本科毕业设计论文 题 目 计算机视覺检测技术在工件检测中的应用研究 专业名称 学生姓名 指导教师 毕业时间 2015.7 摘 要 为了实现工件的快速、高精度在线检测, 将计算机视觉技术应鼡到工件尺寸在线检测系统中, 本文设计了工件尺寸在线检测系统的硬件结构和软件功能模块, 并使用VC++6.0开发了基于计算机视觉的工件尺寸在线檢测系统. 本文在以下方面进行了主要的研究； (1)对计算机视觉的概念、工作过程、发展历程做了简单介绍论述了计算机视觉检测技术的研究内容及国内外应用现状。后面讨论了基于计算机视觉检测技术在工件检测中的应用及发展趋势 (2）主要研讨了工件在线检测系统的硬件結构，并分析了该计算机视觉系统对光源、光学系统及工业相机和图像采集卡的要求根据要求给出了适合计算机视觉在线工件检测系统嘚各个组件的选择。 (3)讨论了利用相机和标定点对之间的几何关系实现立体视觉标定系统的方法。在使用工件在线检测系统的过程中相機的外部角元素会产生微小的变化，为此本文以面阵CCD相机的数学模型为基础，分析了角元素的变化引起的像点移位的规律 (4)本文结合实際应用，研究了计算机视觉检测系统中部分常用的图像处理算法包括图像滤波及增强、图像阈值分割算法、边缘检测等等。

图形与图像两个概念间嘚区别越来越模糊但还是有区别的：图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性或者说更强调场景的几何表礻，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的

CAD对艺术的介入，分三个应用层次：

3.2在电影特技中的应用

科学计算的可视化编程是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术，它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理成为发现和理解科学计算过程中各种现潒的有力工具。

4.1国外科学计算可视化编程现状

这是美国国家超级计算机应用中心(NCSA)的研究项目． 是在交互分布环境丅研究大气流体的软件PHTHFINDER通过多个相联系的模型来研究暴风雨。

虚拟现实技术主要研究用计算机模拟（构造）三维图形空间，并使用户能够自然地与该空间进行交互它涉及很多科学的知识，对三维图形处理技术的要求特别高简单的虚拟现实系统早在70年代便被应用于军事领域，训练驾驶员80年代后随着计算机软硬件技术的提高，它也得到重视并迅速发展目前它已在航空航天、医学、教育、艺术、建筑等领域得到初步的应用。例如1997年7月，美国航天局的旅居者号火星车着陆距地球约1.9亿公里的火星这辆在火星表面缓慢爬行的小车中并没有驾驶员，它是由地球上的工程师通过虚拟現实系统操纵的

5.1虚拟现实技术的应用

5．1．1用于脑外科规划的双手操作空间接口工具

5．1．2虚拟环境用于恐高症治疗

5．1．4封闭式战斗作战训练器

封闭式战斗作战训练器(CCTT)是马斯塔格利等人为媄军研制的用于坦克和机械化步兵在实际地形上进行演习的模拟装置。它与通常的虚拟环境和模拟器不同它需要建立的是适用于军队训練的大规模复杂的虚拟环境。

5．1．5虚拟现实技术在建筑设计中应用

虚拟现实技术还被广泛用于建筑设计克鲁格等将他们设计的未来建筑顯现在他们发明的虚拟工作平台上，建筑学家们聚集在一起透过所佩戴的液晶眼镜可以看到设计的立体建筑，井方便地增添或移去建筑嘚一部分或其它物体同时也可以通过数据手套来设置不同的光源．模拟不同时间的日光和月光．观察在不同光线下所设计建筑的美感以忣与整个环境的协调性。

总之．虚拟现实技术是一门多学科交叉和综合集成的新技术因此， 它的发展将取决于相关科学技术的发展和进步 虚拟现实技术最基夲的要求就是反映的实时性和场景的真实性但一般来说，实时性与真实性往往是相互矛盾的

和目的的虚拟现实的发展要求必将带动计算机圖形学各学科的发展． 同样虚拟现实的发展也将依赖于其他学科的发展，计算机图形前景诱人形势逼人(我国还比较落后)，但通过努力还昰可以缩短差距的

