機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)就是利用機(jī)器代替人眼來(lái)作各種測(cè)量和判斷。它是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支，它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng)域。
圖像預(yù)處理其作用是改進(jìn)圖像質(zhì)量，以便進(jìn)行圖像識(shí)別。典型的圖像預(yù)處理有4個(gè)步驟：①陰影校正,即對(duì)景物上不均勻的照明進(jìn)行平滑補(bǔ)償。②灰度校正，即將輸入的灰度值進(jìn)行線(xiàn)性或非線(xiàn)性的變換以求改進(jìn)圖像質(zhì)量。③噪聲過(guò)濾，通常采用低（頻）通（過(guò)）運(yùn)算器抑制噪聲。④圖像增強(qiáng)，即圖像輪廓增強(qiáng)，采用高(頻)通（過(guò)）運(yùn)算器。
數(shù)據(jù)壓縮最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是取圖像灰度的閾值，產(chǎn)生二值圖像。二值圖像還可進(jìn)一步壓縮。按區(qū)域壓縮和按輪廓壓縮是兩種基本的數(shù)據(jù)壓縮方法，它們既可用于二值圖像也可用于灰度圖像。但在工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)中，按區(qū)域壓縮的方法常用于二值圖像，按輪廓壓縮的方法則常用于灰度圖像。這是因?yàn)樵缙诘墓I(yè)視覺(jué)系統(tǒng)多采用二值圖像，所處理的部件可用整體區(qū)域特征加以識(shí)別，而從灰度圖像獲取可靠的區(qū)域型特征則比較困難。二值圖像按區(qū)域的壓縮是將圖像分為若干連通區(qū)域。通過(guò)連通程序來(lái)完成這項(xiàng)工作，同時(shí)為每個(gè)區(qū)域編號(hào)。對(duì)每個(gè)區(qū)域計(jì)算面積、重心、慣量矩、空洞數(shù)目、輪廓線(xiàn)長(zhǎng)度、最小外切矩形等典型特征參數(shù)。這些特征參數(shù)就作為下一步圖像解釋的輸入?；叶葓D像按輪廓的壓縮是從經(jīng)過(guò)增強(qiáng)處理的圖像上抽取直線(xiàn)、拐角、圓弧等輪廓特征或求出代表輪廓線(xiàn)方向斜率的一組線(xiàn)段。這后一種方法常出現(xiàn)線(xiàn)段丟失、破碎以及重合等誤差，需要用關(guān)于景物的先驗(yàn)知識(shí)加以判斷。數(shù)據(jù)壓縮有時(shí)被當(dāng)作圖像分割，但實(shí)際上比把圖像分為有意義單元的圖像分割簡(jiǎn)單。
圖像解釋即按照任務(wù)對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行高度概括的描述。它基于圖像的模型匹配。模型是對(duì)所要識(shí)別的理想模式外形的描述，包括所有可能的部分畸變、平移或旋轉(zhuǎn)的模式的集合。將其中一個(gè)模式當(dāng)作原型，那么解釋就是尋找與經(jīng)壓縮后的數(shù)據(jù)匹配得最好的原型，并用描述模型的參數(shù)給出解釋。最簡(jiǎn)單的模型匹配方法是樣板匹配，它僅適用于原型很少的場(chǎng)合，而且計(jì)算量也很大。
用于自動(dòng)檢驗(yàn)、工件加工和裝配自動(dòng)化以及生產(chǎn)過(guò)程的控制和監(jiān)視的圖像識(shí)別機(jī)器。工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像識(shí)別過(guò)程是按任務(wù)需要從原始圖像數(shù)據(jù)中提取有關(guān)信息、高度概括地描述圖像內(nèi)容，以便對(duì)圖像的某些內(nèi)容加以解釋和判斷。
自動(dòng)檢驗(yàn)是工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。它的優(yōu)點(diǎn)是可提供快速無(wú)接觸測(cè)量，對(duì)部件的檢驗(yàn)率幾乎可達(dá)100％,而且視覺(jué)檢驗(yàn)機(jī)器裝入現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)比機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)方便。在很多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，自動(dòng)檢驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的必要條件。在自動(dòng)輸送部件的系統(tǒng)中，甚至像螺釘這樣簡(jiǎn)單的零件也必須 100％地加以檢驗(yàn)，否則會(huì)降低機(jī)器的效率，甚至引起嚴(yán)重事故。自動(dòng)檢驗(yàn)的任務(wù)主要包括完備性檢驗(yàn)、形狀檢驗(yàn)和表面檢驗(yàn)：
①完備性檢驗(yàn)對(duì)部件上的零件是否完備、缺失進(jìn)行檢驗(yàn)。部件上丟失零件可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。例如，如果丟失發(fā)動(dòng)機(jī)閥門(mén)彈簧的帽卡，則有可能使發(fā)動(dòng)機(jī)毀壞。
②形狀檢驗(yàn)這方面的例子有檢驗(yàn)螺桿或螺釘這樣的簡(jiǎn)單部件、檢驗(yàn)小圓片的圓度、檢驗(yàn)包裝上或瓶子上的標(biāo)簽的尺寸、形狀和位置等。形狀檢驗(yàn)的一個(gè)最重要的應(yīng)用是檢驗(yàn)印刷電路板，包括檢測(cè)板上的導(dǎo)線(xiàn)破裂、短路、突出物以及相鄰兩線(xiàn)的距離等。
③表面檢驗(yàn)這是質(zhì)量控制的一個(gè)重要步驟。例如，檢驗(yàn)鋼板、軸承部件、搪瓷或玻璃的表面。通常必須檢驗(yàn)一批序貫通過(guò)的不同形狀的表面，并能對(duì)缺陷損傷加以區(qū)分。
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)具有效率、高柔性、高度自動(dòng)化等特點(diǎn)。在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，如果用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量，往往效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)可以大幅度提高檢測(cè)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度.