机器视觉是什么

机器视觉技术的发展趋势

有人会说这些年来机器视觉技术的进步一直在提高。然而，当回望过去的35年，功能上的差异是巨大的。最早的机器视觉系统需要微计算机，而且它们的功能很有限。首先认识到微处理器的潜能的其中一个公司是物体识别系统，也是我的老母校。最早的微处理器没有很大的计算能力，因此基本的模式识别算法不得不被舍弃。好消息是可以做灰度级的处理算法，但坏消息是能做灰度级的处理算法而不能在好的灰度比例变化与坏的灰度比例变化之间做出判别。因此，除非有一个全职的工程师来管理这些设置，错误拒绝的数目是紊乱的，在那个时期的其他机器视觉系统也好不了哪里去。许多的硬件都被设计来完成更复杂的图像处理算法，但是，这些只是在少量算法下才会很好工作，对于一个应用经常没必要用最好的算法。这些早期技术在一些应用中体现出重大的进步，比如光源，相机和物体的物理排列，特别是为自身设计的光源，还有它们之间的连接。优化分段处理是减少计算大量图像处理算法的关键。幸运地是今天机器视觉的潜在计算技术在这些年里取得了很大的进步。结果是产生出更多成功的应用。配备机器视觉的很多产品都是可用的。在10～15年以前可用的性能优于机器视觉工具包的视觉传感器在今天已是普遍使用了。在一些情况下，智能相机结合处理大多数计算任务的FPGA，DSP和微处理器则会更具有智能性。具有多种连接性的数字摄像机能将一台个人电脑变成一个机器视觉系统。在这里电脑可能需要配备更智能的帧采集器，它可以插在电脑上，处理大多数图像处理任务。在这些产品中内在的计算能力的不断提高，基于拥有权设计的机器视觉硬件在下滑。越来越多的特殊应用机器视觉系统能由一个或另一个配备的机器视觉排列来处理。对这篇文章作出贡献的个人有下面这些：Rene Voorwinden：Technical Director－ArvooBen Dawson：Director of Strategic Development －DALSA (ipd)Stephane Francois：Executive Vice President － Leutron Vision, Inc.William Munroe：Director of Marketing－MicrovisionDr. Lutz Kreutzer：Marketing Manager －MVTecKarl Gunnarsson：Vision Manager - SICKEndre Toth：Director Business Development－Vision Components您在已经在机器视觉中使用的可配置的视觉产品（智能相机，嵌入式视觉处理器，基于PC的引擎，帧采集器等等）中预见到什么发展趋势？[Rene]在我看来，Arvoo在图像处理硬件的一个主要趋势是相机与处理器的集成。主要供应商中的许多只提供智能相机或集成的视觉处理器，其他的是集成了一些CCD或CMOS设备。我们相信紧凑方案有市场，尽管它主要是低级的应用市场。除此之外，终端用户的学习是非常重要的，基于智能相机的DSP或FPGA对于那些无经验的编程者来说可以充分发挥应用开发时间的优势。考虑到开发时间投入市场时间，用知名的操作系统，比如Linux，RT Linux，QNX或Ecos的方案通常是首选的。来自在一个操作系统上运行的智能相机的主要问题是大多数都在一个基本用途的处理器上运行，比如Pentium Mobile，Power PC等等。这些处理器有较高的发热性，导致在相机内部有很高的温度。众所周知，温度会影响图像处理的许多功能，这将导致损失精度和产生许多随机噪声。针对高端终端应用，ARVOO将图像获取（比如：帧采集器）和图像处理集成到一个视频处理器中。这个视频处理器被图像处理设备分离（比如：相机）。