如今，中國(guó)正成為世界機(jī)器視覺(jué)發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，應(yīng)用范圍涵蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科研等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)。

其重要原因是中國(guó)已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心，高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線，使許多具有國(guó)際先進(jìn)水平的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也進(jìn)入了中國(guó)。

一、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)基本原理

（一）定義

機(jī)器視覺(jué)（machine vision）是由計(jì)算機(jī)或圖像處理器以及相關(guān)設(shè)備來(lái)模擬人的視覺(jué)行為，完成得到人的視覺(jué)系統(tǒng)所得到的信息。

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。

（二）人與機(jī)器的視覺(jué)系統(tǒng)

人的視覺(jué)系統(tǒng)是由眼球、神經(jīng)系統(tǒng)及大腦的視覺(jué)中樞構(gòu)成，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)則是由圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及信息綜合分析處理系統(tǒng)構(gòu)成。

（三）基本原理圖像采集

?光學(xué)系統(tǒng)采集圖像，圖像轉(zhuǎn)換成模擬格式并傳入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器。

?圖像處理和分析：處理器運(yùn)用不同的算法來(lái)提高對(duì)結(jié)論有重要影響的圖像要素并形成數(shù)據(jù)作為判決依據(jù)。

?信息綜合分析處理系統(tǒng)：處理器的控制程序根據(jù)收到的數(shù)據(jù)做出結(jié)論并輸出信息作反饋控制等應(yīng)用。

（四）機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與人的視覺(jué)的對(duì)比

二、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.20世紀(jì)50年代歸入模式識(shí)別——主要集中在二維圖像分析和識(shí)別上，如光學(xué)字符識(shí)別，工件表面、顯微圖片和航空?qǐng)D片的分析和解釋等。

2.20世紀(jì)70年代，David Marr提出了視覺(jué)計(jì)算理論，明確規(guī)范了視覺(jué)研究體系。計(jì)算機(jī)視覺(jué)以視覺(jué)計(jì)算理論為基礎(chǔ)，為視覺(jué)研究提供了統(tǒng)一的理論框架。

3.70年代中期，麻省理工學(xué)院(MIT)人工智能(AI)實(shí)驗(yàn)室正式開(kāi)設(shè)“計(jì)算機(jī)視覺(jué)” ( Machine Vision) 課程，由B.K.P.Horn教授講授。

4.目前，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、日常家居和軍事領(lǐng)域。

5.上世紀(jì)80年代以來(lái)，“機(jī)器視覺(jué)”經(jīng)歷了從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用的發(fā)展階段，從簡(jiǎn)單的二值圖像處理到高分辨率多灰度的圖像處理以至于彩色圖像處理，從一般的二維信息處理到三維視覺(jué)模型和算法的研究都取得了很大進(jìn)展。

新概念、新方法、新理論不斷涌現(xiàn)，比如，基于感知特征群的物體識(shí)別理論框架，主動(dòng)視覺(jué)理論框架，視覺(jué)集成理論框架等。

三、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用

（一）在工業(yè)檢測(cè)中的應(yīng)用

工業(yè)檢測(cè)是指在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用一定的測(cè)試技術(shù)和手段對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、工況、產(chǎn)品等進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，特別是在一些高精度加工產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的檢測(cè)手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要。

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在微尺寸、大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)尺寸和異型曲面尺寸檢測(cè)中具有突出的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，還包括印刷電路板檢查、鋼板表面自動(dòng)探傷、大型工件平行度和垂直度測(cè)量、容器容積或雜質(zhì)檢測(cè)、機(jī)器零件的自動(dòng)識(shí)別和分類等。

（二）在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用

一是對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)、標(biāo)記等，幫助醫(yī)生診斷疾病，協(xié)助醫(yī)生對(duì)感興趣的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量和比較；二是利用專家知識(shí)系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行分析和解釋，給出建議診斷結(jié)果。

（三）在智能交通中的應(yīng)用

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在智能交通中可以完成自動(dòng)導(dǎo)航、車牌識(shí)別、目標(biāo)車輛跟蹤等任務(wù)。

四、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)組成

典型的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成：

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審核編輯：湯梓紅