3.3 软件图像采集
熟悉了HALCON界面之后，接下来就要考虑怎么样进行图像采集。图像采集是图像处理的基础，采集图像的速度和质量会直接影响后续图像处理的效率。本章主要介绍如何获取输入图像。
3.3.1 获取非实时图像
当不能在检测现场进行实时调试时，我们可以选择拍摄好的一些图像或者视频作为测试素材，进行算法测试与处理。
①利用read_image算子读取图像，程序如下：
read_image (Image, 'D:/patras.png')
以上程序可读取单张指定位置图像，若要读取整个文件夹的图像，则可以利用for循环来实现，代码如下：
*列出指定路径下的文件
list_files ('D:/picture', ['files','follow_links'], ImageFiles)
*选择符合条件的文件
tuple_regexp_select(ImageFiles,['\\.(tif|tiff|gif|bmp|jpg|jpeg|jp2|png|pcx|pgm|ppm
|pbm|xwd|ima|hobj)$','ignore_case'], ImageFiles)
*循环读取文件夹中的文件
for Index := 0 to |ImageFiles| - 1 by 1
read_image (Image, ImageFiles[Index])
endfor
②利用快捷键。
按住Ctrl+R打开读取图像对话窗口，在文件名称一栏中选择图像所在的文件路径，在语句插入位置点击确定，即可获得图像，如图3.18所示。
图3.18 使用快捷键获取图像
③利用采集助手批量读取文件夹下所有图像。
利用采集助手批量读取文件夹下所有图像的步骤为：点击菜单栏中的“助手”→“打开新的Image Acquisition”，点击“资源”选项卡下的“选择路径”，如图3.19所示。点击“代码生成”选项卡下的“插入代码”，如图3.20所示。
图3.19 文件选择路径
图3.20 插入代码
④读取视频文件。
读取视频文件与读取图像文件类似，以HALCON图像采集助手为例：
点击菜单栏中的“助手”→“打开新的Image Acquisition”，点击“资源”选项卡下的“图像获取接口”，选项区域选择“DirectFile”，如图3.19所示，然后选择“连接”选项卡，在其中设置读取视频的参数，在“媒体文件”中选择视频所在的路径，如图3.21所示，即可实现视频的输入。
图3.21 选择媒体文件
实现代码参考如下：
*开启图像采集接口
open_framegrabber ('DirectFile', 1, 1, 0, 0, 0, 0, 'default', 8, 'rgb', -1,
'false', 'D:/video.avi', 'default', -1, -1, AcqHandle)
*开始异步采集
grab_image_start (AcqHandle, -1)
while (true)
*获取采集的像
grab_image_async (Image, AcqHandle, -1)
endwhile
close_framegrabber (AcqHandle)
HALCON支持的视频格式并不多，文件中可选的只有“.avi”格式的视频，而且并非所有“.avi”格式的文件都能提取。因此建议使用图像或者图像序列的方式来代替非实时视频输入。
3.3.2 获取实时图像
实时图像采集是利用现代化技术进行实时图像信息获取的手段，在现代多媒体技术中占有重要的地位。在日常生活中、生物医学领域、航空航天等领域都有着广泛的应用。图像采集的速度、质量直接影响到产品的整体效果。在HALCON中，获取实时图像主要有两种方式：①通过HALCON自带的采集接口获取；②通过相机配套的SDK获取。本节主要介绍第一种方式。
HALCON的采集功能非常强大，它支持的相机种类非常丰富，为市面上常见的多种机型提供了统一的公用接口。如果系统选择的相机支持HALCON，就可以直接使用HALCON自带的接口库实现连接。
HALCON实时图像采集可分为三步，如图3.22所示。
图3.22 HALCON实时采集图像流程
（1）连接相机
在HALCON中，调用open_framegrabber算子可以连接相机，同时设置一些基本的采集参数，如选择相机类型和指定采集设备。也可以设置和图像相关的参数，介绍如下。
①HorizontalResolution：图像采集接口的水平相对分辨率。如果是1，表示采集的图宽度和原图一样大；如果是2，表示采集图的宽度为原图的两倍。默认为1。
②VerticalResolution：图像采集接口的垂直相对分辨率。同样，默认为1，表示采集的图宽度和原图一样大。
③ImageWidth：图像的宽，即每行的像素数。默认为0，表示原始图的宽度。
