开发环境篇之HALCON基础

目录

  • 基本数据分类
  • 图标类数据
    • Image(图片)
      • Pixel：像素
      • Channel：通道
      • Domain：域
      • 图片操作
    • Region(区域)
      • Region操作
    • XLD(轮廓)
      • XLD操作
  • Control(控制类数据)
    • 数据监视
  • 数组
    • Iconic数组（Objects）
    • Control数组（Tuple）
    • Vector数组
  • 字典
  • 扩展：坐标系和角度
  • 参考资料

基本数据分类

Iconic图标类数据：

  • Image 图片
  • Region 区域
  • XLD 轮廓

Control 控制类数据：

  • string 字符串
  • integer 整形
  • real 浮点数
  • handle 句柄

数组：

  • Iconic数组（Objects）
    最小索引为1，最大索引为数组长度
  • Control数组（Control Tuple）
    最小索引为0，最大索引为数组长度-1
    长度是1时，可作为1个变量使用
  • Vector数组，可包含Iconic数据和Iconic数组，或Control数据和Control数组

字典Dictionary

  • 键值存储
  • 单个容器内，可以存储任意Iconic和Control数据和数组
  • 可同时包含Iconic（数组）和Control（数组）对象

图标类数据

一张图讲清楚3种Iconic数据：

Image(图片)

一张图讲清楚图片的3种概念：

Pixel：像素

在HALCON中，像素可以是不同的数据类型，用来表示各种不同信息。



Channel：通道

一张彩色图片由3个通道组成：

多光谱图片，可多达6个通道：

Domain：域

域可理解为ROI（感兴趣区域），大部分算子只会处理包含在域内的像素（不是所有算子）：

图片的默认域是整个图片区域：

域可以裁剪：

图片操作

图片的读写

read_image(Image,'patras')write_image(Image,'png',0,'C:/TEMP/MyImage')

注：可以是图片完整路径，如果仅仅是文件名则路径为 $HALCONIMAGES/patras.png ，保存文件时必须确保目标文件夹存在。

获取图片的属性：

get_image_type(Image,Type)get_image_size(Image,ImageWidth,ImageHeight)

访问图片的通道：

count_channels(Image,NumChannels)access_channel(Image,ImageRed,1)access_channel(Image,ImageGreen,2)access_channel(Image,ImageBlue,3)

查看图片灰度直方图：
HALCON有自带的工具，参考Halcon工具之灰度直方图。

访问和设置像素灰度：

get_grayval(Image,130,145,Grayval)set_grayval(Image,130,145,[0,10,20])

查看图片的域：
默认域是整个图片

get_domain(Image,RegionDomain)

修改图片域：
reduce_domain设置的域只能是原有域的子区域

gen_circle(RegionCircle,200,200,200.5)reduce_domain(Image,RegionCircle,ImageReduced)

change_domain设置的域可以大于原有域

gen_circle(RegionCircle,200,200,200.5)reduce_domain(ImageReduced,RegionCircle,ImageReduced2)

Region(区域)

Region的多种形态：

Region的作用：

  • 对象分割（blob分析）
  • 用作图片域（Domain）
    只处理域内像素
    可缩短运算时间
  • 用来寻找特征

Region的特点：

  • 任意形状，可以是矩形、圆形，也可以是不规则图形
  • 像素精度
  • 游程编码方式：记录Region在每一行的起始列和终止列

Region操作

生成Region：

gen_circle(RegionCircle,200,200,100.5)gen_rectangle1(RegionRect1,30,20,100,200)gen_rectangle2(RegionRect2,300,200,rad(-30),100,20)

访问Region：

get_region_points(RegionRect1,RowsRect1,ColumnsRect1)get_region_runs(RegionRect1,RunsRow,RunsColumnBegin,RunsColumnEnd)area_center(RegionRect1,AreaRect1,_,_)

XLD(轮廓)

XLD(eXtended Line Description 轮廓)的特点：

  • 由相互连接的点组成，可以是闭合的
  • 亚像素精度
  • 整数坐标是位于像素中心位置

XLD操作

XLD生成：

read_image(Image,'fabrik')gen_contour_polygon_xld(Contour,[0,333],[0,222])

