What Is Computer Vision ? | How Computer Vision Works ? | Computer Vision Explained | review sheview
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如今，隨著工業4.0的到來，機器視覺技術在工業自動化中，逐漸起著十分重要的地位，機器視覺技術的不斷創新，推動了工業自動化、智慧安控，以及人工智慧等行業的進步，機器視覺技術的發展，為這項技術所能應用的領域，也帶來了更多發展潛力與機會。
大家都說人類感知外界資訊的80%，是透過眼睛獲得的，圖像包含的資訊量是最巨大的。那麼機器視覺技術的出現，就是為機器設備，安上了感知外界的眼睛，使機器具有像人一樣的視覺功能，從而實現各種檢測、判斷、辨識、測量等功能。
今天，咱們就來感受一下機器視覺技術的魅力。
機器視覺的五大典型架構
1.照明
還記得當初在參加一場，有關機器視覺技術會議的時候，一位技術大牛特意強調了機器視覺中，關於照明的重要性。據瞭解，照明是影響機器視覺系統，輸入的重要因素，它直接影響輸入數據的品質和應用效果。
光源可分為可見光和不可見光。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。可見光的缺點是，光能不能保持穩定，如何使光能在一定的程度上保持穩定，是實踐過程中急需要解決的問題。另一方面，環境光有可能影響圖像的品質，所以可採用加防護幕的方法，來減少環境光的影響。
照明系統按其照射方法可分為：背向照明、前向照明、結構光和頻閃光照明等。其中，背向照明是被測物放在光源和攝影機之間，它的優點是能獲得高對比度的圖像。前向照明是光源和攝影機位於被測物的同側，這種方式便於安裝。
結構光照明是將光柵或線光源等，投射到被測物上，根據它們產生的畸變，解調出被測物的三維資訊。頻閃光照明是將高頻率的光脈衝，照射到物體上，攝影機拍攝要求與光源同步。
2.鏡頭
鏡頭相當於人類眼球的存在，它在機器視覺系統中，主要負責光束調制，並完成信號傳遞。據瞭解，目前為止市面上大多數的鏡頭，都能夠滿足機器視覺應用的需求，但是更專業的機器視覺系統，可能需要客製化的鏡頭和塗層。
幸運的是，許多具有內部生產能力的鏡頭製造商，已經準備好訂製鏡頭，來滿足這些應用需求。當然，這些訂製鏡頭會比較昂貴，因此它們通常僅用於，那些對成本不敏感的特定成像系統中（例如軍事應用），或是大批量消費產品的生產線中。
3.工業攝影機
工業攝影機在機器視覺系統中，最本質的功能就是將光信號，轉變為電信號。與普通攝影機相比，它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩定的成像能力。按照不同標準可有多種分類：按輸出信號方式，可分為類比工業攝影機和數位工業攝影機；按晶片類型不同，可分CCD工業攝影機和CMOS工業攝影機。
4.圖像採集卡
雖然圖像採集卡，只是完整的機器視覺系統的一個部件，但是它扮演一個非常重要的角色，直接決定了攝影機的接口：黑白、彩色、類比、數位等。
比較典型的有PCI採集卡、1394採集卡、VGA採集卡和GigE千兆網採集卡。這些採集卡中有的內置多路開關，可以連接多個攝影機，同時抓拍多路資訊。
5.機器視覺軟體
機器視覺軟體，是機器視覺系統中，自動化處理的關鍵部件，根據具體應用需求，對軟體包進行二次開發，可自動完成對圖像採集、顯示、儲存和處理。
透過前期傳送給專用的圖像處理軟體，根據像素分布和亮度、顏色等資訊，轉變成數位化信號；機器視覺軟體再對這些信號，進行各種運算來抽取目標的特徵，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。
五個常見應用領域
機器視覺可說是工業自動化系統的靈魂之窗，從物件/條碼辨識、產品檢測、外觀尺寸量測到機械手臂/傳動設備定位，都是機器視覺技術可以發揮的舞台，因此它的應用範圍十分廣泛，行業應用領域更是多到令人眼花繚亂。
1.圖像辨識應用
圖像辨識，是利用機器視覺對圖像進行處理、分析和理解，以辨識各種不同模式的目標和對象。圖像辨識在機器視覺工業領域中，最典型的應用就是二維碼的辨識了，二維碼就是我們平時常見的條碼中最為普遍的一種。
將大量的數據資訊儲存在這小小的二維碼中，透過條碼對產品進行跟蹤管理，透過機器視覺系統，可以方便對各種材質表面的條碼進行辨識讀取，大大提高了現代化生產的效率。
2.圖像檢測應用
檢測是機器視覺工業領域，最主要的應用之一，幾乎所有產品都需要檢測，而人工檢測存在著較多的弊端，人工檢測準確性低，長時間工作的話，準確性更是無法保證，而且檢測速度慢，容易影響整個生產過程的效率。
因此，機器視覺在圖像檢測的應用方面，也非常的廣泛，例如：硬幣邊緣字符的檢測。
對岸中國2000年10月新發行的第五套人民幣中，壹圓硬幣的側邊增強了防偽功能，鑒於生產過程的嚴格控制要求，在造幣的最後一道工序上，安裝了視覺檢測系統；印刷過程中的套色定位以及較色檢查、包裝過程中的飲料瓶蓋的印刷品質檢查，產品包裝上的條碼和字符辨識等；玻璃瓶的缺陷檢測。
機器視覺系統對玻璃瓶的缺陷檢測，也包括了藥用玻璃瓶範疇，也就是說機器視覺也涉及到了醫藥領域，其主要檢測包括尺寸檢測、瓶身外觀缺陷檢測、瓶肩部缺陷檢測、瓶口檢測等。
3.視覺定位應用
視覺定位要求機器視覺系統，能夠快速準確地找到被測零件，並確認其位置。在半導體封裝領域，設備需要根據機器視覺，取得的晶片位置資訊調整拾取頭，準確拾取晶片並進行綁定，這就是視覺定位，在機器視覺工業領域最基本的應用。
4.物體測量應用
機器視覺工業應用最大的特點，就是其非接觸測量技術，同樣具有高精度和高速度的性能，但非接觸無磨損，消除了接觸測量可能造成的二次損傷隱憂。常見的測量應用包括齒輪、接插件、汽車零組件、IC元件管腳、麻花鑽、羅定螺紋檢測等。
5.物體分揀應用
實際上，物體分揀應用是建立在辨識、檢測之後一個環節，透過機器視覺系統，將圖像進行處理，實現分揀。在機器視覺工業應用中，常用於食品分揀、零件表面瑕疵自動分揀、棉花纖維分揀等。
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