halcon中的一维测量

一维测量

像点到点的距离，边缘对的距离等沿着一维方向的测量都属于1D测量范畴。Halocn的一维测量首先构建矩形或者扇形的ROI测量对象，然后在ROI内画出等距离的、长度与ROI宽度一致的、垂直于ROI的轮廓线（profile line）的等距线。如下图所示。
在这里插入图片描述
测量ROI的轮廓线尽量与被测边缘垂直，宽度适当宽些，等距线的密集度考虑速度与精度综合选择，这样可以减少噪声。

然后，沿着垂直轮廓线的方向，计算出每一条等距线的平均灰度值，可以得出轮廓线的灰度直方图，同时可以选择使用高斯滤波器平滑灰度直方图。如下图所示。Halcon算子measure_pairs的参数Sigma指定了高斯滤波器的标准差。
在这里插入图片描述
最后，求出平滑灰度直方图的一阶导数，一阶导数的极值点作为边缘的亚像素精度候选点，只有一阶导数极值点的绝对值大于预先设定的阈值（测量算子的参数Threshold）边缘候选点才被选作为边缘中心点。Halcon测量算子最后得到每一条边缘与轮廓线的交点。
在这里插入图片描述

一维测量流程

在这里插入图片描述

一维测量相关算子

gen_measure_rectangle2( : : Row, Column, Phi, Length1, Length2, Width, Height, Interpolation : MeasureHandle)
名字：生成仿射矩形区域测量句柄
描述：用于提取垂直于仿射矩形的直边
参数：
Row：仿射矩形中心行坐标
Column：仿射矩形中心列坐标
Phi：仿射矩形的纵轴水平角，单位弧度，注意：测量矩形的测量方向的选择
Length1：仿射矩形宽度的一半
Length2：仿射矩形高度的一半
Width：图像的宽度
Height：图像的高度
Interpolation ：插值类型
MeasureHandle：测量对象句柄
在这里插入图片描述
gen_measure_arc( : : CenterRow, CenterCol, Radius, AngleStart, AngleExtent, AnnulusRadius, Width, Height, Interpolation : MeasureHandle)
名字：生成环形区域测量句柄
描述：用于提取垂直环形圆弧的直边缘。
参数：
CenterRow：圆弧中心行坐标
CenterCol：圆弧中心列坐标
Radius：圆弧半径
AngleStart：圆弧起始角度
AngleExtent：圆弧角度范围
AnnulusRadius：环形带的半径（宽度的一半）
Width：图像的宽度
Height：图像的高度
Interpolation ：插值类型
MeasureHandle：测量对象句柄
在这里插入图片描述
measure_pairs(Image : : MeasureHandle, Sigma, Threshold, Transition, Select : RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, AmplitudeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, AmplitudeSecond, IntraDistance, InterDistance)
名字：测量边缘对
描述：提取垂直于仿射矩形或环形圆弧的直边缘对。
参数：
Image：输入图像
MeasureHandle：测量对象句柄
Sigma：高斯平滑参数
Threshold：最小边缘幅度
Transition：边缘对极性，第一个与第二个相反
Select ：选择边缘对
RowEdgeFirst：边缘点对的第一个边缘的行坐标
ColumnEdgeFirst：边缘点对的第一个边缘的列坐标
AmplitudeFirst：第一个边缘的幅度
RowEdgeSecond：第二个边缘行坐标
ColumnEdgeSecond：第二个边缘列坐标
AmplitudeSecond：第二个边缘幅度
IntraDistance：两个边缘对之间的距离
InterDistance：相邻边缘对之间的距离

注意：halcon中的坐标系与opencv中不一样
halcon坐标系如下图所示
在这里插入图片描述
opencv的坐标系如下

因此需要注意RowEdgeFirst返回的是y轴。

measure_pos(Image : : MeasureHandle, Sigma, Threshold, Transition, Select : RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)
名字：测量边缘对
描述：提取垂直于仿射矩形或圆弧的直边缘。
参数：
Image：输入图像
MeasureHandle：测量对象句柄
Sigma：高斯平滑系数
Threshold：最小边缘幅度
Transition：极性
*Select：边缘选择
RowEdge：找到的边缘中心的行坐标
ColumnEdge：找到的边缘中心列坐标
Amplitude：边缘幅度
Distance：相邻边缘之间的距离

measure_pairs与measure_pos的区别：一般，measure_pos函数会寻找所有满足条件的单个关键点，属于独立作战，而带pairs的函数是需要找到满足条件的一对点，如果只能找到一个点，没有另外一个点与之配对，则该点会被弃掉。幅度是指边缘处明暗灰度各自的均值差

translate_measure( : : MeasureHandle, Row, Column )（选用）
名字：转换一个度量对象
描述：一般用于一个程序中有很多测量矩形的情况，当使用第二个测量矩形时，不需要重新 gen_measure_rectangle2生成，将第二个测量矩形的中心坐标放到该算子的第二、三个参数当中即可，其第一个参数得到的句柄就相当于使用gen_measure_rectangle2算子正常生成的测量矩形句柄。然后使用measure_pos对该句柄进行正常计算。
参数：
MeasureHandle：测量句柄
Row：新参考点的行坐标
Column ：新参考点的列坐标

