機(ji)器(qi)視覺是(shi)(shi)人工智能正在快速發(fa)展的一個分支。簡單(dan)說來(lai)(lai)，機(ji)器(qi)視覺就是(shi)(shi)用(yong)機(ji)器(qi)代替人眼來(lai)(lai)做測量和(he)判斷。機(ji)器(qi)視覺系統(tong)是(shi)(shi)通過機(ji)器(qi)視覺產(chan)品(即圖(tu)(tu)像攝取(qu)裝置(zhi)，分CMOS和(he)CCD兩(liang)種)將被攝取(qu)目(mu)標轉換成(cheng)圖(tu)(tu)像信號，傳(chuan)送給專用(yong)的圖(tu)(tu)像處理系統(tong)，得到被攝目(mu)標的形(xing)態(tai)信息，根(gen)據像素分布和(he)亮(liang)度、顏色等信息，轉變成(cheng)數字化信號;圖(tu)(tu)像系統(tong)對這些信號進行各種運算來(lai)(lai)抽取(qu)目(mu)標的特征(zheng)，進而根(gen)據判別的結果來(lai)(lai)控制(zhi)現場(chang)的設備(bei)動作。 

機器視覺是一項綜合(he)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，包括(kuo)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)處理、機械(xie)工程技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、控制(zhi)、電光(guang)(guang)源照明、光(guang)(guang)學成像(xiang)、傳(chuan)感(gan)器、模擬(ni)與數(shu)字視頻技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、計算(suan)機軟硬件技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)增強和(he)分析(xi)算(suan)法、圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)卡、 I/O卡等(deng))。一個(ge)典(dian)型的機器視覺應(ying)用系(xi)統包括(kuo)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)捕捉、光(guang)(guang)源系(xi)統、圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)數(shu)字化模塊(kuai)(kuai)、數(shu)字圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)處理模塊(kuai)(kuai)、智能判斷決策模塊(kuai)(kuai)和(he)機械(xie)控制(zhi)執行模塊(kuai)(kuai)。 

機器視覺(jue)(jue)系統(tong)最基(ji)本的(de)特點(dian)就(jiu)是提高生產(chan)的(de)靈活性和(he)自動化(hua)程度。在一些(xie)不適(shi)于(yu)人(ren)工(gong)作業的(de)危險工(gong)作環境或者(zhe)人(ren)工(gong)視覺(jue)(jue)難以滿足要求(qiu)的(de)場(chang)合，常用機器視覺(jue)(jue)來替代人(ren)工(gong)視覺(jue)(jue)。同(tong)時，在大批量(liang)重復性工(gong)業生產(chan)過(guo)程中，用機器視覺(jue)(jue)檢測(ce)方法(fa)可以大大提高生產(chan)的(de)效率和(he)自動化(hua)程度。 

如今，中(zhong)國正(zheng)成為(wei)世界(jie)機(ji)器(qi)視覺(jue)發(fa)展最活躍的(de)(de)地區之一，應用范圍涵蓋了工(gong)業、農業、醫(yi)藥(yao)、軍(jun)事、航天、氣象、天文(wen)、公安、交通(tong)、安全(quan)、科研(yan)等國民(min)經濟的(de)(de)各(ge)個行業。其重要原因是中(zhong)國已經成為(wei)全(quan)球制造業的(de)(de)加(jia)工(gong)中(zhong)心，高要求(qiu)的(de)(de)零(ling)部件(jian)加(jia)工(gong)及其相應的(de)(de)先(xian)(xian)進(jin)(jin)生產線，使許多具有國際先(xian)(xian)進(jin)(jin)水平的(de)(de)機(ji)器(qi)視覺(jue)系統和應用經驗(yan)也進(jin)(jin)入了中(zhong)國。

經歷過長期的(de)蟄伏，2010年(nian)中國(guo)機(ji)器視(shi)覺市場迎來了爆發式增(zeng)長。數(shu)據顯示當年(nian)，中國(guo)機(ji)器視(shi)覺市場規模達(da)到8.3億元，同(tong)比增(zeng)長48.2%，其(qi)中智能(neng)相機(ji)、軟件、光源和(he)板卡的(de)增(zeng)長幅(fu)度都(dou)達(da)到了50%，工業相機(ji)和(he)鏡頭也保持(chi)了40%以上的(de)增(zeng)幅(fu)，皆為2007年(nian)以來的(de)最高水平。

