机器视觉模块说明文档A.docx

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机器视觉模块说明文档A

一．LabVIEW机器视觉前面板上的模块有以下几类（如图1所示）

1．IMAQImage.ctl

2．ImageDisplaycontrol

3．IMAQVisioncontrols

4．MachineVisioncontrols

图1

1IMAQVisioncontrols

对图像进行分析和处理所用到的一些控件，包括图像的类型，图像处理的方式和不同的形态算子以及颜色的类型的选择等等。

如图2

图2

1.1ImageType

用于图片类型的选择，可以选择的类别有8bits，16bits，Float，Complex，RGB和HSL。

一般用在从文件中读取图片时类型的选择。

1.2ROIDescriptor

ROI区域的描述。

ROI是RegionOfInteresting的简称，中文应该翻译为目标区域。

一般用在一个大图中取一块特定形状的区域，以便后续的处理和分析。

ROI为一簇数据，包括一个整数数组和一个簇组成的数组。

整数数组内有4个元素，为图形最小外接矩形的四条边的坐标。

簇数组中的簇由轮廓类型（整数），ROI类型（整数）和图形坐标点（为数组，根据ROI类型的不同，数组的定义也不同）

1.3OptionalRectangle

选择的矩形区域，为四个元素的数组，代表矩形的四条边的坐标。

1.4ColorMode

色彩模式，彩色图形的显示和处理模式，包括RGB,HSL,HSV,HIS四种。

1.5ThresholdRange

阀值范围，为一包含两个数组元素的簇，常用于灰度或色彩图像阀值处理模块中。

1.6ConvolutionKernel

二维浮点数组成的数组，用于构造一些算法的算子。

1.7MorphologyOperation

形态算法的选择。

可以选择不同的数据处理方式。

1.8StructuringElement

结构元素，为二维的整数数组。

2MachineVisioncontrols

机器视觉中用到的一些控件，只要是对图像画面进行选择的一些工具，包括点，线和面的选择以及坐标系的设定。

如图3所示

2.1Point

点的选择，包括两个元素的簇，分别为横坐标和纵坐标。

2.2Line

线的选择，包括四个元素的簇，分别为起点和终点的横坐标和纵坐标。

2.3Rectangle

面的选择，包括五个元素的簇，分别为对角线两点横坐标和纵坐标，以及矩形选择的角度。

2.4Circle

环形面，包括六个元素的簇，分别为圆心坐标，内外半径的长度以及起始角和终止角。

图3

二以上都是程序前面板上所用到的控件，而LabVIEW强大的图像处理功能都是通过其程序面板上的功能节点来实现的。

主要的节点可以分为以下四大类，如图4

1ImageAcquisition

2VisionUtilities

3ImageProcessing

4MachineVision

图4

1ImageAcquisition

图像采集功能模块，主要是通过NI的系列图像采集板卡来获得图像。

节点包括任务的建立，设备的初始化以及硬件参数的设定等功能节点。

如图5

图5

2VisionUtilities

视觉应用模块，用来对图像进行一些初步的整体操作。

如图6

图6

2.1ImageManagement

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，图像的类型转换等功能节点。

如图7

2.1.1Create创建一个图像任务

2.1.2Dispose清除图像任务

2.1.3GetImageSize获得图像的大小信息

2.1.4SetImageSize设置图像的大小

2.1.5GetImageInfo获得图像信息，包括图像的大小，名称，分辨率等

2.1.6Copy拷贝图像

2.1.7ImagetoImage一个图像映射到另一个图像上

2.1.8GetOffset针对于mask而言。

获得Mask在图像中的偏移量。

2.1.9SetOffset针对于mask而言。

设定Mask在图像中的偏移量。

2.1.10CastImage图像类型的转换。

2.1.11IsVisionInfoPresent判断图像中是否存在图像信息。

图7

2.2Files

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。

图8

2.2.1ReadFile读取图像文件

2.2.2WriteFile保存图像文件

2.2.3GetFileInfo获得图像信息，包括图像的类型，分辨率大小

2.2.4WriteBMPFile保存为BMP图像文件

2.2.5WriteJPEGFile保存为JPEG图像文件

2.2.5WritePNGFile保存为PNG图像文件

2.2.5WriteTIFFFile保存为TIFF图像文件

2.2.6ReadImageAndVisionInfo读取图像及其附加信息。

2.2.7WriteImageAndVisionInfo保存图像及其附加信息。

2.3ExternalDisplay

图像的外部显示。

具体功能还不太清楚。

如图9所示

图9

2.4RegionofInterest

ROI模块，主要完成ROI和Mask之间的转化，ROI区域的设定以及在不同坐标系下的转换。

如图10

图10

2.4.1ROIToMask

2.4.2MaskToROI

以上两者Mask和ROI之间的相互转换。

在一些图像的分析模块中，除了要求输入图片外，还要一个Mask，即只对图片中的Mask区域进行分析，这就要求把自己选择的ROI转换为Mask。

2.4.3GroupROIs把多个ROI数组转换为一个ROI区域。

其中转换后的ROI区域包含原ROI数组的所有区域。

