在一房間中﹐有一個黑色的物體﹐當此物體移動位置時﹐電腦視覺系統能夠偵測 出此物體新的位置﹐並可以圖形顯示出來。
說明﹕
此黑色物體其灰度值遠低於房間中的其他景物﹐因此可以很簡單的將其分辨出 來。
利用此物體在所有抓取的影像中所佔的影像面積大小﹐來判斷此物體的遠近距 離﹐再根據此物體中心點所在位置來判定其所偏移的角度大小﹐最後使用及座標 系統﹐將此物體在房間中位置予以標定。
題2﹕
我們要設計一個自動化郵戳的蓋印系統﹐希望能經由電腦視覺的方式﹐找出信封 上面郵票所在的位置。
說明﹕
我們可以先從標準信封上的郵票搜尋程式開始設計起﹐首先將標準信封分成八個 區域﹐再分別檢視區域中是否貼有郵票。由於郵票的紋理及形狀都是值得去掌握 的重點﹐我們就從這個方向來判斷區域內郵票的存在與否。判定完成後可以透過 8個氣壓缸來完成戳蓋的動作﹐在電路上使用8255的輸出端透過電氣式氣壓閥 來作氣壓桿深長與否的運作。
當然也有可能同時有兩個以上的區域偵測在有郵票的存在﹐而必須兩個以上的氣 壓缸同時完成蓋印的動作。
另外我們也可以根據一般貼郵票的習慣﹐如果有兩個以上的區域都貼有郵票﹐但 這兩個區域又隔得很遠﹐那麼就有可能是辨識錯誤﹐在程式上應該在循其他途徑 予以補救﹐而如果所有的區域均未發現郵票的蹤跡﹐那麼郵票就有可能是貼在信 封的另一面﹐此時必須將此信件予以翻面再重覆剛才的檢視動作﹐每一封信接可 由輸送帶及震動式分信機將信件送至CCD攝影機鏡頭下方﹐而翻信的動作則可 利用噴嘴吹氣來完成。
題3﹕
光電式微細測量系統係使用雷射光作光源﹐經過細線繞射之後﹐而形成 繞射光 點﹐再使用CCD攝影機將繞射的光點圖形擷取入電腦後加以分析而得﹐試設計
此一系統之影像分析軟體。
說明﹕
雷射光具有很高的同調性﹐因此當雷射光線經過細線﹐狹縫或光柵時﹐便會產生 很明顯的繞射現象﹐這點是使用其他光源所比不上的地方﹐不過由於雷射光源太 容易產生干涉的現象了﹐所以也造成光場有雜訊叢生的斑點(speckle)存在﹐用一 般非同調光來當光源較為經濟實在。
當雷射光經過等間隔的光柵﹐會繞射成一排等間隔的光點﹐這些光點的間距x 與光柵條紋間隔d成反比﹐因此我們可使用已知間隔的光柵來當校正器。當使用 光柵來造成繞射圖譜時﹐直接穿透的光點與左或右邊繞射的光點的中心位置之距 離即為基準校正值x﹐再使用細線得到繞射圖譜時﹐取直接穿透光附近的兩個繞 射光點的中心點位置之距離為x'﹐則細線之直徑為d x/x'。
題4﹕
試利用FFT將2^N 個數值作快速傅利葉轉換到頻域的程式﹐並將頻譜之強度以 圖形表示出來。
說明﹕
先寫出一個能夠將2^N 個數值作快速傅利葉轉換的程式﹐並且再寫一個直接套 入DFT公式的程式﹐觀察兩種作法在計算機上所花費的時間。
題5﹕
有一草履蟲等微生物的影像如下圖﹐由於這些微生物呈半透明狀﹐因此我們必須 憑藉著生物本身的紋理來判斷該生物的位置﹐而不能單純的利用灰度值的大小來 區分微生物與背景。
試寫出一個程式﹐能確實判斷出何處是此生物，而何處又是背景。最後
並計算出該生物在畫面上佔了多少面積，以百分比值來表
示，同時並將該生物的輪廓邊緣，以很高的灰度值來標明
出來。
題6.
有一鋸片加工系統採用機械視覺輔助量測，其鋸片之
形狀如下圖。試利用影像處理程式自動計算出正在君工的
鋸片其鋸齒之間鋸，鋸切角度，鋸齒深度，及鋸齒根部之
寬度。
說明：
下圖為一鋸片加工後之靜態影像，在程式設計時，如
能考量及實際加工時之切屑及油污等問題，則可使本問題
更獲圓了滿之解決。
題7.