2011年(nian)，中國機(ji)器(qi)視(shi)(shi)覺(jue)市場(chang)步入后增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)調(diao)整期。相(xiang)較2010年(nian)的(de)(de)(de)高(gao)速(su)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)，雖(sui)然(ran)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)率(lv)有所(suo)下降，但(dan)仍保持(chi)很高(gao)的(de)(de)(de)水(shui)平。2011年(nian)中國機(ji)器(qi)視(shi)(shi)覺(jue)市場(chang)規模為(wei)10.8億(yi)元，同(tong)比增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)30.1%，增(zeng)(zeng)速(su)同(tong)比2010年(nian)下降18.1個百分點，其中智能相(xiang)機(ji)、工業(ye)相(xiang)機(ji)、軟件和(he)板卡都保持(chi)了(le)不低于(yu)30%的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)速(su)，光(guang)源(yuan)也達到了(le)28.6%的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)幅度(du)，增(zeng)(zeng)幅遠高(gao)于(yu)中國整體自動化市場(chang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)速(su)度(du)。電(dian)(dian)子(zi)制(zhi)造(zao)(zao)行業(ye)仍然(ran)是(shi)拉動需求高(gao)速(su)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)主要因素。2011年(nian)機(ji)器(qi)視(shi)(shi)覺(jue)產品電(dian)(dian)子(zi)制(zhi)造(zao)(zao)行業(ye)的(de)(de)(de)市場(chang)規模為(wei)5.0億(yi)人民幣，增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)35.1%。市份額達到了(le)46.3%。電(dian)(dian)子(zi)制(zhi)造(zao)(zao)、汽車、制(zhi)藥和(he)包(bao)裝機(ji)械占據了(le)近(jin)70%的(de)(de)(de)機(ji)器(qi)視(shi)(shi)覺(jue)市場(chang)份額。

一個(ge)典型(xing)的工業(ye)機(ji)(ji)器(qi)視覺系統包(bao)(bao)括：光(guang)源、鏡(jing)頭(tou)(tou)（定焦鏡(jing)頭(tou)(tou)、變倍(bei)鏡(jing)頭(tou)(tou)、遠心鏡(jing)頭(tou)(tou)、顯微鏡(jing)頭(tou)(tou)）、 相(xiang)機(ji)(ji)（包(bao)(bao)括CCD相(xiang)機(ji)(ji)和COMS相(xiang)機(ji)(ji)）、圖(tu)像處(chu)理(li)單元（或圖(tu)像捕獲卡）、圖(tu)像處(chu)理(li)軟(ruan)件、監視器(qi)、通訊 / 輸(shu)入輸(shu)出(chu)單元等(deng)。

機器(qi)視覺檢測(ce)系(xi)統采用(yong)CCD照相機將(jiang)被檢測(ce)的目標轉換成(cheng)圖像信(xin)號，傳(chuan)送(song)給(gei)專用(yong)的圖像處(chu)理系(xi)統，根據像素分布和亮度(du)(du)、顏色(se)等信(xin)息(xi)，轉變成(cheng)數字(zi)化信(xin)號，圖像處(chu)理系(xi)統對(dui)這些信(xin)號進行各種運算來抽取目標的特征(zheng)，如面(mian)積、數量、位置、長度(du)(du)，再根據預設的允許度(du)(du)和其他(ta)條件輸出結(jie)果，包(bao)括尺寸、角度(du)(du)、個數、合格 / 不(bu)合格、有 / 無等，實現(xian)自動識(shi)別功(gong)能(neng)。

機(ji)(ji)器視覺的(de)應用(yong)主(zhu)要有檢測和機(ji)(ji)器人視覺兩個方(fang)面(mian)：

⒈檢(jian)測(ce)：又可(ke)分為(wei)高精(jing)度定(ding)量(liang)檢(jian)測(ce)（例(li)如(ru)顯微照片的(de)細(xi)胞(bao)分類、機械零部件(jian)的(de)尺寸和(he)位(wei)置測(ce)量(liang)）和(he)不用量(liang)器的(de)定(ding)性或半定(ding)量(liang)檢(jian)測(ce)（例(li)如(ru)產(chan)品的(de)外觀檢(jian)查、裝配線上的(de)零部件(jian)識(shi)別定(ding)位(wei)、缺陷性檢(jian)測(ce)與裝配完全性檢(jian)測(ce)）。

⒉機器人(ren)(ren)視覺(jue)：用于指引機器人(ren)(ren)在(zai)大范(fan)圍(wei)內的(de)(de)操作和行動(dong)，如從料(liao)斗送(song)出的(de)(de)雜亂(luan)工件堆(dui)中揀取工件并按(an)一定的(de)(de)方位(wei)放在(zai)傳輸帶或其他設備上（即(ji)料(liao)斗揀取問(wen)題(ti)）。至于小范(fan)圍(wei)內的(de)(de)操作和行動(dong)，還需要借(jie)助于觸覺(jue)傳感技術(shu)。

機器視覺(jue)有如下的(de)發展趨勢： 

價格持(chi)續下降：

目(mu)前(qian)，在我(wo)國(guo)機器(qi)視覺(jue)技術還不太(tai)成熟，主要靠進口國(guo)外整套系(xi)統，價格(ge)比(bi)較昂貴。隨著技術的進步和市場競爭的激烈，價格(ge)下降已成必然趨勢(shi)，這(zhe)意味著機器(qi)視覺(jue)技術將逐漸(jian)被接受(shou)。

