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视觉教程

NI Vision Assistant2020-2024图像处理教程

文章来源:石鑫华视觉网时间:2024-02-18 15:17:26 点击:596

NI Vision Assistant2020-2024图像处理教程

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目录

版权声明         24

读者利益         24

感谢         25

前言         25

视觉助手2020-2024版教程主要修正内容 25

1 视觉基础  31

1.1 数字图像 31

1.1.1 数字图像的定义  31

1.1.2 数字图像的属性  32

1.1.2.1 分辨率(Resolution       32

1.1.2.2 清晰度(Definition        32

1.1.2.3 平面数量(Number of Planes       32

1.1.3 图像类型       33

1.1.3.1 灰度图像   33

1.1.3.2 彩色图像   33

1.1.3.3 复数图像   34

1.1.4 图像文件       34

1.1.5 NI视觉图像的内部表示        35

1.1.6 图像边界       35

1.1.7 图像掩模       37

1.1.7.1 何时使用   37

1.1.7.2 图像掩模概念   37

1.1.7.3 图像掩模的影响        37

1.2 显示 38

1.2.1 图像显示       39

1.2.1.1 何时使用   39

1.2.1.2 概念   39

1.2.1.3 深入讨论   39

1.2.1.3.1 显示模式         39

1.2.1.3.2 16位图像显示的映射方法     40

1.2.2 Palette调色板        40

1.2.2.1 何时使用   41

1.2.2.2 概念   41

1.2.2.3 深入探讨   42

1.2.2.3.1 Gray Palette灰度调色板 43

1.2.2.3.2 Temperature Palette温度调色板   43

1.2.2.3.3 Rainbow彩虹调色板       44

1.2.2.3.4 Gradient Palette梯度调色板  45

1.2.2.3.5 Binary Palette二值调色板      46

1.2.2.3.6 Full Rainbow Palette全彩虹调色板        48

1.2.2.3.7 Iron Palette铁调色板      49

1.2.2.3.8 Hot Iron (DICOM) Palette热铁(医学数字成像和通信)调色板         50

1.2.2.3.9 Hot Iron (DICOM) Palette热金属蓝(医学数字成像和通信)调色板         51

1.2.2.3.10 PET (DICOM) Palette正电子发射断层显像(医学数字成像和通信)调色板 52

1.2.2.3.11 PET 20 (DICOM) Palette正电子发射断层显像20(医学数字成像和通信)调色板        53

1.2.3 ROI兴趣区域 54

1.2.3.1 何时使用   54

1.2.3.2 ROI概念      54

1.2.3.3 Point Tool点工具        56

1.2.3.4 Line Tool线工具 58

1.2.3.5 Broken Line Tool折线工具 60

1.2.3.6 Freehand Line Tool徒手画线工具      61

1.2.3.7 Rectangle Tool矩形工具    62

1.2.3.8 Rotated Rectangle Tool旋转矩形工具       64

1.2.3.9 Oval Tool椭圆工具     65

1.2.3.10 Annulus Tool环形工具     67

1.2.3.11 Polygon Tool多边形工具 68

1.2.3.12 Freehand Region Tool徒手画区域工具   70

1.2.3.13 Magic Wand Tool魔棒工具      71

1.2.4 无损覆盖       72

1.2.4.1 何时使用   73

1.2.4.2 概念   73

1.3 设置成像系统 73

1.3.1 成像系统组成       73

1.3.2 采集高质量图像  75

1.3.2.1 分辨率        75

1.3.2.2 视野   76

1.3.2.3 传感器的尺寸和传感器中像素的数量   77

1.3.2.4 镜头焦距   77

1.3.2.5 对比度        77

1.3.2.6 景深   78

1.3.2.7 透视   78

1.3.2.8 畸变   79

1.4 空间标定 79

2 界面与菜单       79

2.1 启动欢迎界面 79

2.1.1 Select a target to generate Vision Assistant code选择目标以生成视觉助手代码     82

2.1.2 Vision Assistant Scripts视觉助手脚本  85

2.1.3 Getting Started入门      86

2.1.4 Help帮助        92

2.1.5 Community and online Support社区和在线支持         95

2.2 设置界面 96

2.2.1 Acquire Images采集图像界面      97

2.2.2 Browse Images浏览图像界面       104

2.2.3 Process Images处理图像界面      107

2.2.3.1 Original Image原始图像    109

2.3 菜单介绍 124

2.3.1 File文件菜单 124

2.3.1.1 Open Image打开图像         124

2.3.1.2 Open AVI File打开视频文件       125

2.3.1.3 Save Image保存图像 126

2.3.1.4 New Script新建脚本  133

2.3.1.5 Open Script打开脚本 133

2.3.1.6 Save Script保存脚本  134

2.3.1.7 Save Script As脚本另存为 136

2.3.1.8 Acquire Image采集图像    136

2.3.1.9 Browse Images浏览图像   136

2.3.1.10 Process Images处理图像 136

2.3.1.11 Print Image打印图像        136

2.3.1.12 Preferences首选项  140

2.3.1.13 Exit退出    142

2.3.2 Edit编辑菜单         143

2.3.2.1 Edit Step编辑步骤      144

2.3.2.2 Cut剪切       144

2.3.2.3 Copy复制    144

2.3.2.4 Paste粘贴   144

2.3.2.5 Delete删除 145

2.3.3 View查看菜单       145

2.3.3.1 Zoom In放大       146

2.3.3.2 Zoom Out缩小    146

2.3.3.3 Zoom 1:1原始大小     146

2.3.3.4 Zoom to Fit适合窗口 146

2.3.4 Image图像菜单     147

2.3.4.1 Histgram直方图 149

2.3.4.2 Line Profile线剖面图  149

2.3.4.3 Measure测量      149

2.3.4.4 3D View三维视图       149

2.3.4.5 Brightness亮度   149

2.3.4.6 Set Coordinate System设置坐标系   149

