機械視覺是指通過光學的裝置

A. 機器視覺系統是什麼

機器視覺系統是利用機器代替人眼來作各種測量和判斷。它是計算機學科的一個重要分支畢兆，綜合了光學、襲畢機械、電子、計算機軟硬體等方面的技術，涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工拍數芹智能、信號處理、光機電一體化等多個領域。

B. 機器視覺技術的介紹

機器視覺是人工智慧正在快速發展的一個分支。簡單說來，機器視覺是用機器模擬人的視覺功能，即通過機器視覺產品(圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統進行各種運算處理來提取信息並加以理解，最終用於實際識別、檢測、測量和控制的技術。其顯著特點是速度快、精度高、信息量大、功能多。
機器視覺由機械自動化+儀器儀表+軟體編程+光學方案設計組成，包括圖像處理技術、機械工程技術、電氣工程技術、感測器、模擬與數字視頻技術、控制、電光源照明、光學成像、計算機軟硬體技術等，涉及人工智慧、計算機科學、圖像處理、模式識別、物理學、神經生物學等諸多領域的技術。

C. 什麼叫機器視覺

覺圖象技術縱談

近年來，隨著多媒體技術的飛速發展，利用多媒體計算機處理視頻影象已成為現實。本畢業設計就是利用視頻/圖象採集卡與CCD攝像機所構成的實時視頻採集系統實現實時監控的設計。因此有必要先介紹一下有關視頻的基本知識和視頻/圖象採集卡的情況。

有關視頻的基本知識

根據三基色原理，在視頻領域利用R（紅）、G（綠）、B（藍）三色不同比例的混合來表現豐富多採的現實世界。首先，通過攝像機的光敏器件像CCD（電荷耦合器件），將光信號轉換成RGB三路電信號；其次，在電視機或監視器內部也使用RGB信號分別控制三支電子槍轟擊熒光屏以產生影象。這樣，由於攝像機中原始信號和電視機、監視器中的最終信號都是RGB信號，因此直接使用RGB信號作為視頻信號的傳輸和記錄方式會獲得極高的信號質量。但這樣做會極大地加寬視頻帶寬從而增加設備成本，且這也與現行黑白電視不兼容，因此，在實際應用中不這樣做，而是按亮度方程Y=0.39R+0.5G+0.11B（PAL制）RGB信號轉換成亮度信號Y和兩個色差信號U（B-Y）、V（R-Y），形成YUV分量信號。此種信號利用人眼對亮度細節解析度高而對色度細節解析度低的特點，對U、V信號帶寬壓縮。U、V信號還可進一步合成一個色度信號C，進而形成Y/C記錄方式。由於記錄時對C信號採取降頻處理，因此也稱彩色降頻方式。Y和C又可進一步形成復合視頻（Composite），即彩色全電視信號，這種方式便於傳輸和電視信號的發射。將RGB信號轉換成YUV信號、Y/C信號直至composite信號的過程稱為編碼，逆過程則為解碼。由此可看出，由於轉換步驟的多少，視頻輸出質量由YUV埠到Y/C埠到Composite埠依次降低。因此，在視頻捕捉或輸出時選擇合適的輸入、輸出埠可提高視頻質量。另外，還應提供同步信號以保證傳送圖象穩定再現。

視頻影像是由一系列被稱為幀的單個靜止畫面組成。一般幀率在24-30幀/秒時，視頻運動非常平滑，而低於15幀/秒時就會有停頓感。在PAL制中，規定25幀/秒，每幀水平625掃描行（分奇數行、偶數行，即奇、偶兩場，因採用隔行掃描方式）。在每一幀中，電子束由左上角隔行掃至右下角後再跳回至左上角有一個逆程期，約占整個掃描時間的8%，因此625行中有效行只有576行，即垂直解析度576點。按現行4:3電視標准，則水平解析度為768點，這就是常見的一種解析度768*576。另外，還有一種遵循CCIR601標準的PAL制，其解析度為720*576。對於NTSC制，規定30幀/秒，525行/幀，隔行掃描，分奇、偶兩場，圖像大小720*486。由於PAL制與NTSC制處理方式不同，因此互不兼容。確定視頻每一幀時間位置及視頻片段持續時間，使用的是專門的標准時間編碼格式SMPTE時間碼，表示為「H：M：S：F」，即「時：分：秒：幀」。

