這是機(jī)器視覺小課堂的一篇文章，在接下來(lái)的時(shí)間里，我們將持續(xù)不斷地為各位讀者朋友帶來(lái)機(jī)器視覺技術(shù)科普學(xué)習(xí)、業(yè)務(wù)咨詢及合作交流的相關(guān)資訊。

機(jī)器視覺屬于感知技術(shù)的一個(gè)分支，同時(shí)也屬于人工智能技術(shù)領(lǐng)域。廣義的機(jī)器視覺不僅僅是大多數(shù)人理解的“看”，還包含著對(duì)所看到信息的理解和處理。

什么是機(jī)器視覺：感知技術(shù)&人工智能

機(jī)器視覺近年來(lái)在國(guó)內(nèi)變得越來(lái)越火熱。為了讓更多的人理解和認(rèn)識(shí)這一技術(shù)，本文簡(jiǎn)單介紹機(jī)器視覺“是什么”“能干什么”“都有什么”這幾個(gè)問題。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，機(jī)器視覺是屬于感知技術(shù)的一個(gè)分支，同時(shí)也屬于人工智能技術(shù)領(lǐng)域。

感知即意識(shí)對(duì)內(nèi)外界信息的覺察、感覺、注意、知覺的一系列過程。如何讓機(jī)電系統(tǒng)（特別是機(jī)器人）實(shí)現(xiàn)感知一直是重要的研究課題。

什么是機(jī)器視覺：感知技術(shù)&人工智能

傳統(tǒng)的感知技術(shù)主要涵蓋了觸覺（各類壓感設(shè)備）、聽覺（語(yǔ)音識(shí)別）等方面。實(shí)際上，視覺技術(shù)能帶來(lái)的信息更為豐富，也更為全，這也是目前視覺技術(shù)被不斷重視和采用的重要原因。

傳統(tǒng)的感知技術(shù)下，機(jī)器根據(jù)感知技術(shù)反饋的信息，機(jī)械執(zhí)行設(shè)定動(dòng)作，機(jī)電系統(tǒng)和機(jī)器人很難去自主判斷各類信息。所以傳統(tǒng)的感知技術(shù)帶來(lái)的工業(yè)升級(jí)更多是自動(dòng)化改造，而不是智能化改造。

廣義的機(jī)器視覺不僅僅是去“看”，還需要對(duì)所看到信息進(jìn)行理解，并協(xié)助機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)器人自主去實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能和動(dòng)作，終實(shí)現(xiàn)智能化。

機(jī)器視覺技術(shù)已出現(xiàn)并發(fā)展多年，并在工業(yè)市場(chǎng)有了較為成熟的應(yīng)用。該技術(shù)的終目標(biāo)，是將需要使用人類視覺的重復(fù)性或者危險(xiǎn)性工作逐漸被機(jī)器所取代。

機(jī)器視覺有什么功能

在Carsten Steger、Markus Ulrich和Christian Wiedemann所著的《Machine Vision Algorithms and Applications》一書中，對(duì)機(jī)器視覺的幾個(gè)功能進(jìn)行了總結(jié)和介紹，主要包含：

1.目標(biāo)識(shí)別

目標(biāo)識(shí)別可用來(lái)甄別不同的被測(cè)物體，也可以識(shí)別一維碼、二維碼、OCR等各類信息。

2.位置探測(cè)

位置探測(cè)多用于協(xié)助機(jī)器人在拆卸裝配產(chǎn)品、加工噴涂部件、拆垛碼垛等工序中準(zhǔn)確尋找到目標(biāo)位置。

3.完成性檢測(cè)

完整性檢測(cè)多用于判斷元器件是否安裝在正確的位置。

4.形狀和尺寸測(cè)量

形狀和尺寸測(cè)量多用于檢測(cè)產(chǎn)品或部件的集合參數(shù)在允許的公差范圍內(nèi)。

5.表面檢測(cè)

表面檢測(cè)多用于檢測(cè)產(chǎn)品或部件的是否存在各類缺陷，如是否有劃痕、不平等等問題。

為了便于理解，我們把機(jī)器視覺功能總結(jié)為檢測(cè)、測(cè)量、識(shí)別和定位四大功能?；谶@些功能，配合機(jī)電或機(jī)器人等設(shè)備，并在算法和軟件上進(jìn)行開發(fā)，可為各行業(yè)智能化升級(jí)和改造的需求提供解決方案。

機(jī)器視覺系統(tǒng)由什么組成

視覺系統(tǒng)會(huì)包含硬件部分和軟件部分。硬件部分一般包括：工業(yè)相機(jī)（CCD或COMS相機(jī)）、鏡頭、光源，軟件部分一般包括：核心算法、圖像識(shí)別及處理軟件等。這樣的視覺系統(tǒng)基本可實(shí)現(xiàn)前述的測(cè)量、定位等功能。

在視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用實(shí)現(xiàn)的視覺功能，加上機(jī)電和執(zhí)行系統(tǒng)，就組成了人們所熟知的各類智能化設(shè)備或解決方案。

機(jī)器視覺涉及什么產(chǎn)業(yè)鏈

從機(jī)器視覺的系統(tǒng)構(gòu)成出發(fā)，我們大致勾勒出機(jī)器視覺涉及到的產(chǎn)業(yè)鏈組成（下圖）。和眾多的產(chǎn)業(yè)鏈組成結(jié)構(gòu)一樣，機(jī)器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈也包含了上、中、下游。

機(jī)器視覺上游的核心仍然集中在相機(jī)、鏡頭和算法軟件幾個(gè)部分，中游一般是承接上游硬件和下游需求間的設(shè)備或解決方案提供商。

而下游，依托不同領(lǐng)域的需求，可以建立起各類機(jī)器視覺應(yīng)用場(chǎng)景。從廣為人知的自動(dòng)駕駛（ADAS機(jī)器視覺），到智慧城市（安防類機(jī)器視覺），再到無(wú)人工廠（生產(chǎn)類/工業(yè)類機(jī)器視覺）。機(jī)器視覺技術(shù)給人類帶來(lái)的絕不僅僅是技術(shù)上的升級(jí)，更將是生活方式的巨大變革。

中國(guó)機(jī)器視覺起步于80年代的技術(shù)引進(jìn)，隨著98年半導(dǎo)體工廠的整線引進(jìn)，也帶入機(jī)器視覺系統(tǒng)。06年以前國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺產(chǎn)品主要集中在外資制造企業(yè)，規(guī)模都較小。06年開始，工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用的客戶群開始擴(kuò)大到印刷、食品等檢測(cè)領(lǐng)域。

從2011年開始，隨著人工成本的增加和制造業(yè)的升級(jí)需求，加上計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多機(jī)器視覺方案滲透到各領(lǐng)域，到2019年我國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)近125億元左右。

隨著人們?cè)谏a(chǎn)生活中對(duì)智能化和信息化的需求不斷變多，對(duì)機(jī)器視覺的需求也在不斷增加。而伴隨著機(jī)器視覺涉及的圖像采集、圖像處理、深度學(xué)習(xí)和3D視覺幾大軟硬件相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我們相信未來(lái)將有無(wú)限的可能會(huì)被實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

【1】施特格.機(jī)器視覺算法與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社,2008.

【2】中國(guó)機(jī)器視覺行業(yè)快速發(fā)展：2019年市場(chǎng)規(guī)模將近125億元.中商情報(bào)網(wǎng)