2.3.4.7 Image Mask图像掩模         149

2.3.4.8 Geometry几何   149

2.3.4.9 Image Buffer图像缓存       149

2.3.4.10 Get Image获取图像 150

2.3.4.11 Image Calibration图像标定      150

2.3.4.12 Image Correction图像修正      150

2.3.4.13 Overlay覆盖      150

2.3.4.14 Run LabVIEW VI运行LabVIEW VI    150

2.3.5 Color颜色菜单       150

2.3.5.1 Color Operators颜色运算符      151

2.3.5.2 Color Plane Extraction种颜色平面提取    151

2.3.5.3 Color Threshold颜色阈值  151

2.3.5.4 Color Classification颜色分类      152

2.3.5.5 Color Segmentation颜色分割    152

2.3.5.6 Color Matching颜色匹配   152

2.3.5.7 Color Location颜色定位     152

2.3.5.8 Color Pattern Matching颜色模式匹配      152

2.3.5.9 Object Tracking目标跟踪  152

2.3.6 Grayscale灰度菜单        152

2.3.6.1 Lookup Table查找表  153

2.3.6.2 Filters滤波器      154

2.3.6.3 Gray Morphology灰度形态学    154

2.3.6.4 Gray Morphological Reconstruction灰度形态学重建       154

2.3.6.5 FFT Filter快速傅立叶变换滤波器     154

2.3.6.6 Threshold阈值    154

2.3.6.7 Watershed Segmentation分水岭分割       154

2.3.6.8 Operators运算符        154

2.3.6.9 Conversion转换  154

2.3.6.10 Quantify量化    154

2.3.6.11 Centroid质心    155

2.3.6.12 Detect Texture Defects检查纹理缺陷     155

2.3.7 Binary二值菜单     155

2.3.7.1 Basic Morphology基础形态学   156

2.3.7.2 Adv. Morphology高级形态学     156

2.3.7.3 Binary Morphological Reconstruction二值形态学重建    156

2.3.7.4 Particle Filter粒子滤波器  156

2.3.7.5 Binary Image Inversion二值图像反转        157

2.3.7.6 Particle Analysis粒子分析  157

2.3.7.7 Shape Matching形状匹配 157

2.3.7.8 Circle Detection圆检测      157

2.3.8 Machine Vision机器视觉菜单       157

2.3.8.1 Edge Detector边缘检测器 158

2.3.8.2 Find Straight Edge查找直边       158

2.3.8.3 Adv. Straight Edge高级直边       159

2.3.8.4 Find Circular Edge查找圆边       159

2.3.8.5 Max Clamp最大夹钳 159

2.3.8.6 Clamp(Rake)夹钳(耙子)         159

2.3.8.7 Pattern Matching模式匹配        159

2.3.8.8 Object Tracking目标跟踪  159

2.3.8.9 Contour Analysis轮廓分析          159

2.3.8.10 Shape Detection形状检测       159

2.3.8.11 Map Defects映射缺陷     159

2.3.8.12 Caliper卡尺       160

2.3.8.13 Feature Detection特征检测    160

2.3.9 Identification识别菜单 160

2.3.9.1 OCR/OCV光学字符识别/光学字符验证   161

2.3.9.2 Particle Classification粒子分类  161

2.3.9.3 Barcode Reader条码读取器      161

2.3.9.4 2D Barcode Reader二维条码读取器          161

2.3.10 Tools工具菜单     161

2.3.10.1 Batch Processing批量处理       161

2.3.10.2 Performance Meter性能测量 169

2.3.10.3 View Measurements查看测量         170

2.3.10.4 Create LabVIEW VI创建LabVIEW函数   171

2.3.10.5 Create LabVIEW FPGA Code创建LabVIEW FPGA代码   179

2.3.10.6 Create C Code创建C代码        180

2.3.10.7 Create .NET Code创建.NET代码(2018之前版本可用)    184

2.3.11 Help帮助菜单      187

2.3.11.1 Show Context Help显示上下文帮助       187

2.3.11.2 Online Help在线帮助       187

2.3.11.3 Solution Wizard解决方案向导         187

2.3.11.4 Patents专利      187

2.3.11.5 About Vision Assistant关于视觉助手      188

3 Acquire Images采集图像 189

3.1 Acquire Image采集图像  190

3.2 Acquire Image(1394,GigE,or USB)采集图像(1394,千兆网,或USB     193

3.2.1 Main主体选项卡  198

3.2.2 Attributes属性选项卡   208

3.3 Acquire Image(Smart Camera)采集图像(智能相机) 216

3.4 Simulate Acquisition仿真采集          226

3.4.1 Main主体选项卡  229

4 Browse Images浏览图像 235

5 Processing Functions: Image处理函数:图像         239

5.1 Histogram直方图     241

5.1.1 Histogram直方图选项卡      244

5.1.2 Main主体选项卡  250

5.1.3 灰度图像直方图  252

5.2 Line Profile线剖面图         254

5.2.1 Line Profile线剖面图选项卡          257

5.2.2 Main主体选项卡  259

5.3 Measure测量   260

5.3.1 Main主体选项卡  263

5.3.2 Measure测量         265

5.3.2.1 Position位置        265

5.3.2.2 Length长度          269

5.3.2.3 Angle角度  270

5.2.3.4 Area面积    273

5.4 3D View三维视图    275

5.4.1 3D View三维视图选项卡      279

5.5 Brightness亮度 286

5.5.1 Brightness亮度选项卡  291

