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i.三維成像，用于計量和視覺(jué)引導機器人（VGR） 機器視覺(jué)3D影像市場(chǎng)擴展組件是一個(gè)強烈的趨勢，這對3D測量和指導的高需求，以及增加三維成像系統的可用性的提升具有成本效益的技術(shù)部分。延伸部分是用于浪涌某些應用中，諸如三維測量，機器人導向器（VGR - 相關(guān)任務(wù)，諸如拾取拾取和放置物體視覺(jué)引導的機器人，或隨機的）運算功能，和自動(dòng)移動(dòng)機器人（AMR ）和安全指南。 三維成像系統捕獲物理空間的視圖，并提供表示場(chǎng)景中包含深度和熟悉的二維“平面”（x和y）的點(diǎn)的數據。一些可用組件還提供灰色（對比度）甚至彩色圖像和三維數據。三維成像的基本優(yōu)勢是提供三維定位，但另一個(gè)重要優(yōu)勢是三維圖像通常是“對比度不耐受”。也就是說(shuō)，圖像信息允許軟件處理深度變化，而不是表面顏色特征的變化或陰影。 三維成像是機械視覺(jué)應用的一項強有力的技術(shù)。很容易說(shuō)它已經(jīng)從“趨勢”轉移到機器視覺(jué)工具箱的標準部分。 實(shí)際執行 3D組件之間的區別可能很困難，對功能的詳細討論超出了本討論的范圍。但是，第一步是確定目標應用程序的類(lèi)型。對分辨率，深度，水平X和Y平面的要求是必需的。雖然大多數系統作為一個(gè)整體提供了通用功能，但提供了更多在特定任務(wù)中具有目標和優(yōu)勢的組件，例如用于3d測量或3d盒拾取的組件。也就是說(shuō)，除了能夠為應用程序提供適當的精度外，任何3D解決方案的成功主要是軟件實(shí)現和系統集成。 實(shí)際限制 的表面上集成3D成像可以是很簡(jiǎn)單的，但特定應用的挑戰的細節。其中一些包括： 盡管看起來(lái)很明顯，在物體運動(dòng)或成像系統的應用中，任何位置的誤差都可能引入必須考慮的測量誤差。 大多數3d成像系統都表現出一定程度的“3d數據丟失”，即相對于主動(dòng)照明和相機角度的特征陰影，3d信息中的一個(gè)空白。根據應用的不同，一些成像技術(shù)可以用來(lái)克服這種情況。 總之，并非所有的3D機器視覺(jué)應用都“為黃金時(shí)刻做好了準備”。例如，當應用程序選擇一個(gè)隨機方向時(shí)，一個(gè)均勻的對象或“盒子拾取”已經(jīng)得到很好的解決，在許多情況下可以被認為是通用的，選擇異構和未知的對象，包裝，盒子等等，在許多情況下，仍然是3D成像的一個(gè)挑戰。此外，對物體或表面進(jìn)行測量或微分的三維重建在生產(chǎn)率上可能具有挑戰性，因為可能需要許多圖像才能完全建模和分析組件。 六大機器視覺(jué)趨勢 第二，非可見(jiàn)光成像 - 紅外波長(cháng) 更廣泛的可用性和改進(jìn)的成像組件性能，以捕獲和創(chuàng )建來(lái)自不可見(jiàn)紅外波長(cháng)的圖像，這是一種趨勢能力，可以積極影響各種機器視覺(jué)應用。這種趨勢的一部分是led照明的普及，這種照明可以產(chǎn)生不同紅外波長(cháng)的光。這類(lèi)成像的用例是常見(jiàn)的，而確定何時(shí)何地紅外成像可以使應用程序受益在很大程度上取決于被成像的對象和應用程序的需求。 大約700-1000nm的“近紅外”（nir）波長(cháng)成像已經(jīng)被用于機器視覺(jué)多年。用來(lái)對大約1000-2800nm的“swir”波長(cháng)進(jìn)行成像的照相機并不是全新的，但是最近傳感器技術(shù)的進(jìn)步使得這些照相機在自動(dòng)化應用中更加實(shí)用。最后，現在可以使用不冷卻的小型照相機（微米儀），非常適合用于熱成像或由大約7000-14000nm發(fā)射的ir波長(cháng)成像的自動(dòng)檢測。 