有一電路板之影像如下圖所示，試利用邊緣偵測的技
巧判斷此IC之各個接腳銲錫是否有相連的情況？亦即電路
銲接時是否有短路的情形？
說明：
由於此情況無法利用電氣式的偵測方式來進行，因此
必須倚賴影像處理，這種非接觸式方法才能達到要求。
題8.
有一陰極射線管式之七段顯示器，試判斷畫面中所顯
示之數字為何？並估算出各畫面中的燈管亮度值大小與最
亮時之比例為何？正常為最亮值之1/4倍與1/16倍。
說明：
此顯示器用之於汽車上，當夜間使用時，亮度值將設
定成較低，以避免強光影嚮駕駛視線。
題8
請設計一個電話語音系統，當使用者說"喂"時，即利用越
零率(Zero crossing rate)來判斷對方的身份，最後可回
答對方"小姐，您好"，"先生，您好"，"小朋友，您好"。
說明：
雖然這樣子來判斷對方的身份，有可能產生誤判，而
得罪對方，但還好我們只是作一個簡單雛型，當成實驗罷
了。
題9
請設計一個鳥類錄音系統，當有小鳥鳴叫的聲音時，
即開始錄音，當聲音停止時，即停止錄音，並將聲音檔案
儲存。
說明：
有些鳥類並不常鳴叫，而每次鳴叫隨著時間不同也代
表著不同的意義，或是發情，或是覓食，我們可以按照麥
克風收聽到聲音的短時距能量(STE)值來判斷鳥類是否有發
音，當此值高於某一閥值時，我們即將此聲音記錄下來，
而最後存檔時，存檔的時間亦同時記錄於磁碟中。
題10
請設計一LCD微細壂片(SPACERS)的計數器，請利用自
動閥值擷取的功能來實施二值化(或利用一經驗值來進行二
值化)，並分別單純次影像分割技術，影像面積計算方式計
算壂片之數量，最後再合併兩個方法，以影像分割技術為
主，每個小區塊的面積為輔，計算出壂片之數量及重疊在
一起的有多少個，並畫出統計圖表。
題11
請寫出一光學干涉條紋的自動判斷解讀之程式，首先先
將條紋細線化，然後判知條紋之序號(order)，再回到原來
的條紋圖形，利用條紋與條紋之間的亮度，轉換成相位值
，以求得更精確之序號。最後建立出整個待測揚之等高線
輪廓分佈圖。
說明：
干涉條紋在處理上可分成所有條紋均呈同一走向之直
線狀及封閉形曲線兩種形態，在處理上以封閉形曲線較難
處理。
題12
試設計一個人像識別系統。此系統只用之於一小群人
的識別。
說明：
可利用灰度值水手投影統計圖及垂直投影統計圖來最
得每個人的眼睛、眉毛、鼻子、嘴巴之位置，及人中、額
頭，下巴等特徵值，最後可利用最小誤差平方法或類神經
網路來進行人像識別，當資料群集並不多時(約5到20人較
恰當)，可以得到相當高的鑒別率。
題13
某工廠現場常堆置數疊板料，常常因現場作業搬運需求，而導致數量變化很大，但如要常常清點，又太費人力，且有時會數錯。
說明：
利用ＣＣＤ固態攝影機將板料之影像抓取，經過二值化處理後，實施拉普拉辛運算，即可得到每層板料之邊緣影像，這時再沿著畫面垂直方向，檢查垂直直線上之灰度值變化了幾次，若是遇到了 n 次的線條灰度值變化，則板料一共 n-1 層。
題14
希望能用非接觸之方式，測量待測物之長度及寬度。
說明：
利用二值化後之影像，再予以拉普拉辛運算，可得物體之邊緣，在此獲得亮點，出現之座標距離即可大約換算出該物之大小，至於確實之尺寸，可用一標準物先令電腦儲存其資料，以提供對比，或是利用CCD本身鏡頭之對焦的特性，代入成像公式，獲得物體距離後，再換算出待測物之長度
題15
有一需作定位校正之Ｘ－Ｙ工件平移台，如果工件位置不對，希望能夠發出警告。 說明：
可以先儲入標準定位之物體影像，再將待測物與標準物相減，檢查畫面所剩之灰度值組合大小，即可判之定位之誤差量。
題16
利用光彈儀配合影像處理設備可偵測出射出成形材料何處均勻，何處不均勻。 在生產塑膠微細透鏡及塑膠光學元件之時，欲測量塑膠微細透鏡與塑膠光學元件之熱效反應及殘留應力變形的特性，由於光學元件射出成型的特徵是利用高壓均勻地在模具各個角落或平面、凹面充填成形塑料，是屬於高精度，高生產力的成形製造方法。塑膠光學元件在成形加工時成形品形狀一定要達到要求的尺寸精度，特別是會產生成形收縮之成形品，要特別注意使用時的荷重、溫度及環境下所發生的變化。
