和和和和被动式被动式被动式被动式两大类。两大类。两大类。两大类。测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类音源分布的被动测量音源分布的被动测量音源分布的被动测量音源分布的被动测量用雷达实现主动式测量用雷达实现主动式测量用雷达实现主动式测量用雷达实现主动式测量测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类主、被动式两种测量方法各有特点：主、被动式两种
16、测量方法各有特点：主、被动式两种测量方法各有特点：主、被动式两种测量方法各有特点：被被被被动动动动式式式式测测测测量量量量依依依依据据据据一一一一定定定定的的的的几几几几何何何何和和和和物物物物理理理理定定定定律律律律，对对对对直直直直接接接接来来来来自自自自被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的、不不不不受受受受观观观观测测测测者者者者控控控控制制制制的的的的某某某某种种种种可可可可用用用用信信信信息息息息进进进进行行行行处处处处理理理理以以以以获获获获得得得得被被被被测测测测对对对对象象象象有有有有关关关关参参参参量量量量的的的的数数数数值值值值。而而而而主主主主动动动动式式式式测测测测
17、量量量量除除除除了了了了被被被被动动动动式式式式测测测测量量量量的的的的有有有有关关关关特特特特征征征征之之之之外外外外，通通通通过过过过投投投投射射射射能能能能量量量量或或或或是是是是使使使使用用用用某某某某种种种种辅辅辅辅助助助助工工工工具具具具等等等等手手手手段段段段主主主主动动动动地地地地对对对对被被被被测测测测对对对对象象象象施施施施加加加加影影影影响响响响以以以以求求求求获获获获得得得得更更更更好好好好的测量效果。的测量效果。的测量效果。的测量效果。测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类uu 被被被被动动动动式式式
18、式测测测测量量量量不不不不需需需需要要要要向向向向被被被被测测测测对对对对象象象象投投投投射射射射能能能能量量量量。因因因因此此此此，其其其其隐隐隐隐蔽蔽蔽蔽性性性性好好好好、适适适适应应应应能能能能力力力力强强强强，不不不不受受受受被被被被测测测测对对对对象象象象特特特特性性性性的的的的影影影影响响响响，能能能能工工工工作作作作于于于于各各各各种种种种实实实实际际际际的的的的环环环环境境境境。但但但但是是是是，和和和和主主主主动动动动式式式式测测测测量量量量相相相相比比比比，其其其其稳稳稳稳定定定定性性性性及及及及测测测测量量量量精精精精度度度度一一一一般般般般较较较较差差差差，计计计计算算
19、算算代代代代价价价价也较高。也较高。也较高。也较高。uu 主主主主动动动动式式式式测测测测量量量量利利利利用用用用向向向向被被被被测测测测对对对对象象象象投投投投射射射射能能能能量量量量等等等等方方方方式式式式来来来来完完完完成成成成所所所所要要要要求求求求的的的的测测测测量量量量任任任任务务务务。一一一一般般般般而而而而言言言言，其其其其稳稳稳稳定定定定性性性性好好好好、可可可可靠靠靠靠性性性性及及及及测测测测量量量量精精精精度度度度高高高高，计计计计算算算算代代代代价价价价相相相相对对对对也也也也低低低低。但但但但是是是是，由由由由于于于于要要要要向向向向被被被被测测测测对对对对象象象象投
20、投投投射射射射包包包包括括括括可可可可见见见见光光光光在在在在内内内内的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波和和和和超超超超声声声声波波波波等等等等形形形形式式式式的的的的能能能能量量量量，其其其其隐隐隐隐蔽蔽蔽蔽性性性性差差差差，而而而而且且且且易易易易受受受受被被被被测测测测对象反射特性的影响。对象反射特性的影响。对象反射特性的影响。对象反射特性的影响。测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类测量的定义和分类 （4 4 4 4）其它的一些分类方法）其它的一些分类方法）其它的一些分类方法）其它的一些分类方法 测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类心理测量心理测量心理测量心理测量电子测量电
