NI Vision VIs:LabVIEW中实现影像处理的实战教程

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本篇文章属于机器视觉系列,主要讲解如何使用National Instruments (NI) 的 Vision VIs (Visual Interface) 进行影像处理。NI Vision API 是一个强大的工具包,适用于LabVIEW环境,用于在自动化系统中处理和分析图像。在本文中,作者首先引导读者在LabVIEW的BlockDiagram中找到Vision and Motion类别,其中包含了四个主要模块:NI-IMAQdx、Vision Utilities、ImageProcessing和MachineVision。 1. **NI-IMAQdx**:这是用于建立图像采集系统的功能,它允许用户配置设备、设置参数,并从各种来源(如相机或扫描仪)获取图像数据。 2. **Vision Utilities**:这部分提供了一组基础的图像操作工具,例如图像的读取、显示以及基本的几何变换等。 3. **ImageProcessing**:这是关键部分,包含丰富的图像分析和处理功能,如滤波、边缘检测、形状识别、颜色分析等,用于对图像内容进行高级处理。 4. **MachineVision**:专注于通过图像进行精确测量和机器智能应用,例如物体定位、尺寸测量等,常用于工业自动化和质量控制。 文章将详细介绍一个典型的影像处理流程,包括以下步骤: - **创建影像内存空间**:使用IMAQCreate函数来初始化ImageBuffer,指定所需的内存大小和图像类型。 - **获取影像**:通过调用特定的函数,从设备读取图像并将其存储到ImageBuffer中。 - **处理影像**:执行所需的各种图像处理算法,如图像增强、特征提取等。 - **标记与输出结果**:根据处理结果,可能进行目标识别、边界框标注,最后输出处理后的图像或者数据。 - **释放内存**:确保在完成后释放ImageBuffer,释放系统资源。 在后续章节中,作者将逐步演示一个具体的实例,让读者实际操作NIVision VIs,掌握影像处理的基本技能。这是一项关键的技能,尤其是在制造业、医疗成像和机器人技术等领域,对于自动化和智能化生产过程具有重要意义。
2019-04-22 上传
第一章 概述... 9 第一节 NI LabVIEW & NI Vision简介... 9 第二节 NI各款视觉软件的应用范围... 14 2.1 LabVIEW的应用... 14 2.2 VDM视觉开发模块的应用... 15 2.3 VA视觉助手的应用... 16 2.4 VBAI视觉生成器的应用... 17 2.5 VAS视觉采集软件的应用... 18 第三节 NI软件的兼容性... 19 3.1 LabVIEW与操作系统兼容性... 19 3.2 LabVIEW的生命周期策略... 20 3.2.1 NI LabVIEW 年度发行... 20 3.2.2 NI LabVIEW生命周期策略的各个阶段... 21 3.2.3 NI LabVIEW生命周期策略... 21 3.3 视觉软件的兼容性... 23 第二章 结构框架... 27 第一节 编程风格... 27 第二节 编程框架... 30 第三节 通用图像处理平台项目结构... 39 第四节 通用图像处理平台流程图... 44 第三章 功能函数与主程序... 47 第一节 功能函数与模块... 47 1.1 Camera相机模块... 49 1.1.1 打开相机... 51 1.1.2 设置属性... 53 对照MAX中的属性设置属性... 56 使用.icd文件查看属性... 58 使用枚举属性函数查看属性... 60 读写相机属性文件... 60 1.1.3 读视频模式... 61 1.1.4 写视频模式... 62 1.1.5 配置相机... 63 1.1.6 采集图像... 64 1.1.7 停止相机... 65 1.1.8 关闭相机... 66 1.1.9 大恒相机DLL调用... 67 函数LvGetDeviceTotal 68 函数LvOpenDevice. 69 函数LvAllocateResources. 71 函数LvSetResolution. 73 函数LvSetSnapMode. 75 函数LvSetGain. 78 函数LvGetImageWidth. 81 函数LvGetImageHeight. 