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机器视觉的定义及机器视觉组成及工作原理

       1、机器视的定义
       简单来讲,机器视觉可以理解为给机器加装上视觉装置,或者是加装有视觉装置的机器。给机器加装视觉装置的目的,是为了使机器具有类似于人类的视觉功能,从而提高机器的自动化和智能化程度。由于机器视觉涉及到多个学科,给出一个精确的定义是很困难的,而且在这个问题上见仁见智,各人认识不同。美国制造工程师协会(SME)机器视觉分会和美国机器人工业协会(RIA)自动化视觉分会关于机器视觉的定义是:“Machine vision is the use of devices for optical non-contact sensing to automatically receive and interpret an image of a real scene in order to obtain information and/or control machines or processes.”译成中文是:“机器视觉是使用光学器件进行非接触感知,自动获取和解释一个真实场景的图像,以获取信息和(/或)控制机器或过程。”目前我国还没有哪个官方协会或组织给出一个中文的正式定义。
        历经多年的发展,特别是近几年的高速发展,机器视觉已经形成了一个特定的行业。机器视觉的概念与含义也不断丰富,人们在说机器视觉这个词语时,可能是指“机器视觉系统”,“机器视觉产品”,“机器视觉行业”等。机器视觉涉及到光源和照明技术、成像元器件(半导体芯片、光学镜头等)、计算机软硬件(图像增强和分析算法、图像卡、IO卡等)、自动控制等各个领域。将所需要的这些不同技术集成到一起本身也是一门技术,需要各领域技术人员的参与和合作才能促进机器视觉的快速发展。
 
        2、 机器视觉的组成及工作原理
       机器视觉系统包括:光路系统、面阵摄像机(CCD)、量化存贮单元、模板库、专用高速处理单元、监视单元等大模块。其中光路系统由程控光源、变焦伺服机构、自动光圈、光学镜片组等组成。

       机器视觉系统的核心是专用高速图像处理单元,如何把存入存贮单元大量离散的数字化信息与模板库信息进行比较处理,并快速得出结论是处理单元软、硬件面对的问题。运算信息量大,意味着处理结果的准确率高,但如果运算时问较长,机器视觉便失去其存在的意义。这种信息量与运算速度之问的矛盾已成为世界各国微处理器研制生产厂商必须面对的课题。目前,已有多种视觉专用硬件处理器芯片、DSP芯片等等不断涌现并被广泛应用于计算机、通讯、娱乐等产品之中,进行高速图像计算、数据压缩,解压缩、贮存与传输。除去硬件因素,选用适当的算法,可以提高处理运行效率,减少存贮容量、提高运算速度及准确度。图像处理算法软件及技巧也成为高效机器视觉系统需要精益求精、探索不止的目的和不可缺少的重要组成部分。
       机器视觉系统的特点是测量精确、稳定、快速、可大幅度提高生产的柔性及自动化程度以提高生产效率,且易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的核心技术之一。如在一些不适合人工作业的危险环境;在当前大批量工业自动生产过程中,用人工检查产品质量效率过低且精度不高;和其他一些人工视觉难以满足要求的场合,机器视觉正在迅速取代人工视觉。事实上,也正因如此,在世界上现代自动化生产过程中,机器视觉已经广泛用于工况监控,成品检验及其他质量控制等领域。在我国,这种应用也逐渐被认知,对机器视觉的需求也越来越多。

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