【正文】 中，或者存放到兩個源圖像之一A 或 B中。在后一種情況下，可以認為源數(shù)據(jù)在處理發(fā)生之后就沒用了。 圖 37的合并在這種接線板中是可能的。 圖 37 左面的接線板中，三個圖像都不同。 Image Src A 和 Image Src B 在處理后原封不動，運算的結果存放到 Image Dst 中。 中間的連線板中， Image Src A 也接到了 Image Dst, 所以接收到了運算的結果。在這種運算中， Image Src A 的原數(shù)據(jù)被覆蓋。 右邊的接線板中， Image Src B 接收運算的結果，其原數(shù)據(jù)被覆蓋。 許多兩個圖像之間的運算要求具有相同的類型和大小。然而，算術運算可以在兩個不同類型的圖像間進行。 圖像 處理步驟 采集圖像 創(chuàng)建了圖像引用之后 ,可以通過三種途徑將圖像采集到圖像系統(tǒng)中。通過圖像采集系統(tǒng)中的相機采集圖像，從計算機中存儲的文件裝載圖像，或者將存放在二維矩陣中的數(shù)據(jù)轉換為圖像。采集圖像、從文件裝載圖像或從二維矩陣轉換圖像的程序模塊自動地為圖像數(shù)據(jù)分配適當?shù)膬却婵臻g。 利用 National Instruments 圖像采集設備可以采用以下方法之一采集圖像： IMAQ Snap（塊照） 程序采集單幅圖像。調用該程序時，將初始化圖像采集設備，并采集下一個視頻幀。該模塊用于單一的采集程序，主要是編程方便。 。抓拍功能實現(xiàn)了在一個緩沖區(qū)上連續(xù)循環(huán)采集。抓拍功能用于采集高速圖像。 IMAQ Grab Setup 用于啟動采集， IMAQ Grab Acquire用于返回當前圖像的一個拷貝， IMAQ Stop 用于停止采集。 Sequence 用于采集固 定數(shù)量的圖像。 IMAQ Sequence 一張接一張的采集圖像直到達到要求的數(shù)量。 如果只采集某些特定的圖像，可以為 IMAQ Sequence 提供一張表，描述在采集到每幀后跳過的幀數(shù)。 說明 在完成圖像采集后，必須使用 IMAQ Close 或者 IMAQdx Close Camera 釋放分配給圖像采集設備的資源。 IMAQ ReadFile 用于打開并讀取計算機中存儲的文件數(shù)據(jù)到圖像引用中。 可以讀取以標準格式存儲的圖像，如 BMP, TIFF, JPEG, JPEG2021, PNG, 和 AIPD，成都電子機械高等?？茖W校 通信工程系 畢業(yè)設計論文 27 或則制定的 非標準格式。通常，軟件會自動將像素轉換成所傳遞的圖像類型。 IMAQ Read Image and Vision Info 用于打開圖像文件所包含的附加信息， 如校準信息，用于模式匹配的模板信息，或者蒙板信息。有關模式匹配模板和蒙板的內容，參見完成機器視覺任務 。 也可以使用 IMAQ GetFileInfo 讀取圖像屬性 圖像尺寸，像素深度 ，推薦的圖像類型，以及校準單位，而不用實際讀取全部圖像數(shù)據(jù)。 IMAQ AVI Open 和 IMAQ AVI Read Frame 用于打開和讀取存放在計算機中的 AVI 文件 ，并傳送到圖像引用中。 NI Vision 自動將像素轉換成所傳遞的圖像類型。 說明 完成 AVI 讀操作后，必須使用 IMAQ AVI Close 釋放分配給 AVI 文件的資源。 IMAQ ArrayToImage 用于將二維矩陣轉換成圖像。也可以是用 IMAQ ImageToArray 將圖像轉換成 LabVIEW 的二維矩陣。 完成圖像的噪聲處理 采集到的圖像不可避免會引入一些噪聲，這些噪聲的存在會使得圖像的識別存在誤差，故應當去除某些噪聲還原真實圖像。在實際的圖像采集過程中由于光源的不確定性也可能導致 圖像的顏色發(fā)生偏差，如紅光照射下的圖像會偏紅，故在此過程中也可以考慮將圖像轉變?yōu)榛叶葓D像進行處理，在此可以調用 IMAQ cast image 函數(shù)進行處理。 圖像的噪聲抑制處理可以分為空域濾波和頻域濾波兩類，其中 K近鄰的邊界保持類濾波為空域內比較常用的濾波方式，頻域濾波則可以用 FFT 快速傅里葉變換后進行處理。圖 38 為利用 FFT 快速傅里葉變換進行濾波。 圖 38 圖像的頻域濾波 顯示圖像 LabVIEW 中有兩種顯示圖像的方法?？