白皮书发布，人工智能成为全球科技产业发展的重要力量\n

2023 人工智能发展白皮书\n

在科技飞速发展的今天，人工智能已成为最具革命性的技术之一，有望对人类社会生活产生重大影响。过去几年，人工智能相关理论研究、技术创新、软硬件升级等整体推进，极大地推动了人工智能产业的发展。2022年，以它为代表的人工智能模式风靡全球家居智能，AIGC也掀起了新的热潮，公众对人工智能的关注度不断加深，人工智能成为全球科技产业发展的重要力量。随着人工智能商业化进入快车道，一个蓬勃发展的人工智能时代即将到来。\n

作为国内首个专注于人工智能领域的行业协会，深圳市人工智能行业协会具有行业统计、研究和咨询职能，致力于提供高水平的智库服务。为紧跟时代步伐家居智能，响应国家战略，深圳市人工智能行业协会发挥行业统计研究功能，对人工智能产业链、发展概况、产业集群、应用场景、挑战和发展趋势进行了深入研究，形成了《2023人工智能发展白皮书》。\n

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白皮书由七个主要部分组成： 主要发现\n

从行业环境来看，由于人工智能范围大，细分领域多，目前中国产业既处于形成阶段，也处于成长阶段。此外，国内人工智能行业潜在进入者的威胁较大，现有企业之间的竞争不够激烈，替代品的威胁较大，供应商的谈判能力较强，买家的谈判能力较弱。\n

从发展概况来看，联合\n

各国在人工智能领域处于全球领先地位，英国在人工智能研究和创新方面排名欧洲第一，日本的人工智能发展与第一梯队都拉开了差距，印度的人工智能发展潜力更大。中国在数据、算力、算法和应用场景等方面取得了重要进展，行业竞争力进入世界第一方，泛人工智能企业数量超过8000家，对计算机视觉人才的需求快速增长。\n

从区域布局来看，我国人工智能市场主体主要集中在京津冀、长三角、珠三角三大区域，在生产要素、市场需求、相关配套产业和政府政策等方面优势明显，使其人工智能产业在国内具有较强的竞争力。\n

从挑战的角度来看，\n

中国工业起步较晚，市场对人才的需求激增，但人才供给却没有跟上;技术迭代快、研发投入大、定制比例高等因素，让AI企业难以盈利。人工智能相关法规建设落后;在智能芯片和开源框架方面，还没有一个繁荣的独立生态。\n

从发展趋势来看，数据清洗和挖掘将成为人工智能技术优化应用的关键，量子机器学习将帮助机器学习领域突破研究瓶颈，低码技术与人工智能的结合将逐渐使人工智能技术逐渐普及。同时，还需要关注人工智能引发的担忧。人工智能的发展不仅需要关注科技伦理，还需要对其带来的负面环境影响提出相应的解决方案。\n","to":"zh-Hans","":{"":[182,35,207,244,320,126,279,443,10,65,199,305,60,331,305,419,43,132,146,72,109,411,99,214],"":[36,17,48,48,73,33,65,96,10,21,50,67,13,78,74,93,12,34,31,14,26,84,19,42]}}]}]

本系列由光源、相机、镜头三部分组成，欢迎关注

机器视觉硬件内容第1部分：光源

1 为什么要使用光源

目的：将被测物体与背景分离，获得高质量、高对比度的图像。 好的光源可以很大程度上减少不相关的背景信息，突出被测物体的特征。

重要性：它直接影响加工精度和速度，甚至机器视觉系统的成败。 优秀的光照工程可以降低算法开发的难度。

2种光源

理想的光源应该明亮、均匀、稳定。 选择光源时主要考虑以下几个方面：

(1)对比度：对被检测物体进行照明的根本目的是提高缺陷与背景的对比度机器视觉光源，突出缺陷，便于机器视觉算法进一步处理。 它是光源选择最重要的参考之一。

(2)均匀性：光照不均匀会给后期图像处理带来很多不便，甚至使采集到的图像失去处理价值。 例如，光滑的部分会产生镜面反射，因此会在其表面产生耀眼的光斑。 如果缺陷刚好被光点覆盖，则会出现漏检或误检。

