對于一家公司來說，如果它只是關心財務表現(xiàn)而忽視社會責任的話，它是很難長久保持競爭優(yōu)勢 的。一些最為成功的跨國企業(yè)， 已經(jīng)把公司與社會的戰(zhàn)略成功融合，在市場上形成持續(xù)的競爭力，帶來長久的財務成功和社會肯定。
全球變暖、城市污染、水污染、土地流失、 食物短缺和很多其他問題，都是由于我們對于 環(huán)境的忽視造成的。除此之外，資源短缺也被認為將在未來幾十年中一直困擾著人類。在這種情況下，制造業(yè)將會受到資源匱乏、石油、 金屬、大宗消費品在內(nèi)的原材料價格暴漲的限制，利潤岌岌可危。
只有那些保證環(huán)境可持續(xù)的制造企業(yè)才能幸存下去，這就意味著要啟動可以利用最少的資 源獲得最大產(chǎn)出的系統(tǒng)和流程。如果用不太專業(yè)的說法，就是要做到?jīng)]有垃圾、沒有缺陷的 管理。過去，使用自動化系統(tǒng)的主要目的是提 高生產(chǎn)線的產(chǎn)能、降低制造成本。然而，現(xiàn)在 的自動化越來越多的用于減少垃圾排放、消除 缺陷、最小化能源消耗。
實現(xiàn)這些目標的一項前沿技術，就是“機器視覺”——通過攝像頭和人工智能替代人眼和判斷。
舉例來說，一家全球頂尖的餅干廠商在其 烘焙生產(chǎn)線上安裝了
視覺傳感器，用來檢測餅干烘焙之后的顏色。之前，生產(chǎn)線上的檢測員 和操作員根據(jù)出爐的餅干的顏色來控制生產(chǎn)線 速度和爐溫(餅干顏色意味著是否已烤好)。這樣的安排實際上有很多問題，因為不同的操作員看到的顏色和對顏色的解釋都有所不 同，這就造成判斷完全取決于個人經(jīng)驗。如果 公司需要保證質量穩(wěn)定，餅干顏色上任何一點 小的偏差都是不能容忍的。因此，如果沒有通 用的標尺，廢品率就會很高。公司的決策層考察了多種解決方案，最終 選定裝備加強顏色識別技術的
視覺傳感器。這 種視覺傳感器可以將顏色數(shù)據(jù)轉化為R、G、B 三個維度的數(shù)值。比如，一種顏色可以記錄 為：R=225、G=150、B=130，每一個維度都會設定不同的閾值。
通過引入視覺傳感器，可以即時實現(xiàn)兩個 方面的收益。首先，可以為烘焙之后的餅干顏 色設定清楚的參考值，這樣就消除了人為判斷的模糊性問題。其次，可以快速的達到所需的烘焙條件。餅干的配方中，現(xiàn)在除了爐溫和傳送帶速 度之外，還包括視覺傳感器的R、G、B三個維度數(shù)值。閉環(huán)反饋控制可以保證所需的烘焙環(huán)境準確實現(xiàn)。
作為世界上最大的食品生產(chǎn)商之一，該公司將環(huán)境政策擺在了重要位置，包括資源高效實用，也就是盡量少的使用物料、水和能源。在部署了機器視覺系統(tǒng)之后，這家公司已經(jīng)成功的大幅降低了面粉、食堂、牛奶、水 和燃料的消耗。這不僅僅是對底層生產(chǎn)線的改進，對于公司的商業(yè)表現(xiàn)和社會貢獻也有很大的幫助。
削減成本
盡管有著明顯的優(yōu)點，機器視覺在工業(yè)界的應用仍然十分有限。一些人們印象中的障礙包括：技術和成本差距、用戶界面不夠友好等等。
機器視覺的成本日益受到重視，全套視覺系統(tǒng)的價格也已經(jīng)隨著技術進步大幅下降了。與之類似的是，機器視覺用 戶界面的友好程度也已經(jīng)較單機系統(tǒng)有了很大改善，比如
視覺傳感器就已經(jīng)進入了市場。視覺傳感器和第一代視覺系統(tǒng) 不同，它并不需要對攝像機、幀接收器和編程軟件進行復雜的集成。
盡管價格已經(jīng)大幅下降，界面也變得更加友好，每年機器視覺專家還是發(fā)現(xiàn)很多的問題。這些問題一旦能夠解決， 就可以大幅的減少廢料、對環(huán)境做出巨大貢獻。這對于那些關心環(huán)境問題的機器視覺供應商絕對是一個激勵。
盡管可以使用機器視覺的領域和產(chǎn)品越來越多，挑戰(zhàn)也隨之增加。這是因為現(xiàn)有技術和客戶需求之間還存在差距。
但是，當機器視覺從單色發(fā)展到彩色，攝像機的像素從300K發(fā)展到幾兆，處理器的運行速度也需要相應的提升。而如果處理軟件不夠強大的話，這些進步的效果都無從談起。 在檢測餅干顏色的應用中，真彩技術就是關鍵。
實現(xiàn)真彩
