《机器视觉实用教程》-版权声明-读者利益-感谢-前言-目录
目录 版权声明... 12 读者利益... 13 感谢... 14 前言... 15 第一章 机器视觉概述... 16 1.1 机器视觉的概念... 16 1.2 机器视觉的优点... 16 精度高... 17 连续性... 17 稳定性... 17 性价比高... 17 生产效率高... 17 灵活性... 17 1.3 机器视觉的发展史... 18 机器视觉的发展历程... 18 机器视觉产品的发展... 19 机器视觉的发展趋势... 20 1.4 机器视觉领域的主要厂商... 21 国外厂商... 21 国内厂商... 21 1.5 机器视觉系统类型... 21 1.6 机器视觉系统特点... 21 1.7 机器视觉系统构成... 22 1.8 机器视觉的主要应用范围... 23 电子与半导体... 24 制药... 24 工业包装... 25 汽车制造... 26 印刷... 27 食品饮料... 28 医学应用... 28 其他工业应用... 29 1.9机器视觉概述课后习题... 30 第二章 基础光学... 33 2.1 为什么学习基础光学... 33 2.2 常用单位... 33 2.3 电磁波谱与光... 33 2.4 三大光学现象... 36 2.5 三大光学基本定律... 40 2.6 全反射... 42 2.7 辐射度量... 42 2.8 光度量... 43 2.9 照度... 46 2.10 色度... 49 2.11 均匀颜色空间... 66 2.12 CIE均匀色度空间... 67 2.13 孟塞尔表色系统... 71 2.14 基础光学课后习题... 73 第三章 专业名词中英文对照与解释... 76 3.1 镜头专业名词... 76 3.2 相机专业名词... 79 面阵相机专业名词一... 79 面阵相机专业名词二... 81 线阵相机（Line scan) 82 3.3 总线采集卡专业名词... 85 3.4 光源专业名词... 86 3.5 光源控制器专业名词... 88 3.6 软件专业名词... 89 3.7 专业名词课后习题... 94 第四章 光源... 96 4.1 光源概述... 96 4.2 为什么要使用光源... 96 目的... 96 重要性... 96 4.3 光源种类... 97 高频荧光灯... 98 光纤卤素灯... 99 氙气灯... 99 LED光源... 100 光源参数比较... 101 4.4 LED光源的优势... 102 4.4 LED光源的种类及照射原理... 103 环形光源... 103 环形无影光源... 104 条形光源... 105 方形无影光源... 106 面光源（背光源）... 107 平面无影光源... 107 圆顶无影光源... 108 同轴光源... 109 同轴平行光源... 109 线光源... 110 点光源... 111 聚光光源... 112 非标光源... 113 4.5 LED光源的颜色... 113 4.6 LED光源的光谱... 113 4.7 光源对成像的影响... 114 4.8 照明光源的照射方式... 116 直射光... 116 漫射光（扩散光）... 116 偏光光... 117 平行光... 118 4.9 照明技术... 118 反射照明... 118 明视野与暗视野照明... 119 折射照明... 121 透射照明... 122 颜色和补色... 124 4.10 打光方法... 130 单向照明... 130 掠射... 132 漫射... 134 环形照射、四面照射... 137 同轴（平行）光照射... 137 背光照射... 139 结构光照射... 141 颜色的选择... 142 选择背景... 143 4.11 光源配件的使用... 144 偏光器(Polarizer) 144 滤光片（Filter）... 146 光线控制膜(Light control film) 146 4.12 电源控制器的选择... 149 LED的伏安特性... 149 常亮、可控、频闪... 151 4.13 选择合理的光源... 151 被测物体的特征... 151 工作距离... 152 视场大小... 152 安装方式... 152 光源颜色... 152 4.14 光源细节... 152 无影光源与有影光源... 152 光源角度... 154 高角度、低角度、零度... 155 面光源... 156 光源亮斑... 156 漫射板对照明的影响... 161 同轴（平行）光... 163 4.15 光源课后习题... 163 第五章 镜头... 166 5.1 什么是光学镜头... 166 5.2 镜头的分类... 166 球面镜头... 167 非球面镜头... 173 针孔镜头... 175 鱼眼镜头... 176 固定光圈定焦镜头... 177 手动光圈定焦镜头... 178 自动光圈定焦镜头... 178 手动光圈变焦镜头... 179 自动光圈电动变焦镜头... 180 电动三可变镜头... 181 长焦镜头... 181 标准镜头... 182 焦距转换率... 183 微距镜头（marco lens）... 