5.6 Set Coordinate System设置坐标系 302

5.6.1 Settings设置选项卡       306

5.7 Image Mask图像掩模       316

5.7.1 Main主体选项卡  319

5.7.2 Mask掩模选项卡  320

5.8 Geometry几何 333

5.8.1 Main主体选项卡  335

5.8.2 Geometry几何选项卡  336

5.8.2.1 Symmetry对称   337

5.8.2.2 Rotation旋转      340

5.8.2.3 Resampling重采样      348

5.9 Image Buffer图像缓存     354

5.9.1 Image Buffer图像缓存选项卡      356

5.9.1.1 Store存储   357

5.9.1.2 Retrieve取回       360

5.9.2 图像缓存实例       362

5.10 Get Image获取图像        366

5.10.1 Main主体选项卡         369

5.10.2 获取16位图像   375

5.10.3 获取图像实例     389

5.11 Image Calibration图像标定   391

5.11.1 Main主体选项卡         394

5.11.2 NI Calibration Training Interface标定训练接口程序 397

5.11.2.1 标定使用案例和选择标定类型简介      397

5.11.2.2 各种标定类型使用方法 401

5.11.2.2.1 Point Distance Calibration点距离标定 403

5.11.2.2.2 Point Coordinates Calibration点坐标标定   432

5.11.2.2.3 Distortion Model (Grid)畸变模型(网格)  442

5.11.2.2.4 Camera Mode (Grid)相机模型(网格)       476

5.11.2.2.5 Microplanes (Grid)微型平面(网格) 494

5.11.3 Calibration Data标定数据选项卡       520

5.11.4 图像标定实例     526

5.12 Image Correction图像校正    530

5.12.1 Image Correction图像校正选项卡     534

5.12.2 图像校正实例     536

5.13 Overlay覆盖    548

5.13.1 Main主体选项卡         550

5.13.2 Overlay选项卡     551

5.13.2.1 覆盖直线 553

5.13.2.2 覆盖折线 557

5.13.2.3 覆盖徒手画线 561

5.13.2.4 覆盖矩形 562

5.13.2.5 覆盖椭圆 565

5.13.2.6 覆盖多边形      568

5.13.2.7 覆盖徒手画区域      569

5.13.2.8 覆盖位图 570

5.13.2.9 覆盖文本 578

5.13.2.10 选择工具        587

5.13.3 Layer Management层管理选项卡      588

5.14 Run LabVIEW VI运行LabVIEW函数      589

5.14.1 Main主体选项卡         592

5.14.2 VI Control函数控件选项卡          608

5.14.3 运行LabVIEW VI实例        611

5.14.4 运行LabVIEW VI带图像的实例        618

5.14.4.1 Saving a VI for Distribution保存VI以便分发  620

6 Processing Functions: Color处理函数:颜色 633

6.1 Color Operators颜色运算符    635

6.1.1 Color Operators颜色运算符选项卡     639

6.1.1.1 Arithmetic Operators算术运算符概述      640

6.1.1.2 Divide Operator除法运算符特殊情况      640

6.1.1.2.1 Rounding Results舍入结果     641

6.1.1.2.2 Example示例   641

6.1.1.2.3 Division by Zero除以0    641

6.1.1.3 Logic and Comparison Operators逻辑和比较运算符       642

6.1.1.3.1 Truth Tables真值表 643

6.1.1.3.2 Example1示例1      643

6.1.1.3.3 Example2示例2      645

6.1.2 Add     645

6.1.3 Subtract     652

6.1.4 Multiply      654

6.1.5 Divide          658

6.1.6 Multiply Divide乘除       662

6.1.7 Modulo       671

6.1.8 Absolute Difference绝对差  674

6.1.9 And     677

6.1.10 Not   682

6.1.11 Not And与非        683

6.1.12 Or     686

6.1.13 Not Or或非 688

6.1.14 Exclusive Or异或 691

6.1.15 Not Exclusive Or异或非       695

6.1.16 Logical Difference逻辑差    697

6.1.17 Mask掩模    699

6.2 Color Plane Extraction颜色平面提取      703

6.2.1 Extract Color Plane提取颜色平面选项卡    704

6.2.2 Red Plane红色平面       706

6.2.3 Green Plane绿色平面   708

6.2.4 Blue Plane蓝色平面      709

6.2.5 Hue Plane色调平面       709

6.2.6 Saturation Plane饱和度平面         715

6.2.7 Luminance Plane亮度平面   717

6.2.8 Value Plane值平面         718

6.2.9 Intensity Plane强度平面       719

6.3 Color Threshold颜色阈值         722

6.3.1 Main主体选项卡  724

6.3.2 Color Threshold颜色阈值选项卡 725

6.3.3 颜色阈值实例       731

6.4 Color Classification颜色分类    737

6.4.1 Main主体选项卡  739

6.4.2 Color Classification Training Interface颜色分类训练接口程序  744

6.4.2.1 菜单按钮布局   749

6.4.2.2 Batch Training批量训练     756

6.4.2.3 Batch Classification批量分类     771

6.4.2.4 Training Summary训练总结       773

6.4.2.5 Add Samples添加样本        774

6.4.2.6 Classify分类         786

6.4.2.7 Testing the Classifier测试分类器        787

6.4.2.8 Options选项        790

6.4.2.9 Color Vector颜色向量        804

6.4.2.10 Edit Classifier编辑分类器         811

6.4.3 颜色分类官方示例       820

6.5 Color Segmentation颜色分割 827

