机器视觉图像处理——基于LabVIEW图像管理与显示

下面是图像管理的工作流程：

图像→视频信号→原始数据（数字化、抓取图像帧）→支持的图像类型

其中：

1.相机获取图像，转化成视频信号

2.图像采集卡，抓取图像的原始数据

3.NI VISION图像助手，对采集图像数据进行分析处理

1.IMAQ ImageBorderSize：可读取或更改图像边界的大小

2.IMAQ ImageBorderOperation：填充或更改图像边界中像素的值（置零法，复制法，镜像法【默认】）

3.IMAQ GetFileInfo：获取文件中图像的信息

4.IMAQ SetImageSize：设置图像大小

5.IMAQ GetImageSize：读取图像大小

图像属性操作

6.IMAQ Write Custom Data：向图像数据中添加用户自定义数据

7.IMAQ Read Custom Date：获取图像数据中的自定义数据

8.IMAQ Remove Custom Data：删除（可指定）用户自定义数据

9.IMAQ Is Vision Info Present2：检测图像数据中是否包含机器视觉系统信息或用户自定义数据

10.IMAQ Get Custom Keys：返回所有用户自定义数据的键值

11.IMAQ Remove Vision Info2：删除机器视觉系统信息以及（所有图像中）用户自定义数据

读写用户自定义数据

12.IMAQ Copy：在算法内对内存中的图像数据更改前进行整体复制（像素值，边界，系统信息，自定义数据等）

IMAQ Copy

IMAQ ImageToImage2：将一副尺寸较小的图像复制到另一个副图像比它大的图像中，常用于使用使用小图像替换大图像中的某个部分。

IMAQ ImageToImage2

14.IMAQ GetOffset：返回图像遮罩相对于坐标原点的位置

15.IMAQ SetOffset：定义图像遮罩相对于坐标原点的位置

16.IMAQ GetImagePixelPtr：获取获释放图像中某一像素的指针以及图像边界，图像行宽度，像素的字节数以及从当前像素指针直到图像结束可以传送字节等内存图像的结构信息（获取 释放功能应成对出现）

17.IMAQ Cast Image：将源图像的类型转换为指定的图像类型（封装了各种图像转换时的复杂计算）

18.IMAQ Flatten Image Options：（更改参数后，所有使用参数的VI均会受影响）设置或获取用于将图像展平为字符串的图像压缩选项。这些压缩选项会影响使用LabVIEW Flatten To String原语展平的图像

19.IMAQ Flatten Image to String：不仅可以根据用户配置以字符串形式返回图像的引用，像素数据以及其中包含的机器视觉系统信息，还能指定返回数据的压缩方式（效果与Flatten to string ＋Flatten image options效果相同）配置的参数仅与操作的图像有关

20.IMAQ MemPeek：可以将void*类型的指针所指位置开始的一定数量的字节复制为字符串输出

21.IMAQ CharPtrToString：复制并转换char*类型指针所指向的C语言字符串（以0\结束）为LabVIEW字符串后输出

22.IMAQ Remote Display Options：可以设置远程显示模式下，对用于显示的图像数据副本（并不压缩原始图像数据）进行压缩，以减少网络宽带的占用

23.IMAQ Get Window Handle：将操作系统句柄返回到NI Vision外部显示窗口

24.IMAQ Image Bit Depth：提供图像有关位深度的信息或修改图像的位深度

图像浏览器

1.IMAQ Browser Setup：设定图像浏览器如何显示缩略图，包括浏览器的大小，背景，每行显示数量，显示比例，边框风格大小

2.IMAQ Browser Insert：像图像浏览器中添加或插入一副图像的缩略图

3.IMAQ  Browser Replace：替换图像浏览器中的某一图像

4.IMAQ   Browser Delete：删除图像浏览器中的某一图像

5.IMAQ Browser Focus  Setup：配置图像浏览器中用户选定图像的边框颜色

6.IMAQ Browser Focus：读取或设置图像浏览器中指定的图像状态

图像浏览器示例

外部窗口显示

1.IMAQ WindDraw：用于独立窗口显示图像，VI执行时自动显示图像窗口，默认情况无滚动条

2.IMAQ WindShow：判断窗口是否可见或是否显示在最前端，也可以进行设置

3.IMAQ WindClose：关闭某个或所有已经显示的窗口

4.IMAQ WindSetup：配置窗口外观属性

5.IMAQ WindSize：读取或变更窗口尺寸，添加或一处窗口滚动条

6.IMAQ WindMove：读取或变更窗口在屏幕上的位置坐标

7.IMAQ WindZoom2：缩放图像或使图像居中显示

8.IMAQ WindDisplayMapping：读取或修改在32位真彩色系统上显示16位图象时的映射方式

9.IMAQ WindBackground：读取或修改图像窗口的背景

10.IMAQ GetPalette：通过索引编号，获取某个预定义的显示调色板

11.IMAQ WindLastEvent：返回通过图像显示窗口生成的事件以及绑定在一起返回的事件数据

12.IMAQ WindNonTearing：配置图像显示窗口的撕裂功能

外部窗口的属性读取和设置

事件捕捉器

13.IMAQ WindToolsSetup：配置将在工具条中出现的ROI工具

14.IMAQ WindToolsSelect：可以在ROI工具条显示或隐藏的情况下，判断当前已被选中的ROI工具或重新选中某个ROI工具

15.IMAQ WindToolsShow：判断ROI工具条是否处于显示状态，或重新显示/隐藏ROI工具条

16.IMAQ WindToolsMove：获取ROI工具条当前的位置坐标或重新设置其显示位置

17.IMAQ WindToolsClose：关闭显示的ROI工具条

ROI与图像的遮罩

感兴趣区域（ROI）是从图像显示窗口选择的一个图像区域，对图像分析处理的重点部分，减少处理数据量，提高系统处理实时性和速度，它自身并不包括图像数据。由矩形边界（globe rectangle）和轮廓（contours）共同定义。

