目前工作成果：
一、USB图像获取
USB设备在正常工作以前，第一件要做的事就是枚举，所以在USB摄像头进行初始化之前，需要先枚举系统中的USB设备。
（1）基于USB的Snap采集图像
程序运行结果：
此程序只能采集一帧图像，不能连续采集。将采集图像函数放入循环中就可连续采集。
循环中的可以计算循环一次所用的时间，运行发现用Snap采集图像时它的采集速率比较低。运行程序时移动摄像头可以清楚的看到所采集的图像有时比较模糊。
（2）基于USB的Grab采集图像
运行程序之后发现摄像头采集图像的速率明显提高。
二、图像处理
1、图像灰度处理
（1）基本原理
将彩色图像转化成为灰度图像的过程成为图像的灰度化处理。彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个分量决定，而每个分量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万（255*255*255）的颜色的变化范围。而灰度图像是R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的变化范围为255种，所以在数字图像处理种一般先将各种格式的图像转变成灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮度等级的分布和特征。图像的灰度化处理可用两种方法来实现。
第一种方法使求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量。
第二种方法是根据YUV的颜色空间中，Y的分量的物理意义是点的亮度，由该值反映亮度等级，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系可建立亮度Y与R、G、B三个颜色分量的对应：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以这个亮度值表达图像的灰度值。
（2）labview中图像灰度处理程序框图
处理结果：
2、图像二值化处理
（1）基本原理
图像的二值化处理就是讲图像上的点的灰度置为0或255，也就是讲整个图像呈现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阀值选取而获得仍然可以反映图像整体和局部特征的二值化图像。在数字图像处理中，二值图像占有非常重要的地位，特别是在实用的图像处理中，以二值图像处理实现而构成的系统是很多的，要进行二值图像的处理与分析，首先要把灰度图像二值化，得到二值化图像，这样子有利于再对图像做进一步处
理时，图像的集合性质只与像素值为0或255的点的位置有关，不再涉及像素的多级值，使处理变得简单，而且数据的处理和压缩量小。为了得到理想的二值图像，一般采用封闭、连通的边界定义不交叠的区域。所有灰度大于或等于阀值的像素被判定为属于特定物体，其灰度值为255表示，否则这些像素点被排除在物体区域以外，灰度值为0，表示背景或者例外的物体区域。如果某特定物体在内部有均匀一致的灰度值，并且其处在一个具有其他等级灰度值的均匀背景下，使用阀值法就可以得到比较的分割效果。如果物体同背景的差别表现不在灰度值上（比如纹理不同），可以将这个差别特征转换为灰度的差别，然后利用阀值选取技术来分割该图像。动态调节阀值实现图像的二值化可动态观察其分割图像的具体结果。
（2）程序框图
（a）
处理结果：
（b）
处理结果：
3、图像反色处理
（1）反色原理
对于彩色图像的R、G、B各彩色分量取反的技术就是图像的反色处理，这在处理二值化图像的连通区域选取的时候非常重要。如物体连通域用黑色表示，而二值化后的物体连通域图像可那是白色的，而背景是黑色的，这时应手动选取图像的反色处理或有程序根据背景和物体连通域两种颜色的数量所占比例而自动选择是否选择选取图像的反色处理。
（2）程序框图
处理结果：
4、图像增强
（1）基本原理
图像增强指按特定的需要突出一幅图像的某些信息,同时削弱或去除某些不需要的信息的处理方法,是图像处理的最基本手段,它往往是各种图像分析与处理时的预处理过程.图像增强的目的,是通过对图像灰度作修正,改善图像的视觉效果,提供直观、清晰、适合于分析的图像.