185 广角镜头... 185 折射式望远镜头... 186 反射式望远镜头... 186 C型镜头... 187 CS型镜头... 188 2/3’镜头... 189 1/2’镜头... 189 5.3 镜头的机械参数... 189 5.4 光学参数... 190 焦距... 190 相对孔径... 192 光圈... 192 视场角... 194 放大倍率... 195 景深... 196 工作距离... 197 法兰焦距... 198 广角... 198 长焦... 198 自动对焦... 199 定焦... 199 光学变焦... 199 镜片组... 199 对焦... 200 镜头材质... 201 屈光度... 201 潜望镜式镜头... 201 分辨率... 202 镀膜... 209 5.5 光学基础-透镜成像... 211 凸透镜成像... 211 凹透镜成像... 212 5.6 像差... 215 球差... 216 彗差... 217 像散... 219 场曲... 220 畸变... 221 色差... 223 5.7 工业镜头的常见种类... 224 CCTV镜头... 224 远心镜头... 224 显微镜头... 228 线阵镜头... 230 变焦镜头... 230 5.8 镜头选型... 231 选择因素... 231 镜头焦距的计算... 232 镜头各参数间的相互影响关系... 232 5.9 镜头细节研究与验证... 233 光圈对成像质量的影响... 233 不同光圈不同景深验证... 237 不同光圈对图像亮度的影响... 243 相同工作距离不同焦距镜头对视野的影响... 244 镜头中间与边缘的分辨率验证... 244 镜头焦距对畸变的影响... 247 5.10 镜头课后习题... 249 第六章 相机... 252 6.1 相机概述... 252 6.2 相机成像流程... 253 6.3 CCD的工作原理... 253 6.4 CMOS的工作原理... 254 6.5 CCD与CMOS的区别... 255 6.6 黑白相机成像原理... 259 6.7 彩色相机成像原理-3CCD.. 259 分色棱镜... 261 6.8 彩色相机成像原理-拜尔模式... 262 色彩插值... 263 6.9 工业相机的分类... 265 模拟相机... 265 数字相机... 266 彩色相机... 267 黑白相机... 268 面阵相机... 268 线阵相机... 268 CCD相机... 268 CMOS相机... 272 USB2.0相机... 272 USB3.0相机... 272 1394A相机... 273 1394B相机... 274 GigE相机... 274 Camera Link相机... 275 直接显示工业相机... 275 智能相机... 277 6.10 各种相机接口比较... 278 6.11 工业相机与民用相机的比较... 280 6.12 工业相机的参数... 281 分辨率... 283 像元尺寸... 284 传感器尺寸... 284 传感器类型... 286 卷帘快门... 286 全局快门... 289 逐行扫描... 290 隔行扫描... 291 采集速度... 292 输出颜色... 293 数据位数... 293 信噪比... 293 动态范围... 294 灵敏度... 295 光谱响应... 295 同步方式... 296 数据输出接口... 298 可编程控制... 298 镜头接口... 298 6.13 工业相机的选择... 298 分辨率... 298 颜色... 299 传感器类型... 299 传感器尺寸... 299 相机镜头接口... 299 相机输出接口... 299 视觉平台... 299 6.14 工业相机细节探讨... 300 相机分类... 300 相机数据输出接口... 300 相机的分辨率... 304 采集速度... 305 相机的图像传感器... 306 相机快门分类... 306 卷帘式快门影响-运动与静止物体成像对比... 306 全局快门影响-运动与静止物体成像对比... 307 快门速度对图像质量的影响... 307 快门速度对亮度的影响... 309 相机驱动... 309 相机属性参数... 310 不同增益时的比较验证... 312 视频模式... 312 不同视频模式时的图像对比... 313 彩色相机... 315 6.15 相机课后习题... 316 第七章 总线与采集卡... 318 7.1 总线... 318 7.2 总线按功能和规范分类... 318 (1) 片总线(Chip Bus, C-Bus) 318 (2) 内总线(Internal Bus, I-Bus) 319 (3) 外总线(External Bus, E-Bus) 319 7.3机器视觉涉及的总线接口（外总线）... 319 7.4 PCI 319 PCI介绍... 319 PCI的主要应用... 321 7.5 PCI-E. 322 PCI-E介绍... 322 PCI-E主要应用... 324 7.6 PXI/PXI-E. 324 7.6 USB. 325 USB介绍... 