21、子测量电子测量电子测量电磁测量电磁测量电磁测量电磁测量地形测量地形测量地形测量地形测量机械测量机械测量机械测量机械测量化学测量化学测量化学测量化学测量图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类 图像的定义：图像的定义：图像的定义：图像的定义：所所所所谓谓谓谓图图图图像像像像是是是是指指指指用用用用各各各各种种种种可可可可能能能能的的的的观观观观测测测测系系系系统统统统以以以以各各各各种种种种可可可可能能能能的的的的方方方方式式式式和和和和手手手手段段段段对对对对外外外外部部部部世世世世界界界界进进进进行行行行观观观观测测测测所所所所获获获获得得得得的的的的关于被测对象的一
22、种初始的描述和真实的记录关于被测对象的一种初始的描述和真实的记录关于被测对象的一种初始的描述和真实的记录关于被测对象的一种初始的描述和真实的记录。在在在在数数数数学学学学上上上上，一一一一幅幅幅幅图图图图像像像像可可可可以以以以用用用用一一一一个个个个定定定定义义义义在在在在二二二二维维维维空空空空间间间间XYXY上上上上的的的的实实实实函函函函数数数数f(x,yf(x,y)来来来来表表表表示示示示。所所所所述述述述的的的的二二二二维维维维空空空空间间间间XYXY被被被被称称称称作作作作图图图图像像像像平平平平面面面面，图图图图像像像像平平平平面面面面上上上上的的的的点点点点(x,(x,y)y
23、)被被被被称称称称作作作作像像像像点点点点，而而而而定定定定义义义义在在在在二二二二维维维维空空空空间间间间XYXY上上上上的的的的实实实实函函函函数数数数f(x,yf(x,y)则则则则被被被被称称称称作作作作图图图图像像像像函函函函数数数数。图图图图像像像像函函函函数数数数在在在在各各各各像像像像点点点点处处处处的的的的取取取取值值值值反反反反映映映映了了了了被被被被测测测测对对对对象象象象在在在在三三三三维维维维空空空空间间间间中中中中相相相相应应应应点点点点处处处处的的的的某种特性。某种特性。某种特性。某种特性。图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类 例例例例如
24、如如如，对对对对于于于于一一一一幅幅幅幅单单单单色色色色图图图图片片片片而而而而言言言言，图图图图像像像像函函函函数数数数在在在在各各各各像像像像点点点点处的取值表示被测对象在相应空间点处的灰度：处的取值表示被测对象在相应空间点处的灰度：处的取值表示被测对象在相应空间点处的灰度：处的取值表示被测对象在相应空间点处的灰度：这里，这里，这里，这里，代表实际成像系统中的像场，代表实际成像系统中的像场，代表实际成像系统中的像场，代表实际成像系统中的像场，为为为为视视视视觉觉觉觉系系系系统统统统的的的的相相相相对对对对视视视视敏敏敏敏函函函函数数数数，即即即即视视视视觉觉觉觉系系系系统统统统的的的的光光
25、光光谱谱谱谱响响响响应。应。应。应。),(l ly yx xC C =0 0)(),(),(l ll ll ld dV Vy yx xC Cy yx xf f)(l lV V图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类 有有有有时时时时候候候候需需需需要要要要用用用用多多多多个个个个图图图图像像像像函函函函数数数数来来来来表表表表示示示示一一一一幅幅幅幅图图图图像像像像。例例例例如如如如，彩彩彩彩色色色色图图图图像像像像和和和和多多多多光光光光谱谱谱谱图图图图像像像像就就就就属属属属于于于于这这这这种种种种情情情情况况况况。对对对对于于于于这这这这样样样样的的的的图像我们用
26、下述图像函数向量来表示：图像我们用下述图像函数向量来表示：图像我们用下述图像函数向量来表示：图像我们用下述图像函数向量来表示：上上上上面面面面所所所所涉涉涉涉及及及及到到到到的的的的图图图图像像像像函函函函数数数数是是是是在在在在空空空空间间间间和和和和取取取取值值值值上上上上连连连连续续续续的的的的图图图图像函数。相应的图像称之为像函数。相应的图像称之为像函数。相应的图像称之为像函数。相应的图像称之为模拟图像模拟图像模拟图像模拟图像。在在在在实实实实际际际际应应应应用用用用中中中中，为为为为了了了了能能能能用用用用数数数数字字字字计计计计算算算算机机机机对对对对输输输输入入入入图图图图像像像
