NIVisionBuilderAI入门教程第五章视觉助手(一).doc

第五章 视觉助手(一)
NI的软件，许多的工具包（如DAQ、运动、视觉等）都有相应的助手，以方便用户使用。因为使用这些软件的人并不一定是这个领域的专业人士，因此NI针对不同的工具包，特意设计了相应的助手，用于快速学习、演示、设计测试测量功能。视觉中也有相应的视觉助手，VDM中有视觉助手，VBAI中亦有视觉助手，二者功能上大体相同，略有差别(VDM中的视觉助手功能要强大一点)。

图5-1 视觉助手在函数选板中的位置
如图5-1所示，视觉助手在增强图像选板的第一个。点击此函数，将出现视觉助手主体，如图5-2所示。

图5-2 视觉助手主体
在主体中，同样有步骤名、ROI、改变ROI位置，这些在前面都已经介绍过了，这里不多介绍。另外还有一个图像处理步骤，这里是显示用视觉助手处理过的所有步骤。刚进来时，没有步骤，点击Edit编辑…打开视觉助手，进行步骤编辑。VBAI视觉助手的界面如图5-3所示。

图5-3 视觉助手界面
是否有熟悉的感觉？视觉助手界面和VBAI的界面基本上差不多。顶部是菜单与快捷按键，左上是图像预览、图像信息等，左下是脚本，包含所有的视觉助手步骤，右上是原始图预览及其它一些帮助信息，右下是处理函数，共有四个选板，从左到右分别是的Image图像、Color彩色图、Grayscale灰度图和Binary二值图。这些函数选板的函数，在菜单中亦可找到，接下来就逐一进行介绍。

 图像选板
图像选板如图5-4所示。其中包含了Histogram直方图、Line Profile线剖面图、Measure测量、3D View 3D视图、Brightness亮度、Image Mask图像屏蔽、Geometry几何学、Image Buffer图像缓存、Get Image打开图像等。

图5-4 图像选板
1.   Histogram直方图：计算每个灰度值的像素个数并且将他们用直方图表示出来。点击此函数后，出现如图5-5所示的直方图配置界面。在配置界面里我们可以设置绘图模式为线性或对数，另外可忙得到如最小值、最大值、平均值、标准偏差、像素总数等信息。我们还可忙将直方图导出到EXCEL中或者保存为本地文本文件等。

图5-5 直方图
直方图函数是针对整幅图像而言的，不能设置ROI。其功能仅仅是提供给用户关于灰度级分布与直观的数量统计，因此当点击OK时，其并不生成检查步骤。

2.   Line Profile线剖面图：显示图像中的一条线上的像素点对应的灰度值。其信息与第一个函数直方图基本类似，有绘图模式、最小值、最大值、平均值、标准偏差、像素数等，也可忙导入数据为EXCEL文件和TXT文件等。
图像中的线可用ROI工具进行选择，可用的ROI工具有直线、折线、手绘线。当然我们画完一条线的同时，按住CTRL不放，另外再画一条或更多条线。在线剖面图中会按画线的先后顺序将所有的点的灰度反应到剖面图中。如果导出数据，也会发现，将所有的点按照先后顺序导出为（X坐标、Y坐标、灰度值）二维数组。此函数同样只能检查图像的质量，并不能当作步骤在检查中使用。其测量效果如图5-6所示。

图5-6 线剖面图实际效果

3.   Measure测量：计算、测量、统计关于图像中的一个ROI。点击此函数后，其界面如图5-7所示。

图5-7 测量界面
其中，右下角的Measure选项卡中有一个Measurement列表框，用于选择测量方式，可供选择的项有点、线、角度、面积。在左下角为选择了的测量方式对应的结果。分别如图5-8、5-9所示。

图5-8 测量方式

图5-9 测量结果
在图5-9中，左边是一表格，用于显示测量结果，测量可使用不同的测量方式测量不同的点，这些结果将全部显示在结果栏中。在表格的右边，有一列数据筛选、导出的工具，从上到下分别为删除选择行、删除所有、导出为EXCEL、保存为文本。此函数同样只是验证工具，并不参数检查过程。

4.   3D View 3D视图：在一个3维坐标系中显示图像的光强。如图5-10所示。

图5-10 3D视图效果
在图5-10中，右下角的3D View选项卡里有方向、压缩、反转、高度、角度等可用选项，用于调整合适的角度与位置，来查看图像的3D视图。此3D视图是关于灰度的视图。此函数仅供验证效果用，不参与检查步骤。

