基于LabVIEW的圖像反色處理系統(tǒng)方案

1、 PAGE11 / NUMPAGES12目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc2191045720.前言 PAGEREF _Toc219104572 h 1HYPERLINK l _Toc2191045731. 總體方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104573 h 2HYPERLINK l _Toc2191045741.1 圖像反色原理 PAGEREF _Toc219104574 h 2HYPERLINK l _Toc2191045751.2 程序流程圖 PAGEREF _Toc219104575 h 2HYPERLINK l _Toc2191045762

2、.模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104576 h 3HYPERLINK l _Toc2191045772.1 各模塊的設(shè)計(jì)原理 PAGEREF _Toc219104577 h 3HYPERLINK l _Toc2191045782.1.1 圖像讀入模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104578 h 3HYPERLINK l _Toc2191045792.1.2圖像處理模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104579 h 3HYPERLINK l _Toc2191045802.1.3圖像存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104580 h 4HYPERLINK

3、l _Toc2191045812.2圖像顯示與處理面板設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104581 h 4HYPERLINK l _Toc2191045822.2.1 前面板的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104582 h 4HYPERLINK l _Toc2191045832.2.2流程圖設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc219104583 h 5HYPERLINK l _Toc2191045843. 調(diào)試與結(jié)果分析 PAGEREF _Toc219104584 h 5HYPERLINK l _Toc2191045853.1 運(yùn)行檢驗(yàn) PAGEREF _Toc219104585 h 5H

4、YPERLINK l _Toc2191045863.2 調(diào)試分析 PAGEREF _Toc219104586 h 7HYPERLINK l _Toc2191045874. 結(jié)論與進(jìn)一步設(shè)想 PAGEREF _Toc219104587 h 8HYPERLINK l _Toc219104588參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc219104588 h 8HYPERLINK l _Toc219104589課設(shè)體會(huì) PAGEREF _Toc219104589 h 9HYPERLINK l _Toc219104590附錄基于LabVIEW的圖像反色處理系統(tǒng) PAGEREF _Toc219104590 h

5、10基于LabVIEW的圖像反色處理系統(tǒng)摘要：本論文闡述的是基于LabVIEW的圖像反色處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。反色又叫補(bǔ)色，紅的補(bǔ)色是綠色，藍(lán)的補(bǔ)色是橙色，黃的補(bǔ)色是紫色，由這三種對(duì)比關(guān)系可引出很多對(duì)比的反色。對(duì)于彩色圖像的R、G、B各彩色分量取反的技術(shù)就是圖像的反色處理，這在處理二值化圖像的連通區(qū)域選取的時(shí)候非常重要。如物體連通域用黑色表示，而二值化后的物體連通域圖像可那是白色的，而背景是黑色的，這時(shí)應(yīng)手動(dòng)選取圖像的反色處理或有程序根據(jù)背景和物體連通域兩種顏色的數(shù)量所占比例而自動(dòng)選擇是否選擇選取圖像的反色處理。本文主要分三個(gè)部分介紹，即圖像的導(dǎo)入、反色處理，存儲(chǔ)并顯示圖像的像素、深度等參數(shù)。

6、關(guān)鍵字：圖像導(dǎo)入；反色處理；顯示存儲(chǔ)；前言LabVIEW是一種圖形化的編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境，是一個(gè)功能強(qiáng)大并且靈活的軟件，利用它可以方便的建立自己的虛擬儀器。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不需要編寫(xiě)程序代碼，而是“繪制”程序流程圖。LabVIEW盡可能利用工程技術(shù)人員熟悉的術(shù)語(yǔ)、圖標(biāo)和概念，因而它是一種面向最終用戶的開(kāi)發(fā)工具，可以增強(qiáng)工程人員構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，可以為實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)提供便捷途徑。以LabVIEW為代表的圖形化語(yǔ)言，有稱為“G”語(yǔ)言。它能夠以其直觀簡(jiǎn)便的編程方式、眾多的源碼級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、多種多樣的分析和表達(dá)功能支持，為用戶快捷地構(gòu)筑自己在實(shí)際生產(chǎn)中所需要的

7、儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件，是一種通用的編程系統(tǒng)，具有各種各樣、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)，包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，甚至還有目前十分熱門的網(wǎng)絡(luò)功能。LabVIEW也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步等。LabVIEW的動(dòng)態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動(dòng)態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)與其變化情況，比其它語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境更方便、更有效。此外利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，能脫離LabVIEW環(huán)境運(yùn)行,像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多種版本，這給發(fā)布應(yīng)用程序帶來(lái)了極大的方便。利用LabVIEW軟

