机器视觉是什么，四个常见应用领域是什么

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#111723#呆板视觉是人工智能正在疾速开展的一个分支。简略说来，呆板视觉就是用呆板取代人眼来做丈量和断定。呆板视觉体系是通过呆板视觉产物（即图象摄取安装，分CMOS和CCD两种）将被摄取目的转换成图象信号，传递给公用的图象处置体系，失掉被摄目的的状态信息，依据像素散布和亮度、色彩等信息，改变成数字化信号;图象体系对这些信号停止种种运算来抽取目的的特点，进而依据辨别的成果来把持现场的装备举措。


呆板视觉体系最基础的特色就是进步出产的机动性和主动化水平。在一些不适于人任务业的伤害任务情况或许人工视觉难以满意请求的场所，常用呆板视觉来替换人工视觉。同时，在大量量反复性产业出产进程中，用呆板视觉检测方式能够大大进步出产的效力和主动化水平。
一个典范的产业呆板视觉体系包含：光源、镜头（定焦镜头、变倍镜头、远心镜头、显微镜头）、 相机（包含CCD相机和COMS相机）、图象处置单位（或图象捕捉卡）、图象处置软件、监督器、通信 / 输入输出单位等。
四个罕见利用范畴：
呆板视觉图象检测利用
检测是呆板视觉产业范畴最重要的利用之一， 光学挑选机，几近全部产物都须要检测，而人工检测存在着较多的弊病，人工检测正确性低，长时光任务的话，正确性更是没法保障，而且检测速率慢，轻易影响全部出产进程的效力。因而，呆板视觉检测装备在图象检测的利用方面也十分的普遍，光学影象挑选机，比方：硬币边缘字符的检测。
2000年10月新刊行的第五套国民币中，一元硬币的侧边加强了防伪功效，鉴于出产进程的严厉把持请求，在造币的最后一道工序上安顿了视觉检测体系，印刷进程中的套色定位以及较色检讨、包装进程中的饮料瓶盖的印刷品质检讨，产物包装上的条码和字符辨认等，玻璃瓶的缺点检测。呆板视觉体系对玻璃瓶的缺点检测，其重要检测包含尺寸检测、瓶身表面缺点检测、瓶肩部缺点检测、瓶口检测等。
呆板视觉视觉定位利用
视觉定位请求呆板视觉体系可能疾速正确地找到被测整机并确认其地位。在半导体封装范畴，装备须要依照呆板视觉获得的芯片地位信息调剂拾取头，正确拾取芯片并停止绑定，这就是视觉定位在呆板视觉产业范畴最基础的利用。
呆板视觉物体丈量利用
视觉定位请求呆板视觉体系可能疾速正确地找到被测整机并确认其地位。在半导体封装范畴，装备须要依照呆板视觉获得的芯片地位信息调剂拾取头，正确拾取芯片并停止绑定，这就是视觉定位在呆板视觉产业范畴最基础的利用。
呆板视觉物体分拣利用
现实上，物体分拣利用是树立在辨认、检测以后一个环节，通过呆板视觉体系将图象停止处置，实现分拣。在呆板视觉产业利用中常用于食物分拣、整机表面瑕疵主动分拣、棉花纤维分拣等。
呆板视觉上游有光源、镜头、产业相机、图象收集卡、图象处置软件等软硬件供给商，中游有集成和整机装备供给商，行业卑鄙利用较广，重要卑鄙市场包含电子制作行业、汽车、印刷包装、烟草、农业、医药、纺织和交通等范畴。
呆板视觉寰球市场重要散布在北美、欧洲、日本、中国等地域，依据统计数据，2014年，寰球呆板视觉体系及部件市场范围是 36.7 亿美元，2015年寰球呆板视觉体系及部件市场范围是42亿美元，2016年寰球呆板视觉体系及部件市场范围是62亿美元，2002-2016年市场年均复合增加率为12%阁下。而呆板视觉体系集成，依据北美市场数据预算，大概是视觉体系及部件市场的6倍。
呆板视觉技巧比年开展
中国呆板视觉起步于80年月的技巧引进，跟着98年半导体工场的整线引进，也带入呆板视觉体系，06年之前海内呆板视觉产物重要会合在外资制作企业，范围都较小，06年开端，产业呆板视觉利用的客户群开端扩展到印刷、食物等检测范畴，2011年市场开端高速增加，跟着人工本钱的增添和制作业的进级需要，加上盘算机视觉技巧的疾速开展，越来越多呆板视觉计划浸透到各范畴，到2016年我国呆板视觉市场范围已达近70亿元。
