对于labview平台的焊接电弧图像研究

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1、北京石油化工学院学报第19卷第4期Vo1．19NO．4JournalofBeijingInstituteof2011年12月Dec．2011Petro—chemicalTechnology基于Labview平台的焊接电弧图像研究张艳清高辉孙立强周灿丰焦向东(1．北京化工大学，北京100029；2．北京石油化工学院，北京102617)摘要焊接电弧图像包含非常丰富的信息。为了获得清晰的电弧图像，笔者通过CCD摄象机摄取焊接电弧图像，并且经图像采集卡去噪、滤波，然后将采集到的图像送人计算机系统进行图像处理。该处理方法主要是基于Labview平台并通过低通滤波来实现的，即对

2、焊接电弧图像的数字化信息进行处理，从而能够滤去图像中像素值突变较大的小区域，使得图像变得更加平滑、清晰，能够便于提取出实验所需要的图像信息。关键词Labview；焊接电弧；图像处理；低通滤波中图法分类号TP319．4随着计算机技术的不断发展以及图像处理本实验采用的是数字CCD摄像头，该摄像算法的不断改进，基于Iabview数字化图像处头主要是通过高速串行通用接口与数据采集卡理方法在各个领域也得到了越来越广泛的应相连，也可以直接通过高速USB接口与PC机用。Iabview是一种开发环境，由美国国家相连，此摄像头可以输出8位或16位黑白图(NI)公司研制开发，类似于C和

3、Basic开发环像，传输速率为400Mbps，帧频为20fps。所使境，但是Labview与其他语言的显著区别是：用IMAQPCI一8254R图像采集卡通过PCI插其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生槽与PC机相连，另一端通过高速USB接口与代码，而Labview使用的是图形化编辑语言G摄像头相连，并且可以同时安装2个摄像头，其编写程序，产生的程序是框图的形式1]。而笔数据传输速度为400Mbps，帧频达到60{ps。者主要是在Labview开发环境中对采集到的进行实验时，首先用数字CCD摄像头对TIG焊弧图像进行处理。所谓图像处理就是TIG焊弧进行图像采样，然

4、后将采集到的图像用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的经过图像采集卡(NIPCI一8254R)去噪、滤波等技术，又称影像处理。而一般的图像处理都是处理，将处理后的数字信息传输到PC机_4]。数字图像处理，笔者所处理的对象就是数字图硬件系统如图1所示。像，该数字图像是通过数字摄像头、图像采集卡等设备进行采集、去噪以及A／D转换而得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值称为灰度值。]。数字图像处理就是对这些像素值进行分析和处理，使图像更加清晰，并能很好的提出所需要的图像信息。1焊接电弧图像采集的硬件装置与软件平台1．1图像采集硬件装置图1图像采集硬件系统收稿

5、日期：201l一07—1O36北京石油化工学院学报2010年第19卷数字CCD摄像头通过高速USB数据线与图像。而图3就是静态图像读取的程序框图和图像采集卡相连，这样不仅传输速度快，而且采前面板显示的TIG焊弧图像(实验条件：工件集到的信号不容易失真，图像采集卡通过PCI直径15cm的不锈钢管，焊接电流为120A，焊插槽与PC机相连，实时性强，数据传输速接弧长3mm)。度快。1．2图像采集软件设计首先在Labview软件开发平台下，根据图像采集的相关知识，在Labview程序面板中选取视觉与运动中的ImaqCreat模块，通过该模块可以为采集到的图像提供一个内存空间

6、。图2为ImaqCreat模块的连线图。Rn⋯Si(a)读取图像的程序框图图2ImaqCreat模块的连线图由图2可以看到，ImaqCreat模块共有6个接线端：ImageName：与被创建的图像的名称相联系，每一个被创建的图像都必须有一个单独的名称；BorderSize：根据处理图像的尺寸以及像(b1前面板显示图素位，设定图像周围边界尺寸的大小，一般为默图3静态图像读取程序框图与前面板图认值；ImageType：图像的类型。处理不同类型的图像文件要选取相应的类型。图像类型主要2图像低通滤波的处理有以下几种：Grayscale(U8)、Grayscale(16)、低

7、通滤波是一种过滤方式，规则为低频信Grayscale(SGL)、Complex(CSG)、RGB号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号(U32)、HSL(U32)、RGB(U64)以及则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依Grayscale(U16)。而实验采用的摄像头能够据不同的频率以及不同的滤波程序(目的)而改输出8位灰度图，所以此接线端选用Grayscale变_6]。笔者所采用的低通滤波方法基本思想就(U8)；是通过对图像像素容差的设定(相邻像素位之NewImage：图像的输出端；间像素值变化的幅度)来保留图像中低频成分，Errorin和erroro