技術文章
中國制造實現從制造大國轉向制造強國，離不開機器視覺
日期：2018-09-12
來源：三姆森科技
基于計算機視覺與深度學習的人臉檢測、人臉識別正在從安防、商業、金融、家居等各個領域不斷迅速地、廣泛而深入地介入到人們的生活中，但是對于傳統人臉識別解決方案仍存在準確率不高、漏抓誤報較多、人臉抓拍不清晰、圖像質量不理想等問題，還是無法滿足一些商業需求。
實現“中國制造2025”，完成從制造大國向制造強國的轉變，智能制造是主攻方向。在智能制造過程中，機器視覺主要用計算機來模擬人的視覺功能，也就是把客觀事物的圖像信息提取、處理并理解，zui終用于實際檢測、測量和控制。隨著智能化發展的愈演愈烈，市場對于機器視覺的需求也將逐漸增多。
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臺。而為了因應層出不窮的新應用需求，工業相機的設計也出現新的發展方向。
機器視覺產業鏈
機器視覺在生活中的的應用及其廣泛，在交通領域、水文觀測、地質災害預警識別等領域，都發揮著重要的作用。而宏觀上看，發展速度較快的細分產業是人臉識別與圖像識別。這兩個分支行業，在金融、安防以及交通領域較為集中。這些細分領域的投資者，大多都具有自身技術優勢，并將為各類場景提供應用解決方案來盈利。
我國機器視覺發展現狀
我國機器視覺行業的起步比較晚，集中度也不是很高，zui開始主要是代理國外品牌。近幾年，很多的經銷商開始自主開發產品，但在行業分布、渠道分銷以及成熟的自動化產品等方面還是和國外有一定差距。國內機器視覺的相對成熟的自動化產品質量以及技術含量偏低，市場也遠遠沒有飽和。
機器視覺企業大體可以分為層開發廠商、二次開發廠商和產品代理商。國內機器視覺企業主要為國外機器視覺產品代理商和系統二次開發廠商。目前進入我國機器視覺市場的國外品牌有100多家，我國本土的企業負責銷售代理的企業有200多家，專業的系統集成商超過50家。我國真正的專業機器視覺底層廠商鳳毛麟角，本土機器視覺系統廠商和機器視覺系統元器件生產商存在缺失。
我國機器視覺的發展趨勢
工業4.0離不開智能制造，智能制造離不開機器視覺。機器視覺是實現工業自動化和智能化的必要手段，相當于人類視覺在機器上的延伸。機器視覺具有高度自動化、高效率、高精度和適應較差環境等優點，將在我國工業自動化的實現過程中產生重要作用。
視覺圖像技術需要重點構建四大核心能力：
第一，智能識別。海量信息快速收斂，從大量信息中找到關鍵特征，準確度和可靠度是關鍵。
第二，智能測量。測量是工業的基礎，要求精準度。
第三，智能檢測。在測量的基礎上，綜合分析判斷多信息多指標，關鍵點上是基于復雜邏輯的智能化判斷。
第四，智能互聯。圖像的海量數據在多節點采集互聯，同時將人員、設備、生產物資、環境、工藝等等數據互聯，衍生出深度學習、智能優化、智能預測等等創新能力，真正展示出工業4.0的威力。
機器視覺的相關產品
一個典型的工業機器視覺系統包括：光源、鏡頭、相機（包括CCD相機和COMS相機）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監視器、通訊/輸入輸出單元等。
（一）機器視覺核心部件：
智能相機：黑白智能相機、線掃描智能相機、彩色智能相機、CMOS智能相機、ID讀碼器等；
板卡：黑白采集卡、圖像壓縮/解壓板卡、彩色采集卡等；
軟件包：圖像處理軟件、機器視覺工具軟件；
配件：工業相機、CMOS相機、CCD相機、面陣相機、行掃描相機、紅外相機、1394接口相機；
工業鏡頭：FA鏡頭、高分辨率鏡頭、圖像掃描鏡頭、聚光透鏡、遠心鏡頭等；
光源：LED光源、紫外照明系統、紅外光源、光纖照明系統等；
輔助產品：傳感器、標定塊、光柵、墊圈、連線及連接器、電源、底板。
（二）機器視覺輔件：
圖像處理系統：光學文字、識別系統、自動化/機器人技術、紅外圖像系統；
機器視覺集成：字符處理和識別系統、自動化/機器人技術、紅外圖像系統、煙草、印鈔、電子組裝、質量檢測、自動識別（OCR/OCV）、測量、智能視覺、表面檢測、印刷、包裝、復雜工業對象視覺在線、汽車制造、車牌、智能交通、生物特征識別、監控、醫療檢測、光學檢查等系統。
由于機器視覺系統可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，也易于同設計信息以及加工控制信息集成，因此，在現代自動化生產過程中，人們將機器視覺系統廣泛地用于工況監視、成品檢驗和質量控制等領域。
但是機器視覺技術比較復雜，最大的困難在于人的視覺機制尚不清楚。人可以用內省法描述對某一問題的解題過程，從而用計算機加以模擬。但盡管每一個正常人都是“視覺專家”，卻不可能用內省法來描述自己的視覺過程。因此建立機器視覺系統是十分困難的任務。