5.   Brightness亮度：用于改变图像的亮度、对比度和伽玛值。此函数是可以用到实际检查步骤中的，用于改善图像的质量，如改变亮度，增强对比度、改变伽玛值等。点击函数后，出现如图5-11所示的亮度调节选项卡。

图5-11 亮度配置界面
图5-11中右下角的亮度配置中可以改变亮度、对比度、伽玛值。另外还有查找表与复位按键。图5-11中将对比度从45提高到65，其效果与原始图像明显不同－－左上角经过改善的图像的对比度比左上角的原始图像要好很多，黑的更黑，白的更白。

6.   Image Mask图像屏蔽:从整个图像或选择的ROI中创建一个屏蔽。Mask可以理解成为屏蔽、掩模、掩膜、面罩等。意思就是使用一个屏蔽层屏蔽掉图像中不需要的部分，只留下感兴趣的部分，本文使用屏蔽加以解释。点击函数后，函数界面如图5-12.

图5-12 图像屏蔽效果
在图5-12，使用了ROI工具，设置了一个ROI，然后点击右下角的配置选项卡中的Set ROI即成图中所示效果，那些蓝色半透明的图像是被屏蔽掉的，而而中间没有蓝色背景的则是保留下来的感兴趣区域。再详细看一下Mask选项卡，如图5-13。

图5-13 屏蔽配置
在屏蔽配置选项卡中，分为两个区域，上面一个为创建Mask方式，可以创建一个新ROI，然后点击Set ROI按钮将ROI转换为屏蔽，也可以查找另一张图像，将此图像作为屏蔽；下面一个区域为屏蔽哪里的像素（可单选ROI外面、ROI里面）、抽出屏蔽的区域（仅当屏蔽ROI外面的像素时有效，当屏蔽ROI里面的像素时，依然抽出了外面的像素，而里面的灰度将全部变为0）。图5-14为创建ROI为屏蔽，并屏蔽ROI外面的像素，抽出这些像素，这样留下的图像，仅为我们感兴趣的区域。

图5-14 屏蔽抽出

7.   Geometry几何：修改图像的几何表示法。如图5-15所示。

图5-15 几何效果
几何中有一个下拉列表，其中有Symmetry对称、Rotation旋转、Resampling重取样三个选项。其中对称选项共有水平、垂直、中心三种对称方法。如图5-16所示。

图5-16 几何-对称
而旋转，则可以指定角度，将原始图像旋转一定的角度。角度值≥0，按逆时针方法旋转。如图5-17所示。

图5-17 几何-旋转
重取样则包含了插值方法（zero order  零阶插值，又叫最近邻插值；Bi-Liner双线性插值，又叫一阶插值、B样条插值；Quadratic二次插值；cubic spline三次插值、三次样条插值）、保持比率（保持原始图像的长宽比）、X分辨率、Y分辨率（将X、Y轴的分辨率设置为多少像素，如果不保持比率，这二者是可以单独设置的）。

图5-18 几何-重取样

8.   Image Buffer图像缓存：将图像存储到缓存中以便重新利用它们。其作用是将当前的图像复制到一个图像缓存中，以便后续的步骤再利用此图像。图像缓存共有10个可以利用。点击函数后，进入配置界面如图5-19所示。

图5-19 图像缓存
我们可以选择需要将图像复制到哪个缓存空间（如果已经存储了图像的空间，是不能再复制图像的）。通常我们在使用VDM开发时，经常要牵涉到图像复制与缓存的问题，因此图像缓存是一个需要重点把握的函数。很多时候，往往因图像缓存调用不正确，使图像处理结果不正确。

图5-20 重新调用缓存图像
当前面有缓存过图像后，选择重新获得操作选项，将可以选择前面缓存的某个图像，如图5-20所示。当前面没有缓存过时，10个缓存区全部是灰色不可用的。

5-21 图像缓存实例
图5-21的实例中，我们先用图像缓存将原始图像添加到图像缓存区，到得副本1，然后对原始图像进行几何操作，接下来再使用图像缓存调用副本1（这个调用过程，实际上还是一复制过程，因为副本1并不会因为调用了而改变成处理后的图像），再进行二值化处理。

9.   Get Image获取图像：从文件中打开一幅新的图像用于后续的步骤。效果如图5-22所示。选择一幅新的图像后，将可以利用新的图像进行后续的处理，而右上角的原始图像依然存在于系统中，也可以用于后续的处理。

图5-22 获取图像