功能逐漸增多：

更(geng)(geng)多功(gong)能的(de)(de)實現主要來(lai)自于計(ji)算能力的(de)(de)增強，更(geng)(geng)高分辨(bian)率的(de)(de)傳感器，更(geng)(geng)快的(de)(de)掃描率和軟件(jian)功(gong)能的(de)(de)提高，PC處(chu)理器的(de)(de)速度(du)在(zai)得到(dao)穩步提升的(de)(de)同時(shi)，其(qi)價格也在(zai)下降，這推(tui)動了更(geng)(geng)快的(de)(de)總線的(de)(de)出現，而總線又反(fan)過來(lai)允(yun)許具有更(geng)(geng)多數據(ju)的(de)(de)更(geng)(geng)大圖像以更(geng)(geng)快的(de)(de)速度(du)進行傳輸和處(chu)理。

產品(pin)小型化：

產(chan)品的(de)小型(xing)化趨勢讓這(zhe)個(ge)行業能夠在更小的(de)空間(jian)內(nei)包裝(zhuang)更多的(de)部件，這(zhe)意味著(zhu)機器視覺(jue)產(chan)品變(bian)得(de)(de)更小，這(zhe)樣他(ta)們(men)就能夠在廠(chang)區(qu)所(suo)提供的(de)有限空間(jian)內(nei)應(ying)用。例如在工業配件上LED 已經成(cheng)為主導光源(yuan)，它的(de)小尺寸(cun)使成(cheng)像參數的(de)測定(ding)變(bian)得(de)(de)容易(yi)，他(ta)們(men)的(de)耐用性(xing)和穩(wen)定(ding)性(xing)非常適用于工廠(chang)設備。

集成(cheng)產品增(zeng)多

智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)發展(zhan)預(yu)示了集成(cheng)產品增多的(de)趨勢(shi)，智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)是在一(yi)個單獨的(de)盒內集成(cheng)了處(chu)理(li)器、鏡頭(tou)、光源、輸(shu)入(ru)/輸(shu)出裝置(zhi)及以太網，電(dian)話和(he) PDA 推動了更(geng)(geng)快、更(geng)(geng)便宜的(de)精簡指(zhi)令集計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(RISC)的(de)發展(zhan)，這使智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)嵌(qian)入(ru)式(shi)處(chu)理(li)器的(de)出現(xian)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。同(tong)樣(yang)，現(xian)場可(ke)編程門列陣(FPGA)技術(shu)的(de)進(jin)步(bu)為(wei)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)增添了計(ji)算(suan)功能(neng)，并為(wei)PC 機(ji)(ji)(ji)(ji)嵌(qian)入(ru)了處(chu)理(li)器和(he)高性能(neng)楨(zhen)采(cai)集器，智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)結合處(chu)理(li)大多數(shu)計(ji)算(suan)任務的(de)FPGA，DSP和(he)微(wei)處(chu)理(li)器則會更(geng)(geng)具有智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)性 。

前景展望

由于(yu)(yu)(yu)機(ji)器(qi)視覺系統可(ke)以快速獲取(qu)大量(liang)信(xin)(xin)息，而且易于(yu)(yu)(yu)自(zi)動處(chu)理，也易于(yu)(yu)(yu)同(tong)設計信(xin)(xin)息以及(ji)加工(gong)控制信(xin)(xin)息集成，因此，在現代自(zi)動化生產過程中，人們將機(ji)器(qi)視覺系統廣(guang)泛地用于(yu)(yu)(yu)工(gong)況監視、成品檢驗和質量(liang)控制等領域。

但(dan)是(shi)機(ji)器視(shi)覺(jue)技術比較復雜(za)，最大的(de)(de)困(kun)難在(zai)于人的(de)(de)視(shi)覺(jue)機(ji)制尚不清楚。人可以(yi)用(yong)內(nei)省法描(miao)述對(dui)某一問題的(de)(de)解(jie)題過程，從而用(yong)計(ji)算機(ji)加以(yi)模擬(ni)。但(dan)盡管每(mei)一個(ge)正常(chang)人都是(shi)“視(shi)覺(jue)專家”，卻不可能用(yong)內(nei)省法來描(miao)述自己的(de)(de)視(shi)覺(jue)過程。因此建立機(ji)器視(shi)覺(jue)系統(tong)是(shi)十分困(kun)難的(de)(de)任務(wu)。

可以預計(ji)的(de)是，隨(sui)著機器視覺(jue)技術自身的(de)成熟和發展，它將在(zai)現代和未來(lai)(lai)制造企業中得(de)到越來(lai)(lai)越廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)。