可以預計的是，隨著機器視覺技術自身的成熟和發展，它將在現代和未來制造企業中得到越來越廣泛的應用。
實現“中國制造2025”，完成從制造大國向制造強國的轉變，智能制造是主攻方向。在智能制造過程中，機器視覺主要用計算機來模擬人的視覺功能，也就是把客觀事物的圖像信息提取、處理并理解，zui終用于實際檢測、測量和控制。隨著智能化發展的愈演愈烈，市場對于機器視覺的需求也將逐漸增多。
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臺。而為了因應層出不窮的新應用需求，工業相機的設計也出現新的發展方向。
機器視覺在生活中的的應用及其廣泛，在交通領域、水文觀測、地質災害預警識別等領域，都發揮著重要的作用。而宏觀上看，發展速度較快的細分產業是人臉識別與圖像識別。這兩個分支行業，在金融、安防以及交通領域較為集中。這些細分領域的投資者，大多都具有自身技術優勢，并將為各類場景提供應用解決方案來盈利。
我國機器視覺發展現狀
我國機器視覺行業的起步比較晚，集中度也不是很高，zui開始主要是代理國外品牌。近幾年，很多的經銷商開始自主開發產品，但在行業分布、渠道分銷以及成熟的自動化產品等方面還是和國外有一定差距。國內機器視覺的相對成熟的自動化產品質量以及技術含量偏低，市場也遠遠沒有飽和。
機器視覺企業大體可以分為層開發廠商、二次開發廠商和產品代理商。國內機器視覺企業主要為國外機器視覺產品代理商和系統二次開發廠商。目前進入我國機器視覺市場的國外品牌有100多家，我國本土的企業負責銷售代理的企業有200多家，專業的系統集成商超過50家。我國真正的專業機器視覺底層廠商鳳毛麟角，本土機器視覺系統廠商和機器視覺系統元器件生產商存在缺失。
我國機器視覺的發展趨勢
工業4.0離不開智能制造，智能制造離不開機器視覺。機器視覺是實現工業自動化和智能化的必要手段，相當于人類視覺在機器上的延伸。機器視覺具有高度自動化、高效率、高精度和適應較差環境等優點，將在我國工業自動化的實現過程中產生重要作用。
視覺圖像技術需要重點構建四大核心能力：
第一，智能識別。海量信息快速收斂，從大量信息中找到關鍵特征，準確度和可靠度是關鍵。
第二，智能測量。測量是工業的基礎，要求精準度。
第三，智能檢測。在測量的基礎上，綜合分析判斷多信息多指標，關鍵點上是基于復雜邏輯的智能化判斷。
第四，智能互聯。圖像的海量數據在多節點采集互聯，同時將人員、設備、生產物資、環境、工藝等等數據互聯，衍生出深度學習、智能優化、智能預測等等創新能力，真正展示出工業4.0的威力。
機器視覺的相關產品
一個典型的工業機器視覺系統包括：光源、鏡頭、相機（包括CCD相機和COMS相機）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監視器、通訊/輸入輸出單元等。
（一）機器視覺核心部件：
智能相機：黑白智能相機、線掃描智能相機、彩色智能相機、CMOS智能相機、ID讀碼器等；
板卡：黑白采集卡、圖像壓縮/解壓板卡、彩色采集卡等；
軟件包：圖像處理軟件、機器視覺工具軟件；
配件：工業相機、CMOS相機、CCD相機、面陣相機、行掃描相機、紅外相機、1394接口相機；
工業鏡頭：FA鏡頭、高分辨率鏡頭、圖像掃描鏡頭、聚光透鏡、遠心鏡頭等；
光源：LED光源、紫外照明系統、紅外光源、光纖照明系統等；
輔助產品：傳感器、標定塊、光柵、墊圈、連線及連接器、電源、底板。
（二）機器視覺輔件：
圖像處理系統：光學文字、識別系統、自動化/機器人技術、紅外圖像系統；
機器視覺集成：字符處理和識別系統、自動化/機器人技術、紅外圖像系統、煙草、印鈔、電子組裝、質量檢測、自動識別（OCR/OCV）、測量、智能視覺、表面檢測、印刷、包裝、復雜工業對象視覺在線、汽車制造、車牌、智能交通、生物特征識別、監控、醫療檢測、光學檢查等系統。
由于機器視覺系統可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，也易于同設計信息以及加工控制信息集成，因此，在現代自動化生產過程中，人們將機器視覺系統廣泛地用于工況監視、成品檢驗和質量控制等領域。
但是機器視覺技術比較復雜，最大的困難在于人的視覺機制尚不清楚。人可以用內省法描述對某一問題的解題過程，從而用計算機加以模擬。但盡管每一個正常人都是“視覺專家”，卻不可能用內省法來描述自己的視覺過程。因此建立機器視覺系統是十分困難的任務。
可以預計的是，隨著機器視覺技術自身的成熟和發展，它將在現代和未來制造企業中得到越來越廣泛的應用。
