机器视觉中的传统视觉与深度视觉

工业视觉是现代制造业中一个非常重要的应用领域，广泛用于产品质量检测，尤其是在生产线上。几乎所有的工业产品在流入市场之前，都要经历严格的缺陷检测环节，以确保它们符合质量标准。而在这一过程中，工业视觉检测系统发挥了重要作用，帮助企业提高了检测精度、降低了人为失误，并大大提高了生产效率。

传统图像算法在缺陷检测中的应用

在工业视觉缺陷检测中，传统图像算法一直是主要的解决方案之一。通常，这些算法分为两种常见的方法：特征工程和模板匹配。

1. 特征工程

特征工程是指通过分析图像的不同特征，如灰度值、方差、均值、颜色、形状、轮廓、面积等，来识别和检测缺陷。它是工业视觉中最常用的技术之一。利用这些特征可以灵活快速地判断图像中的缺陷，并且开发速度相对较快。企业在实际应用中，通常会根据缺陷特征的不同，提供参数设置界面，让使用者根据需要进行调整。

2. 模板匹配

模板匹配是一种通过预先设定好模板图像，并将这些模板与待检测图像进行对比，来判断是否存在缺陷的技术。模板匹配适合用来检测特定的、形状规则的缺陷，如某些品牌饮料瓶的标签问题。通过预设图像模板，可以与待检测图像进行匹配，从而识别出标签缺陷等问题。

深度学习算法在缺陷检测中的应用

随着人工智能技术的发展，深度学习算法在工业视觉缺陷检测中逐渐占据了主导地位。计算机视觉算法通过模拟人类视觉系统来分析和理解图像，能够处理更多复杂的缺陷检测任务。

1. 图像分类

图像分类是一种通过对整张图像进行分析来判断图像类别的算法。在工业视觉应用中，图像分类可以用于检测产品是否有缺陷。然而，由于工业相机拍摄的图像中通常包含很多无关背景，这会影响图像分类的准确性。因此，直接对整张图像进行分类并不常见。大部分实际应用中，都会将图像裁剪成小块来减少背景干扰，从而提高分类精度。

2. 目标检测

目标检测是一种通过框定图像中感兴趣区域的方式，定位缺陷的技术。目标检测算法通过标注缺陷的数据集，训练一个能够准确识别缺陷的位置和类别的模型。最经典的目标检测算法是YOLO（You Only Look Once）系列，它具有较高的准确性和快速推理的特点。在处理大图像时，目标检测算法通常会将图像切分为多个小图像进行处理，从而提高小缺陷的识别率。

3. 实例分割

实例分割是目标检测的一种升级版本。与目标检测使用框来标记目标不同，实例分割使用更加精细的掩膜（mask）来精确标定每个缺陷的形状和位置。这使得实例分割能够更好地处理不同缺陷相互重叠的情况，提供更精确的缺陷定位。尽管实例分割算法的标注工作量较大，但它在工业视觉中能够提供更高的精度，尤其在缺陷相互接触或重叠的情况下，能够有效提升检测的准确度。

传统图像算法与深度学习算法结合的优势

将传统图像算法与CV算法相结合，往往能够达到更好的缺陷检测效果。在这一策略中，传统图像算法先用于定位缺陷区域，然后将这些区域的图像送入CV算法进行进一步的分类或分割。这种组合方法不仅能够克服传统图像算法在分类方面的局限性，还能利用计算机视觉算法的强大能力，提升整体检测精度。