27、像进进进进行行行行处处处处理理理理，一一一一般般般般需需需需要要要要对对对对输输输输入入入入模模模模拟拟拟拟图图图图像像像像在在在在空空空空间间间间和和和和取取取取值值值值上上上上进进进进行行行行相相相相应应应应的的的的离离离离散散散散化化化化处处处处理理理理。为为为为了了了了有有有有别别别别于于于于模模模模拟拟拟拟图图图图像像像像，我我我我们们们们把把把把经经经经离散化处理后所得到的图像称之为离散化处理后所得到的图像称之为离散化处理后所得到的图像称之为离散化处理后所得到的图像称之为数字图像。数字图像。数字图像。数字图像。f f(,)(,),),(,),),.(,)x x y yf fx x
28、y yf fx x y yf fx x y yn nT T=1 12 2图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类 采样和量化采样和量化采样和量化采样和量化像素像素像素像素采样行采样行采样列采样列位置位置位置位置灰度灰度灰度灰度(彩色彩色彩色彩色)图像的数字化图像的数字化图像的数字化图像的数字化 Step 1.Step 1.Step 1.Step 1.对连续图像的空间坐标进行离散化处理。对连续图像的空间坐标进行离散化处理。对连续图像的空间坐标进行离散化处理。对连续图像的空间坐标进行离散化处理。Step 2.Step 2.Step 2.Step 2.对图像函数的灰度值进行离
29、散化处理。对图像函数的灰度值进行离散化处理。对图像函数的灰度值进行离散化处理。对图像函数的灰度值进行离散化处理。图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类图像的定义和分类 红红外外图图像像射射线线图图像像超超声声图图像像可可见见光光图图像像图像图像连续图像连续图像离散图像图片、图形、绘画、文字等可以根据图像的种类、形式以及产生方法可以根据图像的种类、形式以及产生方法可以根据图像的种类、形式以及产生方法可以根据图像的种类、形式以及产生方法的差异等因素对图像进行分类。的差异等因素对图像进行分类。的差异等因素对图像进行分类。的差异等因素对图像进行分类。图像测量的定义和分类图像测量的定义和分类图
30、像测量的定义和分类图像测量的定义和分类 图图图图像像像像测测测测量量量量的的的的定定定定义义义义：所所所所谓谓谓谓图图图图像像像像测测测测量量量量是是是是指指指指以以以以图图图图像像像像输输输输入入入入及及及及其其其其图图图图像像像像处处处处理理理理为为为为手手手手段段段段以以以以确确确确定定定定被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的空空空空间间间间、时时时时间间间间、温温温温度度度度、速速速速度度度度、功功功功能能能能、心心心心理理理理素素素素质和情绪等有关参数或者特性的过程。质和情绪等有关参数或者特性的过程。质和情绪等有关参数或者特性的过程。质和情绪等有关参数或者特性的过程。图像测量的定
31、义和分类图像测量的定义和分类图像测量的定义和分类图像测量的定义和分类 按按按按照照照照上上上上面面面面对对对对测测测测量量量量的的的的分分分分类类类类，图图图图像像像像测测测测量量量量显显显显然然然然应应应应属属属属于于于于分分分分布布布布式式式式测测测测量量量量的的的的范范范范畴畴畴畴。而而而而且且且且，在在在在大大大大多多多多数数数数情情情情况况况况下下下下图图图图像像像像测测测测量量量量的的的的过过过过程程程程中中中中不不不不存存存存在在在在与与与与被被被被测测测测对对对对象象象象进进进进行行行行接接接接触触触触的的的的问问问问题题题题，因因因因此此此此，图图图图像像像像测测测测量量量量
32、又又又又可可可可以以以以归归归归属属属属于于于于非非非非接接接接触触触触式式式式测测测测量量量量的的的的范范范范畴畴畴畴。图图图图像像像像测测测测量量量量所所所所具具具具有有有有的的的的上上上上述述述述特特特特点点点点使使使使得得得得图图图图像像像像测测测测量量量量具具具具有有有有许许许许多多多多明明明明显显显显的的的的优优优优点点点点。例例例例如如如如，由由由由于于于于不不不不需需需需要要要要重重重重复复复复多多多多次次次次地地地地进进进进行行行行测测测测量量量量即即即即可可可可方方方方便便便便地地地地得得得得到到到到被被被被测测测测量量量量的的的的空空空空间间间间分分分分布布布布，因因因因
