find_ncc_modelsT_find_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModels (Operator)

Name

find_ncc_modelsT_find_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModels — Suche der besten Matches mehrerer NCC-Modelle.

Signatur

Beschreibung

find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels findet die besten NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches Instanzen der NCC-Modelle, die in dem Tupel ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs übergeben werden, im Eingabebild ImageImageImageImageimage. Die Modelle müssen zuvor mit create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel erzeugt oder mit read_ncc_modelread_ncc_modelReadNccModelReadNccModelReadNccModel eingelesen worden sein. Im Gegensatz zu find_ncc_modelfind_ncc_modelFindNccModelFindNccModelFindNccModel kann also eine Mehrzahl von Modellen gleichzeitig im selben Bild gesucht werden.

Die Position und Rotation der gefundenen Instanzen des Modells wird in RowRowRowRowrow, ColumnColumnColumnColumncolumn und AngleAngleAngleAngleangle zurückgeliefert. In ScoreScoreScoreScorescore wird die Bewertung der gefundenen Instanzen zurückgegeben. Der gefundene Modelltyp wird in ModelModelModelModelmodel zurückgeliefert. Nähere Informationen finden Sie in den parameterspezifischen Abschnitten.

Besonderheiten der Parametersematik

Gegenüber find_ncc_modelfind_ncc_modelFindNccModelFindNccModelFindNccModel unterscheidet sich die Semantik aller Eingabeparameter etwas. Alle Eingabeparameter müssen entweder genau ein Element enthalten oder dieselbe Anzahl von Elementen wie ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs. (NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels kann auch zwei oder zweimal die Anzahl von Elementen wie ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs enthalten; siehe unten.) Im ersten Fall wird der Wert des Eingabeparameters für alle Modelle gleich verwendet. Im zweiten Fall wird das jeweilige Element des Eingabeparameters für das entsprechende Modell in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs verwendet. Details hierzu werden im zugehörigen Abschnitt weiter unten beschrieben. Ein Aufruf von find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels mit mehreren Werten für ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs, NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches und MaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapmaxOverlap entspricht von der Wirkung her also mehreren unabhängigen Aufrufen von find_ncc_modelfind_ncc_modelFindNccModelFindNccModelFindNccModel mit den jeweiligen Parametern, ist allerdings wesentlich effizienter.

Eingabeparameter im Detail

Eingabebild und seine Region:

Der Definitionsbereich des Bildes ImageImageImageImageimage gibt den Suchbereich für den Referenzpunkt des Modells an, d.h. für den Schwerpunkt der Region des Bildes, das zur Erzeugung des NCC-Modells mit create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel verwendet wurde. Ein eventuell mit set_ncc_model_originset_ncc_model_originSetNccModelOriginSetNccModelOriginSetNccModelOrigin anders gesetzter Ursprung wird nicht berücksichtigt. Das Modell wird innerhalb des Definitionsbereiches des Eingabebildes nur an den Stellen gesucht, an denen das Modell vollständig in das Bild passt. Das bedeutet, dass das Modell nicht gefunden werden kann, wenn es aus dem Bild herausragt, selbst wenn es eine Bewertung größer als MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore erreichen würde.

ImageImageImageImageimage kann ein einzelnes Bildobjekt beinhalten oder ein Bildobjektarray. Falls ImageImageImageImageimage ein einzelnes Bildobjekt enthält, wird dessen Region als Suchbereich für alle Modelle in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs verwendet. Falls ImageImageImageImageimage mehrere Bildobjekte enthält, wird die jeweilige Region als Suchbereich für das entsprechende Modell aus ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs verwendet. In diesem Fall müssen die Bilder, abgesehen von ihrer Region, identisch sein. D.h. ImageImageImageImageimage kann nicht in beliebiger Weise mit concat_objconcat_objConcatObjConcatObjConcatObj aufgebaut werden, sondern muss aus demselben Bild mit add_channelsadd_channelsAddChannelsAddChannelsAddChannels oder äquivalenten Aufrufen erzeugt werden. Falls das nicht der Fall ist, wird eine Fehlermeldung zurückgeliefert.

AngleStart und AngleExtent:

Die Parameter AngleStartAngleStartAngleStartAngleStartangleStart und AngleExtentAngleExtentAngleExtentAngleExtentangleExtent legen den Winkelbereich fest, in dem nach dem Modell gesucht wird. Der Winkelbereich wird gegebenenfalls auf den Bereich beschnitten, der bei der Erzeugung des Modells mit create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel angegeben worden ist.

Außerdem ist zu beachten, dass es in manchen Fällen vorkommen kann, dass Instanzen gefunden werden, deren Rotation geringfügig außerhalb des übergebenen Winkelbereichs liegt. Dies kann dann auftreten, wenn der übergebene Winkelbereich kleiner ist als der Bereich, der bei der Erzeugung des Modells angegeben worden ist.

