jiqishijiaoshirengongzhinengzhengzaikuaisufazhandeyigefenzhi。jiandanshuolai，jiqishijiaojiushiyongjiqidaitirenyanlaizuocelianghepanduan。jiqishijiaoxitongshitongguojiqishijiaochanpin（即圖像攝取裝置
，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理係統
，得到被攝目標的形態信息
，根據像素分布和亮度
、顏色等信息，轉變成數字化信號;圖像係統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征
，進而根據判別的結果來控製現場的設備動作。

 

 

如今
，中國正成為世界機器視覺發展最活躍的地區之一，應用範圍涵蓋了工業、農業、醫藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科(ke)研(yan)等(deng)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)的(de)各(ge)個(ge)行(xing)業(ye)。其(qi)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)中(zhong)國(guo)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)全(quan)球(qiu)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)加(jia)工(gong)中(zhong)心(xin)，高(gao)要(yao)求(qiu)的(de)零(ling)部(bu)件(jian)加(jia)工(gong)及(ji)其(qi)相(xiang)應(ying)的(de)先(xian)進(jin)生(sheng)產(chan)線(xian)，使(shi)許(xu)多(duo)具(ju)有(you)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)的(de)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)和(he)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan)也(ye)進(jin)入(ru)了(le)中(zhong)國(guo)。

 

經曆過長期的蟄伏，2010年中國機器視覺市場迎來了爆發式增長。數據顯示當年，中國機器視覺市場規模達到8.3億元，同比增長48.2%
，其中智能相機、軟件
、光源和板卡的增長幅度都達到了50%
，工業相機和鏡頭也保持了40%以上的增幅
，皆為2007年以來的最高水平。

 

 

機器視覺檢測係統采用CCD照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理係統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理係統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如麵積
、數量、位置、長度
，再根據預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格 / 不合格、有 / 無等，實現自動識別功能。

 

機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)特(te)點(dian)是(shi)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)的(de)柔(rou)性(xing)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)。在(zai)一(yi)些(xie)不(bu)適(shi)合(he)於(yu)人(ren)工(gong)作(zuo)業(ye)的(de)危(wei)險(xian)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)或(huo)人(ren)工(gong)視(shi)覺(jiao)難(nan)以(yi)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)的(de)場(chang)合(he)，常(chang)用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)來(lai)替(ti)代(dai)人(ren)工(gong)視(shi)覺(jiao)；同(tong)時(shi)在(zai)大(da)批(pi)量(liang)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)，用(yong)人(ren)工(gong)視(shi)覺(jiao)檢(jian)查(zha)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)效(xiao)率(lv)低(di)且(qie)精(jing)度(du)不(bu)高(gao)，用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)生(sheng)產(chan)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)。而(er)且(qie)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)易(yi)於(yu)實(shi)現(xian)信(xin)息(xi)集(ji)成(cheng)，是(shi)實(shi)現(xian)計(ji)算(suan)機(ji)集(ji)成(cheng)製(zhi)造(zao)的(de)基(ji)礎(chu)技(ji)術(shu)。

 

 

一個典型的機器視覺係統包括以下五大塊：

 

 

zhaomingshiyingxiangjiqishijiaoxitongshurudezhongyaoyinsu，tazhijieyingxiangshurushujudezhiliangheyingyongxiaoguo。youyumeiyoutongyongdejiqishijiaozhaomingshebei
，suoyizhenduimeigetedingdeyingyongshili
，yaoxuanzexiangyingdezhaomingzhuangzhi，yidadaozuijiaxiaoguo。guangyuankefenweikejianguanghebukejianguang。changyongdejizhongkejianguangyuanshibaichideng、日光燈、shuiyindenghenaguangdeng。kejianguangdequedianshiguangnengbunengbaochiwending。ruheshiguangnengzaiyidingdechengdushangbaochiwending，shishiyonghuaguochengzhongjixuyaojiejuedewenti。lingyifangmian
，huanjingguangyoukenengyingxiangtuxiangdezhiliang，suoyikecaiyongjiafanghupingdefangfalaijianshaohuanjingguangdeyingxiang。zhaomingxitonganqizhaoshefangfakefenwei：背向照明、前向照明、jiegouguanghepinshanguangzhaomingdeng。qizhong，beixiangzhaomingshibeicewufangzaiguangyuanheshexiangjizhijian，tadeyoudianshinenghuodegaoduibidudetuxiang。qianxiangzhaomingshiguangyuanheshexiangjiweiyubeicewudetongce，zhezhongfangshibianyuanzhuang。jiegouguangzhaomingshijiangguangzhahuoxianguangyuandengtoushedaobeicewushang

