機(jī)器視覺是高質(zhì)量制造、應(yīng)用場(chǎng)景“無人化”的抓手

人工智能已經(jīng)成為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力，正在對(duì)世界經(jīng)濟(jì)、社會(huì)進(jìn)步和人類生活產(chǎn)生廣泛的影響，機(jī)器視覺在產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)升級(jí)的大潮中將發(fā)揮重要的作用。從機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CMVU）的預(yù)測(cè)看，2020年至2022年，中國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模將從108億元增長至162億元人民幣，年均復(fù)合增長率達(dá)22.5%。而隨著新基建的推出和5G等新技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺在國內(nèi)將釋放巨大的市場(chǎng)潛力。

近日，中國機(jī)器視覺展(VisionChina)在北京國際會(huì)展中心舉行。大會(huì)以“機(jī)器視覺引領(lǐng)智能制作高質(zhì)量開展”為主題，聚集機(jī)器視覺技術(shù)在智能制作范疇的創(chuàng)新與開展，為機(jī)器視覺企業(yè)和客戶提供討論技術(shù)創(chuàng)新和學(xué)術(shù)交流的前沿渠道，有力推進(jìn)職業(yè)開展。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，Baumer堡盟電子（上海）有限公司產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理陳田與探索科技（TechSugar）就機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展情況、未來趨勢(shì)以及對(duì)中國市場(chǎng)的看法等問題進(jìn)行探討。

機(jī)器視覺是行業(yè)數(shù)字化的抓手

“視覺”是人類感知世界的重要信息來源，而機(jī)器視覺是通過計(jì)算機(jī)來模擬人類的視覺功能，讓計(jì)算機(jī)獲得相關(guān)的細(xì)節(jié)信息并且加以理解的技術(shù)。機(jī)器視覺有成本低、運(yùn)用廣泛、準(zhǔn)確度高以及能夠很好適應(yīng)比較差的環(huán)境等特點(diǎn)，已服務(wù)工業(yè)30余年，目前基于大量數(shù)據(jù)集的物體檢測(cè)、分割和識(shí)別，在智能家居、安防、工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域做出了突出的貢獻(xiàn)。

近年隨著應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)圖像細(xì)節(jié)精度和處理速度要求提高，萬兆網(wǎng)接口的工業(yè)相機(jī)接棒千兆網(wǎng)接口相機(jī)，投入應(yīng)用當(dāng)中。依托多年機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域的深耕與積累，堡盟推出行業(yè)內(nèi)技術(shù)水平領(lǐng)先的工業(yè)相機(jī)：LX系列萬兆網(wǎng)接口相機(jī)，提供從60萬像素至6500萬像素一系列產(chǎn)品解決方案。據(jù)堡盟介紹，系統(tǒng)在使用同一款芯片的LXT系列60萬像素的相機(jī)，最高幀率達(dá)到1578幀。

伴隨著半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入新一輪景氣周期，現(xiàn)如今軟件設(shè)計(jì)公司如雨后春筍，其中涉及的深度學(xué)習(xí)以及算法的研究與開發(fā)都離不開硬件的支持。陳田介紹，堡盟推出一款集成JPEG圖像壓縮技術(shù)的LXT相機(jī)，以此減輕其他硬件以及軟件的負(fù)擔(dān)，“通過使用堡盟壓縮部位相機(jī)，圖片的大小可以得到有效降低，從而降低了 PC存儲(chǔ)的難度以及對(duì)系統(tǒng)本身性能的要求，這也是我們獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的一款相機(jī)?！?

圖：中國機(jī)器視覺展(VisionChina)現(xiàn)場(chǎng)的堡盟電子（上海）展出產(chǎn)品

結(jié)合時(shí)下流行的深度學(xué)習(xí)、人工智能的邊緣計(jì)算等等，堡盟近期開發(fā)出一款軟硬一體的AI相機(jī)——AX系列AI智能相機(jī)。AX智能相機(jī)采用英偉達(dá)處理器，使用在人工智能領(lǐng)域的特殊算法，構(gòu)成緊湊型的視覺系統(tǒng)。陳田補(bǔ)充到，此款相機(jī)在進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的算法開發(fā)，以及邊緣計(jì)算的開發(fā)等過程中，不需要使用其他額外的軟硬件，這有效地降低了系統(tǒng)成本。此外，當(dāng)這款智能相機(jī)部署到VR和邊緣計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，其所有運(yùn)算結(jié)果均可與云端、物聯(lián)網(wǎng)中心進(jìn)行聯(lián)通，直接快速、高效地輸出可執(zhí)行的結(jié)果，而不需要進(jìn)行額外的圖像處理。

未來機(jī)器有算力、能思考，視野無邊

在中國（北京）機(jī)器視覺展覽會(huì)首日的論壇上，中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院張暉博士帶來《機(jī)器視覺的產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)趨勢(shì)》演講，演講提到：“機(jī)器視覺集‘光’‘機(jī)’‘電’‘算’‘軟’為一體，尤其算法是靈魂。”如今，作為機(jī)器感知能力的基石，機(jī)器視覺與自然語言處理、邊緣算力、其他智能終端傳感器結(jié)合，助力千行百業(yè)。

