NIVisionBuilderAI入门教程第六章视觉助手(2).doc

第6章 视觉助手（2）
Vision Builder AI入门教程 第六章 视觉助手（二）-彩色选板

图6-1 彩色选板
彩色选板中相对比较简单，只有三个函数，如图6-1所示。Color Operators彩色运算、Extract Color Planes抽取彩色平面、Color Threshold彩色阈值。下面逐一介绍。
1.   Color Operators彩色运算：在图像上执行算术和逻辑运算。如图6-2所示，将两幅图像进行加法运算，其作用将是对两幅图像各像素点进行加计算，最大值取255（彩色图像对应如RGB各通道都最大255，灰度图对应灰度级最大255，二值化图像只有0、1两个值）。

图6-2 彩色运算-图像加常量黑（0，0，0）
图6-2中的实例，检查状态为原始图像（如右上角所示，OK产品）→图像缓存→获取图像（得到另一幅图像，如图中预览区所示，有NG标签）→运算（加法）。点击加法时，默认使用的是与常量0（即黑色）相加，这样不会改变图像效果。我们可以让图像添加0~255的任一一个常量，当然相加后的最大值，如果超出255，将会被强制转换成255，如图6-3所示；如果前面有图像缓存，那么我们还可以与图像相加，如图6-4所示。

图6-3 彩色运算-图像加蓝色（0，0，255）常量

图6-4 两幅彩色图像相加
图像与图像运算时，对于不同类型的图像，各运算方法要求的也不一样，如加法的运算类型有如下的规则：

图6-5 加法运算图像类型规则
图6-5的规则在VDM中的帮助文档中可以查看到，第一个等式的意思是无符号8位图与无符号8位图相加还是无符号8位图，第二个等式的意思是无符号8位图像与有符号16位图像相加则为有符号16位图像，最后一个图的意思是彩色无符号32位图与彩色无符号32位图仍然是彩色无符号32位图。其它运算法则可以查看VDM相关文档，相加时符合就高不就低原则，即无符号与有符号相加时会变成有符号，少位数的图像与多位数的图像相加会变成多位数的图像。
图像与图像运算时，参与运算的图像尺寸必须一致，如图6-6所示的希望两个不同大小的彩色图像（一幅是2048*1536，另一幅是1600*1200）相加时，无法加载前面已经缓存的图像，只能与常量进行运算。

图6-6不同尺寸图像相加—无法完成
方法：当我们必须要对两个不同尺寸的图像运算时，可以对小尺寸的图像进行扩边，或者对大尺寸的图像进行压缩重新取样，或对大尺寸图像进行剪裁，以使它们的尺寸相同，这样就可以实现运算了。
彩色运算中还除了加法外，还有减法、乘法、除法；逻辑算法中的与、或、非等。方法与加法类似，可以自己摸索。

2.   Extract Color Planes抽取彩色平面：从图像中抽取三种颜色平面（RGB、HSV或HSL）。点击此函数，内部有列表框，如图6-7所示。

图6-7 抽取颜色平面
抽取颜色平面列表框中共有以下项目可供选择：
· Image Source—原始输入图像
· RGB – Red Plane—从RGB图像中抽取红色平面。
· RGB – Green Plane—从RGB图像中抽取绿色平面。
· RGB – Blue Plane—从RGB图像中抽取蓝色平面。
· HSL – Hue Plane—从HSL图像中抽取色相（色调）平面。
· HSL – Saturation Plane—从HSL图像中抽取饱和度平面。
· HSL – Luminance Plane—从HSL图像中抽取亮度平面。
· HSV – Value Plane—从HSV图像中抽取值平面。
· HSI – Intensity Plane—从HIS图像中抽取强度平面。
这个函数的作用是将彩色图像转换成灰度图像。很多时候，我们的相机是彩色的（如一些刚入门的童鞋使用的摄像头），但是我们更希望得到一幅灰度图像，又或者我们的处理函数只能接受灰度图像。这时就需要使用这个函数将彩色图像转换成灰度图像。RGB、HSL、HSV、HIS颜色空间可以参考相关的资料了解其定义。

图6-8 抽取HSV颜色空间的值平面
图6-8演示了从彩色图像中抽取HSV颜色空间的值平面后得到的灰度图。在实际应用中，具体抽取哪个颜色平面将彩色图像转换成灰度图像，我们需要根据需要的特征来进行合理的判断。如果特征是红色的，背景是黑色的，那么抽取红色平面比抽取蓝色平面等要强许多。因为抽取红色后，可以将红色保留下来，得到较明亮的特征，而黑色背景依然会保留为黑色背景，这样有利于图像处理。

3.   Color Threshold彩色阈值：对彩色图像的三个平面应用阈值处理，并将结果转换为二值图像。点击函数，进入配置界面。

图6-9 颜色阈值
Color Model：为颜色空间模式，有RGB、HSL、HSV、HSI等
Preview Color：预览颜色，即将在阈值范围内的值用预览颜色替代，不在阈值范围内的值，则保留原色，完成二值化后，则将其用黑色代替。
Red/Hue：红色、色调
Green/ Saturation：绿色、饱和度
Blue/ Luminance/ Value/ Intensity：蓝色、亮度、值、强度
Histogram：直方图—线性与对数二个选项可选

通过Red、Green、Blue(RGB颜色模式时为红、绿、蓝，HIS颜色模式时为色调、饱和度、亮度，其它颜色模式类推)三个参数设置恰当的阈值，从而对彩色图像进行二值化处理，以达到要求。如图6-10，6-11所示。

图6-10 彩色图像做阈值设置时效果

图6-11 彩色图像二值化后的二值图
在这一章节中，有一个比较重要的函数就是彩色图像灰度化。这个是许多刚入门工程人员面临的问题。因为许多刚入门的工程人员使用的都不会是专业的工业相机，而是普通的摄像头。而这类摄像头通常是彩色的。因此许多时候需要将彩色图像转换为灰度图像，而利于其它函数处理。因此这个函数就成了后期处理的一些必须函数。