2.4.4UngroupROIs为2.4.3GroupROIs的逆运算，即把一个ROI区域转换为ROI数组，数组中的每个ROI都是一个图形轮廓。

2.4.5TransformROI把ROI区域从一个坐标系转换为另一种坐标系中。

2.4.6ROIConversionROI和各种点、线、面等各类图形之间的转换。

2.5ImageManipulation

图像处理模块。

包括图像的放大和缩小，平移以及旋转。

如图11

图11

2.5.1Resample重新定义图像的大小，使用此模块可以放大或缩小图像。

2.5.2Expand通过调整整幅或一部分图片的分辨率，来放大图片。

2.5.3Extract通过调整整幅或一部分图片的分辨率，来缩小图片。

2.5.4Interlace分别提取一幅图像的奇偶像素，分成两幅图片。

2.5.5Symmetry得到一幅图像的对称图像

2.5.6Rotate得到一幅图像的旋转图像

2.5.7Shift得到一幅图像的平移图像

2.5.8Unwrap将环形的图片展开成矩形

2.5.9ClipboardToImage将剪贴的数据拷贝到图像

2.5.10ImageToClipboard将图像拷贝到剪贴板

2.5.113DView将图像进行三维变换

2.6PixelManipulation

图像像素处理模块。

对图像的像素直接进行操作，包括图像上点，线，面像素值的获取和设定，以及在图像中插入文本。

如图12

图12

2.6.1Getpixelvalue获得图像中某一点的像素值，仅限于灰度图像。

2.6.2GetRowCol获得图像中某一行或者列的像素值，仅限于灰度图像

2.6.3GetPixelLine获得图像中某一条直线的像素值，仅限于灰度图像

2.6.4ImageToArray将图像转化为数组

2.6.5SetPixelValue设置图像中某一点的像素值。

2.6.6SetRowCol设置图像中某一行或者列的像素值

2.6.7SetPixelLine设置图像中某一条直线上点的像素值

2.6.8ArrayToImage将数组转化为图像

2.6.9FillImage将图像中的某块区域用像素值填充

2.6.10Draw在图像中绘制几何图形

2.6.11DrawText在图像中添加文字

2.7Overlay

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。

如图13

图13

2.7.1OverlayPoints在图像中覆盖一点或是一组点

2.7.2OverlayLine在图像中覆盖一条线

2.7.3OverlayMultipleLines在图像中覆盖多条直线或多边形

2.7.4OverlayRectangle在图像中覆盖一矩形

2.7.5OverlayOval在图像中覆盖一椭圆

2.7.6OverlayArc在图像中覆盖一弧形

2.7.7OverlayBitmap在图像中覆盖一位图

2.7.8OverlayText在图像中覆盖文字

2.7.9ClearOverlay在图像中清除覆盖

2.7.10CopyOverlay在图像中拷贝覆盖

2.7.11OverlayROI在图像中覆盖ROI区域

2.7.12MergeOverlay合并图像中的覆盖

2.7.13ReadImageAndVisionInfo读取图像以及图像信息

2.7.14WriteImageAndVisionInfo写入图像以及图像信息

上述读写图像及信息的模块，是将图像中的覆盖信息一块读取/保存的

2.8Calibration

校准模块。

校准由于相机镜头的光学畸变而或拍摄角度引起图像变化。

也包含像素坐标系和实际坐标系之间的转换节点。

如图14

图14

2.8.1LearnCalibrationTemplate对校准模块进行学习

2.8.2SetSimpleCalibration对校准的设置

2.8.3SetCalibrationInfo设置图像校准的信息

2.8.4GetCalibrationInfo获得图像校准中的信息

2.8.5ConvertRealWorldtoPixel将实际坐标系转化为图像像素坐标系

2.8.6ConvertPixeltoRealWorld将图像像素坐标系转化为实际坐标系

2.8.7CorrectCalibratedImage对图像进行校准

2.8.8和2.8.9与2.7.13和2.7.14模块相同。

可以将图像校准信息也写入文件。

2.9ColorUtilities

颜色应用模块。

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，以及不同色彩模型中的转换。

如图15

图15

2.9.1ExtractColorPlanes从彩色图像中提取各颜色分量的图像

2.9.2ExtractSingleColorPlane从彩色图像中提取单个颜色图像

2.9.3ReplaceColorPlane色彩的替代

2.9.4GetColorPixelValue获得彩色像素点的值

2.9.5SetColorPixelValue设置彩色像素点的值

2.9.6GetColorPixelLine获得图像中某条直线的像素值数组

2.9.7SetColorPixelLine设置图像中某条直线的像素值

2.9.8ColorImageToArray将彩色图像转化为数组

2.9.9ArrayToColorImage将数组转化为彩色图像

2.9.10RGBToColor2将RGB制式的彩色图像转化为其它制式的彩色图像（如HSL,HSV,HSI）

2.9.11ColorToRGB将其它制式的彩色图像（如HSL,HSV,HSI）转化为RGB制式

2.9.12ColorValueToInteger将表示颜色的RGB三种分量转化为整数的形式

2.9.13IntegerToColorValue将整数形式的颜色转化为RGB三种分量的形式