第1章  機器視覺概述  001

1.1什麼是機器視覺  002

1.2機器視覺繫統硬件構成  003

1.3硬件選型  004

1.4機器視覺的應用及展望  013



第2章  數字圖像基礎  015

2.1圖像和數字圖像  016

2.2圖像的數字化  018

2.3圖像像素間的關繫  022

2.4圖像灰度直方圖  025



第3章  初步認識HALCON  029

3.1走進HALCON  030

3.2HDevelop圖形組件  031

3.3軟件圖像采集  036

3.4數據結構  041



第4章  圖像預處理  051

4.1感興趣區域（ROI）  052

4.2圖像的變換與校正  053

4.3圖像增強  057



第5章  圖像分割  083

5.1閾值分割   084

5.2邊緣檢測  088

5.3區域分割  095

5.4Hough變換  098

5.5分水嶺算法  101



第6章  特征提取  103

6.1圖像特征概述  104

6.2區域形狀特征  104

6.3基於灰度值的特征  110

6.4基於圖像紋理的特征  116



第7章  圖像的形態學處理  121

7.1數學形態學預備知識    122

7.2二值圖像的基本形態學運算  123

7.3灰度圖像的形態學運算  134

7.4二值圖像的基本形態學算法  140



第8章  圖像模板匹配  147

8.1圖像模板匹配概述  148

8.2基於像素灰度值的模板匹配  148

8.3基於特征的模板匹配  154

8.4圖像金字塔  162

8.5Matching助手  166



第9章  相機標定  171

9.1標定的目的和意義  172

9.2標定的參數  172

9.3HALCON標定流程  173



第10章  3D視覺基礎  177

10.1三維空間坐標  178

10.2雙目立體視覺  179

10.3激光三角測量  183



第11章  混合編程  191

11.1混合編程的方式  192

11.2HALCON與MFC混合編程  192

11.3HALCON與QT混合編程  200



第12章  案例分析  209

12.1車牌識別  210

12.2卡號識別  212

12.3缺陷檢測  214

12.4幾何測量  218

12.5齒輪3D平面度檢測  223



參考文獻  232

伴隨著科技的高速發展，自動化、智能化已經成為工程界的普遍趨勢。一般而言，機器視覺技術是圖像處理在工程界的應用，尤其是工業檢測領域，具有準確度高、穩定性好、可靠性強的要求，機器視覺技術在此領域被廣泛采用。市面上，機器視覺的書籍很豐富，為學習機器視覺技術提供了良好的幫助。筆者的目標是編寫一本理論知識簡潔精悍、結合實戰項目講解應用技能的教程，以更好地服務於廣大的理工科大學生和工程技術人員。

HALCON是當前工程界廣泛使用的機器視覺軟件，具有上手簡單、學習方便等眾多優點，基於市場對機器視覺工程師的普遍要求，本書采取HALCON作為視覺軟件進行編寫。

本書繫統地講解了機器視覺基礎和視覺繫統設計的關鍵知識和技術，首先講解機器視覺概述、圖像處理基礎；然後再以HALCON為軟件講解其基礎、圖像預處理、圖像分割、特征提取、形態學、模板匹配等知識和技能，並將具體的案例貫穿於各個核心知識點中；接下來結合工程界的廣泛應用，講解相機標定、3D視覺技術；後，講解HALCON/C 混合編程，以達到開發實際應用項目的能力，並結合作者的實戰項目，挑選具有代表性的5個項目進行了比較詳細的講解，為學有餘力的讀者提供了參考。

本書還可作為機器人工程、機械電子工程、計算機科學、自動化、電子信息等專業的機器視覺課程教材，建議2個學分或3個學分。2個學分的學習建議修讀第1～8章。書中的視覺原理和算法部分，可根據生源情況，進行選取授課。另外，建議至少有一半學時安排在機房授課，以提高學習效果。作者的授課，將課程48學時全部安排在機房，並有部分電腦連接了工業相機等進行實時彩圖和視覺識別教學，此方式可供讀者參考。

本書由廣東技術師範大學肖蘇華教授主編，編寫過程中得到了肖蘇華視覺智能實驗室學生的大力協助，包括資料搜集、程序調試、案例優化、文字修訂等。他們是研究生王志勇，本科生吳建毅、何曉霜、賴南英。全書由肖蘇華統稿、定稿，在編寫過程中參閱了相關的書籍、論文和網絡資料，也引用了部分內容，對原作者表示衷心的感謝。尤其對我的學生表示衷心的感謝，感恩遇見優秀的你們，在實驗室見證你們的學習和成長也是我寶貴的記憶，也特別感謝廣東技術師範大學機電學院的領導和老師給予我的支持和幫助。

由於水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請讀者批評指正。



肖蘇華

2020年12月12日