機器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。簡單說來，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(tǒng)是通過機器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標的形態(tài)信息，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。

隨著工業(yè)4.0在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造、銷售信息的數(shù)據(jù)化、智能化，最終達到快速、高效、個性化的產(chǎn)品供應(yīng)。 工業(yè)4.0系統(tǒng)適用于智能生產(chǎn)技術(shù)和工業(yè)制造，不是簡單的生產(chǎn)過程，而是產(chǎn)品和機器的溝通。

機器視覺是一項綜合技術(shù)，包括圖像處理、機械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)(圖像增強和分析算法、圖像卡、I/O卡等)。

一個典型的機器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊。

機器視覺檢測設(shè)備是近年來發(fā)展起來的可以代替人眼檢測產(chǎn)品相關(guān)部分的機器。 應(yīng)用廣泛的話，就會有產(chǎn)品的表面缺陷檢測，機器視覺檢測設(shè)備系統(tǒng)附件是由哪些部分組成的?

機器視覺檢測設(shè)備系統(tǒng)附件組件：

1、工業(yè)相機： CMOS相機、CCD彩色相機、面陣相機、CAMERA-LINK相機、線陣相機、紅外相機、高速相機、1394接口相機;

智能相機(Smart Camera)是一種高度集成化的微小型機器視覺系統(tǒng)。它將圖像的采集、處理與通信功能集成于單一相機內(nèi)，從而提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于實現(xiàn)的機器視覺系統(tǒng)。同時，由于應(yīng)用了最新的DSP/GPU、FPGA及大容量存儲技術(shù)，其智能化程度不斷提高，可滿足多種機器視覺的應(yīng)用需求。

CCD相機能提供很好的圖像質(zhì)量、抗噪能力，盡管由于增加了外部電路使得系統(tǒng)的尺寸變大，復(fù)制下提高，但在電路設(shè)計師可更加靈活，更好的提升CCD相機某些特別關(guān)注的性能。CCD更適合于對相機性能要求非常高而對成本控制不太嚴格的應(yīng)用領(lǐng)域，如天文、高清晰的醫(yī)療X光影像、其他需要長時間曝光，對圖像噪聲要求比較嚴格的應(yīng)用場合。

CCD相機的工作原理∶被測物的圖像經(jīng)過光學鏡頭聚焦至CCD芯片上;時序產(chǎn)生電路模塊提供水平驅(qū)動脈沖，幫助CCD芯片完成光電荷的轉(zhuǎn)換、存儲、轉(zhuǎn)移和讀取，并將光學信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出;信號處理電路模塊接收來自CCD芯片的電信號，并對脈沖進行采集、保持，以及自動增益控制、視頻信號合成等預(yù)處理，將CCD芯片輸出的電信號轉(zhuǎn)換為需要的視頻格式，即視頻輸出。而機器視覺檢測系統(tǒng)采用CCD照相機將被檢測的目標對象轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號，圖像處理系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如面積、數(shù)量、位置、長度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個數(shù)、合格/不合格、有/無等，實現(xiàn)自動識別判斷功能。

面陣相機：實現(xiàn)的是像素矩陣拍攝。相機拍攝圖像中，表現(xiàn)圖像細節(jié)不是由像素多少決定的，是由分辨率決定的。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同。?像素的多少不決定圖像的分辨率(清晰度)，那么大像素相機有何好處呢?答案只有一個：減少拍攝次數(shù)，提高測試速度。

線陣相機：顧名思義是呈“線”狀的。雖然也是二維圖像，但極長。幾K的長度，而寬度卻只有幾個象素的而已。一般上只在兩種情況下使用這種相機：一、被測視野為細長的帶狀，多用于滾筒上檢測的問題。

2、相機接口

CameraLink 接口：專為機器視覺的高端應(yīng)用設(shè)計，高速度，高分辨率，抗噪性好。

IEEE 1394(FireWire)接口：即插即用串行接口，可同時支持63個像機，每個相距4.5米，最遠可達72米。支持800Mbits/s甚至3200Mbits/s的傳輸速度。

USB 接口：是一種應(yīng)用非常普遍的串型接口 。傳輸速率可達480Mbits/s，可供多達127個設(shè)備同時使用。

Gigabit Ethernet 接口：基于網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議Ethernet，即插即用 ，數(shù)據(jù)連續(xù)高速傳輸。

3、鏡頭

相機與鏡頭一般是配套的，鏡頭的選型主要考慮呈像的視距，鏡頭選型步驟：

1)計算短邊對應(yīng)的像素數(shù)E=B/C，相機長邊和短邊的像素數(shù)都要大于E;

2)像元尺寸=產(chǎn)品短邊尺寸B/所選相機的短邊像素數(shù)

3)放大倍率=所選相機芯片短片尺寸/相機短邊的視野范圍

4)可分辨的產(chǎn)品精度=像元尺寸/放大倍率(判斷是否小于C)

5)物鏡的焦距=工作距離/(1+1/放大倍率)單位：mm

6)像面的分辨率要大于1/(2×0.1×放大倍率)單位：lp/mm

選擇的鏡頭的支持CCD尺寸要大于等于相機CCD傳感器芯片的尺寸，另外安裝座是C、CS或F型接口也要匹配，同時考慮鏡頭的工作距離，是否留有足夠空間等。如果對鏡頭的選擇還是拿不準的話，可以咨詢廠家的技術(shù)支持，讓廠家根據(jù)你的應(yīng)用場景推薦合適的鏡頭即可。

4. 圖像采集卡

圖像采集卡雖然只是完整機器視覺系統(tǒng)的一個部件，但它同樣非常重要，直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。比較典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆網(wǎng)采集卡。這些采集卡中有的內(nèi)置多路開關(guān)，可以連接多個攝像機，同時抓拍多路信息。

5. 機器視覺軟件

機器視覺軟件是機器視覺系統(tǒng)中自動化處理的關(guān)鍵部件，根據(jù)具體應(yīng)用需求，對軟件包進行二次開發(fā)，可自動完成對圖像采集、顯示、存儲和處理。在選購機器視覺軟件時，一定要注意開發(fā)硬件環(huán)境、開發(fā)操作系統(tǒng)、開發(fā)語言等，確保軟件運行穩(wěn)定，方便二次開發(fā)。

6、光源： led光源、氙氣照明系統(tǒng)、紫外線照明系統(tǒng)、紅外光源、光纖照明系統(tǒng)、熒光照明系統(tǒng)。

光源作為機器視覺系統(tǒng)輸入的重要部件，它的好壞直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機器視覺光源設(shè)備，所以針對每個特定的應(yīng)用實例，要選擇相應(yīng)的視覺光源，以達到最佳效果。常見的光源有：LED環(huán)形光源、低角度光源、背光源、條形光源、同軸光源、冷光源、點光源、線型光源、平行光源等。