HALCON機(jī)器視覺算法包解析

最近一直在使用機(jī)器人與上位機(jī)進(jìn)行視覺抓取技術(shù)的調(diào)試,對(duì)C#也稍有了解,就這樣我開始接觸到了HALCON.

HALCON是德國MVtec公司開發(fā)的一套完善的標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器視覺算法包，擁有應(yīng)用廣泛的機(jī)器視覺集成開發(fā)環(huán)境。它節(jié)約了產(chǎn)品成本，縮短了軟件開發(fā)周期——HALCON靈活的架構(gòu)便于機(jī)器視覺，醫(yī)學(xué)圖像和圖像分析應(yīng)用的快速開發(fā)。在歐洲以及日本的工業(yè)界已經(jīng)是公認(rèn)具有最佳效能的Machine Vision軟件。

HALCON支持Windows，Linux和Mac OS X操作環(huán)境，它保證了投資的有效性。整個(gè)函數(shù)庫可以用C，C++，C#，Visual basic和Delphi等多種普通編程語言訪問。

HALCON為大量的圖像獲取設(shè)備提供接口，保證了硬件的獨(dú)立性。它為百余種工業(yè)相機(jī)和圖像采集卡提供接口，包括GenlCam，GigE和IIDC 1394。

強(qiáng)大的三維視覺處理

HALCON 11提供的一個(gè)極為突出的新技術(shù)是三維表面比較，即將一個(gè)三維物體的表面形狀測(cè)量結(jié)果與預(yù)期形狀進(jìn)行比較。HALCON提供的所有三維技術(shù)，如多目立體視覺或sheet of light，都可用于表面重構(gòu)；同時(shí)也支持直接通過現(xiàn)成的三維硬件掃描儀進(jìn)行三維重構(gòu)。

此外，針對(duì)表面檢測(cè)中的特殊應(yīng)用對(duì)光度立體視覺方法進(jìn)行了改善。不僅如此，HALCON現(xiàn)在還支持許多三維目標(biāo)處理的方法，如點(diǎn)云的計(jì)算和三角測(cè)量、形狀和體積等特征計(jì)算、通過切面進(jìn)行點(diǎn)云分割等。

高速機(jī)器視覺體驗(yàn)

自動(dòng)算子并行處理 (AOP) 技術(shù)是HALCON的一個(gè)獨(dú)特性能。HALCON 11中支持使用GPU處理進(jìn)行機(jī)器視覺算法的算子超過75個(gè)，比其他任何軟件開發(fā)包提供的數(shù)量都多。

除此之外，基于聚焦變化的深度圖像獲取 (depth from focus)、快速傅立葉變換 (FFT) 和HALCON的局部變形匹配都有顯著的加速。HALCON 11會(huì)帶給用戶更高速的機(jī)器視覺體驗(yàn)。

讓您選擇HALCON出于以下3點(diǎn)理由：

1.為了讓使用者能在最短的時(shí)間里開發(fā)出視覺系統(tǒng)，HALCON包含了一套交互式的程序設(shè)計(jì)界面HDevelop，可在其中以HALCON程序代碼直接撰寫，修 改，執(zhí)行程序，并且可以查看計(jì)算過程中的所有變量，設(shè)計(jì)完成后，可以直接輸出C、C++、VB、C#、vb等程序代碼，套入您的程序中。HDevelop同時(shí)和數(shù)百個(gè)范例程序鏈接，除了個(gè)別計(jì)算功能的說明，您也可以隨時(shí)依據(jù)不同的類別找到應(yīng)用的范例，方便參考。此外，以問題為導(dǎo)向的手冊(cè)， 可以讓您找到最適切的使用說明以及作業(yè)觀念。

2.HALCON不限制取像設(shè)備，可以自行挑選合適的設(shè)備。原廠已提供了60 余種相機(jī)的驅(qū)動(dòng)鏈接，即使是尚未支持的相機(jī)，除了可以透過指標(biāo)(pointer)輕易的抓取影像，還可以利用HALCON開放性的架構(gòu)，自行撰寫DLL文件和系統(tǒng)連接。

3.使用HALCON，在設(shè)計(jì)人機(jī)接口時(shí)沒有特別的限制，也不必特別的可視化組件，您可以完全使用開發(fā)環(huán)境下的程序語言，例如visual studio、.NET、Mono等等，架構(gòu)自己的接口，end user看不到您的開發(fā)工具，而且在執(zhí)行作業(yè)的機(jī)器上，只需要很小的資源套件。

在產(chǎn)業(yè)界，用halcon的一般出于產(chǎn)業(yè)鏈條比較低端的部分。而且機(jī)器視覺也受到深度學(xué)習(xí)的影響。以前halcon在工業(yè)界算主打，現(xiàn)在份額在下降。近五年國內(nèi)出現(xiàn)一大批機(jī)器視覺廠商和創(chuàng)業(yè)公司，而以前這塊基本都是進(jìn)口。這幫創(chuàng)業(yè)公司在產(chǎn)品初期大量使用opencv。不過經(jīng)過一段時(shí)間迭代，已經(jīng)不止只是調(diào)用了，很多商業(yè)公司結(jié)合硬件在上面優(yōu)化創(chuàng)新了很多，已經(jīng)不僅僅事依賴調(diào)庫了。

而且光賣軟件庫商業(yè)模式在國內(nèi)不好走，很多都是配著硬件一起賣。從就業(yè)招聘來說，基本要求是熟悉opencv，halcon是可選項(xiàng)，而且用halcon很多是項(xiàng)目歷史遺留問題。你要是之后做視覺別的方向，人家都不用halcon的，但是opencv用的還是挺多的。雖然你進(jìn)去之后，他們很可能自己都有一套內(nèi)部用的算法庫。但是商業(yè)公司有沒法要求應(yīng)聘者熟悉他們內(nèi)部庫吧。所以都會(huì)貼opencv。而且很多內(nèi)部開發(fā)也參考了opencv的架構(gòu)。

至于有人說opencv算法效果的問題，實(shí)際上opencv的確并不是專門為機(jī)器視覺行業(yè)打造的。所以一些算法沒有做特定優(yōu)化。我這里的優(yōu)化既包括在特定處理器上運(yùn)算速度的優(yōu)化，也包括解決問題特定算法的優(yōu)化。所以我前面說的要強(qiáng)調(diào)算法能力。得查論文做實(shí)驗(yàn)做改進(jìn)，甚至自己設(shè)計(jì)算法做技術(shù)積累沉淀的。而不是把它當(dāng)做一個(gè)庫僅僅調(diào)用接口，換句話說在企業(yè)你們做自己的halcon，這其實(shí)也體現(xiàn)了中國新一代人研發(fā)能力有所進(jìn)步

審核編輯：劉清