算法|机器视觉产业链发展及市场浅析

机器视觉逐渐渗入社会生活的方方面面。在人脸识别、图片识别、视频监控、3D应用等各领域，几乎都能看到机器视觉的身影。对于工业领域而言，机器视觉的应用更是大大降低了高危作业的危险系数，保障了工业生产的安全性和高效性。
机器视觉是人工智能范畴最重要的前沿分支，也是智能制造装备的关键零部件。它在工业生产中应用广泛，包括视觉引导与定位、模式有无识别检测、精准测量测距、产品外观检测等。根据赛迪数据显示，2019年，全球工业机器视觉市场规模达80亿美元，中国工业机器视觉市场规模约为139亿元。随着工业数字化、智能化的逐渐深入，工业场景对机器视觉的需求不断增加，推动了机器视觉蓬勃发展。
全产业链齐头并进
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。其产业链大致分为上游零部件，中游装备及下游应用。
上游零部件包括光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡、软件及算法平台，占工业机器视觉产品总成本的80%左右，是产业链中绝对核心的环节。中游装备包含视觉引导装备、视觉识别装备、视觉监测装备及视觉测量仪器，能够帮助企业提高生产柔性和智能化。下游应用涉及的领域较为广泛，包括电子、汽车、半导体、医疗设备等。
从盈利角度来看，工业领域的盈利略低，机器视觉企业想要实现较高的投资回报率，则需要拥有向上游核心零部件领域拓展能力。目前，国内机器视觉企业正向工业领域渗透，工业视觉解决方案供应商也在向上游核心零部件领域不断拓展。
工业相机
工业相机的本质是将光信号转变为电信号，与普通相机相比，具有更高的传输能力、抗干扰能力以及稳定的成像能力。根据芯片类型划分，工业相机内图像传感器可分为CCD与CMOS两类。
目前，国外品牌在市场份额中占有绝对优势（如德国Basler、加拿大DALSA、瑞士Baumer等），中国品牌起步晚，起点低，正逐步渗透高端市场。近些年我国也逐步发展出一批自主研发工业相机的国产品牌，如大恒图像、华睿科技、海康机器人等。
镜头
镜头是机器视觉系统中最关键的成像部件，它对成像质量优劣、算法实现效果有关键性的影响。光学镜头行业生产要求高、工艺复杂，需要多年的技术、生产工艺积累，所以国外老牌镜头厂商的优势相对明显，品牌的影响力也比较大。国外知名厂商包括德国施耐德、德国卡尔蔡司、美国Navitar等，而国内的工业镜头厂商大多体量较小，走高性价比路线。
光源
光源是影响视觉系统成像质量的关键因素之一，为机器视觉应用场景提供照明系统。在一个成功的工业机器视觉应用中，光源需要突出目标的特征，增加对比度，同时需要保证亮度和稳定性，使物体位置变化不影响成像质量。目前，光源正向着高端化的方向发展，而国内外的视觉照明技术已经相对成熟。早期市场大部分由海外企业占据，近年来中国厂家逐步崛起，有部分专业的机器视觉光源制造商出现，如奥普特、沃德普、纬朗光电等。
算法软件及开发工具
对获得的视觉信号进行处理是机器视觉系统的关键所在，机器视觉软件类似“大脑”，通过图像处理算法完成对被测物的识别、定位、测量、检测等功能，从而为进一步决策提供所需信息。
机器视觉图像处理软件一般分为两类，一类是底层算法，主要使用者为集成商与设备上；另一类是二次开发的软件包，主要供最终用户使用。随着技术的不断发展，算法及软件也在不断朝着集成化和高效化的方向发展。目前，图像处理软件仍以美、德等国主导，国内公司基本是基于开源软件OpenCV或者第三方商业算法库进行二次开发。