Halcon学习（三）

（一）Halcon的语法结构特点

类似于Pascal 与 Visual Basic，大部分的语句是Halcon提供的算子，此外也包含了少部分的控制语句；

不允许单独声明变量；

提供自动的内存管理（初始化、析构及OverWrite），但句柄则需要显示释放；

C++（算子模式）

通过代码导出，以C++为例，默认导出为算子型的语法结构，而非面向对象的；在此模式下，全部函数声明为全局类型，数据类型只需要用Hobject、HTuple两类类型进行声明；

C++（面向对象）

可以以面向对象的方式重写代码，也即利用类及类的成员函数；

在这种模式下，控制变量的类型仍未HTuple，而图形数据可以由多种类型，如HImage等；

其他语言（略）

HImage 可以查看halcon中类相关的内容

（二）Halcon的数据类型

两类参数：

1、图形参数Iconic (image, region, XLD)

2、与控制参数Control (string, integer, real, handle)，

在Halcon算子的参数中，依次为：输入图形参数、输出图形参数、输入控制参数、输出控制参数；并且其输入参数不会被算子改变。

1、图形参数Iconic：

(1)Images

在Halcon中，Image = Channel + Domain , 像素点存放在Channel矩阵中，根据ROI来描述Image。

Image相关操作：

输入：从文件、从设备

生成：外部图像数据、空内存区域；

显示：disp_image()图像首通道灰度图；disp_color() 彩色图；disp_channel()某特定通道；disp_obj() 自动判别类别；

缩放：set_part() 设置显示区域；set_part_style() 设置显示参数；

说明：

Ø Multiple channels //多通道图像，可以是灰度图像或RGB图像

Ø Arbitrary region of interest //ROI区域图像

Ø Multiple pixel types(byte, (u)int1/2/4,real, complex, direction, cyclic, vector_field)

byte, uint2 //灰度图像的标准编码

int1, int2 //Difference of two images or derivates with integer precision（？？）int4 //两幅灰度图的频谱

direction //图片边缘的梯度方向

real //边缘提取及特定灰度值的轮廓

complex //图片频率分布

cyclic //Assigning one "gray" value to each color（？？）

vector_field //连续图形的光学流分布

(2)Regions

以行列坐标形式储存，有广泛的应用，特点是高效，可利用同态算子。比如用阈值对图像分割的结果，其他系统中称为BOLB,AREA等。

(3)Extended Line Description (XLD)

图像均用像素点保存，而像素点是整型的，不连续的，Halcon做了拓展，定义了亚像素（subpixel）的描述几何轮廓的对象：xld，主要用在亚像素测量的背景下，可用于如提取边缘、构建轮廓等等，xld在模板匹配、图形校准等多方面有重要的用途。

说明：

Subpixel accurate line and edge detection（亚像素精度的线和边缘检测）

Generic point list based data structure（依据数据结构产生点的表）

Handling of contours, polygons, lines, parallels, etc.（对轮廓，多边形，线等进行操作）

2、控制参数Control：

String类型变量由单引号’括起来；此外还有一些特殊字符；

Boolean型变量包括 true ( = 1 )、 false ( = 0 ) ；不为零的整数将被认为true；但绝大多数的Halcon函数接受字符串型的表达：’true’‘false’，而非逻辑型表达；

此外，Halcon支持的类型还包括图形元组、控制变量元组及句柄：

元组的概念，使得可以用一个变量传递数个对象，可以由重载后的函数来进行处理；图形元组的下标从1开始，控制变量元组下标从0开始；句柄则可以用来描述窗体、文件等等，句柄不能是常量。

（三）Halcon的基本语句

1、标准赋值

Ø assign(Input, Result)     //编辑形式，永远都是输入在前，输出在后

assign(sin(x) + cos(y), u)

Ø Result := Input              //代码形式

u := sin(x) + cos(y)    //与之前的assign(sin(x) + cos(y), u)是等价的

2、元组插入赋值

Ø insert(Tuple, NewValue, Index, Tuple)     //编辑形式

Tuple := [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
insert(Tuple,0,3,Tuple)

显示结果为：[1, 2, 3,0, 5, 6, 7, 8, 9]

Ø Tuple[Index] := NewValue                         //代码形式

Tuple := [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
Tuple[3]:=0

显示结果为：[1, 2, 3,0, 5, 6, 7, 8, 9]

例程：

read_image (Mreut, 'mreut')               //读入图像
threshold (Mreut, Region, 190, 255)      //阈值化，输出阈值在190-255的Regions
Areas := []                              //定义数组Areas
for Radius := 1 to 50 by 1               //循环
dilation_circle (Region, RegionDilation, Radius) //利用半径为Radius的圆对Region进行膨胀运算，输出
                                                   //RegionDilation，输出形式仍然为Region。
area_center (RegionDilation, Area, Row, Column) //输出区域的面积和中心像素坐标
Areas[Radius-1] := Area                        //对数组Areas的第Radius-1个元素进行赋值
endfor

3、基本数组操作极其对应的算子

数组操作说明对应的算子t := [t1,t2]t1,t2连接成新的数组tuple_concati := |t|得到数组长度tuple_lengthv := t[i]选取第i个元素0<= i < |t|tuple_selectt := t[i1:i2]选取i1到i2的元素tuple_select_ranget := subset(t,i)选取数组t中的第i个元素tuple_selectt := remove(t,i)去除数组t中的第i个元素tuple_removei := find(t1,t2)找到t2数组在t1数组中出现位置索引(or -1 if no match)tuple_findt := uniq(t)在t数组中把连续相同的值只保留一个tuple_uniq

