【正文】 是 否 圖 25 While 循環(huán)流程圖 如圖所示，在 While 循環(huán)中，若程序框圖內(nèi)的相關(guān)代碼滿足循環(huán)條件則執(zhí)行程序，并循代碼 是否滿足條件 結(jié)束 22 環(huán)至下一次判斷，若程序框圖內(nèi)部代 碼不滿足循環(huán)條件則結(jié)束跳出循環(huán)。另外 While 循環(huán)提供布爾函數(shù)的相關(guān)功能，可以增加視頻采集的流暢性。 使用該軟件的循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)有 For 循環(huán)和 While 循環(huán)。 21 圖 24 Image Display 帶控件 While 的使用 搜索函數(shù) While 循環(huán)會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)，一個(gè)是 While 循環(huán)，另一個(gè)是帶有停止功能的 While循環(huán)。 函數(shù)具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 圖 22 IMAQdx Configure Grab VI Wait for Next Buffer? (Yes)：該節(jié)點(diǎn)作用為判斷是否等待下一個(gè)緩沖區(qū)，若為是，則等待系統(tǒng)提供下一個(gè)緩沖區(qū)，并繼續(xù)進(jìn)行采集圖像；反之則不等待，直接進(jìn)入到最后一個(gè)采集圖像的緩沖區(qū)域。將此函數(shù) IMAQdx Configure Grab VI 函數(shù)連接，在配置過(guò)攝像頭相關(guān)信息后，則會(huì)使用該函數(shù)進(jìn)行緩存的獲取。函數(shù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。設(shè)置圖片類型通過(guò) Image Type 節(jié)點(diǎn)。 IMAQ Create VI 的使用 在視覺與運(yùn)動(dòng)模塊中找到 IMAQ Create VI 函數(shù)，該函數(shù)的主要功能是給圖像提供緩存，如圖 20 所示。 圖 18 IMAQdx Configure Grab VI 圖 19 IMAQdx Configure Grab VI 的前面板和 程序框圖 函數(shù)具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 19 所示。 函數(shù)具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 17 所示。函數(shù)在得到 USB 攝像頭信息后，發(fā)出命令將其打開并通過(guò) Session Out 將打開的 USB 攝像頭信息傳輸出。如圖 15 所示。 圖 14 監(jiān)控圖像采集的程序框圖 本設(shè)計(jì)視頻圖像采集部分使用到兩部分模塊，首先是前面板控件面板中的“ Vision”模塊，其次程序框圖控件面板中的“視覺與運(yùn)動(dòng)”模塊。首先使用 IMAQdx 函數(shù)中 IMAQdx Open Camera VI 函數(shù)設(shè)置計(jì)算機(jī)所連接的攝像頭并且將設(shè)置的攝像頭打開，設(shè)置前可通過(guò) NI MAX 查詢攝像頭名稱信息，再將上個(gè)函數(shù)連接 IMAQdx Configure Grab，通過(guò)該函數(shù) 進(jìn)行圖像的動(dòng)態(tài)采集，創(chuàng)建一個(gè) IMAQ Create VI 用來(lái)向系統(tǒng)獲取相應(yīng)的緩存，將采取的圖像和獲得的緩存?zhèn)鬏數(shù)?IMAQdx Grab2 VI，該函數(shù)獲取圖像的當(dāng)前幀并存于緩存中再獲得下一幀，將圖像一幀一幀的傳輸?shù)轿谋咎幚硖?，文本處理在每一幀圖像上添加當(dāng)前幀的時(shí)間，再將每一幀的圖像按順序顯示在 Image Display上。 圖像采集部分的編寫所使用的函數(shù)主要為程序框圖中的視覺與運(yùn)動(dòng)模塊和前面板中的Vision 模塊。 圖 12 Vision Express 模塊 15 第三章 視頻監(jiān)控系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)開發(fā)流程框圖 本設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書擬定的相關(guān)任務(wù)，歸納出開發(fā)的 視頻監(jiān)控所需要的相關(guān)功能，通過(guò)LabVIEW 2021 版本軟件的學(xué)習(xí)后制定出如下的流程框圖。 （ 4） Vision Express(快速視覺 )模塊 快速視覺模塊常用于短時(shí)間內(nèi)較為迅速的開發(fā)采集圖像以及處理圖像的程序。 IMAQdx Close Camera VI：該函數(shù)主要功能為關(guān)閉相機(jī)，停止之前打開相機(jī)后的程序運(yùn)行的工作。 IMAQdx Open Camera VI：該函數(shù)主要功能為打開攝像機(jī)，查詢本機(jī)所擁有的攝像機(jī)并加載為該函數(shù)節(jié)點(diǎn)所配置的攝像機(jī)。 IMAQdx Grab2 VI：該函數(shù)主要功能為獲取當(dāng)前所獲得的畫面幀。調(diào)用 IMAQdx Grab VI在所獲得的緩存中循環(huán)的采集并將采集的圖像傳輸?shù)街蟮暮瘮?shù) 節(jié)點(diǎn)中。在調(diào)用該函數(shù)前需要調(diào)用 IMAQdx Open Camera VI， IMAQdx Configure Grab VI，即打開攝像機(jī)和獲取畫面，通過(guò)接受其配置的相關(guān)攝像機(jī)和畫面的數(shù)據(jù)，對(duì)打開攝像機(jī)獲取的畫面進(jìn)行采集。 