机器视觉的人性化的一面

视觉标准正在推进的新机器视觉技术的设计 ，同时还解决了人类需要简单的使用系统 。

相机 ，传感器和视频接口技术的进步 ，帮助电源的机器视觉解决方案的持续发展，制造和质量检验 ，远远超过任何人的能力 。这些成像系统找到微观的故障不能被人类的眼睛 ，速度将卑微的奥运田径明星的举动 ，和举起的重量远远超出了老哥俱乐部的肌肉和肌腱的能力 。

有时被忽视的新技术的发展是人类的元素 。这是特别真实的机器视觉应用 ，其中一个很大的技术开发的重点是更换或增加人类的能力 。

然而 ，机器视觉系统的设计者和制造商不应该忘记 ，它是一个人类谁作出的购买选择 ，建立和维护系统 ，并经常监视或分析数据 ，作出商业决策 。本文讨论了如何视觉标准都推进了新机器视觉技术的设计 ，同时还解决了人类需要简单的维护和使用系统 。

即插即用优势

USB已经成为各种消费电子和计算设备的有线数据连接的骨干力量 ，主要是因为其易于使用和广泛的可用性 。一个例外是机器视觉 ，其中该标准的早期版本中未能实现 ，以支持未压缩的原始数据的实时图像分析的传输所需的带宽 。

这改变了使用USB3.0标准或超高速USB-其提供USB 2.0的10倍的带宽 。采取这种原始速度和建筑上GigE视觉开发的概念的优势 ，机器视觉行业在2013年2月标准化成像和视频数据的传输与多USB3视觉的释放USB 3.0电缆 。

随着USB3视觉 ，视频和数据是通过摄像头和传感器直接传送到现有的端口上的电脑 ，笔记本电脑或平板电脑 ，在灵活的USB 3电缆 。USB 3总线提供持续吞吐量接近3 Gb/s ，超越相机链接库配置的性能和相媲美的介质配置而不要求多个电缆或专门的PCIe端点捕捉数据帧捕获 。

带宽已为USB3 Vision的早期采用的主要驱动力 ，但系统制造商不应该忽视可用性方面的优势 ，通过更灵活的布线和连接插头和发挥了 。

在采摘机器人 ，外部图像采集卡将图像从一个现有的Camera Link相机饲料转化为USB3 Vision兼容的视频 。视频 ，电源和控制数据传输在一个单一的灵活，更轻的布线 ，是更容易安装比笨重的布线和连接器的传统接口 。这提供了可测量的时间优势的初始安装和今后的维护过程中 ，同时降低整体系统的成本和复杂性 。

在显微镜系统进行检查和分析设计人员可以降低成本 ，提高可用性 ，并减少复杂性将Camera Link相机为USB3 Vision摄像头 。这些系统经常使用一个相机连接相机将显微图像传送到计算机进行分析和观察 。相机连接视频接口需要庞大的 、专业的布线和PCIe图像采集卡在桌面计算机采集图像 ，从而在更复杂的系统 ，更高的成本 ，和有限的元件选择。

相比之下 ，一个USB3 Vision外部图像采集卡将图像从显微镜摄像头通过USB 3电缆直接在笔记本电脑上现有的端口 ，单板计算机或平板电脑 。消除连接摄像机图像采集卡在PCIe插槽需要降低系统总体技术的复杂性 ，与容易的路线即插即用USB 3电缆允许更快的安装和拆卸检验站 。

移动成像系统

最终用户越来越多地迁移到更便携的视觉系统 ，可以在工厂车间的工作站上使用 。虽然较小的 ，更强大的相机和图像源的进化支持这些解决方案的发展 ，视觉标准发挥了重要的作用 ，在确保成本和可用性的优势 。

一个例子是条码验证 ，其中的视觉标准显著简化设计使紧凑的桌面成像系统 。条码打印验证系统有助于降低成本 ，提高生产力 ，并提供详细的质量分析 ，以确保高读取率在自动化的质量检查和仓库过程中的错误 。

通过识别质量集成在生产过程的早期 ，标签或标记系统可以升级或更换之前不可读的条形码的制作 。如果快速检测和自动抄表系统不能识别产品不是印刷错误 ，然后条形码可能需要手动进入供应链系统或未经核实的产品必须被销毁 。这导致中断的制造工艺和额外的成本 。

