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人眼VS視覺檢測。哪個更順應時代?
2018.05.23

人眼是一個很復雜的工具,和大腦相結合,讓我們感知到周邊的環境。就算是目標的確切形狀發生了變化,我們也可以很快的識別它們。我們利用視覺系統來感知我們所處的環境。并有一個能夠銳利聚焦特定區域的廣闊視野。隨著人類不斷適應許多不同的刺激和環境以求生存,這些能力已經在幾千年中逐漸演變進化。

但是,我們的視覺感受是存在一定局限性的。首先,我們有兩只眼睛,如果物品快速一定的話,人眼是沒有辦法看清楚的,而且它們只對光譜的有限部分敏感。眩光和反射也妨礙了我們長時間專注物體某些屬性(如尺寸或顏色)的能力。另外,我們對于圖像的感知和存儲還是很主觀的。因此,也難怪人眼沒有辦法進行準確的測量,所以說人眼不是驗證產品質量的理想工具。

機器視覺:比人眼更可靠、更準確

機器視覺,或稱基于成像的自動檢測和分析,當涉及準確和可靠的產品檢測時,擁有超越人類視覺的全面優勢,并且通常還結合了不同的技術。下面是兩個如何實現機器視覺系統,以確保生產環境中的高質量的例子。
示例1:必須徹底檢查以20個/秒的速度移動的產品。目標是以0.02mm的精度檢測誤差。  

鑒于快速的節拍和對長期可靠性的需求,在這種情況下肉眼觀察不是一種選擇。然而,如果企圖這樣做,那么這樣的一個實驗會涉及一大堆人,這又將違背檢查的客觀性。機器視覺才是解決之道:攝像機使用非常快的快門速度和短暫的偏振光曝光(頻閃)觀察快速移動的產品。這能夠創建清晰的圖像,其中的缺陷可看得清清楚楚。然后,特殊的軟件在50ms內檢索所有缺陷,每天可工作24小時(通過使用實時操作系統或FPGA)。因此,這個系統在各方面都優于人眼檢驗。
示例2:在以5m/s速度通過的物體上,必須在20mm的區域內檢測到幾μm的缺陷。

如果在這種情況下使用人眼進行檢查,則需要一個人能夠在以18km/h速度移動(即每秒一個)的產品的2m表面上看到幾微米的缺陷。因此在這里,用肉眼檢查同樣不現實。選擇是結合了高科技的機器視覺技術(如8k線掃描技術)與快速鏡頭、LED線條燈和超高速“即時”圖像處理軟件的組合方案。

人眼對比自我學習軟件

人眼有一個長項令人贊嘆:發現產品的異常或缺陷。如果產品足夠大,我們會立即在產品上發現缺陷。即使我們以前從未見過這個缺陷,我們也會立刻注意到一件小物件上的劃痕或衣服上的裂口。通常,當我們拿起一件物品,轉動它觀察反光,我們就會無意識地感受到異常。這與我們杰出的解讀能力相結合,使人眼幾乎無與倫比。

然而,近年來,機器視覺技術已經有了很大發展,現在在很多情況下能與我們的解讀能力相媲美。使用復雜的自學視覺算法,當前的技術能夠以與人腦執行任務相同的方式處理圖像。如果提供帶有附加信息的圖片庫,智能軟件可自學在哪里發現錯誤,而無需任何人編寫即使一行代碼。這些附加信息可以指出哪些產品是好的,哪些是壞的,或顯示缺陷位于何處。即使是改變設計的產品也能被快速識別。

總結

在任何情況下,機器視覺都可以匹敵甚至超越我們眼睛和大腦的視覺檢測能力。   

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