中國電子技術標準化研究院在《機器視覺發展白皮書》中對機器視覺的定義是:“機器視覺系統是集光學、機械、電子、計算、軟件等技術為一體的工業應用系統,它通過對電磁輻射的時空模式進行探測及感知,可以自動獲取一幅或多幅目標物體圖像,對所獲取圖像的各種特征量進行處理、分析和測量,根據測量結果做出定性分析和定量解釋,從而得到有關目標物體的某種認識并作出相應決策,執行可直接創造經濟價值或社會價值的功能活動。”。簡單地說,機器視覺就是用機器代替人眼和大腦來獲取圖像信息作各種測量和判斷。機器視覺首先處理的是圖像(視覺)信息,并根據處理結果對下一步動作給出控制。典型的機器視覺系統以計算機為中心,由視覺傳感器、圖像采集系統、圖像處理系統和控制機構組成。視覺傳感器和圖像采集系統采集圖像,并將光學圖像轉變為數字圖像,圖像處理系統對圖像進行處理和分析,得到需要的各種信息,并做出相應的動作決策。可以在相當程度上代替人眼視覺系統,甚至具有比人眼視覺更高的分辨率、更快的速度,獲得人眼所不能看到的波長范圍的信息,完成快速檢測、定位、識別、導航、測量等各種任務。

機器視覺的發展是從20世紀中期開始的。L.Robert在1965年發表了"三維物體的機器感知"這一著名論文,闡述了利用計算機科學所提供的手段實現從二維圖像獲得三維信息的可能性,開創了以理解三維場景為目的的三維機器視覺研究。二十世紀七十年代,Marr提出的視覺計算理論成為機器視覺理論研究的一個里程碑,該理論成為機器視覺研究的基礎理論框架。

同時,計算機、光電、精密機械等硬件技術的進步也是日新月異,以深度學習為代表的人工智能算法給機器視覺系統賦予了更高的智能和信息感知能力。與當初相比,幾乎每一個機器視覺系統的技術環節都出現了巨大的性能提升甚至質的飛躍。更高分辨率的圖像、更快的處理器、更好的光源,更智能的算法,同時還伴隨著成本的降低和體積的減小,這一切為機器視覺的發展準備了堅實的技術平臺。

理論和器件的發展,加上來自社會生產的廣泛需求,催生了機器視覺技術的飛速發展。時至今日,機器視覺已廣泛應用于軍事、制造業、半導體/電子、紡織、食品、印刷、醫療、煙草、交通、物流、娛樂、體育等許多行業,已經深入到我們生產、生活的各個方面。機器視覺已成為產值數十億美元的新興產業,并推動多個行業的革命性進步。以制造業為例,在以“深度感知、智能互聯、智慧決策、精巧執行”為特征的智能制造技術體系中,機器視覺技術成為關鍵核心要素。

機器視覺將計算機和電子系統的高速計算能力、可重復性、快速反應能力與人眼視覺的高度智能化和抽象能力、判斷能力結合,是實現儀器設備精密控制、智能化、自動化的有效途徑,堪稱現代工業生產的“機器眼睛”,在精密質量檢測、精密裝配引導、識別識讀中發揮重要作用,成為制造業“深度感知”必不可少的技術。而以機器視覺的感知能力和邊緣算力加持改造傳統設備,使得工業互聯網的各個節點具備了感知和決策能力,從功能性設備轉變為具備感知和執行力的智能型設備,最終將功能性互聯升級為“智能互聯”。機器視覺系統本身所具備的判斷和決策能力,使得基于設備和產線的“智慧決策”成為可能,同時視覺系統也為基于工廠大數據的最優決策提供了數據基礎。對于已有的高速精密自動化設備,機器視覺技術給它植入眼睛和大腦,使其具備強大的感知能力,可以更加精準和靈巧地應對柔性生產的要求,將自動生產升級為“精巧執行”。

作為國內機器視覺領域的龍頭企業,凌云光憑借在在機器視覺上20多年持續自主研發的技術積累優勢,形成純自主的算法平臺VisionWare和系列應用平臺產品VisionAssembly,同時在消費電子制造行業,根據產品質量工藝研發了智能量測和檢測的專業化裝備,為各大零部件廠家提供端到端的視覺系統到整機智能裝備的解決方案;在印刷行業以PrintingPlus印刷質量管理軟件系統為基礎,推出面向軟包行業、彩盒行業、標簽行業的印刷質量檢測系統和智能生產解決方案;在鋰電制造行業,以自主研發底層算法VisionWARE、常規特征+AI分類、智能交互系統等技術為基礎,推出鋰電池檢測系統。目前產品已經廣泛應用于印刷、電子制造、鋰電池等行業的上下游產線中。

伴隨著強勁的需求,以大恒、凌云光、精測等一大批國內機器視覺公司迅速發展起來,“給機器植入眼睛和大腦”,將極大的改變我們的生產和生活。機器視覺行業本身也將成長為極具成長力和吸引力的產業。