圖 11 NIIMAQdx 模塊 IMAQdx Snap2 VI：該函數(shù)主要功能為獲取、 啟動(dòng)、配置以及取消采集配置單元 [9]。 圖 10 File 函數(shù) （ 3） NIIMAQdx 模塊 13 該模塊主要用與采集圖像、獲得相機(jī)等硬件的相關(guān)信息、以及對(duì)硬件的控制等。例如， Read File 提供圖像的讀取功能， Write File提供圖像寫入的功能，以及 AVI 函數(shù)中提供與視頻錄像處理、保存相關(guān)的函數(shù)。 12 圖 9 Image Management 函數(shù) 其中本設(shè)計(jì)會(huì)涉及到 IMAQ Create、 IMAQ Dispose 相關(guān)函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)的功能分別為：IMAQ Create—— 為圖像提供系統(tǒng)獲一個(gè)緩存； IMAQ Dispose—— 清除所顯示過(guò)的圖像的緩存。此外，其中還包含部分處理圖像的 VI，這些 VI 可對(duì)圖像的外觀就行修飾，比如圖像的遠(yuǎn)程顯示和圖像的投射等。其中包含的函數(shù)如圖 8 所示。如圖 7 所示。 圖 6 視覺與運(yùn)動(dòng)模塊 （ 1） NIIMAQ 模塊 主要包括大量的圖像采集函數(shù)，其主要支持 NI 相關(guān)的采集硬件，來(lái)完成對(duì)視頻圖像的采集。如圖 6 所示，視覺與運(yùn)動(dòng)模塊中，總共包含 7 大類函數(shù)。 （ 4）機(jī)器視覺控件 (Machine Vision controls)：該控件 中包含對(duì)圖像的機(jī)器視覺進(jìn)行控制，加工等相關(guān)控件。 （ 3） IMAQ 視覺控件 (IMAQ Vision controls)：該控件主要作用為對(duì)視覺圖像可以進(jìn)行相關(guān)控制。圖像顯示如圖顯示有三種樣板分別為 Image Display、 Image Display（ Classic）、 Image Display（ Silver）。使用該控件在前面板中可以對(duì)圖像格式以及類型進(jìn)行說(shuō)明。本設(shè)計(jì)主要使用的是其中的 Image Display（圖像顯示）。如圖 3 所示。 設(shè)計(jì)相關(guān)的函數(shù)和控件的介紹 Vision（視覺）控件介紹 在視覺開發(fā)包 Vision Development Module(VDM)2021 版安裝完成后，會(huì)在軟件中新增一個(gè)工具包 Vision。首先去 NI 的官方網(wǎng)站下載：（ 1）視覺 9 開發(fā)包 Vision Development Module(VDM)2021 版（ 2） NI Vision Acquisition Software（ VAS_2021_02），這里需要注意下載的擴(kuò)展模塊必須與所使用的 LabVIEW 2021 軟件的版本相同或者更高，這樣安裝過(guò)后模塊的功能才能全部實(shí)現(xiàn)，否則安裝老版本的模塊，很多函數(shù)功能 不能被使用。視覺與運(yùn)動(dòng) (vision and motion)為 LabVIEW 的擴(kuò)展部分，此部分需要用戶到 NI 的官方網(wǎng)站下搜索下載，其中的部分函數(shù)在本設(shè)計(jì)的圖像采集部 分將會(huì)使用到。第三層即為圖標(biāo)，該功能主要為右上角顯示 VI 的屬性以及查找全部實(shí)例的作用，如圖 2 所示。一個(gè) VI 可以理解為由外向里的三部分，最外層即為前面板，這個(gè)是用戶最終使用的界面，運(yùn)行程序時(shí)，使用者直接與該界面進(jìn)行交 互。 8 圖 1 LabVIEW 啟動(dòng)畫面 如圖 1 所示，打開軟件后，選擇創(chuàng)建項(xiàng)目 →創(chuàng)建一個(gè)空白的 VI，新建的 VI 其擴(kuò)展名默認(rèn)為 .vi。 LabVIEW 軟件安裝介紹 本設(shè)計(jì)采用的是 LabVIEW 2021 版本的軟件，首先在電腦上安裝好 LabVIEW2021 專業(yè)版開發(fā)軟件（只有專業(yè)版開發(fā)軟件才支持后 期 EXE 文件的生成和產(chǎn)生 SETUP 軟件生成的功能）。它還內(nèi)置了便于擴(kuò)展的相關(guān)應(yīng)用，例如網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的模塊、將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常用軟件導(dǎo)入的模塊 [8]。 LabVIEW 程序開發(fā)功能的強(qiáng)大被各界所接受，在數(shù)據(jù)采集和硬件的控制方面被視為業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn) [7]。 LabVIEW 在前面板中提供了大量的仿真儀器控件，這些控件在外形上與實(shí)驗(yàn)室中常用的儀器十分相似，將其添加到程序中可以增加用戶對(duì)該軟件的親和力并且可以更方便的在用戶界面中使用。與傳統(tǒng)的編程軟件一樣， LabVIEW 也擁有自己的一個(gè)可以處理各種功能任務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中含有多種編程函數(shù)，例如數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、顯示、儲(chǔ)存以及各種數(shù)據(jù)串口的調(diào)用等。系統(tǒng)整體的界面美觀大方，并且各功能的使用易上手，使用戶能在短時(shí)間內(nèi)可以熟練的使用該監(jiān)控系統(tǒng)中的各項(xiàng)功能。該系統(tǒng)功能 包括能夠采集實(shí)時(shí)的監(jiān)控畫面，監(jiān)控畫面能夠自動(dòng)的保存，軟件擁有視頻播放器，界面美觀，用戶容易上手，相關(guān)的功能鍵在較為顯眼的位置 [4]。