HALCON实际应用:形状模板匹配
模板匹配支持旋转 • 建模时的角度范围
AngleStart AngleExtent
• 角度用弧度表示，可通过函数rad()转换 • 为了表示旋转角度±x, 赋值如下
AngleStart = -x AngleExtent = 2x
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基于相关的模板匹配（conrelationbased）
能克服纹理 背景和聚焦 不清带来的 影响
基于描述符的模板匹配(descriptorbased)
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通过特征点进 行描述匹配
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中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司
HALCON软件在机器视觉 中的典型应用
主讲人：刘伟
软件层次
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HALCON的实际应用
获取图像
分割图像
提取特征
初始分割、 形态学处理等
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HALCON实际应用: Blob分析
一个简单的例子(非常理想的情况)
read_image (Image, ’particle’) threshold (Image, BrightPixels, 120, 255) connection (BrightPixels, Particles) area_center (Particles, Area, Row, Column)
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HALCON实际应用: Blob分析
• • • threshold定义 R ( x , y ) R | g min g ( x , y ) g max threshold算子HALCON中速度最快使用频率最高的分 割算法 如果目标体与背景之间存在灰度差，则threshold首先被 使用 如果环境稳定，阈值可在离线状态下一次确定
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HALCON实际应用: Blob分析
Blob分析的基本思想：图像中相关联物体(前景)的像素可以通过其灰度值来标 识
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HALCON实际应用: Blob分析
Blob分析主要流程：获取图像、分割图像、提取特征
…………
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HALCON实际应用:图像获取
应用程序 HALCON 库 加载动态库 图像处理 图像获取接口 数据管理 采集设备管理 采集设备驱动 采集设备硬件 SDK 采集设备生产商
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HALCON实际应用:模板匹配
模板匹配
参考图像
搜索图像
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HALCON实际应用:形状模板匹配
* Generate ROI * read image from file or frame grabber inspect_shape_model(Image,ModelImage,ModelRegion,1, Contrast) dev_display(Image) dev_display(ModelRegion)
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HALCON实际应用:图像获取
• 打开采集设备，如果是序列磁盘文件，设备为'File'
open_framegrabber ('DahengCAM', , 1, 1, 0, 0, 0, 0, 'default‘, -1, 'gray', -1, 'false', 'default', 'default', -1, -1, FGHandle)
•
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HALCON实际应用: Blob分析
HALCON实际应用:形状模板匹配
• 对于对称物体，建模时需限制角度的旋转范围
180°
120°
90° 180°
0 °
90 °
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HALCON实际应用:形状模板匹配
模板匹配支持缩放 • 一般缩放范围取值
ScaleMin = 0.3; ScaleMax = 2
Contrast太低
Contrast 理想
Contrast 太高
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模板生成: 金字塔层
inspect_shape_model(Image,ModelImages,ModelRegions,5,40) dev_display(Image) dev_display(ModelRegions)
匹配助手
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HALCON实际应用:形状模板匹配(定位)
从路径获得图像 生成芯片的感兴趣区域 检测模型 检测感兴趣区域
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基于变形模板的模板匹配 (deformable)
车门检测， 即使车门在 三维空间内 变动，仍然 能匹配
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基于点的模板匹配(point-based)
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多用于镶嵌 图像时， 大场景拼 接
HALCON实际应用:图像获取
HALCON
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HALCON实际应用:图像获取
HALCON实际应用:模板匹配
模板匹配的优势
应用于多数的应用 不需要太多参数调整 不需要分割 健壮
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图像金字塔
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Level 4
Level 3
Level 2
Level 1
图像金字塔
金字塔中的模板
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Level 4
3
2
1
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不需要任何的机器视觉知识
HALCON实际应用:模板匹配
模板匹配分类
•
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•
•
基于灰度的模板匹配(gray-value-based) －利用模板图像的所有灰度值，不能适应光照变化、缩放变化、多通道 图像等 －用于简单图像 基于形状的模板匹配（shape-based） －使用边缘特征定位物体 －对于很多干扰因素不敏感，例如光照变化、聚焦模糊，缩放变化等， 适用于多通道图像 －不适用于纹理图像 基于组件的模板匹配(component-based) －适用于组成部件有相对运动的物体，使用边缘特征定位物 －对于很多干扰因素不敏感，例如光照变化、混乱无序等，适用于多通 道图像 －不适用于纹理图像，聚焦不清的图像和形状变形
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Template
Accepted objects
模板匹配中的极性问题
Polarity mode: ignore_global_polarity
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Template
Accepted objects
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基于相关的模板匹配（conrelation-based） －适用于纹理图像，聚焦不清的图像和形状变形 －不是适用于光照变化、混乱无序等，也不适用于多通道图像 基于描述符的模板匹配(descriptor-based) －对于很多干扰因素不敏感，例如光照变化、混乱无序，缩放 变化等 －不适用于纹理图像，聚焦不清的图像和多通道图像 基于变形模板的模板匹配(deformable) －对于很多干扰因素不敏感，例如光照变化、混乱无序，缩放 变化等 －适用于多通道图像 －对于纹理图像比较困难 基于点的模板匹配(point-based) －利用关键点的特征
HALCON实际应用:图像获取
图像获取接口特点 • 图像获取链接库独立于其它图像处理链接库 • 一致的代码模板（磁盘文件和图像采集设备） • 支持多个采集设备 • 同步和异步采集 • 支持外触发 • 图像尺寸、图像位数、颜色空间可调 • 支持颜色查找表 • 支持与设备相关的参数调整
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模板匹配中的极性问题
模板匹配: ignore_local_polarity
模板
匹配目标
匹配: 允许一定程度上交叠
模型和它的外接轮廓框(bounding boxes) 外接轮廓框可以任意方向
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车牌字符识别