获取轮廓点：

get_contour_xld(Contour,Rows,Columns)gen_cross_contour_xld(Cross,Rows,Columns,32,rad(45))

Control(控制类数据)

Integer(整形，Booleans，TYPE)：

  • 42、0、-1
  • true/false

Real(浮点数Double)：

  • 3.141592、-5.3
  • 1.#INF

String(字符数组)

  • 由单括号包裹’string’
  • 典型转义字符’Line1\nLine2′
  • 路径使用反斜杠’C:/HALCON/images’
  • 编码问题：HALCON18.11之前版本根据本地化设置（一般为Latin-1）；HALCON18.11开始强制要求使用UTF-8

HALCON18.11之前：

HALCON18.11开始：

Handle(句柄)：

  • 类似指针，指向一个复杂的数据结构
  • 数据类型：HALCON18.05之前包含一个Integer的控制类数组无引用计数，补在2使用的句柄，需要手动清除；HALCON18.05之后加入引用计数器，不在引用会自动清除，无需手动

注：tuple_type_elem算子可以返回元组元素的类型，具体类型值参考算子手册。

数据监视

handle目标数据结构，内部数据查看：

dev_open_window (0, 0, 512, 512, 'black', WindowHandle)

函数绘图：

X:=[0:359]Y:=sin(rad(X))

数组Iconic数组（Objects）

支持将Image、Region、XLD放入同个数组，要通过调用函数生成、插入和访问：

  • Objects的生成和插入
gen_empty_obj(EmptyObject)concat_obj(EmptyObject,Image,MyObjects)concat_obj(MyObjects,Region,MyObjects)concat_obj(MyObjects,XldEdges,MyObjects)
  • 可直接读取多张图片，自动生成Objects
read_image(Image,'printer_chip/printer_chip_0'+[1,2,3,4])count_obj(Images,NumberImages)
  • Objects成员访问
select_obj(Images,Image1,1)select_obj(Images,Image3,3)

Control数组（Tuple）

支持将Integer、Real、String变量放入同个数组，通过代码行直接操作：

  • Tuple的生成和插入
A:=[1,2,'string',3.14]A[4]=444A[5]=555
  • Tuple成员的访问
TpData:=A[index]

Vector数组

Iconic、Control类数据或者数组不支持放在同个容器，支持嵌套（vector内可包含vector），不能作为参数被算子调用：

  • Vector的生成和插入
* Iconic对象和Iconic数组可以放入通过VectorVi:={Img1,Img2,Region,XLD}Vi.insert(4,Img3)* Control变量和Control数组可以放入同个VectorVc:={[1,2,'string'],3.14}Vc.insert(2,123456)
  • Vector成员的访问
VcData:=Vc.at(index)

Vector跟Tuple的区别:

  • Vector是一个类，Tuple则是普通数组
    获取数组长度：Vc.length() tuple_length(Tp)
    访问数组成员：Vc.at(index) Tp[index]

  • Vector支持Iconic数据，Tuple只支持Control数据

  • Vector不可作为参数被算子调用，Tuple可以

  • Vector和Tuple可以互相转换

convert_tuple_to_vector_1dconvert_vector_to_tuple

字典

字典的特点：

  • 键、值 存储方式
  • 单个容器内，可以存储任意Iconic和Control数据和数组
  • 越来越多地作为算子调用的参数
create_dict(InputFileDict1)set_dict_tuple(InputFileDict1,'image_file',ImageFile)set_dict_object(Image,InputFileDict1,'image')

扩展：坐标系和角度

参考资料

  • 开发环境篇 第04讲 HALCON数据结构概览
  • 开发环境篇 第05讲 HALCON 图标类数据之Image（图片）
  • 开发环境篇 第06讲 HALCON 图标类数据之Region（区域）
  • 开发环境篇 第07讲 HALCON 图标类数据之XLD（轮廓）
  • 开发环境篇 第08讲 HALCON 控制类数据
  • 开发环境篇 第09讲 HALCON 数据结构之数组和字典