电气工程师视觉应用

一、机器视觉的定义机器视觉是一种通过光学设备和非接触式传感器自动接收并处理真实物体的图像的设备，以获得所需信息或控制机器人的运动。机器视觉就是用机器代替人眼进行测量和判断。本质上，机器视觉是图像分析技术在工厂自动化中的应用，通过使用光学系统，工业数码相机和图像处理工具，以模拟人类的视觉功能并做出相应的决策，通过指挥特定的装置来实现这些决策。在现代的自动化生产过程中，机器视觉已开始逐渐取代人工视觉，特别是在工况检测，成品检验，质量控制等领域。随着工业时代的到来，这种趋势已不可逆转。二、机器视觉涵盖哪些领域？机器视觉系统由不同的功能模块组成，因此设计出一个成功的机器视觉系统对工程师的要求是很高的。通常，机器视觉涵盖的专业领域如下：1、电气工程：用于机器视觉系统中的硬件和软件设计。2、工程数学：图像处理技术的基础。3、物理：照明系统设计的基础。4、机械工程：机器视觉系统的应用。好的机器视觉系统可以更好地为制造提供更多技术支持，从而提高产品质量和生产效率。

“机器视觉”简单来说就是用机器代替人眼来做测量和判断，它最大的特点是速度快、信息量大、功能。现在应用汽车，3C电子，航空航天等都有

机器视觉可以看作是与人工智能和模式识别密切相关的一个子学科或子领域。从我个人的研究经验看，限制机器视觉发展的瓶颈是多方面的，其中最重要的可以归结为三个方面：计算能力不足、认知理论未明以及精确识别与模糊特征之间的自相矛盾。 1.机器视觉面向的研究对象主要是图像和视频，其特点是数据量庞大、冗余信息多、特征空间维度高，同时考虑到真正的机器视觉面对的对象和问题的多样性，单一的简单特征提取算法（如颜色、空间朝向与频率、边界形状等等）难以满足算法对普适性的要求，因此在设计普适性的特征提取算法时对计算能力和存储速度的要求是十分巨大的，这就造成了开发成本的大幅度提高。 2. 如何让机器认知这个世界？这一问题目前没有成熟的答案，早期的人工智能理论发展经历了符号主义学派、行为主义学派、连接主义学派等一系列的发展但都没有找到令人满意的答案，目前较新的思想认为应该从分析、了解和模拟人类大脑的信息处理功能去构建智能机器视觉系统，但神经科学的发展目前只能做到了解和模拟大脑的一个局部，而不是整体（当然计算能力限制也是原因之一）。事实上，我们对人是如何对一个目标或场景进行认知的这一问题仍停留在定性描述而非定量描述上。 3. 机器视觉系统经常被人诟病的问题之一就是准确性。以十年前如火如荼的人脸识别算法为例，尽管一系列看似优秀的算法不断问世，但目前为止在非指定大规模样本库下进行人脸识别的准确率仍然无法满足实际应用的需求，因此无法取代指纹或虹膜等近距接触式生物特征识别方法。这一问题的出现并非偶然。因为目标越精细，越复杂，信息越大，则其模糊性和不确定性也越强。人类之所以能够较好的对人脸进行识别，其实也是以牺牲一定的准确性为代价的。而机器视觉在做的事情一方面想要借鉴人脑或人眼系统的灵感去处理复杂而庞大的信息流，另一方面又想摒除人脑在模式识别方面存在的精确性不足的缺陷。这显然是一种一厢情愿的做法。 综合以上三点，机器视觉的发展在短期内难有重大突破，当前的实用技术仍然还是会集中在特定性任务或特定性目标的识别算法的开发上。

前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国机器视觉产业发展前景与投资预测分析报告》分析认为，机器视觉发展早期，主要集中在欧美和日本。随着全球制造中心向中国转移，中国机器视觉市场正在继北美、欧洲和日本之后，成为国际机器视觉厂商的重要目标市场。在中国，机器视觉应用起源于20世纪80年代的技术引进，半导体及电子行业是机器视觉应用较早的行业之一，其中大都集中在如PCB印刷电路组装、元器件制造、半导体及集成电路设备等，机器视觉在该行业的应用推广，对提高电子产品质量和生产效率起了举足轻重的作用。目前，中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，应用范围几乎涵盖国民经济的各个行业，其中包括：工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等领域。而工业领域是机器视觉应用比重最大的领域，其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心，高要求的零部件加工及其相应的先进生产线，使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。前瞻产业研究院发布的机器视觉产业研究报告分析认为，目前在我国随着配套基础建设的完善，技术、资金的积累，各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能需求开始广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。其主要应用于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用大多集中在如药品检测分装、印刷色彩检测等。真正高端的应用还很少，因此，以上相关行业的应用空间还比较大。当然、其他领域如指纹检测等等领域也有着很好的发展空间。中国的电子制造和代工厂商过去几年正在采购大量自动化设备取代人工，以应对中国愈演愈烈的缺工现象，未来几年这一现象将达到高潮。台资工厂纷纷选择提高自动化程度，其自动化换装高潮将在未来2-3年内到来，必将为机器视觉产品在该行业的应用带来新的增长点。前瞻预测，未来几年我国机器视觉行业市场规模将继续保持稳定增长，预计2016年达到近38亿元。总体来说，机器视觉行业市场前景比较良好，处于增长期，希望我的回答可以帮助到你。