定义ROI的方式有交互式，程序代码式以及图像遮罩转换。交互式又有图像显示控件工具条，外部图像显示窗口工具条，ROI构造器三种。

ROI构造器控制VI：

1. IMAQ ConstructROI：以模态的方式显示图像和指定的ROI工具

2.IMAQ WindGetROI：返回图像显示窗口关联的ROI Descriptor

3.IMAQ WindSetROI：将ROI Descriptor描述的ROI与图像显示窗口关联

4.IMAQ WindEraseROI：清除图像显示窗口中的ROI

5.IMAQ WindROIColor：设置图像显示窗口中绘制ROI轮廓的颜色

6.IMAQ WindGrid：读取或设置图像显示窗口的网格大小

7.IMAQ Select Point：通过ROI构造器返回图像中某个点的坐标

8.IMAQ Select Line：通过ROI构造器返回图像中某个线段简易数据结构

9.IMAQ Select Rectangle：通过ROI构造器返回图像中某个矩形简易数据结构

10.IMAQ Select Annulus：通过ROI构造器返回图像中某个环面简易数据结构        

几何形状与ROI Descriptor相互转换VI

1.IMAQ Convert Point to ROI：将像素坐标转换为ROI Descriptor点描述式

2.IMAQ Convert ROI to Point：将代表像素点的ROI Descriptor结构转换为点坐标形式的简单数据结构

3.IMAQ Convert Line to ROI：将以起止点坐标表示的线段转换为ROI Descriptor线段描述形式

4.IMAQ Convert ROI to Line：将代表线段的ROI Descriptor 结构转换为以起止点坐标表示的简单线段数据结构

5.IMAQ Convert Rectangle to ROI：将用左上，右下顶点坐标和旋转角度表示的矩形转换为ROI描述形式

6.IMAQ Convert ROI to Rectangle：将代表矩形的ROI描述结构转换为以起止点坐标和旋转角表示的简单矩形数据结构

7.IMAQ Convert Annulus to ROI：将用圆心半径 内外半径长度起始终止角表示的环面转换为ROI描述形式

8.IMAQ Convert ROI to Annulus：将ROI描述结构转换为以圆心坐标 内外半径长度起始终止角表示的环面数据结构

ROI操作VI

1.IMAQ MaskToROI：将遮罩图像转换为ROI Descriptor形式的数据结构（图像遮罩是尺寸小于或等于待处理图像尺寸且独立于待处理图像的8位图像，也可以用于划定图像中需要重点关注的区域。当他中的某个像素值不为0时，他所覆盖的待处理图像的像素必须参与运算；若像素值为0时，其覆盖的像素点将保持不变。）

2.IMAQ ROIToMask2：参照图像模板将ROI Descriptor转换为遮罩图像

3.IMAQ Group ROIs：将多个ROI中的轮廓形状提取出来重新组合成一个ROI Descriptor

4.IMAQ UnGroup ROIs：将包含多个轮廓形状的ROI Descriptor拆分成多个独立的ROI Descriptor 并打包为数组后输出

5.IMAQ TransformROI：通过旋转 平移ROI 确保其在两个参考坐标系中的相对位置不变

6.IMAQ LabelToROI：将图像中已标记的单个或多个区域转换为ROI

无损图层

为图像添加的图层并不会改变图像数据的值，图像数据与图像图层实际上相对独立存放，除非合并，否则互不干扰。

如果图像包含无损图层等机器视觉系统信息，则只能保存在PNG格式的文件中。

1.IMAQ Overlay Points：在图像上叠放包含单个或多个点的图层

2.IMAQ Overlay Line：在图像上叠放包含一条线段的图层

3.IMAQ Overlay Multiple Line2：在图像上叠放包含多条线段的图层

4.IMAQ Overlay Rectangle：在图像上叠放一个矩形图层

5.IMAQ Overlay Oval：在图像上叠放一个椭圆图层

6.IMAQ Overlay Arc：在图像上叠放一个弧形图层

7.IMAQ Overlay Bitmap：在图像上叠放一个位图

8.IMAQ Overlay Text：在图像上叠放文本

9.IMAQ Overlay ROI：在图像上叠放一个ROI

10.IMAQ Clear Overlay：清楚图像中的图层

12.IMAQ Copy Overlay：复制源图像中的图层到一副新图像中（如新图像已有涂层，则添加到既有图层中）

13.IMAQ Merge Overlay：将图层与图像数据合并

14.IMAQ Set Overlay Properties：设置图像的缩放（scale）移动（shift）旋转（rotate）镜像（symmetry）变化，方式有清除（Clear）保持（keep）做相同变换（transfrom）

15.IMAQ Get Overlay Properties：读取图像的移动缩放旋转和镜像变换时图像的变换方式

16.IMAQ Read Image And Vision Info：读取图像文件和图像文件中的视觉信息

17.IMAQ Write Image And Vision Info2：将图像和图层 模式匹配模板 系统校准信息以及用户自定义数据等机器视觉信息写入PNG文件

图层示例

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助教老师小优