【机械视觉】Halcon—【一、Halcon的介绍和基础语法】
目录
介绍
Halcon 主要特点
Halcon 典型应用场景
Halcon 脚本语言语法
1. HDevelop 中的编程语言
2. 外部语言调用 Halcon 库
3. 关键区别
4. 如何选择？
一. 基本语法规则
(1) 语句结束
(2) 注释
二. 变量与数据类型
变量的运用
变量命名
三. 算子（函数）调用
常见算子分类
四. 控制结构
(1) 条件语句（if-else）
(2) 循环（for/while）
五. 元组
元组：类似数组，但元素类型可混合。
元组常用的操作
六.字典
1. 字典基本概念
七. 错误处理
调试技巧
介绍
Halcon 是由德国 MVTec Software GmbH 公司开发的一款 机器视觉软件，广泛应用于工业检测、医学成像、机器人引导、三维视觉等领域。它提供强大的图像处理和分析功能，支持快速开发高效的机器视觉应用。
Halcon 主要特点
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强大的图像处理算法库
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包含 1800+ 图像处理算子，涵盖：
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图像预处理（滤波、增强）
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特征提取（边缘、角点、纹理）
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模式匹配（形状、轮廓、深度学习）
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3D视觉（立体视觉、结构光、点云处理）
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条码/二维码识别（OCR、条形码、DataMatrix）
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跨平台支持
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支持 Windows、Linux、macOS，并可部署在嵌入式设备（如ARM架构）。
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多语言集成
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提供 C++、C#、Python、VB.NET 等接口，方便与现有系统集成。
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深度学习支持
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集成 深度学习 功能（如分类、目标检测、语义分割），支持训练和推理。
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高性能计算
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利用 GPU加速（通过CUDA、OpenCL）和 多核CPU并行计算，适合实时处理。
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灵活的授权方式
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提供 永久授权 和 订阅制，支持运行时免版税部署。
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Halcon 典型应用场景
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工业检测：缺陷检测、尺寸测量、装配验证。
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机器人引导：定位抓取、视觉伺服。
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医疗影像：细胞分析、X光检测。
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物流：包裹分拣、条码识别。
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自动驾驶：车道识别、障碍物检测。
Halcon 脚本语言语法
Halcon 程序窗口（即其开发环境 HDevelop）使用 Halcon 自有的脚本语言（类似一种领域特定语言，DSL），同时支持通过其他编程语言（如 C++、C#、Python 等）调用其库函数。以下是详细说明：
1. HDevelop 中的编程语言
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Halcon 脚本语言
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HDevelop 是 Halcon 的集成开发环境（IDE），其默认使用 Halcon 自有的脚本语言（文件扩展名为
.hdev）。 -
语法简洁，专为图像处理设计，直接调用 Halcon 算子（如
read_image,threshold,find_shape_model）。 -
示例代码：
read_image(Image, 'particle.jpg') // 读取图像 threshold(Image, Region, 128, 255) // 阈值分割 connection(Region, ConnectedRegions) // 区域连通 count_obj(ConnectedRegions, NumParticles) // 计数 -
特点：
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无需编译，直接运行调试。
