大多數(shù)HALCON解決方案都必須嵌入到PC端的應(yīng)用程序中(例如,提供圖形用戶界面),然后大多數(shù)機器視覺應(yīng)用程序使用C ++或C#實現(xiàn)。這是我們的視角,對您的下一個HALCON項目應(yīng)使用哪種編程語言提供參考
不易的選擇選擇編程語言是并不容易,各有優(yōu)劣和學習成本。很難在單個博客文章中對其進行詳細說明。我們將盡力強調(diào)C ++和C#之間的一些差異-評估和決定必須由公司或其HALCON開發(fā)人員來執(zhí)行。
有些文章說編程語言不重要,從原理上看,編程語言都類似,對一門編程語言掌握透徹后,其他編程語言可以觸類旁通。從另外一個角度,不同的編程語言應(yīng)用領(lǐng)域不同,編程語言相關(guān)的庫,框架,各種工具(編譯器,調(diào)試工具,測試工具等),易維護程度,招聘相關(guān)開發(fā)人員難易程度及質(zhì)量等等,導致在集成Halcon解決方案時,不同編程語言之間有些許差異
開發(fā)經(jīng)驗如果您或您的HALCON視覺應(yīng)用程序開發(fā)人員僅精通其中一種語言,則對于選擇該編程語言來說,這是非常重要的論據(jù)。您需要充分的理由(可能是以下原因之一)才能更改為另一種語言。
對HALCON的支持HALCON支持通過HALCON / C ++和HALCON / .NET接口集成到C ++和C#的應(yīng)用程序中。在大多數(shù)情況下,HALCON腳本的性能將相似。
垃圾收集器/確定性銷毀(RAII)C++具有RAII模式和具有超出范圍的對象的確定行為 。因此,我們可以從C ++語言中保證,每個分配的HImage(例如在圖像采集循環(huán)中)之后都會自動釋放,并且不會發(fā)生內(nèi)存泄漏。在C#中,通常很難實現(xiàn)這種可靠性,并且經(jīng)常需要手動處理和需要額外的處理出錯的工作,例如,手動調(diào)用內(nèi)存清理函數(shù)myImage.Destroy()或GCHandle.Free()。但是,如果出現(xiàn)異常或在循環(huán)或函數(shù)過程中(continue,return)起作用, C#中手動編寫的內(nèi)存清理函數(shù)調(diào)用時很容易被跳過。此外,通常不可能確保垃圾回收器不會在應(yīng)用程序的性能特別關(guān)鍵的部分運行。
托管與本地本機代碼是由C ++編譯器生成的目標CPU的機器代碼。它將進行高度優(yōu)化,但是在編譯過程中此優(yōu)化需要一些時間。因此,C ++程序往往會增加構(gòu)建時間,但最終應(yīng)用程序的啟動時間卻很快,尤其是處理速度更快。
相反,C#程序僅編譯為中間字節(jié)碼。這可以在構(gòu)建過程中相對快速地完成,但是代碼的優(yōu)化不會像使用良好的C ++編譯器所能實現(xiàn)的那樣優(yōu)化。最終在運行時生成的機器代碼將取決于目標系統(tǒng),因此無法在開發(fā)人員的機器上進行分析。
作為現(xiàn)代C++編譯器可以實現(xiàn)的 優(yōu)化功能 一個例子,使用下面的簡單C++片段計算整數(shù)中的已置位的位數(shù):
int count_bits_1(int a) {
int count = 0;
while (a) {
count++;
a &= (a-1);
}
return count;
}
此代碼編譯為
count_bits_1(int): # @count_bits_1(int)
popcnt eax, edi
ret
使用Gcc編譯器,很容易看到生成的機器代碼/匯編代碼,例如使用編譯器資源管理器。C++編譯器的優(yōu)化步驟了解底層算法并將其轉(zhuǎn)換為英特爾x86/x64 CPU的一個優(yōu)化的POCPNT指令。
Windows在開發(fā)C#代碼時,他將Windows作為唯一的操作系統(tǒng),盡管通過使用Mono項目,其他目標系統(tǒng)也可能以有限的形式運行(例如沒有WPF)。C++代碼可以非常便攜,然后在許多不同的系統(tǒng)上運行,例如使用QT跨平臺應(yīng)用程序框架和WIDGET工具包。
HALCON擴展包,圖像采集接口,數(shù)字I / O接口如果HALCON / HDevelop中缺少某些功能(某些硬件接口,客戶特定的圖像采集等),則可以通過自定義擴展包,圖像獲取接口或數(shù)字I / O接口來提供。這些只能用C或C ++語言編寫。