83 函数LvSetAOI 83 函数LvSetShutter. 88 函数LvSetADCLevel 91 函数LvSetTimeout. 94 函数LvGrabSingle. 96 函数LvExportImageData. 101 函数LvStartGrab. 102 函数LvStopGrab. 104 函数LvCloseDevice. 106 函数使用简要说明... 108 1.2 Datalog数据记录... 109 1.2.1 Open打开数据库... 110 1.2.2 Write写数据... 111 1.2.3 Search查询数据... 113 1.2.4 Update更新数据... 114 1.2.5 Delete删除数据... 115 1.2.6 Close关闭数据库... 115 1.3 Sub VI子函数... 116 1.3.1 ImageforUse. 117 Create创建图像缓存... 117 Use使用图像... 118 Copy复制图像... 119 Dispose释放图像缓存... 120 1.3.2 帮助... 120 1.3.3 等待(有错误)... 121 1.3.4 读写参数... 122 1.3.5 读写最后机种... 126 1.3.6 仿真采集图像... 129 1.3.7 放大图像算子... 131 1.3.8 缩小图像算子... 132 1.3.9 检查文件夹存在及新建... 133 1.3.10 良率计算... 134 1.3.11 路径(开发与应用环境)... 135 1.3.12 罗列文件-多文件类型... 137 1.3.13 判断数组大小并截取子集... 138 1.3.14 任一范围随机数... 139 1.3.15 首行行号... 140 1.3.16 提示信息... 143 1.3.17 新建文件... 145 第二节 主程序与功能实现... 149 2.1 主程序前面板说明... 151 2.2 主程序初始化... 153 2.2.1 程序执行时的原始初始化... 154 初始化状态提示... 155 初始化主队列... 156 初始化从队列... 156 建立相对路径... 157 前面板全屏运行... 157 访问网页... 159 2.2.2 队列初始化... 160 元素出队列... 161 状态机-初始化... 162 循环控制及状态机控制... 163 状态机-初始化控件... 165 状态机-加载机种参数... 169 状态机-初始化参数... 171 2.3 前面板事件响应... 176 2.3.1 用户登陆/退出事件... 176 2.3.2 设置参数... 185 2.3.3 保存参数... 189 2.3.4 参数另存为... 192 2.3.5 打开参数... 195 2.3.6 运动... 197 2.3.7 连续采集... 198 2.3.8 单帧采集... 201 2.3.9 图像处理... 203 2.3.10 自动运行... 205 2.3.11 缩小图像... 215 2.3.12 放大图像... 215 2.3.13 原始尺寸... 216 2.3.14 适合窗口... 217 2.3.15 保存图像... 218 2.3.16 帮助... 221 2.3.17 最小化... 221 2.3.18 退出程序... 223 2.3.19 访问主页... 225 2.3.20 机种... 226 2.3.21 规格参数... 228 2.3.22 相机参数... 230 2.3.23 运动参数... 232 2.3.24 图像参数... 233 2.3.25 其它参数... 240 2.4 程序退出... 243 2.5 单相机程序框图与双相机程序框图... 246 第四章 图像处理实例... 248 第一节 尺寸测量... 248 1.1 视觉助手生成脚本... 248 1.2 视觉助手生成LabVIEW代码... 250 1.3 生成LabVIEW代码的优化... 251 1.3.1 删除打开图像文件代码... 251 1.3.2 删除Image显示控件调色板类型... 252 1.3.3 删除错误代码判断... 254 1.3.4 删除IVA代码... 255 1.3.5 合并部分函数输入控件... 259 1.3.6 优化输入输出控件... 261 1.4 通用图像处理平台中加载图像处理-clamp函数... 264 1.5 自动运行... 264 第二节 二维码识别... 