梢岳猛獠楷F(xiàn)實函數(shù)模版中的外部顯示程序模塊在外部窗口中顯示 圖像，也可以 Vision 控件模板中的 Image Display 成都電子機械高等?？茖W校 通信工程系 畢業(yè)設計論文 28 控件將圖像直接顯示在前面板上。 外部窗口顯示 在外部窗口顯示圖像示，使用 IMAQ WindDraw 。最多可以在 16個外部窗口中顯示圖像。 IMAQ WindSetup 用于配置每個外部窗口的外觀。例如，可以決定窗口是否需要滾動條，是否可變化大小，或者是否有標題欄。也可以使用 IMAQ WindMove 將尾部圖像窗口定位在監(jiān)視器的一個特定位置。 說明 外部圖像窗口不屬 LabVIEW 面板。他們直接由 NI Vision 管理。 通過將調色板應用給窗 口，可以將調色板用于顯示灰度圖像。 IMAQ GetPalette 用于獲得預先定義的調色板 。例如，如果要顯示二值圖像（一種含有特殊像素值得圖像，內容像素值為 1，背景的像素值為 0），可以使用預先定義的二值模版。 說明 在程序的最后，必須使用 IMAQ WindClose 關閉所有打開的外部窗口。 圖像顯示控件 Image Display 控件用于在 LabVIEW 前面板中顯示圖像。如下圖所示。在前面板上點右鍵并選擇 Vision and motion ，可以找到 Image Display 控件。 如圖 39 ，控件 說明如表 310 圖 39 Image Display控件 表 310 控件說明 1 顯示區(qū)域 3 關注區(qū)工具選項板 2 圖像信息顯示器 4 滾動條 成都電子機械高等?？茖W校 通信工程系 畢業(yè)設計論文 29 要想顯示圖像，在后面板中將 NI Vision 模塊的圖像輸出連接好，如 圖 311所示。 圖 311 Image Display 控件包含以下元素： 顯示區(qū)域 — 顯示圖像。 圖像信息顯示器 — 顯示圖像的相關信息以及當前所畫的關注區(qū)的信息。 關注區(qū)工具選項板 — 包括繪制關注區(qū)工具、移動、縮放工具。與外部顯示窗口不同，每個圖像顯示控件都有自己的工具集。 滾動條 — 允許移動顯示區(qū)中的圖像。 設計期間，可以重新安排控件元素的布局可以定制控件的外觀，通過快捷菜單，或者選擇控件并點擊 Edit?Customize Control 可以配置屬性。 運行期間，可以通過屬性節(jié)點定制控件的許多部分。 圖像顯示控件還包括如下方法： Get Last Event— 返回最后的用戶事件，從圖像控件上返回鼠標移動和點擊的結果。該方法與外部顯示窗口中的 IMAQ WindLastEvent 作用相同。 Clear ROI— 清除圖像顯示控件中的關注區(qū)。 Refresh Image— 刷新顯示，以顯示最新的圖像。在禁用快照控件時使用該方法，但是圖像顯示控件只能顯示圖像的最后變化。 圖像增強 獲得并顯示圖像后，基于以下原因可能需要分析一下圖像 的內容： 2. 獲得檢測處理期間需要使用的參數(shù)值 直方圖和線框工具有助于分析圖像的質量。 IMAQ Histograph 和 IMAQ Histogram 模塊用于分析圖像的整體灰度分布。使用直方圖可以分析決定圖像質量的兩個重要指標，飽和度和對比度。如果在沒有充分照明的環(huán)境下采集的圖像曝光不足，那么大多數(shù)像素的密度值低，表現(xiàn)為峰值集中在直方圖左邊。如果在光照過強的環(huán)境下采集的圖像曝光過度，那么大部分像素的密度值高，表現(xiàn)為峰值集中在直方圖右邊。如果圖像具有合適的 對比度，直方圖像素集中區(qū)域會分開。利用直方圖信息可以確定圖像質量是否足以能將關注物體從背景中分離出來。 如果圖像質量滿足需要，可以使用直方圖確定圖像中與物體對應的像素范圍。 可以在處理函數(shù)中使用這個范圍，例如在顆粒分析中確定閾值范圍。 如果圖像質量不滿足要求，應該嘗試改進圖像條件以獲得必要的圖像質量。需要重新評價及修改各項要素：照明設備與設置，鏡頭調節(jié)，相機工作模式，以及采集參數(shù)。如果各項設置都達到了最大可能的條件而圖像質量還是不能滿足要求，可以嘗試采用有下節(jié)中介紹的圖像處理技術來改善圖像質量。 