機(jī)器視覺(jué)有前景嗎

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，發(fā)展到今天，機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)有30多年的歷史，它的功能在工業(yè)領(lǐng)域逐步完善。隨著人工智能和5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)不斷調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)傳統(tǒng)制造業(yè)，智能制造演變的更加智能化，智慧化。其中智能制造的一個(gè)顯著點(diǎn)就是用工業(yè)機(jī)器人代替部分人工了勞動(dòng)力，使工廠的工作效率更高。而機(jī)器視覺(jué)在其中起到不可替代的作用，機(jī)器視覺(jué)在我國(guó)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是一門(mén)涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。主要用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)模擬人的視覺(jué)功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)最大的特點(diǎn)是速度快、信息量大、功能多。從技術(shù)上來(lái)看，機(jī)器視覺(jué)行業(yè)將呈現(xiàn)以下幾大發(fā)展趨勢(shì)。

1.智能城市。以智能交通行業(yè)為例，機(jī)器視覺(jué)具有成本低、穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外高速公路和公路的交通監(jiān)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，具體體現(xiàn)在車牌識(shí)別、車身顏色識(shí)別、車型識(shí)別、違章識(shí)別、車流量統(tǒng)計(jì)、流量控制等。其次在安防中，也將大量使用，基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的智能安防系統(tǒng)，能夠從眾多視頻材料中進(jìn)行圖像識(shí)別，搜尋可疑人物等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)高危人員的識(shí)別和篩查；同時(shí)還能夠從多個(gè)監(jiān)控設(shè)備自動(dòng)識(shí)別可疑物體，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)提醒安保工作人員。

2.無(wú)人商店。阿里巴巴和騰訊早已布局了無(wú)人商店，可以說(shuō)無(wú)人商店的發(fā)展前景巨大，中國(guó)擁有開(kāi)設(shè)無(wú)人商店最好的環(huán)境，顧客習(xí)慣于電子支付，另一方面從勞動(dòng)力成本來(lái)說(shuō)，中國(guó)的企業(yè)也會(huì)更快擁抱這一商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。機(jī)器視覺(jué)愈加得到青睞。

3.視覺(jué)檢測(cè)。在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境，或人工視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué)；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以極大的提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。

如何入門(mén)機(jī)器視覺(jué)

機(jī)器視覺(jué)項(xiàng)目很強(qiáng)調(diào)軟硬件結(jié)合。

機(jī)器視覺(jué)軟件一般用編程語(yǔ)言調(diào)用算法庫(kù)的形式，機(jī)器視覺(jué)算法庫(kù)有很多包括：halcon、vision pro、opencv、matlab等。halcon是德國(guó)MVtec公司的算法庫(kù)，也是目前市面上用的最多的算法庫(kù)。vision pro是美國(guó)康耐視結(jié)合自己的視覺(jué)硬件產(chǎn)品推出的，當(dāng)然也兼容其他硬件產(chǎn)品。OpenCV是開(kāi)源算法庫(kù)，本身很大很全，應(yīng)該算計(jì)算機(jī)視覺(jué)的庫(kù)，現(xiàn)在也有很多用這個(gè)，因?yàn)槊赓M(fèi)開(kāi)源。Matlab是學(xué)?？瓢嘟虒W(xué)教圖像識(shí)別一般都是按照這個(gè)教的，但是我看到的實(shí)際工業(yè)用的并不多。

機(jī)器視覺(jué)入門(mén)我很建議從HALCON開(kāi)始。主要是我認(rèn)為機(jī)器視覺(jué)軟件入門(mén)第一步最重要的是理解圖像采集、blob分析、形態(tài)學(xué)等一些基本的圖像處理手段的作用和機(jī)器視覺(jué)項(xiàng)目軟件整體怎么編寫(xiě)重要的是理解整體框架。在halcon、vision pro、opencv、matlab等不同算法庫(kù)里面blob分析、形態(tài)學(xué)分析的具體算子內(nèi)部編寫(xiě)可能會(huì)不一樣，但是基本原理和實(shí)現(xiàn)的功能是一樣的。通過(guò)halcon熟悉機(jī)器視覺(jué)項(xiàng)目的套路和方法，其他的學(xué)起來(lái)就簡(jiǎn)單了。halcon比較成熟，網(wǎng)上的破解軟件也很多，教程資料也和很多（又從vision pro開(kāi)始學(xué)的，但是這個(gè)目前學(xué)習(xí)資料確實(shí)不多）。之所以推薦從halcon入門(mén)，還一個(gè)重要原因是HDevelop（halcon算法的開(kāi)發(fā)軟件，兩者關(guān)系有點(diǎn)類似微軟的office和word的關(guān)系）提供了大量輔助工具幫助進(jìn)行圖像分析和軟件調(diào)試，調(diào)試完畢后可以直接點(diǎn)擊“插入代碼”按鈕自動(dòng)生成程序語(yǔ)句，如下圖所示，這樣可以幫助我們快速完成程序編寫(xiě)并了解具體該用什么算子。程序編制完成后，HDevelop還可以直接導(dǎo)出C、C++、C#、VB等，以便后續(xù)程序的匯總。

機(jī)器視覺(jué)入門(mén)的書(shū)籍首選推薦《機(jī)器視覺(jué)算法與應(yīng)用》，這本書(shū)基本算是halcon的官方書(shū)籍，因?yàn)楸旧碜髡呔褪莌alcon的開(kāi)發(fā)人員，而且最難得的是這是少有的從相機(jī)、鏡頭、光源這些硬件開(kāi)始寫(xiě)起的機(jī)器視覺(jué)圖書(shū)。當(dāng)然這本書(shū)限于篇幅理論講的不是很細(xì)，講理論還是得經(jīng)典的岡薩雷斯的《數(shù)字圖像處理》，但是入門(mén)我還是建議《機(jī)器視覺(jué)算法與應(yīng)用》，還是說(shuō)先了解整體架構(gòu)，了解套路，知道怎么干，然后再深入。第一版是雙語(yǔ)版（可以順便學(xué)英語(yǔ)專業(yè)詞匯），第二版增加了新的攝像機(jī)和圖像采集接口、三維傳感器及技術(shù)、三維重建、三維物體識(shí)別以及最先進(jìn)的分類算法等。

機(jī)器視覺(jué)軟件編程我建議最好采用C++，雖然這兩年python比較火，但是工業(yè)上還是C++用的更多一些。如果像我是從機(jī)械轉(zhuǎn)行機(jī)器視覺(jué)，零基礎(chǔ)開(kāi)始學(xué)，圖書(shū)建議選《C++ Primer Plus》，如下圖。雖然《C++ Primer》更經(jīng)典，但是就像那句話說(shuō)的“《C++ Primer》一點(diǎn)都不primer”，《C++ Primer》是可以用來(lái)當(dāng)做C++的字典用的一本書(shū)，不適合用于C++入門(mén)。而且讀《C++ Primer Plus》這本書(shū)可知直接照著書(shū)練習(xí)，示例非常完整詳細(xì)，不需要配合別的視頻教程類的資料學(xué)習(xí)。