【正文】 。 此時(shí)，依據(jù)坐標(biāo)，可以測得工件的，寬度，長度，還有兩圓心到上邊界的角度，還有中心位置。 圖 318 當(dāng)全部項(xiàng)都兩綠燈時(shí)候，就會(huì)在總判斷出顯示 pass，但若有一項(xiàng)不符合就不能通過。程序圖如圖 313 所示 （論文）說明書 26 圖 313 標(biāo)注線的 VI，如圖 314 所示。 邏輯判斷 當(dāng)?shù)玫剿袛?shù)據(jù)后嗎，需要讓系統(tǒng)進(jìn)行判斷是否符合要求。下圖是測量計(jì)算示意圖圖 311。這樣就可以測量工價(jià)的長度了。一般用于對(duì)全邊界搜索時(shí)候使用。這樣對(duì)于工件的兩個(gè)重要的孔位就抓取出來了，同時(shí)兩個(gè)孔的圓心位置也確定了出來。在圖像中定位一個(gè)樣板所需要的時(shí)間，即取決于模板的尺寸，也取決于搜索區(qū)域。 ④ 背景信息 模板中單一的背景信息有利于改善搜索效率和精度。這些關(guān)鍵因素包括均勻度，細(xì)節(jié)特征，位置信息，以及背景信息。 在函數(shù)選板中的視覺與運(yùn)動(dòng)的選項(xiàng)下可以看到，里面包含了多種視覺 VI 可供選擇處理。他們直接由 NI Vision 管理。 顯示圖像 LabVIEW 中有兩種顯示圖像的方法。 缺點(diǎn)：文件占用空間大，一個(gè) 500 萬像素的數(shù)碼相機(jī)拍出來的 TIFF 文件大約有10M 綜上所述，選擇 JPEG 作為輸入圖像的文件格式。 缺點(diǎn)：有損耗壓縮會(huì)使原始圖片數(shù)據(jù)質(zhì)量下降。） JPEG 壓縮可以很好地處理寫實(shí)攝影作品。作為 Inter 文件格式， PNG 對(duì)多圖像文件或動(dòng)畫文件不提供任何支持。 BMP 格式與現(xiàn)有 Windows 程序（尤其是 較舊的程序）廣泛兼容。 （ 1） BMP： Windows 位圖文件。每次 Snap 時(shí)，圖像數(shù)據(jù)先從相機(jī)傳到圖像采集卡，然后再傳到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存 (圖像處理緩沖區(qū) )中去，如圖 31所示。 Camera Link 的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá) 1Gbits/s，可提供高速率、高分辨率和高數(shù)字化率，信噪比也大大改善。 （ 3）零角度光源：零角度光源最大的特性是物體的邊緣輪廓顯示得非常清晰，重點(diǎn)運(yùn)用于檢查金屬邊緣的破損情況。 機(jī)器視覺中主要使用的三種光源：同軸光源，條形光源，零度角光源（低角度方式照明）都具有自身的優(yōu)勢和特性。 [10] 數(shù)字圖像處理是機(jī)器視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵，在虛擬儀器系統(tǒng)中，這一切都是通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的本章首先簡要的介紹了基于虛擬儀器的視覺檢測系統(tǒng)和虛擬儀器的軟、硬件系統(tǒng) 。從而具有 MMX 技術(shù)的處理器執(zhí)行很多 IMAQ Vision 的函數(shù)時(shí)，其性能要比不具有MMX 技術(shù)的處理器提高了最大 400%。 第二章 虛擬儀器技術(shù) 11 Image Display（ Classic）也用于對(duì)圖像顯示的設(shè)置，它只是設(shè)置以經(jīng)典的方式顯示圖像。 NI 的 IMAQ Vision 軟件包為圖象處理提供了完整的功能，它將 400 多種功能整合到應(yīng)用軟件中，以實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的圖象處理解決方案。連線則代表程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流，定義了 基于 LabVIEW 的 標(biāo)圖像采集系統(tǒng)研究框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。這樣就可以把一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序劃分為一系列簡單的子任務(wù)，為每一個(gè)子任務(wù)創(chuàng)建一個(gè)子 VI，在將他們?cè)诹硪粋€(gè)框圖程序中組合完成復(fù)雜的任務(wù)。虛擬儀器把計(jì)算機(jī)資源 (如微處理器、內(nèi)存、顯示器等 )和儀器硬件 (如 A/D, D/A,數(shù)字 LO、定時(shí)器、信號(hào)調(diào)理等 )的測量、控制能力結(jié)合在一起，通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析。 （論文）說明書 8 第二章 虛擬儀器技術(shù) 基于虛擬儀器的機(jī)器視覺系統(tǒng) 機(jī)器視覺系統(tǒng)正處在不斷發(fā)展的進(jìn)程中，上文已經(jīng)給出了其發(fā)展的趨勢，而基于虛擬儀器的機(jī)器視覺系統(tǒng)正是這些發(fā)展趨勢的集中體現(xiàn)。因此，圖像處理中信息壓縮的潛力很大。因此對(duì)計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度、存儲(chǔ)容量等要求較高。數(shù)字圖像處理是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的過程。 （ 7）其它方面的應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如地理信息系統(tǒng)中二維、三維電子地圖的自動(dòng)生成、修復(fù)等；教育領(lǐng)域各種輔助教學(xué)系統(tǒng)研究、制作中；流媒體技術(shù)領(lǐng)域等等。