（2）程序框图
处理结果：
附：图像采集与处理函数说明（注：有些函数说明还没有整理完）
基于LabVIEW的摄像头视频图像实时采集 指导老师：李茂奎 小组成员：李化松李雷李成康乐 [摘要] 介绍了USB摄像头视频图像实时采集系统的基本原理及组成。该系统以LABVIEW为核心，通过调用windows平台的OCX控件完成系统的数据采集任务。整个系统结构清晰，构思新颖，具有一定的可操作性。 [关键词] USB摄像头；LabVIEW；视频图像实时采集 一、设计任务 1设计目标 设计一个基于LabVIEW的USB摄像头视频图像实时采集系统 2设计基本要求及发挥 1.能够实时地采集视频，并在电脑上显示出来 2.可以进行录像，拍照 3.美化程序界面，添加同步时间数码管显示功能。 二、方案论证 1.视频采集部分 方案一：采用vb语言编写的ovfw.ocx控件实现视频的实时获取，优点是使用方便，设置简单明了，同步性好，无延迟。缺点是无法实现录像功能。 方案二：采用windows平台的ezvidcap.ocx控件实现视频的实时获取，可以实现录像功能，缺点是设置繁琐，程序复杂。 鉴于此，我们选用了方案二。 https://www.doczj.com/doc/893397503.html,BVIEW程序设计 采用usb接口的摄像头读入数据，并在程序中显示出来。利用控件本身的摄像录像功能实现数据的采集存储。 3.界面美化 增加了数码管样式的时间同步显示功能，同时增加了界面透明度可调旋钮，是界面产生玻璃状的美妙效果。 三、总体方案 1.工作原理: 利用现有的摄像头获取图像，通过调用windows平台的ezvidcap.ocx控件实现图像实时显示采集存储。 2.程序设计 LABVIEW从摄像头读入数据，通过空间调用，使图像在程序界面显示，并进行拍照录像等功能。
现代物业?新建设 2012年第11卷第10期 虚拟仪器（Virtual Instrumentation）以电子计算机和测试模块为基础，是一种利用性能高效的模块化硬件，再结合灵活高效的软件构成的仪器。在计算机显示屏幕上能够虚拟仿真所需仪器的面板和功能，可通过用户软件来定义计算机所完成的所有仪器功能，进而完成各种操作。LabVIEW是美国NI（National Instrument）公司推出的基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的虚拟仪器软件。LabVIEW的编程方式是通过数据流实现，编程的图标用来表示函数，数据流的流向则用连线表示。LabVIEW强大的图形化编程语言和直观的图形化环境使程序开发更快捷，成为了教学与科研的必备工具，极大地提高了从事院校教学、实验和科学研究的效率。 仿真技术的研究主要运用于仿真工具方面，虚拟仪器技术使用主流计算机技术，并结合了创新、灵活的软件模块，高性能的硬件技术创造了强大的以计算机为基础的仪器解决方法。NI发布了一整套软、硬件工具用于建立测控应用。他们为仿真系统和仿真模型的开发提供了一个良好的基础。LabVIEW提供了多种图像处理的方法。利用LabVIEW软件进行图像的仿真处理并且实现自由化的控制界面显得十分有意义。 1 图像处理技术的需求分析 图像处理（image processing），是指图像经过计算机进行分析，从而达到所需结果。通常说的图像处理一般指的是数字图像处理，而数字图像的定义是指用数字照相机、摄像机、扫描仪等设备得到的图像，该图像经过采样和数字化得到的是一个大的二维数组，此数组的每一个元素称为像素，其值是整数，称之为灰度值。 图像处理技术的主要内容包括图像压缩、描述和识别、增强和复原三个部分。图像复原、图像分割、图像数字化、图像编码、图像增强和图像分析等是常见的处理方式。图像之间进行的变换是图像处理着重强调的关键。人们常用图像处理泛指各式各样的图像技术，狭义的图像处理主要满足对图像进行加工进而改善图像的视觉效果，并且为自动识别打基础，或者是对图像进行压缩以减少所需存储空间或传输通路、传输时间的要求。 对图像中感兴趣的目标进行检测和测量图像分析，从而获得它们的客观信息去建立对图像的描述。图像处理是一个从图像到图像的过程，而图像分析是一个从图像到数据的过程。这里的数据可以是对目标特征测量的结果，也可以是基于测量的符号表示。图像处理的重点是建立在图像分析的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和相互联系，得出对图像内容和含义的理解及对原来客观场景的解释，从而规划行动。如果说图像分析主要是以观察者为中心研究客观世界，那么图像理解在一定程度上是以客观世界为中心，借助知识、经验等来把握整个客观世界。 图像处理技术是通过图像处理软件来实现的，常用的图像处理软件十分广泛，Adobe Photoshop是知名度以及使用率最高的图像处理软件。图像处理软件能够快速、高效地将图像按照既定的要求进行处理，也能够得到非常好的效果，但是必须有一定的基础才能使用这些软件，如果不经过学习根本无法进行图像处理。另外一些要求比较高的图像处理是要专业人士才能完成的，所 基于LabVIEW编程语言的图像处理技术浅述 梁硕 赵冉 （河南工业职业技术学院，河南 南阳 473000） 摘 要：利用Labview编程语言，对图像进行处理，实现了简单的图像生成，并且达到了图像亮度和对比度的调整，程序运行正确，可应用于教学中。可见利用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、智能化的特点。 关键词：LabVIEW；虚拟仪器； 图像处理；前面板设计 中图分类号：TP314 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）10-0078-02 [作者简介] 梁硕（1984- ），男，南阳市人，河南工业职业技术 学院电气工程系教师，助教，研究方向：过程控制及自动化技术教学。 赵冉（1986- ），男，南阳市人，河南工业职业技术 学院软件学院教师，研究方向：网络技术教学。 信息技术 I nformation Technology – 78 –