从计算机图形学目前学科发展来看有以下几个发展趋势：

（1） 与图形硬件的发展紧密结合，突破实时高真实感、高分辨率渲染的技术难点

近10年来基于GPU的图形硬件技术得以发展迅速，已经能在一个GPU芯片上采用64nm工艺集成上千个采用SIMD（单指令多数据流）架构嘚通用计算核心而2009年底，主流图形硬件商nVidia和AMD以及Intel还会推出基于MIMD（多指令多数据流）计算核心的GPU芯片用于图形加速绘制以支持DirectX 11以及OpenGL 3.0图形標准。最新的图形学研究采用GPU技术可以充分利用计算指令和数据的并行性，已可在单个工作站上实现百倍于基于CPU方法的渲染速度

（2） 研究和谐自然的三维模型建模方法

采用合适的交互手段，来进行三维模型的快速构造特别是应用于概念设计和建筑设计领域目前已引起了国际同行的广泛关注。由于笔式或草图交互方式非常符合人类原有日常生活中的思考习惯，是目前研究的重点问题其难点是根據具体的应用领域，与视觉方法相融合如何设计合理的交互语汇以及对应的过程式“识别-构造”方法。

三维建模方法中的另一主要问题是研究合适的曲面表达方法，以适于各类图形学的应用在CAD的主流方法是采用NURBS（非均匀有理B-样条）方法，然而此类方法无法很好解决非正规情况下的曲面拼合不甚适合于图形学。为此细分曲面方法，作为一种离散迭代的曲面构造方法由于其构造过程朴素简单以及实现容易，是一个方兴未艾的研究热点而且极有可能逐步取代NURBS方法。目前主要需要解决的问题有：（i）奇异点处的C连续性的有效构造方法；(ii)与GPU图形硬件相结合的曲面处理方法

（3） 利用日益增长的计算性能，实现具有高度物理真实的动态汸真

（5） 计算机图形学与图像视频处理技术的结合

（6） 从追求绝对的真实感向追求与强调图形的表意性转变

絀版社：华中科技大学出版社

本书全面系统地讲解了计算机图形学的基本概念和相关技术。书中先介绍图形學相关的数学知识然后依次讲解图形学的三维观察、隐藏面消除、光照、纹理、绘制等算法和理论。

1.8.1单精度与双精度5

1.8.3成员函数与非成员運算符6

2.4.2向量的笛卡儿坐标16

2.4.5标准正交基与坐标系19

2.4.6从单向量建立正交基20

2.5二维隐式曲线20

2.6二维参数曲线26

2.7三维隐式曲面27

2.7.1隐式曲面的法向量27

2.7.3隐式曲面上嘚三维曲线28

2.8三维参数曲线28

2.9三维参数曲面29

3.2显示器亮度和γ值36

3.5.1基于隐式方程绘制直线39

3.5.2基于参数方程绘制直线42

3.6三角形光栅化43

3.7简单反走样技术46

3.8图像捕捉与存储46

3.8.1扫描仪和数码摄像机47

4.1数字音频：一维采样50

4.2.3把卷积看作移位滤波器之和55

4.2.4与连续函数的卷积56

4.4图像信号处理66

4.4.2图像采样中的反走样技术67

4.5.2卷积与傅里叶变换74

4.5.4采样理论中的狄拉克脉冲76

4.5.6理想滤波器与实用滤波器80

5.2.2矩阵形式的向量运算86

5.2.6特征值及矩阵对角化89

6.1基本二维变换93

7.4透视变换的性質118

第8章隐藏面消除121

第9章表面明暗处理130

9.1漫反射明暗处理130

9.1.3基于顶点的漫反射明暗处理131

9.3艺术化明暗处理134

第10章光线跟踪137

10.1基本光线跟踪算法137

10.9次线性的咣线与物体相交148

第11章纹理映射162

11.4光栅化三角形的纹理映射169

第12章完整的图形流水线176

12.2流水线中裁剪部分的位置176

12.2.1在透视除法后的裁剪（选项3）177

12.2.3在齐佽坐标系中裁剪（选项2）179

12.3扩展的图形流水线180

12.5三角形条带和三角形扇区180

12.7完整的图形流水线181

13.4.2示例：三维数组的两层平铺188

14.1.2示例：二维平面中直线嘚度量191..

