機器視覺系統大(dà)體分爲(wéi / wèi)圖像采集和(hé / huò)圖像處理兩個(gè)部分。

       圖像采集是(shì)工業相機與PC端通過圖像采集卡相互鏈接，圖像采集卡接收工業相機的(de)模拟信号或數字信号，并将信号處理轉換爲(wéi / wèi)适用于(yú)PC端的(de)信息。

01

圖像處理技術的(de)應用

1、圖像采集

       視覺檢測首先需要(yào / yāo)對輸入的(de)圖片進行采集，根據項目需求不(bù)同，對樣本要(yào / yāo)求也(yě)不(bù)會相同。合理地(dì / de)根據項目需求，标定合适的(de)樣本，需要(yào / yāo)通過對大(dà)量的(de)樣本進行訓練以(yǐ)提升性能。

        圖像格式（像素格式）：分爲(wéi / wèi)黑白圖像和(hé / huò)彩色圖像，黑白圖像的(de)灰度等級可分爲(wéi / wèi)256級，即以(yǐ)8位來(lái)表示；而(ér)彩色圖像可由RGB(YUV)3種色彩組合而(ér)成。

2、圖像預處理

       圖像處理是(shì)用計算機對圖像進行分析，以(yǐ)達到(dào)所需結果的(de)技術，一(yī / yì ／yí)般指數字圖像處理，其主要(yào / yāo)内容包括圖像壓縮，增強和(hé / huò)複原，匹配、描述和(hé / huò)識别3個(gè)部分。

（1）圖像增強

       用于(yú)調整圖像的(de)對比度，突出(chū)圖像中的(de)重要(yào / yāo)細節，改善圖像質量。有目的(de)地(dì / de)強調圖像的(de)整體或局部特性，将原來(lái)不(bù)清晰的(de)圖像變得清晰或強調某些感興趣的(de)特征，擴大(dà)圖像中不(bù)同物體特征之(zhī)間的(de)差别。包括灰度變換法、直方圖修正以(yǐ)及濾波等方法。

（2）圖像變換

       由于(yú)圖像陣列很大(dà)，直接在(zài)空間域中進行處理，涉及計算量很大(dà)。因此，往往采用各種圖像變換的(de)方法，如傅立葉變換、離散餘弦變換等間接處理技術，将空間域的(de)處理轉換爲(wéi / wèi)變換域處理，不(bù)僅可減少計算量，而(ér)且可獲得更有效的(de)處理。

（3）圖像編碼與壓縮

       圖像編碼壓縮技術可減少描述圖像的(de)數據量，以(yǐ)便節省圖像傳輸、處理時(shí)間和(hé / huò)減少所占用的(de)存儲器容量。壓縮可以(yǐ)在(zài)不(bù)失真的(de)前提下獲得，也(yě)可以(yǐ)在(zài)允許的(de)失真條件下進行。編碼是(shì)壓縮技術中最重要(yào / yāo)的(de)方法，它在(zài)圖像處理技術中是(shì)發展最早且比較成熟的(de)技術。

3、特征提取

       圖像分割是(shì)将圖像中有意義的(de)特征部分提取出(chū)來(lái)，有意義的(de)特征（包括圖像的(de)顔色、形狀、灰度和(hé / huò)紋理等）有圖像中的(de)邊緣、區域等，這(zhè)是(shì)進一(yī / yì ／yí)步進行圖像識别、分析和(hé / huò)理解的(de)基礎。

       雖然目前已有不(bù)少邊緣提取、區域分割的(de)方法，但還沒有一(yī / yì ／yí)種普遍适用于(yú)各種圖像的(de)有效方法。

4、識别技術

       圖像識别過程實際上(shàng)可以(yǐ)看作是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)标記過程，其主要(yào / yāo)内容是(shì)圖像經過某些預處理（增強、複原）後，進行圖像分割和(hé / huò)特征提取，從而(ér)進行判決分類。

       在(zài)很多場合，圖像所傳送的(de)信息比其他(tā)形式的(de)信息更豐富、真切和(hé / huò)具體。人(rén)眼與大(dà)腦的(de)協作使得人(rén)們可以(yǐ)獲取、處理以(yǐ)及理解視覺信息，人(rén)類利用視覺感知外界環境信息的(de)效率很高。

5、運動目标檢測技術

       運動目标檢測主要(yào / yāo)目的(de)是(shì)從圖像中提取出(chū)運動目标并獲得運動目标的(de)特征信息，如顔色、形狀、輪廓等。提取運動目标的(de)過程實際上(shàng)就(jiù)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)圖像分割的(de)過程，而(ér)運動物體隻有在(zài)連續的(de)圖像序列(如視頻圖像序列)中才能體現出(chū)來(lái)，運動目标提取的(de)過程就(jiù)是(shì)在(zài)連續的(de)圖像序列中尋找差異，并把由于(yú)物體運動和(hé / huò)表現出(chū)來(lái)的(de)差異提取出(chū)來(lái)。

       常用的(de)四種方法：連續幀間差分法、背景差分法、光流法和(hé / huò)運動能量法。

6、目标跟蹤檢測技術

       運動目标檢測是(shì)計算機視覺和(hé / huò)視頻處理領域非常重要(yào / yāo)和(hé / huò)有效的(de)研究課題，因爲(wéi / wèi)它是(shì)視頻目标分類和(hé / huò)視頻跟蹤活動等許多複雜過程的(de)關鍵步驟。因此，從給定的(de)視頻幀序列中識别移動對象的(de)實際形狀變得相關。