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支持图形化交互（如 ROI 绘制、结果可视化）。
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导出为其他语言
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HDevelop 支持将脚本自动转换为 C++、C#、VB.NET、Python 等语言，方便集成到实际项目中。
（通过菜单文件 -> 导出实现）
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2. 外部语言调用 Halcon 库
Halcon 的核心功能可以通过以下语言调用（需安装 Halcon 库和对应接口）：
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C++：通过
halconcpp库。 -
C#：通过
halcondotnet库。 -
Python：通过
python-halcon模块（如import halcon）。 -
其他：VB.NET、Java（通过 JNI）等。
Python 示例：
import halcon as ha# 调用Halcon算子
image = ha.read_image("particle.jpg")
region = ha.threshold(image, 128, 255)
num_particles = ha.count_obj(region)
print("粒子数量:", num_particles)3. 关键区别
| 场景 | 使用的语言 | 说明 |
|---|---|---|
| HDevelop 快速原型开发 | Halcon 脚本语言 (.hdev) | 适合算法调试、可视化交互。 |
| 实际项目集成 | C++/C#/Python 等 | 通过 Halcon 库调用，需导出代码。 |
| 嵌入式部署 | C/C++（Runtime 环境） | 需购买 Halcon 运行时授权。 |
4. 如何选择？
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初学者/算法验证：直接用 HDevelop 脚本语言，快速测试算子。
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工业项目：导出为 C++/C# 嵌入到现有系统。
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深度学习结合：Python + Halcon 库（如训练模型后部署）。
一. 基本语法规则
(1) 语句结束
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每行一条语句，无需分号（除非一行写多条语句，用分号隔开）。
read_image(Image, 'particle.jpg') // 正确 threshold(Image, Region, 128, 255); connection(Region, ConnectedRegions) // 分号分隔
(2) 注释
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单行注释：*
-
二. 变量与数据类型
Halcon 变量类型自动推断，常见类型包括：
| 类型 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 图像（Image） | Image, GrayImage | 单通道/多通道图像矩阵。 |
| 区域（Region） | Region, ConnectedRegions | 二值化后的像素集合。 |
| 轮廓（XLD） | Contours, Edges | 亚像素精度的边缘轮廓。 |
| 数值（Number） | Width, Area | 整数或浮点数。 |
| 字符串（String） | FileName, ModelName | 文本数据。 |
示例：
read_image(Image, 'particle.jpg') // Image 是图像类型变量
threshold(Image, Region, 128, 255) // Region 是区域类型变量
area_center(Region, Area, Row, Column) // Area, Row, Column 是数值类型变量的运用
- 在halcon中使用:=进行变量赋值
-
* 整形 a:=10* 浮点类型 b:=10.1* 把整形转为浮点类型 c:=real(a)* 把浮点类型转成整型 d:=int(b)* 向下求整 e:=floor(b)* 向上求整 f:=ceil(b)* 四舍五入 g:=round(b)* 字符串类型 h:='90' * 转成数字类型 i:=number(h)* 转成字符串 i:=a+''
变量命名
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变量名以字母开头，可包含字母、数字、下划线。
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区分大小写（
Image和image不同）。 -
无需显式声明类型（动态类型）。
三. 算子（函数）调用
Halcon 的核心功能通过算子（Operators）实现，语法为：
算子名(输入参数1, 输入参数2, ..., 输出参数1, 输出参数2, ...)常见算子分类
| 类别 | 示例算子 | 作用 |
|---|---|---|
| 图像输入/输出 | read_image, write_image | 读取/保存图像。 |
| 预处理 | gauss_filter, median_image | 滤波、去噪。 |
| 分割 | threshold, regiongrowing | 阈值分割、区域生长。 |
| 特征提取 | edges_sub_pix, find_shape_model | 边缘检测、模板匹配。 |
| 数学运算 | add_image, mult_image | 图像加减乘除。 |
示例：
read_image(Image, 'chip.png') // 读取图像
rgb1_to_gray(Image, GrayImage) // 转为灰度图
