视觉模拟技术未来发展趋势

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人类感知外界环境主要通过视觉,听觉和触觉等四大感觉系统。其中视觉系统是最复杂的。人类从外界获得的信息中视觉信号量最大。因此视觉模拟技术在社会发展中的应用越来越广泛。计算机视觉学是自二十世纪六十年代中期迅速发展起来的一门新学科。计算机视觉是使用计算机及相关设备对生物视觉的一种模拟。它的主要任务就是通过对采集的图片或视频进行处理以获得相应场景的三维信息，就像人类和许多其他类生物每天所做的那样。由于算机视觉学在工农业生产、地质学、天文学、气象学、医学及军事并学等领域有着极大的潜在应用价值,所以它在国际上越来越受人重视。机器视觉伴随计算机技术、现场总线技术的发展，技术日臻成熟，已是现代加工制造业不可或缺的产品，广泛应用于食品和饮料、化妆品、制药、建材和化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造等行业。

机器视觉的引入，代替传统的人工检测方法，极大地提高了投放市场的产品质量，提高了生产效率。

由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

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视觉模拟技术，是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，但并不仅仅是人眼的简单延伸，更重要的是具有人脑的一部分功能一一从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。

一个典型的工业机器视觉模拟系统，包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光源照明技术、光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。主要内容视觉模拟技术的发展视觉模拟技术的概念视觉模拟技术的主要技术视觉模拟技术的主要应用视觉模拟技术在农业上得应用视觉模拟技术的未来发展视觉模拟技术的主要技术

计算机视觉既是工程领域，也是科学领域中的一个富有挑战性重要研究领域。计算机视觉是一门综合性的学科，它已经吸引了来自各个学科的研究者参加到对它的研究之中。其中包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学，神经生理学和认知科学等。计算机视觉学所研究的对象,简单地说就是研究如何让计算机通过图象传感器或其它光传感器来感知、分析和理解周围环境。视觉模拟技术视觉模拟技术大体可分为三部分：图像采集图像处理图像还原及显示

图像采集主要工具就是：摄像头，照相机，光敏传感器，x光等利用这些设备在一些人无法看到或条件恶劣的地方充当人类的眼睛。采集图像所用工具采集到的图像

图像获取——图像存储——图形处理——图像输出——图像显示图像数字化图像压缩图像增强图像复原图像处理

图像数字化通过取样和量化过程将一个以自然形式存在的图像变换为适合计算机处理的数字形式。图像在计算机内部被表示为一个数字矩阵，矩阵中每一元素称为像素。图像数字化需要专门的设备，常见的有各种电子的和光学的扫描设备，还有机电扫描设备和手工操作的数字化仪。图像压缩由数字化得到的一幅图像的数据量十分巨大，一幅典型的数字图像通常由500×500或1000×1000个像素组成。如果是动态图像，是其数据量更大。因此图像压缩对于图像的存储和传输都十分必要。图像增强使图像清晰或将其转换为更适合人或机器分析的形式。与图像复原不同，图像增强并不要求忠实地反映原始图像。相反，含有某种失真（例如突出轮廓线）的图像可能比无失真的原始图像更为清晰。图像复原除去或减少在获得图像过程中因各种原因产生的退化。这类原因可能是光学系统的像差或离焦、摄像系统与被摄物之间的相对运动、电子或光学系统的噪声和介于摄像系统与被摄像物间的大气湍流等。图像显示

通过以上步骤图像终于最终形成，然后通过对图像的信息分析来帮助各种任务的实现。例如：据火箭上传来的信息了解运行情况，据焊接机器人的视觉系统来焊接具体位置，据收集的田间农作物生长图像来确定生长状况等等。主要内容视觉模拟技术的发展视觉模拟技术的概念视觉模拟技术的主要技术视觉模拟技术的主要应用视觉模拟技术在农业上得应用视觉模拟技术的未来发展视觉模拟技术的主要应用视觉模拟的应用领域主要包括对照片、视频资料如航空照片、卫星照片、视频片段等的解释、精确制导、移动机器人视觉导航、农业检测，医学辅助诊断、工业机器人的手眼系统、地图绘制、物体三维形状分析与识别及智能人机接口等工业视觉模拟在工业在线检测的各个应用领域十分活跃，如：印刷电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、容器容积或杂质检测、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。此外，在许多其它方法难以检测的场合，利用机器视觉系统可以有效地实现。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成许多工作，这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。质量检测机器视觉在质量检测中的应用实例

机器视觉系统在质量检测的各个方面得到了广泛的应用，例如：采用激光扫描与CCD探测系统的大型工件平行度、垂直度测量仪，它以稳定的准直激光束为测量基线，配以回转轴系，旋转五角标棱镜扫出互相平行或垂直的基准平面，将其与被测大型工件的各面进行比较。在加工或安装大型工件时，可用该认错器测量面间的平行度及垂直度。

医学视觉模拟技术在医药行业多种剂型的广泛适用性可以为其迎来更加广泛的市场空间：对液体制剂的灌装液位、瓶体内杂质及封盖质量；尺寸不合格的胶囊；对泡罩药品的缺粒；对医药产品的外包装打码效果；对外包装纸箱的满箱及数量检测。特别是对于人体内部的检测。像B超机等。主要内容视觉模拟技术的发展视觉模拟技术的概念视觉模拟技术的主要技术视觉模拟技术的主要应用视觉模拟技术在农业上得应用视觉模拟技术的未来发展视觉模拟技术在农业上得应用

农作物生长状况检测杂草识别农产品自动收获植物和土壤分割尺寸与面积检测颜色识别农产品表面缺陷及损伤尺寸和形状检测颜色检测表面缺陷及损伤识别食品成分检测食品口感评价在线控制主要内容视觉模拟技术的发展视觉模拟技术的概念视觉模拟技术的主要技术视觉模拟技术的主要应用视觉模拟技术在农业上得应用视觉模拟技术的未来发展视觉模拟技术的未来发展

由于国内对机器视觉技术研究时间不长虽然有一些成功的研究软件但与之配套的硬件设施还没有得到大力开发和试制更谈不上大规模推广应用因此还存在许多需继续解决的问题如国内研究的对象大多为静态的不易受损的农产品个体对快速运动的易受损的禽蛋品无损分级及相关硬件