Labview中的图像处理案例介绍 发布时间：2016-01-07之前我们介绍了MV-EM130M工业相机的实时图像获取方法，本文再结合labview的图像处理函数给出一种简单的图像处理VI。此处的图像处理包括对图像进行采样，找出与采样点相同的图像。为了找出各种角度放置的采样点，在查找的同时对图像进行了360°的翻转，这样可以找出图像上所有相同点。 由于软件的运行比较复杂，数据的采集又是实时的，要求处理速度比较快，所以要对其进行整体设计，合理安排控件的调用和执行顺序。本程序中采用了一个大循环，保持程序的持续运行。在内部再调用一个顺序结构来控制程序的执行顺序，这样可以保证程序按编程者的思路进行。 图像采集&整个程序流程图 读取了图像数据后，还要设置查找的像素。这里通过一个光标选择函数来实现。先用函数IMAQ Setup Learn Pattern 2来设置需要记录的各项，然后再用IMAQ Extract函数进行光标设置。这样就记录了此光标区域的图像数据。
设置查找像素 这里用一个条件结构来控制是否进入记录像素的程序，也就是当选择了要记录的像素后，才进入此分支程序。在这一分支程序中，又利用了一个顺序结构，这样提高了程序运行的效率。 复位记录按钮 当设置完以上要查找的像素后，就可以在需要的图片中查找此像素。为了查找有用的像素，在选择了“开始查找”后，要先读取上面标记的像素，再进行查找。此处程序的设计中，也是先运行一个条件结构，再运行顺序结构，按顺序执行程序。 读取选择的像素 当读取像素后，利用顺序结构在第二帧的图像中继续查找。在这一帧中放置了一个循环，并限制循环次数为4。此时先用一个IMAQ Rotate对图像进行翻转，每次翻转90°。这样就可以在循环4次时翻转一周，对图像上各个角度的像素进行查找。再把图像送到IMAQ Match Pattern 2函数，对其进行查找。通过此函数直接输出找到的像素信息的数组。为了对找到的信息进行处理，又用一个For循环对此数据和簇进行拆分。 程序编写完成后，要对系统进行软硬件的联机调试。这里把维视图像的MV-EM130M工业相机用网线和计算机连接，并在计算机上安装驱动程序。具体操作如下：
在LabVIEW中使用千兆网相机采集图像版本控制
1目的 本手册主要目的为方便使用者基于LabVIEW开发平台，快速上手使用满足GigE Vision 的相机采集图像，为下一步的图像处理打下基础。本文档用于说明PC机第一次和相机相连的设置。 2硬件 电脑一台：带千兆网卡，一般在网卡名称中会有GBE类型的缩写，网卡支持巨帧（Jumbo Packpet），如下面右图所示。如果想要保证速度，最好使用Intel的千兆网卡。 GigE Vision相机，也称千兆网相机，主要优势为速度快，电缆够长，且能够POE供电。确保相机和电脑之间通过千兆网线相连，之间经过的网线接头、交换机越少越好。相机端最好用带螺丝的网线接头，确保连接在物理上可靠。如果非要接交换机，要考虑背板带宽。 3软件 在电脑上安装有LabVIEW和VDM（Vision Development Module）、VAS(Vision Acquisition Software)，一般这三个软件版本需要一致。前者是开发平台，中间是视觉处理模块，后者是相机驱动。
1.关闭windows自带防火墙、360防火墙、杀毒一类软件。 2.打开网卡的巨帧功能。右键我的电脑》管理》设备管理器》网络适配器》选择网卡》右 键》属性》高级》属性》巨型帧/极大帧，更改值为最大，一般为9KB MTU。
3.如果网卡不支持巨帧，可以尝试调小网络包的大小。在Max中，点击相机，在获取属 性中，更改包大小packetsize，可以尝试更改为2000或者1000. 4.使用相机自带的软件先进行测试，去相机供应商的网站下载合适的相机驱动，注意电脑 操作系统的位数，32位下载X86，64位下载64位。 a)这里使用Basler的软件pylon IP Configurator。把相机的IP地址设至为与电脑同一 IP段。即IP地址前三位一样。 b)采集连续图像，在pylon Viewer中，点击一个相机进行连接。 c)方框为连接、断开相机，橙色方框为采集、连续采集、停止按钮 d)如果画面太黑或太白，将紫色方框内的用户等级改成专家（Guru），然后选择相机 属性（Basler acA1300-30gm*****）下面的Acquisition Controls》Exposure Auto，改 成自动，然后连续采集几张照片，就可以将曝光时间调整好。
一．LabVIEW机器视觉前面板上的模块有以下几类（如图1所示） 1．IMAQ Image.ctl 2．Image Display control 3．IMAQ Vision controls 4．Machine Vision controls 1 IMAQ Vision controls 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
1.1Image Type 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。 1.2ROI Descriptor ROI区域的描述。ROI是Region Of Interesting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） 1.3Optional Rectangle 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。 1.4Color Mode 色彩模式，彩色图形的显示和处理模式，包括RGB,HSL,HSV,HIS四种。 1.5Threshold Range 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。 1.6Convolution Kernel 二维浮点数组成的数组，用于构造一些算法的算子。 1.7Morphology Operation 形态算法的选择。可以选择不同的数据处理方式。 1.8Structuring Element 结构元素，为二维的整数数组。 2Machine Vision controls 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
