本期導讀

近年來，人工智能、物聯網、云計算等技術飛速發展。機器視覺技術為機器點亮一雙“智慧之眼”，助力各類終端更好地看懂三維世界，讓機器感知變革跨越一大步。

人類80%的信息都依靠視覺獲取，我們早已習慣依靠眼睛感知、了解這個紛繁復雜的世界。人們還善于從自身構造中捕捉靈感，并付諸于發明創造之中。在過去幾十年中，無數科研人員傾其所能，只為給冰冷的機器賦予一雙可以感知環境的“眼睛”，一項名曰機器視覺的學科也因此而興起。

天馬行空的構想，打開了通向新視界的大門

在1956年的達特茅斯會議上，幾位科學家相聚一起，討論著一個在當時看來幾乎脫離現實、不食人間煙火的主題：是否能用機器來模仿人類學習以及其他智能行為。眾所周知，有太多偉大的發明都起源于一些天馬行空幻想，此次也不例外。一次精彩的思想碰撞為機器視覺的發展埋下了伏筆。

1969年，貝爾實驗室的幾位科學家創造出一種將光子轉化為電脈沖的器件——電荷耦合器件(CCD)。產品落地之初即成為了高質量數字圖像采集技術的指路明燈，可以直接把圖像轉換為數字信號并存儲到電腦中參與計算和分析的特性，使得“為機器植入眼睛”成為可能。將CCD的發明視為機器視覺發展的起點亦不為過，自此，生產生活的各個領域也開始與圖像和視覺連接，機器視覺技術的發展隨之進入萌芽階段。

在隨后時間中，DALSA、柯達、E2V等新一代視覺企業如雨后春筍般涌現，為機器視覺產業的發展注入了新的活力。2016年AlphaGo打敗人類頂尖棋手李世石、深度殘差學習和殘差網成為視覺領域標準算法等爆炸性事件的相繼出現，標志著人工智能開啟了發展新紀元。風口已至，人工智能賦能的機器視覺開始在智能制造應用中加快普及，同時煥發出新的生機。

為機器點亮 “智慧之眼”

從黑白到彩色、從低分辨率到高分辨率，從靜態圖像到動態圖像，機器視覺現已經迎來“自2D到3D”的視覺革命。在機器視覺近幾十年的風雨歷程中，受圖像攝取及數據處理技術所限制，機器視覺系統始終圍繞二維視覺技術發展，自然難以完整重現各類三維場景。而3D視覺感知技術通過采集空間內每個點位的三維坐標信息，可以讓終端獲取海量的精準三維信息，并通過算法復原智能獲取三維立體成像。此技術不會輕易受到復雜外界環境以及光線的影響，為機器點亮一雙明察秋毫的“智慧之眼”，助力各類終端更好地看懂三維世界。

目前，ToF飛行時間法已經成為業界公認的優質解決方案之一，ToF傳感器自帶的微型激光器能發射紅外光，系統根據光束的發射和反射時間差或相位差計算距離，將形成的深度信息與傳統相機拍攝結合，可以呈現出以不同顏色表征距離的三維輪廓地形圖。激光的天然屬性決定了飛行時間傳感器具有長距離、精確快速和成本效益高等優點。因此，ToF傳感器能夠檢測各種形狀和大小的近距離和遠距離物體，并且不受濕度、氣壓和溫度的影響，適合于室內和室外使用。

隨著底層元器件、核心算法等技術的快速發展，3D視覺感知技術逐漸向消費級領域拓展。2014年，谷歌公布了基于iToF技術開發出的ProjectTango平板電腦和開發工具包，可為用戶提供運動跟蹤、深度感知、區域建模等功能。華為、魅族旗下搭載有3D視覺傳感器的智能手機也相繼問世，大疆公司配備有雙目視覺系統、可通過圖像測距來感知障礙物的新一代產品正飛入尋常百姓家……在人工智能時代，機器視覺不斷開枝散葉，一場以機器之“眼”為始的感知變革緩緩拉開帷幕。

據法國市場研究與戰略咨詢公司Yole發布的全球3D成像和傳感市場研究報告中預測，全球3D視覺感知市場規模在2025年將達到150億美元，2019-2025年復合增長率約為20%。經過幾十年的起起伏伏，機器視覺技術已初步開花結果，為了滿足五花八門應用需求，3D視覺感知技術也日益豐富和全面，并朝著小體積、高性能、低成本、低功耗的方向發展。

寫在最后

業界普遍認為，智能化升級若是一場革命，必將發軔于AI視覺。在萬物感知、萬物互聯的智能時代里，機器視覺已經成為產業演進的基礎能力，須臾不可分割。相關報告顯示，機器視覺在形形色色的智慧應用中占比已經超過40%，在安防等垂直領域中更是達到60%甚至更高。在人工智能、物聯網、云計算以及智能傳感器技術的發展浪潮中，機器視覺或許將成為一顆明亮的“智慧之眼”，帶著人們看向那個“聯接無處不在，智能無所不及”的未來世界。

審核編輯：湯梓紅

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