LabVIEW將彩色圖像轉(zhuǎn)換到灰度圖像

????在LabVIEW中使用許多圖像處理工具的必要步驟之一是將其從彩色轉(zhuǎn)換為單色。介紹一個(gè)開發(fā)的應(yīng)用程序，用于基于LabVIEW軟件環(huán)境，在所有支持的色彩空間（RGB、HSI、HSV和HSL）中自動(dòng)將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰階。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)定的目標(biāo)，定義了以下任務(wù)-創(chuàng)建一個(gè)用戶友好的界面，包括：

????可以從任何目錄中選擇彩色圖像;

????可以選擇色彩空間;

????生成的轉(zhuǎn)換圖像的可視化。

近年來，人們一直在努力提供新的或改編現(xiàn)有的算法和方法，將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。隨著時(shí)間的推移，LabVIEW已被證明是一種強(qiáng)大的應(yīng)用程序開發(fā)工具。得益于豐富的庫(kù)和功能，可以輕松開發(fā)測(cè)量、診斷和控制應(yīng)用程序。

LabVIEW中支持的色彩空間為RGB、HSL、HSV和HSI。IMAQ?ExtractColor?Planes?VI用于提取三種顏色分量之一。此工具允許將32位彩色圖像轉(zhuǎn)換為8位灰度圖像。輸入彩色圖像可以采用以下格式*.tif、*.jpg、*.png、*.png、*.bmp。彩色圖像在內(nèi)存中以32位編碼。RGB圖像存儲(chǔ)顏色信息，紅色、綠色和藍(lán)色平面各使用8位。HSL圖像使用8位色調(diào)、飽和度和亮度存儲(chǔ)顏色信息。

在啟動(dòng)程序之前，用戶指定用于選擇輸入顏色圖像的目錄，并選擇所需的顏色系統(tǒng)進(jìn)行工作。處理結(jié)果可視化為三個(gè)輸出圖像-對(duì)應(yīng)顏色模型的每個(gè)提取顏色分量一個(gè)。具有四種狀態(tài)的案例結(jié)構(gòu)用于處理使每個(gè)圖像的標(biāo)題對(duì)應(yīng)于色彩空間的特定組件的任務(wù)。狀態(tài)0（默認(rèn)值）包含紅色、綠色和藍(lán)色字符串。其余三個(gè)狀態(tài)也以另一種方式創(chuàng)建。從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)取決于用戶對(duì)色彩空間的選擇。

應(yīng)用程序能夠通過提取不同顏色系統(tǒng)中的不同組件來可視化將彩色圖像轉(zhuǎn)換為單色的結(jié)果，這是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，也是比較所獲得結(jié)果的機(jī)會(huì)。

該程序用不同顏色的水果圖像進(jìn)行了測(cè)試。選擇包含黃色、綠色、橙色和紅色對(duì)象的彩色圖像?；叶葓D像結(jié)果表明，不同的分量和不同的色彩空間會(huì)影響所獲得圖像的信息性。根據(jù)圖像中需要查看的對(duì)象，應(yīng)選擇相應(yīng)顏色系統(tǒng)的不同組件。

使用LabVIEW程序?qū)㈩伾D(zhuǎn)換到灰度圖像的結(jié)果

根據(jù)程序圖像轉(zhuǎn)換給出的結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

????對(duì)于“提取紅色平面”和“提取藍(lán)色平面”中的RGB顏色系統(tǒng)，很難識(shí)別具有相似黃綠色和橙色陰影的對(duì)象。

????在RGB顏色系統(tǒng)中，紅色和橙色對(duì)象與提取綠色平面的對(duì)比度最佳。

????在RGB顏色系統(tǒng)中，對(duì)于提取紅色平面中的紅色對(duì)象，結(jié)果令人滿意。

????HSI、HSL和HSV顏色系統(tǒng)在提取色相顏色平面和提取飽和顏色平面中具有相似的結(jié)果。

????為了分離實(shí)驗(yàn)圖像中的背景，從HSL，HSV或HSI顏色系統(tǒng)中提取飽和色平面是最合適的。

????使用從HSI、HSL和HSV顏色系統(tǒng)中提取色相顏色平面，紅色對(duì)象與圖像中的其他對(duì)象形成對(duì)比。這種轉(zhuǎn)換也最適合從草莓（種子本身）中提取實(shí)際水果。

????對(duì)于黃色物體的研究，使用HSI，HSL和HSV顏色系統(tǒng)的提取飽和色平面獲得最佳結(jié)果。

????當(dāng)轉(zhuǎn)換為來自HSI，HSL和HSV顏色系統(tǒng)的強(qiáng)度，亮度顏色和亮度值顏色分量時(shí)，可以獲得灰度圖像，并可以詳細(xì)識(shí)別單個(gè)對(duì)象。除了水果，放置它們的容器也是可識(shí)別的。

處理單色圖像的一個(gè)缺點(diǎn)是信息量降低。使用LabVIEW在HSI色彩空間中將顏色轉(zhuǎn)換到灰度圖像的已經(jīng)成功應(yīng)用為圖像分割前的預(yù)處理，用于確定藍(lán)紋奶酪中霉菌的分布。

廠家沒有提供LabVIEW的例子。根據(jù)通訊協(xié)議的相關(guān)的說明，編寫了適合項(xiàng)目的程序。程序截圖如下所示。