【正文】 另外，圖象系統(tǒng)設(shè)置可能導(dǎo)致視場亮度的不均勻，會(huì)在要分析的信息上面產(chǎn)生輕微的漂移。 一幅圖像可能有外部噪聲，例如數(shù)值化過程中導(dǎo)致的周期性條紋。一幅圖像中，細(xì)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(nèi)明顯的導(dǎo)致灰度級(jí)別變化有關(guān)。這種變換在進(jìn)行腐蝕運(yùn)算時(shí)保留最小值，而在進(jìn)行擴(kuò)散運(yùn)算時(shí)保留最大值。在準(zhǔn)備進(jìn)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(qiáng)非離散性。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)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。一個(gè)特定的 N 序?yàn)V波器，中值濾波器，可以濾除看起來像小黑點(diǎn)和白點(diǎn)的斑紋。如果預(yù)定義的內(nèi)核不能滿足需要，可以適用浮點(diǎn)數(shù)的 LabVIEW 二維矩陣定義自己得濾波器。每個(gè)濾波器由系數(shù)的內(nèi)核定義。IMAQ EdgeDetection 使用預(yù)定義的邊沿檢測(cè)內(nèi)核查找邊沿，例如 Sobel, Prewitt, 和 Roberts 內(nèi)核。這些細(xì)節(jié)表現(xiàn)為密度值的強(qiáng)烈過渡。可以使用 MAQ LowPass 模塊，或者使用 IMAQ Convolute 或 IMAQ NthOrder 定義自己的低通濾波器。 根據(jù)需要既可以選擇低通濾波，也可以選擇高通濾波。例如，如果背景像素比物體像素還亮得話，在為圖像進(jìn)行自動(dòng)閾值處理之前適用 IMAQ Inverse。 IMAQ Equalize 用于為包含較少灰度值的圖像增強(qiáng)對(duì)比度。 IMAQ UserLookup— 用自定義的查找表替換圖像的像素值。 NI Vision 有七個(gè)基于算數(shù)變換的預(yù)定義查找表。 NI Vision 提供了四個(gè)模塊可以直接或間接的將 查找表用于圖像。 查找表 應(yīng)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。 根據(jù)分析圖像收集到的信息，可能需要改善圖像的質(zhì)量以便于檢測(cè)。例如，適用來自線形輪廓的信息來 確定物體周圍的邊沿強(qiáng)度。同時(shí)可以確定圖像是否有噪聲，以及識(shí)別噪聲的特征。 IMAQ LineProfile 用于檢測(cè)沿著這條線的像素值。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(gè)一維路徑的像素分布。需要重新評(píng)價(jià)及修改各項(xiàng)要素：照明設(shè)備與設(shè)置，鏡頭調(diào)節(jié)，相機(jī)工作模式，以及采集參數(shù)。 可以在處理函數(shù)中使用這個(gè)范圍，例如在顆粒分析中確定閾值范圍。利用直方圖信息可以確定圖像質(zhì)量是否足以能將關(guān)注物體從背景中分離出來。如果在光照過強(qiáng)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。使用直方圖可以分析決定圖像質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)，飽和度和對(duì)比度。 圖像增強(qiáng) 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(nèi)容： 2. 獲得檢測(cè)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(zhì)量。 Refresh Image— 刷新顯示，以顯示最新的圖像。該方法與外部顯示窗口中的 IMAQ WindLastEvent 作用相同。 運(yùn)行期間，可以通過屬性節(jié)點(diǎn)定制控件的許多部分。 滾動(dòng)條 — 允許移動(dòng)顯示區(qū)中的圖像。 關(guān)注區(qū)工具選項(xiàng)板 — 包括繪制關(guān)注區(qū)工具、移動(dòng)、縮放工具。 圖 311 Image Display 控件包含以下元素： 顯示區(qū)域 — 顯示圖像。在前面板上點(diǎn)右鍵并選擇 Vision and motion ，可以找到 Image Display 控件。 圖像顯示控件 Image Display 控件用于在 LabVIEW 前面板中顯示圖像。例如，如果要顯示二值圖像（一種含有特殊像素值得圖像，內(nèi)容像素值為 1，背景的像素值為 0），可以使用預(yù)先定義的二值模版。 通過將調(diào)色板應(yīng)用給窗 口，可以將調(diào)色板用于顯示灰度圖像。 說明 外部圖像窗口不屬 LabVIEW 面板。例如，可以決定窗口是否需要滾動(dòng)條，是否可變化大小，或者是否有標(biāo)題欄。