1.機器視覺的概念

機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺係統是指通過機器視覺產(chan) 品將被攝取目標轉換成圖像信號，傳(chuan) 送給專(zhuan) 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。

對一個(ge) 設計工程師來說，如何才能知道機器視覺是否適合他的係統呢?盡管最早的最基本的機器視覺係統在20世紀70年代引入，工業(ye) 就將其視為(wei) 主流應用。這就導致設計工程師要考慮它是否合適他們(men) 的應用，同時要考慮利用機器視覺檢測的成本與(yu) 其所能帶來的利潤。

2.機器視覺的組成

機器視覺係統主要包括：照明光源、相機、傳(chuan) 感器、控製邏輯、圖像采集卡、圖像處理軟件以及技術支持。

 (1)光源--作為(wei) 輔助成像器件，對成像質量的好壞往往能起到至關(guan) 重要的作用，各種形狀的LED燈、高頻熒光燈、光纖鹵素燈等都容易得到。

 (2)相機和鏡頭也屬於(yu) 成像器件，通常的視覺係統都是由一套或者多套這樣的成像係統組成，如果有多路相機，可能由圖像采集卡切換來獲取圖像數據，也可能由同步控製同時獲取多相機通道的數據。根據應用的需要相機可能是輸出標準的單色視頻(RS-170/CClR)、複合信號(Y/C)、RGB信號，也可能是非標準的逐行掃描號、線掃描信號、高分辨率信號等。

 (3)傳(chuan) 感器--通常以光纖開關(guan) 、接近開關(guan) 等的形式出現，用以判斷被測對象的位置和狀態，告知圖像傳(chuan) 感器進行正確的采集。

 (4)圖像采集卡一通常以插入卡的形式安裝在PC中，圖像采集卡的主要工作是把相機輸出的圖像輸送給電腦主機。它將來自相機的模擬或數字信號轉換成一定格式的圖像數據流，同時它可以控製相機的一些參數，比如觸發信號，曝光/積分時間，快門速度等。圖像采集卡通常有不同的硬件結構以針對不同類型的相機，同時也有不同的總線形式，比如PCI、PCI64、CompactPCI，PCI04，lSA等。

 (5)控製邏輯---一旦視覺軟件完成圖像分析(除非僅(jin) 用於(yu) 監控)，緊接著需要和外部單元進行通信以完成對生產(chan) 過程的控製。簡單的控製可以直接利用部分圖像采集卡自帶的I/O，相對複雜的邏輯/運動控製則必須依靠附加可編程邏輯控製單元/運動控製卡來實現必要的動作。

 (6)電腦是一個(ge) PC式視覺係統的核心，在這裏完成圖像數據的處理和絕大部分的控製邏輯，對於(yu) 檢測類型的應用，通常都需要較高頻率的CPU，這樣可以減少處理的時間。同時，為(wei) 了減少工業(ye) 現場電磁、振動、灰塵、溫度等的幹擾，必須選擇工業(ye) 級的電腦。

 (7)視覺處理軟件機器視覺軟件用來完成輸入的圖像數據的處理，然後通過一定的運算得出結果，這個(ge) 輸出的結果可能是PASS/FAIL信號、坐標位置、字符串等。常見的機器視覺軟件以C/C++圖像庫，ActiveX控件，圖形式編程環境等形式出現，可以是專(zhuan) 用功能的(比如僅(jin) 僅(jin) 用於(yu) LCD檢測，BGA檢測，模版對準等)，也可以是通用目的的(包括定位、測量、條碼/字符識別、斑點檢測等)。

上述的7個(ge) 部分是一個(ge) 基於(yu) PC式的視覺係統的基本組成，在實際的應用中針對不同的場合可能會(hui) 有不同的增加或裁減。

過去一段時間，高複雜度的產(chan) 品行業(ye) ，比如說半導體(ti) 行業(ye) 和電子行業(ye) ，由於(yu) 它們(men) 的複雜性和小型化，從(cong) 傳(chuan) 統上推動著機器視覺市場的發展。如今，所有產(chan) 業(ye) ，包括自動化、製藥、造紙等等都依靠機器視覺係統檢測產(chan) 品以提高產(chan) 品質量。工業(ye) 專(zhuan) 家們(men) 預言：在未來的20年到50年，機器視覺將成為(wei) 橫跨所有行業(ye) 的通用性技術，幾乎所有出產(chan) 的產(chan) 品部會(hui) 由機器視覺係統來檢測。