機(jī)器人視覺，計(jì)算機(jī)視覺，圖像處理，機(jī)器視覺和模式識別之間有什么區(qū)別？知道哪一個(gè)是哪個(gè)會讓人感到困惑。我們來看看所有這些術(shù)語的含義以及它們與機(jī)器人技術(shù)的關(guān)系。閱讀本文后，您再也不需要感到困惑了！

當(dāng)人們談?wù)摍C(jī)器人視覺技術(shù)時(shí)，人們有時(shí)會混淆不清。他們會說他們正在使用“計(jì)算機(jī)視覺”或“圖像處理”，事實(shí)上，他們的意思是“機(jī)器視覺”。這是一個(gè)完全可以理解的錯(cuò)誤。所有不同術(shù)語之間的界限有時(shí)會模糊不清。

在本文中，我們分解了機(jī)器人視覺的“家譜”，并展示了它在更廣泛的信號處理領(lǐng)域中的適用范圍。

什么是機(jī)器人視覺？

在基本術(shù)語中，機(jī)器人視覺涉及使用相機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)算法的組合，以允許機(jī)器人處理來自世界的視覺數(shù)據(jù)。例如，您的系統(tǒng)可能有一個(gè)2D攝像頭，可以檢測機(jī)器人拾取的對象。更復(fù)雜的例子可能是使用3D立體相機(jī)引導(dǎo)機(jī)器人將輪子安裝到移動的車輛上。

沒有Robot Vision，您的機(jī)器人基本上是盲目的。對于許多機(jī)器人任務(wù)而言，這不是問題，但對于某些應(yīng)用，機(jī)器人視覺是有用的甚至是必要的。

機(jī)器人視覺的家譜

機(jī)器人視覺與機(jī)器視覺密切相關(guān)，我們將在稍后介紹。它們都與計(jì)算機(jī)視覺密切相關(guān)。如果我們談?wù)摷易V，計(jì)算機(jī)視覺可以被看作是他們的“父母”。然而，為了理解它們在世界上的適用范圍，我們必須更進(jìn)一步引入“祖父母” - 信號處理。

信號處理

信號處理涉及處理電子信號以清理它們（例如去除噪聲），提取信息，準(zhǔn)備它們輸出到顯示器或準(zhǔn)備它們以進(jìn)行進(jìn)一步處理。任何東西都可以是一個(gè)信號，或多或少。存在可以處理的各種類型的信號，例如模擬電信號，數(shù)字電子信號，頻率信號等。圖像基本上只是兩個(gè)（或更多）維信號。對于Robot Vision，我們對圖像處理感興趣。所以，我們談的是圖像處理，對吧？不對。

圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺

計(jì)算機(jī)視覺和 圖像處理就像表兄弟一樣，但它們有著截然不同的目標(biāo)。圖像處理技術(shù)主要用于提高圖像質(zhì)量，將其轉(zhuǎn)換為另一種格式（如直方圖）或以其他方式更改以進(jìn)行進(jìn)一步處理。另一方面，計(jì)算機(jī)視覺 更多的是從圖像中提取信息以理解它們。因此，您可以使用“圖像處理”將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度，然后使用“計(jì)算機(jī)視覺”檢測該圖像中的對象。如果我們進(jìn)一步觀察家譜，我們會發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)域都受到物理學(xué)領(lǐng)域的影響，特別是光學(xué)領(lǐng)域。

模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)

到目前為止，這么簡單。當(dāng)我們將模式識別包含在家譜中，或者更廣泛地包括機(jī)器學(xué)習(xí)時(shí)，它開始變得更加復(fù)雜。該系列的這一分支專注于識別數(shù)據(jù)中的模式，這對于Robot Vision所需的許多更高級的功能非常重要。例如，為了能夠從其圖像中識別對象，軟件必須能夠檢測它看到的對象是否與先前的對象類似。因此，機(jī)器學(xué)習(xí)是計(jì)算機(jī)視覺的另一個(gè)父母，同時(shí)也是信號處理。

但是，并非所有計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)都需要機(jī)器學(xué)習(xí)。您還可以對非圖像的信號使用機(jī)器學(xué)習(xí)。在實(shí)踐中，這兩個(gè)域通常組合如下：計(jì)算機(jī)視覺檢測圖像中的特征和信息，然后將其用作機(jī)器學(xué)習(xí)算法的輸入。例如，計(jì)算機(jī)視覺檢測傳送帶上部件的尺寸和顏色，然后機(jī)器學(xué)習(xí)根據(jù)其了解好部件應(yīng)該是什么樣的知識來決定這些部件是否有故障。

機(jī)器視覺

現(xiàn)在我們進(jìn)入 機(jī)器視覺，一切都在變化。這是因?yàn)镸achine Vision與之前的所有術(shù)語完全不同。它更多地是關(guān)于特定應(yīng)用而不是技術(shù)。機(jī)器視覺是指用于自動檢測，過程控制和機(jī)器人引導(dǎo)的視覺的工業(yè)用途 。其余的“家庭”是科學(xué)領(lǐng)域，而機(jī)器視覺是一個(gè)工程領(lǐng)域。

在某些方面，您可以將其 視為計(jì)算機(jī)視覺的孩子，因?yàn)樗褂糜?jì)算機(jī)視覺和圖像處理的技術(shù)和算法。但是，盡管它用于引導(dǎo)機(jī)器人，但它與機(jī)器人視覺并不完全相同。

機(jī)器人視覺

最后，我們來到Robot Vision。如果你一直關(guān)注這篇文章，你會發(fā)現(xiàn)Robot Vision結(jié)合了以前所有術(shù)語中的技術(shù)。在許多情況下，機(jī)器人視覺和機(jī)器視覺可以互換使用。但是，有 一些細(xì)微的差別。一些機(jī)器視覺應(yīng)用，例如零件檢測，與機(jī)器人無關(guān) - 該部件僅放置在尋找故障的視覺傳感器前面。

此外，Robot Vision不僅是一個(gè)工程領(lǐng)域。這是一門具有自己特定研究領(lǐng)域的科學(xué)。與純粹的計(jì)算機(jī)視覺研究不同，機(jī)器人視覺必須將機(jī)器人技術(shù)的各個(gè)方面融入其技術(shù)和算法中，例如運(yùn)動學(xué)，參考框架校準(zhǔn)和機(jī)器人物理影響環(huán)境的能力。 視覺伺服是一種技術(shù)的完美例子，它只能被稱為機(jī)器人視覺，而不是計(jì)算機(jī)視覺。它涉及通過使用由視覺傳感器檢測到的機(jī)器人位置的反饋來控制機(jī)器人的運(yùn)動。

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