机器视觉算法开发软件 ----HALCON
HALCON 是世界范围内广泛使用的机器视觉软件，用户可以
利用其开放式结构快速开发图像处理和机器视觉软件。
HALCON 提 供 交 互 式 的 编 程 环 境 HDevelop 。 可 在
Windows,Linux,Unix 下使用，使用 HDevelop 可使用户快速有效的解
决图像处理问题。 HDevelop 含有多个对话框工具，实时交互检查图
像的性质，比如灰度直方图，区域特征直方图，放大缩小等，并能用
颜色标识动态显示任意特征阈值分割的效果，快速准确的为程序找到
合适的参数设置。 HDevelop 程序提 供进程，语法检查，建议参数值
设置，可在任意位置开始或结束，动态跟踪所有控制变量和图标变量，
以便查看每一步的处理效果。当用户对于机器视觉编程代码完成后，
HDevelop 可将此部分代码 直接 转化为 C++,C 或 VB 源代码，以方便
将其集成到应用系统中。
HALCON 提供交互式的模板描述文件生成工具 HmatchIt,。可
交互式地为一个模型定义一个任意形状的感性趣区域， HmatchIt 优化
给出此创建模型的合适参数 , 自动生成模板描述文件以供程序调用，
快速为基于形状匹配和结构匹配的用户找到实现目标识别和匹配应
用的合适的参 数设置。
HALCON 提供支持多 CPU 处理器的交互式并行编程环境
Paralell Develop, 其继承了单处理器板 HDevelop 的所有特点，在多处
理器计算机上会自动将数据比如图像分配给多个线程，每一个线程对
应一个处理器，用户无需改动已有的 HALCON 程序，就立即获得显
著的速度提升。
HALCON 中 HDevelop Demo 中包含 680 个应用案例，根据不
同的工业领域，不同的用法和算法分类列出，用户可以根据自己的需
求方便的找到相对应的类似案例，快速掌握其函数用法。
HALCON 提供的函数使用说明文 档，详细介绍每个函数的功
能和参数用法，提供在不用开发语言（ VC,VB,.NET 等）下的开发手
册，而且提供一些算法（例如 3D）的原理性介绍，给用户的学习提
供帮助。
特点： 原型化的开发平台，自动语法检查；
动态察看控制和图标变量；
支持多种操作系统；
支持多 CPU；
支持多种文件格式；
自动语言转化功能；
与硬件无关，可支持各种硬件；
应用领域： 医学图像分析；
2D/3D 测量；
立体视觉；
匹配定位；
光学字符识别；
Blob 分析；
表面检测；
平板，晶片及硬模检测；
遥感图像和航空图像分析 ;
条码识别 ;
技术参数：
图像滤波
图像增强：对比度增强、亮度校正、直方图归一化、直方图均衡
平滑滤波：各向非同性滤波、高斯平滑、均值滤波、阶梯滤波器（中
值、分离系数中值滤波、加权中值等），中度滤波、 Sigma 滤波、切
尾均值、椒盐噪声去除，递归平滑滤波
边缘滤波： Canny, Deriche, Lanser, Shen, Frei, Kirsch, Roberts,
Prewitt, Roberts, Prewitt, Robinson, Sobel, Laplace 算子 高
斯差分，高斯导数、边缘闭合
点滤波： Foerstner, Harris, Sojka 亚象素精度点提取滤波器
纹理 : Laws 滤波器（ 3X3,5x5,7X7）离差、熵
算术运算：比例缩放、加、减、乘、绝对值、最大值、最小值、翻转
颜色变换： CIElab,hsv,his,yiq,yuv,CIExyz,hls,his 等
傅立叶变换：高速 FFT、高斯、导数计算、 Gabor 滤波器、带通、高
通、低通滤波，能量、相位，权值计算
霍夫变换：线、园检测。
其他类型滤波器：自定义滤波器、点滤波器、灰度骨架抽取，主成分