4、创建数组

（1）gen_tuple_const函数

tuple_old := gen_tuple_const(100,666) //创建一个具有100个元素的，每个元素都为666的数组
tuple_new := gen_tuple_const(|tuple_old|,4711) //创建一个和原来数据长度一样的，每个元素为4711的数组

上面的函数也可以通过如下表达式实现：tuple_new := (tuple_old * 0) + 4711

（2）当数组中的元素不同时，需要用循环语句对数组中的每一个元素赋值

例如：

tuple := []  //创建空数组
for i := 1 to 100 by 1  //建立步长为1的循环
tuple := [tuple,i*i]  //将i方的值赋给数组的第i个元素
endfor  //循环结束

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算术运算

Ø a / a division

Ø a % a rest of the integer division

Ø a * a multiplication

Ø v + v addition and concatenation of strings

Ø a - a subtraction

Ø -a negation

位运算

Ø lsh(i,i)             left shift

Ø rsh(i,i)            right shift

Ø i band i          bit-wise and

Ø i bor i             bit-wise or

Ø i bxor i           bit-wise xor

Ø bnot i             bit-wise complement

字符串操作

Ø v$s                       conversion to string //字符串的格式化，有很丰富的参数

Ø v + v                    concatenation of strings and addition

Ø strchr(s,s)           search character in string

Ø strstr(s,s)            search substring

Ø strrchr(s,s)         search character in string (reverse)

Ø strrstr(s,s)          search substring (reverse)

Ø strlen(s)              length of string

Ø s{i}                       selection of one character

Ø s{i:i}                     selection of substring

Ø split(s,s)              splitting to substrings

比较操作符

Ø t < t               less than

Ø t > t               greater than

Ø t <= t            less or equal

Ø t >= t            greater or equal

Ø t = t               equal

Ø t # t               not equal

逻辑操作符

Ø lnot l                     negation

Ø l and l                   logical ’and’

Ø l or l                      logical ’or’

Ø l xor l                    logical ’xor’

数学函数

Ø sin(a)                        sine of a

Ø cos(a)                       cosine of a

Ø tan(a)                       tangent of a

Ø asin(a)                      arc sine of a in the interval [-p/2, p/ 2], a Î [-1, 1]

Ø acos(a)                     arc cosine a in the interval [-p/2, p/2], a Î [-1, 1]

Ø atan(a)                     arc tangent a in the interval [-p/2, p/2], a Î [-1, 1]

Ø atan2(a,b)               arc tangent a/b in the interval [-p, p]

Ø sinh(a)                      hyperbolic sine of a

Ø cosh(a)                     hyperbolic cosine of a

Ø tanh(a)                     hyperbolic tangent of a

Ø exp(a)                      exponential function

Ø log(a)                       natural logarithm, a> 0

Ø log10(a)                  decade logarithm, a> 0

Ø pow(a1,a2)             power

Ø ldexp(a1,a2)          a1 pow(2,a2)

其他操作（统计、随机数、符号函数等）

Ø min(t)                     minimum value of the tuple

Ø max(t)                    maximum value of the tuple

Ø min2(t1,t2)            element-wise minimum of two tuples

Ø max2(t1,t2)           element-wise maximum of two tuples

Ø find(t1,t2)              indices of all occurrences of t1 within t2

Ø rand(i)                    create random values from 0..1 (number specified by i)

Ø sgn(a)                     element-wise sign of a tuple

Ø sum(t)                    sum of all elements or string concatenation

Ø cumul(t)                 cumulative histogram of a tuple

Ø mean(a)                 mean value

Ø deviation(a)          standard deviation

Ø sqrt(a)                    square root of a

Ø deg(a)                    convert radians to degrees

Ø rad(a)                     convert degrees to radians

Ø real(a)                    convert integer to real

Ø int(a)                      convert a real to integer

Ø round(a)                convert real to integer

Ø number(v)             convert string to a number

Ø is_number(v)        test if value is a number

Ø abs(a)                    absolute value of a (integer or real)

Ø fabs(a)                   absolute value of a (always real)

Ø ceil(a)                    smallest integer value not smaller than a

Ø floor(a)                  largest integer value not greater than a

Ø fmod(a1,a2)         fractional part of a1/a2, with the same sign as a1

Ø sort(t)                   sorting in increasing order

Ø uniq(t)                  eliminate duplicates of neighboring values(typically used in combination with sort)

Ø sort_index(t)       return index instead of values

Ø median(t)            Median value of a tuple (numbers)

Ø select_rank(t,v)  Select the element (number) with the given rank

Ø inverse(t)            reverse the order of the values

Ø subset(t1,t2)      selection from t1 by indices in t2

Ø remove(t1,t2)    Remove of values with the given indices

Ø environment(s)  value of an environment variable

Ø ord(a)                  ASCII number of a character

Ø chr(a)                   convert an ASCII number to a character

Ø ords(s)                ASCII number of a tuple of strings

Ø chrt(i)                  convert a tuple of integers into a string

（四）HDevelop language（结构语句）

1) if ... endif / if ... else ... endif / if ... elseif ... else ... endif

2) for ... endfor

3) while ... endwhile

4) repeat ... until（循环体至少被执行一次，直到满足条件时退出。等同于C语言的do...while语句）

此外，也有关键字 break、continue、return、exit、stop 用来控制语句的执行；

stop:终止后面的循环，点击Step Over or Run button继续。

exit：终止Hdevelop程序段。