PAL制與NTSC制一般都是模擬信號，視頻捕捉卡可完成對它的A/D轉換。視頻捕捉卡先對輸入視頻信號以4:2:2格式進行采樣，然後進行量化，一般對YUV（也即對RGB）各8bit量化，因而產生24位真彩。由於一幀圖象數字化後數據量很大，為節省存儲空間，還要對其進行壓縮處理。壓縮處理可分為有損壓縮和無損壓縮，而前者是以犧牲圖象細節為代價的。壓縮可由軟、硬體實現，後者可實現實時壓縮，而前者往往要在解析度、顏色深度、幀率等方面做出一些犧牲。選擇壓縮比時，壓縮比越高，圖象質量越差。經過上述過程，模擬視頻即變成數字視頻，而這一過程的逆過程即可實現數字視頻的解壓縮與回放。另外，利用某些視頻捕捉卡的輸入、輸出設置，能簡單地實現PAL制與NTSC制的轉換。

數字視頻經解壓縮後，可送入顯示卡並在計算機的顯示器上顯示出來。為在計算機的顯示器上精確顯示數字視頻，必須使視頻顯示模式與數字視頻的類型相匹配。由於顯象管存在著顯示亮度信號的非線形，因此送入的圖象信號必須預先補償，這就是^ 校正，它只對中間色調產生影響。計算機顯示器的^ 一般為1.8，而PAL制圖象的^ 值大約也是1.8，影響不大；但NTSC制圖象的^ 值為2.2，如果不經調整，顯示圖象就會發白。

視頻/圖象處理硬體的發展、分類與特點

視頻/圖象處理硬體的發展歷史
圖象與視頻是兩個既有聯系又有區別的概念：靜止的圖片稱為圖象（Image），運

D. 什麼是機器視覺工作原理是什麼

機器視州世磨覺系統的原理：
機器視覺系統是指用電腦來實現人的視覺功能，也就是用電腦來實現對客觀的三維世界的識別。按現在的理解，人類視覺系統的感受部分是視網膜，它是一個三維采樣系統。三維物體的可見部分投影到網膜上，人們按照投影到視網膜上的二維的像來對該物體進行三維理解。所謂三維理解是指對被觀察物件返配的形狀、尺寸、離開觀察點的距離、質地和運動特徵（方向和速度）等的理解。
技術特點：
（1）機器視覺是一項綜合技術，其中包括數字圖像處理技術，機械工程技術，控制技術，電光源 照明技術，光學成像技術，感測器技術，模擬與 數字視頻技術，計算機硬體技術，人機介面技術 等這些技術在機器視覺中是並列關系，相互協調 應用才能構成一個成功的工業機器視覺應用系統。
（2）機器視覺更強調實用性，要求能夠適應工業要求 生產中惡劣的環境，要有合理的性價比，要有通 用的工業介面，能夠由普通工作來操作，有較高 的容錯能力和安全性，不會破壞工業產品，必須有較強的通用性和可移植性。
（3）對機器視覺工程師來說，不僅要具有研究數學理論和編制計算機軟體的能力，更需要的是冊斗光， 機，電一體化的綜合能力。
（4）機器視覺更強調實時性，要求高速度和高精度 度，因而計算機視覺和數字圖像處理中的許多技 術目前還難以應用於機器視覺，它們的發展速度 遠遠超過其在工業生產中的實際應用速度。