最多可以在 16個(gè)外部窗口中顯示圖像。可以利用外部現(xiàn)實(shí)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(jī)械高等專科學(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 控件將圖像直接顯示在前面板上。圖 38 為利用 FFT 快速傅里葉變換進(jìn)行濾波。在實(shí)際的圖像采集過程中由于光源的不確定性也可能導(dǎo)致 圖像的顏色發(fā)生偏差，如紅光照射下的圖像會(huì)偏紅，故在此過程中也可以考慮將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榛叶葓D像進(jìn)行處理，在此可以調(diào)用 IMAQ cast image 函數(shù)進(jìn)行處理。也可以是用 IMAQ ImageToArray 將圖像轉(zhuǎn)換成 LabVIEW 的二維矩陣。 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 AVI Open 和 IMAQ AVI Read Frame 用于打開和讀取存放在計(jì)算機(jī)中的 AVI 文件 ，并傳送到圖像引用中。有關(guān)模式匹配模板和蒙板的內(nèi)容，參見完成機(jī)器視覺任務(wù) 。通常，軟件會(huì)自動(dòng)將像素轉(zhuǎn)換成所傳遞的圖像類型。 IMAQ ReadFile 用于打開并讀取計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的文件數(shù)據(jù)到圖像引用中。 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)。 Sequence 用于采集固 定數(shù)量的圖像。抓拍功能用于采集高速圖像。 。調(diào)用該程序時(shí)，將初始化圖像采集設(shè)備，并采集下一個(gè)視頻幀。采集圖像、從文件裝載圖像或從二維矩陣轉(zhuǎn)換圖像的程序模塊自動(dòng)地為圖像數(shù)據(jù)分配適當(dāng)?shù)膬?nèi)存空間。 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。 許多兩個(gè)圖像之間的運(yùn)算要求具有相同的類型和大小。在這種運(yùn)算中， Image Src A 的原數(shù)據(jù)被覆蓋。 Image Src A 和 Image Src B 在處理后原封不動(dòng)，運(yùn)算的結(jié)果存放到 Image Dst 中。 圖 37的合并在這種接線板中是可能的?？梢栽趦蓚€(gè)圖像 A 和 B 之間完成一個(gè)運(yùn)算，然后把結(jié)果存放到另一個(gè)圖像或者是 Image Dst 中，或者存放到兩個(gè)源圖像之一A 或 B中。 算術(shù)與邏輯運(yùn)算 圖 36的連線板用于在兩個(gè)圖像間進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算的模塊。各個(gè)模塊的介紹都包括可以連接到 Image 輸入端的圖像 類型。 圖 35 Image Dst 輸入端是接收處理結(jié)果的圖像。如果兩個(gè)不同的圖像連接到兩個(gè)輸入端，那么源 Image Src 圖像不被修改。 Image Src 輸入端接收要處理的圖像。 圖像處理 圖 34的連線板用于處理圖像的模塊。 圖 33 這類操作的例子包括讀取文件，從 NI 圖像采集設(shè)備采集圖像，或 者將一個(gè)二維矩陣轉(zhuǎn)換成圖像。 將同一個(gè)圖象既連接到 Image 的輸入也連接到 Image Mask 的輸入，與將 Image Mask 的輸入端開放不連的效果是一樣的，除非是 Image 必須是一個(gè) 8bit 的圖像情況下。 說明 除了 IMAQ 定量模塊之外，所有的 NI Vision 程序的圖像遮罩都必須是8bit 的圖像， IMAQ 定量模塊支持 8bit 和 16bit 的圖像遮罩。僅當(dāng) Image Mask 中對(duì)應(yīng)的像素不為空時(shí) Image 中的像素才被處理。 圖 31 圖像遮罩 圖 32連線板介紹了圖像遮罩。 圖象分析 下面的連線板僅用于分析圖像的模塊，所以既不改變圖像尺寸也不改變內(nèi)容。如果沒有膜表圖像連線，那么使用源圖像并傳遞給目的輸出。 輸入輸出合并 根據(jù)模塊完成的功能類型的不同，輸入輸出可能會(huì)產(chǎn)生不同的合并。如果不能提供源圖像，模塊會(huì)修改源圖像。 分析圖象的 NI Vision 模塊不修改只需要一個(gè)圖像引用輸入的內(nèi)容。 許多屬于 NI Vision 庫的程序都需要一個(gè)或多個(gè)圖像引用。使用 LabVIEW 圖像探針可以在運(yùn)行期間察看圖像的內(nèi)容。 可將該引用作為輸入提供給所 有 NI Vison 函數(shù)的子程序。例如，采集和重取樣程序改變圖像尺寸所以它們會(huì)為圖像像素分配適當(dāng)?shù)膬?nèi)存。然而，此時(shí)沒有為圖像像素分配內(nèi)存。