《剖析机器视觉与计算机视觉的区别:探究不包括的方面》
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一、机器视觉与计算机视觉的基本概念
(一)机器视觉
机器视觉是一门将光学、机械、电子、计算机软硬件等技术相结合的综合技术,它主要侧重于工业制造等实际应用场景,通过光学系统获取目标物体的图像,然后利用图像处理算法对图像进行分析和处理,以实现对目标的检测、测量、识别等功能,例如在汽车制造生产线上,机器视觉系统可以用于检测汽车零部件的尺寸是否合格、表面是否有划痕等,其目的是为了提高生产效率、保证产品质量并降低人工成本。
(二)计算机视觉
计算机视觉则更多地从理论和算法的角度出发,旨在让计算机理解图像或视频中的内容,它涉及到图像的获取、处理、分析和理解等多个环节,试图模拟人类视觉系统的功能,计算机视觉的应用领域非常广泛,包括安防监控中的人脸识别、自动驾驶中的路况识别、医学图像分析等,它更关注如何从图像数据中提取高级的语义信息,如场景的理解、目标的行为分析等。
二、两者在多个方面的区别
(一)应用场景
机器视觉主要集中在工业领域,如电子制造、机械加工、食品包装等行业,它要求在特定的、相对稳定的环境下工作,对精度和速度有较高的要求,以满足大规模生产的需求,例如在印刷电路板(PCB)生产中,机器视觉系统能够快速检测出线路是否连通、元件是否焊接正确等微小的缺陷。
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计算机视觉的应用场景更加广泛和多样化,除了工业领域,还广泛应用于消费电子、智能交通、医疗保健、娱乐等多个领域,在安防领域,计算机视觉技术可以对监控视频中的人员和车辆进行识别和跟踪,在复杂的环境下实时分析异常行为。
(二)硬件需求
机器视觉系统的硬件通常是为特定的工业应用定制的,它需要高精度的图像采集设备,如工业相机、镜头等,这些设备需要具备高分辨率、高帧率、抗干扰能力强等特点,机器视觉系统往往与特定的机械装置相结合,例如机器人手臂,以实现对目标物体的操作。
计算机视觉的硬件要求相对更加灵活,在一些应用中,可以使用普通的摄像头,如手机摄像头、网络摄像头等进行图像采集,随着智能手机等移动设备的普及,计算机视觉技术可以在这些移动平台上运行,利用设备自带的计算资源进行简单的图像分析任务。
(三)算法复杂度
机器视觉的算法相对较为固定和专用,由于其应用场景的特殊性,往往针对特定的任务开发特定的算法,例如在产品表面缺陷检测中,算法主要关注图像中的纹理特征、边缘特征等,以准确判断缺陷的类型和位置,这些算法通常经过优化,以提高处理速度和精度,满足实时性的工业生产要求。
计算机视觉的算法则更加复杂和通用,它需要处理各种各样的图像和视频数据,面对不同的任务,如目标识别、图像分割、场景理解等,需要开发综合性的算法框架,例如深度学习中的卷积神经网络(CNN)在计算机视觉中被广泛应用,它能够自动学习图像中的特征表示,但训练和优化这样的模型需要大量的计算资源和数据。
三、机器视觉与计算机视觉区别不包括的方面
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(一)图像数据的基本处理
无论是机器视觉还是计算机视觉,在图像数据的基本处理方面是相似的,这包括图像的预处理,如灰度化、滤波、增强等操作,在去除图像噪声时,两者都可能采用中值滤波等方法,对于图像的特征提取,如边缘检测(Canny边缘检测算法在两者中都可能被使用)、角点检测等基本操作,它们的原理和方法是相通的,这是因为图像的基本结构和性质是相同的,无论是为了工业检测还是为了计算机对图像的理解,都需要对图像的基本特征进行有效的提取和处理。
(二)底层的数学原理
机器视觉和计算机视觉在底层的数学原理上有很多共通之处,它们都依赖于线性代数、概率论、微积分等数学基础,在图像的变换(如傅里叶变换在图像滤波和分析中的应用)、图像的统计特征计算(如均值、方差等用于描述图像的灰度分布)等方面,两者的基本数学原理是一致的,这是因为这些数学原理是对图像数据进行量化分析和处理的基础,无论是针对特定工业任务的机器视觉,还是更广泛应用的计算机视觉,都需要遵循这些基本的数学规律来构建算法和模型。
(三)对图像数据的依赖性
两者都高度依赖于图像数据,机器视觉需要图像数据来检测和测量工业产品的特征,计算机视觉同样需要图像数据来实现诸如识别目标、理解场景等功能,没有图像数据,两者都无法实现其相应的功能,无论是从摄像头、扫描仪还是其他图像采集设备获取的图像数据,都是它们进行后续分析处理的源泉,虽然它们在如何使用图像数据(如处理的目标、应用场景等方面)有所不同,但对图像数据的基本依赖性是相同的。
机器视觉与计算机视觉虽然在应用场景、硬件需求和算法复杂度等方面存在区别,但在图像数据的基本处理、底层数学原理和对图像数据的依赖性等方面是相似的,这些方面不构成它们之间的区别。
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