要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送出去，必須采用編碼技術(shù)來壓縮信息的比特量。圖像在空中先處理（數(shù)字化編碼）成數(shù)字信號(hào)存 在 磁帶中，在衛(wèi)星經(jīng)過地面站上空時(shí)，再高速傳送下來，然后由處理中心分析判讀。小波分析被認(rèn)為是信號(hào)與圖像分析在數(shù)學(xué)方法上的重大突破。人們已開始研究如何用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像，類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界，這被稱為圖像理解或計(jì)算機(jī)視覺。隨后又對(duì)探測飛船發(fā)回的近 十萬張照片進(jìn)行更為復(fù)雜的圖像處理，獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖，為人類登月創(chuàng)舉奠定了基礎(chǔ)，也推動(dòng)了數(shù)字圖像處理這門學(xué)科的誕生。本文系統(tǒng)基于 USB 攝像頭并通過 LabVIEW 完成圖像采集，再利用軟件進(jìn)行圖像處理，且無需使用圖像采集卡，使得視覺系統(tǒng)成本更低 .其實(shí)從軟件的角度來看，思路和模式基本是一致的。在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，輸入 2 輸出的控制很重要。 圖像采集部分通常由光源、鏡頭、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和圖像采集卡構(gòu)成 .采集過程可以簡略的描述為在光源的照明下，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)拍攝目標(biāo)物體并隨之將其轉(zhuǎn)化為圖像信號(hào)，最后通過圖像采集卡傳輸給圖像處理部分 .在設(shè)計(jì)圖像采集的硬件設(shè)計(jì)部分時(shí)，要考慮到很多方面的問題，主要是關(guān)于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、圖像采集卡和光源方面的技術(shù)。從信息論的角度來看，圖像包含了最大的信息量，有灰度，有色彩，還有平面和立體等，具有極為廣泛的內(nèi)容人類通過眼睛攝取的圖像占到了所得到信息的 70%以上 .許多場合里，沒有任何其它形式比圖像所傳遞的信息更豐富和真切。我們?cè)谘芯繄D像識(shí)別的時(shí)候，也常常借鑒人的思維活動(dòng)，采用同樣的處理方法，然而圖像的灰度與色彩是有光強(qiáng)和波長不同的光波所引起的，它們與景物表面的特性、方向、光線條件以及干擾等多種因素有關(guān)，在各種惡劣的工作環(huán)境里，圖像與實(shí)際景物有較大的差別，因此要區(qū)分圖像屬于哪一類，往往 要經(jīng)過預(yù)處理、圖像分割、特征抽取、分析、分類等一系列過程。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 基于 LabVIEW 的圖像測量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 提交日期 I 摘 要 機(jī)器視覺作為多學(xué)科的交叉領(lǐng)域，有著越來越 廣泛的應(yīng)用，虛擬儀器能夠很好的滿足視覺系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和精度要求，二者結(jié)合具有突出的實(shí)用性，基于虛擬儀器的機(jī)器視覺系統(tǒng)具有必要性和可行性，同時(shí)也降低硬件設(shè)備成本且具有高精度，非接觸，以及高自動(dòng)化的特點(diǎn)。 .................................................................... 23 圖像處理地位方法 .................................................................................... 24 邏輯判斷 .................................................................................................... 24 屏幕顯示標(biāo)記 .......................................................................................... 25 判斷 .......................................................................................................... 26 標(biāo)準(zhǔn)零件圖與缺陷零件圖的對(duì)比 ............................................................. 28 基于 LABVIEW 的圖像測量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件運(yùn)行 .......................................... 29 基于 LABVIEW 的圖像測量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................... 32 運(yùn)行環(huán)境及平臺(tái) .................................................................................................. 