實(shí)際執行 不可見(jiàn)成像有特定用途..尼爾已經(jīng)被用來(lái)消除由于機器視覺(jué)燈的大功率眩光而引起的工作人員分心和不適，或者突出特定部件的特性，這些部件可能以不同的方式對顏色或某些材料做出反應..SWR波長(cháng)由某些完全不透明的材料（如許多塑料）傳輸，并被某些透明材料（如水）以與可見(jiàn)光波長(cháng)截然不同的方式吸收。當必須在自動(dòng)化環(huán)境中測試熱圖像時(shí)，熱成像是唯一的解決方案。 實(shí)際限制 總的來(lái)說(shuō)，對于非可見(jiàn)光成像，如果目標波長(cháng)成像，以提供所期望的結果，該技術(shù)是一種很好的選擇。但是，請記住，應用程序庫是患者的一小部分機器視覺(jué)的結合。限制可能包括： 很難總是準確地預測近紅外或近紅外照明將如何與待測材料相互作用。建議測試應用程序。 熱成像在自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)共同挑戰是為所需的與背景溫度相關(guān)的熱分布建立可靠的基線(xiàn)。例如，“過(guò)熱”零件在散熱冷卻前必須進(jìn)行檢查，檢查過(guò)程中零件之間的冷卻必須一致。 成本降低，但是SWIR和熱組件可能比可視成像組件更昂貴。 三、嵌入式成像 嵌入式圖像作為機器視覺(jué)市場(chǎng)走勢取決于技術(shù)定義的差別。視覺(jué)分類(lèi)為結合的任何設備中的嵌入式圖像捕獲和處理的定義涵蓋傳統的機器視覺(jué)組件是很寬的，并且可以重疊。有人可能會(huì )嵌入式視覺(jué)約束到那些完全集成在較低級別的設備（SOC - 板的計算機系統或模塊上 - 片上系統，或SOM），以便被集成到更大的設備。用例易于可以想象，包括AMR和自主車(chē)，甚至智能手機。 實(shí)際執行 嵌入式視覺(jué)——無(wú)論是SOM、SOC還是具有嵌入式處理功能的相機——在某種意義上都體現了嵌入式可視處理器的存在；通常（但不是唯一）GPU（圖形處理單元）或FPGA（現場(chǎng)可編程門(mén)陣列）。在任何情況下，處理器都是為特定的任務(wù)而編程的，這是一個(gè)完整的應用程序或一些圖像處理。在大多數實(shí)現中，嵌入式視覺(jué)處理器需要低級編程來(lái)配置或創(chuàng )建應用程序。嵌入式視覺(jué)設備與主機系統的接口不同于標準的機器視覺(jué)組件，是實(shí)現中的一個(gè)重要考慮因素。 結合對物體表面多角照射產(chǎn)生的圖像，可以使灰度圖像中的不可見(jiàn)特征更可靠地可視化。 實(shí)際限制 對于一般的機器視覺(jué)來(lái)說(shuō)，在特定的單用途應用中使用低層次的嵌入式視覺(jué)可能是不切實(shí)際的，因為嵌入式視覺(jué)設備的編程仍然是一項開(kāi)發(fā)而不是一項集成任務(wù)。帶有嵌入式處理的機器視覺(jué)攝像機在某些應用中可能更實(shí)用。嵌入式視覺(jué)在機器視覺(jué)中的直接和更廣泛的應用可能在于實(shí)現帶有“預編程序”的嵌入式圖像處理應用程序-特別是人工智能或深度學(xué)習，以及特定任務(wù)的業(yè)務(wù)成像。 第四，液體透鏡和高分辨率的光學(xué)元件 機器視覺(jué)光學(xué)的兩個(gè)明顯趨勢是先進(jìn)的高分辨率和廣域相機鏡頭的激增，以及更無(wú)縫集成組件液體鏡頭的趨勢。第一個(gè)趨勢是實(shí)用的；隨著(zhù)相機分辨率的提高和像素尺寸的減小，許多元件透鏡供應商都理解并滿(mǎn)足了對更好光學(xué)元件的需求。更多的產(chǎn)品規格包括有關(guān)鏡頭性能的詳細信息，例如顯示系統調制傳遞函數（MTF）圖表，這是一個(gè)很好的鏡頭比較度量。 液透鏡是一種可以根據外界信號改變對焦而不像手動(dòng)對焦鏡頭那樣對鏡頭進(jìn)行任何機械改變的裝置。