8、件能對(duì)圖像進(jìn)行處理的方式有很多種，如對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)、圖像特征提取、圖像分割等。但考慮到現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，本文選擇了對(duì)圖像進(jìn)行了反色處理。大家對(duì)照片的底片一定都很熟悉了，底片上的顏色與色彩鮮艷的照片的顏色是正好相反的，即反色，這也是我們制作反色圖像的核心。圖像反色實(shí)際上就是取每一個(gè)像素點(diǎn)的相對(duì)顏色值進(jìn)行處理。本設(shè)計(jì)根據(jù)這一原理進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1. 總體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，主要利用labVIEW方便Picture Functions功能模塊。能直接讀入和存儲(chǔ)圖像。再通過(guò)算法改變每一像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的RGB方法就能得到了反色的圖像。1.1 圖像反色原理我們所見(jiàn)到的圖片各種色彩都是由紅、綠、藍(lán)三種顏色按不

9、同的比例混合而成的，這就是我們所說(shuō)的三基色，它們的顏色值（RGB值）是0255，所以我們只需去的圖像上各個(gè)點(diǎn)的RGB值，然后用255減去這個(gè)值，并將這個(gè)值重新賦值給各個(gè)點(diǎn)，就會(huì)達(dá)到我們想要的底片效果了，即反色處理。1.2 程序流程圖程序運(yùn)行時(shí)，首先從硬盤中選擇要導(dǎo)入圖像，通過(guò)Read BMP File.Vi 導(dǎo)入圖像，再通過(guò)與圖像的數(shù)據(jù)做減法運(yùn)算后重新賦值，獲得反色后的圖并存儲(chǔ)。具體程序流程圖如圖1所示。開(kāi)始讀入圖像獲得圖像數(shù)據(jù)與255做減法運(yùn)算重新賦值給圖像各個(gè)點(diǎn)顯示并存儲(chǔ)圖像圖1 程序流程圖2.模塊的設(shè)計(jì)基于以上的分析，以處理BMP格式圖像為例，用labVIEW編寫(xiě)程序?qū)D像進(jìn)行處理并在計(jì)

10、算機(jī)屏幕上顯示出來(lái)。本系統(tǒng)可為三個(gè)模塊即圖像的導(dǎo)入、反色處理和顯示并存儲(chǔ)處理后的圖像。2.1 各模塊的設(shè)計(jì)原理2.1.1 圖像讀入模塊的設(shè)計(jì)在本模塊中，用戶只需要在導(dǎo)入BMP格式的圖像, 經(jīng)過(guò)Draw Flattened Pixmap.Vi操作（繪制平化像素圖）后，New picture（原始圖象）就會(huì)根據(jù)用戶導(dǎo)入圖像進(jìn)行顯示。其模塊由圖2所示。圖2 讀入圖像模塊2.1.2圖像處理模塊設(shè)計(jì)圖3 圖像處理模塊在本模塊中將原圖像的的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)Array Size，由于image date輸入的為一維數(shù)組，所以輸出的是一個(gè)整數(shù)值，接入for loop的計(jì)數(shù)端子決定循環(huán)執(zhí)行次數(shù)。數(shù)據(jù)與255做減法運(yùn)算

11、后，重新賦值給各個(gè)點(diǎn)。通過(guò)bundle函數(shù)輸出，再經(jīng)過(guò)顯示就得到了反色處理后的圖像。Rectangle來(lái)顯示圖像的像素，image depth來(lái)顯示圖像的深度。其模塊如圖3所示。2.1.3圖像存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)在本模塊中，Write BMP File.Vi接收到處理后的圖像，將圖像進(jìn)行存儲(chǔ)。再次經(jīng)過(guò)Draw Flattened Pixmap.Vi操作（繪制平化像素圖），將處理后的圖像顯示在計(jì)算機(jī)上。其模塊如圖4所示。圖4 圖像存儲(chǔ)模塊2.2圖像顯示與處理面板設(shè)計(jì)2.2.1 前面板的設(shè)計(jì)前面板是圖形化的用戶界面，用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量。執(zhí)行ControlsButtonsbuttons&Swit

12、chesOk Buttons操作，放置開(kāi)始按鈕，用來(lái)控制執(zhí)行過(guò)程。此處添加了4個(gè)按鈕，分別顯示導(dǎo)入圖像、獲取數(shù)據(jù)、顯示處理后的圖像、存儲(chǔ)圖像。執(zhí)行ControlsButtonsbuttons&SwitchesStop Button操作，放置停止按鈕，用來(lái)控制While Loop。完成后的面板如圖5所示。 圖5 前面板窗口設(shè)計(jì)2.2.2流程圖設(shè)計(jì)(1)執(zhí)行All FunctionsStructuresEvent Structure操作，放置事件結(jié)構(gòu)。 (2) 執(zhí)行All FunctionsStructuresWhile Loop操作，放置While循環(huán)。(3) 執(zhí)行All FunctionsGr