33 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 36 第一章 緒論 1 第一章 緒論 圖像識(shí)別所討論的問題，是研究用計(jì)算機(jī)代替人自動(dòng)地處理大量物理信息，從而部分代替人的腦力勞動(dòng)，人類識(shí)別圖像的過程總是先找出它們外形或顏色的某些特征進(jìn)行分析、比較、判斷，然后再加以分析和區(qū)別。 （論文）說明書 2 人類社會(huì)信息傳遞主要有三個(gè)途徑，分別是語言、文字和圖像。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)精度和速度，所以需要 圖像采集部分盡量及時(shí)、準(zhǔn)確地提供清晰的圖像，唯有如此才能讓圖像處理部分在比較短的時(shí)間內(nèi)得出正確的結(jié)果 .由此可知圖像采集部分的性能會(huì)直接影響整個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的性能。圖像采集卡還提供了數(shù)字 I/0 控制的功能。 選定好機(jī)器視覺的軟硬件平臺(tái)后，接下去就是圖像采集和圖像處理。他們對(duì)航天探測器徘徊者 7 號(hào)在 1964 年發(fā)回的幾千張?jiān)虑蛘掌M(jìn)行圖像處理，如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等，并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響。 從 20 世紀(jì) 70 年代中期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能、思維科學(xué)研究的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)向更高、更深層次發(fā)展。 Mallat 在 1988 年有效地將小波分析應(yīng)用于圖像分解和重構(gòu)。數(shù)字圖像處理技術(shù)未來應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下七個(gè)方面： （ 1）航天航空技術(shù)方面數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天航空技術(shù)方面的應(yīng)用，除 JPL 對(duì)月球、火星照片的處理之外，另一方面是在飛機(jī)遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中。其中以圖像通信最為復(fù)雜和困難，因 圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大，如傳送彩色電視信號(hào)的速率達(dá) 100M/s 以上。目前正在形成一門新的藝術(shù) ——計(jì)算機(jī)美術(shù)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及技術(shù)難題 數(shù)字圖像處理技術(shù)基本可以分成兩大類：模擬圖像處理（ Analog Image Processing）和數(shù)字圖像處理（ Digtal Image Processing）。如一幅 256 256 低分辨率黑白圖像，要求約 64kbit 的數(shù)據(jù)量；對(duì)高分辨率彩色 512 512 圖像，則要求 768kbit 數(shù)據(jù)量；如果要處理 30 幀 /秒的電視圖像序列，則每秒要求500kbit～ 數(shù)據(jù)量。就電視畫面而言，同一行中相鄰兩個(gè)像素或相鄰兩行間的像素，其相關(guān)系數(shù)可達(dá) 以上，而相鄰兩幀之間的相關(guān)性比幀內(nèi)相關(guān)性一般說還要大些。例如，什么是感知的初始基元，基元是如何組成的，局部與 全局感知的關(guān)系，優(yōu)先敏感的結(jié)構(gòu)、屬性和時(shí)間特征等，這些都是心理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)正在著力研究的課題。另一方面，可以將機(jī)器視覺的分析功能與虛擬儀器的控制功能有效結(jié)合，得到很 高的性價(jià)比。VI 由程序前面板、框圖程序和圖標(biāo) Z 連接器組成 .連接器用于更上層的 VI 調(diào)用該 V1。另外圖框在 LabVIEW 中也是一種節(jié)點(diǎn)，是 LabVIEW 控制 VI程序執(zhí)行方式的圖形表示，如順序、條件和循環(huán)控制結(jié)構(gòu)等，被用來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序控制命令 。設(shè)計(jì)完成后能夠自動(dòng)生成 LabVIEW 程 序代碼。 Image Display 用于設(shè)置圖片顯示方式，包括放大、移動(dòng)、選擇等。 （ 2）使用 Intel MMX 技術(shù)以提高性能 在圖象處理中處理 8位圖象時(shí)， MMX技術(shù)可以加快整數(shù)或者浮點(diǎn)運(yùn)算的速度。 NIIMAQ 和其他的 NI 驅(qū)動(dòng) 軟件完全兼容，以便將圖像集成到任何基于 NI 產(chǎn)品的解決方案中。所以選擇光源的重要因素有三個(gè)需要注意的方面： (1)增強(qiáng)待處理的物體特征； (2)減 弱不需要關(guān)注的物體和噪聲的干擾； (3)不會(huì)引入額外的干擾。對(duì)于需要獲得全面的表面特征的物體，如檢測被測物體是否有光澤，是否有表面紋路時(shí)，可以選擇條形光源。 （ 2） Camera Link 是一個(gè)工業(yè)高速串口數(shù)據(jù)連接標(biāo)準(zhǔn)，它是由 National Instruments、攝像頭供 應(yīng)商和其他圖像采集公司在 2020 年 10 月聯(lián)合推出的，它在一開始就對(duì)接線、數(shù)據(jù)格式、觸發(fā)、相機(jī)控制等做了考慮，所以非常方便機(jī)器視覺應(yīng)用。 [12] Snap 操作 采集單幅圖像是基本的圖像采集操作之一，對(duì)應(yīng)的動(dòng)作叫 Snap。 圖 32 有關(guān)輸