機器視覺技術(shù)簡介

機器視覺是一個相當新興的研究領(lǐng)域。機器視覺發(fā)展到現(xiàn)在已有15年的歷史。機器視覺作為一種應(yīng)用系統(tǒng)，其功能特點是隨著工業(yè)自動化的發(fā)展而逐漸完善和發(fā)展的。人們從20世紀50年代開始研究二維圖像的統(tǒng)計模式識別，60年代Roberts始進行三維機器視覺的研究，70年代中，MIT人工智能實驗室正式開設(shè)機器視覺課程，80年代開始，開始了全球性的研究熱潮，機器視覺獲得了蓬勃發(fā)展，新概念、新理論不斷涌現(xiàn)。

機器視覺系統(tǒng)的概念、組成及特點

    機器視覺是將圖像處理、計算機圖形學、模式識別、計算機技術(shù)、人工智能等眾多學科高度集成和有機結(jié)合，而形成的一門綜合性的技術(shù)。一般地說，機器視覺是研究計算機或其他處理器模擬生物宏觀視覺功能的科學和技術(shù)，也就是用機器代替人眼來做測量和判斷。

機器視覺系統(tǒng)的組成如圖2-1。有照明部分、圖像獲取部分、圖像顯示部分和圖像處理部分。一般采用CCD攝像頭攝取檢測圖像并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再對圖像數(shù)字信號進行處理，從而得到所需要的各種目標圖像特征值，并由此實現(xiàn)模式識別、坐標計算、灰度分布圖等多種功能。然后再根據(jù)其結(jié)果顯示圖像，輸出數(shù)據(jù)，發(fā)出指令，配合執(zhí)行機構(gòu)完成位置調(diào)整，好壞篩選，數(shù)據(jù)統(tǒng)計等自動化流程。

機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度。在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺；同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。而且機器視易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。因此，在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中，人們將機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。

有不少學科的研究目標與機器視覺相近或者相關(guān)，這些學科中包括圖像處理、模式識別或圖像識別、圖像理解等。由于歷史發(fā)展或領(lǐng)域本身的特點，這些學科有某種程度的相互重疊。但是，機器視覺與其他學科又有著一定的區(qū)別，其特點是：

1、綜合技術(shù)

機器視覺是一項綜合技術(shù)，其中包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、機械工程技術(shù)、控制技術(shù)、電光源照明技術(shù)、光學成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)、人機接口技術(shù)等。這些技術(shù)在機器視覺中是并列關(guān)系，相互協(xié)調(diào)應(yīng)用才能構(gòu)成一個成功的工業(yè)機器視覺應(yīng)用系統(tǒng)

2、強調(diào)工業(yè)可靠性

機器視覺強調(diào)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的可靠性，要求能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中惡劣的環(huán)境，有較高的容錯能力和安全性，不會破壞工業(yè)產(chǎn)品。

3、強調(diào)實用性

機器視覺強調(diào)實用性，要求有合理的性價比，要有通用的工業(yè)接口，能夠由普通工作來操作，有較強的通用性和可移植性。

4、要求高速度和高精度

由于機器視覺通常要求高速度和高精度，數(shù)字圖像處理中的許多新算法目前還難以應(yīng)用。因此，機器視覺技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的實際應(yīng)用速度遠遠滯后于圖像處理理論的發(fā)展速度。