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機器視覺系統(tǒng)是計算機學(xué)科的一個重要分支，它綜合了光學(xué)、機械、電子、計算機軟硬件等方面的技術(shù)，涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領(lǐng)域。圖像處理和模式識別等技術(shù)的快速發(fā)展，也大大地推動了機器視覺的發(fā)展。
從字面意思就可看出機器視覺系統(tǒng)主要分為三部分：機器、視覺和系統(tǒng)。機器負責機械的運動和控制；視覺通過光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡等來實現(xiàn)；系統(tǒng)主要是指控制程序、軟件，也可理解為整套的機器視覺設(shè)備。
在機器視覺系統(tǒng)上做劃分，我們可以分為幾個部分，分別為：圖像采集、圖像處理及其運動控制部分。具有代表型的基于計算機的視覺系統(tǒng)通常由圖的幾部分組成：
1、 視覺傳感器
照明和影響機器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，因為它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和至少30%的應(yīng)用效果。由于沒有通用的機器視覺照明設(shè)備，所以針對每個特定的應(yīng)用實例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達到效果。
一般用作光纖開關(guān)和接近開關(guān)的形式出現(xiàn)，用以判斷被檢測物體的位置及其狀態(tài)，并且傳輸信息給圖像傳感器實現(xiàn)采集。
2、光源
光源作為輔助視覺成像的必要條件之一，光源的好壞可以說直接決定了成像效果的質(zhì)量，目前視覺光源有很多，其中LED、高頻螢光、光纖鹵素等都是很容易獲得的。
光源作為機器視覺系統(tǒng)輸入的重要部件，它的好壞直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機器視覺光源設(shè)備，所以針對每個特定的應(yīng)用實例，要選擇相應(yīng)的視覺光源，以達到最佳效果。
結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，照像機拍攝要求與光源同步。
3、 相機、鏡頭
視覺相機是系統(tǒng)的成像設(shè)備，通常在視覺系統(tǒng)中都會由一套或多套的視覺相機來組成。選取機器視覺系統(tǒng)中的攝像機應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用的要求，其中攝像機的透鏡參數(shù)是一項重要指標。透鏡參數(shù)分為四個部分：放大倍率、焦距、景深和透鏡安裝。
工業(yè)相機在機器視覺系統(tǒng)中最本質(zhì)功能就是將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺c普通相機相比，它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩(wěn)定的成像能力。
鏡頭在機器視覺系統(tǒng)中主要負責光束調(diào)制，并完成信號傳遞。
4、圖像
圖像處理：圖像的增強、圖像的平滑處理...
圖像的增強用于調(diào)整圖像的對比度，突出圖像中的重要細節(jié)，改善視覺質(zhì)量。通常采用灰度直方圖修改技術(shù)進行圖像增強。
圖像的平滑處理技術(shù)即圖像的去噪聲處理，主要是為了去除實際成像過程中，因成像設(shè)備和環(huán)境所造成的圖像失真，提取有用信息。
圖像采集卡雖然只是完整機器視覺系統(tǒng)的一個部件，但它同樣非常重要，直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。
圖像采集卡一般以插入卡的形式安裝保存在PC當中，他的工作主要是根據(jù)把視覺相機采集的圖像傳輸給計算機。它將來源于相機的模擬或數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)形式的圖像數(shù)據(jù)流分析，及其它可以操縱相機的一些參數(shù)。
還有圖像的數(shù)據(jù)編碼和傳輸：邊緣銳化、圖像的分割、圖像的識別...等。
5、平臺
計算機是一個PC式視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵，傳輸過來的視覺圖像在這里實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的處理和大部分的邏輯操縱。為了減少處理時間和抗干擾能力，勢必要選擇工業(yè)級的計算機。
6、視覺處理軟件
機器視覺軟件用以完成輸入的圖像數(shù)據(jù)的處理，隨后根據(jù)相應(yīng)的計算算出結(jié)果，這個輸出的結(jié)果可能是PASS/FAIL信號、坐標位置、字符串等。
機器視覺軟件是機器視覺系統(tǒng)中自動化處理的關(guān)鍵部件，根據(jù)具體應(yīng)用需求，對軟件包進行二次開發(fā)，可自動完成對圖像采集、顯示、存儲和處理。在選購機器視覺軟件時，一定要注意開發(fā)硬件環(huán)境、開發(fā)操作系統(tǒng)、開發(fā)語言等，確保軟件運行穩(wěn)定，方便二次開發(fā)。
7、 操縱單元
一旦視覺軟件完成圖像分析（除非僅用于監(jiān)控），隨后需要和外部單元實現(xiàn)通信以完成對生產(chǎn)過程的操縱。
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