在地球上,以人类为首的所有动物,都会感受外界所传来的各种信息,借以掌握外界的状况而采取行动。为了感受信息,人类拥有视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉等5种感觉,也就是所谓的“五感”。虽然人类可以从眼睛、耳朵、鼻子、皮肤、舌头等处获得信息,但是获取信息最多的还是视觉。在借助“五感”获得的信息中,大约有80%来自视觉。长久以来,人类一直梦想着能够制造出具有智能的机器,而智能机器实现的基础就是机器视觉技术。那么什么是机器视觉呢?美国制造工程师协会(SocietyofManufacturingEngineers,SME)机器视觉分会和美国机器人工业协会(RoboticIndustriesAssociation,RIA)自动化视觉分会为机器视觉作了如下定义:“机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像,以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置。”通俗地说,机器视觉就是用机器模拟生物宏观视觉功能,代替人眼来做测量和判断。首先,通过图像传感器将被摄取的目标转化成为图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布、亮度和颜色等信息,转变成数字化信号;随后,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、长度、数量、位置等;最后,根据预设的容许度和其他条件输出结果,如尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有无等。从广义角度来看,凡是通过光学装置获取真实物体的信息以及对相关信息的处理与执行都是机器视觉,这就包括了可见视觉以及非可见视觉,甚至包括人类视觉不能直接观察到的、物体内部信息的获取与处理等。
科学家们通过研究发现,人脑中许多组织都参与了视觉信息的处理过程,因而能够轻易地处理视觉方面的问题。但是视觉认知作为一个复杂奥妙的过程,人类对其还知之甚少,因而制造出具有视觉功能的智能机器的梦想也一直难以实现。随着视觉传感技术、信息处理技术和计算机技术等的迅猛发展,具有视觉功能的智能机器开始被人类制造出来,并逐渐形成了机器视觉的学科和产业。对于智能机器而言,赋予其人类视觉功能是极其重要的,于是人们把计算机的快速性、可靠性、结果的可重复性与人类视觉的高度智能化和抽象化能力结合起来,形成一门新的学科———机器视觉。