呆板视觉中，缺点检测功效，是呆板视觉利用得最多的功效之一，重要检测产物名义的种种信息。在古代产业主动化出产中，持续大量量出产中每个制程都有必定的次品率，独自看固然比率很小，但相乘后却成为企业难以进步良率的瓶颈，而且在经由完全制程后再剔除次品本钱会高良多（比方，假如锡膏印刷工序存在定位偏向，且该成绩直到芯片贴装后的在线测试才被发明，那末返修的本钱将会是原本钱的100倍以上），因而实时检测及次品剔除对证量把持和本钱把持长短常主要的，也是制作业进一步进级的主要基石。
在检测行业，与人类视觉比拟，呆板视觉上风显明
1）准确度高：人类视觉是64灰度级，且对渺小目的辨别力衰；呆板视觉可明显进步灰度级，同时可观察微米级的目的；
2）速率快：人类是没法看清疾速活动的目的的，呆板快门时光则可达微秒级别；
3）稳固性高：呆板视觉处理了人类一个十分重大的成绩，不稳固，人工目检是休息十分单调和辛劳的行业，不管你计划怎么的赏罚轨制，都市产生比拟高的漏检率。然而呆板视觉检测装备则没有疲惫成绩，没无情绪稳定，只有是你在算法中写好的货色，每一次都市当真履行。在质控中大大晋升后果可控性。
4）信息的集成与保存：呆板视觉取得的信息量是片面且可追溯的，相干信息能够很便利的集成和保存。
呆板视觉技巧比年开展敏捷
1）图象收集技巧开展迅猛
CCD、CMOS等固件越来越成熟，图象敏感器件尺寸一直缩小，像元数目和数据率一直进步，辨别率和帧率的晋升速率能够说日新月异，产物系列也越来越丰盛，在增益、快门和信噪比等参数上一直优化，通过中心测试指标（MTF、畸变、信噪比、光源亮度、平均性、色温、体系成像才能综合评价等）来对光源、镜头和相机停止综合抉择，使得良多之前成像上的难点成绩得以一直冲破。
2）图象处置和形式辨认开展敏捷
图象处置上，跟着图象高精度的边沿信息的提取，良多本来混杂在配景噪声中难以直接检测的低对照度瑕疵开端失掉辨别。
形式辨认上，自身能够看做一个标志进程，在必定量度或观察的基本上，把待识形式分别到各自的形式中去。图象辨认中应用得较多的重要是决议实践和构造方式。决议实践方式的基本是决议函数，应用它对形式向量停止分类辨认，是以准时描写（如统计纹理）为基本的；构造方式的中心是将物体剖析成了形式或形式基元，而差别的物体构造有差别的基元串（或称字符串），通过对未知物体应用给定的形式基元求出编码界限，失掉字符串，再依据字符串断定它的属类。在特点天生上，良多新算法一直呈现，包含基于小波、小波包、分形的特点，以及独二份量剖析；另有关子支撑向量机，变形模板婚配，线性以及非线性分类器的计划等都在一直延展。
3）深度进修带来的冲破
传统的呆板进修在特点提取上重要依托人来剖析和树立逻辑，而深度进修则通过量层感知机摹拟大脑任务，构建深度神经收集（如卷积神经收集等）来进修简略特点、树立庞杂特点、进修映照并输出，练习进程中全部层级都市被一直优化。在详细的利用上，比方主动ROI地区宰割；标点定位（通过防真视觉可机动检测未知瑕疵）；从重噪声图象重检测没法描写或量化的瑕疵如橘皮瑕疵；辨别玻璃盖板检测中的虚实瑕疵等。跟着越来越多的基于深度进修的呆板视觉软件推向市场（包含瑞士的vidi，韩国的SUALAB，香港的应科院等），深度进修给呆板视觉的赋能会越来越显明。
4）3d视觉的开展
3D视觉还处于起步阶段，很多利用顺序都在应用3D名义重构，包含导航、产业检测、逆向工程、测绘、物体辨认、丈量与分级等，但精度成绩限度了3D视觉在良多场景的利用，现在工程上最早放开的利用是物流里的尺度件体积丈量，信任将来这块潜力宏大。
诸多灾点有待攻破