在这个架构下，我们在允许的产热量（大约20W）没有影响图像处理过程的条件下提供一个高处理能力。机架固定方案能够很好地应用于多个相机应用，二维和三维图像处理。在一个系统中通过千兆以太网连接多个单元，但只允许在个宽范围内安装它们。[Ben]机器视觉将继续从降低成本和增加处理器，内存和其他组件的性能中获利。在IPD，我们看到机器视觉中有三个发展趋势。第一，机器视觉系统的用户接口会引起越来越多的关注。用户接口通常是最后考虑的，这需要从算法设计者不断贡献中来建立。结果可能对设计者有意义，但对于用户来说需要较长的时间去学习。在IPD，我们从接口开始，并通过可接受的人为因素来使得我们的视觉系统易于使用的方法来建立。第二个趋势是使机器视觉工具成为使用简单的专用工具。与一个复杂的多功能的基本视觉系统相反，我们的工具针对于一类问题。这个在特定知识领域上建立，会极大地减少需要使用一个机器视觉工具的专家知识。举个例子，一个传统机器视觉系统有许多不同的你可能用于检测一个零件的边缘检测算子。如果你知道你正在做的，这个弹性就很好，但是让大多数用户不知道从哪里开始。与此相反，我们提供知道那些需要去做和为测量选择算法的尺度检测工具。我们把视觉专家知识生成一个工具包，以便用户只是专注于他们的任务而不是变成一个视觉专家。第三个趋势是增加视觉系统的智能以使它能克服更多的环境变化。比如，与让用户去装置一个零件到一个特殊的位置不同，我们使用视觉搜索去寻找视场里的部件。或者再比如，我们使用能不受亮度变化影响的算法，以使部件照明简化。结合趋势二与三，我们有为专门应用而设计的视觉系统，比如监测标签。在这样的情况下，视觉系统理解最终任务，使用熟悉且适用于这个任务的接口。视觉商家必须平衡易于使用与市场大小，还有携带多个产品的成本。[Stephane]技术趋势有包含PCIe和FPGA的帧采集器，多个GigE视觉相机，图像转化可靠性。GigE视觉（和USB2.0）要求新的设计。市场对解决特殊应用，不论是具有诸多功能的（用于不止一个系统），还是针对特殊应用的（对单个系统易于集成），都是有需求的。对于更多特征，价格总是会继续下降。[Bill] 在过去的许多年里，机器视觉和条形码读取技术已经聚合到一个我们提到的智能相机或码图像机的新空间中。在这个新的集中技术空间中，有许多趋向涌现出，它们很可能在接下来的几年中推动工业的发展。其中之一就是消费群中使用数字相机的增加。今天你能用手机，PDA或小于一张商业卡的超薄相机就能很容易的获得高质量的图像。这会刺激消费者接受数字相机，我期望在商用视觉群中看到波动。视觉技术将变得越来越能干，甚至易于使用且低价格。这跟在25年前紧凑显示器出现一样，当成千上万的消费者开始买基于激光二级管技术的CD播放器时，结果是可靠性在提高，激光二级管价格的急剧下降使得生产条码扫描设备的生产商逐渐增多，昂贵的氦氖激光管比便宜的二极管的小许多。就在CD播放器使用仅仅几年之后，大多数条码扫描器使用二级管。在今天看来，我期望看到商业视觉系统尺寸越来越小，高分辨率和更低成本。作为做基层和系统的工程师来说，看到这些新视觉系统的价格下降，机器视觉应用就应当打开。第二个技术趋势可能是会更重要，即大力提高图像处理软件工具。图像处理能力和速度的增长一直以来由硬件上的提高来驱动，因此更好的开发工具会使得软件开发者开发更容易且更快，让他们开发出对于一个给定应用的需求，只需要个别修改的图像处理方案。跟建立一个新的工业视觉系统一起的我们遇到的更多的物理复杂性可能由易于使用的软件控制选择所替代。这对做基层的工程师有利，会帮助打开智能相机和条码图像机的新的应用。[Lutz] 我们看到与潜在技术相关的一些趋向包括：双核－对于使用并行软件64 CPU/64 Bit XP来说是基本需求，全面支持64Bit的增长速度，更多处理空间，更大的图像。

