国产化热潮，机器视觉迎来发展良机

作为人类视觉在机器上的延伸，机器视觉凭借其分辨率高、速度快、范围宽、适应性强、精度高、可量化及可持续工作等优势，将图像处理应用于工业自动化领域，成为智能制造繁荣发展的推动力。

文︱郭紫文

20世纪50年代，Gilson 提出“光流”概念，机器视觉就此萌蘖。统计模式识别运用计算机分析识别二维图像，集中研究光学字符识别（OCR）、工件表面图片分析等技术，为机器视觉提供了理论实践基础。随后，机器视觉的研究转向三维场景，研究范围不断扩展和复杂化。

1977年，美国麻省理工教授David Marr提出将视觉分为目标与策略、表示与算法、硬件的实现三个层次，机器视觉迎来了第一次理论框架的升级。机器视觉发展至今七十余年，各种理论创新、概念升级和实践应用不断涌现，不断推动着工业智能化、产业数字化的演进。

图：机器视觉发展历程（图源：前瞻产业研究院）

根据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）自动化视觉分会定义，机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器，自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置。机器视觉被称为自动化系统的“灵魂之窗”，随着5G、人工智能、物联网等新兴技术的融合发展，在智能制造的浪潮下，机器视觉不断创新升级、蓬勃发展。

智能制造的“眼睛”

随着全球智能制造浪潮的推进，自动化、智能化已经成为现代工厂的发展趋势，“机器换人”也逐渐成为热议的话题。作为人类视觉在机器上的延伸，机器视觉凭借其分辨率高、速度快、范围宽、适应性强、精度高、可量化及可持续工作等优势，将图像处理应用于工业自动化领域，成为智能制造繁荣发展的推动力。

图：人类视觉和机器视觉对比

如定义所言，机器视觉可以非接触地对目标物体进行外观检测，判断其有否表面缺陷，并获取物体坐标、角度、图像像素等信息，从而判断物体所在位置，分析计算状态参数。此外，还可以识别颜色、数字、条码等物理特征。我们将这些功能主要分为四大类：检测、定位、测量、识别。

图：机器视觉主要功能（来源：前瞻产业研究院）

机器视觉是“人眼”的替代和延展，如同人类视觉一样，它也拥有一套完整的视觉系统。典型的机器视觉系统一般包括光源及光源控制器、镜头、相机、视觉控制系统等。其中，光源及光源控制器、镜头、相机等硬件部分负责图像捕捉功能，视觉控制系统则负责对成像结果进行处理分析、输出分析结果至智能设备的其他执行机构。

图：典型机器视觉系统框架（图源：渤海证券）

机器视觉性能优势显著，技术持续创新，未来机器视觉将朝向深度学习、3D视觉等方向不断发展和精进。