外部庫/開源庫許多外部庫使用 C或C ++ 編程語言:可以為C / C ++庫編寫C#封裝接口,但是為C#庫編寫C ++封裝接口并不常見。這些用于C ++庫的C#接口與C++最新版本有些延后:例如,OpenCV 4.5.2于2021年4月發(fā)布,但直到2021年7月,相應(yīng)的.NET-Wrapper Emgu.CV僅可用于OpenCV 4.5.2。
封裝接口通常使用起來更復雜,因為它們必須將C ++結(jié)構(gòu)映射到C#上,但并不總是100%適合:例如,HALCON庫是用C開發(fā)的,并且具有C#封裝器(HALCON / .NET)。在C#中,訪問圖像矩陣很復雜:
GCHandle gch = GCHandle.Alloc(color_image);
image.GetImagePointer3(out pr, out pg, out pb, out type, out width, out height);
byte[] red_managed= new byte[width*height];
Marshal.Copy(pr, red_managed, 0, width*height);
// 。。。
gch.Free();
大多數(shù)Windows內(nèi)部庫本身都是用C / C ++開發(fā)的,因此.NET框架只是這些庫的封裝。
硬件驅(qū)動某些開發(fā)僅在C或C ++中可行,例如硬件驅(qū)動程序。如果以后需要進行這類工作并且公司中僅熟悉C#知識,則必須熟悉必要的C ++知識。
調(diào)試使用C#,有時在Visual Studio中進行調(diào)試會更容易。
示例:HALCON異常
HImage color_image = color_image_small.ZoomImageSize(4000, 3000, “WRONG”);
在C#中拋出的異常信息更有有意義
HalconDotNet.HOperatorException: ‘HALCON error #3147: Wrong interpolation mode in operator zoom_image_size’
但是C ++異常是沒有意義的:
Unhandled exception at 0x00007FFB288F3FB8 in MyApp.exe: Microsoft C++ exception: HalconCpp::HOperatorException at memory location 0x0000007469EFF718.
示例:查看HALCON元組
c#:
var t = new HTuple();
t[0] = 42;
t[1] = “string”;
Watch window: Name: t, Value: {[42, “string”]}
在C ++中,就不能直接查看
HTuple t = HTuple(42).Append(“string”);
Watch window: Name: t, Value: 《Information not available.。。
另一方面,兩種編程語言都可以使用HALCON變量檢查擴展。
低級代碼使用C ++開發(fā)時,低級代碼通常運行得更快。
示例:顏色轉(zhuǎn)換
有時,必須在GUI框架中使用HALCON彩色圖像。GUI框架通常使用交錯的顏色格式(RGB RGB RGB…),而HALCON則使用每個通道的灰度值塊(RRR…GGG…BBB…)。某些彩色圖像到交錯格式的轉(zhuǎn)換在C ++中花費25毫秒,而在C#中花費60毫秒。另一方面,通常可以忽略從C ++調(diào)用的HALCON代碼或從C#調(diào)用的HALCON代碼之間的性能差異。
集成開發(fā)環(huán)境有許多用于C ++的集成開發(fā)環(huán)境(IDE),但對于C#IDE的選擇卻很少。
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原文標題:如何選擇Halcon算法庫應(yīng)用軟件集成開發(fā)環(huán)境
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