如何利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)汽車儀表圖像識(shí)別

圖像識(shí)別是人工智能的一個(gè)重要領(lǐng)域，隨著圖像處理與分析技術(shù)的快速發(fā)展，圖像識(shí)別已在醫(yī)療、零售、交通等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在汽車影音娛樂(lè)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，圖像識(shí)別技術(shù)也發(fā)揮著不可替代的作用。今天，小編將為大家詳細(xì)分解如何利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)汽車儀表圖像識(shí)別。

(LabVIEW圖像識(shí)別系統(tǒng))

Step1 圖像采集

圖像采集是圖像識(shí)別的前提，以GigE工業(yè)相機(jī)為例。圖像采集需要借助NI-IMAQdx驅(qū)動(dòng)模塊中的一系列函數(shù)，其過(guò)程如下：

1. 使用IMAQdx Open Camera.vi函數(shù)連接并打開選定的攝像頭;

2. 通過(guò)IMAQdx Grab.vi函數(shù)獲取圖像;

3. 使用IMAQdx Write File.vi函數(shù)將圖像按照選定的格式保存至文件夾，圖像格式包括BMP、PNG、JPEG、TIFF等。

(圖像采集程序)

Step2 圖像處理

圖像處理是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、特征提取。這里簡(jiǎn)要介紹使用LabVIEW中的Vision Development Module軟件包函數(shù)進(jìn)行圖像處理的幾種基本方法——圖像灰度化、圖像二值化、圖像增強(qiáng)。

1、圖像灰度化

工業(yè)相機(jī)采集到的圖像一般為RGB顏色模式，但是，RGB模式并不能反映圖像的形態(tài)特征，只能從光學(xué)的原理上進(jìn)行顏色調(diào)配。因此，處理圖像的時(shí)候，要對(duì)RGB三種分量進(jìn)行分別處理。使用LabVIEW軟件中的IMAQ Extract Single Color Plane.vi函數(shù)可實(shí)現(xiàn)圖像的灰度化處理。圖像灰度處理程序和處理結(jié)果如下圖所示：

(灰度處理程序)

(灰度處理結(jié)果)

2、圖像二值化

圖像二值化處理是通過(guò)將圖像上各像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為0或255，來(lái)使整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。在LabVIEW中，利用IMAQ Threshold.vi函數(shù)對(duì)灰度圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈撝颠x取，從而獲得能反應(yīng)出圖像整體和局部特征的二值化圖像。處理程序和處理結(jié)果如下圖所示：

(二值化處理程序)

(二值化處理結(jié)果)[!--empirenews.page--]

3、圖像增強(qiáng)

圖像增強(qiáng)是指根據(jù)用戶需求突出圖像中必要的信息，同時(shí)削弱或去除不需要的信息。圖像增強(qiáng)是圖像處理的最基本手段。使用LabVIEW軟件中的IMAQ BCGLookup.vi函數(shù)對(duì)灰度圖像進(jìn)行修正，可改善圖像的視覺效果，從而提供直觀、清晰、適于分析的圖像。圖像增強(qiáng)處理程序和處理結(jié)果如下圖所示：

(圖像增強(qiáng)處理程序)

(圖像增強(qiáng)處理結(jié)果)

Step3 圖像識(shí)別

采集的圖像，經(jīng)過(guò)處理，下一步就要進(jìn)行識(shí)別了。利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像中的物體進(jìn)行處理、分析和理解，模擬完成人類的認(rèn)識(shí)和理解過(guò)程，從而識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象。

汽車儀表的圖像識(shí)別主要包括報(bào)警類圖標(biāo)識(shí)別和OCR識(shí)別，兩種識(shí)別模式原理基本相同，首先對(duì)原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，再提取特征存入訓(xùn)練庫(kù)中，測(cè)試時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)采集到的圖像與訓(xùn)練庫(kù)中信息進(jìn)行比對(duì)，最終得出識(shí)別結(jié)果。兩種識(shí)別方案如下圖所示：

(圖標(biāo)識(shí)別)

(OCR識(shí)別)

1、圖標(biāo)訓(xùn)練/識(shí)別

在Edit Icon Classifier界面下可以對(duì)該屏幕的圖標(biāo)識(shí)別功能進(jìn)行配置，將樣本圖標(biāo)的形狀、顏色、位置存入訓(xùn)練庫(kù)中。配置界面如下圖，界面左側(cè)為設(shè)備采集的最新圖像，右側(cè)為可識(shí)別圖標(biāo)的信息列表，右下角為圖標(biāo)的圖像顯示。

同時(shí)，在Edit Color Classifier界面可進(jìn)行顏色學(xué)習(xí)資源的查看和刪除。界面左側(cè)顯示的是當(dāng)前顏色識(shí)別的學(xué)習(xí)資源，右側(cè)Browser Display中可以選擇顯示所有學(xué)習(xí)資源或者按照顏色類別顯示相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源。

2、OCR訓(xùn)練/識(shí)別

在讀取圖像的文字或字符之前，先通過(guò)NI OCR Training模塊對(duì)字符樣本進(jìn)行訓(xùn)練，并生成abc格式的庫(kù)文件。然后，在代碼的初始化部分使用IMAQ OCR Read Character Set File.vi函數(shù)讀取NI OCR Training接口并創(chuàng)建會(huì)話，在程序中通過(guò)調(diào)用abc文件來(lái)實(shí)現(xiàn)字符識(shí)別的功能。

至此，就完成了從圖像采集到圖像處理再到圖像識(shí)別的完整流程了。目前，這套圖像識(shí)別系統(tǒng)已被國(guó)內(nèi)知名汽車企業(yè)運(yùn)用，用于識(shí)別汽車儀表報(bào)警圖標(biāo)顯示、動(dòng)態(tài)圖標(biāo)閃爍頻率、故障報(bào)警文字等。