Halcon 一维测量卡尺找点

来源：刀刀网

一维测量主要是指提取测量对象的边缘，所以必须获得测量区域的灰度变化，边缘提取前面博文有介绍过这里不再赘述。计算测量区域内垂直于轮廓线上单位像素间隔的平均灰度值，其实就是计算投影线的平均灰度值，其中头ing先的长度是测量区域的宽，计算各个平均灰度值后即可得到整个轮廓线的灰度值。在求取平度灰度值的过程中，去过测量矩形不是水平或垂直状态，则必须沿投影线对像素进行插值，可以选则不同的插值方法，目前Halcon支持的有临近区域法（Nearest_neighbor）,双线性插值法（Bilinear）,双三次插值法（Bicubic）等。

最近邻插值法nearest_neighbor是最简单的灰度值插值。也称作零阶插值，就是令变换后像素的灰度值等于距它最近的输入像素的灰度值。最近邻插值法可应用于图像的缩放，因为简单的变换与计算，效果一般不好。

双线性插值，又称为双线性内插。在数学上，双线性插值是有两个变量的插值函数的线性插值，其核心思想是在两个方向分别进行一次线性插值。
双三次插值又叫双立方插值，用于在图像中“插值”（Interpolating）或增加“像素”（Pixel）数量/密度的一种方法。通常利用插值技术增加图形数据，以便在它打印或其他形式输出的时候，能够增大打印面积以及（或者）分辨率。双立方插值通常能产生效果最好，最精确的插补图形，但它速度也几乎是最慢的。“双线性插值”（Bilinear interpolation）的速度则要快一些，但没有前者精确。在商业性图像编辑软件中，经常采用的是速度最快，但也是最不准确的“最近相邻”（Nearest Neighbor）插值。其他一些插值技术通常只在高档或单独应用的程序中出现。
显然，无论技术多么高级，插补过的数据肯定没有原始数据准确。这意味着对一个图形文件进行插值处理后，虽然文件长度增加了（数据量增大），但不会有原先那幅图锐利，可能会在图形质量上打折扣。

本文主要针对Halcon卡尺算子在双线性插值方法下做效果展示。

算子有measure_pos，measure_pairs，measure _ thresh

1：measure_pos(Image : : MeasureHandle, Sigma, Threshold, Transition, Select : RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)提取测量区域内垂直于矩形或扇环的边缘（只适用于直边缘，不适用于从曲面对象中提取边缘）

Image：输入图像
MeasureHandle：测量句柄
Sigma：进行高斯平滑的方差值，0.4-100
Threshold：边缘的最小幅度，即只有轮廓线一阶导数绝对值大于该参数时，边缘才会被选中，1-255
Transition：边缘灰度值过渡类型，将沿主轴方向从暗到亮定义为正向边缘（Positive），将从亮到暗定义为负向边缘（Negative）
Select:选择返回的边缘点，‘all’返回所有边缘点，‘first’返回第一个点，‘last’返回最后一个点
RowEdge, ColumnEdge：边缘中心行，列坐标
Amplitude：边缘梯度幅值，即相应的一阶导数值
Distance：连续边缘之间的距离

read_image (Image123, 'E:/资源图片/123.png')
rgb1_to_gray (Image123, GrayImage)
gen_rectangle1 (ROI_0, 241.966, 131.705, 375.14, 3.043)
reduce_domain (GrayImage, ROI_0, ImageReduced)
crop_domain (ImageReduced, ImagePart)
dev_get_window (WindowHandle)
Colors := ['blue','red','green','orange','yellow']
dev_set_draw ('margin')
dev_set_color ('blue')
*手动划定ROI
draw_rectangle2 (WindowHandle, Row, Column, Phi, Length1, Length2)
*生成ROI展示区域
gen_rectangle2_contour_xld (Rectangle, Row, Column, Phi, Length1, Length2)
get_image_size (ImagePart, Width, Height)
*生成测量句柄
gen_measure_rectangle2 (Row, Column, Phi, Length1, Length2, Width, Height, 'bilinear', MeasureHandle)
*卡尺获取区域内所有满足条件点
measure_pos (ImagePart, MeasureHandle, 1, 30, 'all', 'all', RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)
gen_cross_contour_xld (Cross, RowEdge, ColumnEdge, 6, 0.78)
distance_pp (RowEdge[0], ColumnEdge[0], RowEdge[1], ColumnEdge[1], Distance1)
dev_display (ImagePart)
dev_display (Rectangle)
dev_display (Cross)