E. 什麼是機器視覺，主要的應用於哪些場景

「機器視覺」簡單來說就是用機器代替人眼來做測量和判斷，它最大的特點是速度快、信息量大、功能。現在應用汽車，3C電子，航空航天等都有

F. 什麼是機器視覺有人能解釋一下嗎

機器視覺，就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是指通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置，分 CMOS 和CCD
兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特徵，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。
日弘智能視覺系統組成部分：
1.照明光源2.鏡頭3.工業攝像機4.圖像採集/處理卡5.圖像處理系統6.其它外部設備
一、相機篇
工業相機又俗稱攝像機，相比於傳統的民用相機(攝像機)而言，它具有高的圖像穩定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等，目前市面上工業相機大多是基於CCD(Charge
Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconctor)晶元的相機。
其中，CCD是目前機器視覺最為常用的圖像感測器。它集光電轉換及電荷存貯、電荷轉移、信號讀取於一體，是典型的固體成像器件。
CCD的突出特點是以電荷作為信號，而不同於其它器件是以電流或者電壓為信號。這類成像器件通過光電轉換形成電荷包，而後在驅動脈沖的作用下轉移高絕跡、放大輸出圖像信號。
典型的CCD相機由光學鏡頭、時序及同步信號發生器、垂直驅動器、模擬/數字信號處理電路組成。CCD作為一種功能器件，與真空管相比，具有無灼傷、無滯後、低電壓工作、低功耗等優點。
CMOS圖像感測器的開發則最早出現在20世紀70 年代初，90 年代初期，隨著超大規模集成電路 (VLSI)
製造工藝技術的發展，CMOS圖像感測器得到迅速發展。
CMOS圖像感測器將光敏元陣列、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數轉換電路、圖像信號處理器及控制器集成在一宏派塊晶元上，還具有局部像素的編程隨機訪問的優點。
目前，CMOS圖像感測器以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動態范圍等特點在高解析度和高速場合得到了廣泛的應用。
分類：
任何東西一定有它自己的分類標准，工業相機也不例外。
按照晶元類型可以分為CCD相機、CMOS相機;
按照感測器的結構特性可以分為線陣相機、面陣相機;
按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機;
按照解析度大小可以分為普通解析度相機、高解析度相機;
按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數字相機;
按照輸出色彩可以分為單色(黑白)相機、彩色相機;
按照輸出信號速度可以分為普通速度相機、高速相機;
按照響應頻率范圍可以分為可見光(普通)相機、紅外相機、紫外相機等。
區別：
1、性能穩定可靠易於安裝，相機結構緊湊結實不易損壞，連續工作時間長，可在較差的環境下使用，一般的數碼相機是做不到這些的。例如：讓民用數碼相機一天工作24小時或連續工作幾天肯定會受不了的。
2、快門時間非常短，可以抓拍高速運動的物體。例如，把名片貼在電風扇扇葉上，以最大速度旋轉，設置合適的快門時間，用工業相機抓拍一張圖像，仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來抓拍，是不可能達到同樣效果的。
3、圖像感測器是逐行掃描的，而普通的相機的圖像感測器是隔行掃描的，
逐行掃描的圖像感測器生產工藝比較復雜，成品率低，出貨量少，世界上只有少數公司能夠提供這類產品，例如Dalsa、Sony，而且價格昂貴。
4、幀率遠遠高於普通相機。工業相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片，而普通相機只能拍攝2-3幅圖像，相差較大。
5、輸出是裸數據(raw data)，其光譜范圍也往往比較寬，比較適合進行高質量的圖像處理演算法，例如機器視覺(Machine
Vision)應用。而普通相機拍攝的圖片，其光譜范圍只適合人眼視覺，並且經過了mjpeg壓縮，圖像質量較差，不利於分析處理。
6、相對普通相機(DSC)來說價格較貴。
如何選擇：
1、根據應用的不同分別選用CCD或CMOS相機CCD工業相機主要應用在運動物體的圖像提取，如貼片機機器視覺，當然隨著CMOS技術的發展，許多貼片機也在選用CMOS工業相機。用在視覺自動檢查的方案或行業中一般用CCD工業相機比較多。CMOS工業相機由成本低，功耗低也應用越來越廣泛。
2、解析度的選擇首先考慮待觀察或待測量物體的精度，根據精度選擇解析度。相機像素精度=單方向視野范圍大小/相機單方向解析度戚並。則相機單方向解析度=單方向視野范圍大小/理論精度。若單視野為5mm長，理論精度為0.02mm，則單方向解析度=5/0.02=250。然而為增加系統穩定性，不會只用一個像素單位對應一個測量/觀察精度值，一般可以選擇倍數4或更高。這樣該相機需求單方向解析度為1000，選用130萬像素已經足夠。
其次看工業相機的輸出，若是體式觀察或機器軟體分析識別
，解析度高是有幫助的;若是VGA輸出或USB輸出，在顯示器上觀察，則還依賴於顯示器的解析度，工業相機的解析度再高，顯示器解析度不夠，也是沒有意義的;利用存儲卡或拍照功能，工業相機的解析度高也是有幫助的。
3、與鏡頭的匹配感測器晶元尺寸需要小於或等於鏡頭尺寸，C或CS安裝座也要匹配(或者增加轉介面)。
4、相機幀數選擇當被測物體有運動要求時，要選擇幀數高的工業相機。但一般來說解析度越高，幀數越低。
二、鏡頭篇
