在人工智慧和工業技術的發展中，機器視覺是十分重要的細分領域之一。作為一種基礎功能性技術，機器視覺即用機器代替人眼來做測量和判斷，是機器人自主行動的前提，能夠實現計算機系統對於外界環境的觀察、識別以及判斷等功能。

中國機器視覺市場呈現良好的發展態勢

近年來，在國家政策的支援下，中國工業機器人呈現爆發式增長，機器視覺市場需求也呈現良好的發展態勢。據資料顯示，2018年中國機器視覺市場規模首次超過100億元。隨著行業技術提升、產品應用領域更廣泛，未來機器視覺市場將進一步擴大，預計2019年市場規模將近125億元。

此外，中國工業視覺企業數量也在持續攀升。據資料顯示，目前中國市場中國際機器視覺企業和本土機器視覺企業(不含代理商)數量合計超200家。其中，專業的機器視覺系統機器企業超70家。

以下是國內代表性機器視覺相關公司：

機器視覺的基礎功能

模式識別/計數、視覺定位、尺寸測量和外觀檢測是機器視覺的四大基礎功能。

1、模式識別/計數：主要指對已知規律的物品進行分辨，比較容易的包含外形、顏色、圖案、數字、條碼等的識別，也有資訊量更大或更抽象的識別如人臉、指紋、虹膜識別等。

2、視覺定位：主要指在識別出物體的基礎上精確給出物體的座標和角度資訊。定位在機器視覺應用中是非常基礎且核心的功能，一個軟體的好壞大概率與其定位演算法的好壞密切相關。

3、尺寸測量：主要指把獲取的影象畫素資訊標定成常用的度量衡單位，然後在影象中精確的計算出需要知道的幾何尺寸。優勢在於對高精度、高通量以及複雜形態的測量，例如有些高精度的產品由於人眼測量困難以前只能抽檢，有了機器視覺後就可以實現全檢了。

4、外觀檢測：主要檢測產品的外觀缺陷，最常見的包括表面裝配缺陷（如漏裝、混料、錯配等）、表面印刷缺陷（如多印、漏印、重印等）以及表面形狀缺陷（如崩邊、凸起、凹坑等）。由於產品外觀缺陷一般情況下種類繁雜，所以檢測在機器視覺中的應用中屬於相對較難的一類。

從技術實現難度上來說，識別、定位、測量、檢測的難度是遞增的，而基於四大基礎功能延伸出的多種細分功能在實現難度上也有差異，目前看3D視覺功能是當前機器視覺應用技術中最先進的方向之一。

區別於2D視覺，3D視覺是用來顯示立體影像的，用3D視覺進行測量時，擁有更多的優勢，如精度高、測量速度快、適配性強、抗干擾能力強、資料採集更加豐富、操作便捷、易於維護等特點。

機器視覺產業鏈全解析

機器視覺是機器的重要組成部分，是實現裝置精密控制、智慧化、自動化的有效途徑，機器離不開視覺，就像人離不開眼睛。

（一）機器視覺上游：相機、鏡頭、視覺控制器、影象處理、感測器、演算法平臺等。此外，一個典型的機器視覺應用系統應包括影象捕捉模組、影象數字化模組、影象處理模組、決策模組、機械控制執行模組以及光源系統等。

1、相機：

視覺相機以歐美進口為主，中國產品牌從低端市場開始逐步進口替代。工業相機是工業視覺系統的核心部件，其本質功能完成是將光訊號轉變成電訊號的過程，要求更高的傳輸力、抗干擾力以及穩定的成像能力。

2、影象處理：

影象處理包括影象採集和影象處理軟體。

影象採集卡國內發展較為完善和成熟，也稱為視訊抓取卡，這個部件通常是一張插在 PC 上的卡。這張採集卡的作用將攝像頭與 PC 連線起來。它從攝像頭中獲得資料（模擬訊號或數字訊號），然後轉換成PC 能處理的資訊。

影象處理軟體基本被國外企業壟斷，國內企業在二次開發中有所佈局。工業視覺軟體則對數字訊號進行各種運算來抽取目標的特徵，進而根據判別的結果來控制現場的裝置動作，自動完成對影象採集、顯示、儲存和處理。當前比較流行的開發模式是“軟體平臺+視覺開發包”，開發包是基於軟體平臺對常用各種影象處理演算法進行了封裝，軟體工程師可以直接呼叫封裝好的演算法實現各種複雜的影象處理功能，降低二次開發難度和工作量。

3、光源：

光源是中國產化最充分環節。光源的好壞在於對比度、亮度和對位置變化的敏感程度，機器視覺行業主要採用LED 光源產品。目前沒有通用的機器視覺照明裝置，針對每個特定的應用例項有個性化的方案，以達到最佳效果 。目前光源行業中國產化程度高，競爭比較激烈。

內外光源參與企業

4、鏡頭：

低端鏡頭國內企業具備一定競爭力，高階鏡頭基本依賴進口。鏡頭的基本功能是實現光束調製，將目標成像在影象感測器的光敏面上完成訊號傳遞。工業鏡頭主要可以分為定焦鏡頭、定倍鏡頭、遠心鏡頭、連續變倍鏡頭等，不同的鏡頭根據要求應用於不同的工業現場，價格差距也較大。

5、系統整合：

國內廠商在整合端發展迅速，尤其是在一些外資還沒有佈局的領域、或者非標自動化領域如3C 等。國內整合廠商單純進行二次開發利潤空間較小，在某一行業下游完成良好佈局之後，會嘗試逐步向上游底層開發延伸，進行核心軟硬體的進口替代。

