1.1　什么是機器視覺

提起視覺，自然而然就聯想到人眼，眼睛是人獲知外界事物多元信息的一個重要渠道，將獲得的信息傳入大腦，由大腦結合人類知識經驗處理分析信息，完成信息的識別。通俗來講，機器視覺是機器的“眼睛”，但其功能又不僅僅局限于模擬視覺對圖像信息的接收，還包括模擬大腦對圖像信息的處理與判斷。

由于機器視覺涉及的領域非常廣泛且非常復雜，因此目前還沒有明確的定義。美國制造工程師協會（Society of Manufacturing Engineers, SME）機器視覺分會和美國機器人工業協會（Robotic Industries Association, RIA）的自動化視覺分會對機器視覺下的定義為：“機器視覺是研究如何通過光學裝置和非接觸式傳感器自動地接收、處理真實場景的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器人運動的學科。”機器視覺系統通常通過各種軟硬件技術和方法，對反映現實場景的二維圖像信息進行分析、處理后，自動得出各種指令數據，以控制機器的動作。例如通過檢測產品表面劃痕、裂紋、磨損、粗糙度、紋理等，進而劃分產品質量，從而達到質量控制的目的。

和人類視覺相比，機器視覺具備很多優勢：

①安全可靠。觀測者與被觀測者之間無接觸，不會產生任何損傷，所以機器視覺可以廣泛應用于不適合人工操作的危險環境或者是長時間惡劣的工作環境中，十分安全可靠。

②生產效率高，成本低。機器視覺能夠更快地檢測產品，并且適用于高速檢測場合，大大提高了生產效率和生產的自動化程度，加上機器不需要停頓、能夠連續工作，這也極大提高了生產效率。機器視覺早期投入高，但后期只需要支付機器保護、維修費用即可。隨著計算機處理器價格的下降，機器視覺的性價比也越來越高，而人工和管理成本則逐年上升。從長遠來看，機器視覺的成本會更低。

③精度高。機器視覺的精度能夠達到千分之一英寸，且隨著硬件的更新，精度會越來越高。

④準確性高。機器檢測不受主觀控制，具有相同配置的多臺機器只要保證參數設置一致，即可保證相同的精度。

⑤重復性好。人工重復檢測產品時，即使是同一種產品的同一特征，檢測工作也可能會得到不同的結果，而機器由于檢測方式的固定性，因此可以一次次地完成檢測工作并且得到相同的結果，重復性強。

⑥檢測范圍廣。除肉眼可見的物質外，還可以檢測紅外線、超聲波等，擴展了視覺檢測范圍。

機器視覺系統的應用領域越來越廣泛。在工業、農業、國防、交通、醫療、金融甚至體育、娛樂等行業都獲得了廣泛的應用，可以說已經深入到我們的生活、生產和工作的方方面面。