圖：堡盟工業(yè)相機(jī)/圖像處理系列

陳田認(rèn)為，機(jī)器智能亟需更高的數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高其視覺系統(tǒng)的感知和理解能力將成為趨勢(shì)。民用行業(yè)如智慧的監(jiān)測(cè)、自動(dòng)售貨機(jī)等，需要人臉識(shí)技術(shù)的支持，背后便是相機(jī)的架構(gòu)搭配智能算法的結(jié)合。堡盟提出相機(jī)緊湊型、一體化的概念，正是借力AI在深度學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建體積更小、更靈活的視覺系統(tǒng)。

另外，陳田表示，單一算法無法解決在工業(yè)領(lǐng)域電子零部件微小而繁多的瑕疵檢測(cè)工作，機(jī)器視覺引入深度學(xué)習(xí)人工智能，可以通過在生產(chǎn)過程中自動(dòng)判斷瑕疵類別從而解決問題。他舉例，在制藥行業(yè)等應(yīng)用場(chǎng)景中，產(chǎn)品追溯工程浩大，機(jī)器視覺的AR相機(jī)可使追溯更加地智能化，節(jié)省時(shí)間與人力成本。

對(duì)于未來機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢(shì)，陳田認(rèn)為，伴隨著國際智能制造戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，機(jī)器視覺會(huì)在將來的市場(chǎng)持續(xù)熱度，并且因新技術(shù)的加入而實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)。具體如下：

更高速。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的方案完善，產(chǎn)能隨之增加，視覺判斷速度要求會(huì)提高，高速便成了機(jī)器視覺技術(shù)的競爭重點(diǎn)。

與智能工廠、工業(yè)4.0結(jié)合。現(xiàn)階段千兆網(wǎng)到萬兆網(wǎng)的升級(jí)，相機(jī)除了需要在技術(shù)方面提高帶寬，更需要了解高速的應(yīng)用場(chǎng)景。另一方面，無人工廠離不開機(jī)器視覺，在工業(yè)4.0的推進(jìn)過程中，25倍和40倍相機(jī)的誕生將以網(wǎng)絡(luò)形式接入物聯(lián)網(wǎng)。

從二維轉(zhuǎn)向三維以及多維。隨著技術(shù)向更高速、更大帶寬的方向發(fā)展以及各應(yīng)用的深入，3D相機(jī)將發(fā)揮重要作用，伴隨而來的是更高精度以及更快反應(yīng)時(shí)間的技術(shù)挑戰(zhàn)。如前沿技術(shù)帶來的一些新領(lǐng)域，無人機(jī)、服務(wù)器人等都在促進(jìn)這一技術(shù)轉(zhuǎn)變。

特殊材料的檢測(cè)。特殊材料例如塑料、透明薄膜上的劃痕檢測(cè)，是未來機(jī)器視覺技術(shù)攻克的方向之一。

特殊的應(yīng)用場(chǎng)景，需構(gòu)建多領(lǐng)域知識(shí)庫。除了在工業(yè)領(lǐng)域機(jī)器視覺的應(yīng)用比較成熟之外，在一些非工業(yè)領(lǐng)域機(jī)器視覺的優(yōu)勢(shì)同樣非常明顯，尚存較大發(fā)展運(yùn)用的空間，如今市面上也已有初步引入的案例，細(xì)分新行業(yè)如森林防火、飛機(jī)跑道異物檢測(cè)等。未來還將會(huì)有智慧水利、智慧油田、智慧網(wǎng)點(diǎn)、智慧制造、全息社區(qū)等更多的應(yīng)用場(chǎng)景落地。

中國機(jī)器視覺市場(chǎng)的變化

在國際市場(chǎng)上，機(jī)器視覺發(fā)展已是歷久彌新、應(yīng)用廣泛，中國機(jī)器視覺市場(chǎng)正在需求驅(qū)動(dòng)下經(jīng)歷黃金時(shí)代。據(jù)全球市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)CB Insights數(shù)據(jù)顯示，中國是繼美國、日本之后的第三大機(jī)器視覺領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)。中國機(jī)器視覺行業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)在2023年達(dá)到197億元，平均年復(fù)合增長率達(dá)13.63％。堡盟認(rèn)為，近年中國本土的品牌崛起，給國外企業(yè)帶來了一定的競爭壓力。陳田表示，為適應(yīng)快速變化的中國市場(chǎng)，堡盟正積極做出應(yīng)對(duì)策略：促進(jìn)產(chǎn)品優(yōu)化與迭代，切實(shí)解決產(chǎn)業(yè)中的實(shí)際問題；另外，針對(duì)國產(chǎn)價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯、靈活性較高，客戶支持以及響應(yīng)比較快等競爭優(yōu)勢(shì)，堡盟將在用戶服務(wù)方面進(jìn)行優(yōu)化，滿足客戶的技術(shù)需求，并且適當(dāng)在價(jià)格方面進(jìn)行調(diào)整。

如今，5G應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中逐漸鋪開落地，未來的工業(yè)4.0所使用到的的無線傳輸也將借力5G，以滿足在速度與帶寬方面的更高要求。陳田表示，目前中國多數(shù)機(jī)器視覺設(shè)備研發(fā)商尚處于產(chǎn)品開發(fā)期，包括工業(yè)、制造業(yè)、物流等領(lǐng)域在內(nèi)的未來領(lǐng)域還存在很大的探索空間。對(duì)此，堡盟也會(huì)結(jié)合5G技術(shù)，積極開發(fā)機(jī)器視覺領(lǐng)域，使中國市場(chǎng)的更多客戶意識(shí)到自身需求，并及時(shí)獲得高質(zhì)量技術(shù)支持。