MinScore:

Der Parameter MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore legt fest, welche Bewertung ein potentieller Match mindestens besitzen muss, damit er als eine Instanz des Modells im Bild angesehen wird. Je größer der Wert von MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore gewählt werden kann, desto schneller verläuft die Suche. Falls erwartet werden kann, dass das Modell niemals verdeckt wird, kann MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore auf so hohe Werte wie 0.8 oder sogar 0.9 gesetzt werden. Werden die Matches nicht bis zur untersten Pyramidenebene verfolgt (siehe unten), kann es in manchen Fällen vorkommen, dass Instanzen gefunden werden, deren Score geringfügig unter dem Wert von MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore liegen.

NumMatches:

Mit NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches kann angegeben werden, wieviele Instanzen des Modells im Bild höchstens gefunden werden sollen. Falls mehr als NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches Instanzen eine Bewertung größer als MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore erreichen, werden nur die besten NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches Instanzen zurückgeliefert. Falls weniger als NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches Instanzen gefunden werden, werden nur diese Instanzen zurückgeliefert, d.h. der Parameter MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore hat Vorrang vor NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches. Sollen alle Modellinstanzen, deren Bewertung MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore übersteigt, im Bild gefunden werden, muss NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches auf 0 gesetzt werden.

Falls NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches einen Wert enthält, liefert find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels die NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches besten Instanzen des Modells unabhängig von der Art des Modells zurück. Falls z.B. in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs zwei Modelle übergeben werden und NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches = 2 gewählt wird, kann es sein, dass zwei Instanzen des ersten Modells und keine des zweiten Modells, eine Instanz des ersten Modells und eine des zweiten Modells oder keine Instanz des ersten Modells und zwei des zweiten Modells zurückgeliefert werden. Falls hingegen NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches mehrere Werte enthält, werden so viele Instanzen des jeweiligen Modells in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs zurückgeliefert, wie durch das entsprechende Element von NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches angegeben. Falls z.B. NumMatchesNumMatchesNumMatchesNumMatchesnumMatches = [1,1] gewählt wird, wird eine Instanz des ersten Modells und eine des zweiten Modells zurückgeliefert.

MaxOverlap:

Falls das Modell Symmetrien aufweist, kann es vorkommen, dass mehrere Instanzen an ähnlichen Positionen im Bild, aber mit verschiedenen Rotationen gefunden werden. Mit dem Parameter MaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapmaxOverlap kann bestimmt werden, um welchen Anteil, ausgedrückt als Zahl zwischen 0 und 1, sich zwei Instanzen höchstens überlappen dürfen, damit sie als verschieden angesehen werden, und somit zurückgeliefert werden. Falls sich zwei Instanzen um mehr als MaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapmaxOverlap überlappen, wird nur die beste gefundene Instanz zurückgeliefert. Die Berechnung der Überlappung erfolgt anhand der kleinsten umschließenden Rechtecke beliebiger Orientierung der Konturen (siehe smallest_rectangle2smallest_rectangle2SmallestRectangle2SmallestRectangle2SmallestRectangle2). Bei MaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapmaxOverlap=0 dürfen sich die gefundenen Instanzen nicht überlappen, bei MaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapmaxOverlap=1 werden alle gefundenen Instanzen zurückgeliefert.

Falls MaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapmaxOverlap einen Wert enthält, wird die Überlappung für alle gefundenen Instanzen des Modells unabhängig von der Art des Modells berechnet. Es werden also Instanzen verschiedener und gleicher Modelle eliminiert, die sich zu stark überlappen. Falls hingegen mehrere Werte in MaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapMaxOverlapmaxOverlap übergeben werden, wird die Überlappung nur innerhalb der gefundenen Instanzen des jeweiligen Typs der Modelle in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs berechnet. Es werden dann nur sich zu stark überlappende Instanzen gleicher Modelle eliminiert. Modelle verschiedenen Typs können sich in diesem Modus vollständig überlappen.

SubPixel:

Der Parameter SubPixelSubPixelSubPixelSubPixelsubPixel gibt an, ob die Extraktion subpixelgenau erfolgen soll. Falls SubPixelSubPixelSubPixelSubPixelsubPixel auf 'false'"false""false""false""false" gesetzt wird, wird die Lage des Modells nur pixelgenau bzw. mit der bei create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel angegebenen Winkelauflösung bestimmt. Falls SubPixelSubPixelSubPixelSubPixelsubPixel auf 'true'"true""true""true""true" gesetzt wird, werden sowohl die Position als auch die Rotation subpixelgenau bestimmt. Dabei wird die Lage des Modells anhand der Score-Funktion interpoliert.

NumLevels:

Mit NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels wird die Anzahl der Pyramidenebenen festgelegt, die bei der Suche verwendet werden soll. Die Anzahl der Ebenen wird gegebenenfalls auf den bei der Erzeugung mit create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel angegebenen Bereich beschnitten. Falls NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels als 0 angegeben wird, wird die mit create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel angegebene Anzahl verwendet.