這不是一項新技術(shù)。多年來(lái)，液體透鏡一直被用于智能傳感器、智能相機和其他機器視覺(jué)設備。然而，將這些設備與機器視覺(jué)光學(xué)和照相機結合在一起的最新進(jìn)展使這項技術(shù)變得更加通用。 實(shí)際執行 對于所有機器視覺(jué)應用，將鏡頭與分辨率和應用程序的物理要求匹配是一個(gè)必要的集成任務(wù)。更多鏡頭選項的可用性為用戶(hù)和解決方案提供商提供了更好的選擇。 在液體透鏡的成像距離可以在從另一部分所述應用的部件的情況下就變得非常重要，因為它可以實(shí)現動(dòng)態(tài)聚焦變化非�？�，即使在自動(dòng)對焦 實(shí)際限制 種類(lèi)繁多的產(chǎn)品可能使光學(xué)元件的選擇和區分變得困難。評估與特定應用相關(guān)的組件規格和特性非常重要。 液透鏡技術(shù)可能難以實(shí)現，但一些嵌入式處理的元件相機正在成為液透鏡自動(dòng)控制的有效手段。一些額外的液晶體組件可能會(huì )限制相關(guān)透鏡的傳感器覆蓋范圍（不適用于集成的液晶體系統）。同時(shí)，注意焦點(diǎn)的改變會(huì )影響校準，因此液晶狀體可能不適合需要精確校準的應用。 五.先進(jìn)的照明技術(shù)和處理 在機器視覺(jué)照明組件的趨勢是其實(shí)現更大的靈活性，并且在一些情況下，高級成像功能多光譜可控設備的可用性。通過(guò)改變單色，也可以是較好地克服芳香部分而不多個(gè)照明裝置的，或甚至多個(gè)不同顏色的照明來(lái)創(chuàng )建彩色圖像的圖像的變化。多個(gè)的高速成像的不同照射角度的3D視圖可以被用來(lái)創(chuàng )建對象的表示或提供高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）圖像。 六、AI和深度學(xué)習 最后，讓我們談?wù)剻C器視覺(jué)幾十年來(lái)最流行的趨勢：人工智能、機器學(xué)習和深入學(xué)習。人工智能（artificial intelligence，簡(jiǎn)稱(chēng)ai）是計算機科學(xué)的一個(gè)分支，它涉及到對人類(lèi)行為的計算機模擬。人工智能作為一門(mén)學(xué)科，自上個(gè)世紀中葉就已經(jīng)存在。人工智能沒(méi)有描述任何具體的技術(shù)，只有目標；任何編程邏輯都可以稱(chēng)為人工智能，甚至可以稱(chēng)為簡(jiǎn)單的if-then規則和決策樹(shù)。機器視覺(jué)搜索算法被稱(chēng)為人工智能。 機器學(xué)習是人工智能的一個(gè)子集，而深度學(xué)習是機器學(xué)習的一個(gè)子集。這些術(shù)語(yǔ)是通過(guò)學(xué)習算法實(shí)現的人工智能技術(shù)的名稱(chēng)。機器學(xué)習是一個(gè)與系統相關(guān)的一般概念�；诔跏紨祿斎�，他們可以學(xué)習和提高他們在給定任務(wù)中的性能。 深入學(xué)習是機器學(xué)習，它使用“深度”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，使計算機基本上可以“通過(guò)示例學(xué)習”。該技術(shù)在圖像識別、語(yǔ)音識別和語(yǔ)言處理等方面具有很好的應用前景。深度學(xué)習是高度計算密集型的，通常需要特殊的處理器硬件(如GPU，圖形處理單元與深入學(xué)習核心)，特別是在學(xué)習過(guò)程中。近幾年來(lái)，可用于機器視覺(jué)深度學(xué)習的軟硬件平臺迅速擴展。 毫無(wú)疑問(wèn)的是深度學(xué)習的機器視覺(jué)會(huì )產(chǎn)生長(cháng)期持續的影響，而在目前的通用型產(chǎn)品下面的現實(shí)意義。 （轉自技皆知） |