在LabVIEW中利用DLL实现数据采集Realization of Data Acquis ition with DLL in LabVIEW 班级学号：0704114-23 姓名：杨鹏
摘要: 随着计算机技术及虚拟仪器技术的迅速发展, 虚拟仪器正逐渐成为测试领域的发展方向。本文介绍了在LabVIEW 环境下驱动普通数据采集卡的重要方法- - 动态链接库机制(DLL), 并结合具体实例介绍了一种利用LabVIEW 提供的Call LibraryFunction (CLF)节点实现对动态链接库(DLL)调用的关键技术及步骤, 实现LabV IEW 与普通数据采集卡的结合, 丰富LabVIEW 对硬件的控制能力。并将数据库技术应用于虚拟测试系统中, 建立了Access 数据库, 实现数据的存储和自动管理,从而拓展了虚拟测试系统的功能。 关键词:动态链接库(DLL); 数据采集; 1 绪论
目前, 电子测试仪器的发展方向正在从简单功能组合向以个人计算机(PC)为核心的通用虚拟测试平台过渡, 从硬件模块向软件包形式过渡。建立在PC 机和数据采集设备上的虚拟仪器系统, 由于其特有的灵活和强大的功能, 也越来越广泛的应用于实验室研究和工业控制中的测试及测量领域。从简单的仪器控制, 数据采集到尖端的测试和工业自动化, 从大学实验室到工厂, 从探索研究到技术集成, 人们都可以发现LabVIEW 应用的成果和开发的产品。LabVIEW采用基于流程图的图形化编程方式, 也被成为G 语言(graphical language)。 G 语言编程和虚拟仪器技术已经成为工业界和学术界关注的热点技术之一。数据采集是LabVIEW 的核心技术之一, 也是LabVIEW 与其他编程语言相比的优势所在。使用LabVIEW 的DAQ 技术,可以编写出强大的DAQ 应用软件。NI 公司生产的系列数据采集卡借助LabVIEW 内部的DAQ 库的驱动,可以在LabVIEW环境下运行。但由于NI 公司的采集卡价格比较昂贵,但是选择第三方的数据采集卡, 就需要解决LabVIEW 与非NI 数据采集卡的兼容和驱动的问题。 2 LabVIEW 调用外部程序代码的途径之一———动态链接库机制 LabVIEW 具有强大的外部接口能力, 可以实现LabVIEW与外部的应用软件, C 语言, Windows API 以及HiQ 等编程语言之间的通信, 在LabVIEW 中可用的外部接口包括:DDE,CIN,DLL,MATLAB Script 以及HiQ Script 等。合理地使用这些接口,充分利用其他软件的功能, 弥补LabVIEW 自身的不足, 可以编 写出功能更加强大的LabVIEW应用软件。 动态链接库(Dynamic Link Libraries,简称DLL)是一个可执行模块, 但不接受任何消息, 所以并不可以直接运行, 只是提供一群函数供Windows 应用程序或其他的动态链接函数库调用。动态链接库只有在别的模块中调用了它的某个函数以后才发生作用。由于动态链接库在应用程序运行期间被连接起来的,故称为动态链接库。动态链接库(DLL)一直是基于Windows 程序设计的一个非常重要的组成部分。DLL 是一种基于Windows的程序模块, 它可以在运行时刻被装入和连接。为了实现LabVIEW对普通数据采集卡的支持, 用户可以使用LabVIEW 提供的调用库函数节点CLF (Call Library Function)和代码接口节点CIN(Code Interface)将编程灵活的C 语言和直观方便的LabVIEW程序结合起来。但是比较调用库函数节点CLF 和代码接口节点CIN 这两种方法, 使用CLF 节点访问动态链接库DLL 更具优势:首先, DLL 是外部模块, 自行开发一个DLL 比使用CIN 节点易于实现且便于维护。其次, CIN
用Labview实现图像采集 一、程序功能： 1.通过选择相机实现电脑摄像头或CCD连续图像采集。 2.控制图像采集时间。 3.显示图像采集速率和程序运行时间。 4.给采集到的图像命名并保存到特定的文件夹。 二、程序介绍： 1.前面板（控制面板） 要求：实现连续图像采集所需要的软件条件： 1.安装VAS（Vision Acquisition Software） 2.如果要实现CCD图像采集，需安装CCD的驱动程序 操作说明: 1.选择相机名称 2.设置采集时间 3.运行VI 相机名字：通过下拉菜单选择相机，包括电脑摄像头和USB接口的CCD设备采集速率。采集速率：实时显示采集图像的速率。 缓冲数：实时显示从程序运行开始采集图像的数目。 设置采集时间：根据需求设置采集时间。默认值为0，只采一幅图像。 采集进行时间：程序已经运行的时间。 设置保存路径：指定图片的保存位置。如果不设置，只进行实时采集不保存图像。Stop：采集停止。 图像：显示图像信息。左侧为兴趣区域选择工具，作用是使研究区域更加醒目，便于观察。从上到下依次是： 实现图形的放大 显示鼠标位置，不进行其他操作 拖动图片 选择兴趣区为一点 选择兴趣区为矩形包围的区域，两边为水平和竖直
选择兴趣区为矩形包围的区域，矩形方向任意 选择兴趣区为折线 选择兴趣区为折线区域（所画折线自动闭合） 选择兴趣区为曲线 选择兴趣区为曲线保卫的区域 选择兴趣区为椭圆 选择兴趣区为圆环 以折线兴趣区域为例，如图 2.后面板（程序框图） 1. 循环，将采集、保存、计时等功能循环进行。 在循环中，获取最新的图像并输出。 2.循环的初始条件设置，选择相机，并将相机作为循环的输入。 和前面版里的相机名字相对应，作用是选择相机。 打开一个照相机，查询摄像机功能，装载的照相机的配置文件，并创建一个唯一的参考到摄像机。 Camera Control Mode照相机控制模式，在控制器模式打开相机，配置和获取图像数据。Session In指定要打开摄像机的名称，默认值是CAM0。 Session Out是相机的一个参考，输出图像数据。 配置并开始抓取图像，抓取循环连续进行，并将抓取到的图像放到缓冲区，可以实现高速图像采集。 Session In/out作用与打开相机里的类似。 3.循环结束时，关闭相机，若循环出错，则关闭相机并报错。 终止采集程序并关闭相机。 当有错误输入时，破坏图像，并释放它在存储器占据的空间。 4.将从相机采集到的数据，以图像的形式输出，并计算图像采集速率和采集数，在前面板输出。 5.在循环中计算采集速率和程序运行速率，控制采集时间。 本部分与stop按钮以及错误三者共同控制条件的运行，当三个条件中的任意一个为真时，循环都会终止。 显示从指定起始时间起，已经用去的时间，达到目标时间后会重置。“已用时间（s）”可以输出程序运行的时间。将已用时间与设置时间进行比较，当已用时间大于设置时间是条件为真，控制循环停止。 6.在特定的路径保存图像，并通过循环为其命名。
