Halcon Variation_model 详解

Posted 2023-04-28 知人者智，自知者明

介绍

使用Halcon 的差异模型进行检测，主要分为下面的四个步骤:

• create_shape_model 创建检测的区域匹配模板
  注: 这里使用形状匹配模板，当然也可以通过其它的匹配算法实现

• create_variation_model 创建差异模型

• rain_variation_model 训练正常图像

• prepare_variation_model 检测前配置差异模型的参数

• find_shape_model 查找图像中的匹配模板
  注: 这里匹配的算法和模型需要保持一直, 如形状匹配模板对应形状匹配算法

• 找到匹配的结果，通过仿射变换，抠图出匹配的那部分图像，用于差分检测

  • vector_angle_to_rigid
  • affine_trans_image
  • reduce_domain

• compare_variation_model 进行匹配区域和训练模板的一个差分处理，找到差异部分

• 后面的步骤主要是进行差异的特征过滤筛选，判定图像是否存在缺陷。

create_variation_model 说明

Type参数指定要创建的模型类型。例如，Type可以是"svm"、"knn"、"random_forest"等等。不同的模型类型适用于不同的问题和数据集。
Mode参数指定模型的训练模式。例如，Mode可以是"standard"、"incremental"或"online"。不同的训练模式适用于不同的数据集和计算资源。

模型的训练模式可以分为三种：标准模式（standard）、增量模式（incremental）和在线模式（online）。
标准模式是指在训练过程中，将所有的训练数据一次性输入模型进行训练。这种模式适用于数据量较小的情况，因为需要将所有数据都加载到内存中，所以可能会导致内存不足的问题。
增量模式是指在训练过程中，将数据分批次输入模型进行训练。每次输入一批数据，模型就会更新一次参数。这种模式适用于数据量较大的情况，因为可以避免将所有数据都加载到内存中，同时还可以在训练过程中动态地添加新的数据。
在线模式是指在训练过程中，将数据逐个输入模型进行训练。每输入一个数据，模型就会更新一次参数。这种模式适用于数据量非常大的情况，因为可以避免将所有数据都加载到内存中，同时还可以在训练过程中动态地添加新的数据。
总之，标准模式适用于数据量较小的情况，增量模式适用于数据量较大的情况，而在线模式适用于数据量非常大的情况。

train_variation_model 说明

训练差异模型可以得到差异模型的ID

prepare_variation_model 说明

在 prepare_variation_model 算子中，AbsThreshold 和 VarThreshold 是用于控制特征点筛选的参数。
AbsThreshold 是一个绝对阈值，用于筛选特征点。如果特征点的灰度值差异小于 AbsThreshold，则该特征点将被过滤掉。AbsThreshold 越大，筛选出的特征点越少。
VarThreshold 是一个相对阈值，用于筛选特征点。VarThreshold 的值越大，筛选出的特征点越少。VarThreshold 的计算方式为：VarThreshold = MeanGrayValue * VarThresholdFactor，其中 MeanGrayValue 是特征点周围像素的平均灰度值，VarThresholdFactor 是一个用户定义的参数，通常取值在 0.1 到 0.5 之间。
需要注意的是，AbsThreshold 和 VarThreshold 是互相独立的参数，它们都可以用于控制特征点的筛选。在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的参数值，以达到最佳的特征点筛选效果。

compare_variation_model 说明

将检测区域和差异模型输入，得到的就是与标准模型不同的区域

机器视觉Qt集成Halcon开发环境详解

00. 目录

文章目录

• • 00. 目录
  • 01. 概述
  • 02. Halcon动态库配置方案一
  • 03. Halcon动态库配置方案二
  • 04. 问题讨论
  • 05. 附录

01. 概述

Qt中集成Halcon开发环境有两种配置方案。第一种方案是使用环境变量来代替路径，并考虑平台移植问题。第二种方案是第三方库的使用，将用到的头文件和库直接打包到项目中，不用在客户机安装Halcon软件。

02. Halcon动态库配置方案一

配置简单，但移植后的机器需要安装Halcon软件。

2.1安装Halcon的环境变量

HALCONROOT代表当前环境下Halcon安装根目录。

HALCONARCH代表当前环境下Halcon的架构名称

2.2 配置Halcon头文件和库

# HALCON/Qt pattern matching and measure example
#
# (c) 2004-2019 MVTec Software GmbH

# matching.pro
#

CONFIG		+= qt debug
QT              += core gui  widgets


#defines
win32:DEFINES += WIN32

#includes  指定Halcon头文件所在目录
INCLUDEPATH   += "$$(HALCONROOT)/include"
INCLUDEPATH   += "$$(HALCONROOT)/include/halconcpp"