鏡頭的基本功能就是實現光束變換(調制)，在機器視覺系統中，鏡頭的主要作用是將成像目標在圖像感測器的光敏面上。鏡頭的質量直影響到機器視覺系統的整體性能，合理地選擇和安裝鏡頭，是機器視覺系統設計的重要環節。
基礎知識：
1、鏡頭匹配
大家如何選擇合適鏡頭，鏡頭選配時需要選擇與攝像機介面和CCD的尺寸相匹配的鏡頭。鏡頭C和CS的介面方式佔主流。小型的安防用的CS介面攝像機得到普及、FA行業則大部分是C介面的攝像機與鏡頭的組合。對應的CCD尺寸、市場上一般根據用途使用2/3寸到1/3寸的產品。
2、互換性
C介面鏡頭可以與C介面攝像機、CS介面攝像機互用;CS介面鏡頭不可以應用在C介面攝像機，只可以應用在CS介面攝像機。
3、KERARE
攝像機如果使用配備小CCD尺寸的鏡頭，那麼周邊沒有攝取到圖像的部分呈現出黑色，我們稱其為KERARE。
4、鏡頭的作用：
將折射率不同的各種硝材通過研磨，加工成高精度的曲面、把這些鏡頭進行組合，就是設計鏡頭。從伽利略時代開始使用的普遍技術是其基本原理。為得到更清晰的圖像，一直在研究開發試制新的硝材和非球面鏡片。
三、光源篇
LED光源、鹵素燈(光纖光源)、高頻熒光燈。目前LED光源最常用，主要有如下幾個特點：
可製成各種形狀、尺寸及各種照射角度;
可根據需要製成各種顏色，並可以隨時調節亮度;
通過散熱裝置，散熱效果更好，光亮度更穩定;
使用壽命長;
反應快捷，可在10微秒或更短的時間內達到最大亮度;
電源帶有外觸發，可以通過計算機控制，起動速度快，可以用作頻閃燈;
運行成本低、壽命長的LED，會在綜合成本和性能方面體現出更大的優勢;
可根據客戶的需要，進行特殊設計。
LED光源按形狀通常可分為以下幾類：
1、環形光源環形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息;高密度LED陣列，高亮度;多種緊湊設計，節省安裝空間;解決對角照射陰影問題;可選配漫射板導光，光線均勻擴散。應用領域:PCB基板檢測，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，集成電路印字檢查。
2、背光源用高密度LED陣列面提供高強度背光照明，能突出物體。的外形輪廓特徵，尤其適合作為顯微鏡的載物台。紅白兩用背光源、紅藍多用背光源，能調配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。應用領域:機械零件尺寸的測量，電子元件、IC的外型檢測，膠片污點檢測，透明物體劃痕檢測等。
3、條形光源條形光源是較大方形結構被測物的首選光源;顏色可根據需求搭配，自由組合;照射角度與安裝隨意可調。應用領域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。
4、同軸光源同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾;部分採用分光鏡設計，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應用領域:系列光源最適宜用於反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測，晶元和硅晶片的破損檢測，Mark點定位，包裝條碼識別。
5、AOI專用光源不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息;外加漫射板導光，減少反光;不同角度組合;應用領域:用於電路板焊錫檢測。
6、球積分光源具有積分效果的半球面內壁，均勻反射從底部360度發射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。應用領域:合於曲面，表面凹凸，弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測。
7、線形光源超高亮度，採用柱面透鏡聚光，適用於各種流水線連續檢測場合。應用領域:陣相機照明專用，AOI專用。
8、點光源大功率LED，體積小，發光強度高;光纖鹵素燈的替代品，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等;高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應用領域:適合遠心鏡頭使用，用於晶元檢測，Mark點定位，晶片及液晶玻璃底基校正。
9、組合條形光源四邊配置條形光，每邊照明獨立可控;可根據被測物要求調整所需照明角度，適用性廣。應用案例:CB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。
10、對位光源對位速度快;視場大;精度高;體積小，便於檢測集成;亮度高，可選配輔助環形光源。應用領域:VA系列光源是全自動電路板印刷機對位的專用光源。
四、光源的選型
1、前提信息
(1)檢測內容外觀檢查、OCR、尺寸測定、定位
(2)對象物
想看什麼?(異物、傷痕、缺損、標識、形狀等)
表面狀態(鏡面、糙面、曲面、平面)
立體?平面?
材質、表面顏色
視野范圍?
動態還是靜態(相機快門速度)
(3)限制條件
工作距離(鏡頭下端到被測物表面距離)
設置條件(照明的大小、照明下端到被測物表面的距離、反射型or透射型)
周圍環境(溫度、外亂光)
相機的種類，面陣or線陣
2、簡單的預備知識：
(1).因材質和厚度不同、對光的透過特性(透明度)各異。(2).光根拠其波長之長短、對物質的穿透能力(穿透率)各異。(3).光的波長越長、對物質的透過力越強，光的波長越短、在物質表面的拡散率越大。(4).透射照明、即是使光線透射對象物、並觀察其透過光之照明手法。
3、光源：
穩定均勻的光源極其重要
目的：將被測物與背景盡量明顕區分
攝取圖像時、最重要之處是如何鮮明地獲得：被測物與背景的濃淡差
目前、在圖像處理領域中最廣范的技術手法是：二值化(白黒)處理為了能夠突出特徵點，將特徵圖像突出出來，在打光手法上，常用的包括有明視野與暗視野。
明視野：用直射光來觀察對象物整體(散亂光呈黒色)
暗視野：用散亂光來觀察對象物整體(直射光呈白色)具體的光源選取方法還在於試驗的實踐經驗。