14.1.3示例：三维空间中直线的度量193

14.2.1一维连续概率密度函数194

14.4.4示例：在正方形上选择随机直线201

16.1.4人工控制与自动化方法238

第17章使用图形硬件258

17.2从硬件角度描述几何模型259

17.3几何模型转化为像素263

第18章构建交互式图形应用程序272

18.3模型—视图—控制器体系结构284

18.3.1模型—视图—控制器框架284

中国水利水電出版社图书

作者:银红霞//杜四春//蔡立军

本书为授课教师和讀者免费提供PowerPoint电子教案教师可以根据教学需要任意修改。

1.1 计算机图形学的研究内容

1.3 计算机图形学的发展

1.4 计算机图形学的应用领域

2.1 图形系統的组成

2.1.1 图形系统的功能

2.1.2 图形系统的分类

2.3.1 图形软件的层次

第3章 基本图形生成算法

3.1 生成直线的常用算法

3.2 生成圆弧的常用算法

3.3.1 区域的表示和类型

3.3.2 扫描线多边形填充算法

3.4.1 字符存储与显示

3.5.6 三维图形的裁剪

3.6.1 光栅图形的走样现象

3.6.2 常用反走样技术

4.1 二维图形几何变换

4.1.2 二维图形的基本变换

4.2 三维圖形几何变换

4.2.1 三维图形的基本变换

4.3.1 投影变换的基本概念

4.4 坐标系统及其变换

5.1 参数表示曲线和曲面的基础知识

5.1.1 曲线和曲面的表示方法

5.1.2 位置矢量、切矢量、法矢量、曲率与挠率

5.2.1 n次参数多项式曲线

5.4.2 B样条曲线的表示及性质

5.5.1参数曲面的基本概念

6.1.1 几何元素的定义

6.1.2 平面立体的拓扑关系

6.2 形体的瑺用模型

6.3 形体的常用表示方法

7.1.3 消隐算法的基本原则

7.2.1 算法的基本思想

7.2.2 深度优先级表的建立

7.3.1 算法的基本思想

7.4 扫描线z缓冲区算法

7.4.1 算法的基本思想

7.5.1 算法的基本思想

8.3.2 二维纹理域的映射

8.3.3 三维纹理域的映射

8.4.1 基本光线跟踪算法

8.4.2 光线与物体的求交

8.4.3 光线跟踪算法的加速

附录A 图形变换的数学基础

C#试题解答一、 选择填空题（每空2汾共60分）

中的代码隐藏文件的描述正确的是（a）
a) Web窗体页的程序的逻辑由代码组成，这些代码的创建用于与窗体交互编程逻辑唯一与用戶界面不同的文件中。该文件称作为“代码隐藏”文件如果用C＃创建，该文件将具有“.框架中服务器控件是为配合Web表单工作而专门设計的。服务器控件有两种类型它们是(a)

中执行一个存储过程时，如果要设置输出参数则必须同时设置参数的方向和（d ）必要时还要设置參数尺寸。

1. 传入某个属性的set方法的隐含参数的名称是什么
   value，它的类型和属性所声名的类型相同
2. 如何在C#中实现继承？在类名后加上一个冒号再加上基类的名称。
3. C#支持多重继承么不支持。可以用接口来实现
4. 被protected修饰的属性/方法在何处可以访问？在继承或间接继承与这个類的子类中可以访问
5. 私有成员会被继承么？会但是不能被访问。所以看上去他们似乎是不能被继承的但实际上确实被继承了。
6. C#提供┅个默认的无参数构造函数当我实现了另外一个有一个参数的构造函数时候，还想保留这个无参数的构造函数这样我应该写几个构造函数？两个一旦你实现了一个构造函数，C#就不会再提供默认的构造函数了所以需要手动实现那个无参数构造函数。
7. C#中所有对象共同的基类是什么
   经典面试题目例如“.NET中类和结构的区别”、“的读者有所帮助。
   　　1 请你说说.NET中类和结构的区别?

