前沿導讀：

工業4.0時代，機器視覺這個環節不可或缺。

機器視覺將會是人工智能的下一個前沿領域  

2015年12月7日(ri)，國外科(ke)技網站Venturebeat發(fa)布(bu)文章稱，人(ren)(ren)工智(zhi)能在過(guo)去(qu)一年里有著強(qiang)勁的(de)發(fa)展(zhan)，給人(ren)(ren)們(men)帶來(lai)(lai)越(yue)來(lai)(lai)越(yue)多的(de)益(yi)處。而(er)未來(lai)(lai)，機(ji)(ji)器視覺將會是(shi)人(ren)(ren)工智(zhi)能的(de)下一個(ge)前沿領(ling)域。機(ji)(ji)器視覺技術(shu)如今已成功應用(yong)到了(le)工業機(ji)(ji)器人(ren)(ren)當中(zhong)，并成為一項核(he)心關鍵技術(shu)。無人(ren)(ren)機(ji)(ji)、自動駕駛、智(zhi)能醫生、智(zhi)能安防(fang)等(deng)應用(yong)領(ling)域不斷突破，全球互聯網和半(ban)導體巨(ju)頭紛紛布(bu)局，顯示出智(zhi)能圖像處理將是(shi)下一個(ge)競技場，或(huo)許意(yi)味(wei)著機(ji)(ji)器視覺技術(shu)迎來(lai)(lai)黃金發(fa)展(zhan)時期(qi)。

巨頭接連布局機器(qi)(qi)視覺(jue)，智能(neng)生活下(xia)(xia)一競(jing)技場熱(re)鬧上演(yan)。繼上月亞馬遜、英(ying)特爾收購歐(ou)洲、俄羅斯頂(ding)級計算機視覺(jue)團隊后(hou)，機器(qi)(qi)視覺(jue)戰局再下(xia)(xia)一城：Facebook、谷(gu)歌(ge)攜手VisionLabs成功(gong)開發(fa)出(chu)通用(yong)的開源計算機視覺(jue)開發(fa)平(ping)臺。

機器視覺成為科學前沿，主要受三方面因素促進：

首先，工業生(sheng)產線上(shang)人眼(yan)在精準(zhun)度、效率方面已不能(neng)(neng)滿足產業升(sheng)級的(de)要(yao)求(qiu)，對于(yu)不可(ke)觀測物(wu)體(ti)、高精度產品(pin),只能(neng)(neng)依靠機(ji)器(qi)視覺(jue)。人工成本(ben)上(shang)升(sheng)、用工荒等原(yuan)因也在倒(dao)逼機(ji)器(qi)人工業的(de)發展。其(qi)次，人工智(zhi)能(neng)(neng)、無人駕(jia)駛等消費需求(qiu)端(duan)對機(ji)器(qi)視覺(jue)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)更加苛刻，算法更加冗(rong)長(chang)多變，運(yun)用在工業生(sheng)產線上(shang)的(de)已有技(ji)術(shu)不能(neng)(neng)滿足。這個因素也是(shi)當(dang)今機(ji)器(qi)視覺(jue)的(de)最大推力。最后(hou)，工業4.0、智(zhi)能(neng)(neng)制造等政策環(huan)境(jing)將機(ji)器(qi)視覺(jue)注入國(guo)家戰略(lve)的(de)核心部分。

機器視覺的市場規模及應用場景

機(ji)器(qi)視(shi)覺增(zeng)(zeng)長迅速(su)(su)，我國(guo)增(zeng)(zeng)速(su)(su)最大。2015年全(quan)球機(ji)器(qi)視(shi)覺市場規(gui)模約42億美(mei)元，增(zeng)(zeng)長10.5%。美(mei)國(guo)占(zhan)比(bi)50%，日本(ben)緊(jin)隨其后。我國(guo)起(qi)步(bu)較晚，但發展迅速(su)(su),2015年市場規(gui)模達3.5億美(mei)元，增(zeng)(zeng)速(su)(su)為全(quan)球首位(wei)，約22.2%。2016-2020年中國(guo)制造將(jiang)促使機(ji)器(qi)視(shi)覺維(wei)持(chi)20%的增(zeng)(zeng)長率，遠高于全(quan)球的8.4%平均水(shui)平。半導體、電子制造占(zhan)機(ji)器(qi)視(shi)覺比(bi)重46.4%，汽車、制藥占(zhan)比(bi)10.9%、9.7%。

