10.2 利用LabVIEW进行图像采集与处理

利用LabVIEW进行图像处理是一个非常重要的应用。在许多行业中采用图像的采集和识别来进行判断、控制，使操作更加精确，具有可信度、人性化、智能化。本节将讲解利用LabVIEW进行图像采集和处理的实例。

10.2.1 图像处理介绍

图像处理也可以称作视觉处理。LabVIEW提供了多种图像处理的方法。其中NI公司的视觉采集软件提供的驱动和函数，既能够从数千种连接到 NI 帧接收器上的不同相机上采集图像，也能够从连接在PC、PXI系统或笔记本计算机上标准端口的IEEE 1394和千兆位以太网视觉相机采集图像。

LabVIEW中的视觉开发模块作为强大的机器视觉处理库，配有各类函数，其中包括：边缘检测、颗粒分析、光学字符识别和验证、一维和二维代码支持、几何与模式匹配、颜色工具。该模块可与NI公司的所有软件、C++、Microsoft Visual Basic、Microsoft .NET 相互调用，为用户提供了相当便利的操作。用户可通过视觉开发模块的同步功能，实现与运动或数据采集测量的同步。

NI公司提供的图像处理软件包Vision 8.5.1 Acquisition Software ，是专门为LabVIEW 8.5服务的。它可以在LabVIEW 8.5中完成各种关于图像处理、视觉运行的控制。

10.2.2 实例内容说明

本实例主要完成通过USB摄像头采集图像，并经过一些运算对图像进行数据分析。在实例中用采集到的图片作样本，让系统认识一个像素，然后开始自动查找图像中的相同像素，查找时还要对图片进行翻转，以全面找到相同的像素，最后再标注出这些点的中心位置和点数。

10.2.3 Vision安装与介绍

本例主要通过Vision 8.5.1 Acquisition Software软件包来实现。Vision 8.5.1 Acquisition Software软件包是一种专门的图像处理软件，需要单独安装。此软件一般可以通过供应商购买，也可以通过NI公司网站下载。

1．Vision安装

Vision 8.5.1 Acquisition Software安装步骤如下：

（1）把光盘放入计算机光驱，系统会自动识别，并显示出安装自检界面，如图10-34所示。

（2）当安装程序自检完成后，"Next"按钮显示为可操作状态。此时单击"Next"按钮进入下一个界面，选择安装路径，如图10-35所示。

图10-34 安装自检 图10-35 选择安装路径

（3）一般此路径就是LabVIEW软件安装的默认路径。如果在安装LabVIEW软件时没有改动路径，则不需要修改此路径。单击"Next"按钮，进入下一步选择安装驱动的界面，如图10-36所示。

（4）在驱动选择界面中，可以选择要安装的驱动类型。这里可以看到有4种驱动可安装。当不需要某种驱动时，在其选项上打叉即可。当选择完要安装的驱动后，单击"Next"按钮，进入下一步的安装确认界面，如图10-37所示。

图10-36 驱动选择 图10-37 信息确认

（5）对显示的信息确认无误后，单击"Next"按钮开始安装，如图10-38所示。

（6）当安装完上面的所有软件包后，系统会显示安装完成界面，并提示是否选择激活此软件。根据自己的需要选择后，单击"Next"按钮进入下一步骤。最后安装完成的界面如图10-39所示。

图10-38 正在安装 图10-39 安装完成

2．Vision介绍

Vision是一个图像处理的工具包，当安装完成后，启动LabVIEW软件，可以在前面板与后面板上看到相应的控件和函数。

（1）前面板控件

安装完Vision后，前面板中会自动出现一个Vision选项列表，打开它后可以看到有三个显示控件，如图10-40所示。

— IMAQ Image.ctl：对图像进行分析和处理时用到的一些控件，可用于对图像的类型。图像处理的方式、不同的形态算子，以及颜色的类型的选择等。

— Image Display用于设置图片显示方式，包括放大、移动、选择等。

— Image Display（Classic）也用于对图像显示的设置。它只是设置以经典的方式显示图像。

（2）后面板函数

在后面板中，打开函数选板，可以看到"视觉与运动"下拉列表。打开此列表将显示Vision安装后所有的函数，其中包括运动控制方面的函数，如图10-41所示。

图10-40 Vision显示控件 图10-41 "视觉与运动"函数

在后面板的函数选板中，可以看到有5大类的"视觉与运动"函数。它们主要是一些图像采集和图像处理的函数。

— NI-IMAQ列表：是图像采集函数列表，主要用于通过NI的系列图像采集板卡来获得图像。其中包括任务的建立、设备的初始化以及硬件参数的设定等函数，如图10-42所示。

— Vision Utilities列表：是视觉应用函数列表，用于对图像进行一些初步的整体操作。它包括的函数节点如图10-43所示。

其中，Image Management 是图像管理模块，包括建立和清除图像任务，获取图像的各类信息，图像的类型转换等函数节点，如图10-44所示。Files是图像文件模块，完成对图像文件的读写，以及图像附加信息的读写操作，如图10-45所示。

图10-42 NI-IMAQ函数列表 图10-43 Vision Utilities函数列表

图10-44 Image Management函数列表 图10-45 Files函数列表

External Display是图像的外部显示模块，如选中某一光标区域等。Pixel Manipulation是图像像素处理模块。此模块中的函数节点对图像的像素直接进行操作，包括图像上的点、线、面像素值的获取和设定，以及在图像中插入文本。Overlay是图像覆盖模块，可以对图像上的某一点、线、面（多边形、矩形和圆）进行覆盖。此种覆盖为非破坏性的覆盖，即不破坏原有的图像，覆盖信息可以另外和图像一起保存。Color Utilities是颜色应用模块，用于彩色图像中色彩的提取，图像中某点、线、面中色彩的设定或获取，以及不同色彩模型的转换。