機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)是(shi)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)正(zheng)在(zai)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)的(de)一(yi)個(ge)分(fen)支(zhi)。簡(jian)單(dan)說(shuo)來(lai)，機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)就(jiu)是(shi)用(yong)機(ji)器(qi)代(dai)替(ti)人(ren)眼(yan)來(lai)做(zuo)測(ce)量(liang)和(he)判(pan)斷(duan)。機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)是(shi)通(tong)過(guo)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)產(chan)品(pin)（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理係統，得到被攝目標的形態信息
，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號;圖像係統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控製現場的設備動作。

 

 

如今
，中國正成為世界機器視覺發展最活躍的地區之一，應用範圍涵蓋了工業
、農業、醫藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科ke研yan等deng國guo民min經jing濟ji的de各ge個ge行xing業ye。其qi重zhong要yao原yuan因yin是shi中zhong國guo已yi經jing成cheng為wei全quan球qiu製zhi造zao業ye的de加jia工gong中zhong心xin

，高gao要yao求qiu的de零ling部bu件jian加jia工gong及ji其qi相xiang應ying的de先xian進jin生sheng產chan線xian
，使shi許xu多duo具ju有you國guo際ji先xian進jin水shui平ping的de機ji器qi視shi覺jiao係xi統tong和he應ying用yong經jing驗yan也ye進jin入ru了le中zhong國guo。

 

經曆過長期的蟄伏，2010年中國機器視覺市場迎來了爆發式增長。數據顯示當年，中國機器視覺市場規模達到8.3億元
，同比增長48.2%
，其中智能相機
、軟件


、光源和板卡的增長幅度都達到了50%，工業相機和鏡頭也保持了40%以上的增幅
，皆為2007年以來的最高水平。

 

 

機器視覺檢測係統采用CCD照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理係統，根據像素分布和亮度、顏色等信息
，轉變成數字化信號，圖像處理係統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如麵積、數量、位置、長度
，再根據預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格 / 不合格、有 / 無等

，實現自動識別功能。

 

機ji器qi視shi覺jiao係xi統tong的de特te點dian是shi提ti高gao生sheng產chan的de柔rou性xing和he自zi動dong化hua程cheng度du。在zai一yi些xie不bu適shi合he於yu人ren工gong作zuo業ye的de危wei險xian工gong作zuo環huan境jing或huo人ren工gong視shi覺jiao難nan以yi滿man足zu要yao求qiu的de場chang合he，常chang用yong機ji器qi視shi覺jiao來lai替ti代dai人ren工gong視shi覺jiao
；tongshizaidapilianggongyeshengchanguochengzhong，yongrengongshijiaojianzhachanpinzhiliangxiaolvdiqiejingdubugao

，yongjiqishijiaojiancefangfakeyidadatigaoshengchanxiaolvheshengchandezidonghuachengdu。erqiejiqishijiaoyiyushixianxinxijicheng，shishixianjisuanjijichengzhizaodejichujishu。

 

 

一個典型的機器視覺係統包括以下五大塊：

 

 

照zhao明ming是shi影ying響xiang機ji器qi視shi覺jiao係xi統tong輸shu入ru的de重zhong要yao因yin素su，它ta直zhi接jie影ying響xiang輸shu入ru數shu據ju的de質zhi量liang和he應ying用yong效xiao果guo。由you於yu沒mei有you通tong用yong的de機ji器qi視shi覺jiao照zhao明ming設she備bei，所suo以yi針zhen對dui每mei個ge特te定ding的de應ying用yong實shi例li，要yao選xuan擇ze相xiang應ying的de照zhao明ming裝zhuang置zhi
，以yi達da到dao最zui佳jia效xiao果guo。光guang源yuan可ke分fen為wei可ke見jian光guang和he不bu可ke見jian光guang。常chang用yong的de幾ji種zhong可ke見jian光guang源yuan是shi白bai熾chi燈deng、日光燈、shuiyindenghenaguangdeng。kejianguangdequedianshiguangnengbunengbaochiwending。ruheshiguangnengzaiyidingdechengdushangbaochiwending，shishiyonghuaguochengzhongjixuyaojiejuedewenti。lingyifangmian，huanjingguangyoukenengyingxiangtuxiangdezhiliang