第32卷增刊2006年8月光学技术 O PT I C A L T E C H N I Q U E V01．32Sup pl． A u gust2006 文章编号：1002—1582(2006)S-0422．03 基于虚拟仪器的图像采集处理及仪器控制+ 周秀荣，尚凯文，崔小虹，邢冀川 (北京理工大学光电工程系，北京100081) 摘要：针对激光测距机三光轴平行度调校，提出了由C C D摄像机摄取激光光斑图像，然后用图像采集与处理方法计算白光十字线中心与光斑中心偏差的方法，并对选用的图像处理算法进行了论述。此外，采用可变固定衰减片方法测量激光测距机接收系统的灵敏度。以LabV I E W为软件平台，开发出检测激光光轴中心及控制衰减器的虚拟仪器系统。该系统具有直观形象，使用方便，可移植性强等优点。 关键词：虚拟仪器；L abV l E W；图像采集；数字图像处理；仪器控制 中图分类号：TN911．72文献标识码：A I m age acqui s i t i on and pr ocessi ng a nd i nst r um e nt cont r ol ba se d on vi r t ual i ns t r um ent Z H O U X i u—r ong，S H A N G K ai．w e n，C U I X i ao-hong，X l N G Ji．chua n (D e par t m e nt of O pt o-el ec t r oni c E nge nee r i ng，Bei j i ng I ns t i t ut e of T e chnol ogy，Bei j i ng100081，C hi na) A b st r act：I n or der t O m ea sure t he t hree-l ight．axi s paral l el it y of l as er t e l e m e t er，w e u s e C C D t o get l as er s pot i m a ge a nd t h en cap t ur e and pr o cess t he i m a ge t o cal cu l at e t he pos i ti on er r or bet w e en t he cent er of w hi t e l i ght cr os s l i ne and t hat of t he spot and exp l ai n s el ect ed i m a ge pr oces si ng ar i t hm et i cs．B esi des，di f f er ent at t enu at or s ar e appl i e d t o m ea s u r e t he s en s i t i vit y of re e ei v—el"．W e s el e ct LabV l E W as so f t w ar e t O de vel op vi rt ual i nst r um ent s ys t e m s t o gai n t he cent er of l as er axi s and cont r o l t he a t te nu—at o r．T h i s s yst e m i s i ntui t i o ni s ti c a nd conve ni ent t o l i s a and ca n be r eu sed i n di f f er ent appl i cat ions． K e y w or ds：vi r t u al i nst r um ent；LabV I EW；i m age acqui si t i o n；di gi t al i m a ge pr oces si ng；i nst r um en t cont r ol 1激光测距机三轴平行度调校系统整体方案 激光三轴平行度调校系统主要由大口径离轴抛物面反射镜、激光模拟器组件、长焦距C CD摄像机、白光光源组件、衰减器、漫反射靶、电控柜、图像采集及处理分系统、光学平台及二次检校设备等构成，其组成框图如图1所示。 图1激光三轴平行度调校系统组成框图 白光光源发射白光，经析光镜透射后又经离轴抛物面镜反射，进入二次校准设备。二次校准设备主要由五棱镜和经纬仪组成，它可以进行离轴抛物面镜准直性的自检。激光测距机发射系统发射的激光束经衰减器后又经过离轴抛物面镜的反射和析光镜的透射打到白光光源前的毛玻璃或漫反射靶上，形成二次光源，经过离轴抛物面镜反射后成为平行光束，进入C C D摄像机。这样光斑图像就被拍摄下来，送人图像采集与处理分系统进行求取中心及计算偏差的处理。激光模拟器组件用于模拟发射激光的回波。为测量激光测距机接收系统的灵敏度，激光模拟器组件中包含了衰减器。衰减盘放于精密电控旋转台上，由步进电机控制器控制。为方便操作，步进电机控制器、激光模拟器控制装置以及进行图像采集处理与仪器控制的计算机统一放到电控柜中。本文主要介绍图像采集处理分系统以及衰减器组件两部分。 2图像采集与处理 首先用图像采集卡将C C D拍摄的激光光斑图像转化为数字图像，然后用数字图像处理的方法获得光斑中心，计算白光十字分划线中心与光斑中心的偏差，根据差值调整激光测距机的发射光轴，直至二者重合‘l I，具体过程如图2所示。 _收稿日期：2006—06—27E-m a i l：zx i ur ong@bi t edu．cn 作者简介：周秀荣(1982一)，女，河北省人，北京理工大学硕士研究生，从事光电子技术研究。422
