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。