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1、3.13.23.33.4HALCON Image图像 HALCON Region区域 HALCON XLD轮廓 Handle句柄第第3章章HALCON数据结构数据结构HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.1HALCON Image图图像像3.1.1 Image的分类 根据每个像素信息不同，通常将图像分为：二值图像，灰度图像，RGB图像。这部分已经在2.2节进行了详细地介绍。3.1.2 Image的通道（1）append_channel(MultiChannelImage,Image:ImageExtended:)作用：将Image图像的通道与MultiChannelImage图像
2、的通道叠加得到新图像。MultiChannelImage：多通道图像；Image：要叠加的图像；ImageExtended：叠加后得到的图像。HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用 （2）decompose3(MultiChannelImage:Image1,Image2,Image3:)作用：转换三通道彩色图像为三个单通道灰度图像；MultiChannelImage：要进行转换的三通道彩色图像；Image1：转换得到第一个通道的灰度图像，对应Red通道；Image2：转换得到第二个通道的灰度图像，对应Green通道；Image3：转换得到第三个通道的灰度图像，对应Blue通道。读取
3、一幅红色的三通道彩色图像后利用decompose3算子分解成三个单通道图像，其中得到的红色通道是一幅白色图像，得到的绿色和蓝色通道是黑色图像。所以我们能够知道红色在R通道中比较明显，同理绿色和蓝色分别在G和B通道中比较明显。3.1HALCON Image图图像像HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.2HALCON Region区区域域 RegionRegion的特征的特征可以使用特征检测对话框查看region的特征。通过工具栏特征检测弹出的对话框选择region，可以看到Region的不同特征属性及相对应的数值，如图所示。Region特征主要有以下三个部分：（1）基础特征：reg
4、ion的面积、中心、宽高、左上角与右下角坐标、长半轴、短半轴、椭圆方向、粗糙度、连通数、最大半径、方向等；（2）形状特征：外接圆半径、内接圆半径、圆度、紧密度、矩形度、凸性、偏心率、外接矩形的方向等；（3）几何矩特征：二阶矩、三阶矩、主惯性轴等。HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.2HALCON Region区区域域 HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用RegionRegion的点线的点线1 1生成点线区域生成点线区域图像最基本的构成元素是像素点，在HALCON里面点可以用坐标（Row,Column）表示，图像窗口左上角为坐标原点，向下为行（Row）增加，向右为列（
5、Column）增加。首先生成一个点区域，生成点区域的算子为：gen_region_points(:Region:Rows,Columns:)3.2HALCON Region区区域域 2 2区域的方向区域的方向方向是区域的基本特征，下面几个算子与区域方向有关。（1）line_orientation(:RowBegin,ColBegin,RowEnd,ColEnd:Phi)（2）orientation_region(Regions:Phi)HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用（3）angle_ll(:RowA1,ColumnA1,RowA2,ColumnA2,RowB1,ColumnB
6、1,RowB2,ColumnB2:Angle)（4）line_position(:RowBegin,ColBegin,RowEnd,ColEnd:RowCenter,ColCenter,Length,Phi)作用：计算线段的中心、长度、方向。3.2HALCON Region区区域域 Region Region的行程的行程1 1区域行程的理论基础区域行程的理论基础行程编码（又称游程编码）是相对简单的编码技术。行程编码的主要思路是将一个相同值的连续串用一个代表值和串长来代替。例如，有一个字符串“aaabccddddd”，行程编码可以用“3a1b2c5d”来表示。图4-19是区域，表4-2是根据图4