机器视觉的产生发展

机器视觉的研究是从20世纪60年代中期美国学者L.R.罗伯兹关于理解多面体组成的积木世界研究开始的。当时运用的预处理、边缘检测、轮廓线构成、对象建模、匹配等技术，后来一直在机器视觉中应用。罗伯兹在图像分析过程中，采用了自底向上的方法。用边缘检测技术来确定轮廓线，用区域分析技术将图像划分为由灰度相近的像素组成的区域，这些技术统称为图像分割。其目的在于用轮廓线和区域对所分析的图像进行描述，以便同机内存储的模型进行比较匹配。实践表明，只用自底向上的分析太困难，必须同时采用自顶向下，即把目标分为若干子目标的分析方法，运用启发式知识对对象进行预测。这同言语理解中采用的自底向上和自顶向下相结合的方法是一致的。在图像理解研究中，A.古兹曼提出运用启发式知识，表明用符号过程来解释轮廓画的方法不必求助于诸如最小二乘法匹配之类的数值计算程序。70年代，机器视觉形成几个重要研究分支：①目标制导的图像处理；②图像处理和分析的并行算法；③从二维图像提取三维信息；④序列图像分析和运动参量求值；⑤视觉知识的表示；⑥视觉系统的知识库等。

什么是机器视觉技术

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。工作原理：机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。

什么是机器视觉系统

被采纳的回答有一点小错误，我这里更正并完善一下：1、首先说下什么是机器视觉？用一句通俗易懂的话概括就是：机器视觉就是用机器代替人眼来作各种测量和判断等。2、一个典型的机器视觉系统包括：光源、镜头、 工业相机（包括CCD相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯 / 输入输出单元。（CCD照相机这个说法是很不专业的，机器视觉系统一般都会采用工业相机，工业相机的不同之一就是采用的图像传感器不同，较常见的就是CCD图像传感器和CMOS图像传感器。）或者：整个机器视觉系统主要是由图像采集与图像处理两大部分构成的，图像采集部分主要包括光源、镜头、工业相机以及图像采集卡，图像处理部分则是由图像处理软件构成的。3、光源：（光可分为可见光和不可见光，它直接影响输入数据的质量和应用效果）照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。4、镜头选择应注意：①焦距②目标高度 ③影像高度 ④放大倍数 ⑤影像至目标的距离 ⑥中心点 /节点⑦畸变5、工业相机：选择合适的工业相机是整个机器视觉系统非常重要的一步常见的分类：按成像色彩划分，可分为彩色相机和黑白相机；按分辨率划分，像素数在38万以下的为普通型，像素数在38万以上的高分辨率型；按光敏面尺寸大小划分，可分为1/4、1/3、1/2、1英寸相机；按扫描方式划分，可分为行扫描相机（线阵相机）和面扫描相机（面阵相机）两种方式；（面扫描相机又可分为隔行扫描相机和逐行扫描相机）；按同步方式划分，可分为普通相机（内同步）和具有外同步功能的相机等。常见的品牌：德国Optronis、瑞士PhotonFocus、美国ISG、德国Smartek等6、图像采集卡：图像采集卡主要是由视频输入、A/D转换、时序及采集控制、图像处理、总线接口及控制、输出及控制等几大模块构成的。根据机器视觉系统中工业相机种类的不同，在选择图像采集卡时也应有所不同。例如：相机若是黑白的，可以选择黑白图像采集卡，当然，由于彩色图像采集卡也可以采集同灰度级别的黑白图像，因此，也可以选择彩色图像采集卡。但是，若相机为彩色的，就只能选择彩色图像采集卡；另外，相机若是模拟相机，所采用的图像采集卡也相应的是模拟图像采集卡。而与数字相机所配套使用的图像采集卡，则应是数字图像采集卡；还有，线扫描图像采集卡既支持线扫描相机，又支持面扫描相机。而面扫描图像采集卡一般只支持面扫描相机，而不支持线扫描相机。还有其他注意事项。7、机器视觉系统实际应用领域：军事： 航空着陆姿势、起飞状态；弹道/火箭喷射、子弹出膛等。科学研究： 结晶；PIV的流体、粒子研究；燃烧、敷层过程测量。生产领域：产品喷溅、封装、压轧、采掘；机械运转动作分析或故障诊断等。生物：运动学、生物力学；生物运动分析：人体、动物动作分析；康复物理治疗等。医疗：医疗器具、细胞、瓣膜运动；出血观察；吞咽、呼吸道鞭毛运动等。还有可以应用在体育、运动、汽车等其他领域