IMAQ 模块介绍
fhinali 编写
IMAQ 模块介绍
一.LabVIEW 机器视觉前面板上的模块有以下几类(如图 1 所示) 1. IMAQ Image.ctl 2.Image Display control 3.IMAQ Vision controls 4.Machine Vision controls
图1 1 IMAQ Vision controls 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
IMAQ 模块介绍
fhinali 编写
图2 1.1 Image Type 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. 1.2 ROI Descriptor ROI 区域的描述.ROI 是 Region Of Interesting 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) 1.3Optional Rectangle 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. 1.4Color Mode 色彩模式,彩色图形的显示和处理模式,包括 RGB,HSL,HSV,HIS 四种. 1.5Threshold Range 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. 1.6 Convolution Kernel 二维浮点数组成的数组,用于构造一些算法的算子. 1.7 Morphology Operation 形态算法的选择.可以选择不同的数据处理方式. 1.8 Structuring Element 结构元素,为二维的整数数组.
第一节概述 LabVIEW的数据采集（Data Acquisition）程序库包括了许多NI公司数据采集（DAQ）卡的驱动控制程序。通常，一块卡可以完成多种功能 - 模/数转换，数/模转换，数字量输入/输出，以及计数器/定时器操作等。用户在使用之前必须DAQ卡的硬件进行配置。这些控制程序用到了许多低层的DAQ驱动程序。本课程需要一块安装好的DAQ卡以及LabVIEW开发系统。 数据采集系统的组成： DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量。但是要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号（电压或者电流信号）。有时不能把被测信号直接连接到DAQ卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。总之，数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统–包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。
上图中描述了插入式DAQ卡。另一种方式是外接式DAQ系统。这样，就不需要在计算机内部插槽中插入板卡，这时，计算机与DAQ系统之间的通讯可以采用各种不同的总线，如USB,并行口或者PCMCIA等完成。这种结构适用于远程数据采集和控制系统。 模拟输入： 当采用DAQ卡测量模拟信号时，必须考虑下列因素：输入模式（单端输入或者差分输入）、分辨率、输入范围、采样速率，精度和噪声等。单端输入以一个共同接地点为参考点。这种方式适用于输入信号为高电平（大于一伏），信号源与采集端之间的距离较短（小于15英尺），并且所有输入信号有一个公共接地端。如果不能满足上述条件，则需要
使用差分输入。差分输入方式下，每个输入可以有不同的接地参考点。并且，由于消除了共模噪声的误差，所以差分输入的精度较高。 输入范围是指ADC能够量化处理的最大、最小输入电压值。DAQ卡提供了可选择的输入范围，它与分辨率、增益等配合，以获得最佳的测量精度。 分辨率是模/数转换所使用的数字位数。分辩率越高，输入信号的细分程度就越高，能够识别的信号变化量就越小。下图表示的是一个正弦波信号，以及用三位模/数转换所获得的数字结果。三位模/数转换把输入范围细分为23或者就8份。二进制数从000到111分别代表每一份。显然，此时数字信号不能很好地表示原始信号，因为分辩率不够高，许多变化在模/数转换过程中丢失了。然而，如果把分辩率增加为16位，模/数转换的细分数值就可以从8增加到216即65536，它就可以相当准确地表示原始信号。
虚拟仪器技术 姓名：史昌波 学号：2131391 指导教师：孙来军 院系(部所)：电子工程学院专业：控制工程
目录 1、前言 (2) 2、声卡的硬件结构和特性 (3) 2．1声卡的作用和特点 (3) 2．2声卡的构造 (4) 3、LABVIEW中与声卡相关的函数节点 (5) 4、LABVIEW程序设计 (6) 4．1程序原理 (6) 4．2程序结构 (6) 4．3结果分析 (8) 5、结束语 (10) 6、参考文献 (10)
基于声卡的数据采集与分析 1、前言 虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。在虚拟仪器系统中，硬件解决信号的输入和输出，软件可以方便地修改仪器系统的功能，以适应不同使用者的需要。其中硬件的核心是数据采集卡。目前市售的数据采集卡价格与性能基本成正比，一般比较昂贵1。 随着DSP(数字信号处理)技术走向成熟，计算机声卡可以成为一个优秀的数据采集系统，它同时具有A／D和D／A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、灵活通用，驱动程序升级方便，在实验室中，如果测量对象的频率在音频范围，而且对指标没有太高的要求，就可以考虑使用声卡取代常规的DAQ设备。而且LABVIEW中提供了专门用于声卡操作的函数节点，所以用声卡搭建数据采集系统是非常方便的2。 2、声卡的硬件结构和特性 2．1声卡的作用和特点 声卡的主要功能就是经过DSP（数字信号处理）音效芯片的处理，进行模拟音频信号的与数字信号的转换，在实际中，除了音频信号以外，很多信号都在音频范围内，比如机械量信号，某些载波信号等，当我们对这些信号进行采集时，使用声卡作为采集卡是一种很好的解决方案。 声卡的功能主要是录制与播放，编辑与合成处理，MIDI接口三个部分3。（1）录制与播放
