机器视觉广泛应用于工业领域，涵盖众多应用场景。在制造业中，利用机器视觉执行的任务有：对子组件进行最终检查，查验零件有无潜在制造缺陷等等。在自动化领域，机器视觉在引导机器人方面发挥着重要作用。此外，它还用于验证数据矩阵码、检查食品包装和读取条形码。机器视觉白皮书将全面介绍机器视觉系统及市场，本文为第一部分，将重点介绍系统用途、市场趋势、系统实现。
系统用途
机器视觉利用摄像头从环境中收集视觉数据，然后通过硬件和软件联合处理这些数据，将数据转换为适合各种应用的格式。机器视觉技术经常采用专门的光学元件来捕获图像，以便对图像的特定方面进行处理、分析和量化
这类应用可以检查生产线上正在生产的部件的特定特征，比如评估部件是否满足产品质量标准，如果不满足，则可能会丢弃部件。机器视觉系统采用数字传感器，这些传感器位于配备专用光学元件的工业摄像头中并受到保护。传感器捕获图像后，交由计算机硬件和软件进行处理、分析、测量图像的不同属性，从而辅助决策。
除了制造业中的质量控制之外，机器视觉系统还有许多其他应用。比如，可用于交通管理系统，监视和控制交通流量，提高道路的安全性和效率。在医疗领域，机器视觉可以为诊断过程提供支持，通过精准的图像分析，尽早发现疾病。在农业领域，机器视觉系统可以监测农作物健康状况，并实现收割过程的自动化。
此外，在零售业，机器视觉可以促进自动结账系统的应用，改善客户体验和运营效率。因此，机器视觉系统功能强大，应用广泛，已成为现代科技不可或缺的一部分。
各种视觉系统
机器视觉系统可用于检查各种各样的产品，包括食品、饮料、药品和电子产品等。机器视觉系统使用多种机器视觉技术，包括图像识别、光学字符识别 (OCR) 和物体检测，从而识别缺陷并加以分类。另外，它也可用于测量物体的尺寸和形状，或是在整个生产过程中跟踪和追溯产品。机器视觉系统可以帮助提高产品质量，降低成本，并确保产品安全。通过在生产过程中尽早识别和纠正缺陷，机器视觉系统可以帮助避免召回和退货。
1. 损伤和缺陷：机器视觉系统可用于识别各种损伤和缺陷，例如孔洞、空隙、边缘损坏、图案瑕疵、浸管弯曲、封口损坏或缺失、喷雾扳机损坏或缺失。
2. 字符和代码：机器视觉系统可用于识别和验证字符和代码，例如点阵和非点打印、光学字符识别(OCR) 和 光学字符验证(OCV)、批次、日期和条形码、一维和二维条形码（二维码和定制图案），以及用于跟踪和追溯。
3. 密封完整性检查：机器视觉系统可用于在密封性检查中，检查产品的密封完整
4. 对齐和定位：机器视觉系统可用于确保产品正确对齐和定位，例如图形位置和对齐，盖子与容器匹配等。
5. 匹配和验证：机器视觉系统可用于匹配和验证产品，例如确保盖子和标签图案匹配，以及确保喷雾扳机或盖子的朝向正确。
6. 填充和方向：机器视觉系统可用于检查产品的填充和方向，例如填充前瓶子是否存在、方向是否正确
市场信息和趋势
根据 Expert Market Research 的报告，2023 年全球机器视觉市场规模达到了约 108.8 亿美元。预计 2024 年至 2032 年期间，该市场将以 7.90% 的复合年增长率 (CAGR) 增长，到 2032 年将达到近 215.1 亿美元的规模。
工业 4.0 和工业物联网 (IIoT) 等先进创新技术的采用和实施，是推动机器视觉市场增长的主要动力之一。工业各领域的数字化转型，加上数据分析、物联网 (IoT)、机器学习、云计算和人工智能等先进技术的加速融合，也在推动应用机器视觉技术。为了能推进实时决策、提高生产效率和自动化水平，各行各业都越来越关注装备计算机视觉设备、嵌入式软件、先进传感器和机器人的智能工厂，从而提振了机器视觉市场。然而，这种先进设备的初始成本很高，而且频繁维护也需要投入大量的资金和人力，这些因素可能会阻碍该市场增长。
机器视觉应用凭借低硬件成本，快速高效的处理器，以及完整、可扩展的软件而越来越受欢迎，这些软件可提供部署和开发机器视觉系统所需的各种要素。
得益于汽车、包装、制药及其他工业应用的迅猛增长，亚太地区的机器视觉市场正蓬勃发展。随着亚太地区工业化的不断推进，各个工业领域对先进技术的投资显著增加，预计会为机器视觉市场的扩张创造机会。此外，中国、印度、韩国和日本等国家的电子、半导体、汽车行业发展强劲，势必会令机器视觉市场的增长前景更加乐观。
机器视觉技术自 20 世纪 50 年代诞生以来，已经取得了令人瞩目的进步。机器视觉的发展与摄像头传感器的演变紧密相连。早期的 CCD 质量很高，但速度和分辨率较差。CMOS 传感器的出现促进了降价和提速，为发展百万级像素传感器及红外线、高光谱等特殊类型的传感器奠定了基础。
深度学习技术的蓬勃发展让传感器成功与 AI 紧密结合，使得实时物体检测和场景理解成为可能。随着 3D 成像、边缘计算和先进传感器技术的不断进步，这一趋势将持续发展，未来的机器有望以越来越高的准确度和智能水平“看待”世界，为我们构建一个自动化且富有洞察力的环境