(3)亮度：如果亮度太高，缺陷可能被淹没； 亮度太小，缺陷的对比度可能不明显，照明就失去了原有的意义，所以要合理选择光源的亮度。

(4)稳定性：指光源在一定时间范围内稳定发光的情况。

(5)成本和寿命：价格高的不一定是最合适的，也不一定买得起。 光源的使用寿命越长越好。 一是可以减少开支，二是可以减少更换光源带来的系统调整。

视觉系统中使用的光源主要有三种类型：高频荧光灯、卤素灯和LED（发光二极管）光源。 性能对比如下图所示。

3个LED光源

3.1 LED光源的优点

LED灯具有最佳的综合性能，广泛应用于机器视觉领域。 LED灯具有以下优点：

3.2 LED光源颜色

LED光源主要有红、蓝、白、绿等，每种类型的LED都有其特殊的光谱，CCD相机的灵敏度受光谱的影响。

颜色用色调（Hue）、饱和度（）和亮度（Value）来表示，也就是我们常说的HSV。 在色彩中，红、蓝、黄等颜色的类型称为“色相”，饱和度（）指颜色的鲜艳度，表示色相的强弱，亮度（Value）表示颜色的明暗程度。颜色程度。 HSV的关系用图表示如下。 不同颜色的光源有不同的效果。 选择颜色时，需要确定被照物体的形状、状态、颜色和被照部分，然后根据色相原则选择合适的颜色。

4 照明技术基础知识

光的反射：是指光传播到不同物质时，在界面上改变传播方向，返回到原来物质的现象。 在反射中，光的反射角等于入射角。 光在真空中沿直线传播。

光的折射：当光从一种介质倾斜入射到另一种介质时，传播方向发生改变，使光在不同介质的交界处发生偏折。 光的偏转角度在真空中最大。

光的透射：当光入射到透明或半透明材料表面时，一部分被反射，一部分被吸收，一部分可以透射。 透过的物体是透明或半透明的，如玻璃、彩色滤光片等。透过率受物体材质和厚度的影响。 光的波长越长，对材料的透过率越强。

照明光有几种方式：直射光、漫射光、偏振光和平行光。

直射光：直射光是来自一个方向的光，可以在明暗色调之间产生相对高对比度的图像

漫射光（ Light）：来自各个角度的光混合在一起。 日常生活中使用的光几乎都是漫射光。

偏振光：在垂直于传播方向的平面内，光矢量仅沿某个固定方向振动，通常采用偏光镜来防止特定方向的反射。

平行光：以相同角度照射的光，太阳光就是平行光。 LED直射光越窄，越接近平行光。

镜面反射与漫反射

5 明场照明和暗场照明

如下图所示，明场照明是指反射并进入相机的光，而暗场照明是指反射但不进入相机的光。 通常明场照明采用直射光观察物体整体（散射光呈现黑色），有利于形成高对比度，但反光表面会产生镜面反射。 暗场照明使用散射光来观察整个物体（直射光呈白色），漫射光反射到相机中，但镜面光被反射走。

在缺陷检测中，明场照明主要用于检测散射光和吸收光缺陷类型。 在大多数明场照明图像中，背景是明亮的，缺陷是黑暗的。 暗场照明主要用于检测光滑工件表面上含有散射光的缺陷类型。 在大多数使用暗场照明获取的图像中，背景是黑暗的，只有缺陷可见。 暗场照明通常用于检测表面污垢和表面突出特征 [2]。

两种情况：情况1是饮料瓶肩部的OCR——条状照明（直射光），情况2是硬币铸造。

6 逆光和前光

逆光就是把光源放置在物体的后面。 这种照明方法可以突出不透明物体的阴影或观察透明物体的内部。 背光可以清晰地勾勒出被测物体的边缘轮廓。 图像中，被遮挡物体的部分为黑色，未被遮挡的部分为白色，从而形成黑白图像。 前向照明与后向照明相反。 光源放置在被测物体和相机之间。 根据角度不同，可分为“低角度”（25度以下）和“高角度”（75度以上）。

7 辅助光学配件

偏光镜：偏光镜的作用是限制特定光波的通过。 偏光镜的使用可以消除光反射的影响，突出表面的细节。 偏光镜一般安装在镜头上或光源一侧。

左图是不带偏光镜的情况，右图是带偏光镜的情况。

防散射滤光片：防散射滤光片的作用是减少外界环境光对系统光源的影响，利用滤光片滤除系统外部的漫射光。

扩散器：扩散器的作用是使光线均匀。 扩散板是一种用金刚砂将玻璃的一个表面磨成凹凸不平的玻璃。 光线经扩散板折射后向各个方向射出机器视觉光源，使光线变得均匀。

左图是没有扩散器的情况，右图是有扩散器的情况。

参考：

【1】胡仁伟. 光滑零件表面缺陷检测系统的设计与实现[D]． 中国电子科技大学，2018。

【2】郭平. 基于机器视觉的钢板表面缺陷检测技术研究[D]. 南昌大学，2010。

【3】李军.机器视觉光源关键技术研究[D][D]. 天津工业大学，2006。

【4】中国大恒（集团）股份有限公司北京图像视觉技术分公司机器视觉系统光源 刘伟