threshold(GrayImage, Region, 0, 100) // 阈值分割
connection(Region, ConnectedRegions) // 区域连通
count_obj(ConnectedRegions, NumChips) // 计数四. 控制结构
(1) 条件语句（if-else）
if (条件)// 语句块
elif (条件)// 语句块
else// 语句块
endif示例：
* 基本if语句
if (Area > 100)disp_message('Large object found', 'window', 12, 12, 'black', 'true')
endif* if-else结构
if (Score > 0.8)disp_message('Match found', 'window', 12, 12, 'green', 'true')
elsedisp_message('No match', 'window', 12, 12, 'red', 'true')
endif* 多条件判断
if (Area > 100 and Circularity > 0.9)classification := 'Circle'
elif (Area > 50 and Area <= 100)classification := 'Small Object'
elseclassification := 'Unknown'
endif(2) 循环（for/while）
-
for 循环：
for Index := 1 to 10 by 1// 循环体 endfor -
while 循环：
while (条件)// 循环体 endwhile
示例：
for i := 1 to 5 by 1disp_message('当前次数：' + i, 'window', 20*i, 12, 'black', 'true')
endfor五. 元组
-
元组：类似数组，但元素类型可混合。
Tuple := ['apple', 123, 3.14, true] -
元组常用的操作
* 1 创建元组 -元素为整形数字
nums:=[1,2,3,4,5,6,7]* 2 获取元组的元素 通过索引值
x:=nums[2]* 3 获取元组的长度 | |
len:=|nums|* 4 遍历元组
for Index := 0 to |nums|-1 by 1num:=nums[Index]
endfor* 5 批量创建元组的元素
nums1:=[0:10]* 6 [a:b:c] 元素范围是a到c，每次递增b
nums2:=[0:3:9]
* 也可以反着来
nums3:=[9:-3:0] * 8 可以把变量重新定义成元组
str:='a'
str[0,1,2]:='ac'* 9 元组合并
list1:=[1,2,3]
list2:=['a','b','c']
list3:=[list1,list2]* 10 元组并集: 去掉重复的元素
* 参数1 要合并的元组
* 参数2 要合并的元素
* 参数3 合并之后元组
tuple_union(list3,num,Union)* 11 元组的交集: 获取两者之间相同的
tuple_intersection (list1,nums,val1)* 12 元组的插入元素
tuple_insert(list1,2,list2,val2)* 13 从元组中截取元素，从索引值为1开始截取，截取长度为3
list8:=list3[1:3]* 14 移除元素 指定位置移除
list8:= remove(list8,2)* 15 获取指定位置元素
list8:=subset(list8,1)* 16 绝对值
tuple_abs (-50,ABs)*嵌套数组
* a5 有4个元素，分别为1 2 3 [4,5,6]
a5:=[1,2,3,[4,5,6]]
* 按照嵌套元组的方式取出
c1:=a5[3]* 把元组所有的元素加1操作
A6:= a5+1* 把元组所有的元素乘以操作
A7:= a5*5* 把元组转成字符串结构
cc:=['1','2','3']
tuple_join (cc,',',JoinedStrings)* 批量赋值
A8[0,1,3]:=99* 随机0-1之间的数字
tuple_rand(10,Rand)六.字典
1. 字典基本概念
字典是Halcon 20.11引入的高级数据结构，用于键值对存储：
* 1 创建字典 字典名称为aaa
create_dict(aaa)* 2 给字典设置键值对
* 参数1 要设置的字典
* 参数2 键
* 参数3 值
set_dict_tuple(aaa,'v',10)
set_dict_tuple(aaa,'v2','hello')
set_dict_tuple(aaa,'v3',[1,2,3])
* 3 设置键值对(值为对象)
* 参数1 添加的对象
* 参数2 添加的目标字典
* 参数3 键
set_dict_object(rectangle,aaa,'v4')* 如果俩个键一样，去替换之前值
set_dict_object (rectangle1,aaa,'v4')* 4 复制字典
copy_dict(aaa,[],[],bbb)* 5 获取字典中的值
* 参数1 输出的对象
* 参数2 字典
* 参数3 键
get_dict_object(object,bbb,'v4')* 6 获取字典值元组类型
* 参数1 目标字典
* 参数2 获取值的键
* 参数3 输出值
get_dict_tuple (bbb,'v3',Tuple)* 7 获取字典当中所有的键存储在一个元组里面
* 参数1 目标字典
* 参数2 keys 获取字典里面所有的key
* 参数3 可选参数
* 参数4 输出的元组
get_dict_param(bbb,'keys',[],GenParamValue)* 8 删除键值对
remove_dict_key (bbb,'v4')七. 错误处理
使用 try-catch 捕获异常：
tryread_image(Image, 'nonexist.jpg') // 可能失败
catch (Exception)disp_message('错误：文件不存在！', 'window', 12, 12, 'red', 'true')
endtry调试技巧
变量窗口：HDevelop 中可实时查看变量值。
单步执行：按 F6 逐行调试。
可视化：右键算子可显示图像/区域/轮廓。
本文主要介绍一些基础语法，下期全面讲述算子！