1、工業生產  

一個典型的工業機器視覺應用系統，包括數字圖像處理技術、機械工程技術、控制技術、光源照明技術、光學成像技術、傳感器技術、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術、人機接口技術等。

縱觀目(mu)前(qian)工(gong)業生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中應(ying)用到的(de)視(shi)覺(jue)(jue)技術大致可分為兩類(lei)(lei)：質量(liang)控制和輔(fu)助生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)。其中質量(liang)控制就是代替人工(gong)對產(chan)(chan)品的(de)尺寸、外觀等(deng)進行檢測(ce)，識別出(chu)不良品，此(ci)類(lei)(lei)設(she)備在國內(nei)外自動(dong)化生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線已有廣(guang)泛使用。輔(fu)助生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)指的(de)是利(li)用視(shi)覺(jue)(jue)技術給機器人提供動(dong)作執行依據，目(mu)前(qian)廣(guang)泛應(ying)用的(de)是基于(yu)單目(mu)視(shi)覺(jue)(jue)的(de)二維定(ding)位技術。

我(wo)國(guo)工(gong)(gong)業(ye)機(ji)器人(ren)(ren)市(shi)場發(fa)(fa)展(zhan)潛力巨(ju)大，勢必引起(qi)機(ji)器視(shi)覺新增長。我(wo)國(guo)正處于工(gong)(gong)業(ye)機(ji)器人(ren)(ren)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)拐點，市(shi)場潛力巨(ju)大，據IFR估計，中國(guo)市(shi)場對工(gong)(gong)業(ye)機(ji)器人(ren)(ren)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)占主導地位，2018年(nian)全球將有三分之(zhi)一的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)機(ji)器人(ren)(ren)安裝在中國(guo)，這必會引發(fa)(fa)機(ji)器視(shi)覺的(de)(de)廣泛應用。

2、無人機、自動駕駛  

機(ji)(ji)器視覺是(shi)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)機(ji)(ji)實(shi)現無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)的首要解決問題。我(wo)國(guo)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)機(ji)(ji)技(ji)術(shu)“墻(qiang)內(nei)花開(kai)墻(qiang)外香(xiang)”，大(da)多銷至國(guo)外，國(guo)內(nei)市場(chang)并未大(da)范(fan)圍(wei)開(kai)發(fa)。隨著我(wo)國(guo)智能生產的逐步推(tui)進，無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)機(ji)(ji)“墻(qiang)內(nei)香(xiang)”指(zhi)日可待，未來市場(chang)前景廣(guang)闊。易(yi)觀智庫(ku)認為智能無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)機(ji)(ji)在未來幾年(nian)將保持(chi)超過50%的增(zeng)長率，在2018年(nian)超過100億人(ren)民幣(bi)。另外，特斯(si)拉(la)、分(fen)時(shi)租賃為自動(dong)駕駛(shi)增(zeng)加(jia)新人(ren)氣，機(ji)(ji)器視覺受益。

近期(qi)采用自動駕駛系統裝置的特斯(si)拉model3訂單(dan)超(chao)預期(qi)，國(guo)產化又被高層證實，定會引(yin)起國(guo)內相關產業鏈的蓬勃發(fa)展，機(ji)器視覺將是重要受益者(zhe)。