6.5.1 Main主体选项卡  830

6.5.2 Settings设置选项卡       835

6.5.3 Pixel Mapping像素映射选项卡    843

6.5.4 颜色分类实例       844

6.6 Color Matching颜色匹配 847

6.6.1 Main主体选项卡  849

6.6.2 Template模板选项卡    850

6.6.3 Settings设置选项卡       857

6.6.4 Results结果    858

6.6.5 颜色匹配实例       859

6.7 Color Location颜色定位  864

6.7.1 Main主体选项卡  867

6.7.2 Template模板选项卡    867

6.7.3 Settings设置选项卡       872

6.7.4 Results结果    873

6.7.5 颜色定位实例       873

6.8 Color Pattern Matching颜色模式匹配    875

6.8.1 Main主体选项卡  877

6.8.2 Template模板选项卡    879

6.8.3 Settings设置选项卡       882

6.8.4 Results结果    885

6.8.5 颜色模式匹配实例       886

7 Processing Functions: Grayscale处理函数:灰度  888

7.1 Lookup Table查找表         889

7.1.1 Lookup Table查找表选项卡 894

7.1.2 Equalize均衡 895

7.1.3 Reverse反转  896

7.1.4 Logarithmic对数    897

7.1.5 Exponential指数    899

7.1.6 Square平方    901

7.1.7 Square Root平方根        902

7.1.8 Power XX   902

7.1.9 Power 1/X1/X    904

7.1.10 查找表实例         905

7.2 Filters滤波器    914

7.2.1 Filters滤波器选项卡     916

7.2.2 Smoothing-Low Pass平滑-低通    917

7.2.3 Smoothing-Local Average:平滑-局部平均 922

7.2.4 Smoothing-Gaussian平滑-高斯     928

7.2.5 Smoothing-Median平滑-中值        930

7.2.6 Edge Detection-Laplacian边缘检测-拉普拉斯     933

7.2.7 Edge Detection-Differentiation边缘检测-微分    942

7.2.8 Edge Detection-Prewitt边缘检测-普瑞维特         943

7.2.9 Edge Detection-Sobel边缘检测-索贝尔        948

7.2.10 Edge Detection-Roberts边缘检测-罗伯茨 951

7.2.11 Edge Detection-Canny边缘检测-坎尼         954

7.2.12 Convolution-Highlight Details卷积-高亮细节    960

7.2.13 Convolution-Custom卷积-自定义        962

7.3 Gray Morphology灰度形态学  965

7.3.1 Gray Morphology灰度形态学选项卡   968

7.3.2 Dilate膨胀     969

7.3.3 Erode腐蚀      974

7.3.4 Close  977

7.3.5 Open  980

7.3.6 Proper Close适当闭       984

7.3.7 Proper Open适当开       986

7.3.8 Auto Median自动中值 989

7.4 Gray Morphology Reconstruction灰度形态学重建         992

7.4.1 Gray Morphology Reconstruction灰度形态学重建选项卡 1000

7.4.2 灰度形态学重建实例  1018

7.5 FFT Filter快速傅立叶变换滤波器   1021

7.5.1 FFT Filter快速傅立叶变换选项卡         1022

7.6 Threshold阈值  1032

7.6.1 Main主体选项卡  1032

7.6.2 Threshold阈值选项卡   1034

7.6.3 Manual Threshold手动阈值 1037

7.6.4 Auto Threshold : Clustering自动阈值:聚类        1040

7.6.5 Auto Threshold : Entropy自动阈值:熵       1049

7.6.6 Auto Threshold : Metric自动阈值:度量    1053

7.6.7 Auto Threshold : Moments自动阈值:矩    1056

7.6.8 Auto Threshold : Interclass Variance自动阈值:类间方差 1060

7.6.9 Local Thresholding: Niblack局部阈值:尼布拉克       1063

7.6.10 Local Thresholding: Background Correction局部阈值:背景校正    1069

7.6.11 Local Thresholding: Sauvola局部阈值:绍沃拉         1073

7.6.12 Local Threshold : Modified Sauvola局部阈值:改进绍沃拉     1078

7.6.13 阈值需要考虑的问题         1083

7.7 Watershed Segmentation分水岭分割     1083

7.7.1 形态学分割  1083

7.7.2 分水岭变换  1085

7.7.3 Watershed Segmentation分水岭分割函数 1087

7.7.4 Watershed Segmentation分水岭分割选项卡      1090

7.7.5 Watershed Segmentation分水岭分割实例 1091

7.8 Operators运算符      1102

7.8.1 Operators运算符选项卡       1104

7.8.2 Add     1105

7.8.3 Subtract     1107

7.8.4 Multiply      1109

7.8.5 Divide          1110

7.8.6 Multiply Divide乘除       1111

7.8.7 Modulo       1113

7.8.8 And     1115

7.8.9 Not And与非 1116

7.8.10 Or     1117

7.8.11 Not Or或非 1118

7.8.12 Exclusive Or异或 1120

7.8.13 Not Exclusive Or异或非       1121

7.8.14 Logical Difference逻辑差    1122

7.8.15 Mask掩模    1123

7.8.16 Average平均值(旧版)    1125

7.8.17 Min最小值(旧版)  1127

7.8.18 Max最大值(旧版) 1128

7.8.19 Clear if <小于清除(旧版)        1129

7.8.20 Clear if < or =小于等于清除(旧版)         1130

7.8.21 Clear if =等于清除(旧版)        1131

7.8.22 Clear if > or =大于等于清除(旧版)         1132

7.8.23 Clear if >大于清除(旧版)        1133

7.9 Conversion转换         1135