机器视觉的工作原理

采用机器视觉设备就是用机器替代人眼完成检测，具体实现的过程是用工业相机采集被检测器件的图像，而这个采集的过程可以说是机器视觉最为重要的一个环节了，因为要将被采集器件需要检测的特征全部都体现出来，所以如何采集图像需要不断地根据器件的特征调整光源以及相机的参数，确保能够采集到准确的图像需要不断地进行调整。
当然这个时候是模拟量，然后利用专业的图像处理软件将模拟信号转化为数字信号；再对其进行运算，抽取目标的待检测特征，比如说颜色、器件表面是否有划痕、规格大小是否合格、表面涂料是否均匀等等；输出结果，反馈到机械端对于器件进行分检，将不合格器件挑选出来。
一般来说，机器视觉设备工作原理就是把机器人视觉硬件主要包括图像获取和视觉处理两部分，而图像获取由照明系统、视觉传感器、模拟-数字转换器和帧存储器等组成。机器人视觉通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。

计算机视觉和机器视觉的区别

计算机视觉和机器视觉的区别：定义不同、原理不同、应用不同。1、定义不同。（1）计算机视觉：计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步的说，就是是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。（2）机器视觉：机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。2、原理不同。（1）计算机视觉：计算机视觉就是用各种成象系统代替视觉器官作为输入敏感手段，由计算机来代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能象人那样通过视觉观察和理解世界，具有自主适应环境的能力，要经过长期的努力才能达到的目标。（2）机器视觉：机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。3、应用不同。（1）计算机视觉：人类正在进入信息时代，计算机将越来越广泛地进入几乎所有领域。一方面是更多未经计算机专业训练的人也需要应用计算机，而另一方面是计算机的功能越来越强，使用方法越来越复杂。这就使人在进行交谈和通讯时的灵活性与在使用计算机时所要求的严格和死板之间产生了尖锐的矛盾。（2）机器视觉：在国外，机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业，其中大概40%~50%都集中在半导体行业。具体如PCB印刷电路：各类生产印刷电路板组装技术、设备；单、双面、多层线路板，覆铜板及所需的材料及辅料。辅助设施以及耗材、油墨、药水药剂、配件、电子封装技术与设备、丝网印刷设备及丝网周边材料等。SMT表面贴装：SMT工艺与设备、焊接设备、测试仪器、返修设备及各种辅助工具及配件、SMT材料、贴片剂、胶粘剂、焊剂、焊料及防氧化油、焊膏、清洗剂等。

机器视觉属于什么专业

机器视觉是一门跨学科的领域，涉及多个专业和学科的知识和技术。以下是与机器视觉相关的一些专业：
1. 计算机科学：机器视觉的核心是利用计算机算法和技术来处理和分析图像或视频数据。因此，计算机科学提供了许多基础知识和技术，如图像处理、模式识别、机器学习等。
2. 数学：数学在机器视觉中扮演着重要的角色，包括线性代数、概率论、统计学等。这些数学概念被应用于图像变换、特征提取、分类和回归等方面。
3. 电子工程：电子工程提供了关于图像传感器、摄像头、光学设备和信号处理等方面的知识。这些硬件组件对于获取和处理图像数据至关重要。
4. 图像处理：图像处理专业涵盖了从获取到最终呈现图像之间的所有过程。它涉及到预处理、滤波、增强、分割和压缩等技术。
5. 人工智能与模式识别：人工智能和模式识别为机器视觉提供了强大的工具和方法。机器学习、深度学习、神经网络等技术用于训练和优化机器视觉算法。
6. 控制工程：机器视觉在自动化和机器人领域有广泛应用，控制工程提供了与机器视觉集成的相关知识，如目标跟踪、运动控制等。
7. 光学工程：光学工程涉及到光学原理、光学仪器和光学系统设计等方面的知识。对于理解图像采集和传感的原理以及设计高质量的图像系统非常重要。
这些专业只是机器视觉领域中的一部分，实际上还有许多其他领域的知识可以应用于机器视觉中，如模式识别、计算机图形学、信号处理等。因此，机器视觉是一个综合性强、交叉学科广泛的领域。