Halcon开发笔记001 尺寸测量实例分析

课题需要对图像中的缺陷进行尺寸评价，开发环境是Halcon。

选择使用最小外接矩形方法，原因主要是

1. 可获得的评价参数多：长度，宽度，角度，长宽比，面积
2. 通过长宽比参数可以判定缺陷形状

获取最小外接矩形的过程:

这里是做测试的原图

1. 图像分割
   选取合适的阈值比较困难。考虑到是工厂环境，采光可能不均匀，也为了测试方便（主要使用手机拍照，光源是环境光和手机闪光灯）， 采用动态阈值分割法，Halcon提供了一个函数：

dyn_threshold(OrigImage, ThresholdImage : RegionDynThresh : Offset,
LightDark : )

其中第一个参数是原始图片，第二个参数是包含本地阈值的图片(用来获取灰度参考值)，第三个参数是分割后得到的区域输出，第四个参数是阈值偏移量，第五个参数是问你需要暗的区域还是亮的区域。

这里有个问题，什么是包含本地阈值的图片？这里可以使用一个函数，先获取一张经过平均阈值处理的图片。

mean_image(Image : ImageMean : MaskWidth, MaskHeight : )

大概思路是使用高斯滤波，将每几个点的灰度值联系起来，取其平均值，比如在下图中，中间位置的灰度值取决于相邻八个点的灰度值，这样对图像中每个点进行处理，最终可以得到一张经过平滑处理的图像。


这里是经过均值滤波之后的图像

现在我们可以感性理解一下dyn_threshold这个函数：通过对比原图和局部临域之间的灰度值差，对每个局部小块获取一个局部的阈值，这样下来，对于局部灰度差异值大的图像来说可以很好地完成分割。

这里是经过动态阈值分割之后的图像

2. 获取最小外接矩形
   其实Halcon已经将这种非常常用的处理算法打包，直接调用函数：

smallest_rectangle2(Regions : : : Row, Column, Phi, Length1, Length2)

红框就是我们生成的最小外接矩形了

3. 如果获得了多个最小外接矩形怎么办？
   在我本次的例子中虽然很顺利的生成了唯一的最小外接矩形，但是在大多数阈值分割不够完善的图像中，很容易生成多个最小外接矩形。这个时候就要考虑重新选择阈值分割的参数。
4. 我们获取到的尺寸是物体的实际尺寸吗？
   很遗憾，到了这一步我们并没有得到物体的实际尺寸，因为在图像中没有任何一个已知尺寸的条件下，我们无法得到真实尺寸。这里得到的数值实际上是图像中的像素值，像素值可以通过dpi换算成尺寸，但是这个尺寸仅仅指的是图片在1：1打印后的尺寸，我们需要在图片中画下一个标尺，通过换算得到实际尺寸。
   在我的课题中，有一部分是测量系统的硬件设计，镜头到物体的距离将是一个固定值，所以我可以在硬件确定后通过测试得到一个转换公式，以此获得实际尺寸。

dev_close_window() 

dpi:=72
*这里做出说明，dpi是根据相机变化的参数，需要自行调整
read_image (image, 'D:/毕业设计/image/40x40.jpg') 
get_image_size(image, Width, Height)
dev_open_window(0, 0, Width/4, Height/4, 'black', WindowHandle) 
mean_image (image, ImageMean, 101, 101) 
dyn_threshold (image, ImageMean, Region, 1, 'dark') 
*使用动态阈值分割图像

connection(Region, ConnectedRegions)
*合并像素相连区成为一个Element

select_shape (ConnectedRegions, SelectedRegions, 'height', 'or', 1000, 100000)
*SelectedRegions:=Region
*选择具有特定特征的区域

smallest_rectangle2(SelectedRegions, Row, Column, Phi, Length1, Length2) 

tuple_max(Length1,MaxLength1)

for Index := 0 to |Length1|-1 by 1
    if(Length1[Index]==MaxLength1) 
        MaxLength2:=Length2[Index]
        MaxRow:=Row[Index]
        MaxColumn:=Column[Index]
        MaxPhi:=Phi[Index]
    endif
endfor
//将最大的最小外接矩形提取出来


dev_set_color('pink')
dev_set_line_width(5)

dev_set_draw('margin')
dev_set_color('red')
gen_rectangle2(Rectangle, MaxRow, MaxColumn, MaxPhi, MaxLength1, MaxLength2) 
disp_message(WindowHandle,'宽度为：'+MaxLength2/dpi*25.4, 'window',0,0, 'black', 'true') 
disp_message(WindowHandle,'长度为：'+MaxLength1/dpi*25.4, 'window', 0,100, 'black', 'true')
disp_message(WindowHandle,'角度为：'+MaxPhi, 'window',0,200, 'black', 'true')