软件工程及虚拟仪器技术--基于labview的图像采集浅析解析

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1、相机的控制、自动对焦与图像采集技术的研究软件工程及虚拟仪器技术--基于Labview的图像采集浅析学院：机电学院日期：2013-5-2918相机的控制、自动对焦与图像采集技术的研究在工业生产和科研领域，相机（包括摄像头）是获取图像信息的主要设备。近年来，随着对产品质量和生产效率要求的不断提升，机器视觉技术获得越来越广泛应用。相机的性能、相机镜头的精确程度等因素都会极大地影响到整个系统，因此，对相机的功能控制、性能测试与校正显得尤为重要，这也是机器视觉测试系统取得理想效果的关键所在。自动对焦技术是获取优质图像的关键，镜头对焦不好对后续的图像处理影响很大，因此，自动对焦技术是目前机器视觉

2、的研究热点之一。机器视觉技术是20世纪70年代在遥感图像处理和医学图像处理技术成功应用的基础上逐渐兴起的,并应用于多种领域。在我国机器视觉仍属新兴行业,但是随着产业化的发展对机器视觉技术的需求必将呈上升趋势。虚拟仪器技术就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。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少以及出色的集成这四大优势。基于虚拟仪器技术的机器视觉技术可以快速地开发机器视觉应用程序，其中包括各种图像处理的功能，并可应用在很多实际工程中。1.1虚拟仪器技

3、术概述1986年美国国家仪器公司NI（NationalInstruments）首先提出了虚拟仪器的概念。所谓虚拟仪器（VI，Virtaul18相机的控制、自动对焦与图像采集技术的研究Instument）是指通过应用程序将通用计算机与功能化模块结合起来，用户可以利用计算机强大的数据处理存储图形环境和在线帮助功能，建立图形化界面的虚拟仪器软面板，完成对仪器的控制数据分析存储和显示，改变传统仪器的使用方式，提高仪器的功能和使用效率，大幅度降低仪器的价格，且使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能[1]。与传统仪器相比，虚伪仪器打破了传统仪器的“万能”功能概念，充分利用计算机技术，强调“软件就

4、是仪器”的新概念，软件在某种程序上可以完成传统仪器不可能实现的硬件测试功能：仪器或系统的功能，规模可以由用户自己定义，虚拟仪器的开放性和功能软件的模块化，使得组建系统变得更加灵活简单。虚拟仪器是建立在当今世界最新的计算机和数据采集技术的基础上，技术更新很快。虚拟仪器具有虚拟仪器的主要特点有：（1）软件是虚拟仪器的核心。虚拟仪器的硬件确立后，它的功能主要通过软件来实现的，所以美国车家仪器公司就曾提出一个著名的口号：软件就是仪器。（2）虚拟仪器的性价比高。一方面，虚拟仪器能同时对多个参数进行实时高效的测量，而且，用户也可以随时根据需要调整虚拟仪器的功能，大大缩短了仪器在改变测量对象时更新

5、周期。另一方面，采用虚拟仪器还可以减少测系统的硬件环节，从面降低系统的开发成本和维护成本，因此，使用虚拟仪器比传统仪器更经济。（3）虚拟仪器的出现，缩短了了仪器厂商与用户之间的距离。虚拟仪器使得用户能根据自己的需要定义仪器的功能，利用虚拟仪器，用户可以组建更好的测试系统，并且更容易增强系统的功能。由于PC机能提供远胜于仪器内部的处理能力，因些借助一台通用18相机的控制、自动对焦与图像采集技术的研究数据采集系统（或板卡），用户就可以通过软件构造几乎任意功能的仪器。（4）虚拟仪器具有良好的人机界面。在虚拟仪器中，测控操作是通过计算机屏幕上的，与传统仪器面板相似的友好图开形界面来实现的。（

6、5）虚拟仪器具有和其它设备互联的能力。如和总线或现场总线等的接口能力，此外，还可以将虚拟仪器接入网络，以实现对现场生产的监控和管理。（6）虚拟仪器的硬软件都具有开放性模块化可重复使用及互换性等特点。因此用户可以根据自己的需要灵活组合，大大提高了使用效率，减少了投资。当然，虚拟仪器的特点还不止于这些，作为新型仪器，还有许多传统仪器无法比拟的地方。这使得虚拟仪器的应用领域非常广泛。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。虚拟仪器技术经过十

7、几年的发展，标准化、模块化、软件化、网络化的开放式体系结构将成为未来虚拟仪器重要发展方向。为了更方便用户使用各仪器制造商和各仪器标准化组织，都不断致力于对硬件和软件的标准化。VXI技术的开放式体系结构和模块化的自动测试技术，使之成为未来虚拟仪器理想硬件。以PC机，特别以工控PC为中心的体系结构，以其板卡的高性价比和丰富的软件而将被广泛用于USB，由于18相机的控制、自动对焦与图像采集技术的研究其简单、快速和价格便宜，将在未来的虚拟仪器中得到广泛应用。VXI