（二）機器視覺中游：機器視覺。

機器視覺中游即機器視覺本身。隨著技術的進步以及應用成本的下降，機器視覺在工業中的滲透率日益提升，整個市場快速發展。

（三）機器視覺下游：即機器視覺的應用場景，包括消費電子、汽車、半導體、虛擬現實、智慧安防、健康醫療等。

機器視覺廣泛應用於電子及半導體、汽車製造、食品包裝、製藥等領域，其中電子汽車和電子是當前機器視覺最重要的應用領域。

1、電子

電子行業貢獻了機器視覺近50%左右的需求，主要用於晶圓切割、3C表面檢測、觸控式螢幕製造、AOI光學檢測、PCB印刷電路、電子封裝、絲網印刷、SMT表面貼裝、SPI錫膏檢測、半導體對位和識別等的高精度製造和品質檢測。以iPhone為例，其生產全過程就需70套以上系統。未來在全球智慧手機、平板電腦和可穿戴裝置等消費電子領域的需求有望爆發。

以3C行業為例，未來行業的機器視覺需求還會持續較快增長，主要需求來自幾個方面：1）視覺技術進步（現在好多玻璃、屏的缺陷檢測技術上還不能實現）推動適用領域拓寬；2）隨著國內智慧手機逐漸中高階化帶來手機廠商利潤率提升，視覺檢測在中國產手機產線中的應用有望推廣開來。

2、汽車

汽車行業貢獻了機器視覺15%左右的需求，主要用於車身裝配檢測、面板印刷品質檢測、字元檢測、零件尺寸的精密測量、工件表面缺陷檢測、自由曲面檢測、間隙檢測等幾乎所有系統和部件的製造流程。目前一條產線大概配備十幾個機器視覺系統，未來隨著汽車品質把控、汽車智慧化、輕量化趨勢對檢測提出更高要求，對機器視覺技術的需求還會逐步提高。例如，3D視覺系統可以以高精度測量間隙並對準每一輛車，並對裝配的所有車門和車身進行全面檢測。3D視覺系統還能幫助底盤製造商使貨架中車身板件的上架、下架和檢測實現自動化，在自動裝置拾取缺陷元件之前檢測貨架上是否存在缺陷元件，從而減少將缺陷元件焊接到一起。

3、製藥

製藥行業貢獻了機器視覺7%左右的需求，主要應用在藥瓶封裝缺陷檢測、膠囊封裝品質檢測、藥粒卻是檢測、生產日期打碼檢測、藥片顏色識別及分揀等。目前大多數企業流水線上有1-2套機器視覺系統，而實際需求至少應該在5處，未來隨著製藥行業自動化升級改造提速，滲透率會持續提升。

例如，在藥品包裝後的檢測環節中，可以利用機器視覺快速、準確地檢測到物件是否完好無缺，通過設定影象感測器，獲取包裝後的物件圖片資訊，通過預先設定的面積引數對每個藥粒或者藥瓶進行檢測對比，這樣，破損的藥粒或者缺瓶的包裝都將被檢測出來，正確的正常通過。

4、食品

食品及包裝也是機器視覺應用的重要下游領域，主要用於高速檢測、外觀封裝檢測、食品封裝缺漏檢測、外觀和內部品質檢測、分揀與色選等，單條產線用量在不同產品中差異較大。目前機器視覺在大型食品企業（如伊利、蒙牛）中應用較多，而在行業整體的滲透率並不高。

例如，歐洲鮮貨市場廣泛使用食品分揀器，一般採用多臺攝像機捕獲產品整個表面影像。當產品基本為圓形時，在漏洞內設有機構，讓產品在攝像機下進行旋轉。形狀可以根據最大直徑和最小直徑、比例關係等進行分選。顏色一般根據已掃描的整個表面情況來決定。鑑定方法如簡單百分比、強度值直方圖、定義最大面積或最小面積等。

機器視覺的發展趨勢

隨著機器視覺技術發展的不斷成熟，其良好的應用前景是可期的：

(1)推動產業結構的升級轉型，推動中國工業智慧化

目前，中國智慧製造裝備產業結構轉型和技術提升的市場空間巨大，機器視覺行業將受益。“十三五”期間，中國將進一步深化產業結構調整，推進製造業的科技創新和智慧製造水平，著力從要素驅動向技術及創新驅動轉變。產業結構的轉型升級以及製造業的進一步智慧化將推動機器視覺行業發展。

(2)視覺機器的上下游市場的快速發展推動市場發展

隨著機器視覺技術的發展，機器視覺的上游市場需求不斷刺激發展，促進機器視覺行業馬不停蹄，以至於機器視覺應用場景將越來越廣泛，從而進一步推動機器視覺行業的整體發展。此外，消費類電子、汽車等製造業對製造精度等要求持續提高，對機器視覺技術的需求將不斷增加。

(3)走中國產走向國際，國際市場潛力巨大

國際市場發展潛力巨大。目前，中國的自動化及智慧製造行業仍處於初步發展階段，市場主流的機器視覺產品仍以發達國家的品牌為主。未來，擁有出色價效比的中國產產品在國際市場上將有著巨大的競爭優勢和市場潛力。

（4）視覺產品走向小、精、密

隨著機器視覺的研發不斷克服技術壁壘，產品也會不斷向著小型化、整合化、多樣化發展，適用於更多的應用領域和應用場景。硬體上更加完善，軟體上更加精密，是機器視覺逐層優化的方向。