基于机器视觉的人眼跟踪系统的设计和实现 - 图文

第六章 人眼跟踪系统的LabVIEW模块 43

第六章 人眼跟踪系统的LabVIEW模块

前面介绍了用Vision Assistant对单张的人眼图像进行处理，由于在Vision Assistant软件平台上每次只能处理单张图片，或是已储存的多张图片，这样我们无法实时的连续不断的采集人眼图像，完成实时的人眼跟踪。本系统应用Vision Assistant其本身强大的处理图像，并可以在LabVIEW，LabWindows/CVI，Visual Basic等平台中调用的特点。利用LabVIEW编程语言调用Vision Assistant处理图像后生成的VI，加入循环，就可以实现实时不断的采集、处理人眼图像，在处理后的节点处插入控制鼠标的C程序，就能够完成人眼跟踪系统。

6.1 人眼跟踪系统前面板的设计

LabVIEW程序包含两个主要组成部分，一部分是前面板，另一部分是图形化程序框图。前面板生成交互式人机界面，有提示人眼预定位的标签和完成定位的布尔按钮，预定位后显示眼球中心坐标的数组矩阵。还有开始和结束运行人眼跟踪系统的控制按钮和显示实时的眼球中心和鼠标的实时坐标。

由于人眼的视角范围正常为120度，而人正常坐于电脑前，人眼的视觉范围大约是30~60度，因此眼球注视电脑屏幕边上时有最大位移，程序运行时用需要手动对这些最大位移进行定位，将最大坐标放置于预定位的数组矩阵中。这样程序运行后当人眼坐标超过最大值时可编程默认为最大值，避免出错。人眼跟踪系统的界面如图6.1所示。

图6.1 人眼跟踪系统人机界面

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6.2 人眼跟踪系统程序面板的设计

程序面板主要应用NI公司推出的视觉开发模块IMAQ Vision软件包。IMAQ Vision软件包为图像处理提供了完整的功能。把400多种功能整合到应用软件中，以实现功能强大的图像处理解决方案。

IMAQ Vision的主要功能：

1) IMAQ Vision是一套包含各种图像处理函数的功能库，它将400多种函数集成到LabVIEW和Measurement Studio，LabWindows/CVI，Visual C++及Visual Basic开发环境中，为图像处理提供了完整的开发功能。Vision Assistant与IMAQ Vision软件配合工作，能大大简化视觉系统的开发工作。Vision Assistant能够自动产生一个在LabVIEW环境下运行的IMAQ Vision框图，框图实现了与在Vision Assistant中所进行的一系列相同功能操作。

2) IMAQ Vision软件将高级机器视觉和图像处理功能加入到LabVIEW和Measurement Studio中。IMAQ Vision中包括一整套丰富的MMX优化函数，用于完成灰度、彩色以及二进制图像的显示、处理（统计、滤波和几何变换）、形状匹配、斑点分析、计算和测量等。最终用户、系统集成人员都可以使用IMAQ Vision来加快工业视觉和科学图像应用的开发。IMAQ Vision可用于工厂和实验室自动化操作等需要高稳定性、高速度的视觉系统中。

IMAQ Vision的主要特点： 1) 加快了应用程序开发速度

IMAQ Vision在设计时便考虑到使用的简便性，尤其能满足图像应用开发人员的要求，以减轻他们在降低成本与缩短上市时间方面的压力。开放的内存管理以及符合逻辑的Ⅵ、函数和参数使得IMAQ Vision易于学习；其内建的各种高级函数可以相互配合工作，因此可以使用很少的函数而得到更快的开发速度。

2) 使用Intel MMX技术以提高性能

WindowsXP/NT/98版的IMAQ vision利用了Intel MMX技术。在图像处理中处理8位图像时，通常会用到整数或浮点运算函数，而MMX技术可以加快这些的速度。使用具有MMX技术的奔腾处理器执行很多IMAQ Vision的函数时，其要比不具有MMX技术的奔腾处理器提高最大4倍。

3) Active X控件——Component Works IMAQ Vision

IMAQ vision ActiveX控件是Component works产品家族的一员，它为Microsoft Visual Basic、Microsoft Visual C++和其它ActiveX开发环境提供了三个等级的控件。浏览器控件可以30帧/秒或更高的速率显示图像，并且提供了感兴趣区域(ROI)选择工具；NI IMAQ图像采集控件使用属性页的形式简化了图像捕捉；同时机器视觉