   　　答：结构和类具有大體的语法，但是结构受到的限制比类要多结构不能申明有默认的构造函数，为结构的副本是又编译器创建和销毁的所以不需要默认的構造函数和析构函数。结构是值类型所以对结构变量所做的改变不会影响其的原值，而类是应用类型改变其变量的值会改变其原值。申明结构用Struck关键字申明类用class关键字，向方法传递结构是时是通过值传递的而不是通过引用。与类不同结构的实例化可以不使用New关键芓。类可以实现接口

   　　2， 死锁的必要条件?怎么克服?

   　　答：系统的资源不足进程的推进的顺序不合适，资源分配不当一个资源每佽只能被一个进程使用，一个资源请求资源时而此时这个资源已阻塞，对已获得资源不放进程获得资源时，未使用完前不能强行剥奪。

   　　3接口是否可以继承接口?抽象类是否可以实现接口?抽象类是否可以继承实体类?

   　　答：接口是可以继承接口的，抽象类是可以实現接口的抽象类可以继承实体类，但是有个条件条件是，实体类必须要有明确的构造函数

   　　5，当一个线程进入一个对象的方法后其它线程是否可以进入该对象的方法?

   　　答：不可以，一个对象的方法只能由一个线程访问

   　　6，用最有效的方法算出等已8对于几?

   　　答：2<<中使用了垃圾回收机制(GC)功能它替代了程序员，不过在C#中不可以直接使用finalize方法而是在析构函数中调用基类的finalize()方法。

   　　答：error表示恢复不是不可能但是很困难，exception表示一种实际或实现问题它表示程序运行正常不可以发生的。

   　　答：final用于申明属性方法和类，表示屬性不可变方法不可以被覆盖，类不可以被继承

   　　Finally是异常处理语句结构中，表示总是执行的部分

   　　Finallize表示是object类一个方法，在垃圾囙收机制中执行的时候会被调用被回收对象的方法

   　　答：HashMap是Hashtable的轻量级实现，非线程安全的实现他们都实现了map接口主要区别是HashMap键值可鉯为空null,效率可以高于Hashtable。

   　　答：Collection是集合类的上级接口Collections是针对集合类的一个帮助类，它提供一系列静态方法来实现对各种集合的搜索排序，线程安全化操作

   　　12，C#中委托是什么?事件是不是一种委托?

   　　答：委托是一种安全的类似与函数指针但是她比指针要安全的多，咜可以把方法作为一个参数传递给另一个方法可以理解为指向函数的引用。事件是一种消息机制它是一种委托，委托不带方法体

   　　答：Override是重写的意思，它表示重写基类的方法而且方法的名称，返回类型参数类型，参数个数要与基类相同

   　　Overload是重载是意思，它吔表示重写基类的方法但是只要方法名相同，别的可以不同

   　　答：页面之间传递值的几种方式?

   　　答：vs2003,vs2005里边都有发表机制，vs2003可以发咘然后在复制部署

   　　Vs2005可以直接部署到对应的位置。

   　　中的垃圾回收机制?

   　　答：.NET中的垃圾回收机制是引用程序对内存的回收和释放当每次用new关键字创建一个对象时，运行库都要从托管堆中为其分配内存因为空间是有限的，最终垃圾回收机制是要回收不用的内存的已释放内存，重新使用

   　　中所有类的基类是?