G. 視覺檢測是採用光學檢測還是什麼檢測

視覺檢測又叫光學檢測，所以是光學檢測
原理是通過相機、光源的配合採集圖像，通過演算法分析對比、區分良品與不良品
光學檢測是應用最廣泛的視覺檢測。

H. 什麼是機器視覺

在地球上，以人類為首的所有動物，都會感受外界所傳來的各種信息，藉以掌握外界的狀況而採取行動｡為了感受信息，人類擁有視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺等5種感覺，也就是所謂的「五感」｡雖然人類可以從眼睛、耳朵、鼻子、皮膚、舌頭等處獲得信息，但是獲取信息最多的還是視覺｡在藉助「五感」獲得的信息中，大約有80%來自視覺｡長久以來，人類一直夢想著能夠製造出具有智能的機器，而智能機器實現的基礎就是機器視覺技術｡那麼什麼是機器視覺呢？美國製造工程師協會(，SME)機器視覺分會和美國機器人工業協會(RoboticInstriesAssociation，RIA)自動化視覺分會為機器視覺作了如下定義：「機器視覺是通過光學的裝置和非接觸的感測器自動地接收和處理一個真實物體的圖像，以獲得所需信息或用於控制機器人運動的裝置｡」通俗地說，機器視覺就是用機器模擬生物宏觀視覺功能，代替人眼來做測量和判斷｡首先，通過圖像感測器將被攝取的目標轉化成為圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布、亮度和顏色等信息，轉變成數字化信號；隨後，圖像處理系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特徵，如面積、長度、數量、位置等；最後，根據預設的容許度和其他條件輸出結果，如尺寸、角度、偏移量、個數、合格/不合格、有無等｡從廣義角度來看，凡是通過光學裝置獲取真實物體的信息以及對相關信息的處理與執行都是機器視覺，這就包括了可見視覺以及非可見視覺，甚至包括人類視覺不能直接觀察到的、物體內部信息的獲取與處理等。

科學家們通過研究發現，人腦中許多組織都參與了視覺信息的處理過程，因而能夠輕易地處理視覺方面的問題｡但是視覺認知作為一個復雜奧妙的過程，人類對其還知之甚少，因而製造出具有視覺功能的智能機器的夢想也一直難以實現｡隨著視覺感測技術、信息處理技術和計算機技術等的迅猛發展，具有視覺功能的智能機器開始被人類製造出來，並逐漸形成了機器視覺的學科和產業｡對於智能機器而言，賦予其人類視覺功能是極其重要的，於是人們把計算機的快速性、可靠性、結果的可重復性與人類視覺的高度智能化和抽象化能力結合起來，形成一門新的學科———機器視覺。