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. 總體方案設計 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、.模塊的設計 PAGEREF _Toc219104576 h 3HYPERLINK l _Toc2191045772.1 各模塊的設計原理 PAGEREF _Toc219104577 h 3HYPERLINK l _Toc2191045782.1.1 圖像讀入模塊的設計 PAGEREF _Toc219104578 h 3HYPERLINK l _Toc2191045792.1.2圖像處理模塊設計 PAGEREF _Toc219104579 h 3HYPERLINK l _Toc2191045802.1.3圖像存儲模塊的設計 PAGEREF _Toc219104580 h 4HYPERLINK

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

4、YPERLINK l _Toc2191045863.2 調(diào)試分析 PAGEREF _Toc219104586 h 7HYPERLINK l _Toc2191045874. 結論與進一步設想 PAGEREF _Toc219104587 h 8HYPERLINK l _Toc219104588參考文獻 PAGEREF _Toc219104588 h 8HYPERLINK l _Toc219104589課設體會 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)的設計方法。反色又叫補色，紅的補色是綠色，藍的補色是橙色，黃的補色是紫色，由這三種對比關系可引出很多對比的反色。對于彩色圖像的R、G、B各彩色分量取反的技術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，這時應手動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)量所占比例而自動選擇是否選擇選取圖像的反色處理。本文主要分三個部分介紹，即圖像的導入、反色處理，存儲并顯示圖像的像素、深度等參數(shù)。

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

7、儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎條件，是一種通用的編程系統(tǒng)，具有各種各樣、功能強大的函數(shù)庫，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，甚至還有目前十分熱門的網(wǎng)絡功能。LabVIEW也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設置斷點、單步等。LabVIEW的動態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)與其變化情況，比其它語言的開發(fā)環(huán)境更方便、更有效。此外利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文件，能脫離LabVIEW環(huán)境運行,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)布應用程序帶來了極大的方便。利用LabVIEW軟

8、件能對圖像進行處理的方式有很多種，如對圖像進行邊緣檢測、圖像特征提取、圖像分割等。但考慮到現(xiàn)有的實驗條件，本文選擇了對圖像進行了反色處理。大家對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。圖像反色實際上就是取每一個像素點的相對顏色值進行處理。本設計根據(jù)這一原理進行了系統(tǒng)設計。1. 總體方案設計本設計中，主要利用labVIEW方便Picture Functions功能模塊。能直接讀入和存儲圖像。再通過算法改變每一像素點所對應的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到的圖片各種色彩都是由紅、綠、藍三種顏色按不

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

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

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

12、chesOk Buttons操作，放置開始按鈕，用來控制執(zhí)行過程。此處添加了4個按鈕，分別顯示導入圖像、獲取數(shù)據(jù)、顯示處理后的圖像、存儲圖像。執(zhí)行ControlsButtonsbuttons&SwitchesStop Button操作，放置停止按鈕，用來控制While Loop。完成后的面板如圖5所示。 圖5 前面板窗口設計2.2.2流程圖設計(1)執(zhí)行All FunctionsStructuresEvent Structure操作，放置事件結構。 (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，存儲圖像。完成后的面板如圖6所示，進行連線。圖6 框圖窗口設計3. 調(diào)試與結果分析3.1 運行檢驗

14、基于以上設計，對整個實驗進行了驗證，隨著前面板的Run按鈕的按下，當導入圖像的按鈕按下時，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。當獲取數(shù)據(jù)按鈕按下時，界面就會顯示圖像的像素、深度等參數(shù)。 當顯示處理后的圖像按鈕按下時，界面就會顯示處理后的圖像。當存儲圖像按鈕時按下， 界面提示Select the BMP file to write，表示選擇經(jīng)過處理后的圖像所要存儲的位置。然后整個過程結束。其導入過程界面如圖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程如圖8所示，存儲處理后的圖像界面如圖9所示。圖7 圖像的導入界面圖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 存儲處理后的圖像界面據(jù)上圖可知，基本上達到了實驗的目的。3.2 調(diào)試分析在實驗調(diào)試過程中遇到了很多問題，為了使界面方便用戶的使用，本設計才用的是時間結構。在后面板編輯代碼時，運行出現(xiàn)了如圖10所示的結果。圖10 調(diào)整前的運行結果分析出現(xiàn)上述結果的原因：基于本設計的特點，添加事件的時候要用到上個事件中的數(shù)據(jù)，上圖中雖然是image date，但是在前面板又生成了另一個數(shù)據(jù)，不符合事件結構的要求。解決方法：把上圖中image date數(shù)組常量，通過點擊右鍵選擇CreatLocal variable 改變?yōu)榕c第2個事件中一樣的數(shù)據(jù)類型。調(diào)整后的后面板和運行

16、結果如圖11所示。圖11 調(diào)整后的運行結果4. 結論與進一步設想本實驗基本上實現(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，只能顯示設定大小區(qū)域的圖像，如果能將圖像進行縮放后再進行處理顯示，那么顯示界面就會更美觀些。參考文獻1 侯國屏等. LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設計.：清華大學，2005.2 陸綺榮. 基于虛擬儀器技術個人實驗室的構建. : 電子工業(yè),20063 君華等.基于 LabVIEW的虛擬儀器設計.: 電子工業(yè),20034樂平海濤磊 LabVIEW程序設計與應用（第2版）電子工業(yè) 20065蔡建安潔華基于LabVIEW的工程軟件應用 大學 2006課設體會三個星期的課程設計已經(jīng)結束了，在這緊的3周課程設計中，我收獲很多。不僅對虛擬儀器的知識也有了更深一步的掌握，對圖像處理也有了更深層次的了解，而且對LabVIEW軟件的應用也更加熟悉。從找不到模塊到能熟練應用的過程，我收獲了知識。明白了課程設計不只是單單的重復上課所學到的知識，而且要學會將學到的知識充分的應用到實際中。在這三周的努力當