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機器視覺系統是計算機學科的一個重要分支，它綜合了光學、機械、電子、計算機軟硬件等方面的技術，涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領域。圖像處理和模式識別等技術的快速發展，也大大地推動了機器視覺的發展。
從字面意思就可看出機器視覺系統主要分為三部分：機器、視覺和系統。機器負責機械的運動和控制；視覺通過光源、工業鏡頭、工業相機、圖像采集卡等來實現；系統主要是指控制程序、軟件，也可理解為整套的機器視覺設備。
在機器視覺系統上做劃分，我們可以分為幾個部分，分別為：圖像采集、圖像處理及其運動控制部分。具有代表型的基于計算機的視覺系統通常由圖的幾部分組成：
1、 視覺傳感器
照明和影響機器視覺系統輸入的重要因素，因為它直接影響輸入數據的質量和至少30%的應用效果。由于沒有通用的機器視覺照明設備，所以針對每個特定的應用實例，要選擇相應的照明裝置，以達到效果。
一般用作光纖開關和接近開關的形式出現，用以判斷被檢測物體的位置及其狀態，并且傳輸信息給圖像傳感器實現采集。
2、光源
光源作為輔助視覺成像的必要條件之一，光源的好壞可以說直接決定了成像效果的質量，目前視覺光源有很多，其中LED、高頻螢光、光纖鹵素等都是很容易獲得的。
光源作為機器視覺系統輸入的重要部件，它的好壞直接影響輸入數據的質量和應用效果。由于沒有通用的機器視覺光源設備，所以針對每個特定的應用實例，要選擇相應的視覺光源，以達到最佳效果。
結構光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上，根據它們產生的畸變，解調出被測物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，照像機拍攝要求與光源同步。
3、 相機、鏡頭
視覺相機是系統的成像設備，通常在視覺系統中都會由一套或多套的視覺相機來組成。選取機器視覺系統中的攝像機應根據實際應用的要求，其中攝像機的透鏡參數是一項重要指標。透鏡參數分為四個部分：放大倍率、焦距、景深和透鏡安裝。
工業相機在機器視覺系統中最本質功能就是將光信號轉變為電信號，與普通相機相比，它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩定的成像能力。
鏡頭在機器視覺系統中主要負責光束調制，并完成信號傳遞。
4、圖像
圖像處理：圖像的增強、圖像的平滑處理...
圖像的增強用于調整圖像的對比度，突出圖像中的重要細節，改善視覺質量。通常采用灰度直方圖修改技術進行圖像增強。
圖像的平滑處理技術即圖像的去噪聲處理，主要是為了去除實際成像過程中，因成像設備和環境所造成的圖像失真，提取有用信息。
圖像采集卡雖然只是完整機器視覺系統的一個部件，但它同樣非常重要，直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數字等。
圖像采集卡一般以插入卡的形式安裝保存在PC當中，他的工作主要是根據把視覺相機采集的圖像傳輸給計算機。它將來源于相機的模擬或數字信號轉化成相應形式的圖像數據流分析，及其它可以操縱相機的一些參數。
還有圖像的數據編碼和傳輸：邊緣銳化、圖像的分割、圖像的識別...等。
5、平臺
計算機是一個PC式視覺系統的關鍵，傳輸過來的視覺圖像在這里實現圖像數據的處理和大部分的邏輯操縱。為了減少處理時間和抗干擾能力，勢必要選擇工業級的計算機。
6、視覺處理軟件
機器視覺軟件用以完成輸入的圖像數據的處理，隨后根據相應的計算算出結果，這個輸出的結果可能是PASS/FAIL信號、坐標位置、字符串等。
機器視覺軟件是機器視覺系統中自動化處理的關鍵部件，根據具體應用需求，對軟件包進行二次開發，可自動完成對圖像采集、顯示、存儲和處理。在選購機器視覺軟件時，一定要注意開發硬件環境、開發操作系統、開發語言等，確保軟件運行穩定，方便二次開發。
7、 操縱單元
一旦視覺軟件完成圖像分析（除非僅用于監控），隨后需要和外部單元實現通信以完成對生產過程的操縱。
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