相較於其他自動化技術，機器視覺雖然尚屬新興發展，但做為自動化領域一環，應用已逐漸成熟；在技術上各種新元件及介面的導入，讓視覺應用大放異彩，而各類技術的相互競逐，工業相機規格已百花齊放。

早期在工業自動化的流程中，最常看見的景象就是一批檢視人員站在傳輸帶的兩側，對產品進行檢測。這種人工檢驗作業雖然適應力大、知覺度高；但是人工作業往往隨著作業人員的身體、精神狀況影響，而有相當出入；檢驗的準確性更容易因設備的複雜度、工作時間、工作壓力而下降。

完善系統整合提升效益

機器視覺的系統整合相當重要，必須透過全方位佈局提供軟硬體元件與技術整合，才能達成最精準的效益。

導入機器視覺後，透過視覺分析進行品質管控檢測，以及定位量測等工作，同時配合運動控制系統，在檢測過程中，機器視覺負責影像檢測，發現品質不合產品，立即做出判斷，讓運動控制設備執行剔除動作，提昇自動化程度，將人力成本降到最低。既然存在相當的優勢，這樣的新興技術即成為自動化技術發展的一項重點。

圖1 : 機器視覺已成為生產過程中的關鍵技術之一。

機器視覺做為自動化系統的一環，系統整合相當重要，必須透過全方位佈局提供軟硬體元件與技術整合，才能達成最精準的效益。一個典型的工業機器視覺系統，工業相機、工業鏡頭、影像擷取、光源、系統平台軟體，在選擇過程中存在很多問題主要貫串其中的兩個重點，也是機器視覺最基本的項目，就是「取像」與「通訊連結」。

而這些部分，也可以從目前工業相機的發展趨勢上進行分析，兆鎂新 Technica

Account Manager曾慶國指出，觀察工業相機的發展，會發現近年的變化，愈來愈趨近應用導向，在應用要求下，包括解析度逐漸提升、取像即時性要求提高，以及因應不同待測要求的光感應攝影機的問世，都是在不同應用面向中所做的技術提升。

CCD淡出 CMOS躍居主流

圖2 : 與相機與主機板整合的板機產品因非整機，其設計彈性相當大。(圖片來源：兆鎂新提供)

解析度與光感應，均是透過取像的感光元件達成。過去工業相機的感光元件多是以CCD為主，這也是市場上的主流應用，CCD具備高靈敏度、低圖像雜訊的特點，自然成為工業相機感光元件的首選；不過現在半導體技術蓬勃發展，帶動CMOS的技術提升，加上生產成本較低，導入相關技術可有效降低機器視覺系統的整體造價，在此態勢下，CCD逐漸失去市場，尤其在市場主力Sony關閉CCD產線後，CMOS幾乎已獨佔市場，以兆鎂新為例，近年來的產品就以CMOS為大宗，近期推出的GIGE VISION 33 系列就採用Sony IMX 174感光組件，

曾慶國表示以CCD抗雜訊的技術較佳，在動態成像的水準較高，較常用於科學研究與工業高端應用；至於CMOS，它的特色在於省電、體積小，加上製程成本較低，取像較為快速，適合一般工業自動化應用上高速檢測的需求，不過近期CMOS的效能已不遜於CCD，因此市場上CCD的應用已漸少，CMOS躍居主流。

在傳輸介面部份，曾慶國則指出，隨著這幾年機器視覺產業的發展，對於產品品質記錄及可後續追溯性檔案的需求也逐漸提升，機器視覺已成為生產過程中的關鍵技術之一，通訊的要求也被更形重視，目前機器視覺的兩大主流介面為GigE Vision與USB3.0。

GigE Vision與USB 3.0 並肩主宰市場

USB 3.0介面的高傳輸、高啟動速度、隨插即用、小體積等特色，讓它成為機器視覺領域的新寵兒。

GigE Vision與一般機器視覺攝影機最大差異在於使用了乙太網路技術，GigE Vision採用了IEEE 802.3標準，可同時使用TCP與UDP兩種通訊協定，TCP的特點在於保證可確實傳送，為了解決過去工控業界對乙太網路穩定性的疑慮，GigE Vision在接收封包後，都會主動回傳訊息，若有遺失，系統會立即處理，至於UDP雖然在傳輸穩定性上不如TCP，不過傳輸效率方面則有所提昇，GigE Vision兼具兩種標準之長，提供了穩定度與速度均佳的選擇。

在傳輸距離方面，GigE Vision有效傳輸距離可達100公尺，相對於IEEE 1394的4.5公尺、Camera Link的7公尺、USB3.0的3公尺都更長，現在機器視覺的應用越來越廣，在部份量測範圍較大之處，檢測時X、Y軸的距離都必須加長，此時傳輸距離成為機器視覺設計時，相當重要的考量。

頻寬部份，四種標準每秒的傳輸速率依序為IEEE 1394的64 MB/S、GigE Vision的100 MB/S、Camera Link的650 MB/S、USB3.0的3公尺，現在檢測對精細度要求越來越高，影像解析度也一再提高，傳輸頻寬成為標準制定時的重點，就目前標準來看，Camera Link的頻寬居各標準之首，不過如果計算單位平均成本，Camera Link反而最高，成本與效率要如何拿捏，端視使用者狀況。

圖3 : 機器視覺應用已逐漸成熟；在技術上各種新元件及介面的導入，而各類技術的相互競逐，工業相機規格已百花齊放。(圖片來源：兆鎂新提供)

USB 3.0介面的高傳輸、高啟動速度、隨插即用、小體積等特色，讓它成為機器視覺領域的新寵兒，過去USB 3.0被質疑的原因，主要原因來自於對USB 2.0的尷尬情結，USB雖然已是在中階領域被廣泛接受的標準，但尷尬的是它在工業應用上的穩定性仍有待提升；加上其缺乏傳統工控I/O通訊埠必須「鎖上」的架構，以及傳輸距離的相關限制，不過後相關疑慮逐漸被克服，大約從2012 年，開始有廠商推出USB 3.0介面的工業相機，尤其在2013年符合工業規範的USB3.0標準制定完成後，相關介面的工業相機陸續上市，如今已成為與GigE Vision比肩的工業相機兩大主流傳輸介面。

泛用與專用並行

傳統製造業與電子業仍為機器視覺的最主要應用，不過近年來非製造端的商業應用也逐漸崛起。

在應用領域部份，曾慶國指出，傳統製造業與電子業仍為機器視覺的最主要應用，不過近年來非製造端的商業應用也逐漸崛起，例如VR(虛擬實境)就會使用多台工業等級相機以環景接圖的方式建構虛擬場景，另外3D掃描也是機器視覺的重要趨勢，3D掃描以至少兩台工業相機加上影像軟體，建構檢測物的3D外觀形狀，不過目前2D的面區域檢測仍為機器視覺的主流應用，像兆鎂新就以2D為主3D為輔，架構完整產品線。

至於現在自動化領域逐漸走向「行業化」設計，意即針對單一產業如電子、醫療、運輸等領域設計專用產品，曾慶國表示，機器視覺作為整體自動化系統衣部份，針對單一市場設計產品的需求並不高，目前多數廠商的產品仍都設計為泛用型，兆鎂新也是如此，不過為了滿足不同需求的客戶，兆鎂新也有專案設計服務，例如與相機與主機板整合的板機產品就是一例，這類型產品因非整機，其設計彈性相當大，可提供客戶更多元的選擇，曾慶國最後表示，隨著應用快速擴張，機器視覺在軟硬體兩端的設計都必須更靈活，方能貼近應用端，創造出更高產品效益。