机器视觉 halcon中图像获取

Posted 2021-10-29 沧海一笑-dj

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了机器视觉 halcon中图像获取相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

00. 目录

01. 概述

Halcon是一款图像处理软件。在Halcon中获取图像有3种方式:

使用硬件采集图像
直接读取采集好的图像
通过某些方法生成一张图像

02. 相机接口

2.1 USB接口

USB接口相机是数字相机，直接输出数字图像信号。USB全称是UniversalSerialBus（通用串行总线），USB接口是4“针”，其中2根为电源线、2根为信号线。USB是串行接口，可热拔插，连接方便。USB2．0，传输速度480Mbps，通讯距离5m，80％的带宽用于图像传输。USB3．0，传输速度4．8Gbps，通讯距离10m，80％的带宽用于图像传输。由于USB接口相机使用方便，接口广泛，目前在显微镜、科研实验、便携式设备等行业大量应用。

2.2 IEEE1394接口

1394接口，又称“火线”（FireWire），用于将数码产品与计算机及其他机器之间的连接。IEEE1394总线是高速串行总线，1394a最高的传输速度为400Mbps，1394b最高的传输速度为800Mbps。IEEE1394支持热插拔、数据传输实时性、采用总线结构、即插即用。1394接口分为4芯和6芯，4芯中有两对数据线，6芯除数据线外还包括一组电源线以对外接设备进行供电。IEEE1394接口，不需要控制器，可以实现对等传输，1394a最大传输距离为4．5米，1394b传输距离通常为10米，在降数据率情况下可延伸到100米（100Mbps），采用中继设备支持可进一步提高传输距离。

2.3 CameraLink接口

由AIA协会推出的数字图像信号通讯接口协议，是一种串行通讯协议。采用LVDS接口标准，具有速度快、抗干扰能力强、功耗低。从Channellink技术上发展而来的，在Channellink技术基础上增加了一些传输控制信号，并定义了一些相关传输标准。协议采用MDR－26针连接器或SDR－26针连接器，具有高速率，带宽可达6400Mbps、抗干扰能力强、功耗低的特点。

2.4 GigE千兆以太网接口

由AIA（AutomatdeImagingAssociation）创建并推广，是一种基于千兆以太网通信协议开发的相机接口标准。适用于工业成像应用，通过网络传输无压缩视频信号。是一个使用价格低廉线缆长距离传输图像的标准。

2.5 CoaXPress接口

CoaXPress是一种非对称的高速点对点串行通信数字接口标准，传输速度高达6．25Gbps，传输距离超过100m。数据传输量大，传输距离长，可选择传输距离和传输量：从50m＠6．25Gbps到170m＠1．25Gbps，价格低廉，易集成、支持热插拔。

2.6 Nbase-T接口

Nbase-T接口技术是有Nbase-T联盟引领的一种全新的网络技术，它通过定义一种新的以太网信号方式，使得现有已安装的双绞线能够在长达100m的范围内突破线缆1Gb/s的限制。Nbase-T可以让现有大量安装的超5类和6类线的传输速度达到2.5Gb/s或5Gb/s。

Nbase-T接口特点如下：它是GigE接口的升级版，在传输距离不变，器材不变的情况下，传输速度可以达到5Gb/s。

2.7 光纤接口

光纤接口是基于光纤通信的接口，其传输速度可达16.3Gb/s，单模光纤的连接距离可达10km，多模光纤的连接距离可达300m或者500m。一般情况下，光纤需要配备“特别”的采集卡，而且光纤线不能随意从中间连接，而需要专业设备才能连接，在连接处会比较脆弱，易出现故障。

光纤接口特点包括光纤通道传输速度快，传输距离远，但需要更新原有线缆设备。

03. Halcon图像采集过程

3.1 打开设备

相关算子

open_framegrabber 算子

程序示例

* Select a suitable image acquisition interface name AcqName
info_framegrabber(AcqName,'port',Information,Values)
* Open image acquisition device using the default settings, see
* documentation of the actually used interface for more details
open_framegrabber(AcqName,1,1,0,0,0,0,'default',-1,'default',-1.0, \\
                  'default','default','default',-1,-1,AcqHandle)
grab_image(Image,AcqHandle)
close_framegrabber(AcqHandle)