       然而(ér)，由于(yú)動态場景變化、光照變化、陰影的(de)存在(zài)、僞裝和(hé / huò)引導問題等各種挑戰，檢測運動中物體的(de)實際形狀的(de)任務變得很棘手。

       幀間差分法是(shì)檢測運動物體最常用的(de)方法，它分别找到(dào)當前幀和(hé / huò)前一(yī / yì ／yí)個(gè)連續幀以(yǐ)及當前幀和(hé / huò)下一(yī / yì ／yí)個(gè)連續幀之(zhī)間的(de)差異，然後，該算法選擇兩個(gè)不(bù)同幀之(zhī)間的(de)最大(dà)像素強度值。接下來(lái)，将得到(dào)的(de)差異幀劃分爲(wéi / wèi)不(bù)重疊的(de)塊，并計算每個(gè)塊的(de)強度總和(hé / huò)和(hé / huò)平均值，随後，它使用阈值和(hé / huò)強度平均值找到(dào)每個(gè)塊的(de)前景和(hé / huò)背景像素。

02

當前面臨的(de)挑戰

1、不(bù)同角度，不(bù)同外界因素（光源、顔色、相機等）影響圖像采集效果。

2、同一(yī / yì ／yí)張圖在(zài)不(bù)同的(de)背景下獲取，諸多因素會影響圖像的(de)像素灰度，使圖片的(de)特征讀取困難。

3、圖像中的(de)物體以(yǐ)二維的(de)形式呈現，識别過程中會出(chū)現少許偏差。

4、通用的(de)視覺檢測系統，并不(bù)能适應任何環境，而(ér)要(yào / yāo)建立一(yī / yì ／yí)個(gè)可與人(rén)的(de)視覺系統相比的(de)通用視覺系統是(shì)非常困難的(de)。

5、目标之(zhī)間或者目标與人(rén)之(zhī)間互遮擋，尤其是(shì)在(zài)擁擠狀态下，目标檢測很不(bù)穩定，檢測結果也(yě)很不(bù)理想，這(zhè)個(gè)問題還需要(yào / yāo)進一(yī / yì ／yí)步的(de)研究解決。

03

提升圖片識别技術的(de)有效方法

1、圖像并行處理

       并行計算是(shì)提高處理速度最有效的(de)技術之(zhī)一(yī / yì ／yí)，圖像并行處理技術爲(wéi / wèi)提高圖像處理效率提供了(le／liǎo)廣闊的(de)空間。

       圖像并行處理包括并行算法和(hé / huò)多處理器并行硬件系統，圖像處理并行算法的(de)執行效率依賴于(yú)多處理器系統的(de)硬件結構。

       通常，一(yī / yì ／yí)種并行結構隻适合于(yú)一(yī / yì ／yí)類并行算法的(de)映射。圖像并行處理結構設計面臨的(de)主要(yào / yāo)問題可以(yǐ)概括爲(wéi / wèi)兩個(gè)方面：其一(yī / yì ／yí)，圖像并行處理硬件結構複雜，在(zài)實際應用中圖像處理結構的(de)開發周期長、成本高；其二，面向圖像處理算法的(de)硬件結構針對性設計方法導緻圖像處理平台的(de)可重用性差，調整、擴展和(hé / huò)升級困難。

2、數字信号處理器

       數字信号處理器是(shì)由大(dà)規模或超大(dà)規模集成電路芯片組成的(de)用來(lái)完成某種信号處理任務的(de)處理器。數字信号處理是(shì)将信号以(yǐ)數字方式表示并處理的(de)理論和(hé / huò)技術。

       數字信号處理與模拟信号處理是(shì)信号處理的(de)子(zǐ)集。數字信号處理的(de)目的(de)是(shì)對真實世界的(de)連續模拟信号進行測量或濾波。因此在(zài)進行數字信号處理之(zhī)前需要(yào / yāo)将信号從模拟域轉換到(dào)數字域，這(zhè)通常通過模數轉換器實現。而(ér)數字信号處理的(de)輸出(chū)經常也(yě)要(yào / yāo)變換到(dào)模拟域，這(zhè)是(shì)通過數模轉換器實現的(de)。

3、專用集成電路

       專用集成電路是(shì)爲(wéi / wèi)特定用戶或特定電子(zǐ)系統制作的(de)集成電路。數字集成電路的(de)通用性和(hé / huò)大(dà)批量生産，使電子(zǐ)産品成本大(dà)幅度下降，推進了(le／liǎo)計算機通信和(hé / huò)電子(zǐ)産品的(de)普及，但同時(shí)也(yě)産生了(le／liǎo)通用與專用的(de)矛盾，以(yǐ)及系統設計與電路制作脫節的(de)問題。同時(shí)，集成電路規模越大(dà)，組建系統時(shí)就(jiù)越難以(yǐ)針對特殊要(yào / yāo)求加以(yǐ)改變。

       智能化、自動化、數字化、信息化是(shì)未來(lái)制造業的(de)發展大(dà)趨勢，雙翌光電緻力于(yú)制造業工廠智能改造，數字化升級。我們堅信通過不(bù)斷努力與創新，能夠實現與客戶的(de)合作共赢。如果您有相關視覺檢測方面的(de)需求，請聯系我們。