01什(shen)么是機器視覺(jue)？

機(ji)器(qi)(qi)視覺就是機(ji)器(qi)(qi)的(de)視覺，換句話說：就是將視覺感(gan)知(zhi)賦(fu)予(yu)機(ji)器(qi)(qi)，使機(ji)器(qi)(qi)具(ju)有和生物(wu)視覺系統類似的(de)場景感(gan)知(zhi)能力。

視(shi)(shi)覺(jue)是我們最強大的(de)(de)感知方式，我們可以在不實際接觸的(de)(de)情況(kuang)下(xia)，通(tong)過(guo)視(shi)(shi)覺(jue)感知的(de)(de)方式獲取周圍環境的(de)(de)很(hen)多信息。在計算機出現后，人(ren)們開(kai)始嘗試將視(shi)(shi)覺(jue)感知能力(li)賦予機器。

由于生物視覺系(xi)(xi)統(tong)非常復雜，我們目(mu)前還不能使得某一(yi)機器系(xi)(xi)統(tong)完全具(ju)備這一(yi)強大的視覺感知能力(li)。我們現階段還是致力(li)于：構建一(yi)個在可控環(huan)境(jing)中(zhong)處(chu)(chu)理(li)特定(ding)(ding)任務(wu)的機器視覺系(xi)(xi)統(tong)。由于工業中(zhong)的視覺環(huan)境(jing)可控，并且處(chu)(chu)理(li)任務(wu)特定(ding)(ding)，所(suo)以現如今大部分的機器視覺被應用在工業當(dang)中(zhong)。

02機器視覺(jue)的主要(yao)任務是什么(me)？

機器視覺的主要(yao)任務：通過(guo)分析圖像(xiang)，對(dui)圖像(xiang)中所涉及到的場景或物體生成(cheng)一組描述信息。

也就是說(shuo)，機器(qi)視覺系統(tong)的(de)輸入是圖像(xiang)（或者圖像(xiang)序列），輸出是對這些(xie)圖像(xiang)的(de)感知描(miao)述。這組(zu)描(miao)述與這些(xie)圖像(xiang)中的(de)物體或場景息息相關，并且這些(xie)描(miao)述可以幫助機器(qi)來完成特定的(de)后續任務(wu)，指導(dao)機器(qi)人系統(tong)與周圍(wei)的(de)環(huan)境進行交互。

舉(ju)個例子：指(zhi)導機(ji)器手臂按要求抓取傳送帶上的零件。零件的種(zhong)(zhong)類、位(wei)置(zhi)和朝向是任意(yi)的，那么當傳送帶上零件經(jing)過上方攝像頭時(shi)，通過機(ji)器視覺就(jiu)可以生成零件的一組描述：種(zhong)(zhong)類、位(wei)置(zhi)和朝向，從而指(zhi)導機(ji)器手臂按要求進行(xing)抓取。下面給出機(ji)器視覺系統的示意(yi)圖。

【機器視(shi)覺系統(tong)的示(shi)意圖】

03機器視覺與相(xiang)關領域存(cun)在怎樣的關系(xi)？

機(ji)器視(shi)覺與圖像處理(li)、模式分類和場(chang)景(jing)分析三個領域密切相(xiang)關。

圖像處理主要是(shi)：根據現有的圖像(xiang)(xiang)得到一(yi)張(zhang)新圖像(xiang)(xiang)。由于得到的是(shi)一(yi)張(zhang)圖像(xiang)(xiang)，所以其(qi)輸出結果仍然(ran)需要人來對其(qi)進(jin)行(xing)分析解釋(shi)。

模式分類的主要任(ren)務是：對“模(mo)式(shi)”進(jin)行分類。這些(xie)“模(mo)式(shi)”是指(zhi)事物的一組屬性或者說特(te)征。通過這些(xie)屬性特(te)征，將其劃歸為已知類中(zhong)的某一類，也就是識別(bie)出了這個事物。

場景分析的(de)關(guan)注點是(shi)：將(jiang)一(yi)個(ge)簡單的(de)描(miao)述轉化為(wei)一(yi)個(ge)更(geng)為(wei)復雜、更(geng)為(wei)詳(xiang)細、更(geng)利于(yu)我們做出判(pan)斷或得(de)出結論的(de)描(miao)述。這些輸出描(miao)述是(shi)對(dui)輸入(ru)描(miao)述的(de)一(yi)種深(shen)化，輸出描(miao)述進一(yi)步解釋了事物的(de)深(shen)層聯系(xi)。

【四個領(ling)域各(ge)自的處理任務(wu)】

 通過上面的(de)介紹可以發現(xian)，雖然這(zhe)三個(ge)領域與機器(qi)(qi)(qi)視(shi)覺(jue)息息相關，例如：機器(qi)(qi)(qi)視(shi)覺(jue)當中(zhong)要用到(dao)圖(tu)像處理的(de)相關技術(shu)，模式分類可以看作(zuo)是(shi)機器(qi)(qi)(qi)視(shi)覺(jue)系統眾(zhong)多任務中(zhong)的(de)一(yi)(yi)類，場景(jing)分析則可作(zuo)為機器(qi)(qi)(qi)視(shi)覺(jue)的(de)后續深化，但是(shi)它們的(de)核(he)心(xin)問題(ti)都(dou)不完全是(shi)：從圖(tu)像中(zhong)獲得與之相關的(de)符號描述。所以再次強(qiang)調(diao)，機器(qi)(qi)(qi)視(shi)覺(jue)要解決的(de)核(he)心(xin)問題(ti)是(shi)：根(gen)據一(yi)(yi)張圖(tu)像或者一(yi)(yi)組圖(tu)像序(xu)列中(zhong)得到(dao)事物的(de)一(yi)(yi)個(ge)符號描述！