第1章
光学检测概述
定义与重要性，工业4.0中的角色，系统基本组成：光源、镜头、相机、图像处理单元。
基础系统架构
第2章
几何光学基础
光的直线传播与反射定律，斯涅尔折射定律与全反射，透镜成像公式与放大率。
物理成像
第3章
物理光学基础
光的波动性：干涉与衍射，偏振特性与应用，光谱学基础与色散。
波动光谱
第4章
光源与照明技术
LED、激光、卤素灯光谱特性，明场/暗场/背光/同轴光选择，结构光与频闪照明。
照明光源
第5章
光学镜头与成像系统
焦距、光圈、景深、分辨率参数，像差校正，远心与微距镜头应用场景。
镜头像差
第6章
图像传感器与相机
CCD与CMOS原理对比，分辨率、帧率、动态范围、信噪比，线阵与面阵选型。
传感器相机
第7章
图像采集与传输接口
模拟/数字信号，Camera Link、GigE Vision、USB3 Vision、CoaXPress对比，触发同步。
接口传输
第8章
数字图像处理基础
采样量化，像素邻域运算，灰度直方图，对比度拉伸与直方图均衡化。
处理增强
第9章
图像滤波与去噪
均值/高斯/中值滤波，频率域低通高通带通，双边滤波边缘保留。
滤波去噪
第10章
图像分割与特征提取
全局/自适应阈值分割，Sobel/Canny/Laplacian边缘检测，形态学腐蚀膨胀开闭。
分割边缘
第11章
特征描述与匹配
区域特征面积周长圆形度，纹理LBP/GLCM，Harris/SIFT/SURF点特征匹配。
特征匹配
第12章
相机标定与畸变校正
针孔模型，张正友标定法，径向切向畸变校正。
标定校正
第13章
三维光学测量技术
激光三角法，结构光相移法/格雷码，双目立体视觉原理。
三维测量
第14章
干涉测量技术
迈克尔逊/斐索干涉仪，白光与相移干涉，相位解包裹分析。
干涉精密
第15章
光谱检测技术
光谱仪原理结构，拉曼/红外光谱，高光谱成像应用。
光谱分析
第16章
机器视觉中的深度学习
CNN基础，YOLO/Faster R-CNN目标检测，U-Net/Mask R-CNN分割应用。
深度学习视觉
第17章
缺陷检测实战
表面划痕脏污凹陷检测，尺寸测量公差判定，OCR与二维码读取。
实战缺陷
第18章
光学系统设计与仿真
Zemax/Code V操作，优化设计流程，公差分析与蒙特卡洛模拟。
设计仿真
第19章
光学检测中的照明设计
均匀性分析优化，TracePro/LightTools光路模拟，杂散光与眩光消除。
照明模拟
第20章
自动化光学检测（AOI）系统
系统架构与工作流程，PCB/半导体应用，误报与漏报控制。
AOI自动化
第21章
光学检测中的数据处理
HDF5/SQL存储，SPC/CPK统计分析，趋势图散点图可视化。
数据统计
第22章
光学检测标准与规范
ISO 10110光学元件标准，SEMI半导体标准，检测报告与可追溯性。
标准规范
第23章
光学检测中的常见问题与对策
环境光干扰，振动影响，温度漂移，镜头污染与维护。
维护对策
第24章
光学检测系统集成
硬件选型匹配，C++/Python软件框架，系统调试与验证。
集成开发
第25章
光学检测中的先进光源
超连续谱光源，可调谐激光器，量子点光源检测潜力。
先进光源
第26章
计算光学成像
压缩感知成像，傅里叶叠层显微术，无透镜成像技术。
计算成像
第27章
光学检测中的机器学习进阶
迁移学习小样本缺陷检测，GAN数据增强，ONNX/TensorRT部署。
机器学习部署
第28章
光学检测系统性能评估
USAF 1951分辨率测试，畸变测试，GR&R重复性再现性分析。
评估测试
第29章
光学检测的未来趋势
在线检测实时反馈，多模态融合光学+超声+X-ray，边缘计算AOI。
趋势前沿
第30章
综合项目实战
手机屏幕缺陷检测系统：需求分析、方案设计、系统搭建、算法开发、测试验证。
实战项目