二十六.Contour Processing（之一）

http://blog.sina.com.cn/s/blog_442bfe0e01011d86.html

关于xlds的几点说明：

Philosophy:

XLD is the abbreviation for eXtended Line Description and comprises all contour and polygon

based data.（XLD是扩展的线类型，他由所有轮廓和多边形基本数组构成）

XLDs belong to the iconic data.（属于图形数据）

Subpixel-accurate operators like edges_sub_pix return the contours as XLD data.

A contour is a sequence of 2D control points, which are connected by lines.

Typically, the distance between control points is about one pixel.(控制点之间的距离是一个像素)

XLD objects contain, besides the control points, so-called local and global attributes. Typical

examples for these are, e.g., the edge amplitude of a control point or the regression parameters of

a contour segment.

Besides the extraction of XLD objects, HALCON supports further processing. Examples for this

are the selection of contours based on given feature ranges or the segmentation of a contour into

lines, arcs, polygons or parallels.

一.基本概念与流程：

STEP1:创建XLD（可是是像素精度或者是亚像素精度，标准的方法是用亚像素边缘提取算子进行轮廓提取；如果是像素精度的可以通过阈值和滤波以及细化骨架，然后转化到XLD；当然XLD也可以通过CAD等其他软件的数据转化而来，还可以用鼠标画出来。

STEP2:对XLD轮廓进行分割，可以是线段分割、圆弧分割、椭圆弧分割等。select_obj选择分割的轮廓，为拟合做准备。

STEP3:执行拟合，可以用三种形状进行拟合。

STEP4:将前三步的结果转化成世界坐标。

Step5:提取轮廓特征。

STEP6:获得轮廓的原始数据或将其转化成其他的数据类型。

STEP7:结果可视化。

二.常用算子：

1. edges_sub_pix(Image : Edges : Filter, Alpha, Low, High : )

提取亚像素边缘。

2.segment_contours_xld(Contours : ContoursSplit : Mode, SmoothCont, MaxLineDist1, MaxLineDist2 : )

把轮廓分割成线段、圆和椭圆。

Contours :输入的轮廓。

ContoursSplit : 输出的分割结果。

Mode：用于分割的方式。

SmoothCont：用来平滑轮廓的像素数。

MaxLineDist1：第一次插值时和轮廓之间的最大距离。

MaxLineDist2 ：第二次插值和轮廓之间的最大距离。

3. sort_contours_xld(Contours : SortedContours : SortMode, Order, RowOrCol : )

依据轮廓的相对位置，把轮廓分类，输出分类后的轮廓。

4．count_obj(Objects : : : Number)

返回Objecets的元素个数。

5.select_obj(Objects : ObjectSelected : Index : )

根据索引复制选择输入对象为输出图形对象。

6. get_contour_global_attrib_xld(Contour : : Name : Attrib)

返回轮廓的全局特性值。

Name :'regr_norm_row', 'regr_norm_col', 'regr_mean_dist', 'regr_dev_dist', 'cont_approx'

回归直线的行列坐标，平均距离等，拟合形式代码，0为直线拟合，1为圆弧拟合。

7. fit_line_contour_xld(Contours : : Algorithm, MaxNumPoints, ClippingEndPoints, Iterations, ClippingFactor : RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd, Nr, Nc, Dist)

利用线段拟合轮廓。

Contours：输入轮廓。

Algorithm：进行直线拟合时的最小二乘法的种类，给了5种。后四种都带有权重和拟合阈值。-1代表所有点。

MaxNumPoints ：参与拟合的轮廓点数。

ClippingEndPoints：拟合忽略的起始点数。

Iterations：插值的最多次数。

ClippingFactor (input_control)：去除奇异值的因数。

RowBegin ，ColBegin ，RowEnd ，ColEnd：拟合线段的起点和中点行列坐标。

Nr，Nc ：法矢量的行列坐标。

Dist：拟合直线与原直线之间的距离。

8. gen_contour_polygon_xld( : Contour : Row, Col : )

产生行列多边形轮廓，返回轮廓的行列坐标。

9. fit_circle_contour_xld(Contours : : Algorithm, MaxNumPoints, MaxClosureDist, ClippingEndPoints, Iterations, ClippingFactor : Row, Column, Radius, StartPhi, EndPhi, PointOrder)