最早的視覺系統(tǒng)使用單色處理，在這項技術中，色彩信 息被簡化為只需要判斷某一時間捕捉到的圖像的明暗。經(jīng)過幾年的發(fā)展之后，彩色圖像處理出現(xiàn)了，最為通用的兩種技 術分別是色彩拾取和色彩灰度。
在色彩拾取技術中，只有選定的色彩才可以從彩色圖片 中抽取出來進行處理，圖片上其他的色彩都被暗化了。色彩 拾取最多同時可以選擇和處理八種顏色。而在色彩灰度技術 中，選擇的色彩被轉化為黑白亮度256個等級上一個灰度值，使用這種技術，加強了與制定色彩的比較能力。
這兩種技術都存在不足之處：色彩拾取對于明亮環(huán)境下的差異高度敏感，而色彩灰度技術則局限在單一顏色， 同時處理效率取決于顏色過濾器如何設置。因此，無論是彩色圖像還是灰度方法都會在攝像機抓取圖像后損失大量信息，并且低對比度條件下圖像上的微小差異是無法檢測的。
根據(jù)人眼可以對圖像中海量信息進行處理的理念，“真彩”技術(OMRON公司開發(fā))突破了這些局限，在圖像抓取和處理過程中，不再有信息損失。
不同的顏色由三維RGB空間中的不同位置表示，微小的色彩差異可以通過不同顏色像素在空間上位置的距離來進行識別。
真彩傳感處理的一大優(yōu)勢就是不同檢測環(huán)境下，實現(xiàn)穩(wěn)定的測量。而它的一個缺點，就是需要高性能的處理芯片。 當前，OMRON正使用定制化Dual Mega ARCS引擎進行圖形處理。
可以描述出真彩技術與眾不同之處的一個案例，就是檢 測鑄造連接件中的外來粒子。傳統(tǒng)的彩色視覺系統(tǒng)無法識別出未經(jīng)定義的顏色，比如說油漬。另外一個例子，是檢測彩色序列線束。傳統(tǒng)使用色彩拾取的視覺處理方法，只能查看有限的顏色，每一種顏色序列都需要實現(xiàn)錄入；灰度方法則 更糟，只能查看一種顏色。而真彩技術可以通過與記錄模型的比較，檢測任何一種色彩序列。
但是，盡管這項技術十分適合于彩色物體，一旦面對反光很強的金屬制品時，它還是顯得有心無力。傳統(tǒng)上，視覺 專家使用照明技術和過濾技術獲得這些物品清晰的圖像，但是并不能保證一定成功。一項叫做HDR的新技術正在嶄露頭 角，它利用軟件消除反光的影響，獲取清晰的圖像。
應用升級
機器視覺中最難的事情就是生成每一個檢測物體的清晰 圖像。如果可以捕捉到清晰的圖像，無論它的明暗度、解析度或者對比度如何，圖像處理現(xiàn)在都很容易。
視覺系統(tǒng)硬件在“動態(tài)性能”的得分越高，當被攝物體 與背景形成強烈對比時，就越有可能拍攝出更加清楚的圖像。動態(tài)性能，意味著圖形硬件檢測背景之間差別的能力。 但是機器視覺的一個問題就是，系統(tǒng)會受到照相機動態(tài)能力的約束。
然而，新的具有“高動態(tài)性能”圖像生成技術的機器視覺傳感器，可以將工作件在通過改變快門速度拍攝到的兩個甚至更多不同亮度下的圖片，快速地合成一張單獨的圖片。這就將亮度條件的負面影響降到了最低。裝備HDR技術的圖像處理器，可以通過疊放和合成兩張甚至更多同一快門速度的圖像，加強檢測區(qū)域的對比。在合成之后，干擾內(nèi)容的效果將會被減弱，而檢測區(qū)域通過集成被強化。
HDR在檢測金屬物品時作用十分明顯，比如汽車元件上的穿孔或者激光標識碼。如下圖所示，左上圖描述的是曝光過度的問題，下圖則是曝光不足的問題。這兩幅圖都不能用于圖像處理。而右圖則是使用HDR技術捕捉到的同一個物品的圖像，物品表面和二維碼清晰可見，對比度足夠，可以進行有效的處理。
另外一個使用HDR技術提高績效的例子，是檢測亮金屬電子元件和同一照明條件下黑色鑄件機身。明亮的圓柱型物品是HDR技術的理想處理對象。
關鍵作用
以往，商業(yè)對于環(huán)境的影響都是被動的。而今天，各家企業(yè)都在努力的實現(xiàn)對環(huán)境零影響，同時保證自身的利潤。 畢竟，可持續(xù)制造意味著滿足現(xiàn)在的需求，同時也不能將子孫后代的利益與現(xiàn)實妥協(xié)。
工廠自動化供應商將扮演重要角色，通過提供產(chǎn)品、服 務和技術，幫助制造業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)、環(huán)境友好的運營。 這不僅是因為該領域存在著不可多得的商業(yè)機會，同樣也體現(xiàn)了廠商的社會責任。
