深圳2019年5月21日 /美通社/ -- 5月18日，由中國國際消費(fèi)電子展示交易中心（CEEC）聯(lián)合投石智庫打造的CEEC科技Corner繼續(xù)開講，一眾科技愛好者齊聚深圳CEEC（中國國際消費(fèi)電子展示交易中心），一起聆聽中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院宋展博士帶來的主題分享 --《3D計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用》。
在人工智能的發(fā)展中，機(jī)器視覺是十分重要的分支之一。正是在智能制造的浪潮下，生產(chǎn)線對(duì)工業(yè)設(shè)備有了新的要求，對(duì)質(zhì)量檢驗(yàn)和生產(chǎn)的需求不斷增加。而新一代機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠在短短幾秒內(nèi)處理大量的信息，如此快速的處理能力，為機(jī)器視覺在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道路。
機(jī)器視覺是一種基礎(chǔ)功能性技術(shù)，是機(jī)器人自主行動(dòng)的前提，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)于外界環(huán)境的觀察、識(shí)別以及判斷等功能。目前，中國的機(jī)器視覺行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，是世界機(jī)器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。2018年中國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模首次超過100億元，預(yù)計(jì)2019年市場(chǎng)規(guī)模將近125億元。
近年來，出現(xiàn)了許多推動(dòng)機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展的新技術(shù)，這其中“識(shí)別功能”已成為機(jī)器視覺的核心競(jìng)爭(zhēng)力。視覺識(shí)別功能可以檢查物品的存在或不存在、判斷是否有裝配缺陷，還可用于定位對(duì)象，比如機(jī)器人定位抓取目標(biāo)對(duì)象，或者對(duì)物體進(jìn)行自動(dòng)分類。
3D機(jī)器視覺系統(tǒng)的出現(xiàn)為機(jī)器識(shí)別帶來了驚喜，在大多數(shù)情況下，3D視覺系統(tǒng)能夠更詳細(xì)地檢測(cè)物體對(duì)象。無論是在檢測(cè)應(yīng)用中進(jìn)行更高級(jí)識(shí)別，還是在計(jì)量應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更好對(duì)象差異化，3D視覺系統(tǒng)都能帶來更多先進(jìn)的功能。
宋展博士表示，3D信息的應(yīng)用已經(jīng)無處不在，不管是在工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域，還是在文化領(lǐng)域和電子商務(wù)領(lǐng)域，3D重建技術(shù)都發(fā)揮著越來越重要的作用。特別是在制造業(yè)質(zhì)量控制領(lǐng)域，機(jī)器視覺更是至關(guān)重要的技術(shù)，尤其在汽車制造行業(yè)有大量的應(yīng)用案例，包括汽車零部件尺寸、外觀、形狀缺陷檢測(cè)，以及視覺引導(dǎo)定位等。還有，在食品行業(yè)包裝和裝瓶操作中也需要使用機(jī)器視覺系統(tǒng)。
而在大眾消費(fèi)領(lǐng)域，智能手機(jī)早已進(jìn)入3D成像時(shí)代，3D人臉建模和人臉識(shí)別已是一部智能手機(jī)的標(biāo)配?？梢韵胂?，隨著移動(dòng)終端3D成像技術(shù)的發(fā)展，未來的智能手機(jī)將成為連接真實(shí)世界與數(shù)字世界的端口。
宋展博士還重點(diǎn)分享了3D信息獲取的主要技術(shù)方法，目前市場(chǎng)上主流的有四種3D視覺技術(shù)，立體視覺技術(shù)、光學(xué)3D掃描技術(shù)、激光散斑3D重建技術(shù)和TOF三維重建技術(shù)。
其中雙目立體視覺技術(shù)是對(duì)人眼雙目結(jié)構(gòu)的最直接模擬，也是目前應(yīng)用較為廣泛的3D視覺系統(tǒng)，其技術(shù)核心在于特征匹配技術(shù)，需要目標(biāo)有足夠的紋理信息，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且屬于被動(dòng)式，可用于目標(biāo)的實(shí)時(shí)精確定位，光照較暗或者過度曝光的情況下效果較差。
而結(jié)構(gòu)光3D掃描技術(shù)則是使用光源投射，從而獲得物體三維圖像數(shù)據(jù)，既不需要用很精準(zhǔn)的時(shí)間延時(shí)來測(cè)量，又能解決雙目中匹配算法的復(fù)雜度和魯棒性問題，具有計(jì)算簡(jiǎn)單、測(cè)量精度較高的優(yōu)勢(shì)。此外，對(duì)于弱光環(huán)境、無明顯紋理和形狀變化的表面，結(jié)構(gòu)光3D掃描技術(shù)同樣可以進(jìn)行精密測(cè)量，所以越來越多的3D視覺高端應(yīng)用采用了該技術(shù)。
其實(shí)，目前每一種3D視覺技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，而隨著測(cè)量精度要求越來越高，被測(cè)物體條件越來越復(fù)雜，3D視覺技術(shù)也在不斷獲得突破，越來越多博采眾長的3D視覺技術(shù)正在被開發(fā)出來。
最后，宋展博士還分享了先進(jìn)院機(jī)器視覺研究室的相關(guān)3D視覺研究，包括動(dòng)態(tài)三維掃描系統(tǒng)、快速3D人臉數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、虛擬3D整形仿真、快速人體3D數(shù)字化系統(tǒng)、激光3D掃描室內(nèi)重建、超高速高分辨率3D掃描和快速三維指紋掌紋采集系統(tǒng)等。
作為中科院深圳先進(jìn)院機(jī)器視覺研究室執(zhí)行主任，宋展博士多年來一直專注于計(jì)算機(jī)視覺三維重建問題的研究，尤其是基于主動(dòng)結(jié)構(gòu)光投射方法的3D重建，先后提出了多種具有理論創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的三維重建方法，并發(fā)表于計(jì)算機(jī)視覺和自動(dòng)化領(lǐng)域的多個(gè)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊，獲得了國際同行的廣泛認(rèn)可。
