计算机视觉第三周闯关作业(基础作业)

计算机视觉第三周闯关作业(基础作业)
1. 视觉系统都有哪些构成要素? 以机械臂视觉控制系统为例，说明视觉系统的构成要素。

光源：室内光线或专用照明
相机：放在机械臂前端，单相机
主机：台式计算机或嵌入式处理器
算法软件：使用C++或其它语言编写的视觉识别算法及程序

2. 尝试从模仿人类视觉处理流程的角度，阐述本对课程内容组织的理解。进一步在网上搜索，找到自己认为学习过程中最值得参考的1-2本书(不要太厚)
①人类大脑对视觉进的处理分层次化进行的，而课程也用类似层次化内容进行，先是学习图像采集中的各种知识，光通量、辐照度等知识，再到获取图像后对图像的预处理知识，符合我们眼睛获取的图像的先后顺序，人类视觉与机器视觉相互比较，便于我们理解机器视觉的相关知识

③章毓晋，计算机视觉教程（第2版），人民邮电出版社，2017
该书较适合初学者从中了解计算机视觉的基本原理和典型技术，并能据此解决计算机视觉应用中的一些具体问题

3. 什么是光通量和辐照度？说明几个常见光源的光通量，以及几个常见照明环境的辐照度。
**光通量：**指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积
**辐照度：**指投射到一平表面上的辐射通量密度。指到达一表平面上，单位时间，单位面积上的辐射能

常见光源的光通量：
光源 光通量 说明
太阳 3.566×1028 lm
烛光 12.56 lm光通量的定义
白炽灯/卤钨灯 12～24 lm／W 卤钨灯效率高于白织灯
荧光灯和气体放电灯 50～120 lm／W 气体放电灯如钠灯、汞灯和金属卤化物灯等
LED灯 110 lm／W

常见照明环境的辐照度：
场景 照度 (lux) 说明
黑夜 0.001—0.02 月夜则是0.02～0.3
阴天室内 5～50 阴天室外50～500
晴天室内 100～1000
晴天阳光直射 100000
适合阅读 300～750 阅读书刊时需50～60
家用摄像机标准照度 1400

4. 结合颜色空间示意图，简述颜色空间中各通道的物理意义，并结合图像实例说明。
HSI颜色空间模型
Hue(H)：代表色调，是描述纯色的属性；随圆锥旋转不同的角度对应不同的色调
Saturation(S)：代表饱和度，表示的是一种纯色被白光稀释的程度的度量；同一片面，Saturation值越大，越靠外，饱和度越高
Value(I):代表亮度，体现无色的光强度概念；圆锥越向上,Value值越大，亮度越亮

5. 说明彩色图像传感器及γ校正的基本原理。
**
彩色图像传感器基本原理：**
感光器件大概分成三层，传感器的最上层，附上一层透光膜，增加透光强度并是光能固定投射到第二层的指定位置上；第二层覆盖上一层精密度非常高的薄膜，在该薄膜上刻上按顺序排列三原色中一任意颜色，使得上层传下来的光透过该薄膜后，在最底层的感官单元中获取到指定色调信息，并通过周围的三个感光单元，形成一个像素点，该像素点记录着该点的颜色信息

γ校正基本原理：
感光元器件获取的景物的亮度值是呈现线性的，而人眼的视觉感应和照明值关系是非线性的，需要通过指数运算，编辑伽马曲线，增加图形的整体亮度，此时图像的伽马图像是呈现曲线形