7.9.1 Conversion转换选项卡          1136

7.9.2 转换函数实例       1139

7.10 Quantify量化  1151

7.10.1 Quantify量化选项卡   1152

7.10.2 量化实例     1154

7.11 Centroid质心  1155

7.11.1 Centroid质心选项卡   1157

7.11.2 质心实例     1158

7.12 Detect Texture Defects检测纹理缺陷   1162

7.12.1 什么时候使用纹理缺陷检测     1163

7.12.2 从纹理缺陷检测中期望得到什么     1163

7.12.3 Main主体选项卡         1165

7.12.4 Segmentation分割选项卡  1168

7.13 NI Texture Training Interface纹理训练接口程序 1178

7.13.1 纹理训练接口程序菜单按钮布局     1181

7.13.2 Defect Characterization缺陷特征       1184

7.13.3 Texture Classifier纹理分类器      1188

7.13.4 纹理缺陷检测的深入探讨         1201

7.13.4.1 Wavelet Frame Decomposition小波帧分解    1201

7.13.4.2 Wavelet Types小波类型  1204

7.13.4.3 Statistical Feature Extraction统计特征提取   1205

7.13.4.4 Gray-Level Co-Occurrence Matrix(GLCM)灰度共生矩阵 1205

7.13.4.5 Haralick Feature Extraction Haralick特征提取         1206

7.13.4.6 Support Vector Machine Classifier支持向量机分类器   1207

8 Processing Functions: Binary处理函数:二值        1208

8.1 Basic Morphology基础形态学          1208

8.1.1 Basic Morphology基础形态学选项卡  1210

8.1.2 Erode objects腐蚀目标          1214

8.1.3 Dilate objects膨胀目标          1217

8.1.4 Open objects开目标      1219

8.1.5 Close objects闭目标      1220

8.1.6 Proper Open适当开       1221

8.1.7 Proper Close适当闭       1222

8.1.8 Gradient In梯度内         1223

8.1.9 Gradient Out梯度外      1225

8.1.10 Auto Median自动中值        1229

8.1.11 Thick粗化     1230

8.1.12 Thin细化      1234

8.1.13 Hit-Miss Function击中击不中函数     1236

8.2 Advanced Morphology高级形态学 1237

8.2.1 Advanced Morphology高级形态学选项卡  1239

8.2.2 Remove small objects删除小目标         1242

8.2.3 Remove large objects删除大目标         1248

8.2.4 Remove border objects删除边界目标 1251

8.2.5 Fill holes填洞          1254

8.2.6 Convex Hull凸包    1256

8.2.7 Skeleton骨架 1259

8.2.8 Separate objects分割目标    1265

8.2.9 Label objects标签目标 1267

8.2.10 Distance距离       1270

8.2.11 Danielsson丹尼尔森    1275

8.2.12 Segment image分割图像    1278

8.3 Binary Morphology Reconstruction二值形态学重建      1281

8.3.1 Binary Morphology Reconstruction二值形态学重建选项卡       1283

8.3.2 二值形态学重建用方法       1285

8.3.3 二值形态学重建实例  1288

8.4 Particle Filter粒子滤波器         1291

8.4.1 Particle Filter粒子滤波器选项卡 1293

8.4.2 Particle Filter粒子滤波器实例      1296

8.5 Binary Image Inversion二值图像反转     1299

8.5.1 Invert Binary Image反转二值图像选项卡   1300

8.5.2 二值图像反转函数的作用  1303

8.6 Particle Analysis粒子分析         1306

8.6.1 Particle Analysis选项卡          1308

8.6.2 Particle Measure粒子测量   1313

8.6.2.1 粒子测量概念   1313

8.6.2.2 粒子测量项目   1314

8.6.2.3 Particle Concepts粒子概念         1315

8.6.2.4 Particle Holes粒子孔洞      1317

8.6.2.5 Coordinates坐标         1318

8.6.2.6 Lengths长度        1319

8.6.2.7 Ellipses椭圆         1321

8.6.2.8 Rectangles矩形  1321

8.6.2.9 Hydraulic Radius水力半径 1322

8.6.2.10 Areas面积         1322

8.6.2.11 Image Area图像面积        1322

8.6.2.12 Quantities数量 1323

8.6.2.13 Angles角度        1323

8.6.2.14 Ratios比率        1324

8.6.2.15 Factors系数      1324

8.6.2.16 Sums      1325

8.6.2.17 Moments       1325

8.6.3 粒子分析实例       1327

8.7 Shape Matching形状匹配        1329

8.7.1 Template模板选项卡    1330

8.7.2 形状匹配实例       1334

8.7.3 均衡化二值图像形状匹配  1342

8.8 Circle Detection圆检测    1346

8.8.1 Circle Detection选项卡 1347

8.8.2 圆检测实际应用  1351

9 Processing Functions: Machine Vision处理函数:机器视觉 1354

9.1 Edge Detector边缘检测器       1355

9.1.1 Edge Detection边缘检测      1356

9.1.2 什么时候可以使用边缘检测       1356

9.1.2.1 Gauging测量       1357

9.1.2.2 Detection检测    1357

9.1.2.3 Alignment对齐   1358

9.1.3 Edge Detection Concepts边缘检测概念       1359

9.1.3.1 Definition of an Edge边缘的定义      1359

9.1.3.2 Characteristics of an Edge边缘特征  1359

9.1.3.3 Edge Detection Methods边缘检测方法    1361

