(一)技术构成方面
机器视觉就是用机器来代替人眼做测量和判断的系统,它通过光学装置和非接触传感器自动获取目标对象的图像,并由图像处理设备根据所得图像的像素分布、亮度和颜色等信息进行各种运算处理和判别分析,以提取所需的特征信息或根据判别分析结果对某些现场设备进行运动控制。一个典型的机器视觉系统包括光源、镜头、相机(CCD或COMS相机)、图像采集卡、图像处理软件等。
(二)产业技术发展现状
专利情况
截至2017年末,机器视觉产业专利数量达到了5349件,2011 – 2017年我国机器视觉相关专利申请数量的增长速度呈先缓后急的趋势,2016年申请数量为933个,2017年下降为545个。从公开量来看,2001 – 2017年我国机器视觉相关专利公开数量变化趋势与申请数量基本一致,2016年公开数量为933个,2017年达到有史以来最高值,为1281个。
专利申请人
截至2017年底,我国机器视觉相关专利申请人前十名全部为高等学校,其中,排名前三位的依次是浙江大学、江南大学和江苏大学,从所占比例来看,我国机器视觉产业的技术集中度偏低。
热门技术
从我国机器视觉产业热门技术来看,G01N21/88(测试瑕疵、缺陷或污点的存在)是当前研究最多的技术,专利数量达到371个。此外图像分析技术和计量设备的研究也是机器视觉产业的热门技术。
(三)企业竞争态势方面
国际知名厂商
包括康耐视、基恩士等,其产品技术先进、功能齐全,在高端市场占据主导地位。国际厂商通常拥有完整的产品线,覆盖从硬件到软件的全方位解决方案,在高端市场占据较大份额。
国内企业
海康威视、大华股份等凭借本土化优势和对客户需求的深入理解,逐渐在中低端市场取得突破;国内领先企业如商汤科技、云从科技等,通过自主研发和技术创新,在特定领域和应用场景中展现出强大的竞争力。国内企业和创新型企业则更注重在细分领域提供专业化产品和服务,在中低端市场和特定应用场景中占据优势。
二、机器视觉技术的发展前景
(一)技术发展趋势
图像处理设备
机器视觉处理器的处理功能,将会不断地向PC机以及嵌入式系统靠拢;处理的能力会继续遵循摩尔定律,18个月将会增长一倍,但处理器散热问题将成为严重的阻碍性因素。
算法工具
机器视觉算法工具的发展趋势是比较平稳与缓和发展的,未来将看到很多机器学习的应用,用各种算法工具来实现应用功能和任务。
相机及传感器
光学物理方面将会成为相机及传感器发展的一个阻碍因素,CMOS相机会取代CCD相机;会有超高速的相机出现;在相机上会融入更多的智能;会有更多更小的相机出现;更多的相机可以直接连在PC机上。
成像光学系统
对于成像光学的发展有两个主要驱动力量,一是越来越高分辨率的要求;二是更小光源的需求,但寻求更小的光源目前来看是非常困难的。35mm镜头在早期就已经流行,但是可能将会被更小的镜头所取代。
(二)应用拓展前景
新兴技术应用领域
在医疗影像诊断领域具有巨大潜力,如辅助医生进行病灶检测、病理分析等,提高医疗诊断的准确性和效率;在自动驾驶领域可用于道路识别、车辆检测、行人识别等,是实现自动驾驶的关键技术之一;在工业质检方面可以应用于工业生产线上的自动质检,如零件尺寸测量、表面缺陷检测等,提高生产效率和产品质量;在智能家居领域可用于人脸识别门禁系统、智能安防监控等,提高家居生活的便捷性和安全性。
市场规模前景
预计未来几年,机器视觉市场将保持快速增长,市场规模有望达到数百亿元人民币。增长趋势随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,机器视觉市场增长趋势将持续向好,尤其是在智能制造、智慧城市、智慧交通等领域,机器视觉将有更广阔的应用前景。
三、机器视觉的就业前景
新兴行业带来机遇
机器视觉这个行业属于新兴行业,09 – 10年左右开始正式出现,15 – 16年开始在国内有企业应用在工业生产中。因为是新兴行业,所以有相当多计算机视觉的程序员或者做图像算法的人在这个行业自主创业。
行业需求增长带来岗位增加
随着机器视觉技术在各个领域如医疗、工业、家居等应用的拓展,对相关技术人才的需求也会不断增加,包括机器视觉系统的研发、调试、维护等岗位都会有更多的就业机会。
技术发展促使人才需求多样化
机器视觉技术不断发展,如三维视觉技术、多模态融合技术、深度学习技术等的发展,需要掌握这些新技术的人才,从硬件开发、软件开发到算法研究等各个方面都会产生新的就业岗位需求。