33、此此此此，测测测测量量量量效效效效率率率率高高高高；同同同同时时时时由由由由于于于于在在在在测测测测量量量量过过过过程程程程中中中中不不不不需需需需要要要要和和和和被被被被测测测测对对对对象象象象进进进进行行行行接接接接触触触触，因因因因此此此此，具具具具有有有有较较较较大大大大的的的的使使使使用用用用灵灵灵灵活活活活性性性性等等等等等等等等。因因因因此此此此，它在广泛的领域内获得了很好的应用。它在广泛的领域内获得了很好的应用。它在广泛的领域内获得了很好的应用。它在广泛的领域内获得了很好的应用。图像测量的主要内容图像测量的主要内容图像测量的主要内容图像测量的主要内容 图像测量图像测量图像测量图
34、像测量图像采集图像处理图像采集图像处理图像采集图像处理图像采集图像处理前前前前者者者者把把把把特特特特定定定定的的的的被被被被测测测测量量量量按按按按一一一一定定定定的的的的物物物物理理理理效效效效应应应应转转转转换换换换成成成成可可可可用用用用的的的的图图图图像像像像信信信信息息息息输输输输出出出出。后后后后者者者者则则则则通通通通过过过过对对对对输输输输出出出出的的的的可可可可用用用用图图图图像像像像信信信信息息息息进进进进行处理以确定被测量空间分布的有关数值。行处理以确定被测量空间分布的有关数值。行处理以确定被测量空间分布的有关数值。行处理以确定被测量空间分布的有关数值。从从从从被被被被
35、测测测测量量量量到到到到可可可可用用用用图图图图像像像像信信信信息息息息之之之之间间间间的的的的转转转转换换换换是是是是完完完完成成成成图图图图像像像像测测测测量量量量的的的的基基基基础础础础。而而而而从从从从可可可可用用用用图图图图像像像像信信信信息息息息出出出出发发发发经经经经过过过过计计计计算算算算以以以以得得得得到到到到所所所所需需需需测测测测量量量量结结结结果果果果的的的的过过过过程程程程则则则则是是是是图图图图像像像像测测测测量量量量的的的的精精精精华华华华所所所所在在在在。为为为为了了了了实实实实现现现现从从从从被被被被测测测测量量量量到到到到可可可可用用用用图图图图像像像像信信
36、信信息息息息之之之之间间间间的的的的转转转转换换换换，需需需需要要要要了了了了解解解解成成成成像像像像过程中的各种物理效应和几何关系。过程中的各种物理效应和几何关系。过程中的各种物理效应和几何关系。过程中的各种物理效应和几何关系。图像测量的主要内容图像测量的主要内容图像测量的主要内容图像测量的主要内容 qq 概论（概论（概论（概论（2 2 2 2学时）学时）学时）学时）qq 图像和图像模型（图像和图像模型（图像和图像模型（图像和图像模型（8 8 8 8学时）学时）学时）学时）qq 图像测量系统（图像测量系统（图像测量系统（图像测量系统（5 5 5 5学时）学时）学时）学时）qq 图像预处理技术
37、（图像预处理技术（图像预处理技术（图像预处理技术（15151515学时）学时）学时）学时）qq 三维测量的原理和手法（三维测量的原理和手法（三维测量的原理和手法（三维测量的原理和手法（15151515学时）学时）学时）学时）qq 基于二值图像的测量手法（基于二值图像的测量手法（基于二值图像的测量手法（基于二值图像的测量手法（2 2 2 2学时）学时）学时）学时）qq 基于灰度图像的测量手法（基于灰度图像的测量手法（基于灰度图像的测量手法（基于灰度图像的测量手法（3 3 3 3学时）学时）学时）学时）qq 基于彩色图像的测量手法（基于彩色图像的测量手法（基于彩色图像的测量手法（基于彩色图像的测量
38、手法（2 2 2 2学时）学时）学时）学时）qq 基于距离图像的测量手法（基于距离图像的测量手法（基于距离图像的测量手法（基于距离图像的测量手法（3 3 3 3学时）学时）学时）学时）qq 三维形状建模和物体识别（三维形状建模和物体识别（三维形状建模和物体识别（三维形状建模和物体识别（2 2 2 2学时）学时）学时）学时）qq 图像测量在相关领域中的应用（图像测量在相关领域中的应用（图像测量在相关领域中的应用（图像测量在相关领域中的应用（3 3 3 3学时）学时）学时）学时）图像测量系统的基本构成图像测量系统的基本构成图像测量系统的基本构成图像测量系统的基本构成 照明照明照明照明图像采集图像采