，genjutamenchanshengdejibian，jietiaochubeicewudesanweixinxi。pinshanguangzhaomingshijianggaopinlvdeguangmaichongzhaoshedaowutishang，shexiangjipaisheyaoqiuyuguangyuantongbu。

 

 

FOV（Field of Vision）=所需分辨率*亞象素*相機尺寸/PRTM（零件測量公差比）

 

鏡頭選擇應注意：

 

①焦距②目標高度 ③影像高度 ④放大倍數 ⑤影像至目標的距離 ⑥中心點 /節點⑦畸變

 

視覺檢測中如何確定鏡頭的焦距

 

為特定的應用場合選擇合適的工業鏡頭時必須考慮以下因素：

 

· 視野 - 被成像區域的大小。

 

· 工作距離 （WD） - 攝像機鏡頭與被觀察物體或區域之間的距離。

 

· CCD - 攝像機成像傳感器裝置的尺寸。

 

· 這些因素必須采取一致的方式對待。如果在測量物體的寬度，則需要使用水平方向的 CCD 規格，等等。如果以英寸為單位進行測量，則以英尺進行計算
，最後再轉換為毫米。

 

參考如下例子：有一台 1/3” C 型安裝的 CCD 攝像機（水平方向為 4.8 毫米）。物體到鏡頭前部的距離為 12”（305 毫米）。視野或物體的尺寸為2.5”（64 毫米）。換算係數為 1” = 25.4 毫米（經過圓整）。

 

FL = 4.8 毫米 x 305 毫米 / 64 毫米

 

FL = 1464 毫米 / 64 毫米

 

FL = 按 23 毫米鏡頭的要求

 

FL = 0.19” x 12” / 2.5”

 

FL = 2.28” / 2.5”

 

FL = 0.912” x 25.4 毫米/inch

 

FL = 按 23 毫米鏡頭的要求

 

注：勿將工作距離與物體到像的距離混淆。工作距離是從工業鏡頭前部到被觀察物體之間的距離。而物體到像的距離是 CCD 傳感器到物體之間的距離。計算要求的工業鏡頭焦距時
，必須使用工作距離

 

 

按照不同標準可分為：標準分辨率數字相機和模擬相機等 。要根據不同的實際應用場合選不同的相機和高分辨率相機：

 

按成像色彩劃分，可分為彩色相機和黑白相機；

 

按分辨率劃分，像素數在38萬以下的為普通型
，像素數在38萬以上的高分辨率型；

 

按光敏麵尺寸大小劃分
，可分為1/4、1/3、1/2、1英寸相機；

 

按掃描方式劃分，可分為行掃描相機（線陣相機）和麵掃描相機（麵陣相機）兩種方式；（麵掃描相機又可分為隔行掃描相機和逐行掃描相機）；

 

按同步方式劃分，可分為普通相機（內同步）和具有外同步功能的相機等。

 

 

圖像采集卡隻是完整的機器視覺係統的一個部件，但是 它扮演一個非常重要的角色。圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口：黑白
、彩色
、模擬、數字等等。

 

比較典型的是PCI或AGP兼容的捕獲卡，可以將圖像迅速地傳送到計算機存儲器進行處理。有些采集卡有內置的多路開關。例如，可以連接8個(ge)不(bu)同(tong)的(de)攝(she)像(xiang)機(ji)
，然(ran)後(hou)告(gao)訴(su)采(cai)集(ji)卡(ka)采(cai)用(yong)那(na)一(yi)個(ge)相(xiang)機(ji)抓(zhua)拍(pai)到(dao)的(de)信(xin)息(xi)。有(you)些(xie)采(cai)集(ji)卡(ka)有(you)內(nei)置(zhi)的(de)數(shu)字(zi)輸(shu)入(ru)以(yi)觸(chu)發(fa)采(cai)集(ji)卡(ka)進(jin)行(xing)捕(bu)捉(zhuo)，當(dang)采(cai)集(ji)卡(ka)抓(zhua)拍(pai)圖(tu)像(xiang)時(shi)數(shu)字(zi)輸(shu)出(chu)口(kou)就(jiu)觸(chu)發(fa)閘(zha)門(men)。

 

shijiaochuliqijicaijikayuchuliqiyuyiti。yiwangjisuanjisudujiaomanshi，caiyongshijiaochuliqijiakuaishijiaochulirenwu。caijikachuanshutuxiangdaocunchuqi

，jinerjisuanfenxi。dangqianzhuliupeizhidePLC，且配置較高
，視覺處理器已經幾乎退出市場。

 

 