#libs 指定Halcon所需的库
QMAKE_LIBDIR  += "$$(HALCONROOT)/lib/$$(HALCONARCH)"
unix:LIBS     += -lhalconcpp -lhalcon -lXext -lX11 -ldl -lpthread
win32:LIBS    += "$$(HALCONROOT)/lib/$$(HALCONARCH)/halconcpp.lib" \\
               "$$(HALCONROOT)/lib/$$(HALCONARCH)/halcon.lib"


#sources
HEADERS	    += qhalconwindow.h
HEADERS	    += matching.h
SOURCES	    += qhalconwindow.cpp
SOURCES	    += matching.cpp
SOURCES	    += main.cpp

或者

# matching.pro
#

CONFIG		+= qt debug
QT              += core gui  widgets


#defines
win32:DEFINES += WIN32

#includes  指定Halcon头文件所在目录
INCLUDEPATH   += "$$(HALCONROOT)/include"
INCLUDEPATH   += "$$(HALCONROOT)/include/halconcpp"

#libs 指定Halcon所需的库
QMAKE_LIBDIR  += "$$(HALCONROOT)/lib/$$(HALCONARCH)"
unix:LIBS     += -lhalconcpp -lhalcon -lXext -lX11 -ldl -lpthread
win32:LIBS    += halconcpp.lib halcon.lib


#sources
HEADERS	    += qhalconwindow.h
HEADERS	    += matching.h
SOURCES	    += qhalconwindow.cpp
SOURCES	    += matching.cpp
SOURCES	    += main.cpp

2.3 编译测试

2.4 运行结果

温馨提示

配置时建议使用环境变量来代替路径，并考虑平台移植问题

温馨提示

C:\\Users\\Public\\Documents\\MVTec\\HALCON-19.11-Progress\\examples\\cpp\\qt\\Matching

03. Halcon动态库配置方案二

第三方库的使用，将用到的头文件和库直接打包到项目中，这种情况下不需要在客户机安装Halcon软件。

3.1在Qt项目目录中创建include和lib目录

3.2 将MVTec\\HALCON-19.11-Progress\\include目录下所有的文件拷贝到新建的include目录下。

3.3 将MVTec\\HALCON-19.11-Progress\\lib\\x64-win64目录下所有的文件拷贝到新建的lib目录下。

3.4 找到MVTec\\HALCON-19.11-Progress\\bin\\x64-win64与lib文件下*.lib文件重名的*.dll文件，并复制到新建的lib文件下

实际上只用到了一下几个文件

3.5 添加库

3.6 添加外部库，点击下一步

3.7 添加halconcpp库的配置

3.8 添加halcon库的配置

3.9 添加halcon相关头文件的目录

# matching.pro
#

CONFIG		+= qt debug
QT              += core gui  widgets

#defines
win32:DEFINES += WIN32

#sources
HEADERS	    += qhalconwindow.h
HEADERS	    += matching.h
SOURCES	    += qhalconwindow.cpp
SOURCES	    += matching.cpp
SOURCES	    += main.cpp

INCLUDEPATH += $$PWD/include
INCLUDEPATH += $$PWD/include/halconcpp

win32: LIBS += -L$$PWD/lib/ -lhalconcpp

INCLUDEPATH += $$PWD/lib
DEPENDPATH += $$PWD/lib

win32: LIBS += -L$$PWD/lib/ -lhalcon

INCLUDEPATH += $$PWD/lib
DEPENDPATH += $$PWD/lib

温馨提示

PWD指的是项目所在路径

3.10 编译，运行结果如下

04. 问题讨论

4.1 出现Error #5190: HALCON error #5190: Invalid window parameter错误

错误提示如下：

解决办法：

SetWindowParam函数需要依赖动态库文件hcanvas.dll，把该库从C:\\Program Files\\MVTec\\HALCON-19.11-Progress\\bin\\x64-win64拷贝到自己的项目路径lib目录下。

05. 附录

5.1 测试代码下载

下载：

5.2 参考博客

博客：Qt+Halcon笔记（1）—— 环境配置（两种方案，博主亲测）