3.2 设置相机参数

相关算子

set_framegrabber_param

get_framegrabber_param

不同相机可以设置的参数有所不同。

3.3 获取图像

相关算子

从指定的图像采集设备启动异步采集

grab_image_start

从指定的图像采集设备异步采集一幅图像

grab_image_async

从指定的图像采集设备同步抓取图像

grab_image

异步采集示例

* Select a suitable image acquisition interface named AcqName.
open_framegrabber('AcqName', 1, 1, 0, 0, 0, 0, 'default', -1, 'default', \\
                  -1.0, 'default', 'default', 'default', -1, -1, AcqHandle)
* Start asynchronous grabbing.
grab_image_start(AcqHandle, -1)
* Run acquisition loop.
while (true)
    * Get image, start next grab.
    grab_image_async(Image, AcqHandle, -1.0)
    * Next: Do something with the grabbed image.
endwhile
close_framegrabber(AcqHandle)

同步采集图像示例

* Select a suitable image acquisition interface name AcqName
info_framegrabber(AcqName,'port',Information,Values)
* Open image acquisition device using the default settings, see
* documentation of the actually used interface for more details
open_framegrabber(AcqName,1,1,0,0,0,0,'default',-1,'default',-1.0, \\
                  'default','default','default',-1,-1,AcqHandle)
grab_image(Image,AcqHandle)
close_framegrabber(AcqHandle)

3.4 结束采集图像

相关算子

关闭指定的图像采集设备

close_framegrabber

04. Halcon相机助手

通过Halcon相机助手采集图像，然后生成代码。

05. 文件读取

在不能通过硬件获取图像的时候，就需要将拍摄好的图像加载到程序中，HALCON提供了几种读取图像的方法。

5.1 通过读取图像助手读取图像

选择“文件”菜单中的“读取图像”的选项

选择图像，然后选择确定

生成代码如下：

read_image (Image, 'E:/苹果.jpg')

5.2 通过拖拽文件到主窗口

拖拽图片文件到Halcon主窗口，出现如下对话框

选择确定，自动插入如下代码

read_image (Image2, 'E:/苹果2.jpg')

5.3 通过图像采集助手读取图片

最后生成代码如下

* Image Acquisition 01: Code generated by Image Acquisition 01
list_files ('E:', ['files','follow_links'], ImageFiles)
tuple_regexp_select (ImageFiles, ['\\\\.(tif|tiff|gif|bmp|jpg|jpeg|jp2|png|pcx|pgm|ppm|pbm|xwd|ima|hobj)$','ignore_case'], ImageFiles)
for Index := 0 to |ImageFiles| - 1 by 1
    read_image (Image, ImageFiles[Index])
    * Image Acquisition 01: Do something
endfor

5.4 通过代码读取图像

通过代码的方式批量读取文件夹图像

* Image Acquisition 01: Code generated by Image Acquisition 01

* 文件路径
list_files ('E:/IMG', ['files','follow_links'], ImageFiles)
    
* 筛选图片格式    
tuple_regexp_select (ImageFiles, ['\\\\.(tif|tiff|gif|bmp|jpg|jpeg|jp2|png|pcx|pgm|ppm|pbm|xwd|ima|hobj)$','ignore_case'], ImageFiles)

* 循环读取文件夹图像
for Index := 0 to |ImageFiles| - 1 by 1
    read_image (Image, ImageFiles[Index])
    * Image Acquisition 01: Do something
endfor

5.5 通过代码生成图像

示例代码如下


* 生成一张无灰度的图像
gen_image_const (Image, 'byte', 32, 32)

* 生成一种灰度渐变的图像
gen_image_gray_ramp (ImageGrayRamp, 1, 1, 128, 256, 256, 512, 512)

* 生成一张有灰度的图像
gen_image_proto (ImageGrayRamp, ImageCleared, 128)


* 设置图像某点灰度值
set_grayval (ImageCleared, 10, 10, 255)