在zai布bu匹pi的de生sheng產chan過guo程cheng中zhong
，像xiang布bu匹pi質zhi量liang檢jian測ce這zhe種zhong有you高gao度du重zhong複fu性xing和he智zhi能neng性xing的de工gong作zuo隻zhi能neng靠kao人ren工gong檢jian測ce來lai完wan成cheng，在zai現xian代dai化hua流liu水shui線xian後hou麵mian常chang常chang可ke看kan到dao很hen多duo的de檢jian測ce工gong人ren來lai執zhi行xing這zhe道dao工gong序xu，給gei企qi業ye增zeng加jia巨ju大da的de人ren工gong成cheng本ben和he管guan理li成cheng本ben的de同tong時shi，卻que仍reng然ran不bu能neng保bao證zheng100 %的檢驗合格率（即“零缺陷”）。對布匹質量的檢測是重複性勞動，容易出錯且效率低。

 

流水線進行自動化的改造，使布匹生產流水線變成快速、實時
、準確、高效的流水線。在流水線上，所有布匹的顏色
、及數量都要進行自動確認（以下簡稱“布匹檢測”）。采(cai)用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)的(de)自(zi)動(dong)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)完(wan)成(cheng)以(yi)前(qian)由(you)人(ren)工(gong)來(lai)完(wan)成(cheng)的(de)工(gong)作(zuo)。在(zai)大(da)批(pi)量(liang)的(de)布(bu)匹(pi)檢(jian)測(ce)中(zhong)，用(yong)人(ren)工(gong)檢(jian)查(zha)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)效(xiao)率(lv)低(di)且(qie)精(jing)度(du)不(bu)高(gao)，用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)生(sheng)產(chan)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)。

 

 

一般布匹檢測（自動識別）先利用高清晰度、高速攝像鏡頭拍攝標準圖像
，在此基礎上設定一定標準；然後拍攝被檢測的圖像，再將兩者進行對比。但是在布匹質量檢測工程中要複雜一些：

 

1． 圖像的內容不是單一的圖像，每塊被測區域存在的雜質的數量
、大小、顏色
、位置不一定一致。

 

2． 雜質的形狀難以事先確定。

 

3． 由於布匹快速運動對光線產生反射，圖像中可能會存在大量的噪聲。

 

4． 在流水線上，對布匹進行檢測，有實時性的要求。

 

由於上述原因，圖像識別處理時應采取相應的算法，提取雜質的特征，進行模式識別

，實現智能分析。

 

 

一般而言
，從彩色CCD相機中獲取的圖像都是RGB圖像。也就是說每一個像素都由紅（R）綠（G）藍（B）三個成分組成，來表示RGBsecaikongjianzhongdeyigedian。wentizaiyuzhexiesechabutongyurenyandeganjiao。jishihenxiaodezaoshengyehuigaibianyansekongjianzhongdeweizhi。suoyiwulunwomenrenyanganjiaoyouduomedejinsi，zaiyansekongjianzhongyebujinxiangtong。jiyushangshuyuanyin，womenxuyaojiangRGB像素轉換成為另一種顏色空間CIELAB。目的就是使我們人眼的感覺盡可能的與顏色空間中的色差相近。

 

 

根(gen)據(ju)上(shang)麵(mian)得(de)到(dao)的(de)處(chu)理(li)圖(tu)像(xiang)，根(gen)據(ju)需(xu)求(qiu)
，在(zai)純(chun)色(se)背(bei)景(jing)下(xia)檢(jian)測(ce)雜(za)質(zhi)色(se)斑(ban)，並(bing)且(qie)要(yao)計(ji)算(suan)出(chu)色(se)斑(ban)的(de)麵(mian)積(ji)，以(yi)確(que)定(ding)是(shi)否(fou)在(zai)檢(jian)測(ce)範(fan)圍(wei)之(zhi)內(nei)。因(yin)此(ci)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)軟(ruan)件(jian)要(yao)具(ju)有(you)分(fen)離(li)目(mu)標(biao)
，檢(jian)測(ce)目(mu)標(biao)
，並(bing)且(qie)計(ji)算(suan)出(chu)其(qi)麵(mian)積(ji)的(de)功(gong)能(neng)。

 