39、集图像采集图像采集图像处理图像处理图像处理图像处理结果输出结果输出结果输出结果输出输入参数输入参数控制控制图像存储图像存储图像表示图像表示焦距，焦距，焦距，焦距，光圈，光圈，光圈，光圈，放大率，放大率，放大率，放大率，姿态等姿态等姿态等姿态等A/DA/D变换变换强度强度强度强度,构造等构造等构造等构造等图图 像像 处处 理理照明控制照明控制图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域ll 从从从从系系系系统统统统的的的的角角角角度度度度来来来来看看看看，图图图图像像像像传传传传感感感感器器器器和和和和计计计计算算算算机机机机构构构构成成成成了
40、了了了图图图图像像像像测测测测量量量量系系系系统统统统的的的的硬硬硬硬件件件件基基基基础础础础。离离离离开开开开了了了了图图图图像像像像传传传传感感感感器器器器、计计计计算算算算机机机机和和和和包包包包括括括括图图图图像像像像存存存存储储储储器器器器在在在在内内内内的的的的相相相相应应应应的的的的外外外外部部部部设设设设备备备备，图图图图像像像像测测测测量量量量系系系系统统统统只只只只能能能能是是是是纸纸纸纸上谈兵，也就无任何实用性可言。上谈兵，也就无任何实用性可言。上谈兵，也就无任何实用性可言。上谈兵，也就无任何实用性可言。ll 图图图图像像像像测测测测量量量量和和和和图图图图像像像像处处处
41、处理理理理、模模模模式式式式识识识识别别别别以以以以及及及及机机机机器器器器人人人人视视视视觉觉觉觉等等等等学学学学科科科科之之之之间间间间，无无无无论论论论从从从从系系系系统统统统构构构构成成成成还还还还是是是是从从从从处处处处理理理理内内内内容容容容来来来来看看看看，均均均均存存存存在在在在着着着着千千千千丝丝丝丝万万万万缕缕缕缕的的的的联联联联系系系系。它它它它们们们们之之之之间间间间的的的的关关关关系系系系是是是是互互互互补补补补的的的的，既既既既相相相相互互互互渗渗渗渗透透透透、相相相相互作用，又存在区别。互作用，又存在区别。互作用，又存在区别。互作用，又存在区别。图像测量和相关的学
42、科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域 从从从从狭狭狭狭义义义义的的的的意意意意义义义义上上上上来来来来说说说说，数数数数字字字字图图图图像像像像处处处处理理理理是是是是指指指指对对对对输输输输入入入入图图图图像像像像进进进进行加工将其变换成质量上有所改善的图像的过程。行加工将其变换成质量上有所改善的图像的过程。行加工将其变换成质量上有所改善的图像的过程。行加工将其变换成质量上有所改善的图像的过程。从从从从广广广广义义义义的的的的意意意意义义义义上上上上来来来来看看看看，数数数数字字字字图图图图像像像像处处处处理理理理则则则则包包包包括括括括了了了了更更
43、更更为为为为广广广广泛泛泛泛的的的的内内内内容容容容。它它它它不不不不仅仅仅仅包包包包括括括括了了了了上上上上述述述述图图图图像像像像变变变变换换换换的的的的内内内内容容容容，也也也也包包包包括括括括了了了了图图图图像像像像分分分分割割割割和和和和描描描描述述述述的的的的内内内内容容容容以以以以及及及及属属属属于于于于图图图图像像像像测测测测量量量量、计计计计算算算算机机机机视视视视觉觉觉觉和和和和模模模模式式式式识识识识别别别别领领领领域域域域的的的的大大大大部部部部分分分分内内内内容容容容。在在在在这这这这种种种种情情情情形形形形下下下下，系系系系统统统统的的的的输输输输出出出出结结结结果
44、果果果不不不不再再再再仅仅仅仅仅仅仅仅是是是是图图图图像像像像，它它它它也也也也可可可可以以以以是是是是关关关关于于于于输输输输入入入入图图图图像像像像的的的的某某某某种种种种描描描描述述述述或或或或者者者者是是是是某某某某种分类结果。种分类结果。种分类结果。种分类结果。图像图像图像图像传感器传感器传感器传感器被测对象被测对象被测对象被测对象输入输入输入输入图像图像图像图像输出输出输出输出图像图像图像图像图像图像图像图像变换变换变换变换图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量图像测量图像测量图像测量是指从输入图像中检测出被测对象并