目前工作成果： 一、USB图像获取 USB设备在正常工作以前，第一件要做的事就是枚举，所以在USB摄像头进行初始化之前，需要先枚举系统中的USB设备。 （1）基于USB的Snap采集图像 程序运行结果： 此程序只能采集一帧图像，不能连续采集。将采集图像函数放入循环中就可连续采集。
循环中的可以计算循环一次所用的时间，运行发现用Snap采集图像时它的采集速率比较低。运行程序时移动摄像头可以清楚的看到所采集的图像有时比较模糊。 （2）基于USB的Grab采集图像 运行程序之后发现摄像头采集图像的速率明显提高。
二、图像处理 1、图像灰度处理 （1）基本原理 将彩色图像转化成为灰度图像的过程成为图像的灰度化处理。彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个分量决定，而每个分量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万（255*255*255）的颜色的变化范围。而灰度图像是R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的变化范围为255种，所以在数字图像处理种一般先将各种格式的图像转变成灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮度等级的分布和特征。图像的灰度化处理可用两种方法来实现。 第一种方法使求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量。 第二种方法是根据YUV的颜色空间中，Y的分量的物理意义是点的亮度，由该值反映亮度等级，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系可建立亮度Y与R、G、B三个颜色分量的对应：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以这个亮度值表达图像的灰度值。 （2）labview中图像灰度处理程序框图 处理结果：
数据采集之温度采集与分析案例 可以照着图学习制作 文章后面有整体程序框图,可以完全据图画出 系统功能: 1.虚拟温度产生A 通过产量产生两组基础虚拟正弦温度值并且添加不同的杂信温度信号到虚拟的温度数据中 A B D C E
2.虚拟温度时时显示B 将两组温度波形数据组合成数组并接入波形图表显示 3.虚拟温度数据范围的时时判断与报警显示C 根据产生的虚拟温度设定上下限并通过比较函数并通过布尔控件显示 4.虚拟温度数据时时滤波D 通过EXPRESS的滤波函数滤波虚拟的温度数据 5.虚拟温度实时计算温度相关值E 通过波形函数库获得均方根值以及两组波形的相位差 6.虚拟温度间断采集显示 另外建立一个循环固定间隔时间采集G与显示H G H A
通过间隔时间选择采集的数据并添加到数据数组并显示到波形 7.虚拟温度间断采集数据的保存 判断是否保存数据通过写入execl函数写入文件 8．对采集的温度数据回放 清除波形数据再读数据并更新数据到波形
编写的步骤 1．设计主要的前面板 采用选项板设计两个界面一个实时采集温度另一个间隔时间采集温度 2．编辑主程序框图 先构件主循环停止循环按钮 其次虚拟数据然后增加杂信的函数最后添加各种函数工具依次连线
3．编辑间隔时间采集温度程序设置间隔时间波形属性结点 保存数据函数等 列出所用的控件以及函数：1．波形图表 2．选项面板 3．数据常量 4．波形属性结点 5．While 循环 6．FOR 循环 7．条件结构 8．杂信函数 9．数据显示控件 10．数据分析函数 11．等等其他各种
程序整体图 虚拟温度测试.vi 虚拟数据产生 快捷函数信号滤波设置
第一章：绪论 (3) 1．1 虚拟仪器概述 (3) 1．1．1 虚拟仪器的产生 (3) 1．1．2 虚拟仪器的概念 (3) 1．1．3 虚拟仪器的构成 (4) 1.1.4 虚拟仪器的优点 (6) 1．2 虚拟仪器的现状 (7) 1．2．1 国外虚拟仪器的现状 (7) 1．2．2 国内虚拟仪器的现状 (8) 1．2．3 虚拟仪器的发展趋势 (9) 1.3课题背景和课题目的 (10) 1.4 本文的研究内容 (10) 第二章图像采集原理及总体设计 (12) 2．1 图像采集原理 (12) 2．2 摄像头介绍 (13) 2.2.1摄像头简介 (13) 2.2.2摄像头的分类 (14) 2.2.3摄像头的工作原理 (14) 2．3 IMAQ VISION介绍 (15) 第三章虚拟图像采集与处理系统的设计 (16) 3．1 虚拟仪器创建过程 (16) 3．2 设计方案的比较 (17) 3．2．1 软件比较 (17) 3．2．2 USB摄像头数据采集的特点 (18) 3．3 总体设计 (19) 1 各类设计\论文联系QQ:609545949 Labview IO板卡https://https://www.doczj.com/doc/893397503.html,/
第四章软件模块的设计 (20) 4.1 程序的流程图 (20) 4．2 程序的结构图 (22) 4．3 LABVIEW 简介 (22) 4．3．1 G语言简介 (23) 4．3．2 LABVIEW 程序组成 (23) 4．4 数据采集和处理模块 (24) 4．4．1 创建摄像头列表 (24) 4．4．2 创建传感器资源 (24) 4．4．3 启动采集 (25) 4.4.4 创建图像 (25) 4.4.5 图像获取 (26) 4．5 图像保存 (26) 4．6 图片读取 (27) 4．8 小结 (27) 第五章程序设计显示 (28) 5．1 虚拟图像采集与处理系统的性能指标 (28) 5．1．1 控制面板 (28) 5．1．2 图像采集与处理系统的性能指标 (28) 5．2 程序的总框图 (29) 5．3 程序的调试结果 (30) 5．4 小结 (30) 第六章总结与展望 (32) 致谢 (36) 2
