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1、数字图像处理结课作业 系 (院)： 机械与控制工程学院 专业(方向)： 控制工程 学 号： 学 生： 指导教师： 提交日期： 2013-6-21 基于Labview 的图像处理技术摘要：LabVIEW是一种基于计算机的图形化虚拟仪器开发平台，利用LabVIEW可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。本文利用Labview 进行图像处理，生成了简单的图像，并对图像进行二值化、增强、反色和灰度处理，经验证该程序正确。关键字:LabVIEW；图像处理Image Processing Design Based on LabviewAbstract: LabVIEW i
2、s a graphical virtual instrument development platform based on the computer, using LabVIEW can be easily set up their own virtual instrument, the graphical interface programming and the use process are lively and interesting. Image processing based on Labview and generates a simple image, and image
3、binarization, enhancement, color and grayscale processing, verified the program correctly.Key words: LabVIEW; The image processing1. 引言 图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。数字图像处理，即用计算机对图像进行处理，以达到所需结果的技术。随着图像处理与分析技术的发展，数字图像处理技术已经广泛深入地应用于国计民生休戚相关的各个领域。LabVIEW是一种基于计算机的图形化虚拟仪器开发平台，其内置信号采集、测量分析与数据显示功能
4、，集软件开发、调试和运行于一体，从简单的仪器控制、数据采集到过程控制和工业自动化系统，Labview 得到了广泛的应用。利用LabVIEW可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。本文对基于Labview 的图像处理技术进行研究。 2. 基于Labview 的图像处理技术 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
5、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。 图1 为图像处理的开始部分。从开始文件对话框节点开始，首先选择路径，将选择好的BMP 文件送至“read bmp file”节点，这时BMP 图像已经被转化为数据。通路1 利用“unbundled”节点将转化来的簇分解开，内容为image type、image depth、image、mask、colors、rectangle。进一步将rectangle分解开，显示原始图像的上、下、左、右四边的数值，由于上、左两边已经确定，所以只要取下、右两边的数值， 将数值分别送至两循环的循环数N处；通路2通过“draw flattened pixma
6、p”节点显示原始图像；通路3是利用“unflatten pixmap”节点将输出的图形矢量转化为24-bit 的数据，送入循环。 图1 图像处理开始部分的框图 将处理过后的数据送入“Flatten pixmap”节点，转化为图像数据，通过“Draw Flattened pixmap”节点显示，如图2。 图2 图像处理的结束部分框图2.1 基于LabVIEW的图像二值化处理技术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
7、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，
8、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。 基于Labview的图像二值化处理程序框图和结果如图3、4所示： 图3 基于Labview的图像二值化处理程序框图 图4 基于Labview的图像二值化处理结果2.2 基于基于LabVIEW的图像增强处理技术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,
9、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. 基于Labview的图像增强处理程序框图和结果如图5、6所示： 图5 基于Labview的图像增强处理程序框图 图6 基于Labview的图像增强处理结果2.3 基于基于LabVIEW的图像灰度处理技术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
10、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。 基于Labview的图像灰度处理程序框图和结果如图7、8所示：待添加的
11、隐藏文字内容3 图7 基于Labview的图像灰度处理程序框图 图8 基于Labview的图像灰度处理结果2.4 基于基于LabVIEW的图像反色处理技术对于彩色图像的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。 基于Labview的图像二值化处理程序框图和结果如图9、10所示： 图9 基于Labview的图像反色处理程序框图 图10 基于Labview的图像反色处理结果3. 总结 利用Labview 进行图像处理，生成了简单的图像，并对图像进行二值化、增强、反色和灰度处理，经验证该程序正确。参考文献： 1 丁晟,蒋晓瑜,汪熙. 基于LabVIEW的图像处理技术研究J. 微计算机信息,2010, 29:204-205.2 王保平. 基于模糊技术的图像处理方法研究D.西安电子科技大学,2004.3 梁原. 基于MATLAB的数字图像处理系统研究D.长春理工大学,2008.4 丁晟,蒋晓瑜,汪熙. 基于LabVIEW的图像处理技术研究J. 微计算机信息,2010, 29:204-205.