畢業(yè)設(shè)計論文-基于usb攝像頭的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-09-07 00:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖像處理的方式和不同的形態(tài)算子以及顏色的類型的選擇等等。機(jī)器視覺控件 Machine Vision controls ―這里的控件用于將NI Vision的機(jī)器視覺控件直接加入到用戶自己的程序中以獲得相應(yīng)的功能。 Vision and Motion（視覺與運(yùn)動）模塊在后面板的函數(shù)選板中，可以看到有8大類的“視覺與運(yùn)動”函數(shù)。它們主要是一些圖像采集和圖像處理的函數(shù)。其內(nèi)部集成了大量的圖像采集硬件驅(qū)動軟件以及數(shù)字圖像處理的模塊化函數(shù)，可以方便的進(jìn)行圖像信號的空域及頻域處理。如圖34為Vision and Motion函數(shù)模塊。圖34 視覺與運(yùn)動函數(shù)模塊NI―IMAQ模塊是圖像采集函數(shù)列表，主要用于通過NI的系列圖像采集板卡來獲得圖像。其中包括任務(wù)的建立、設(shè)備的初始化以及硬件參數(shù)的設(shè)定等函數(shù)，如35所示。 圖35?NI―IMAQ函數(shù)列表NI―IMAQdx模塊: 如圖36所示。圖36 NI―IMAQdx列表Snap―采集單幅圖像。該模塊用于單一的采集程序，主要是編程方便。Grab―用于采集連續(xù)圖像。調(diào)用該程序時，需初始化圖像采集設(shè)備，并采集下一個視頻幀。Configure―用來完成攝像頭設(shè)備的初始化工作。Sequence―用于采集固定數(shù)量的圖像。Close―釋放占用的資源。Vision Utilities模塊是視覺應(yīng)用函數(shù)列表，用于對圖像進(jìn)行一些初步的整體操作。它包括的函數(shù)節(jié)點(diǎn)如圖37所示。圖37 Vision Utilities列表其中，Image Management―管理圖像程序組。利用這些程序可以建立和釋放圖像，設(shè)置和讀取圖像的屬性例如尺寸和偏移量，復(fù)制圖像。也可以使用一些高級的VI來定義圖像的邊框區(qū)域以及訪問圖像數(shù)據(jù)的指針，如圖38所示。圖38 Image Management列表Create―創(chuàng)建一個圖像任務(wù)。 Dispose―清除圖像任務(wù)。 而Files可以使用不同格式讀、寫圖像文件，并從文件中獲得所包含的圖像的信息的程序模塊。如圖39所示。圖39 Files列表Read File讀取圖像文件。 Write File保存圖像文件。圖像處理 Image Processing模塊 NI Vision中的分析、濾波和圖像處理函數(shù)。如圖310所示。Processing―處理灰度和二值圖像的程序模塊。利用這些函數(shù)可以使用不同的閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)換成二值圖像。也可以利用這些程序使用預(yù)定義或自定義的查找表變換圖像，進(jìn)行分界變換，修改圖像的對比度，圖像反向。Filters―濾波器，用于增強(qiáng)圖像中的信息。利用這些程序可以實(shí)現(xiàn)虛像平滑、去除噪聲、高光或強(qiáng)化圖像中的邊沿?？梢岳妙A(yù)定義的卷積內(nèi)核，也可以使用自定義的卷積內(nèi)核。Morphology―形態(tài)學(xué)組，進(jìn)行圖像形態(tài)學(xué)運(yùn)算的程序模塊。其中一部分程序完成基本的形態(tài)學(xué)運(yùn)算，如灰度和二值圖像上的膨脹和腐蝕。另一部分程序用于改進(jìn)二值圖像的質(zhì)量，微粒補(bǔ)孔、去除邊框顆粒、去除小顆粒、基于顆粒的形狀特征去除不希望的顆粒。該子模板中的其它組用于分割接觸顆粒、查找顆粒輪廓、檢測圓形顆粒。 Analysis―分子組，用于分析灰度和二值圖像內(nèi)容的程序模塊。這些程序用于計算灰度圖像的直方圖和灰度統(tǒng)計信息，提取圖像中任意維度上的像素信息和統(tǒng)計信息，以及檢測和測量二值圖像中的顆粒。 Color Processing―彩色處理組，分析和處理彩色圖像的程序分組。這些程序用于計算彩色圖像的直方圖；為彩色圖像應(yīng)用查找表；改變彩色圖像的亮度、對比度、伽馬信息，以及閾值。其中的一部分使用彩色匹配處理比較不同圖像或不同區(qū)域的彩色信息。 Operators―圖像基本算數(shù)和邏輯運(yùn)算程序模塊組。