*positive沿主轴方向由暗到亮的正向边缘
measure_pos (ImagePart, MeasureHandle, 1, 30, 'positive', 'all', RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)
gen_cross_contour_xld (Cross, RowEdge, ColumnEdge, 6, 0.78)

dev_display (ImagePart)
dev_display (Rectangle)
dev_display (Cross)

*从亮到暗的负向边缘
measure_pos (ImagePart, MeasureHandle, 1, 30, 'negative', 'all', RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)
gen_cross_contour_xld (Cross, RowEdge, ColumnEdge, 6, 0.78)

dev_display (ImagePart)
dev_display (Rectangle)
dev_display (Cross)
close_measure (MeasureHandle)

2：measure_pairs ( Image :: MeasureHandle , Sigma . Threshold , Transition . Select : RowEdgeFirst , ColumnEdgeFirst . AmplitudeFirst , RowEdgeSecond . ColumnEdgeSecond . AmplitudeSecond . IntraDistance , InterDistance )功能：提取测量区域内垂直于矩形或者扇环的边缘对（只适用于直边缘，不适用于从曲面对象中提取边缘）。
Sigma ：进行高斯平滑的方差值，0.4≤ Sigma ≤100.
Threshold ：边缘的最小幅值，即只有轮廓线一阶导数绝对值大于该参数时，边缘才会被选中，1≤ Threshold ≤255。
Transition ：边缘灰度值过渡类型。
Slect ：选择返回的边缘点，如果 Select 设置为" all "，则返回所有边缘对：如果设置为" first "，则只返回第一个提取的边缘对；若设置为" last "，则只返回最后一个边缘对。
RowEdgeFirst 、 ColumnEdgeFirst ：边缘对中第一个边缘的中心行、列坐标。
AmplitudeFirst ：边缘对中第一个边缘的过渡幅值，即第一个边缘的一阶导数值（带符号）。
RowEdgeSecond 、 ColumnEdgeSecond ：边缘对中第二个边缘的中心行、列坐标。
AmplitudeSecond ：边缘对中第二个边缘的过渡幅值，即第二个边缘的一阶导数值（带符号）。
IntraDistance ：一组边缘对内两个边缘之间的距离（亚像素）。
InterDistance ：连续边缘对之间的距离（亚像素）。
对于参数 Transition ，如果 Transition =" positive "，则在 RowEdgeFirst 和 ColumnEdgeFirst 中将返回沿矩形长轴方向的由暗到亮过渡的边缘点，在 RowEdgeSecond 和 ColumnEdgeSecond 中将返回由明到暗的边缘点；如果 Transition =" negative "，则相反；如果 Transition =" all "，则RowEdgeFirst 和 ColumnEdgeFirst 定义为首先检测到的边缘，即根据测量对象的定位，返回"亮暗亮"的边缘对或"暗亮暗"的边缘对。对于有多个相同过渡的连续边缘时，如果把第一个边缘用作边缘对的元素，则会导致不能选择足够高的 Threshold 来抑制相同过渡的连续边缘，这种情况下可以使用第二种找边缘对模式，仅选择一系列连续的上升沿和下降沿中的相应最强边沿。通过将"_ strongest "附加到用于转换的上述任何模式中（例如 negative _ strongest ）来选择该模式。

dev_display (ImagePart)
draw_rectangle2 (WindowHandle, Row1, Column1, Phi1, Length11, Length21)
gen_rectangle2_contour_xld (Rectangle1, Row1, Column1, Phi1, Length11, Length21)
get_image_size (ImagePart, Width1, Height1)
gen_measure_rectangle2 (Row1, Column1, Phi1, Length11, Length21, Width1, Height1, 'nearest_neighbor', MeasureHandle1)
measure_pairs (ImagePart, MeasureHandle1, 1, 30, 'all', 'all', RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, AmplitudeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, AmplitudeSecond, IntraDistance, InterDistance)
dev_set_color (Colors[0])
gen_cross_contour_xld (Cross1, RowEdgeFirst[0], ColumnEdgeFirst[0], 6, Phi1)
dev_set_color (Colors[1])
gen_cross_contour_xld (Cross1, RowEdgeFirst[1], ColumnEdgeFirst[1], 6, Phi1)
dev_set_color (Colors[2])
gen_cross_contour_xld (Cross2, RowEdgeSecond[0], ColumnEdgeSecond[0], 6, Phi1)
dev_set_color (Colors[3])
gen_cross_contour_xld (Cross2, RowEdgeSecond[1], ColumnEdgeSecond[1], 6, Phi1)