266 2.1 视觉助手生成脚本... 266 2.2 视觉助手生成LabVIEW代码... 269 2.3 生成LabVIEW代码的优化... 271 2.3.1 删除冗余代码... 271 2.3.2 使用覆盖多段线函数覆盖条码边框... 271 2.3.3 优化输入输出控件... 278 2.4 通用图像处理平台中加载图像处理-QR识别函数... 280 2.5 数据判断... 281 2.5 图像参数... 281 2.6 初始化... 284 2.7 结果保存... 285 2.8 自动运行... 285 第三节 模式匹配... 286 3.1 视觉助手生成脚本... 287 3.2 视觉助手生成LabVIEW代码... 289 3.3 生成LabVIEW代码的优化... 293 3.3.1 删除错误判断代码和IVA存储结果代码... 293 3.3.2 改善模板图像的调用... 294 3.3.3 修改匹配数量... 294 3.3.4 优化输入输出控件... 295 3.4 通用图像处理平台中加载图像处理-模式匹配函数... 298 3.5 添加匹配边框... 303 3.6 ROI赋值... 307 3.7 模板文件的制作... 311 3.7.1 使用NI的Teplate Editor. 311 3.7.2 使用命令提示符调用Template Editor. 312 3.7.3 使用模式匹配库函数学习模板... 323 3.8 自动运行效果... 330 第四节 形状检测-圆... 332 4.1 视觉助手生成脚本... 332 4.2 视觉助手生成LabVIEW代码... 334 4.3 生成LabVIEW代码的优化... 335 4.3.1 删除错误判断代码和IVA存储结果代码... 335 4.3.2 删除打开图片代码... 337 4.3.3 设置图像参数自定义控件... 337 4.3.4 添加圆覆盖... 339 4.4 通过图像处理平台加载图像处理-形状检测查找圆函数... 342 4.5 初始化控件... 343 4.6 图像参数值改变... 343 4.7 ROI赋值... 344 4.8 数据判断... 348 4.9 结果保存... 349 4.10 简单标定... 349 4.11 标定数据标定... 349 4.12 运行效果... 361 第五节 LED编带机方向判断... 362 5.1 视觉助手生成脚本... 363 5.2 视觉助手生成LabVIEW代码... 367 5.3 生成LabVIEW代码的优化... 370 5.3.1 删除错误判断代码... 370 5.3.2 修改ROI 371 5.3.3 改善IVA Measure2函数... 373 5.3.4 坐标系优化与求交点优化... 376 5.3.5 设置图像参数自定义控件... 382 5.3.6 生成最终图像处理子函数... 386 5.4 通过图像处理平台加载图像处理-方向判断函数... 387 5.5 数据判断... 388 5.6 结果保存... 388 5.7 初始化控件... 389 5.8 参数设置... 390 5.8.1 定义左边ROI 391 5.8.2 查找左边... 392 5.8.3 定义顶边ROI 393 5.8.4 查找顶边... 394 5.8.5 定义参考坐标系... 395 5.8.6 定义检测区域... 396 5.8.7 参数设置流程... 396 5.9 自动运行... 401 5.10 执行效率研究... 402 5.11 图像采集、图像处理串行处理... 410 5.11.1 自动运行图像处理... 410 5.11.2 保存数据... 412 5.11.3 存储图像... 413 5.12 改善后自动运行... 413 第六节 OCR字符识别... 416 6.1 视觉助手生成脚本... 417 6.2 视觉助手生成LabVIEW代码... 420 6.3 生成LabVIEW代码的优化... 422 6.3.1 删除错误判断等冗余代码... 422 6.3.2 删除字符集参数设置... 423 6.3.3 覆盖兴趣区域和字符边框区域... 425 6.3.4 改善字符集文件操作... 427 6.4 通过图像处理平台加载字符识别函数... 432 6.5 自定义字符识别ROI 434 6.6 学习字符集文件... 434 6.7 初始化等修改... 436 6.8 自动运行效果... 439 转载 资源来源于网上