成都電子機械高等專科學校 通信工程系 畢業(yè)設計論文 30 IMAQ LineProfile 模塊用于獲得圖像中沿著一條線的像素分布 , IMAQ ROIProfile 模塊用于獲得圖像中沿著一個一維路徑的像素分布。要使用線形輪廓分析圖像，在圖像中沿著物體的邊沿畫一條線，或指定一條線。 IMAQ LineProfile 用于檢測沿著這條線的像素值。觀察沿著這條線的像素分布情況，可以判定圖像質量是否能在物體的外圍提供銳利的邊沿。同時可以確定圖像是否有噪聲，以及識別噪聲的特征。 如果圖像滿足要求，就可以使用像素分布信息來確定一些檢測函數(shù)中需要用到的參數(shù)。例如，適用來自線形輪廓的信息來 確定物體周圍的邊沿強度?？梢灾v這個信息輸入到 IMAQ Edge Tool 2 模塊中，以便查找沿著這條線的邊沿。 根據(jù)分析圖像收集到的信息，可能需要改善圖像的質量以便于檢測。可以通過查找表、濾波器、灰度幾何，以及快速弗里埃變換改善圖像。 查找表 應用查找表 (LUT)變換提高其它區(qū)域中損失了的包含重要信息區(qū)域的亮度。 查找表變換將源圖像中的輸入灰度值轉換成變換后圖像中的其它灰度值。 NI Vision 提供了四個模塊可以直接或間接的將 查找表用于圖像。 : IMAQ MathLookup— 用預定義的查找表替換圖 像的像素值。 NI Vision 有七個基于算數(shù)變換的預定義查找表。有關這些查找表的詳細信息參見 NI 視覺概念手冊，第五章，圖像處理。 IMAQ UserLookup— 用自定義的查找表替換圖像的像素值。 IMAQ Equalize— 將灰度值平坦的分布在給定的灰度區(qū)間內。 IMAQ Equalize 用于為包含較少灰度值的圖像增強對比度。 IMAQ Inverse— 反向圖像的像素密度，獲得圖像的負片。例如，如果背景像素比物體像素還亮得話，在為圖像進行自動閾值處理之前適用 IMAQ Inverse。 濾波器 濾波器用于改善圖像中過渡區(qū)域的銳度或者增強圖像的整體信噪比。 根據(jù)需要既可以選擇低通濾波，也可以選擇高通濾波。 低通濾波器通過平滑圖像去掉不必要的細節(jié)，去掉銳利的細節(jié)，以及平滑物體與背景之間的邊沿?？梢允褂?MAQ LowPass 模塊，或者使用 IMAQ Convolute 或 IMAQ NthOrder 定義自己的低通濾波器。 高通濾波器強化細節(jié)，例如邊沿，物體邊緣，或裂縫。這些細節(jié)表現(xiàn)為密度值的強烈過渡。使用 IMAQ Convolute 或 IMAQ NthOrder 模塊可以定義自己的高通濾波器，或 者使用 IMAQ EdgeDetection 或 IMAQ CannyEdgeDetection 模塊。IMAQ EdgeDetection 使用預定義的邊沿檢測內核查找邊沿，例如 Sobel, Prewitt, 和 Roberts 內核。 卷積濾波 IMAQ Convolute 模塊使用一個預定義的低通和高通濾波器集合。每個濾波器由系數(shù)的內核定義。 IMAQ GetKernel 模塊用于提取預定義的內核。如果預定義的內核不能滿足需要，可以適用浮點數(shù)的 LabVIEW 二維矩陣定義自己得濾波器。 N序濾波器 IMAQ NthOrder 根據(jù)選擇的 N的值，定義一個低通或高通濾波器。一個特定的 N 序濾波器，中值濾波器，可以濾除看起來像小黑點和白點的斑紋。詳見 NI視覺概念手冊，第五章，圖像處理。 成都電子機械高等?？茖W校 通信工程系 畢業(yè)設計論文 31 灰度幾何 在需要濾掉圖像的灰度特征是使用灰度幾何?；叶葞讉€有助于去掉或加強孤立特征，例如黑色背景上的亮點。在準備進行顆粒分析分割圖象之前，在灰度圖象上使用這種變換以增強非離散性。 灰度幾何變換將一個像素與它周圍的像素進行比較。這種變換在進行腐蝕運算時保留最小值，而在進行擴散運算時保留最大值。 快速傅里葉變換 快速傅里 葉變換 (FFT)用于將圖象變換到復頻域。一幅圖像中，細節(jié)和銳利的邊沿是與顆粒頻率從中到高在很短的距離內明顯的導致灰度級別變化有關。緩慢變化的模式與較低的顆粒頻率有關。 一幅圖像可能有外部噪聲，例如數(shù)值化過程中導致的周期性條紋。在復頻域，周期圖案被簡化成一個高顆粒頻率的有限集合。另外，圖象系統(tǒng)設置可能導致視場亮度的不均勻，會在要分析的信息上面產生輕微的漂移。在復頻域，這種輕微的漂