HALCON
Байду номын сангаас
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 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
• 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
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
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
* Generate ROI * read image from frame grabber inspect_shape_model(Image,ModelImage,ModelRegion,1, Contrast)
dev_display(Image) dev_display(ModelRegion)
HALCON软件在机器视觉 中的典型应用
软件层次
HALCON的实际应用
• 图像获取 (前提） • 模板匹配（定位，比较） • Blob分析（基础一） • 边缘提取（基础二） • 测量(结果) • 其它应用
HALCON实际应用:图像获取
获取高质量图像的前提条件 •合适的光源 •合适的镜头 •合适的采集设备 •合适的采集参数设置
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,
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 °°
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
模板
匹配的对象
模板匹配中的极性问题
通常物体的极性是不会改变的 但一些情况下，物体的灰度值会翻转
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
…………
HALCON实际应用:图像获取
应用程序 HALCON 库
图像处理 数据管理 采集设备管理
加载动态库 图像获取接口
采集设备生产商 SDK 采集设备驱动 采集设备硬件
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
物体或者背景会变化 或者明暗区域发生改变
FGHandle)
• 获取图像， grab_image(_async)(同步采集或异步采集)
while (true) grab_image (Image, FGHandle) * Apply image processing
endwhile
• 关闭设备
close_framegrabber(FGHandle)
Contrast太低
Contrast 理想
Contrast 太高
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
HALCON实际应用:形状模板匹配(定位)
HALCON实际应用:图像获取
图像获取主要接口函数 •open_framegrabber, info_framegrabber
•grab_image, grab_image_async, grab_image_start
•set / get_framegrabber_param
•close_framegrabber, close_all_framegrabbers 如果是单个磁盘文件 •read_image
HALCON实际应用:图像获取
通过图像获取助手，可快捷简单获取图像，并可生成代码
Easy source selection
Automatic code generation
Connection configuration
Interactive parameter settings
HALCON实际应用:图像获取
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
图像金字塔
Level 4 Level 3 Level 2
Level 1
图像金字塔
金字塔中的模板
Level 4 3 2 1
HALCON实际应用:模板匹配
模板匹配
参考图像
搜索图像
HALCON实际应用:形状模板匹配