機器視覺系統集光學、電子、機械及電腦資訊技術整合的科技，它的應用層面包羅萬象，近來科技的發展所產生的機器視覺系統不斷推陳出新，在一切要求自動化的前提之下，機器視覺加上影像處理系統已經在許多工廠自動化量測方面扮演著重要的角色。

在影像擷取、數位化影像處理系統裡，必須考慮的因素包括有光源、鏡頭、CCD相機、電腦、界面卡及影像處理應用軟體等，每一部份都影響到了影像品質及檢測品管資料。

機器視覺在產線檢測中是極重要的一環，近年來在攝影機解析度逐漸提高，影像需求亦更加複雜的情況下，從攝影機解析度到後端分析系統的傳輸介面需求，也跟著受到重視。

圖一

德商兆鎂新(IMAGINESOURCE)技術專案經理曾慶國指出，機器視覺主要應用於製程上，對解析度的要求相當高，過去所採用的影像感測器以CCD為主，不過近年來CMOS 影像感測器的解析度快速提昇，已然躍居機器視覺主流，各大影像感測器廠商的CCD出貨量逐漸減少，龍頭廠商Sony已決定從2017年起逐步CCD，專注於CMOS感測器研發。

與CCD相較，CMOS的優勢在於成本低，耗電需求少，容易製造生產，早期因雜訊難以控制，只用於低價產品；近年來因新技術導入，CMOS的成像效果已逐步跟上甚至超越CCD，目前CCD在天文、低光度、動態攝影等領域仍有其優勢，不過在製程檢測，已為CMOS取代。

與其他廠商相較，曾慶國指出兆鎂新台灣市場的優勢在於設有組裝廠，可就近提供彈性服務，其產品則強調高性價比，他表示，這幾年機器視覺市場有走進價格戰的趨勢，產品品質是兆鎂新維持市場競爭力的主因，他表示產品品質除了硬體層面德產品穩定度外，專案的服務能力與後續供貨的穩定，也都屬於品質的一部分，兆鎂新在這部份市場口碑相當不錯。

除了影像處理技術外，攝影機的機構設計也會因製程需求而有不同，美商邦納(Banner)楊志強指出，機器視覺屬於製程中的一環，因此會有與製程設備整合的需求，目前的設計可分為分離式與單機式，分離式主要是因應狹窄空間的製程環境，減少攝影機外殼所佔的體積與可能影響的視角。

單機式則是帶有外殼包覆的攝影機，這類攝影機又分為智慧攝影機(Smart Camera)與一般攝影機，兩者的主要差異在於智慧攝影機內建了處理器，攝影機擷取畫面後，可先進行一定程度的影像處理，邦納的機器視覺就屬於智慧攝影機，以其產品為例，該公司的智慧攝影機控制器有支援多種目前機器視覺的通訊協定，包括串列式的RS-232、Ethernet均有，至於在外觀設計，也會針對不同製程採用不同材質，例如製藥、食品產業，常須清洗製造系統，因此邦納所提供機器視覺攝影機為不鏽鋼外殼，防水等級達到IP68。

GigE Vision成通訊介面王者

至於通訊傳輸介面，傳統來說，攝影機傳輸的介面中，類比式與IEEE 1394向來是兩大應用技術；但自從挾著乙太網路為基礎的GigE Vision問世後，市場上似乎有開始重新洗牌。

GigE Vision剛問世時，德商Basler就指出GigE Vision的確有相當的競爭力。Basler在各項技術上均有完整產品線，從這幾年的趨勢來看，GigE Vision在介面的整合上，的確也更受到使用者的青睞；由於GigE Vision以乙太網路技術為其主要優勢，因此相對其他技術，GigE Vision與後端PC相容性高，在講求高度整合的自動化系統中，以乙太網路做為介面傳遞，直接整合感測、控制及管理層面，GigE Vision的優勢相當明顯。

目前GigE Vision介面已成為市場主流，Basler認為，在視覺主力仍放在類比的日本及亞洲市場；加上Basler以GigE Vision標準推出的Ace系列，執行高質低價的市場策略，現在的低價市場已造成大幅衝擊。

過去GigE Vision剛問世時，市場仍有疑慮，雖然GigE Vision可直接架構於乙太網路介面傳輸，對廠商而言較為方便，但用於工業場域是否適宜，仍然還需要驗證；此外，目前像是USB及HDMI等傳輸介面，當時也均已導入機器視覺裝置，因此是否要押寶在 GigE Vision，廠商仍有疑慮。

當初會形成IEEE 1394與GigE Vision的拉鋸，主要原因在於這兩種技術的能力雖幾乎不分軒輊，但兩者仍然有些缺陷必須克服，IEEE 1394與GigE Vision的傳輸速率其實差異不大，如果真的要快速傳輸高解析度的影像，業者多會選擇類似Camera Link等介面，至於優勢分析，由於IEEE 1394的傳輸距離僅有10公尺左右，對於長距離的傳輸，就比不上GigE Vision；而GigE Vision除了乙太網路介面的穩定與安全性遭到挑戰外，另外由於GigE Vision的傳輸協定中，必須透過CPU搬運資訊，對於CPU的負載有很重的影響，尤其在高解析度的大量資料傳輸時，GigE Vision的困境就更加倍凸顯。

週邊技術精進

相較於GigE Vision，IEEE 1394本身設計定位就是用於高速傳輸，抓影像時完全不動到CPU，CPU純粹進行影像分析，對其負擔當然較低，加上高解析度攝影機產品的發展，對於傳輸系統及後端分析的負擔亦更加沉重，這對於要求快與準的機器視覺技術，的確是需要努力的地方，不過這個問題，隨著週邊技術的進化，逐步獲得解決，部分廠商在影像擷取技術中導入FPGA，透過FPGA直接分擔CPU分析的功能，自動化大廠NI就在影像擷取卡上導入這種技術，讓影像分析可以更為快速，此外，NI亦導入其軟體系統LabVIEW，可直接對FPGA規劃設定，不必透過VHDL，對使用者來說，應用將會更為平民化。

傳輸介面各有優缺點，因此考量使用模式採用介面，是較佳的選擇方式，以可支援大多數程式語言的CCD來看，在近距離傳輸資訊進行分析時，當然以IEEE 1394為首選；而需要遠距監控甚或跨國工廠規畫的，GigE Vision則不可或缺；至於近期也被關注的USB3.0，則是多運用在生產線上較低成本的模式為大宗，但無可否認，GigE Vision目前的性價比、應用模式，都高出USB3.0許多，就中短期來看，多數廠商都認為GigE Vision仍將是市場的主流。