325 USB的主要应用... 327 7.7 1394火线... 327 1394介绍... 327 1394主要应用... 328 7.8 GigE千兆以太网/10GigE万兆以太网... 328 GIGE介绍... 328 GIGE主要应用... 329 7.9 Camera Link. 329 Camera Link介绍... 329 Camera Link主要应用... 330 7.10 ThunderBolt. 330 ThunderBolt雷电接口介绍... 330 7.11 CoaXPress. 331 CoaXPress介绍... 331 为什么选择CoaXPress. 332 CoaXPress接口特点... 332 相关接口技术比较... 332 7.12 CAN控制器局域网络... 333 CAN介绍... 333 CAN主要应用... 334 7.13 RS232串口... 335 RS232介绍... 335 串口的主要应用... 336 7.13 Parallel并口... 336 并口介绍... 336 并口的主要应用... 337 7.14 IIC（I2C）... 337 IIC介绍... 337 IIC总线特征... 337 IIC主要应用... 338 7.15 图像采集卡... 338 7.16 图像采集卡分类... 338 7.17 常见的图像采集卡... 338 7.18运动控制卡... 338 7.19 I/O卡... 339 7.20 总线与采集卡课后习题... 340 第八章 常用软件使用与图像处理... 342 8.1 NI MAX基本使用... 342 8.2 NI Vision Assistant视觉助手基本使用... 343 8.3 NI视觉助手图像处理函数... 345 8.4 NI视觉助手彩色处理函数... 346 8.5 NI视觉助手灰度处理函数... 347 8.6 NI视觉助手二值处理函数... 348 8.7 NI视觉助手机器视觉处理函数... 349 8.8 NI视觉助手识别处理函数... 350 8.9 NI视觉助手常用工具说明... 351 8.10 Vison Builder for AI(VBAI)基本使用方法... 352 8.11 VBAI获取图像... 353 8.12 VBAI增强图像... 354 8.13 VBAI寻找特征... 355 8.14 VBAI测量特征... 356 8.15 VBAI识别零件... 357 8.16 大恒相机自带DEMO使用... 358 8.17 映美精相机IC Capture使用... 361 8.18 SENTECH相机DEMO使用... 362 8.19 AVT相机安装驱动、更换驱动、使用不同软件采集图像... 363 8.20 图像处理细节探讨... 376 图像处理的根本需求... 376 理论上最好的对比度图... 377 实际上的对比度... 377 对比度的定义... 378 理论上的对比度值... 379 实际上的对比度值... 379 滤波... 380 Contrast对比度、反差... 380 查找表（Lookup Table）... 381 二值化... 382 膨胀与腐蚀... 383 常规参数用法... 384 标定校准calibration. 386 彩色图像... 387 颜色平面的抽取... 389 图像缓存... 390 多种算法之间的取舍... 390 多线程图像处理... 391 8.21 常用软件使用与图像处理课后习题... 391 第九章 机器视觉配件... 392 9.1 滤光片Filter. 392 滤光片分类... 392 滤光片原理... 396 滤光片作用... 396 特点... 396 波长... 396 9.2 偏振片... 397 光的偏振... 397 偏振现象的发现... 399 光的偏振度... 399 产生偏振光的方法... 399 偏振光的应用... 399 在摄影镜头前加上偏振镜消除反光... 399 生物的生理机能与偏振光... 400 汽车使用偏振片防止夜晚对面车灯晃眼... 400 偏振片概述... 400 偏光片分类... 402 偏光片的组成... 402 偏光镜效果... 403 9.3 棱镜与分光片... 404 棱镜概述... 404 分光片概述... 404 分光片在机器视觉中的应用... 406 9.4 光学模组... 408 光学模组原理图... 409 光学模组的组成... 409 应用实例... 410 9.5 漫射板... 412 漫射板概述... 412 漫射板的应用... 412 9.6 延长线... 413 9.7 延长管... 413 9.8 实验架与实验平台... 414 9.9 标定板... 415 标定的含义... 415 标定的主要作用... 415 什么是标定板（Calibration Target）... 415 常见标定板种类... 416 相机标定原理参考... 417 机器视觉中的标定... 417 9.10 近摄镜与扩倍镜... 417 第十章 机器视觉案例... 420 10.1机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用... 420 概述... 420 优点... 420 主要功能需求... 