機器視覺概念

簡單來說，機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。 機器視覺系統(tǒng)主要由圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示三部分組成。主要用計算機軟件來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并最終用于實際檢測、測量和控制。

機器視覺系統(tǒng)的組成

圖像處理單元——大腦

圖像處理單元由圖像處理軟件完成，圖像處理軟件包含大量圖像處理算法。在取得圖像后，用這些算法對數(shù)字圖像進行處理，分析計算，并輸出結(jié)果。機器視覺企業(yè)之間的競爭，說到底就是算法準確性的競爭，因此每個企業(yè)都會投入很多的資源對核心軟件進行開發(fā)。只有優(yōu)秀的機器視覺圖像處理軟件才能進行快速而又準確的檢查，且減少對硬件系統(tǒng)的依賴性。軟件是機器視覺的大腦，只有在軟件將采集到的圖像數(shù)據(jù)化以后，機器才能進行識別和檢測等功能。

光源

光源是機器視覺系統(tǒng)中重要的組件之一，一個合適的光源是機器視覺系統(tǒng)正常運行的必備條件。使用光源的目的是將被測物體與背景盡量明顯分別，獲得高品質(zhì)、高對比度的圖像。

鏡頭——視網(wǎng)膜

鏡頭的作用是光學(xué)成像。盡管照相機、分析軟件和照明對于機器視覺系統(tǒng)都是十分重要的，可最關(guān)鍵的元件還是工業(yè)相機鏡頭。系統(tǒng)若想完全發(fā)揮其功能，鏡頭必須要能夠滿足要求才行。決定鏡頭性能的參數(shù)主要有焦距，工作距離、視嘗景深、分辨率等。景深，是指鏡頭能夠獲得最佳圖像時，被攝物體離此最佳焦點前后的距范圍。視場，表示攝像頭所能觀測到的最大范圍，通常以角度表示，一般說來視場越大，觀測范圍越大。工作距離，是指鏡頭到被攝物體的距離，工作距離越長，成本越高。

相機——眼球

機器視覺相機(“眼球”)的目的是將通過鏡頭投影到傳感器的圖像傳送到能夠儲存、分析和（或者）顯示的機器設(shè)備上。按照芯片類型可以分為CCD相機、CMOS相機。CCD和CMOS是現(xiàn)在普遍采用的兩種圖像工藝技術(shù)，它們之間的主要差異在于傳送方式的不同。

圖像采集單元——視覺神經(jīng)

圖像采集單元中最重要的元件是圖像采集卡，它是圖像采集部分和圖像處理部分的接口。一般具有以下的功能模塊：圖像信號的接收與A／D轉(zhuǎn)換模塊，負責(zé)圖像信號的放大與數(shù)字化。有用于彩色或黑白圖像的采集卡。彩色輸入信號可分為復(fù)合信號或RGB分量信號。攝像機控制輸入輸出接口，主要負責(zé)協(xié)調(diào)攝像機進行同步或?qū)崿F(xiàn)異步重臵拍照、定時拍照等?？偩€接口，負責(zé)通過PC機內(nèi)部總線高速輸出數(shù)字數(shù)據(jù)，一般是PCI接口，傳輸率可高達130Mbps，完全能勝任高精度圖像的實時傳輸。且占用較少的CPU時間。

輸出單元

輸入輸出單元,在完成圖像采集和處理工作之后，需要將圖像處理的結(jié)果輸出，并作出與結(jié)果匹配的動作，如剔廢、報警燈，并通過人機界面顯示生產(chǎn)信息。

機器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域

視覺技術(shù)的最大優(yōu)點是與被觀測對象無接觸，因此對觀測與被觀測者都不會產(chǎn)生任何損傷,安全可靠。理論上，人眼觀察不到的范圍機器視覺也可以觀察，例如紅外線、微波、超聲波等，而機器視覺則可以利用這方面的傳感器件形成紅外線、微波、超聲波等圖像。另外,人無法長時間地觀察對象,機器視覺則無時間限制,而且具有很高的分辨精度和速度。

所以,機器視覺應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,可分為工業(yè)、科學(xué)研究、軍事和民用4大領(lǐng)域。機器視覺廣泛運用于儀表板智能集成測試系統(tǒng)、金屬板表面自動控傷系統(tǒng)、汽車車身檢測系統(tǒng)、紙幣印刷質(zhì)量檢測、智能交通管理、金相分析、醫(yī)學(xué)成像分析、流水線生產(chǎn)檢測等等。

目前，將近80%的工業(yè)視覺系統(tǒng)主要用在檢測方面，包括用于提高生產(chǎn)效率、控制生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量、采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。機器視覺自動化設(shè)備可以代替人工不知疲倦的進行重復(fù)性的工作，且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，機器視覺可替代人工視覺。在工業(yè)4.0的趨勢下，機器視覺行業(yè)方興未艾，機器視覺產(chǎn)品在其他下游行業(yè)中的應(yīng)用仍有長足發(fā)展空間。