利用圆弧拟合一个轮廓。不执行对输入轮廓的分割，所以必须保证每个轮廓对应唯一的一个圆。

10. gen_ellipse_contour_xld( : ContEllipse : Row, Column, Phi, Radius1, Radius2, StartPhi, EndPhi, PointOrder, Resolution : )

生成椭圆轮廓。

三.例子：

* measure_metal_part.hdev: inspects metal part by fitting lines and circles//利用直线和圆弧拟合测量零件//

*

dev_close_window ()

dev_update_window ('off')

* ****

* step: acquire image

* ****

read_image (Image, 'metal-parts/metal-parts-01')

get_image_size (Image, Width, Height)

dev_open_window_fit_image (Image, 0, 0, Width, Width, WindowID)

set_display_font (WindowID, 14, 'Courier', 'true', 'false')

dev_set_draw ('margin')

dev_set_line_width (3)

dev_display (Image)

disp_continue_message (WindowID, 'black', 'true')

stop ()

* ****

* step: create contours

* ****

edges_sub_pix (Image, Edges, 'lanser2', 0.5, 40, 90) //提取边缘幅度在40-60的亚像素边缘//

dev_display (Edges)

disp_continue_message (WindowID, 'black', 'true')

stop ()

* ****

* step: process contours

* ****

segment_contours_xld (Edges, ContoursSplit, 'lines_circles', 6, 4, 4)

//利用线和圆分割抽取的轮廓//

sort_contours_xld (ContoursSplit, SortedContours, 'upper_left', 'true', 'column')

dev_clear_window ()

dev_set_colored (12)

dev_display (SortedContours)

disp_continue_message (WindowID, 'black', 'true')

stop ()

* ****

* step: perform fitting

* ****

ROI := [115,225,395,535]

dev_open_window (0, round(Width/2), (ROI[3]-ROI[1])*2, (ROI[2]-ROI[0])*2, 'black', WindowHandleZoom)

dev_set_part (round(ROI[0]), round(ROI[1]), round(ROI[2]), round(ROI[3]))

set_display_font (WindowHandleZoom, 14, 'courier', 'true', 'false')

count_obj (SortedContours, NumSegments)

dev_display (Image)

NumCircles := 0

NumLines := 0

for i := 1 to NumSegments by 1

    select_obj (SortedContours, SingleSegment, i)//内循环操作，选择每一个分割的轮廓//

    get_contour_global_attrib_xld (SingleSegment, 'cont_approx', Attrib)//计算轮廓属性//

    if (Attrib = 1)

        NumCircles := NumCircles + 1

        fit_circle_contour_xld (SingleSegment, 'atukey', -1, 2, 0, 5, 2, Row, Column, Radius, StartPhi, EndPhi, PointOrder)

        gen_ellipse_contour_xld (ContEllipse, Row, Column, 0, Radius, Radius, 0, rad(360), 'positive', 1.0)

        dev_set_color ('white')

        dev_display (ContEllipse)

        set_tposition (WindowHandleZoom, Row - Radius - 10, Column)

        write_string (WindowHandleZoom, 'C' + NumCircles)

        ResultText := 'C' + NumCircles + ': radius = ' + Radius

    else

        NumLines := NumLines + 1

        fit_line_contour_xld (SingleSegment, 'tukey', -1, 0, 5, 2, RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd, Nr, Nc, Dist)

        gen_contour_polygon_xld (Line, [RowBegin,RowEnd], [ColBegin,ColEnd])

        dev_set_color ('yellow')

        dev_display (Line)

        distance_pp (RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd, Length)

        set_tposition (WindowHandleZoom, (RowBegin+RowEnd)/2 - Nr*10, (ColBegin+ColEnd)/2)

        write_string (WindowHandleZoom, 'L' + NumLines)

        ResultText := 'L' + NumLines + ': length = ' + Length

    endif

    set_tposition (WindowHandleZoom, 275 + i*10, 230)

    write_string (WindowHandleZoom, ResultText)

endfor

disp_continue_message (WindowID, 'black', 'true')

stop ()

dev_set_window (WindowHandleZoom)

dev_close_window ()

dev_clear_window ()