，suoyikecaiyongjiafanghupingdefangfalaijianshaohuanjingguangdeyingxiang。zhaomingxitonganqizhaoshefangfakefenwei：背向照明、前向照明、結(jie)構(gou)光(guang)和(he)頻(pin)閃(shan)光(guang)照(zhao)明(ming)等(deng)。其(qi)中(zhong)
，背(bei)向(xiang)照(zhao)明(ming)是(shi)被(bei)測(ce)物(wu)放(fang)在(zai)光(guang)源(yuan)和(he)攝(she)像(xiang)機(ji)之(zhi)間(jian)
，它(ta)的(de)優(you)點(dian)是(shi)能(neng)獲(huo)得(de)高(gao)對(dui)比(bi)度(du)的(de)圖(tu)像(xiang)。前(qian)向(xiang)照(zhao)明(ming)是(shi)光(guang)源(yuan)和(he)攝(she)像(xiang)機(ji)位(wei)於(yu)被(bei)測(ce)物(wu)的(de)同(tong)側(ce)，這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)便(bian)於(yu)安(an)裝(zhuang)。結(jie)構(gou)光(guang)照(zhao)明(ming)是(shi)將(jiang)光(guang)柵(zha)或(huo)線(xian)光(guang)源(yuan)等(deng)投(tou)射(she)到(dao)被(bei)測(ce)物(wu)上(shang)，根(gen)據(ju)它(ta)們(men)產(chan)生(sheng)的(de)畸(ji)變(bian)，解(jie)調(tiao)出(chu)被(bei)測(ce)物(wu)的(de)三(san)維(wei)信(xin)息(xi)。頻(pin)閃(shan)光(guang)照(zhao)明(ming)是(shi)將(jiang)高(gao)頻(pin)率(lv)的(de)光(guang)脈(mai)衝(chong)照(zhao)射(she)到(dao)物(wu)體(ti)上(shang)，攝(she)像(xiang)機(ji)拍(pai)攝(she)要(yao)求(qiu)與(yu)光(guang)源(yuan)同(tong)步(bu)。

 

 

FOV（Field of Vision）=所需分辨率*亞象素*相機尺寸/PRTM（零件測量公差比）

 

鏡頭選擇應注意：

 

①焦距②目標高度 ③影像高度 ④放大倍數 ⑤影像至目標的距離 ⑥中心點 /節點⑦畸變

 

視覺檢測中如何確定鏡頭的焦距

 

為特定的應用場合選擇合適的工業鏡頭時必須考慮以下因素：

 

· 視野 - 被成像區域的大小。

 

· 工作距離 （WD） - 攝像機鏡頭與被觀察物體或區域之間的距離。

 

· CCD - 攝像機成像傳感器裝置的尺寸。

 

· 這些因素必須采取一致的方式對待。如果在測量物體的寬度，則需要使用水平方向的 CCD 規格
，等等。如果以英寸為單位進行測量，則以英尺進行計算
，最後再轉換為毫米。

 

參考如下例子：有一台 1/3” C 型安裝的 CCD 攝像機（水平方向為 4.8 毫米）。物體到鏡頭前部的距離為 12”（305 毫米）。視野或物體的尺寸為2.5”（64 毫米）。換算係數為 1” = 25.4 毫米（經過圓整）。

 

FL = 4.8 毫米 x 305 毫米 / 64 毫米

 

FL = 1464 毫米 / 64 毫米

 

FL = 按 23 毫米鏡頭的要求

 

FL = 0.19” x 12” / 2.5”

 

FL = 2.28” / 2.5”

 

FL = 0.912” x 25.4 毫米/inch

 

FL = 按 23 毫米鏡頭的要求

 

注：勿將工作距離與物體到像的距離混淆。工作距離是從工業鏡頭前部到被觀察物體之間的距離。而物體到像的距離是 CCD 傳感器到物體之間的距離。計算要求的工業鏡頭焦距時，必須使用工作距離

 

 

按照不同標準可分為：標準分辨率數字相機和模擬相機等 。要根據不同的實際應用場合選不同的相機和高分辨率相機：

 

按成像色彩劃分，可分為彩色相機和黑白相機；

 

按分辨率劃分，像素數在38萬以下的為普通型

，像素數在38萬以上的高分辨率型
；

 

按光敏麵尺寸大小劃分，可分為1/4、1/3、1/2
、1英寸相機
；

 

按掃描方式劃分，可分為行掃描相機（線陣相機）和麵掃描相機（麵陣相機）兩種方式；（麵掃描相機又可分為隔行掃描相機和逐行掃描相機）

；

 

按同步方式劃分
，可分為普通相機（內同步）和具有外同步功能的相機等。

 

 