Blob分析（Blob Analysis）是對圖像中相同像素的連通域進行分析，該連通域稱為Blob。經二值化（Binary Thresholding）處理後的圖像中色斑可認為是blob。Blob分析工具可以從背景中分離出目標，並可計算出目標的數量、位置、形狀、方(fang)向(xiang)和(he)大(da)小(xiao)，還(hai)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)相(xiang)關(guan)斑(ban)點(dian)間(jian)的(de)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)。在(zai)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)是(shi)采(cai)用(yong)單(dan)個(ge)的(de)像(xiang)素(su)逐(zhu)一(yi)分(fen)析(xi)，而(er)是(shi)對(dui)圖(tu)形(xing)的(de)行(xing)進(jin)行(xing)操(cao)作(zuo)。圖(tu)像(xiang)的(de)每(mei)一(yi)行(xing)都(dou)用(yong)遊(you)程(cheng)長(chang)度(du)編(bian)碼(ma)（RLE）來表示相鄰的目標範圍。這種算法與基於象素的算法相比
，大大提高處理速度。

 

 

應用程序把返回的結果存入數據庫或用戶指定的位置，並根據結果控製機械部分做相應的運動。

 

根(gen)據(ju)識(shi)別(bie)的(de)結(jie)果(guo)，存(cun)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)。以(yi)後(hou)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)對(dui)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)檢(jian)索(suo)查(zha)詢(xun)
，管(guan)理(li)者(zhe)可(ke)以(yi)獲(huo)知(zhi)某(mou)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)流(liu)水(shui)線(xian)的(de)忙(mang)閑(xian)，為(wei)下(xia)一(yi)步(bu)的(de)工(gong)作(zuo)作(zuo)出(chu)安(an)排(pai)；可以獲知內布匹的質量情況等等。

 

 

在國外
，機器視覺的應用普及主要體現在半導體及電子行業，其中大概40%-50%都集中在半導體行業。具體如PCB印刷電路：各類生產印刷電路板組裝技術、設備
；單、雙麵、多層線路板
，覆銅板及所需的材料及輔料；輔助設施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件；電子封裝技術與設備；絲網印刷設備及絲網周邊材料等。SMT表麵貼裝：SMT工藝與設備、焊接設備、測試儀器、返修設備及各種輔助工具及配件、SMT材料、貼片劑、膠粘劑、焊劑、焊料及防氧化油、焊膏、清洗劑等；再流焊機
、波峰焊機及自動化生產線設備。電子生產加工設備：電子元件製造設備、半導體及集成電路製造設備
、元器件成型設備、dianzigongmoju。jiqishijiaoxitonghaizaizhiliangjiancedegegefangmianyijingdedaoleguangfandeyingyong
，bingqieqichanpinzaiyingyongzhongzhanjuzhejuzuqingzhongdediwei。chucizhiwai，jiqishijiaohaiyongyuqitagegelingyu。

 

而在中國，視覺技術的應用開始於90niandai，yinweixingyebenshenjiushuyuxinxingdelingyu，zaijiazhijiqishijiaochanpinjishudepujibugou，daozhiyishanggexingyedeyingyongjihukongbai。muqianguoneijiqishijiaodaduoweiguowaipinpai。guoneidaduojiqishijiaogongsijibenshangshikaodailiguowaigezhongjiqishijiaopinpaiqijia，suizhejiqishijiaodebuduanyingyong，gongsiguimomanmanzuoda

，jishushangyijingzhujianchengshu。

 

隨著經濟水平的提高，3D機器視覺也開始進入人們的視野。3D機器視覺大多用於水果和蔬菜
、木材、化妝品、烘焙食品、電dian子zi組zu件jian和he醫yi藥yao產chan品pin的de評ping級ji。它ta可ke以yi提ti高gao合he格ge產chan品pin的de生sheng產chan能neng力li，在zai生sheng產chan過guo程cheng的de早zao期qi就jiu報bao廢fei劣lie質zhi產chan品pin
，從cong而er減jian少shao了le浪lang費fei節jie約yue成cheng本ben。這zhe種zhong功gong能neng非fei常chang適shi合he用yong於yu高gao度du、形狀、數量甚至色彩等產品屬性的成像。

 

在行業應用方麵
，主要有製藥、包裝
、電子、汽車製造
、半導體、紡織
、煙草、交通
、物(wu)流(liu)等(deng)行(xing)業(ye)，用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)技(ji)術(shu)取(qu)代(dai)人(ren)工(gong)

，可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。例(li)如(ru)在(zai)物(wu)流(liu)行(xing)業(ye)
，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)快(kuai)遞(di)的(de)分(fen)揀(jian)分(fen)類(lei)，不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)大(da)多(duo)快(kuai)遞(di)公(gong)司(si)人(ren)工(gong)進(jin)行(xing)分(fen)揀(jian)，減(jian)少(shao)物(wu)品(pin)的(de)損(sun)壞(huai)率(lv)，可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)分(fen)揀(jian)效(xiao)率(lv)，減(jian)少(shao)人(ren)工(gong)勞(lao)動(dong)。