作为机器视觉和图像处理领域十多年的领导者，NI提供两种视觉软件：NI视觉开发模块和用于自动检测的NI Vision Builder（AI）。您可以将视觉开发模块与NI LabVIEW，C，C ++或C＃配合使用，以获得数百种功能，用于编写功能强大的视觉检测、校准、识别和测量应用程序。借助Vision Builder AI中的交互式软件环境，您无需编程即可配置，基准测试和部署机器视觉应用程序。两种软件包均可与所有NI视觉图像采集卡，紧凑型视觉系统，工业控制器和智能相机配合使用。选择视觉软件时，请记住以下10个注意事项。

1.相机选择

选择视觉软件时首先考虑的是确定它是否适用于最适合您应用的相机。很容易找到低成本的模拟摄像机，但通常情况下，应用程序需要的不仅仅是VGA分辨率，帧速率要快于30帧/秒，而且整体图像质量要高于标准机器视觉相机。



NI的硬件和软件与数千台摄像机兼容，从低成本的USB3 Vision到高速线扫描和热成像。

2.硬件可扩展性

选择合适的相机是任何应用中至关重要的一步;然而，相机可扩展性是另一个重要考虑因素。由于相机技术正在快速发展，有一天您可能需要升级相机以提高图像质量或测量其他功能。 NI Vision Acquisition Software是一款驱动程序软件，可与所有NI图像采集卡配合使用，并通过一个易于使用的界面连接到数千台摄像机。即使您更换Camera Link相机供应商或在100多种不同的GigE Vision，IEEE 1394和USB3 Vision相机之间进行转换，您的软件也会保持不变。



National Instruments驱动程序软件可与数千台摄像机以及所有NI硬件平台（如PC和PXI / CompactPCI，紧凑型视觉系统，工业控制器，智能摄像头和CompactRIO控制器）配合使用。这意味着您可以在具有廉价相机的PC上在实验室中对应用程序进行原型设计，然后在坚固的NI视觉系统上将其部署到生产车间，而无需更改采集或图像处理代码。

3.软件易用性

获得图像后，下一步就是处理它。通过当今算法的选择，通过编程语言中的反复试验找到正确的工具可能是乏味且无效的。考虑到这一点，您需要视觉软件工具来帮助您充分利用算法。

对于许多应用程序，您不需要编程语言来构建完整的机器视觉系统。虽然不如C，Visual Basic或NI LabVIEW中的编程灵活，但NI Vision Builder AI等可配置软件提供了易于导航的交互式环境，可用于配置，基准测试和部署机器视觉应用程序。 Vision Builder AI包括近50个流行的机器视觉工具，如模式匹配，OCR，DataMatrix读取器和颜色匹配。它可以从NI支持的任何摄像机获取图像，并使用以太网，串行或通用的常见工业协议与其他设备通信检查结果数字I / O。



虽然编程视觉应用程序比使用Vision Builder AI进行编程更复杂，但NI使用NI Vision Assistant可以轻松，直观地在LabVIEW，C和Visual Basic中进行应用程序开发。 Vision Assistant包含在NI视觉开发模块中，是一个原型设计环境，您可以使用它来交互式地尝试不同的视觉功能，以查看适用于您的应用程序的功能以及每个功能运行的时间。

一旦确定了如何最好地满足您的应用程序挑战，只需单击按钮，Vision Assistant将生成可立即运行的代码。在输入一行代码之前，您可以完成大部分视觉应用程序。您可以单独运行Vision Assistant生成的代码，也可以将其添加到更大的工业控制，数据采集或运动控制系统中。

无论您是视觉新手还是专家视觉集成商，Vision Assistant都可帮助您在更短的时间内创建高效可靠的视觉应用。

4.算法广度和精度

选择视觉软件时，必须确定软件工具是否能够正确，准确地测量到子像素的重要部分或对象特征。如果软件不准确可靠，那么计算机的速度和相机的像素数无关紧要。请记住，制作准确的代码比使快速代码更准确更容易。

视觉开发模块和Vision Builder AI包含数百种准确可靠的视觉功能。下面列出了五种最常见的机器视觉应用领域以及最流行的算法。

增强图像 – 使用过滤工具锐化边缘，消除噪音或提取频率信息。使用图像校准工具消除由镜头失真和相机放置引起的非线性和透视误差。您还可以使用图像校准工具将实际单位应用于测量，因此工具返回的值以微米，毫米或英里而不是像素为单位。



检查有无 – 这是最简单的视觉检查类型。要检查零件或特征是否存在，可以使用任何颜色，图案匹配或直方图工具。存在检查总是导致是/否或通过/失败。



定位特征 – 在对齐对象或确定精确的对象放置时，定位特征非常重要，可作为所有后续检查的标准。边缘检测，灰度模式匹配，形状匹配，几何匹配和颜色模式匹配都是可用于定位特征的工具。这些工具将对象位置（X，Y）和旋转角度返回到十分之一像素。几何匹配不受重叠对象或比例变化的对象的影响。



测量功能 – 使用视觉系统的最常见原因是进行测量。通常，您使用边缘检测，粒子分析和几何函数工具来测量距离，直径，总数，角度和面积。无论是计算显微镜下的单元总数还是两个制动钳边缘之间的角度，这些工具总是返回一个数字而不是位置或通过/失败值。



