基于Labview的图像采集与分析软件的设计.docx

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基于Labview的图像采集与分析软件的设计

摘要

图像与人们的生产生活息息相关，是人类获取和交换信息的主要来源，据统计人类有80%以上的信息来自于图像。

随着计算机软件、硬件技术的日新月异的发展和普及，人类已经进入一个高速发展的信息化时代，科学研究、技术应用中图像处理技术成为越来越不可缺少的手段。

图像显示系统包括图像采集、图像传输、图像存储、图像处理和图像分析等。

其中图像显示是图像采集技术的基础和前提，图像显示是指把将采集到得图像数据以完整的模式显示出来。

图像采集所涉及的领域十分广泛。

随着计算机技术发展和计算机应用的拓展，越来越迫切的需要将外面的信息传输到计算机当中进行显示和监控，传统的显示方法是应用VC++进行开发，在这种开发环境下的开发有很高的编程要求，这要求编程人员具有很高的编程能力并且对VC具有很高的认识。

为了解决这一问题使复杂的编程简单化，利用LabVIEW开发能够很好的解决这一问题，它利用图形编程语言，使程序简单易懂。

本文主要研究在LabVIEW平台下与外接设备进行数据交换，怎么样调用MATLAB程序，和MATLAB进行图像处理的研究。

首先介绍了图像显示分析在国内外的发展情况和现状，然后介绍了LabVIEW的大致应用情况，并且与传统的文字编程方法的一些优势。

最后详细的对各个模块进行了系统的研究分析。

关键词：

图像，LabVIEW，分析，显示

ABSTRACT

Imageproductionanddailylifewithpeople,accesstoandexchangeofhumanprimarysourceofinformation,accordingtostatistics80%ofthehumaninformationfromtheimage.Withthecomputersoftwareandhardwaretechnology,rapiddevelopmentandpopularization,wehaveenteredaneraofrapiddevelopmentofinformationtechnology,scientificresearch,technologyapplications,imageprocessingtechnologyasameansofmoreandmoreindispensable.Imagedisplaysystemincludingimageacquisition,imagetransmission,imagestorage,imageprocessingandimageanalysis.Oneimageshowstheimagecapturetechnology,thebasisandpremise,imagedisplayistobecollectedtogetacompletemodelofimagedatatobedisplayed.Imageacquisitioninvolvedawiderangeofareas.Withthedevelopmentofcomputertechnologyandcomputerapplicationsexpand,moreandmoreurgentneedforoutsideinformationtoacomputertodisplayandmonitorthem,thetraditionaldisplaymethodisVC++forapplicationdevelopment,developmentenvironmentinthedevelopmentofthisveryhighprogrammingrequirements,whichrequiresprogrammersprogrammingcapabilityandahighahighawarenessoftheVC.Tosolvethisproblemtosimplifythecomplicatedprogramming,developerscanuseLabVIEWtosolvethisproblemwell,whichusesgraphicalprogramminglanguage,maketheprogrameasytounderstand.

ThispapermainlyintheLabVIEWplatformtoexchangedatawithexternaldevices,howtocalltheMATLABprogram,andMATLABforImageProcessing.Firstintroducedtheimagedisplayofthedevelopmentathomeandabroadandthestatusquo,thenintroducedthegeneralapplicationofLabVIEWandtextprogrammingmethodswiththetraditionalnumberofadvantages.Lastdetailofeachmoduleofthesystemanalysis.

KEYWORDS:

Image，LabVIEW，analysis，show

1引言

1.1选题背景

图像与人们的生产生活息息相关，是人类获取和交换信息的主要来源，据统计人类有80%以上的信息来自于图像。

随着计算机软件、硬件技术的日新月异的发展和普及，人类已经进入一个高速发展的信息化时代，科学研究、技术应用中图像处理技术成为越来越不可缺少的手段。

图像显示系统包括图像采集、图像传输、图像存储、图像处理和图像分析等。

其中图像显示是图像采集技术的基础和前提，图像显示是指把将采集到得图像数据以完整的模式显示出来。

图像采集所涉及的领域十分广泛。

20世纪20年代,图像处理首次应用于改善伦敦和纽约之间海底电缆发送的图片质量。

到20世纪50年代,数字计算机发展到一定的水平后,数字图像处理才真正引起人们的兴趣。

1964年美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理,收到明显的效果。

20世纪60年代末,数字图像处理具备了比较完整的体系,形成了一门新兴的学科。

20世纪70年代,数字图像处理技术得到迅猛的发展,理论和方法进一步完善,应用范围更加广泛。

在这一时期,图像处理主要和模式识别及图像理解系统的研究相联系,如文字识别、医学图像处理、遥感图像的处理等。

20世纪70年代后期到现在,各个应用领域对数字图像处理提出越来越高的要求,促进了这门学科向更高级的方向发展。

特别是在景物理解和计算机视觉（即机器视觉）方面,图像处理已由二维处理发展到三维理解或解释。

近年来,随着计算机和其它各有关领域的迅速发展,例如在图像表现、科学计算可视化、多媒体计算技术等方面的发展,数字图像处理已从一个专门的研究领域变成了科学研究和人机界面中的一种普遍应用的工具。

