什么是机器视觉?机器视觉的优势和应用领域

视觉是人类观察世界和认知世界的重要手段。据统计,人类从外部世界获得的信息约有80%是由视觉获取的。这既说明视觉信息量巨大,也表明人类对视觉信息有较高的利用率,同时又体现了人类视觉功能的重要性。随着信息技术的发展,给计算机、机器人或其他智能机器赋予人类视觉功能,成为人类多年以来的梦想。
目前许多机器视觉技术已经实现了产品化、实用化。例如,指纹识别、车牌照识别、智能监控、人脸识别、工业产品的在线检测等。可以说,机器视觉技术在信息化时代,扮演着越来越重要的角色。
什么是机器视觉?
机器视觉(machine vision)又常被称作为计算机视觉(computer vision),是指用计算机实现人的视觉功能一一对客观世界的三维场景的感知、识别和理解。
自20世纪50年代从统计模式识别开始的,计算机视觉当时的工作主要集中在二维图像分析、识别和理解上,如光学字符识别、工件表面、显微图片和航空照片的分析和解释等。1973年,英国的marr教授应邀在麻省理工学院(mit)的人工智能实验室创建并领导一个以博士生为主体的研究小组,从事视觉理论方面的研究。1977年marr提出了不同于积木世界分析方法的计算视觉理论一一marr视觉理论。该理论在20世纪80年代成为计算机视觉研究领域中的一个十分重要的理论框架。到了80年代中期,计算机视觉获得了迅速发展,主动视觉理论框架、基于感知特征群的物体识别理论框架等新概念、新方法、新理论不断涌现。而到20世纪90年代,计算机视觉在工业环境中得到广泛应用,同时基于多视几何的视觉理论得到迅速发展。
机器视觉的优势和应用领域
视觉的最大优点是与被观测的对象无接触,因此对观测与被观测者都不会产生任何损伤,这是其他感觉方式无法比拟的。
同时,机器视觉所能检测的对象十分广泛,人眼观察不到的范围,它也可以观察。例如,红外线、微波、超声波等人类就观察不到,而机器视觉则可以利用这方面的敏感器件形成红外线、微波、超声波等图像,可以说是扩展了人类的视觉范围。另外人无法长时间地观察对象,机器视觉则不知疲劳,始终如一地观测,所以机器视觉可以广泛地用于长时间恶劣的工作环境。
目前,机器视觉主要应用于以下领域:
❈ 工业自动化生产线应用。产品检测、自动流水线生产和装配、自动焊接、pcb印制板检查以及各种危险场合工作的机器人等。将图像和视觉技术用于生产自动化,可以加快生产速度,保证质量的一致性,还可以避免人的疲劳、注意力不集中等带来的误判。
❈各类检验和监视应用。标签文字标记检查,邮政自动化,计算机辅助外科手术。显微医学操作,石油、煤矿等钻探中数据流自动监测和滤波,在纺织、印染业进行自动分色、配色。重要场所门廊自动巡视,自动跟踪报警等。
❈视觉导航应用。巡航导弹制导、无人驾驶飞机飞行、自动行驶车辆、移动机器人、精确制导及自动巡航捕获目标和确定距离等.既可避免人的参与及由此带来的危险,也可提高精度和速度。
❈图像自动解释应用。对放射图像、显微图像、医学图像、遥感多波段图像、合成孔径雷达图像、航天航测图像等的自动判读理解。由于近年来技术的发展,图像的种类和数量飞速增长,图像的自动理解已成为解决信息膨胀问题的重要手段。
❈人机交互应用。人脸识别、智能代理等。同时让计算机可借助人的手势动作(手语)嘴唇动作(唇读)、躯干运动(步态)、表情测定等了解人的愿望要求而执行指令,这既符合人类的交豆习惯,也可增加交互方便性和临场感等。
❈虚拟现实应用。飞机驾驶员圳练、医学手术模拟、场景建模、战场环境表示等,它可帮助人们超越人的生理极限,亲临其境,提高工作效率。
❈监控摄像与机器视觉。作为机器视觉的代表应用,以摄像机为核心的视频监控系统广泛应用与安保、交通、楼宇、工业等各个行业领域。随着数字技术越来越多地应用于视频监控系统中,极大地提高了系统性能,也扩大了它的应用范围。

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