④ImageHeight：图像的高，即每列的像素数。默认为0，表示原始图的高度。
⑤StartRow、StartColumn：采集图像在原始图像上的起始坐标，均默认为0。
⑥Field：相机的类型，默认为default。
⑦BitsPerChannel：像素的位数，默认为-1。
⑧ColorSpace：颜色空间，默认为default，也可以选择Gray或RGB，分别表示灰度和彩色。
⑨Generic：通用参数与设备细节部分的具体意义，默认为-1。
⑩CameraType：相机的类型，默认为default，也可以根据相机的类型选择ntsc、pal或auto。
⑪Device：HALCON所连接的采集设备的编号，默认为default，如果不确定相机的编号，可使用info_framegrabber算子进行查询。
⑫Port：图像获取识别连接的端口，默认为-1。
这个算子执行完后会返回一个图像采集的连接句柄AcqHandle，该句柄就如同HALCON和硬件进行交互的一个接口。使用该句柄可以实现图像捕获、设置采集参数等。
（2）设置采集参数
open_framegrabber算子是针对大部分相机的公用接口，但相机的种类繁多，功能各异，因此公用接口中只包含了通用的几种简单操作的参数。如果想要充分地利用相机的全部功能，则可以使用set_framegrabber_param设置其他的特殊参数。
具体的参数种类或值的含义可参考HALCON的算子文档，如果想要查看HALCON具体支持哪些可修改的参数，可以使用info_framegrabber算子。例如：
info_framegrabber('GigEVision','parameters',ParametersInfo，ParametersValue)
特殊参数将在“变量监视”窗口列出，如图3.23所示。
图3.23 特殊参数列表
如要修改其中的某项参数，使用set_framegrabber_param算子。例如：
set_framegrabber_param (::AcqHandle, Param,Value: )
其中AcqHandle为图像采集的句柄，Param为参数名称，Value为要修改的值。选项可参考如下：
AcqHandle：（输入参数）图像采集设备句柄。
Param：（输入参数）参数名称，可以设置'color_space'（颜色空间）, 'continuous_grabbing'（连续获取图像）, 'external_trigger'（外部获取触发器）等。
Value：（输入参数）要修改的参数值。
值得注意的是，如果某个参数在open_framegrabber中设定过，那么该参数将不可在相机工作过程中被修改。如果要查询某一个参数的值，可以用get_framegrabber_param算子。例如：
get_framegrabber_param (AcqHandle, 'name', Value)
（3）采集图像
与相机建立联系后，可以调用grab_image或grab_image_async算子进行图像采集。
①grab_image用于相机的同步采集，具体算子如下：
grab_image( : Image : AcqHandle : )
其工作流程是先获取图像，然后在图像转换等处理流程完成之后再获取下一帧图像，图像的获取和处理是两个顺序执行的环节。因此，下一帧图像的获取要等待上一帧图像的处理完成才开始，这样采集图像的速率会受处理速度的影响。
②grab_image_async用于相机的异步采集，具体算子如下：
grab_image_async( : Image : AcqHandle, MaxDelay : )
其中MaxDelay表示异步采集时可以允许的最大延时，异步采集不需要等到上一帧图片处理完成再开始捕获下一帧，图像的获取和处理是两个独立的环节。
（4）关闭图像采集接口
采集完图像后可用close_framegrabber关闭图像采集设备。
例3.1
采集图像实例。
*打开海康威视相机
open_framegrabber ('GigEVision', 0, 0, 0, 0, 0, 0, 'default', 8, 'gray', -1,
'false', 'default', 'c42f90f25dbe_Hikvision_MVCA05010GM', 0, -1, AcqHandle)
*准备采集图像
grab_image_start (AcqHandle, -1)
*循环采集图像
while (true)
grab_image_async (Image, AcqHandle, -1)
Endwhile
*关闭相机
close_framegrabber (AcqHandle)