1.1　什么是机器视觉

提起视觉，自然而然就联想到人眼，眼睛是人获知外界事物多元信息的一个重要渠道，将获得的信息传入大脑，由大脑结合人类知识经验处理分析信息，完成信息的识别。通俗来讲，机器视觉是机器的“眼睛”，但其功能又不仅仅局限于模拟视觉对图像信息的接收，还包括模拟大脑对图像信息的处理与判断。

由于机器视觉涉及的领域非常广泛且非常复杂，因此目前还没有明确的定义。美国制造工程师协会（Society of Manufacturing Engineers, SME）机器视觉分会和美国机器人工业协会（Robotic Industries Association, RIA）的自动化视觉分会对机器视觉下的定义为：“机器视觉是研究如何通过光学装置和非接触式传感器自动地接收、处理真实场景的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的学科。”机器视觉系统通常通过各种软硬件技术和方法，对反映现实场景的二维图像信息进行分析、处理后，自动得出各种指令数据，以控制机器的动作。例如通过检测产品表面划痕、裂纹、磨损、粗糙度、纹理等，进而划分产品质量，从而达到质量控制的目的。

和人类视觉相比，机器视觉具备很多优势：

①安全可靠。观测者与被观测者之间无接触，不会产生任何损伤，所以机器视觉可以广泛应用于不适合人工操作的危险环境或者是长时间恶劣的工作环境中，十分安全可靠。

②生产效率高，成本低。机器视觉能够更快地检测产品，并且适用于高速检测场合，大大提高了生产效率和生产的自动化程度，加上机器不需要停顿、能够连续工作，这也极大提高了生产效率。机器视觉早期投入高，但后期只需要支付机器保护、维修费用即可。随着计算机处理器价格的下降，机器视觉的性价比也越来越高，而人工和管理成本则逐年上升。从长远来看，机器视觉的成本会更低。

③精度高。机器视觉的精度能够达到千分之一英寸，且随着硬件的更新，精度会越来越高。

④准确性高。机器检测不受主观控制，具有相同配置的多台机器只要保证参数设置一致，即可保证相同的精度。

⑤重复性好。人工重复检测产品时，即使是同一种产品的同一特征，检测工作也可能会得到不同的结果，而机器由于检测方式的固定性，因此可以一次次地完成检测工作并且得到相同的结果，重复性强。

⑥检测范围广。除肉眼可见的物质外，还可以检测红外线、超声波等，扩展了视觉检测范围。

机器视觉系统的应用领域越来越广泛。在工业、农业、国防、交通、医疗、金融甚至体育、娱乐等行业都获得了广泛的应用，可以说已经深入到我们的生活、生产和工作的方方面面。