機械視覺考試題庫及答案

一、選擇題（每題3分，共30分）1.機械視覺系統(tǒng)中，用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的部件是（）A.鏡頭B.光源C.相機D.圖像采集卡答案：C2.以下哪種圖像濾波方法主要用于去除高斯噪聲（）A.均值濾波B.中值濾波C.高斯濾波D.雙邊濾波答案：C3.在邊緣檢測算法中，（）算子對噪聲較為敏感。A.SobelB.PrewittC.CannyD.Roberts答案：D4.機械視覺中，圖像二值化處理的目的是（）A.提高圖像清晰度B.突出目標物體C.去除噪聲D.增強圖像色彩答案：B5.以下關(guān)于特征提取的說法，錯誤的是（）A.可以提取物體的形狀特征B.只能提取灰度特征C.能提取紋理特征D.有助于物體識別答案：B6.機械視覺系統(tǒng)中，常用的光源類型不包括（）A.環(huán)形光源B.背光源C.激光光源D.紅外線光源答案：D7.相機的分辨率指的是（）A.相機能夠拍攝的最大尺寸B.相機傳感器上的像素數(shù)量C.相機的焦距范圍D.相機的光圈大小答案：B8.在圖像匹配算法中，（）算法對圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放和光照變化具有較好的魯棒性。A.模板匹配B.SIFTC.Harris角點檢測D.霍夫變換答案：B9.機械視覺系統(tǒng)的工作流程一般不包括以下哪個環(huán)節(jié)（）A.圖像采集B.圖像處理C.模型訓(xùn)練D.結(jié)果輸出答案：C10.以下哪種顏色模型常用于圖像處理（）A.RGBB.CMYKC.HSVD.Lab答案：A二、填空題（每題3分，共30分）1.機械視覺是指通過______裝置和計算機算法對目標物體進行檢測、識別和測量的技術(shù)。答案：光學(xué)2.常用的圖像增強方法有______、直方圖均衡化等。答案：對比度拉伸3.形態(tài)學(xué)圖像處理的基本運算包括腐蝕和______。答案：膨脹4.相機的______是指相機鏡頭中心到成像平面的距離。答案：焦距5.特征點檢測算法中，______算法可以檢測出圖像中的角點。答案：Harris6.圖像的幾何變換包括平移、旋轉(zhuǎn)、______等。答案：縮放7.機械視覺系統(tǒng)中，______用于將相機采集到的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。答案：圖像采集卡8.在圖像分割中，基于______的方法是將圖像中灰度相似的像素合并為一個區(qū)域。答案：區(qū)域生長9.描述物體形狀的常用特征有______、周長等。答案：面積10.機械視覺應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)檢測、______、智能機器人等。答案：農(nóng)業(yè)植保（答案不唯一，合理即可）三、簡答題（每題10分，共40分）1.簡述機械視覺系統(tǒng)的組成部分及其作用。答案：機械視覺系統(tǒng)主要由以下部分組成：-光源：為目標物體提供合適的照明，增強物體與背景的對比度，使相機能夠獲取清晰的圖像。-鏡頭：對目標物體成像，將物體的光線聚焦到相機的成像平面上，保證圖像的清晰度和準確性。-相機：將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過內(nèi)部處理后輸出數(shù)字圖像信號，是獲取圖像的關(guān)鍵設(shè)備。-圖像采集卡：將相機輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳輸?shù)接嬎銠C中進行處理。-計算機及圖像處理軟件：對采集到的圖像進行各種處理、分析和算法運算，實現(xiàn)目標物體的檢測、識別、測量等功能。-執(zhí)行機構(gòu)：根據(jù)計算機處理的結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)的動作，如控制機器人抓取物體等。2.請解釋圖像濾波的作用，并列舉三種常見的圖像濾波方法及其適用場景。答案：圖像濾波的作用是去除圖像中的噪聲，改善圖像的質(zhì)量，增強圖像的特征，為后續(xù)的圖像處理和分析提供更好的基礎(chǔ)。-均值濾波：適用于去除高斯噪聲等隨機噪聲。它是計算鄰域內(nèi)像素的平均值來代替中心像素的值，優(yōu)點是計算簡單，缺點是會使圖像細節(jié)變得模糊。-中值濾波：對椒鹽噪聲有很好的抑制效果。它是將鄰域內(nèi)的像素值進行排序，用中間值代替中心像素的值，能較好地保留圖像的邊緣信息。-高斯濾波：主要用于去除高斯噪聲，它根據(jù)高斯函數(shù)對鄰域內(nèi)像素進行加權(quán)平均，權(quán)重隨著距離中心像素的距離增加而減小，在平滑圖像的同時能較好地保留圖像的細節(jié)。3.說明邊緣檢測在機械視覺中的重要性，并列舉兩種常用的邊緣檢測算子及其原理。答案：邊緣檢測在機械視覺中非常重要，因為物體的邊緣包含了物體的形狀、輪廓等關(guān)鍵信息。通過邊緣檢測可以提取出物體的邊界，有助于對物體進行分割、識別和測量等操作。-Sobel算子：它是基于一階導(dǎo)數(shù)的邊緣檢測算子。通過計算水平和垂直方向上的梯度近似值來檢測邊緣。在水平方向和垂直方向分別使用兩個模板與圖像進行卷積運算，得到水平和垂直方向的梯度分量，然后根據(jù)梯度幅值和方向來確定邊緣。-Canny算子：這是一種較為先進的邊緣檢測算法。它的原理包括噪聲抑制（采用高斯濾波）、計算梯度幅值和方向、非極大值抑制（去除非邊緣的像素）以及雙閾值檢測和連接邊緣（通過高低兩個閾值來確定真正的邊緣像素并連接成完整的邊緣）。4.簡述基于模板匹配的目標識別原理，并說明其優(yōu)缺點。答案：基于模板匹配的目標識別原理是：首先準備一個已知目標物體的模板圖像，然后在待檢測的圖像中，將模板在圖像的不同位置進行滑動匹配，通過計算模板與圖像中各個子區(qū)域的相似度（常用的相似度計算方法有基于灰度差的方法、歸一化互相關(guān)等），找到相似度最高的位置，從而確定目標物體在圖像中的位置。優(yōu)點：-原理簡單，實現(xiàn)相對容易。-在目標物體變化不大、背景較為簡單的情況下，能夠快速準確地識別目標。缺點：-對目標物體的姿態(tài)、大