 dev_display (ImagePart)
 dev_display (Rectangle1)
*获取第一组边缘对
 measure_pairs (ImagePart, MeasureHandle1, 1, 30, 'all', 'first', RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, AmplitudeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, AmplitudeSecond, IntraDistance, InterDistance)
dev_set_color (Colors[0])
gen_cross_contour_xld (Cross1, RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, 6, Phi1)
 dev_set_color (Colors[1])
gen_cross_contour_xld (Cross2, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, 6, Phi1)

 dev_display (ImagePart)
 dev_display (Rectangle1)
*获取最后一组
 measure_pairs (ImagePart, MeasureHandle1, 1, 30, 'all', 'last', RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, AmplitudeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, AmplitudeSecond, IntraDistance, InterDistance)
dev_set_color (Colors[0])
gen_cross_contour_xld (Cross1, RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, 6, Phi1)
 dev_set_color (Colors[1])
gen_cross_contour_xld (Cross2, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, 6, Phi1)

 dev_display (ImagePart)
  dev_display (Rectangle1)
*获取明亮区域对
 measure_pairs (ImagePart, MeasureHandle1, 1, 30, 'positive', 'all', RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, AmplitudeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, AmplitudeSecond, IntraDistance, InterDistance)
dev_set_color (Colors[0])
gen_cross_contour_xld (Cross1, RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, 6, Phi1)
 dev_set_color (Colors[1])
gen_cross_contour_xld (Cross2, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, 6, Phi1)

 dev_display (ImagePart)
  dev_display (Rectangle1)
*获取暗场区域对
 measure_pairs (ImagePart, MeasureHandle1, 1, 30, 'negative', 'all', RowEdgeFirst, ColumnEdgeFirst, AmplitudeFirst, RowEdgeSecond, ColumnEdgeSecond, AmplitudeSecond, IntraDistance, InterDistance)
dev_set_color (Colors[0])
gen_cross_contour_xld (Cross1, RowEdgeFirst[0], ColumnEdgeFirst[0], 6, Phi1)
dev_set_color (Colors[1])
gen_cross_contour_xld (Cross1, RowEdgeFirst[1], ColumnEdgeFirst[1], 6, Phi1)
dev_set_color (Colors[2])
gen_cross_contour_xld (Cross2, RowEdgeSecond[0], ColumnEdgeSecond[0], 6, Phi1)
dev_set_color (Colors[3])
gen_cross_contour_xld (Cross2, RowEdgeSecond[1], ColumnEdgeSecond[1], 6, Phi1)
close_measure (MeasureHandle1)

3： measure _ thresh ( Image :: MeasureHandle , Sigma , Threshold , Select : RowThresh , ColumnThresh , Distance )
功能：提取测量区域内轮廓线上具有指定灰度值的点（只适用于直边缘，不适用于从曲会面对象中提取边缘）。
Threshold ：阈值，即指定的灰度值。
Select ：要返回的点，" first "指返回第一个点，" last "指最后一个点，" first _ last "指第一个和最后一个点，‘all’指所有的点
RowThresh , ColumnThresh 提取点的行列坐标
Distance 两连续点之间的距离

dev_display (ImagePart)

draw_rectangle2 (WindowHandle, Row2, Column2, Phi2, Length12, Length22)
gen_rectangle2_contour_xld (Rectangle2, Row2, Column2, Phi2, Length12, Length22)
get_image_size (ImagePart, Width2, Height2)
gen_measure_rectangle2 (Row2, Column2, Phi2, Length12, Length22, Width2, Height2, 'nearest_neighbor', MeasureHandle2)

measure_thresh (ImagePart, MeasureHandle2, 0.3, 230, 'all', RowThresh, ColumnThresh, Distance2)
 tuple_length (RowThresh, Length)
 for Index := 1 to Length by 1
     dev_set_color (Colors[Index])
     gen_cross_contour_xld (Cross3, RowThresh[Index-1], ColumnThresh[Index-1], 6, Phi1)
 endfor
close_measure (MeasureHandle2)

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