圖像采集卡隻是完整的機器視覺係統的一個部件
，但是 它扮演一個非常重要的角色。圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色
、模擬、數字等等。

 

比較典型的是PCI或AGP兼容的捕獲卡，可以將圖像迅速地傳送到計算機存儲器進行處理。有些采集卡有內置的多路開關。例如
，可以連接8gebutongdeshexiangji
，ranhougaosucaijikacaiyongnayigexiangjizhuapaidaodexinxi。youxiecaijikayouneizhideshuzishuruyichufacaijikajinxingbuzhuo
，dangcaijikazhuapaituxiangshishuzishuchukoujiuchufazhamen。

 

shijiaochuliqijicaijikayuchuliqiyuyiti。yiwangjisuanjisudujiaomanshi，caiyongshijiaochuliqijiakuaishijiaochulirenwu。caijikachuanshutuxiangdaocunchuqi
，jinerjisuanfenxi。dangqianzhuliupeizhidePLC
，且配置較高
，視覺處理器已經幾乎退出市場。

 

 

zaibupideshengchanguochengzhong，xiangbupizhiliangjiancezhezhongyougaoduzhongfuxinghezhinengxingdegongzuozhinengkaorengongjiancelaiwancheng，zaixiandaihualiushuixianhoumianchangchangkekandaohenduodejiancegongrenlaizhixingzhedaogongxu，geiqiyezengjiajudaderengongchengbenheguanlichengbendetongshi，querengranbunengbaozheng100 %的檢驗合格率（即“零缺陷”）。對布匹質量的檢測是重複性勞動
，容易出錯且效率低。

 

流水線進行自動化的改造，使布匹生產流水線變成快速、實時、準確

、高效的流水線。在流水線上，所有布匹的顏色、及數量都要進行自動確認（以下簡稱“布匹檢測”）。采(cai)用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)的(de)自(zi)動(dong)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)完(wan)成(cheng)以(yi)前(qian)由(you)人(ren)工(gong)來(lai)完(wan)成(cheng)的(de)工(gong)作(zuo)。在(zai)大(da)批(pi)量(liang)的(de)布(bu)匹(pi)檢(jian)測(ce)中(zhong)，用(yong)人(ren)工(gong)檢(jian)查(zha)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)效(xiao)率(lv)低(di)且(qie)精(jing)度(du)不(bu)高(gao)，用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)生(sheng)產(chan)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)。

 

 

一般布匹檢測（自動識別）先利用高清晰度、高速攝像鏡頭拍攝標準圖像
，在此基礎上設定一定標準
；然後拍攝被檢測的圖像，再將兩者進行對比。但是在布匹質量檢測工程中要複雜一些：

 

1． 圖像的內容不是單一的圖像
，每塊被測區域存在的雜質的數量、大小、顏色、位置不一定一致。

 

2． 雜質的形狀難以事先確定。

 

3． 由於布匹快速運動對光線產生反射，圖像中可能會存在大量的噪聲。

 

4． 在流水線上，對布匹進行檢測，有實時性的要求。

 

由於上述原因，圖像識別處理時應采取相應的算法
，提取雜質的特征，進行模式識別，實現智能分析。

 

 

一般而言
，從彩色CCD相機中獲取的圖像都是RGB圖像。也就是說每一個像素都由紅（R）綠（G）藍（B）三個成分組成，來表示RGB色se彩cai空kong間jian中zhong的de一yi個ge點dian。問wen題ti在zai於yu這zhe些xie色se差cha不bu同tong於yu人ren眼yan的de感gan覺jiao。即ji使shi很hen小xiao的de噪zao聲sheng也ye會hui改gai變bian顏yan色se空kong間jian中zhong的de位wei置zhi。所suo以yi無wu論lun我wo們men人ren眼yan感gan覺jiao有you多duo麼me的de近jin似si
，在zai顏yan色se空kong間jian中zhong也ye不bu盡jin相xiang同tong。基ji於yu上shang述shu原yuan因yin，我wo們men需xu要yao將jiangRGB像素轉換成為另一種顏色空間CIELAB。目的就是使我們人眼的感覺盡可能的與顏色空間中的色差相近。

 

 

genjushangmiandedaodechulituxiang，genjuxuqiu，zaichunsebeijingxiajiancezazhiseban，bingqieyaojisuanchusebandemianji，yiquedingshifouzaijiancefanweizhinei。yincituxiangchuliruanjianyaojuyoufenlimubiao

，jiancemubiao，bingqiejisuanchuqimianjidegongneng。

 

