LabVIEW开发圆形分子识别的方法与例程

LabVIEW开发圆形分子识别的方法与例程

这个是对圆形水分子进行状态监测的功能，分子会出现合并或显示的情况，要记录此时的时间及温度信息。分子是通过高速摄像机进行采集得到的。软件需要对录像的每一帧进行分析。由于当前视野中圆形个数很多，所以对算法有一定的要求，识别速度不能太慢。以及内容是对其中遇到的两个问题如何截距的记录。

一是取消同心圆

识别圆形分子的时候，去除了之前出现的同心圆（一个分子被识别为直径大小不同的两个圆形）现象，这个效果比较明显。修改前后分别如下图所示。

图1 修改前，存在同心圆现象

图2 修改后，没有了同心圆

二、动态监测分子直径

采用了如下的办法进行实时分子直径监测，但是效果不好。

具体措施：先对录像的第一帧图像进行识别，得到若干个圆形分子（如150个），并取消同心圆的分子。之后， 记录下每一个分子的坐标和当前直径，然后以该坐标为中心，以三倍分子直径为长度，得到一个矩形方框（确保该水分子肯定在这里面）。一共得到150个矩形方框。把图像分割为150个小的部分

之后，从第二帧图像开始，对每一帧都做相同的处理：对每一个矩形方框进行圆形识别，得到圆形的直径，这个就是该分子的直径，但是在对这个矩形方框的图片进行识别时，会出现正好是一个圆形，两个或以上的圆形，或者没有圆形。因为图像会逐渐变化的。

这时候，我们对得到的圆形再进行分析，先看其坐标是否位于该矩形的中心，如果不在中心，那就不是我们想得到的那个圆形，放弃。如果是在中心，而且只有一个圆形，那它的直径就是我们所要找的水分子直径。但那如果得到两组在中心的圆形，那就是同心圆，我们需要进行取舍，在这里，我们取直径大的那个，而舍弃直径小的那个。

以上是对每个分子取直径的算法，在理论上是行得通的，在实际中测试中，也确实可以得到圆形的直径。但是，如果对录像进行连续测试，那么会发现对特定的分子，其直径要么不变，如果变化的话，就会有一个突变。初步分析，算法在识别圆形直径时，不是连续的，也是到了某一个阈值，才会使其发生变化。这样的话，在监测分子变化过程中，就不太适合了。分子的直径应该是连续变化的，只是由于识别的原因，才会造成要么不变，要么突变的情况。（具体可结合录像进行查看。）

程序源码如下附件所示。