识别零件 – 零件识别对于零件合规性，跟踪和验证非常重要。直接识别方法包括读取条形码或数据代码，如DataMatrix和PDF 417.较新的方法使用可训练的OCR或对象分类。零件识别通常会产生文本或字符串，而不是测量或通过/失败确定。



所有Vision开发模块和Vision Builder AI功能都利用亚像素精度来插入位置，距离和测量值，下降到十分之一像素和十分之一度。

5.异构处理

机器视觉领域最大的进步之一就是处理能力。随着处理器性能每两年翻一番，并且持续关注FPGA等并行处理技术，视觉系统设计人员现在可以应用高度复杂的算法来可视化数据并创建更智能的系统。

性能的提高意味着设计人员可以实现更高的数据吞吐量，以实现更快的图像采集，使用更高分辨率的传感器，并充分利用市场上提供最高动态范围的一些最新相机。性能的提高不仅可以帮助设计人员更快地获取图像，还可以更快地处理图像。预处理算法（如阈值处理和过滤）或处理算法（如模式匹配）可以更快地执行。这最终使设计人员能够比以往更快地基于视觉数据做出决策。

遗憾的是，实现基于FPGA的视觉系统面临的最大挑战之一是克服FPGA的编程复杂性。视觉算法开发本质上是一个迭代过程。设计师预先知道他们将不得不尝试一些任务的方法。大多数情况下，他们需要确定哪种方法不起作用，哪种方法效果最好，“最佳”方法因应用程序而异。为了最大限度地提高工作效率，无论使用何种处理平台，都需要立即反馈和算法的基准测试信息。在使用迭代探索方法时，实时查看算法结果可以节省大量时间。然而，由于算法的每次设计更改之间所需的编译时间，传统的FPGA开发方法可能会减慢创新速度。解决此问题的一种方法是使用算法开发工具，该工具可帮助您从同一环境开发CPU和FPGA，同时不会陷入FPGA编译时间。将NI Vision Assistant与视觉开发模块结合使用，设计人员可以开发出可在CPU或FPGA上部署的算法。 Vision Assistant还可用于在目标硬件上编译和运行算法之前测试算法，同时轻松访问吞吐量和资源利用率信息。

6.与其他设备集成

如果您曾经完成过视觉应用程序，那么您就会知道视觉通常是更大控制系统的一部分。在工业自动化中，您的视觉应用可能需要：

控制执行器对产品进行分类

将检查结果传达给机器人控制器，可编程逻辑控制器（PLC）或嵌入式系统

将图像和数据保存到网络服务器

将检查参数和结果传达给本地或远程用户界面

通常，对于科学成像应用，您必须将视觉与运动阶段，数据采集系统，显微镜，专用光学和高级触发相结合。

作为领先的工业控制，数据采集和运动控制产品供应商，NI设计的视觉产品可与这些和其他常见组件配合使用。无论您是需要通过DeviceNet与PLC通信还是通过串行总线与显微镜进行通信，您都可以使用NI视觉产品进行通信。

7.价格

Vision软件包有很多种。许多人通过拆分他们的开发库和单独销售算法来满足OEM客户的需求。虽然每个算法包的成本似乎都较低，但总视觉开发包的成本通常很高。除此之外，每个组件的许可证成本，以及应用程序部署变得复杂和昂贵。

视觉开发模块具有您所需的所有算法，可以应对最严峻的视觉挑战，因此您可以避免研究，购买和维护多个软件包。此外，部署应用程序非常便宜 – 使用单一视觉部署许可证，您可以部署使用任意数量视觉算法的可执行文件。此外，NI Compact Vision System还包括部署应用程序所需的所有许可证。因此，无论您使用多少NI Compact Vision系统，您只需购买一份Vision Development Module或Vision Builder AI。

8.合作伙伴和集成商

NI生产图像处理和机器视觉硬件和软件。由于NI不生产照明，照相机和光学器件，因此该公司与其他专家密切合作。

在过去的十年中，NI的视觉产品已经帮助满足了数千种不同的应用挑战，从检测汽车零部件到协助癌症研究。虽然NI视觉工具是为最终用户设计的，但较大的应用程序可能需要专家视觉帮助。为了帮助您进行应用程序开发，NI与1000多个NI联盟合作伙伴合作，可以帮助您选择正确的组件或为您构建完整的交钥匙解决方案。

9.技术支持

虽然NI视觉软件的设计易于使用，但在您需要时获取帮助非常重要。 NI直接向其客户销售视觉软件，并提供直接的产品支持。经销商或第三方从不介于您和合格的NI工程师之间。当您需要专家时，您可以通过电话或电子邮件联系数百名应用程序工程师中的一位。

10.公司成长与稳定

当您投资机器视觉软件时，知道您将来可以使用您的软件与今天运行它同样重要。有许多小型，专业的机器视觉公司，虽然他们的工具可能适用于当前的应用程序，但当您需要在五年内更新检测站时，您想知道公司和软件仍然存在并且正在改进。

30多年来，NI一直保持增长和盈利。通过大量的研发投入，NI已成为技术视觉软件和硬件先驱。您可以放心，在未来几年，NI将继续扩展并加强其对机器视觉和图像处理的承诺。
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