2018年机器视觉产业技术现状与发展趋势分析 图像处理成大热门

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 刘清 • 2018-01-11 09:36:45  来源:前瞻产业研究院 E1276G0

 机器视觉的界定以及构成

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。机器视觉系统中的图像处理设备一般都采用计算机,所以机器视觉有时也称为计算机视觉。

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。在搭建视觉系统时,用户需采购系统中的各个组件,但市场上机器视觉产品及设备生产厂家多数只生产其中的部分原件,如AVT的工业摄像机、Computar的工业镜头、CCS的光源等。在这种状况下,组建机器视觉系统需要大量的时间与精力来选购不同厂家的产品,无论是在人力还是资源成本上都会有更多的付出。

图表1:机器视觉基本组成

机器视觉基本组成

资料来源:前瞻产业研究院整理

机器视觉产业技术发展现状

根据前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国机器视觉产业发展前景与投资预测分析报告》数据显示,截至2017年末,机器视觉产业专利数量达到了5349件,特别是2011年以来,机器视觉技术快速发展,专利数量节节攀升。

机器视觉产业专利数量分析

从申请量来看,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,2011-2010年增长较为平缓,2011年之后增长幅度加大。2016年,我国机器视觉相关专利申请数量为933个,2017年下降为545个。

图表2:2001-2017年机器视觉相关专利申请数量变化图(单位:个)

2001-2017年机器视觉相关专利申请数量变化图(单位:个)

资料来源:前瞻产业研究院整理

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。

图表3:2001-2017年机器视觉相关专利公开数量变化图(单位:个)

2001-2017年机器视觉相关专利公开数量变化图(单位:个)

资料来源:前瞻产业研究院整理

机器视觉产业专利申请人分析

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。

图表4:截至2017年我国机器视觉相关专利申请人前十名情况(单位:个,%)

截至2017年我国机器视觉相关专利申请人前十名情况(单位:个,%)

资料来源:前瞻产业研究院整理

机器视觉产业热门技术分析

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。

图表5:截至2017年中国机器视觉专利构成分析(单位:%)

截至2017年中国机器视觉专利构成分析(单位:%)

资料来源:前瞻产业研究院整理

机器视觉产业技术发展趋势

(1)图像处理器将会不断地向PC机以及嵌入式系统靠拢

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;随着处理功能不断的增强,处理器散发出的热量也会随着越来越高,这会影响系统的功能,散热问题将成为严重的阻碍性因素。

(2)机器视觉算法工具平稳与缓和发展

驱动图像处理软件发展的因素不仅仅包括用户们对简单、方便软件的需求,还包括供应商们对他们的软件在市场上受到产权保护的期望。机器视觉算法工具的发展趋势是比较平稳与缓和发展的。未来大家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。

(3)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

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。它的发展趋势是: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。

(4)分辨率与更小光源将驱动成像光学系统的发展

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。但是寻求更小的光源目前来看是非常困难的。同样阻碍成像光学发展的因素仍然是对机器视觉方面、物理光学方面的研究力量不够,另外也缺少相应的设施。对于成像光学的发展趋势,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。

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