本书共6章： 基于FDTD方法的表面微观缺陷显微散射暗场成像模型，建立了缺陷散射光近、远场场分布逆向识别数据库，实现微观缺陷的逆向标定和评价。着重讨论了各种复杂属性的光学元件表面的微弱缺陷的机器视觉照明及检测方法。围绕表面疵病的机器视觉中光源、样品及**成像问题展开，基于双向反射分布函数BRDF，通过相机、被测物及光源场景建模和像函数求解，通过光线追迹建模取代繁琐的实验。针对最复杂的高次曲面、非球面的表面缺陷检测的难题，通过**光源照明方式、自动定中建模，基于投影变换的高精度、高效的全口径图像拼接实现三维空间微观缺陷的数字化评价。建立了工业化智能检测目标识别、语义分割网络模型、基于类别不平衡半监督学习的装配体异常分类算法，应用于玻璃面板及复杂装配件智能检测中。聚焦于光学表面缺陷成像的定量评估，讨论了对缺陷的评价的国际标准、美标及国标，并建立了新颖的表面缺陷数字化定量评价体系。 本书可作为科研院所从事与机器视觉相关的光电、自动化等专业科研人员、高等院校相关专业师生的参考书，也可作为企业从事自动化检测研发及质量管控专业技术人员的参考书。

杨甬英 博士 浙江大学光电学院教授、博士生导师。博士毕业于浙江大学光学工程专业。现为中国光学学会光学测试专业委员会副主任委员、中国计量测试学会计量仪器专业委员会常委、全国光学和光子学标准化技术委员会光学材料和元件分委会委员。近年来作为项目负责人承担了多项国家自然科学基金重大科学仪器专项、国家自然科学基金面上项目、国防973、国家863配套等项目。多年来从事精密干涉测试技术及机器视觉方向的研究工作，第一作者出版“先进干涉检测技术及应用”（2017年）、“新型共路干涉仪”（2020年）教材和专著各一本。2000年以来，专业致力于基于机器视觉的表面缺陷智能化数字化检测研究。作为负责人，带领团队研发完成了多项科研任务，承担多个机器视觉的国家自然基金及国防项目，项目成果于2013年、2016年受到国家重大专项惯性约束聚变专项组长张维岩院士、军委张又侠上将的专场视察和表扬，在大口径光学元件缺陷数字化检测领域已处于国际领先水平，为国家重大专项做出了贡献。科研成果曾获国家科技进步三等奖、国家自然基金及联合基金特优奖、宝钢优秀教师奖等、发表论文200余篇、其中 SCI 收录 100余篇，获国家发明专利50余项。

前言 表面缺陷（划痕、麻点及气泡类瑕疵）的数字化定量检测是先进光学制造和超精密加工技术可持续发展的重要环节，在国民经济领域为了保持产品质量和竞争力，制造业广泛采用机器视觉技术实现机器换人将是必然趋势。各类精密元件的表面质量评价参数主要有表面面形、粗糙度、表面缺陷等。然而表面缺陷的数字化检测至今尚无成熟标准化的商用仪器。虽然先进光学制造超精密加工技术在20世纪得到了飞速发展，但直至21世纪初，才有越来越多的科学工作者发现： 在表面面形及粗糙度得到良好控制时，表面缺陷越来越成为制约先进光学制造超精密加工工艺和水平的主要因素。并且表面缺陷的影响在很多光学相关的超高精度领域都是致命的，如惯性约束聚变系统、超大规模集成电路领域、高端制造业的质量管控等，而这些领域恰恰是各个国家综合国力的重要体现。 作者团队的研究工作源于惯性约束聚变对大口径超光滑元件表面缺陷的定量评价，对几百毫米口径的全表面检测出亚微米量级的缺陷，任何孤立的微观缺陷都可能对系统带来灾难性的损伤。为此20余年来，作者团队专注于利用机器视觉的方法实现划痕麻点类瑕疵的评价。与大多数机器视觉多关注于图像处理算法类的书不同，本书的重点在于： 在理论上，对于微观亚微米量级瑕疵在强光照射下，建立基于有限时域（FDTD）的高次曲面光学元件的表面微观缺陷显微散射暗场成像模型，通过建立表面微观缺陷散射光近场、远场场分布逆向识别数据库，实现微观缺陷的逆向标定和检测。提出了基于光线追迹的机器视觉成像仿真理论、基于辐度学的散射场表征方法，分析各类缺陷的散射特性； 建立了直接光照场景建模，即把实际的表面机器视觉检测系统进行参数化和虚拟化的...