3、智能醫生  

達(da)芬奇(qi)成為明星醫(yi)師，我國滲透力(li)遠遠不足，醫(yi)用(yong)(yong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)高復(fu)(fu)合增(zeng)長(chang)率，巨大(da)市場待挖(wa)掘。目前美國達(da)芬奇(qi)裝機(ji)(ji)(ji)量約2000臺，我國僅54臺，滲透率遠遠落(luo)后。據北京和睦家醫(yi)院表(biao)示(shi)，近年隨著達(da)芬奇(qi)成本(ben)不斷下(xia)降(jiang)，由首次(ci)引進的(de)(de)2500萬元下(xia)降(jiang)至(zhi)后來的(de)(de)1800萬元,市場需求持續(xu)升溫，自費(fei)患者(zhe)占(zhan)比已達(da)85%。經(jing)測算,全球醫(yi)用(yong)(yong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)未來三年銷(xiao)量復(fu)(fu)合增(zeng)速約為55%，手(shou)術機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、康(kang)復(fu)(fu)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)在未來五年復(fu)(fu)合增(zeng)長(chang)率將達(da)30%、47%。可以(yi)看(kan)出，醫(yi)用(yong)(yong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)具備著巨大(da)的(de)(de)市場空(kong)間等待挖(wa)掘，機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)視覺再添推力(li)。

4、安防智能監管  

智能(neng)安防是我國智慧(hui)城市的(de)重要組(zu)成部分，在近(jin)日發布的(de)《工業和(he)信(xin)息(xi)化藍皮書：世界網絡安全發展(zhan)報告(gao)2015-2016》中，工信(xin)部表示智慧(hui)城市建設工作正在如火如荼地全面鋪開，截至目前，中國的(de)智慧(hui)城市試點已接近(jin)300個。機器(qi)視(shi)覺(jue)可以通過生物識別、智能(neng)事(shi)件(jian)分析、太赫茲技(ji)術三個方法實現智能(neng)監管，解放大(da)(da)量(liang)人力(li)并大(da)(da)大(da)(da)提升效率，使大(da)(da)海撈針(zhen)、透(tou)視(shi)眼成為可能(neng)。

5、個性化定制&虛擬試衣間  

想買一件衣(yi)服？可能你正(zheng)在去商(shang)店(dian)的(de)(de)路上(shang)，或者正(zheng)在網上(shang)根據從S到XL的(de)(de)標準尺碼進(jin)行挑選。這些大批量的(de)(de)生產(chan)造就了單(dan)位貨物(wu)的(de)(de)成本(ben)下降。

工業 4.0 時代的紡織品生產方式或許會與之不同，它(ta)將通(tong)過(guo)有效的數據處(chu)理，提供定制性(xing)的個(ge)性(xing)商(shang)品。客戶一旦(dan)決定選擇哪個(ge)模型，圖(tu)像處(chu)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)（機(ji)器視覺系(xi)(xi)統(tong)(tong)）就(jiu)會對其各(ge)項維度(du)進行測量。

具體測試形式(shi)可能是(shi)，在一個(ge)小更衣(yi)室中放(fang)置(zhi)四個(ge)攝像頭，拍攝身體每一邊(bian)的(de)圖像。軟件控制測量操作(zuo)，并決定隨后生(sheng)產衣(yi)物時的(de)剪裁方式(shi)。接下(xia)來的(de)生(sheng)產過程(cheng)會自動進行，直至包括運輸環(huan)節。

未(wei)來的時裝屋將不再擺滿幾柜子(zi)的商品(pin)，而是通過提供大量的虛擬選擇和快(kuai)速可靠(kao)的生(sheng)產流程來為客戶服務。

機器視覺技術如今已成功應用到了工業機器人當中，并成為一項核心關鍵技術。無人機、自動駕駛、智能醫生、智能安防等應用領域不斷突破，全球互聯網和半導體巨頭紛紛布局，顯示出智能圖像處理將是下一個競技場，或許意味著機器視覺技術迎來黃金發展時期。工業4.0時代，機器視覺這個環節不可或缺。