这些打印检定系统依靠机器视觉硬件和软件确保条码满足在自动化程序可读性的行业标准 ，与紧凑的嵌入式视频接口提供成本和规模效益 。

在图3所示的应用 ，便携式条码验证单元采用了CMOS图像传感器和专门设计的照明捕捉条码的高分辨率图像 。一个嵌入式的视频接口将图像转换为一个视觉或USB3 Vision兼容图像流 。图像 ，然后传输到一个现成的电缆直接到一个端口上的计算平台上的条码可读性进行了验证 。以太网供电（PoE）或USB供电进一步简化了布线和降低组件成本 。通过消除一个PCIe图像采集技术的复杂性 ，使一个电缆装置 ，便携式系统可以很容易地移动到不同的工作单元在生产车间。

无线连接现在是大多数终端用户的预期功能 ，机器视觉也不例外 。医疗一直是第一个完全拥抱移动成像市场之一 ，类似的技术现在正在使用的移动无损检测和检查在工业应用 。

嵌入式视频接口提供系统的制造商和集成商提供了简单的方法来整合视觉2无线视频连接到相机 ，X射线板 ，及应用在布线产生的复杂性 ，成本和其他成像设备 ，可用性挑战 。

嵌入式视频界面流的未压缩视频的低延迟 ，一致在持续在IEEE 802.11n无线链路的吞吐量 。根据不同的应用需求 ，视频也可以存储在视频接口的帧缓冲区 ，具有计量输送在无线连接 。视频直接传输到一台笔记本电脑 ，平板电脑 ，或单板计算机 ，消除一个昂贵的图像采集卡的台式PC机的需要 。

在一个工业X射线应用的无线解决方案可以被嵌入在一个平板探测器（FPD） ，可携带式X射线成像系统之间移动 。嵌入式硬件无线传输实时图像从显示器直接显示 ，计算平台的分析和记录 。有没有必要为一个独立的802.11n连接成像设备的无线网络 ，或一个PCIe帧采集每个端点捕捉图像数据 ；显著降低了系统的技术复杂性 。

最终用户的视频

机器视觉系统生成高质量的 、未压缩的图像为实时自动处理和分析所需的 。尽管这些应用有其他要求看例如生活质量保证的目的传送和记录高带宽视频是不切实际的和昂贵的一条生产线或归档的监控 。相反 ，系统运营商往往被迫安装一个第二个视频系统 ，用于通用的查看和记录 。

压缩代表了一个新的机会，制造商设计更经济 ，更容易使用的成像系统的机器视觉 ，现场观看 ，和记录的目的 。有两种类型的压缩 ，设计人员应该考虑成像应用 。

有损压缩 ，也被称为“不可恢复的 ，“失去了一些信息和原始图像的清晰度 。H.264 ，流行的DVD和网络视频流 ，是有损压缩的一个例子。它在减少数据大小做了出色的工作 ，以50:1或更高的压缩比 ，但导致高延迟 。图像质量的损失是不能被人类的眼睛 ，和延迟几秒钟没有影响时 ，远程观看或录制的图像流 。

这种类型的压缩是理想的视觉应用与多个最终用户。例如 ，从视觉上的相机生产线未压缩的视频可以传输到处理和分析平台（图4） 。相同的视频可以被多点传送到转码网关 ，它使用H.264压缩和传输的视频在有线或无线连接到操作中心 。在那里 ，运营商可以远程监控设施和关键事件可以记录下来 ，为以后的分析 。

可采或数学的无损压缩技术 ，如JPEG-LS和JPEG 2000一定的模式 ，具有较低的压缩比 ，但所有的原始信息保存 。此外 ，延迟是要低得多 ，这种“光压缩” 。

这使得可恢复压缩适用于低延迟是必要的系统 ，但数据速率需要高于什么可以支持由现有的布线 。例如 ，1080P的视频可以通过千兆以太网电缆 ，或相机连接完整的视频可以通过USB 3电缆传输 。因此 ，设计者可以增加系统的功能 ，通过提供更高分辨率的图像 ，在不太昂贵的 ，更容易使用的布线 。

机器视觉的人类利益

虽然技术的发展往往侧重于“更聪明 ，更小 ，更快 ，”背后的每一个高速制造机器人和便携式成像应用是一个人类谁在购买前评估成本效益 ，安装和维护系统 ，并最终分析数据作出商业决策 。设计这些系统围绕基于标准的视频接口 ，确保这些解决方案是具有成本效益和更容易使用 。