機器視覺(jué)系統是指用計算機來(lái)實(shí)現人的視覺(jué)功能，也就是用計算機來(lái)實(shí)現 對客觀(guān)的三維世界的識別。人類(lèi)視覺(jué)系統的感受部分是視網(wǎng)膜，它是一個(gè)三維采 樣系統。三維物體的可見(jiàn)部分投影到網(wǎng)膜上，人們按照投影到視網(wǎng)膜上的二維的 像來(lái)對該物體進(jìn)行三維理解(對被觀(guān)察對象的形狀、尺寸、離開(kāi)觀(guān)察點(diǎn)的距離、 質(zhì)地和運動(dòng)特征等的理解)。

21 世紀是一個(gè)充滿(mǎn)信息的時(shí)代，圖像作為人類(lèi)感知世界的視覺(jué)基礎，是人 類(lèi)獲取信息、表達信息和傳遞信息的重要手段。數字圖像處理可以幫助人們更客 觀(guān)、準確地認識世界，人的視覺(jué)系統可以幫助人類(lèi)從外界獲取3/4以上的信息， 而圖像、圖形又是所有視覺(jué)信息的載體，盡管人眼的鑒別力很高，可以識別上千種顏色，但很多情況下，圖像對于人眼來(lái)說(shuō)是模糊的甚至是不可見(jiàn)的，通過(guò)圖像 增強技術(shù)，可以使模糊甚至不可見(jiàn)的圖像變得清晰明亮。另一方面，通過(guò)數字圖 像處理中的模式識別技術(shù)，可以將人眼無(wú)法識別的圖像進(jìn)行分類(lèi)處理。通過(guò)計算 機模式識別技術(shù)可以快速準確地檢索、匹配和識別出各種東西。

機器人的圖像處理就是利用機器人的“大腦”這臺計算機對機器人“看 到”東西進(jìn)行數據分析、處理，獲得人們想要的結果。對機器人來(lái)說(shuō)，攝像機所 “看到”的圖像，還僅僅只是一個(gè)矩陣或者數組。而機器人視覺(jué)系統的要求就是 從圖像中獲得有用的信息，比如，目標的位置、顏色、大小等。機器人視覺(jué)系統 主要是利用顏色、形狀等信息來(lái)識別環(huán)境目標。機器人在利用攝像頭采集圖像的 過(guò)程中，由于外界的一些不可避免的干擾以及攝像頭本身的條件限制，難免會(huì )有 一些采樣不均勻、有遮擋、不夠清晰等問(wèn)題出現。這時(shí)，為了能夠提取出盡可能 準確的特征點(diǎn)，還要采取一些濾波、分割、提取技術(shù)等。一般在圖像處理的時(shí)候 都是要幾種方法相互融合才能達到要求，單純靠一種方法很難解決所有問(wèn)題。

通常所說(shuō)的圖像處理就是當機器人通過(guò)攝像頭這些外設獲得圖像之后，利用某種算法來(lái)進(jìn)行圖像之間的變換，對圖像進(jìn)行各種操作以達到所需要實(shí)現的功能。

圖像處理的主要運算有如圖4-11所示的幾種主要的方法。

點(diǎn)運算

指像素值通過(guò)加減乘除等運算之后，可以改善圖像的顯示效果， 這是一種像素的逐點(diǎn)運算。點(diǎn)運算與相鄰的像素之間沒(méi)有運算關(guān) 系，是原始圖像與目標圖像之間的映射關(guān)系，不會(huì )改變圖像內的 空間位置關(guān)系。點(diǎn)運算是一類(lèi)簡(jiǎn)單卻非常具有代表性的重要算法 之一，是其他圖像處理運算的基礎。

圖像增強

一般情況下，圖像的傳輸和轉換會(huì )造成圖像質(zhì)量的下降，圖像 增強就是不考慮圖像質(zhì)量下降的原因，只將圖像中我們需要的特 征有選擇地凸現出來(lái)，而把不需要的衰減，從面可以改善圖像的 質(zhì)量。這樣的話(huà)，雖然圖像不一定能逼近于原始圖像，但是可以 提高圖像的特征點(diǎn)數量，增加其可用性。

圖像復原

是一種改善圖像的方法，它可以針對圖像質(zhì)量下降的原因， 設法去補償質(zhì)量下降的因素，去除干擾和模糊，從而使改善 后的圖像盡可能接近原始圖像

在對圖像進(jìn)行上述處理之后，有時(shí)候還需要圖像濾波。由于成像系統、傳 輸介質(zhì)和記錄設備等的不完善，數字圖像在其形成、傳輸記錄過(guò)程中往往會(huì )受到 多種噪聲的污染。這時(shí)我們就需要通過(guò)一些濾波的方法將這些污染去除，以得到 相對純凈的圖片。另外，在圖像處理的某些環(huán)節，當輸入的圖像對象并不如預想時(shí)也會(huì )在結果圖像中引入噪聲。 一般，噪聲信號與要研究的對象不相關(guān)，它以無(wú) 用的信息形式出現，擾亂圖像的可觀(guān)測信息。所以根據實(shí)際情況，我們需要選擇 合適的方法，以獲得我們想要的結果，這需要我們在很多的實(shí)踐中總結經(jīng)驗，獲 得積累，才能做得更好。