其中一部分用于圖像與圖像或常數(shù)的加、減、乘、除。該子模板的另一部分進(jìn)行邏輯運(yùn)算―如AND/NAND, OR/NOR, XOR/XNOR以及圖像之間或常數(shù)的像素比較。另外，這個子模板中的一個程序允許利用掩碼操作選擇圖像中的一個區(qū)域。 圖310 Image processing列表快速視覺 Vision Express模塊 Vision Express 用于快速開發(fā)常用的圖像采集和處理應(yīng)用。如圖311所示。圖311 Vision Express列表Vision Acquisition―視覺獲取，是一個Express VI，可以方便的配置用于獲取來自模擬、數(shù)字、相機(jī)連線、IEEE 1394以及GigE版本相機(jī)的圖像。 Vision Assistant―視覺助手。利用NI Vision Assistant可以在LabVIEW 環(huán)境中完成一些常用的圖像處理任務(wù)。NI IMAQ I/O模塊用于Vision采集圖像的輸入和輸出。如圖312所示。圖312 NI IMAQ I/O模塊機(jī)器視覺 Machine Vision 機(jī)器視覺函數(shù)是一些高級程序模塊，用于簡化常用的機(jī)器視覺任務(wù)。如圖313所示。圖313 Machine Vision列表Select Region of Interest―選擇關(guān)注區(qū)程序模塊組，用于選擇關(guān)注區(qū)、在圖像窗口上畫特殊的關(guān)注區(qū)，以及使用非常少的編程返回關(guān)注區(qū)信息。 Coordinate System―坐標(biāo)系統(tǒng)分組，用于發(fā)現(xiàn)與圖像中物體相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)。利用這些程序模塊發(fā)現(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)，即可以用于邊沿檢測也可以用于模式匹配。還可以利用這個坐標(biāo)系統(tǒng)從其他機(jī)器視覺程序中進(jìn)行測量。Count and Measure Objects―計數(shù)和測量物體組，該程序模塊可以通過閾值將圖像分割成孤立的對象，然后查找并測量這些對象的特性。該程序模塊還可以在測量時忽略未知的對象。Measure Intensities―測量強(qiáng)度程序模塊組，用于測量一個點(diǎn)上的像素密度或者一個線或一個矩形區(qū)域內(nèi)的像素密度統(tǒng)計。Measure Distances―測量距離程序組，兩條縱向邊沿之間的最小和最大水平距離，或者兩條橫向邊沿之間的最大和最小垂直距離。Locate Edges―邊沿查找程序組，查找垂直、水平、和圓形邊沿。Searching and Matching―搜索和匹配程序組。用于在灰度和彩色圖像中建立和搜索模式。該子模板包括一個可以在二值圖像中搜索制定形狀對象的程序。Caliper―卡尺，一組用于在圖像的不同斷面查找邊沿的程序模塊。使用這些程序可以沿著一條線、矩形區(qū)域（耙子）中的一組平行線、圓形區(qū)域（同心耙）中的一組平行同心線，或者圓形區(qū)域（輪子）中的一組輻射線查找邊沿。還可以適用這里的程序查找圖像中滿足一定條件的對邊。Analytic Geometry―分析幾何程序組，用于對在圖像中一個點(diǎn)集中做分析幾何運(yùn)算。這些程序適用于圖像中線、圓、橢圓的點(diǎn)集；計算一個點(diǎn)集代表的多邊形的面積；測量點(diǎn)之間的距離；計算點(diǎn)所代表的線之間的夾角。該子模板中的程序還可以實(shí)現(xiàn)諸如查找兩條線的交點(diǎn)以及查找兩條線夾角的等分線等運(yùn)算。 OCR―光學(xué)字符識別程序組，用于光學(xué)字符識別和圖像的區(qū)域檢驗(yàn)。 Classification―分類程序組。根據(jù)形狀或用戶定義的特征向量對二值對象進(jìn)行分類。Instrument Readers―設(shè)備讀取程序組。用于快速開發(fā)需要從7段代碼顯示、計量儀表、指針、一維條碼、二維條碼中讀取信息的程序開發(fā)。 Inspection―檢測程序組。將圖像與一個標(biāo)準(zhǔn)模板對比。 4 圖像采集 LabVIEW及相應(yīng)模塊的使用該設(shè)計的完成需要借助于National Instrument NI 公司的LabVIEW2010軟件以及相應(yīng)模塊Vision and Mo
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