7、-19的区域得到的行程编码表。HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.2HALCON Region区区域域 3.2.4 3.2.4 RegionRegion的区域特征的区域特征1 1区域的面积与中心特征区域的面积与中心特征1）区域的面积2）区域的中心区域的中心坐标是计算区域内所有像素点坐标的平均值。中心点行坐标等于区域内所有像素点行坐标相加的和除以面积，中心点列坐标等于区域内所有像素点列坐标相加的和除以面积。2 2区域特征距特征区域特征距特征矩特征主要表征图像区域的几何特征，又称为几何距。由于其具有旋转、平移、尺度等不变特征又称为不变距。在图像处理中不变距可以作为一个重要的特征来表
8、示区域。HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.2HALCON Region区区域域 3 3区域等效椭圆特征区域等效椭圆特征 二阶中心距的一个重要应用就是可以定义一个区域的方向与范围，而区域的方向和范围可以用等效椭圆来表示。4 4区域凸性特征区域凸性特征区域内任意两点进行连线，连线上的所有点都在区域内就称这个区域为凸集。凸包则是包含区域内所有点构成的最小凸集。5区域轮廓长度特征区域轮廓长度特征区域轮廓长度是区域的另一个特征，区域轮廓是跟踪区域边界获得一个轮廓，然后将区域边界上的全部点连接到一起。轮廓长度是欧几里德长度，平行于坐标轴与垂直坐标轴的两个相邻轮廓点之间的距离为1。HALC
9、ON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.3HALCON XLD轮轮廓廓 3.3.1 3.3.1 XLDXLD的初步介绍的初步介绍1 1XLD定义定义图像中Image和区域Region这些数据结构是像素精度的，在实际工业应用中，需要比图像像素分辨率更高的精度，这时就需要提取亚像素精度数据，亚像素精度数据可以通过亚像素阈值分割或者亚像素边缘提取来获得。3.3.2 3.3.2 XLDXLD的数据结构分析的数据结构分析1 1XLD数据结构介绍数据结构介绍XLD轮廓的很多属性存储在XLD的数据结构中，为了描述不同的边缘轮廓，HALCON规定了几种不同的XLD数据结构，对于不同的数据结构一般是通过不同
10、的算子获得的。2.区域或多边形转换成亚像素轮廓的算子区域或多边形转换成亚像素轮廓的算子（1）gen_contour_region_xld(Regions:Contours:Mode:)HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.3HALCON XLD轮轮廓廓（3）gen_contour_polygon_xld(:Contour:Row,Col:)（2）get_contour_xld(Contour:Row,Col)（4）gen_polygons_xld(Contours:Polygons:Type,Alpha:)（5）gen_ellipse_contour_xld(:ContEllip
11、se:Row,Column,Phi,Radius1,Radius2,StartPhi,EndPhi,PointOrder,Resolution:)（6）gen_circle_contour_xld(:ContCircle:Row,Column,Radius,StartPhi,EndPhi,PointOrder,Resolution:)HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.XLD3.XLD轮廓附加属性轮廓附加属性图像进行边缘信息提取时XLD会附带其他属性，通过算子可以获得这些属性，属性包括角度、边缘方向等。通过query_contour_attribs_xld算子可以查询XLD包含
12、哪些属性。3.3HALCON XLD轮轮廓廓 3.3.3 XLD的特征分析的特征分析1.XLD1.XLD与与XLD点云点云本节主要讲解XLD的特征及其形状转换。XLD的很多特征同Region的特征相似。XLD的点都是浮点级，精度可以达到亚像素级别。HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.3HALCON XLD轮轮廓廓 2.XLD2.XLD其他特征其他特征在讲解XLD其他特征之前，需要使用test_self_intersection_xld算子判断XLD是否自相交。只有在XLD不自相交的时候有些特征参数才有意义。HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用3.4Handle句句柄
13、柄句柄是一个是用来标识对象或者项目的标识符，可以用来描述窗体、文件等，值得注意的是句柄不能是常量。Windows之所以要设立句柄根本上源于内存管理机制的问题，即虚拟地址。简而言之数据的地址需要变动，变动以后就需要有人来记录管理变动，因此系统用句柄来记载数据地址的变更。在程序设计中，句柄是一种特殊的智能指针，当一个应用程序要引用其他系统（如数据库、操作系统）所管理的内存块或对象时，就要使用句柄。句柄与普通指针的区别在于，指针包含的是引用对象的内存地址，而句柄则是由系统所管理的引用标识，该标识可以被系统重新定位到一个内存地址上。这种间接访问对象的模式增强了系统对引用对象的控制。HALCON编程基础与工程应用编程基础与工程应用