应用数字图像处理技术在航天和航空技术方面的应用，除了上面介绍的JPL对月球、火星照片的处理之外，另一方面的应用是在飞机遥感和卫星遥感技术中。

许多国家每天派出很多侦察飞机对地球上有兴趣的地区进行大量的空中摄影。

对由此得来的照片进行处理分析，以前需要雇用几千人，而现在改用配备有高级计算机的图像处理系统来判读分析，既节省人力，又加快了速度，还可以从照片中提取人工所不能发现的大量有用情报。

从60年代末以来，美国及一些国际组织发射了资源遥感卫星（如LANDSAT系列）和天空实验室（如SKYLAB），由于成像条件受飞行器位置、姿态、环境条件等影响，图像质量总不是很高。

因此，以如此昂贵的代价进行简单直观的判读来获取图像是不合算的，而必须采用数字图像处理技术。

如LANDSAT系列陆地卫星，采用多波段扫描器（MSS），在900km高空对地球每一个地区以18天为一周期进行扫描成像，其图像分辨率大致相当于地面上十几米或100米左右（如1983年发射的LANDSAT-4，分辨率为30m）。

这些图像在空中先处理（数字化，编码）成数字信号存入磁带中，在卫星经过地面站上空时，再高速传送下来，然后由处理中心分析判读。

这些图像无论是在成像、存储、传输过程中，还是在判读分析中，都必须采用很多数字图像处理方法。

现在世界各国都在利用陆地卫星所获取的图像进行资源调查（如森林调查、海洋泥沙和渔业调查、水资源调查等），灾害检测（如病虫害检测、水火检测、环境污染检测等），资源勘察（如石油勘查、矿产量探测、大型工程地理位置勘探分析等），农业规划（如土壤营养、水份和农作物生长、产量的估算等），城市规划（如地质结构、水源及环境分析等）。

我国也陆续开展了以上诸方面的一些实际应用，并获得了良好的效果。

在气象预报和对太空其它星球研究方面，数字图像处理技术也发挥了相当大的作用。

生物医学工程方面的应用数字图像处理在生物医学工程方面的应用十分广泛，而且很有成效。

除了上面介绍的CT技术之外，还有一类是对医用显微图像的处理分析，如红细胞、白细胞分类，染色体分析，癌细胞识别等。

此外，在X光肺部图像增晰、超声波图像处理、心电图分析、立体定向放射治疗等医学诊断方面都广泛地应用图像处理技术。

　　通信工程方面的应用当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。

具体地讲是将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。

其中以图像通信最为复杂和困难，因图像的数据量十分巨大，如传送彩色电视信号的速率达100Mbit/s以上。

要将这样高速率的数据实时传送出去，必须采用编码技术来压缩信息的比特量。

在一定意义上讲，编码压缩是这些技术成败的关键。

除了已应用较广泛的熵编码、DPCM编码、变换编码外，目前国内外正在大力开发研究新的编码方法，如分行编码、自适应网络编码、小波变换图像压缩编码等。

　　工业和工程方面的应用在工业和工程领域中图像处理技术有着广泛的应用，如自动装配线中检测零件的质量、并对零件进行分类，印刷电路板疵病检查，弹性力学照片的应力分析，流体力学图片的阻力和升力分析，邮政信件的自动分拣，在一些有毒、放射性环境内识别工件及物体的形状和排列状态，先进的设计和制造技术中采用工业视觉等等。

其中值得一提的是研制具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人，将会给工农业生产带来新的激励，目前已在工业生产中的喷漆、焊接、装配中得到有效的利用。

　　军事公安方面的应用在军事方面图像处理和识别主要用于导弹的精确末制导，各种侦察照片的判读，具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统，飞机、坦克和军舰模拟训练系统等；公安业务图片的判读分析，指纹识别，人脸鉴别，不完整图片的复原，以及交通监控、事故分析等。

目前已投入运行的高速公路不停车自动收费系统中的车辆和车牌的自动识别都是图像处理技术成功应用的例子。

　　文化艺术方面的应用目前这类应用有电视画面的数字编辑，动画的制作，电子图像游戏，纺织工艺品设计，服装设计与制作，发型设计，文物资料照片的复制和修复，运动员动作分析和评分等等，现在已逐渐形成一门新的艺术--计算机美术。

　　机器人视觉:

机器视觉作为智能机器人的重要感觉器官,主要进行三维景物理解和识别,是目前处于研究之中的开放课题。

机器视觉主要用于军事侦察、危险环境的自主机器人,邮政、医院和家庭服务的智能机器人,装配线工件识别、定位,太空机器人的自动操作等。

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