分析，拓扑骨架抽取，高斯金字塔变换、类型转换
亚象素边缘及线提取
Canny、 Deriche Lanser和 Sobel边缘检测算子； Facet模型及 Steger
线提取（精度高于 1/50 像素）；亚象素彩色边缘、线提取；亚象素阈
值
亚象素轮廓处理
轮廓处理：仿射和投影变换；线、圆、椭圆分割提取及拟合；平行轮
廓合并；不同标准形状生成。
形状特征：面积、中心点、方向、圆度、紧密度、周长、椭圆轴、力
矩、凸度、离心率、角分析（凸，圆、矩形）；基于形状特征的轮廓
选择
边缘位置测量
沿线段、圆弧的亚象素边缘提取；自动选择边缘（起点、终点、所有
点、上升、下降，边缘点对）；边界及边界对寻找评价函数
Blob 分析
阈值：全局、局部、自动
区域处理：连通域分析、骨架、连接点，终点；集合算法（交集、并
集，差集、补集）；角分析（凸、圆、矩形、椭圆形、凹）；空洞填充、
区域生成（矩形、圆形、椭圆形、方格、网格、多边形、任意形状），
访问（游程编码，链码、轮廓、多边形）
灰度值特征：最大值、最小值、均值、方差、共生矩阵、直方图、熵、
模糊特征、灰度矩
形状特征：面积、中点、方向、圆度、紧密度，空洞数、周长、凹度、
椭圆轴、 2 阶、 3 阶
矩、离心率、 Hamming 距离、闭合区域（圆、矩形），距离、空间关
系、欧拉数
图像分割
阈值：彩色、后验证分割
区域生长：梯度、均值、彩色、纹理
分类：基于神经网络或 n 维线性平面或曲面的分类器
可变化模型：基于参考图像和经过训练的在一定误差范围内 的标准样
本的分割。
数学形态学
二值形态学：明可夫斯基加减、膨胀、腐蚀、开运算、闭运算，击中
击不中变换、边界、修剪、加粗、细化、距离变换
灰度形态学：分水岭算法、膨胀、腐蚀、开运算、闭运算、 top hat,
bottom hat
分类器
多层感知神经网络；非一致分布 n 维线性平面或曲面的数据集聚类算
法
几何变换
旋转、比例缩放、平移、镜像、剪切、仿射、透视、极化变换；从点
对应到角的近似变换、含自动点匹配的图像融合；图像变形校正；拼
图；线扫描图像区域与边界融合
模式匹配
灰度值、基于形状、基于任意 大小和形状的多模版匹配；鲁棒性极佳
的识别算法，对于旋转、比例缩放、混乱及部分被遮挡物体和照明变
化都能准确识别。只需调用一次识别寒暑，即可识别不同目标及之间
有相对位置变化的目标。可以产生综合模型，比如从多边形的图像数
据中
条码及二维码识别
1 维条码识别： EAN 13, EAN 8, UPC-A, UPC-E, 2/5 工业， 2/5 插
入式， Codabar, Code 39, Code 93, Code 128, PharmaCode
2 维码识别： ECC 200, QR 码
光学字符识别（ OCR）
基于字符 的识别，特殊分割算法，旋转校正、训练字体、可选特征
光学字符验证（ OCV）
基于灰度值的模版对比算法、对于亮度，位置以及大小变换均能得出
一致性结果。
3 维定标
用多幅图像为针孔和远心摄像机的内部及外部参数定标；图像和点的
变形校正；点和轮廓的图像坐标到实际三维空间坐标系的变换；图像
校正（去除镜头及透视变形）
3 维视觉
双目立体视觉：双摄像机标定；图像校正；亚像素精度的深度及差度
计算
其它方法：基于聚焦变化的深度图像获取；基于双目视觉的测量
图像序列
背景估计；光流分析
Sockets 的网络传输
在 HALCON 处理器之间传输图像、区域、 XLD（轮廓数据）及控制参数
串口
读出、写入数据
支持文件格式：
AVI, BMP, GIF, JPEG, PCX, PNG, PNM, TIFF, XWD, 二进制，
Sun-Raster
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