默認(rèn)的邊沿尺寸為三個(gè)像素。依據(jù)是程序的不同的處理階段及是否需要為每個(gè)處理階段后保持原始圖像。建立圖像時(shí)，要制訂 下列圖像數(shù)據(jù)類型之一： Grayscale (U8, default)— 8位無符號(hào) 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 Grayscale (U16)— 16位無符號(hào) Grayscale (I16)— 16位有符號(hào) Grayscale (SGL)— 浮點(diǎn) Complex (CSG)— 64位復(fù)數(shù) RGB (U32)— 32位 RGB HSL (U32)— 32位 HSL RGB (U64)— 64位 RGB 如果需要可以多次執(zhí)行 IMAQ Create 建立多個(gè)圖像，但所創(chuàng)建的每個(gè)圖像都需要唯一的名稱。如果需要補(bǔ)償透視誤差和非線性鏡頭扭曲使用透視和非線性扭曲校準(zhǔn)。這種失真替代了圖像中的信息，但并不一定是破壞映像中的信息。非線性失真可能來自像機(jī)鏡頭畸變。 校準(zhǔn)圖像系統(tǒng) 建立圖像系統(tǒng)后，可以校準(zhǔn)系統(tǒng)，為像素坐標(biāo)指定實(shí)際的坐標(biāo)，補(bǔ)償圖像系統(tǒng)中固有的角度和非線性誤差。詳細(xì)信息參見 Measurement amp。 在桌面上雙擊 Measurement amp。如果擁有一臺(tái) NI 圖像采集設(shè)備，可以通過 Measurementamp。更多有關(guān) NI 圖像采集設(shè)備的詳細(xì)信息，請(qǐng)?jiān)L問： 。 選擇一個(gè)滿足需要的圖像采集設(shè)備。如果相機(jī)獲取的物體的圖像帶有角度，就會(huì)產(chǎn)生透視誤差。 確保光照能夠提供被檢測(cè)物體與背景之間有足夠的對(duì)比度，一便從圖像中獲取信息。 確保鏡頭景深足夠高以保證焦點(diǎn)內(nèi)的所有物體都不會(huì)因?yàn)殓R頭而畸變。參考 NI Vision概念手冊(cè)中第三 章，系統(tǒng)設(shè)置與校準(zhǔn) 。 搭建圖像系統(tǒng)的完整步驟如下。建立圖像系統(tǒng)的方法取決于圖像環(huán)境以及分析和處理的需要。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)。 如圖 234 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 圖 234 Vision Acquisition— 視覺獲取，是一個(gè) 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。 如圖 231 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 圖 231 NIIMAQdx 模塊 模塊如圖 232 圖 232 NI IMAQ I/O 模塊 用于 Vision 采集圖像的輸入和輸出 。 Inspection— 檢測(cè)程序組。 Instrument Readers— 設(shè)備讀取程序組。 Classification— 分類程序組。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。 如圖 229 圖 229 Analytic Geometry— 分析幾何程序組，用于對(duì)在圖像中一個(gè)點(diǎn)集中做分析幾何運(yùn)算。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。該子模板包括一個(gè)可以在二值圖像中搜索制定形狀對(duì)象的程序。 如圖 227 圖 227 Find Patterns— A VI that learns and searches for a pattern in an image. Searching and Matching— 搜索和匹配程序組。 如圖 225 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 圖 225 Measure Distances— 測(cè)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。該程序模塊還可以在測(cè)量時(shí)忽略未知的對(duì)象。還可以利用這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)從其他機(jī)器視覺程序中進(jìn)行測(cè)量。 如圖222 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 通信工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 222 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)。 ComplexMultiply 復(fù)數(shù)圖像之間的相乘，或復(fù)數(shù)圖像和常數(shù)相乘 ComplexDivide