笪陈宇 唐明 雷鑑铭

摘要：机器视觉是一门跨越多门学科的前沿研究课题。视觉是生物亿万年进化的结晶，一代代科学家、工程师在模拟视觉的道路上倾注了无数心血，经过数十年的研究，人类终于窥探到了神奇视觉的一角。文章将以自动驾驶系统为例针对现有的机器视觉原理和图像分析的典型算法进行介绍，并展望机器视觉巨大的应用前景。

关键词：机器视觉；自动驾驶；直接感知

1 视觉概述

视觉是生物数十亿年来进化的产物，是人类和其他高等生命体重要的信息来源。以人的视觉系统为例，它具有十分复杂的构造：光线通过角膜和瞳孔进入眼球内部，经过晶状体的聚焦调节到达视网膜，视网膜上的感光细胞再将光信号转化成神经冲动，最后由视觉中枢进行分析。如何模拟人类视觉的全部或部分功能来实现所谓的“机器视觉”，是几十年来科学家和工程师不懈努力的方向。从20世纪50年代的图像识别问题[1]得到研究以来，机器视觉获得了长足的发展。20世纪80年代，Marr[2]首次提出了“重建”和“识别”的自底向上的视觉框架，而后又有自顶向下的框架提出。到如今，机器视觉已经成为一门贯通硬件和软件的庞大研究课题，其中的图像分析和语义理解更是和人工智能密不可分[3]。机器视觉的原理和其广阔的应用前景是本文的主要讨论内容。

2 机器视觉的基本原理

一个完整的机械视觉流程包括图像采集、图像处理和图像分析3部分[4]。……