9.1.4 Extending Edge Detection to 2D Search Regions边缘检测扩展到二维搜索区域       1366

9.1.4.1 Rake耙子    1367

9.1.4.2 Spoke辐条  1367

9.1.4.3 Concentric Rake同心耙子 1368

9.1.5 Finding Straight Edges查找直边   1369

9.1.5.1 Rake-Based Methods基于耙子的方法      1369

9.1.5.2 Hough-Based Methods基于霍夫的方法   1371

9.1.5.3 Projection-Based Methods基于投影的方法     1373

9.1.5.4 Straight Edge Score直边分数     1374

9.1.6 Main主体选项卡  1374

9.1.7 Edge Detector边缘检测器选项卡        1376

9.1.7.1 Advanced Edge Tool高级边缘工具    1376

9.1.7.2 Simple Edge Tool简单边缘工具         1388

9.1.8 边缘检测器实例  1393

9.1.9 边缘检测器用于二值图像  1394

9.1.10 边缘检测器用于标定图像         1401

9.2 Find Straight Edge查找直边     1404

9.2.1 Main主体选项卡  1406

9.2.2 Settings设置选项卡       1409

9.2.3 Advanced高级选项卡   1423

9.2.4 Result结果选项卡 1424

9.2.5 查找直边应用实例       1426

9.3 Advanced Straight Edge高级直边    1428

9.3.1 Main主体       1430

9.3.2 Edge Detector Settings边缘检测器设置       1433

9.3.3 Straight Edge Settings直边设置选项卡         1460

9.3.4 Result结果选项卡 1467

9.3.5 高级直边实例       1468

9.4 Find Circular Edge查找圆边     1472

9.4.1 Main主体选项卡  1474

9.4.2 Settings设置选项卡       1477

9.4.3 Advanced高级选项卡   1483

9.4.4 Result结果选项卡 1484

9.4.5 查找圆边实例       1485

9.5 Max Clamp最大夹钳        1489

9.5.1 Main主体选项卡  1494

9.5.2 Settings设置选项卡       1496

9.5.3 最大夹钳实例       1516

9.6 Clamp(Rake)夹钳(耙子)       1517

9.6.1 Main主体选项卡  1520

9.6.2 Clamp夹钳设置选项卡          1521

9.6.3 夹钳(耙子)实例       1534

9.7 Pattern Matching模式匹配      1539

9.7.1 模式匹配介绍       1543

9.7.2 模式匹配技术       1545

9.7.3 深入了解归一化互相关       1554

9.7.4 Main主体选项卡  1555

9.7.5 NI Vision Template Editor视觉模板编辑器  1557

9.7.5.1 视觉助手中的视觉模板编辑器        1558

9.7.5.2 独立视觉模板编辑器        1568

9.7.6 Specifications规格选项卡     1598

9.7.7 Options选项  1617

9.7.7.1 Correlation - Low Discrepancy Sampling相关-低差异采样       1623

9.7.7.2 Correlation - Grayscale Value Pyramid and Gradient Pyramid相关-灰度值金字塔和梯度金字塔 1625

9.7.7.3 Geometric Matching几何匹配  1629

9.7.8 模式匹配例子       1637

9.8 Object Tracking目标跟踪 1642

9.8.1 Main主体选项卡  1645

9.8.2 NI Object Tracking Training Interface目标跟踪训练接口程序    1648

9.8.3 Objects目标选项卡       1673

9.8.4 Settings设置选项卡       1677

9.8.5 目标跟踪实例       1687

9.8.6 导出LabVIEW VI  1697

9.9 Contour Analysis轮廓分析        1700

9.9.1 轮廓分析介绍       1700

9.9.2 Main主体选项卡  1705

9.9.3 Extract Contour提取轮廓选项卡 1710

9.9.4 Analyze Curvature分析曲率选项卡      1725

9.9.5 Compare Contours比较轮廓选项卡     1729

9.9.5.1 To Fitted Contour与拟合轮廓比较    1730

9.9.5.2 To Template Contour与模板轮廓比较       1734

9.9.6 轮廓分析实例       1741

9.10 Shape Detection形状检测     1746

9.10.1 Main主体选项卡         1749

9.10.2 Curve Settings曲线设置选项卡 1751

9.10.3 Shape形状选项卡        1754

9.10.4 Settings设置选项卡    1759

9.10.5 形状检测实例     1772

9.11 Map Defects映射缺陷   1774

9.11.1 Main主体选项卡         1777

9.11.2 Specifications规格选项卡   1779

9.11.3 Options选项         1781

9.11.3.1 Correlation - Low Discrepancy Sampling相关-低差异采样     1785

9.11.3.2 Correlation - Grayscale Value Pyramid and Gradient Pyramid相关-灰度值金字塔和梯度金字塔        1786

9.11.3.3 Geometric Matching几何匹配         1788

9.11.4 映射缺陷检测实例     1790

9.12 Caliper卡尺     1798

9.12.1 Caliper卡尺选项卡      1803

9.12.2 Distance距离       1806

9.12.3 Mid Point中点     1808

9.12.4 Perpendicular Projection垂直投影     1808

9.12.5 Lines Intersection直线交点         1810

9.12.6 Angle from Horizontal水平角度 1811

9.12.7 Angle from Vertical垂直角度      1814

9.12.8 Angle Defined by 3 Points3点定义的角度    1816

9.12.9 Angle Defined by 4 Points4点定义的角度    1817

9.12.10 Bisecting Line平分线         1819

9.12.11 Mid Line中线     1823

9.12.12 Center of Mass质心  1823

9.12.13 Area面积   1825

9.12.14 Line Fit直线拟合        1830

9.12.15 Circle Fit圆拟合 1836

9.12.16 Ellipse Fit椭圆拟合   1840