45、确定是指从输入图像中检测出被测对象并确定是指从输入图像中检测出被测对象并确定是指从输入图像中检测出被测对象并确定出它的有关参数或者特性的过程。输出可以是以图出它的有关参数或者特性的过程。输出可以是以图出它的有关参数或者特性的过程。输出可以是以图出它的有关参数或者特性的过程。输出可以是以图像形式表示的测量结果（比如，表示被测对象空间像形式表示的测量结果（比如，表示被测对象空间像形式表示的测量结果（比如，表示被测对象空间像形式表示的测量结果（比如，表示被测对象空间位置分布的距离图像。但不是简单的图像变换），位置分布的距离图像。但不是简单的图像变换），位置分布的距离图像。但不是简单的图像变换），位置
46、分布的距离图像。但不是简单的图像变换），也可以是关于被测对象的个数、面积、形状等参数也可以是关于被测对象的个数、面积、形状等参数也可以是关于被测对象的个数、面积、形状等参数也可以是关于被测对象的个数、面积、形状等参数或特性的数值描述。或特性的数值描述。或特性的数值描述。或特性的数值描述。图像传感器图像传感器图像传感器图像传感器被测对象被测对象被测对象被测对象输入图像输入图像输入图像输入图像图像测量图像测量图像测量图像测量测量结果测量结果测量结果测量结果预处理预处理预处理预处理 图像图像图像图像图像变换图像变换图像变换图像变换图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领
47、域图像测量和相关的学科领域以图像为处理对象的以图像为处理对象的以图像为处理对象的以图像为处理对象的模式识别模式识别模式识别模式识别的任务是从输入图像的任务是从输入图像的任务是从输入图像的任务是从输入图像中抽取出感兴趣的物体，并根据该物体的诸如尺寸、中抽取出感兴趣的物体，并根据该物体的诸如尺寸、中抽取出感兴趣的物体，并根据该物体的诸如尺寸、中抽取出感兴趣的物体，并根据该物体的诸如尺寸、面积、形状等图像特征以及关于这些特征间的结构面积、形状等图像特征以及关于这些特征间的结构面积、形状等图像特征以及关于这些特征间的结构面积、形状等图像特征以及关于这些特征间的结构信息对其进行分类或给出关于该物体的描述
48、。信息对其进行分类或给出关于该物体的描述。信息对其进行分类或给出关于该物体的描述。信息对其进行分类或给出关于该物体的描述。图像变换图像变换图像变换图像变换被测对象被测对象被测对象被测对象输入图像输入图像输入图像输入图像预处理预处理预处理预处理图像图像图像图像模式表达模式表达模式表达模式表达被测对象的被测对象的被测对象的被测对象的分类或描述分类或描述分类或描述分类或描述图像测量图像测量图像测量图像测量模式识别模式识别模式识别模式识别样本模式样本模式样本模式样本模式特征抽取特征抽取特征抽取特征抽取预处理预处理预处理预处理图像图像图像图像图像传感器图像传感器图像传感器图像传感器图像测量和相关的学科领
49、域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域图像测量和相关的学科领域计计计计算算算算机机机机视视视视觉觉觉觉的的的的目目目目的的的的是是是是让让让让计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统能能能能够够够够具具具具有有有有人人人人类类类类视视视视觉觉觉觉的的的的某某某某些些些些机机机机能能能能。即即即即像像像像人人人人类类类类一一一一样样样样能能能能够够够够从从从从观观观观测测测测到到到到的的的的图图图图像像像像信信信信息息息息理理理理解解解解外外外外部部部部的的的的三三三三维维维维世世世世界界界界。因因因因此此此此，计计计计算算算算机机机机视视视视觉觉觉觉也也也也被被被被称称称称作作作作
50、图图图图像像像像理理理理解解解解。从从从从广广广广义义义义的的的的意意意意义义义义上上上上说说说说，图图图图像像像像理理理理解解解解包包包包括括括括了了了了文文文文字字字字识识识识别别别别等等等等在在在在内内内内的的的的二二二二维维维维图图图图像像像像识识识识别别别别的的的的内内内内容容容容。但但但但是是是是，它它它它更更更更侧侧侧侧重重重重于于于于包包包包括括括括三三三三维维维维信信信信息息息息在在在在内内内内的的的的物物物物体体体体的的的的不不不不变变变变特特特特征征征征的的的的提提提提取取取取，并并并并由由由由此此此此出出出出发发发发根根根根据据据据知知知知识识识识来来来来达达达达到到到