1）光源与成像：呆板视觉中优良的成像是第一步，因为差别资料物体名义反光、折射等成绩都市影响被测物体特点的提取，因而光源与成像能够说是呆板视觉检测要霸占的第一个难关。比方当初玻璃、反光名义的划痕检测等，良多时间成绩都卡在差别缺点的集成成像上。
2）重乐音中低对照度图象中的特点提取：在重乐音情况下，虚实瑕疵的辨别良多时间较难，这也是良多场景一直存在必定误检率的缘由，但这块通过成像和边沿特点提取的疾速开展，曾经在一直获得种种冲破。
3）对非预期缺点的辨认：在利用中，常常是给定一些详细的缺点形式，应用呆板视觉来辨认它们究竟有没有产生。但常常碰到的情形是，很多显明的缺点，由于之前没有产生过，或许产生的形式过火多样，而被漏检。假如换做是人，固然在操纵流程文件中没让他去检测这个缺点，然而他会留神到，从而有较大概率捉住它，而呆板视觉在这点上的“聪明”现在还较难冲破。
呆板视觉工业链情形
1）上游部件级市场
重要包含光源、镜头、产业相机、图象收集卡、图象处置软件等供给商，近几年智能相机、产业相机、光源和板卡都坚持了不低于20%的增速。依据中国呆板视觉工业同盟（CMVU）考察统计，当初已进入中国的国际呆板视觉品牌已近200多家（如康耐视、达尔萨、堡盟等为代表的中心部件制作商，以基恩士、欧姆龙、松下、邦纳、NI等为代表的则同时涉足呆板视觉中心部件和体系集成），中国自有的呆板视觉品牌也已有100多家（如海康、华睿、盟拓光电、神州视觉、深圳灿锐、上海方诚、上海波创电气等），呆板视觉各种产物代办商超越300家（如深圳鸿富视觉、微视新纪元、三宝兴业、凌云光、阳光视觉等）。良多海内呆板视觉的部件市场都是从代办外洋品牌开端，良多企业均与外洋的偕行有较好的配合，且这类配合存在必定的排他性，这给潜伏进入者带来了必定的门坎，因而优良产物的代办商也都有不错的市场竞争力和利润表示。同时，以海康、华睿为代表的国产产业视觉中心部件正在疾速突起。
2）中游体系集成和整机设备市场
海内中游的体系集成和整机设备商有100多家，他们能够给各行业主动化公司供给综合的呆板视觉计划，如凌云光、微视新纪元、嘉恒、凌华、阳光视觉、鼎信、大恒图象等。因为海内产物与国际仍然有不小差距，良多中游体系集成商和整机设备商又是从中心零部件的商业做起来的，因而良多在视觉产物的抉择方面，仍然更加青眼外洋品牌。海内品牌为推行本人的软硬件产物，常常须要开展本人的计划集成才能，才干更好的面临市场竞争。
3）卑鄙利用市场
呆板视觉卑鄙，重要是给终端用户供给非标主动化综合处理计划的公司，行业属性十分强，中心竞争力是对行业和出产的综公道解和多类技巧整合。因为行业主动化的更迭有必定周期性，深受行业团体进级速率、出货量和利润状态影响，因而近两年来看，拉念头器视觉利用遍及最重要的仍是在电子制作业，其次是汽车和制药。
半导体和电子出产行业：从海内呆板视觉产业上的利用散布来看，46％都会合在电子及半导体系造行业，包含晶圆加工制作的分类切割、PCB检测（底片、内／外层板、制品表面终检等）、SMT贴装检测、LCD全流程的AOI缺点检测、种种3c组件的名义缺点检测、3c产物表面检测等
汽车：车身拆卸检测、整机的多少尺寸和偏差丈量、名义和外部缺点检测、空隙检测等
印刷、包装检测：烟草外壳印刷、食物的包装和印刷、药品的铝塑板包装和印刷等
农业：对农产物的分级、测验和分类
纺织：对异纤、云织、经疵、纬疵等瑕疵检测、织物名义绒毛判定、纱线构造剖析等等。
呆板视觉体系将来开展趋向
1）嵌入式处理计划开展迅猛，智能相机机能与本钱上风凸起，嵌入式PC会越来越强盛
2）模块化的通用型软件平台和人工智能软件平台将下降开辟职员技巧请求和收缩开辟周期
3）3d视觉将走向更多利用场景
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