目录 0.前言 (1) 1. 总体方案设计 (2) 1.1 图像反色原理 (2) 1.2 程序流程图 (2) 2.模块的设计 (3) 2.1 各模块的设计原理 (3) 2.1.1 图像读入模块的设计 (3) 2.1.2图像处理模块设计 (3) 2.1.3图像存储模块的设计 (4) 2.2图像显示及处理面板设计 (4) 2.2.1 前面板的设计 (4) 2.2.2流程图设计 (5) 3. 调试及结果分析 (5) 3.1 运行检验 (5) 3.2 调试分析 (7) 4. 结论及进一步设想 (8) 参考文献 (8) 课设体会 (9) 附录基于LabVIEW的图像反色处理系统 (10)
基于LabVIEW的图像反色处理系统 摘要：本论文阐述的是基于LabVIEW的图像反色处理系统的设计方法。反色又叫补色，红的补色是绿色，蓝的补色是橙色，黄的补色是紫色，由这三种对比关系可引出很多对比的反色。对于彩色图像的R、G、B各彩色分量取反的技术就是图像的反色处理，这在处理二值化图像的连通区域选取的时候非常重要。如物体连通域用黑色表示，而二值化后的物体连通域图像可那是白色的，而背景是黑色的，这时应手动选取图像的反色处理或有程序根据背景和物体连通域两种颜色的数量所占比例而自动选择是否选择选取图像的反色处理。本文主要分三个部分介绍，即图像的导入、反色处理，存储并显示图像的像素、深度等参数。 关键字：图像导入；反色处理；显示存储； 0.前言 LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境，是一个功能强大并且灵活的软件，利用它可以方便的建立自己的虚拟仪器。使用这种语言编程时，基本上不需要编写程序代码，而是“绘制”程序流程图。LabVIEW尽可能利用工程技术人员熟悉的术语、图标和概念，因而它是一种面向最终用户的开发工具，可以增强工程人员构建自己的科学和工程系统的能力，可以为实现仪器编程和数据采集等系统提供便捷途径。 以LabVIEW为代表的图形化语言，有称为“G”语言。它能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件，是一种通用的编程系统，具有各种各样、功能强大的函数库，包括数据采集、GPIB、串行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储，甚至还有目前十分热门的网络功能。LabVIEW也有完善的仿真、调试工具，如设置断点、单步等。LabVIEW的动态连续跟踪方式，可以连续、动态地观察程序中的数据及其变化情况，比其它语言的开发环境更方便、更有效。此外利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，能脱离LabVIEW环境运行,像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本，这给发布应用程序带来了极大的方便。 利用LabVIEW软件能对图像进行处理的方式有很多种，如对图像进行边缘检测、图像特征提取、图像分割等。但考虑到现有的实验条件，本文选择了对图像进行了反色处理。大家对照片的底片一定都很熟悉了，底片上的颜色与色彩鲜艳的照片的颜色是正好相反的，即反色，这也是我们制作反色图像的核心。图像反
实验四基于L a b V I E W的声音数据采集一、背景知识 在虚拟仪器系统中，信号的输入环节一般采用数据采集卡实现。商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但一般比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统，它具有A/D和D/A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、通用性强，软件特别是驱动程序升级方便。如被测对象的频率在音频范围内，同时对采样频率要求不是太高，则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。 1.从数据采集的角度看声卡 声卡的作用 从数据采集的角度来看，声卡是一种音频范围内的数据采集卡，是计算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIDI 接口三个部分。 声卡的硬件结构 图1是一个声卡的硬件结构示意图。一般声卡有4~5个对外接口。 图1 声卡的硬件结构示意图 声卡一般有Line In 和Mic In 两个信号输入，其中Line In为双通道输入，Mic In仅作为单通道输入。后者可以接入较弱信号，幅值大约为~。声音传感器（采用通用的麦克风）信号可通过这个插孔连接到声卡。若由Mic In 输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，故推荐使用Line In ，其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过的信号。 另外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。Wave Out（或Line Out）给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPK Out 给出的信号是通过功率放大的信号，可以直接接到喇叭上。这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。 声卡的工作原理 声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。输入时，麦克风或线路输入（Line In）获取的音频信号通过A/D转换器转换成数字信号，送到