案例

接下来以halcon一维测量自带的引脚间距和高度测量案例进行实操
打开halcon帮助文档，找到一维测量然后下拉到最后点击measure_pin.hdev
在这里插入图片描述

一、引脚间距测量

* Pin Measurement: Example for the application of the measure package
* including a lot of visualization operators
* 关闭窗口
dev_close_window ()
*读取自带的引脚图片
read_image (Image, 'ic_pin')
*获取图片的宽度和高度
get_image_size (Image, Width, Height)
*打开窗口，尺寸为图片宽高的1/2
dev_open_window (0, 0, Width / 2, Height / 2, 'black', WindowHandle)
*设置窗口显示字体
set_display_font (WindowHandle, 14, 'mono', 'true', 'false')
*把图片放到窗口
dev_display (Image)
*在屏幕显示暂停层序按F5继续操作的信息
disp_continue_message (WindowHandle, 'black', 'true')
stop ()
* draw_rectangle2 (WindowHandle, Row, Column, Phi, Length1, Length2)
*创建一个带角度的矩形，这里固定矩形框大小
Row := 47
Column := 485
Phi := 0
Length1 := 420
Length2 := 10
*设置颜色
dev_set_color ('green')
*设置绘制方式：这里绘制边框不填充
dev_set_draw ('margin')
*设置线条
dev_set_line_width (3)
*绘制矩形
gen_rectangle2 (Rectangle, Row, Column, Phi, Length1, Length2)
*根据上面的矩形生成测量的roi区域
gen_measure_rectangle2 (Row, Column, Phi, Length1, Length2, Width, Height, 'nearest_neighbor', MeasureHandle)
disp_continue_message (WindowHandle, 'black', 'true')
stop ()
*关闭自动把图像更新到窗口
dev_update_pc ('off')
dev_update_var ('off')
n := 1
*计算时间
count_seconds (Seconds1)
*提取垂直于仿射矩形的直边缘对
measure_pairs (Image, MeasureHandle, 1.5, 30, 'negative', 'all', RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, AmplitudeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, AmplitudeSecond, PinWidth, PinDistance)
count_seconds (Seconds2)
Time := Seconds2 - Seconds1
disp_continue_message (WindowHandle, 'black', 'true')
stop ()
dev_set_color ('red')
*绘制边缘对，输入为边缘点的行列坐标
disp_line (WindowHandle, RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond)
*计算每个边缘对的平均值
avgPinWidth := sum(PinWidth) / |PinWidth|
*计算相邻边缘对的平均值
avgPinDistance := sum(PinDistance) / |PinDistance|
numPins := |PinWidth|
dev_set_color ('yellow')
disp_message (WindowHandle, 'Number of pins: ' + numPins, 'image', 200, 100, 'yellow', 'false')
disp_message (WindowHandle, 'Average Pin Width:  ' + avgPinWidth, 'image', 260, 100, 'yellow', 'false')
disp_message (WindowHandle, 'Average Pin Distance:  ' + avgPinDistance, 'image', 320, 100, 'yellow', 'false')
* dump_window (WindowHandle, 'tiff_rgb', 'C:\\Temp\\pins_result')
disp_continue_message (WindowHandle, 'black', 'true')
stop ()

运行结果
在这里插入图片描述

二、引脚高度测量

Row := 508
Column := 200
Phi := -1.5708
Length1 := 482
Length2 := 35
gen_rectangle2 (Rectangle, Row, Column, Phi, Length1, Length2)
gen_measure_rectangle2 (Row, Column, Phi, Length1, Length2, Width, Height, 'nearest_neighbor', MeasureHandle)
stop ()

这里同样创建一个矩形用于确定测量的roi区域，生成结果如下
在这里插入图片描述
接着测量边缘并绘制

*测量边缘对
measure_pos (Image, MeasureHandle, 1.5, 30, 'all', 'all', RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)
*计算第一对边缘的高度
PinHeight1 := RowEdge[1] - RowEdge[0]
*计算第二对边缘的高度
PinHeight2 := RowEdge[3] - RowEdge[2]
dev_set_color ('red')
disp_line (WindowHandle, RowEdge, ColumnEdge - Length2, RowEdge, ColumnEdge + Length2)
disp_message (WindowHandle, 'Pin Height:  ' + PinHeight1, 'image', RowEdge[1] + 40, ColumnEdge[1] + 100, 'yellow', 'false')
disp_message (WindowHandle, 'Pin Height:  ' + PinHeight2, 'image', RowEdge[3] - 120, ColumnEdge[3] + 100, 'yellow', 'false')