所以本文的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò) LabVIEW 軟件以及 USB 攝像頭硬件相結(jié)合的方式來(lái)完成視頻監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)功能 [3]。 本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容 目前， USB 攝像頭已經(jīng)十分普及，利用 USB 攝像頭作為硬件部分進(jìn)行圖像的采集不僅易安裝、拆卸，而且價(jià)格較低，可以降低整個(gè)制作的成本。此外，虛擬儀器技術(shù)還包括外接的硬件部分和將軟硬件結(jié)合的平臺(tái) [2]。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，擺脫了傳統(tǒng)儀器只能使用廠家定義儀器功能的束縛，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)功能自定義的要求，讓用戶可以隨心 所欲的創(chuàng)建開發(fā)自己所需要的功能的儀器。在虛擬儀器系統(tǒng)中，軟件是整個(gè)操作系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，而硬件只是作為外接設(shè)備，功能也只是將軟件的處理完成的信息進(jìn)行輸入或者輸出。 image post processing 。Video image acquisition。所以，利用LabVIEW 設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在完成各項(xiàng)功能的同時(shí)，在日后系統(tǒng)功能的添加以及設(shè)備的更換方面都十分方便。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成分別為視頻監(jiān)控圖像的采集、視頻 圖像的保存、視頻圖像的后期處理以及自帶的視頻播放器進(jìn)行視頻的播放，最后生成 EXE 文件并打包生成 SETUP 安裝程序 ， 最終完成具有多項(xiàng)功能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。論文的緒論部分對(duì)虛擬儀器進(jìn)行了初步介紹，在之后的章節(jié)中介紹了與本設(shè)計(jì)相關(guān)的虛擬儀器開發(fā)軟件 LabVIEW。 學(xué)校代碼： 11059 學(xué) 號(hào)： 1105021019 Hefei University 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） B A C HE L OR D I SSE RTAT I ON 論文題目： 基于 LabVIEW 的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)位類別： 工 學(xué) 學(xué) 士 年級(jí)專業(yè)： 11 通信工程（ 1）班 作者姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 2021 年 5 月 10 日 1 基于 LabVIEW 的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 中文摘要 視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng) 前作為公共場(chǎng)所或者家中安保的重要的組成部分，該系統(tǒng)在危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)，幫助人們從監(jiān)控畫面里的得到相關(guān)的信息，增加人們?cè)诔鲂袝r(shí)的安全系數(shù)。 本設(shè)計(jì)是通過(guò)軟硬件結(jié)合的方式，利用 LabVIEW 2021 版本和硬件 USB 攝像機(jī)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)各方面功能。之后通過(guò)學(xué)習(xí)軟件的過(guò)程中，深入學(xué)習(xí)了視覺與運(yùn)動(dòng)模塊，并通過(guò) LabVIEW 軟件完成對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)各部分功能的實(shí)現(xiàn)。利用 LabVIEW 開發(fā)的視頻監(jiān)控軟件，在開發(fā)過(guò)程中流程較為簡(jiǎn)單，通過(guò)其中自帶的函數(shù)以及控件，可以十分方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需要的各項(xiàng)功能。 關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；圖像的采集；圖像的壓縮和保存；圖像后期處理； LabVIEW 2 Design of the Video monitoring system Based on LabVIEW ABSTRACT At present,the video monitoring system is an important link in public places or in the home security system,which can in the accident happens,get relevant information from video monitoring system in a timely the safety factor when people travel. This design is a bination of hardware and software, through using the LabVIEW software 2021 and hardware of USB camera to realize