9.12.17 卡尺实例  1841

9.13 Feature Detection特征检测  1846

9.13.1 Main主体选项卡         1848

9.13.2 Feature Detection特征检测选项卡   1851

10 Processing Functions:Identification处理函数:识别    1861

10.1 OCR/OCV光学字符识别/光学字符验证        1861

10.1.1 OCR介绍      1861

10.1.2 Main主体选项卡         1871

10.1.3 Train训练选项卡 1876

10.1.4 NI OCR Training Interface光学字符识别训练接口程序    1880

10.1.4.1 菜单按钮布局 1881

10.1.4.2 Train/Read训练/读取       1885

10.1.4.2.1 Threshold阈值       1886

10.1.4.2.2 Advanced Threshold高级阈值      1893

10.1.4.2.3 Size & Spacing大小和间距    1898

10.1.4.2.4 Read Options读取选项 1903

10.1.4.2.5 Results结果   1905

10.1.4.3 Edit Character Set File编辑字符集文件  1914

10.1.5 Threshold阈值选项卡          1920

10.1.6 Size大小选项卡   1924

10.1.7 Read Options读取选项        1926

10.1.8 字符识别实例     1932

10.2 Particle Classification粒子分类       1936

10.2.1 分类介绍     1936

10.2.2 训练分类器         1936

10.2.3 分类样本-二值粒子分类   1937

10.2.4 分类样本-颜色分类   1941

10.2.5 分类方法- Nearest Neighbor最近邻 1944

10.2.6 分类方法- Support Vector Machines支持向量机     1946

10.2.7 自定义分类器     1949

10.2.8 深入探讨     1950

10.2.9 Main主体选项卡         1953

10.2.10 Train训练选项卡       1959

10.2.11 NI Particle Classification Training Interface粒子分类训练接口程序       1962

10.2.11.1 菜单按钮布局        1965

10.2.11.2 Preprocessing预处理      1972

10.2.11.3 Add Samples添加样本   1979

10.2.11.4 Engine Options引擎选项        1987

10.2.11.5 Particle Classifier Options粒子分类器选项   1987

10.2.11.6 Classify分类    1988

10.2.11.7 Edit Classifier编辑分类器       1991

10.2.12 Threshold阈值选项卡       1997

10.2.13 Options选项卡  1998

10.2.14 Parameters参数选项卡    2003

10.2.15 粒子分类实例  2006

10.3 Barcode Reader条码阅读器  2010

10.3.1 仪器阅读器简介         2010

10.3.2 仪表函数     2010

10.3.3 LCD函数       2016

10.3.4 条码函数     2017

10.3.5 Main主体选项卡         2018

10.3.6 Read 1D Barcode读取一维条码选项卡     2031

10.3.7 Results结果选项卡      2038

10.3.8 条码阅读器NI官方示例   2045

10.4 2D Barcode Reader二维码阅读器 2054

10.4.1 二维码识别的要求     2055

10.4.2 Data Matrix数据矩阵 2055

10.4.2.1 质量分级 2056

10.4.2.1.1 ISO16022分级标准        2057

10.4.2.1.2 ISO 15415分级标准       2060

10.4.2.1.3 AIM DPM分级标准        2062

10.4.3 PDF417 2064

10.4.4 QR    2065

10.4.4.1 微型QR       2066

10.4.5 Main主体选项卡         2066

10.4.6 Settings设置选项卡    2075

10.4.6.1 Data Matrix设置选项卡  2075

10.4.6.2 PDF417设置选项卡 2131

10.4.6.3 QR Code设置选项卡         2133

10.4.7 Grading分级         2139

10.4.8 图像中包含多个二维码如何读取     2144

10.4.9 彩色二维码变形二维码如何读取     2146

11 视觉助手应用实例大全         2152

11.1 光盘表面划痕检测        2152

11.2 IC引脚间距测量     2155

11.3 字符正反检测        2162

11.4 Mark点定位   2167

11.5 线宽尺寸测量        2171

11.6 LED杯底位置与方向检测      2176

11.7 轴承表面缺口检测        2179

11.8 保险丝有无检测   2183

11.9 编带机元件方向判断   2189

11.10 手机摄像头对位 2194

11.11 晶片划痕检测      2201

11.12 螺孔有无攻牙      2205

11.13 异形元件定位      2212

11.14 小金属件正反检测      2217

11.15 药品有无检测      2223

11.16 二维码识别 2225

11.17 轴尺寸测量 2228

11.18 PCB板上元件有无判断        2231

11.19 USB接口弹片高度测量        2238

11.20 排线数量与线序检测 2243

11.21 玻璃板上的字符 2248

11.22 IC OCR较差质量   2251

11.23 胶量检测      2260

11.24 轴承滚珠数量检测      2267

11.25 摄像头上透镜方向判断      2272

11.26 白色丝带上油渍 2283

10.27 手机外壳螺丝有无      2286

11.28 电容正负极判断 2290

11.29 手机屏幕尺寸测量      2299

11.30 金属件变形和污渍检测      2308

12 LabVIEW集成视觉助手 2323

12.1 LabVIEW调用Vision Assistant Express VI      2323

12.1.1 Dialog Box Options对话框选项  2324

12.1.2 Block Diagram Inputs程序框图输入  2324

12.1.3 Block Diagram Outputs程序框图输出        2325

12.1.4 LabVIEW中调用视觉助手快速VI方法     2325

12.2 调用VDM函数的视觉助手步骤导出VI后的优化    2334

12.3 调用IVA函数的视觉助手步骤导出VI后的优化        2345

 

尊敬的读者,当您看到本页时,表示您已经获得了NI Vision Assistant 2020-2024 图像处理入门教程》的相关版本(实体版本、电子书等)。无论您从何渠道获得本教程,您仅拥有阅读权,本教程著作权等其他所有权归作者所有,未经作者同意,您无权将本教程用于出版、改编、印刷、复印、扫描、网络发布等。