說明：
利用光彈儀配合影像處理設備可先行偵測出材料之壓力分佈圖，由壓力分佈圖，更能看出成型品是否均勻填充，多模穴是否同時填滿；此乃因為在填滿瞬間，壓力對時間較敏感，只要些微時間差異，即可看到明顯的壓力差值﹐ 如此可增加射出成形材料之良率且減少檢驗人力。
題17
某一個工廠希望獲得光滑之待測工件３Ｄ之資料，工廠中量測環境容許在光源上作特殊之佈置，且精度不用太高但速度要求要快。
說明：
可以利用待測物影像之灰階大小直接轉換成該物體之輪廓起伏量。
題18
在高精密的產業製程中，常有元件表面之細微瑕疵、微粒個數及分佈乃至潔淨度等檢測問題。人工式的檢驗往往費時費力，且檢測過程之經驗數據未能有效統計分析。因此希望採用電腦視覺及型樣識別理論，配合軟體設計及硬體設施，組構一套細微表面評估系統，以解決一般微粒檢測上的問題。
說明：
顯微電腦視覺評估系統硬體方面可使用 486 PC 做為整個系統的主機， CCD攝影機及影像介面卡為影像的擷取設備，解析度 640×480×8 bits，顯微鏡放大倍率 180 以上， 步進馬達平台定位模組，可透過RS-232串列傳輸與 PC 連線，再經由模組內的微處理器 (6809) 進行定位控制。
題19
某一雷射晶片之製造廠商希望發展自動計數之機器視覺系統。
說明：
雷射晶片在出廠包裝前，常需對整片晶圓之雷射晶片其數量加以計算，才能決定該片晶圓之售價，如數量不足將招致下游廠商之抱怨，一片晶圓之雷射晶片數量常在二、三萬片以上，因此此部份產程目前大都以影像技術為之，雷射晶片自動計數系統，可應用二值化影像(圖 8-1-12)技術分析雷射晶片之數量，但其瓶頸在於解析度及晶圓面積大小目前均亟盼能提高，以適應未來大面積晶圓之產程。
題20
在相位式疊紋陰影方法中，以一片相位式光柵為訊息光柵，另一片相位式光柵為參考光柵，兩者互相疊合時，將出現另一種條紋，這個條紋稱為相位式疊紋。如果我們將相位式光柵投影至身體表面，再與原來的相位式光柵相疊時，此時亦出現疊紋的效果，稱之為相位式陰影疊紋法，這些一圈一圈的疊紋，我們可以視之為等高線，每一條等高線上每個點其高度是相同的，而相鄰等高線彼此之間的高度差為定值，所使用之照射光束為平行光，而觀測之方向垂直於光柵面，如此即形成人體肌肉脈動之三維變化之測量系統，而自動化之需求亦十分重要。
說明：
為測量人體肌肉脈動之三維變化而設計的相位式疊紋之投影光學系統，可以得到非接觸、全場、精密之相位式疊紋資料，再由固態攝影機及電子界面將影像擷取，並輸入電腦記錄分析，以研究人體相關部位在長久站立或加以刺激後肌肉脈動之變化。
題21
裂縫成長焦散分析之機器視覺系統。
說明：
把實驗用的不同材質的試片(如塑膠、玻璃、木頭等)放置在雷射與空間濾波器之後，並把空間濾波器後聚焦之雷射光點打到試片的裂縫頂端，試片可以底片夾當作施力架，輕微施力，從屏幕上看試片的影像，可以得到裂縫頂端的陰影因施力變化之影像。裂縫頂端的影像會隨施力越大而越大，這是因為裂縫尖端附近的變形區，其厚度及折射率變化是由不連續的現象所引起的。利用細線化方法之消除／保留法則來由原始影像中抽出條紋的骨架，並用來分析裂縫成長時的連續焦散圖形，並由電腦來計算各項所需的條紋資料．
題22
請設計一個在MATLAB環境下的影像處理程式。
說明：
您可儘量利用MATLAB的IMAGE工具箱中的函式功能來完成這項工作。
題23
請設計一個在MATLAB環境下的聲音處理程式。
說明：
您可儘量利用MATLAB的SIGNAL工具箱中的函式功能來完成這項工作。
題24
請設計一個使用組合語言的影像處理程式,可執行點素運算。
題25
請設計一個IC接腳檢測的影像處理程式。
題26
請設計一個使用組合語言的影像處理程式,可執行遮罩運算。