Blob分析（Blob Analysis）是對圖像中相同像素的連通域進行分析，該連通域稱為Blob。經二值化（Binary Thresholding）處理後的圖像中色斑可認為是blob。Blob分析工具可以從背景中分離出目標，並可計算出目標的數量
、位置、形狀
、fangxianghedaxiao
，haikeyitigongxiangguanbandianjiandetuopujiegou。zaichuliguochengzhongbushicaiyongdangedexiangsuzhuyifenxi

，ershiduituxingdexingjinxingcaozuo。tuxiangdemeiyixingdouyongyouchengchangdubianma（RLE）來表示相鄰的目標範圍。這種算法與基於象素的算法相比
，大大提高處理速度。

 

 

應用程序把返回的結果存入數據庫或用戶指定的位置
，並根據結果控製機械部分做相應的運動。

 

根(gen)據(ju)識(shi)別(bie)的(de)結(jie)果(guo)
，存(cun)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)。以(yi)後(hou)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)對(dui)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)檢(jian)索(suo)查(zha)詢(xun)，管(guan)理(li)者(zhe)可(ke)以(yi)獲(huo)知(zhi)某(mou)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)流(liu)水(shui)線(xian)的(de)忙(mang)閑(xian)，為(wei)下(xia)一(yi)步(bu)的(de)工(gong)作(zuo)作(zuo)出(chu)安(an)排(pai)；可以獲知內布匹的質量情況等等。

 

 

在國外，機器視覺的應用普及主要體現在半導體及電子行業
，其中大概40%-50%都集中在半導體行業。具體如PCB印刷電路：各類生產印刷電路板組裝技術、設備；單

、雙麵、多層線路板，覆銅板及所需的材料及輔料
；輔助設施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件；電子封裝技術與設備；絲網印刷設備及絲網周邊材料等。SMT表麵貼裝：SMT工藝與設備、焊接設備、測試儀器、返修設備及各種輔助工具及配件
、SMT材料
、貼片劑、膠粘劑、焊劑
、焊料及防氧化油
、焊膏、清洗劑等；再流焊機、波峰焊機及自動化生產線設備。電子生產加工設備：電子元件製造設備、半導體及集成電路製造設備
、元器件成型設備、dianzigongmoju。jiqishijiaoxitonghaizaizhiliangjiancedegegefangmianyijingdedaoleguangfandeyingyong
，bingqieqichanpinzaiyingyongzhongzhanjuzhejuzuqingzhongdediwei。chucizhiwai，jiqishijiaohaiyongyuqitagegelingyu。

 

而在中國，視覺技術的應用開始於90niandai


，yinweixingyebenshenjiushuyuxinxingdelingyu，zaijiazhijiqishijiaochanpinjishudepujibugou，daozhiyishanggexingyedeyingyongjihukongbai。muqianguoneijiqishijiaodaduoweiguowaipinpai。guoneidaduojiqishijiaogongsijibenshangshikaodailiguowaigezhongjiqishijiaopinpaiqijia，suizhejiqishijiaodebuduanyingyong，gongsiguimomanmanzuoda，jishushangyijingzhujianchengshu。

 

隨著經濟水平的提高，3D機器視覺也開始進入人們的視野。3D機器視覺大多用於水果和蔬菜、木材、化妝品、烘焙食品、dianzizujianheyiyaochanpindepingji。takeyitigaohegechanpindeshengchannengli，zaishengchanguochengdezaoqijiubaofeiliezhichanpin，congerjianshaolelangfeijieyuechengben。zhezhonggongnengfeichangshiheyongyugaodu、形狀
、數量甚至色彩等產品屬性的成像。

 

在行業應用方麵

，主要有製藥、包裝、電子
、汽車製造、半導體、紡織
、煙草、交通、物(wu)流(liu)等(deng)行(xing)業(ye)，用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)技(ji)術(shu)取(qu)代(dai)人(ren)工(gong)
，可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。例(li)如(ru)在(zai)物(wu)流(liu)行(xing)業(ye)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)快(kuai)遞(di)的(de)分(fen)揀(jian)分(fen)類(lei)，不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)大(da)多(duo)快(kuai)遞(di)公(gong)司(si)人(ren)工(gong)進(jin)行(xing)分(fen)揀(jian)

，減(jian)少(shao)物(wu)品(pin)的(de)損(sun)壞(huai)率(lv)，可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)分(fen)揀(jian)效(xiao)率(lv)，減(jian)少(shao)人(ren)工(gong)勞(lao)動(dong)。