NI视觉助手图像处理教程》作品登记证书

         上一版本的作品登记名称是《NI视觉助手图像处理教程》,著作权登记的名称有字数限制。本NI视觉助手2020/2024升级版是基于上一版编辑更新的。

NI Vision Assistant 2020-2024 图像处理入门教程》的复本时,表示您遵守了相关的法律法规。同时也表示了您对知识产权的承认以及对作者的尊重。

您通过石鑫华视觉网(http://shixinhua.com)可以了解到,作者在机器视觉行业有较丰富的应用经验,对于初学者或者是对机器视觉了解不深的工程师,或者可以提供一些必要的帮助,让您可以少走许多弯路,更快的掌握知识,更高效的完成你的机器视觉案例。可在机器视觉论坛http://visionbbs.com中注册账号,以获取更多机器视觉与图像处理的知识。

其次,感谢NI。因为NI为我们提供了这么好的视觉应用软件,可以非常快的设计验证视觉项目,了解机器视觉与图像处理。

第三,感谢Machine Vision。没有MV,我们大家也不会走进机器视觉这个圈子。因此我们大家都要感谢MV

NI Vision Assistant 2020-2024 图像处理入门教程》教程的部分理论知识翻译于NI视觉概念手册。如果需要查看相关的英文原档,可以参考NI视觉概念手册(注意其中也有不少错误)。

NI Vision Assistant 2020-2024 图像处理入门教程》教程中相关实例、应用方案,均源于作者多年工作中遇到的实际应用项目,具有一定的参考价值。也许您会遇到某个相同的项目,如果能做成,那您的回报,将远远大于本教程的投入,因此本教程是物有所值的。

NI Vision工具包里还包含了许多其他没有出现在视觉助手中的函数,如各种训练函数,如模式匹配、OCR训练,或者一些辅助的功能函数,如ROI转换为特定形状,或者其他一些测试测量函数,如环形耙子等。这些函数,在您学会了视觉助手后,并且能利用视觉助手生成VI编写一定的图像处理软件时,回过头再来了解这些函数时,将变得非常简单。因此建议读者从视觉助手开始,学习一些最常用的图像处理方法后,再去深入了解一些其他的图像方法,这样对于您的帮助可能是巨大的。NI提供视觉助手的目的,也是在于帮助工程人员能够快速的解决测试测量任务,而不是花大量的时间用于编写代码上。

版教程主要修正内容

上一版视觉助手PDF教程是基于视觉助手2012版创作的。视频教程则是基于视觉助手2017版录制的。NI视觉从2018版开始,界面风格发生了一定的变化。各个函数的图标变成了扁平化的蓝色系风格。同时相较于之前的版本,部分函数修正了一些内容或参数有所变化,例如模式匹配中将几何匹配也包含在内了,而不再设置独立的几何匹配函数,这些会做一些修正。另外也新增了如目标跟踪等函数,新增的函数也将增加介绍。

NI视觉软件官方更新比较缓慢,或者说NI都不是很重视图像处理软件的开发。VDM模块的功能更新也非常缓慢。在教程修正时的VDM虽然已经更新到2023Q1版(视觉助手是VDM下的辅助工具,同步更新到2023Q1版本),但是其实和VDM2020SP1并没有太大的差别。最近几年的更新,主要是面向嵌入式方面的更新。在Windows下的视觉助手,基本上是没有差别的。

视觉助手2023Q1支持的操作系统是Windows 11Windows 10Windows Server 2022Windows Server 2019Windows Server 2016等(仅64位系统,不再支持32位系统),不再支持Windows 7。而视觉助手2020SP1则是最后一个支持Windows 7的版本。因为在Windows 10中,QQ等软件的截图功能,查找软件窗口时会将软件的左、下、右自动放大到截取窗口的阴影区域(Windows 10的特效),截取的图像左、下、右会有背景干扰,尝试了很多方法和截图软件,效果都不是很好;而在Windows 7中截图则没有这样的问题。而且作者当前主要办公电脑,仍然是Windows 7系统,所以安装的也仍然还是VDM2020。加上视觉助手2023Q1对于视觉助手2020SP1没有什么功能增加修改,界面也基本上差不多,所以本教程仍然将以视觉助手2020SP1版本为主。如果遇到有Bug的函数,会验证一下视觉助手2023中是否有更新解决(通常都不会解决,有些问题都出现很多年了,也没有工程师来更新)。而像视觉助手2020SP220212022Q3等版本,将不会介绍这些版本。因为一台电脑只能有一个VDM版本,要验证就得在不同的电脑或多系统中安装,也比较麻烦。而本身这些版本也没有什么差别,就不再去介绍这些版本了。

在作品快要创作完成时,NI更新了VDM2024Q1,同步更新了视觉助手Vision Assistant 2024 Q1,所以这里也同样看一下视觉助手2024Q1版本有没有更新变化。

视觉助手2024Q1

视觉助手2024Q1欢迎界面

         貌似没有什么大变化,点击新建视觉助手脚本,进入配置界面看看:

处理函数:图像

处理函数:颜色

处理函数:灰度

处理函数:二值

处理函数:机器视觉

处理函数:识别

关于视觉助手2024Q1

         从上面的处理函数选板中可以看到,没有什么变化,和视觉助手2020SP1版的函数一样。至于算法内部或参数有没有什么变化,这个得认真研究过后才知道。不过VDM2024Q1连自述文件都没有更新,应该是没有什么更新内容。

在后面的教程中遇到的Bug问题,之前都是在2023Q1中验证的,这里也会重新在2024Q1中验证一下有没有解决。

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