13、aphics&soundGraphics FormatsRead BMP File.Vi操作，讀入圖像。(4)執(zhí)行All FunctionsGraphics&soundPicture FunctionsDraw Flattened Pixmap.Vi操作，繪制平化像素圖。 (5)執(zhí)行All FunctionsArrayArray Size操作，放置任意維數(shù)的數(shù)組。(6)執(zhí)行All FunctionsGraphics&soundGraphics FormatsWrite BMP File.Vi操作，存儲(chǔ)圖像。完成后的面板如圖6所示，進(jìn)行連線。圖6 框圖窗口設(shè)計(jì)3. 調(diào)試與結(jié)果分析3.1 運(yùn)行檢驗(yàn)

14、基于以上設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，隨著前面板的Run按鈕的按下，當(dāng)導(dǎo)入圖像的按鈕按下時(shí)，界面提示Select the bitmap file to load ，表示從電腦的硬盤中選擇要上傳的圖像。當(dāng)獲取數(shù)據(jù)按鈕按下時(shí)，界面就會(huì)顯示圖像的像素、深度等參數(shù)。 當(dāng)顯示處理后的圖像按鈕按下時(shí)，界面就會(huì)顯示處理后的圖像。當(dāng)存儲(chǔ)圖像按鈕時(shí)按下， 界面提示Select the BMP file to write，表示選擇經(jīng)過(guò)處理后的圖像所要存儲(chǔ)的位置。然后整個(gè)過(guò)程結(jié)束。其導(dǎo)入過(guò)程界面如圖7所示，圖像的數(shù)據(jù)的顯示與顯示反色后的圖像界面過(guò)程如圖8所示，存儲(chǔ)處理后的圖像界面如圖9所示。圖7 圖像的導(dǎo)入界面圖8

15、圖像的數(shù)據(jù)的顯示與顯示反色后的圖像界面圖9 存儲(chǔ)處理后的圖像界面據(jù)上圖可知，基本上達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的目的。3.2 調(diào)試分析在實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，為了使界面方便用戶的使用，本設(shè)計(jì)才用的是時(shí)間結(jié)構(gòu)。在后面板編輯代碼時(shí)，運(yùn)行出現(xiàn)了如圖10所示的結(jié)果。圖10 調(diào)整前的運(yùn)行結(jié)果分析出現(xiàn)上述結(jié)果的原因：基于本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，添加事件的時(shí)候要用到上個(gè)事件中的數(shù)據(jù)，上圖中雖然是image date，但是在前面板又生成了另一個(gè)數(shù)據(jù)，不符合事件結(jié)構(gòu)的要求。解決方法：把上圖中image date數(shù)組常量，通過(guò)點(diǎn)擊右鍵選擇CreatLocal variable 改變?yōu)榕c第2個(gè)事件中一樣的數(shù)據(jù)類型。調(diào)整后的后面板和運(yùn)行

16、結(jié)果如圖11所示。圖11 調(diào)整后的運(yùn)行結(jié)果4. 結(jié)論與進(jìn)一步設(shè)想本實(shí)驗(yàn)基本上實(shí)現(xiàn)了圖像的顯示與反色處理，但圖像顯示界面有一定的缺陷，只能顯示設(shè)定大小區(qū)域的圖像，如果能將圖像進(jìn)行縮放后再進(jìn)行處理顯示，那么顯示界面就會(huì)更美觀些。參考文獻(xiàn)1 侯國(guó)屏等. LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì).：清華大學(xué)，2005.2 陸綺榮. 基于虛擬儀器技術(shù)個(gè)人實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建. : 電子工業(yè),20063 君華等.基于 LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計(jì).: 電子工業(yè),20034樂(lè)平海濤磊 LabVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用（第2版）電子工業(yè) 20065蔡建安潔華基于LabVIEW的工程軟件應(yīng)用 大學(xué) 2006課設(shè)體會(huì)三個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，在這緊的3周課程設(shè)計(jì)中，我收獲很多。不僅對(duì)虛擬儀器的知識(shí)也有了更深一步的掌握，對(duì)圖像處理也有了更深層次的了解，而且對(duì)LabVIEW軟件的應(yīng)用也更加熟悉。從找不到模塊到能熟練應(yīng)用的過(guò)程，我收獲了知識(shí)。明白了課程設(shè)計(jì)不只是單單的重復(fù)上課所學(xué)到的知識(shí)，而且要學(xué)會(huì)將學(xué)到的知識(shí)充分的應(yīng)用到實(shí)際中。在這三周的努力當(dāng)