毋庸置疑，人工智能最終將徹底改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活方式。比如在生產(chǎn)和制造領(lǐng)域，工業(yè)4.0革命更是會大展拳腳。

What is Visual Inspection ?

出于質(zhì)量控制目的需要對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品進(jìn)行分析。自動視覺檢查還可以用于生產(chǎn)中各種設(shè)備（例如存儲罐，壓力容器，管道和其他設(shè)備）的內(nèi)部和外部評估。

PCB的零件分類

實(shí)踐證明，機(jī)器視覺檢查可以在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)隱藏的缺陷。

When and where is Visual Inspection needed ?

在許多需要視覺檢測的行業(yè)中，有些非常高價(jià)值并且重要的行業(yè)，因?yàn)槿魏慰赡墚a(chǎn)生的錯誤（例如傷害，死亡，損失）的潛在成本很高 。比如核武器，核電，機(jī)場行李檢查，飛機(jī)維修，食品工業(yè)，醫(yī)藥和制藥。

使用機(jī)器視覺inspection的行業(yè)細(xì)分統(tǒng)計(jì)圖

為什么不繼續(xù)堅(jiān)持走人工檢測的老路呢？

首先，人工檢查需要一個人在場，一名檢查員需要對所涉及的目標(biāo)進(jìn)行評估，并根據(jù)一些培訓(xùn)對它進(jìn)行判斷。根據(jù)研究，目視檢查錯誤的范圍通常為20％至30％（Drury＆Fox 1975）。一些缺陷可以歸因于人為錯誤，而其他缺陷則歸因于空間的限制。某些錯誤可以通過培訓(xùn)和實(shí)踐來減少，但不能完全消除。

此外，人工檢查還受到人類的先天缺陷限制，存在這樣一個事實(shí)，即人眼雖然比任何機(jī)械攝像機(jī)都具有更高的技術(shù)水平，但也很容易被愚弄。比如：

一種視覺錯覺，黑點(diǎn)似乎在白線的交點(diǎn)處出現(xiàn)并消失。

平行線看起來似乎傾斜了

當(dāng)然最重要的因素還要數(shù)勞動力成本了：由于需要訓(xùn)練有素的人員，人工檢查仍然是一項(xiàng)昂貴的工作。從成本角度來看，歐美國家的人工檢查操作員的年薪可能在50,000至60,000美元之間。

新的選項(xiàng)：基于機(jī)器視覺的視覺檢測技術(shù)

通過應(yīng)用機(jī)器視覺以及深度學(xué)習(xí)技術(shù)來進(jìn)行視覺檢測，目前變得越來越方便也易于實(shí)現(xiàn)。深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，可以很精確的完成圖像識別任務(wù)。image recognition技術(shù)已經(jīng)非常成熟，也大量應(yīng)用在了生活生產(chǎn)中了。

在特定場景的定量和定性測量檢測中，機(jī)器視覺的檢測速度，準(zhǔn)確性和可重復(fù)性優(yōu)于人類的視覺。機(jī)器視覺系統(tǒng)可以輕松評估太小而無法被人眼看到的物體細(xì)節(jié)，并以更高的可靠性和更少的誤差對其進(jìn)行檢查。在生產(chǎn)線上，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以每分鐘可靠且不辭辛苦地檢查數(shù)百或數(shù)千個零件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人類的檢查能力。

傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)在最小化成本和提高效率的同時，還沒有人類所具有的靈活性。手工檢查員能夠區(qū)分細(xì)微的，外觀上的和功能上的缺陷，并且可以解釋可能影響感知質(zhì)量的零件外觀變化。盡管人們處理信息的速度受到限制，但是人類具有獨(dú)特的概念化和概括能力。人類擅長通過示例學(xué)習(xí)，并且可以區(qū)分各部分之間的輕微異常。這就引出了一個問題，即在許多情況下，機(jī)器視覺如何為復(fù)雜，無設(shè)定的場景（尤其是那些具有細(xì)微缺陷和不可預(yù)測的缺陷的場景）的定性解釋做出最佳選擇。

盡管機(jī)器視覺系統(tǒng)可以區(qū)分因縮放，旋轉(zhuǎn)和姿勢變形而導(dǎo)致的零件外觀變化，但是復(fù)雜的表面紋理和圖像質(zhì)量問題仍然帶來了嚴(yán)峻的檢查挑戰(zhàn)。單憑機(jī)器視覺系統(tǒng)無法評估在視覺上非常相似的圖像之間存在巨大差異和偏差的可能性。

基于深度學(xué)習(xí)的系統(tǒng)非常適合復(fù)雜的視覺檢查, 深度學(xué)習(xí)擅長解決復(fù)雜的表面和外觀缺陷，例如旋轉(zhuǎn)，刷過或發(fā)亮的零件上的劃痕和凹痕。無論是用來定位，識別，檢查或分類感興趣的特征，基于深度學(xué)習(xí)的圖像分析在概念化和泛化零件外觀的能力上都與傳統(tǒng)的機(jī)器視覺有所不同。

更好的感知
機(jī)器視覺具有非常高的光學(xué)分辨率，這取決于用于圖像采集的技術(shù)和設(shè)備。
與人的視覺相比，機(jī)器視覺具有“更廣泛”的視覺感知范圍，并且能夠在光譜的紫外線，X射線和紅外區(qū)域進(jìn)行觀察。

其他的優(yōu)勢：更快 可靠 準(zhǔn)確 不依賴于環(huán)境......

在需求方面，Automated Visual Inspection (AVI)并不需要太多的物理設(shè)備。所需的設(shè)備可以分為硬件和軟件資源。

硬件

硬件資源由主要設(shè)備（例如照相機(jī)，光度計(jì)，色度計(jì)），取決于工業(yè)和自動化過程。

我們本質(zhì)上是在拍照并分析圖像，只需一臺照相機(jī)！

AVI的主要價(jià)值是軟件層，其核心是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。

自動化視覺檢查系統(tǒng)的軟件部分需要先進(jìn)的圖像分析算法和繁重的編程。

開發(fā)流程思維導(dǎo)圖

為了維持高速度的圖像處理，通常必須在高配資源計(jì)算機(jī)上部署訓(xùn)練有素的深度學(xué)習(xí)模型。例如，必須使用GPU才能實(shí)時獲得結(jié)果。

毫無疑問，機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)將成為工業(yè)4.0這場工業(yè)革命不可或缺的一部分，它將把全球制造商推向更高的效率和生產(chǎn)力水平。

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