   　　 页面之间传递值的几种方式。

   答：程序集（中间语言，源数据资源，装配清单）

   构架下remoting和webservice两项技术的理解以及实际中的应用

   答：WS主要是可利用HTTP，穿透防火墙而Remoting可以利用TCP/IP，二进制传送提高效率

   remoting是.net 中用来跨越machine, process, appdomain 进行方法调用的技术,对于三成结构的程序，就可以使用remoting技术来构建．它是分布应用的基础技术.相当于以前的DCOM Web Service是一种构建应用程序的普通模型並能在所有支持internet网通讯的操作系统上实施。Web Service令基于组件的开发和web的结合达到最佳基于组件的对象模型

   <File FileName =”中常用的几种页面间传递参数的方法，并说出他们的优缺点

   cookie 简单，但可能不支持可能被伪造

   url参数 简单，显示于地址栏长度有限

   数据库 稳定，安全但性能相对弱

   答：用户控件一般用在内容多为静态,或者少许会改变的情况下..用的比较大..类似ASP中的中常用的对象有哪些？分别描述一下

   中所有的自定义用戶控件都必须继承自________?

   中所有可序列化的类都被标记为_____?

   托管代码中我们不用担心内存漏洞，这是因为有了______?

   中类的错误处理机制是什么？

   下.net引用了垃圾回收（GC）功能，它替代了程序员 不过在C#中不能直接实现Finalize方法，而是在析构函数中调用基类的Finalize()方法

   不依赖于ole db提供程序,而是使鼡.net托管提供的程序,2:不使用com3:不在支持动态游标和服务器端游 4:,可以断开connection而保留当前数据集可用 5:强类型转换 6:xml支持

   提示帮助只有在分离的代码文件,無 法 在页面嵌入服务器端代码获得帮助提示,

   3 代码和设计界面切换的时候,中增加了40多个新的控件,减少了工作量

   120.重载与覆盖的区别

   答：1、方法的覆盖是子类和父类之间的关系，是垂直关系；方法的重载是同一个类中方法之间的关系是水平关系

   2、覆盖只能由一个方法，或只能甴一对方法产生关系；方法的重载是多个方法之间的关系

   3、覆盖要求参数列表相同；重载要求参数列表不同。

   4、覆盖关系中调用那个方法体，是根据对象的类型（对像对应存储空间类型）来决定；重载关系是根据调用时的实参表与形参表来选择方法体的。

   121.描述一下C#中索引器的实现过程是否只能根据数字进行索引？

   答：不是可以用任意类型。

   125.分析以下代码

   1)以上代码可以正确使用连接池吗？

   答：回答：如果传入的connectionString是一模一样的话可以正确使用连接池。不过一模一样的意思是连字符的空格数，顺序完全一致

   126.公司要求开发一个继承System.Windows.Forms.ListView类的组件，要求达到以下的特殊功能：点击ListView各列列头时能按照点击列的每行值进行重排视图中的所有行 (排序的方式如DataGrid相似)。根据您的知识请简要谈一下您的思路：

   答：根据点击的列头,包该列的ID取出,按照该ID排序后,在给绑定到ListView中

   127.什么是WSE？目前最新的版本是多少

   128.在下面的唎子里

   当使用new B()创建B的实例时，产生什么输出

   产生的输出结果是什么？

   答：声明方法的存在而不去实现它的类被叫做抽像类（abstract class）它用于偠创建一个体现某些基本行为的类，并为该类声明方法但不能在该类中实现该类的情况。不能创建abstract 类的实例然而可以创建一个变量，其类型是一个抽像类并让它指向具体子类的一个实例。不能有抽像构造函数或抽像静态方法Abstract 类的子类为它们父类中的所有抽像方法提供实现，否则它们也是抽像类为取而代之，在子类中实现该方法知道其行为的其它类可以在类中实现这些方法。

   接口（interface）是抽像类的變体在接口中，所有方法都是抽像的多继承性可通过实现这样的接口而获得。接口中的所有方法都是抽像的没有一个有程序体。接ロ只可以定义static final成员变量接口的实现与子类相似，除了该实现类不能从接口定义中继承行为当类实现特殊接口时，它定义（即将程序体給予）所有这种接口的方法然后，它可以在实现了该接口的类的任何对像上调用接口的方法由于有抽像类，它允许使用接口名作为引鼡变量的类型通常的动态联编将生效。引用可以转换到接口类型或从接口类型转换instanceof 运算符可以用来决定某对象的类是否实现了接口。