420 主要检测指标... 420 检测系统需求分析... 421 检查系统示意... 421 检测系统主要模块... 422 可检查的缺陷... 424 系统特点... 424 10.2 机器视觉在印刷包装行业中的应用... 425 概述... 425 人工检测存在的问题... 425 印刷包装行业的机器视觉应用现状... 426 在线检测和离线检测... 426 离线检测系统：小幅尺寸检查机... 426 离线检测系统：大幅尺寸检查机... 428 离线检测系统：复卷检查机... 429 检查机可检测的缺陷... 430 在线检测系统... 432 10.3 机器视觉在智能交通领域中的应用... 435 概述... 435 主要组成部分... 436 采集模式... 436 原理示意图图... 437 10.4 金属轴尺寸检测... 437 检测内容... 437 检测要求... 438 系统硬件... 438 安装条件... 438 机构设计目标... 440 检测结果示意... 441 样机展示... 441 10.5 机器视觉应用领域... 442 附录 课后习题答案... 443 机器视觉概述考卷... 443 机器视觉基础光学考卷... 446 机器视觉专业名词考卷... 448 机器视觉光源考卷... 449 机器视觉镜头考卷... 450 机器视觉相机考卷... 452 机器视觉总线采集卡考卷... 454版权声明尊敬的读者，当您看到本页时，表示您已经获得了《机器视觉实用教程》的相关版本（电子书等形式）。无论您从何渠道获得本书，您仅拥有阅读权，本教程著作权归石鑫华所有，未经石鑫华同意，您无权将本教程用于出版、印刷、转售、淘宝、复印、扫描、网络发布等。为了维护作者的权益，分发给您的复本可能是加密的PDF文档，也许无法用于打印、复制等，其中的图片也有可能包含水印等情况，敬请谅解！请尊重作者的劳动成果，买这本书的钱，对于做视觉的您来说，真应该是小意思。当然，对于作者来说，全国需要这类书籍的人也屈指可数，多卖一本少卖一本也发不了财。因此，如果您对本书有兴趣，请不要再跟作者讨价还价。您买的不是二十斤肉，您买的是一份可以有更高回报的经验分享，一本机器视觉领域的“葵花宝典”。机器视觉实用教程作品登记证书机器视觉实用教程作品登记样本 《机器视觉实用教程》已经申请著作权保护，盗版必究！读者利益亲爱的读者同志，当您通过正规渠道获得《机器视觉实用教程》的复本时，表示您遵守了相关的法律法规。同时也表示了您对知识产权的承认以及对原作者的尊重。您通过石鑫华视觉网（http://shixinhua.com）可以了解到，作者在机器视觉行业有较丰富的应用经验，对于初学者或者是对机器视觉了解不深的工程师，或者可以提供一些必要的帮助，让您可以少走许多弯路，更快的掌握知识，更高效的完成你的机器视觉案例。可在机器视觉论坛http://visionbbs.com中注册账号，以获取更多机器视觉与图像处理的知识。感谢首先，感谢您支持作者。您是上帝，您的支持就是作者前进的动力。因此要特别感谢。其次，感谢MV。没有MV，我们大家也不会走进机器视觉这个圈子。因此我们大家都要感谢MV。第三，感谢改革开放，没有改革开放，现在大家可能还活在集体化时期，基本就不可能接触到机器视觉这样的高科技人才。第四，要感谢所有应用机器视觉的人，没有他们，所有机器视觉产品都将卖不出去，所有机器视觉从业者都将失业。因此要感谢我们大家的客户。第五，感谢网络，本教程许多的知识都源于网络，没有网络，作者要想掌握这么多的知识，也是非常不容易的事情。因为许多知识源于网络，所以有可能某些文字与图片可能与原创作者有版权上的冲突。如果有这样的情况发生，请提供证据，作者会撤消或更换相关的文字、图片等内容，以避免版权纠纷。
前言本教程是一本机器视觉领域的“葵花宝典”。练成了本宝典，无论是销售人员，还是技术支持人员，都将所向无敌。因为您在工作中可能会接触到的知识，在本宝典中几乎都有涉猎。《机器视觉实用教程》是作者从事机器视觉领域5年工作经验的累积。作者先后就职过国内多家机器视觉公司，培训了许多的销售人员、技术人员，因此许多机器视觉公司所使用的培训资料，或多或少都有本教程的影子在其中。《机器视觉实用教程》非常适合于机器视觉销售人员以及技术支持人员，系统集成、研发人员也可以参考本教程的部分内容。本书没有深刻的理论，不用大家去推导为什么1+1=2。本书只是告诉大家，在机器视觉行业中，客户可能会做什么样的视觉检测项目，需要什么样的硬件；销售与技术人员该如何去解决这些机器视觉检查项目，以及解决客户实际应用中遇到的许多问题的理论依据。本书一共介绍了十章内容，分别为机器视觉概述、基础光学、专业名词中英文对照与解释、光源、镜头、相机、总线与采集卡、常用软件使用与图像处理、机器视觉配件、机器视觉案例等。这些章节内容，都是机器视觉应用中，切实相关的基本知识，掌握了这些知识，您可以成为一名出色的技术支持人员，掌握了这些知识，对于您的销售事业，也会起到事半功倍的效果。 这么好的一本宝典，您还在等什么呢？赶紧顶一下呗！
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