In manchen Fällen kann es sein, dass die Anzahl der Pyramidenebenen, die beispielsweise automatisch mit create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel ermittelt wurde, zu hoch ist. Dann werden eventuell Instanzen, die eine sehr hohe finale Bewertung gehabt hätten, bereits auf der höchsten Pyramidenebene ausgeschlossen und damit nicht gefunden. Anstatt nun MinScoreMinScoreMinScoreMinScoreminScore auf einen sehr geringen Wert zu setzen, um alle Matches zu finden, kann der Wert von NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels mit get_ncc_model_paramsget_ncc_model_paramsGetNccModelParamsGetNccModelParamsGetNccModelParams ermittelt werden und dann ein etwas geringerer Wert in find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels genutzt werden. Diese Herangehensweise führt oft zu besseren Ergebnissen hinsichtlich Geschwindigkeit und Robustheit.

Optional kann NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels einen zweiten Wert enthalten, der die unterste Pyramidenebene spezifiziert, bis auf welche die Matches verfolgt werden sollen. Ein Wert von [4,2] bedeutet also, dass das Matching auf der vierten Pyramidenebene begonnen wird und auf der zweituntersten Pyramidenebene beendet wird (die unterste Pyramidenebene hat den Wert 1). Dieser Mechanismus kann dazu verwendet werden, Laufzeit einzusparen. Allerdings ist in diesem Modus im Allgemeinen die Genauigkeit der gefundenen Lageparameter geringer als im Normalfall, in dem die Matches bis auf die unterste Pyramidenebene verfolgt werden. Falls die unterste zu verwendende Pyramidenebene zu groß gewählt wird, kann es vorkommen, dass die gewünschte Genauigkeit nicht mehr erreicht werden kann, oder dass falsche Instanzen des Modells gefunden werden, weil das Modell auf den oberen Pyramidenstufen nicht eindeutig genug ist, um eine sichere Selektion der korrekten Instanz des Modells zu ermöglichen. In diesem Fall muss ein kleinerer Wert für die unterste zu verwendende Pyramidenebene gewählt werden.

Falls die unterste Pyramidenebene für jedes Modell einzeln spezifiziert werden soll, müssen in NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels zweimal die Anzahl von Elementen in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs angegeben werden. Dabei sind die Anzahl der Pyramidenebenen und die untersten Pyramidenebenen verschränkt anzugeben. Falls z.B. zwei Modelle in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs angegeben sind, die oberste Pyramidenebene für das erste Modell 5 und für das zweite Modell 4 sein soll und die unterste Pyramidenebene für das erste Modell 2 und für das zweite 1 sein soll, so ist NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels = [5,2,4,1] zu wählen. Falls genau zwei Modelle in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs angegeben sind, ergibt sich als Spezialfall, dass, falls die unterste Pyramidenebene spezifiziert werden soll, die oberste und unterste Pyramidenebene für beide Modelle explizit spezifiziert werden muss, selbst, wenn sie gleich sind. Ein Tupel der Länge zwei in NumLevelsNumLevelsNumLevelsNumLevelsnumLevels wird in diesem Fall nämlich als Spezifikation der obersten Pyramidenebene für die zwei Modelle interpretiert.

Ausgabeparameter im Detail

Row, Column und Angle:

Die Position und Rotation der gefundenen Instanzen der Modelle wird in RowRowRowRowrow, ColumnColumnColumnColumncolumn und AngleAngleAngleAngleangle zurückgeliefert. Die Koordinaten RowRowRowRowrow und ColumnColumnColumnColumncolumn sind die Koordinaten des Ursprungs des Modells im Suchbild. Normalerweise ist der Ursprung des Modells der Schwerpunkt der Region des Bildes, das zur Erzeugung des NCC-Modells mit create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel verwendet wurde. Ein anderer Ursprung kann mit set_ncc_model_originset_ncc_model_originSetNccModelOriginSetNccModelOriginSetNccModelOrigin festgelegt werden.

Beachten Sie, dass die Koordinaten RowRowRowRowrow und ColumnColumnColumnColumncolumn nicht exakt mit dem Ursprung des Modells übereinstimmen und daher nicht direkt verwendet werden sollten. Die Werte sind dafür optimiert, die Transformationsmatrix zu erzeugen, mit der die Matching-Ergebnisse für verschiedene Aufgaben verwendet werden können, z.B. um ROIs für andere Bildverarbeitungsschritte einem Objekt nachzuführen. Das bei find_ncc_modelfind_ncc_modelFindNccModelFindNccModelFindNccModel angegebene Beispiel zeigt, wie diese Matrix erzeugt wird und wie man damit das Modell an der gefundenen Position im Suchbild visualisiert und die exakten Koordinaten berechnet.

Beachten Sie, dass die Visualisierung aber auch mit der Prozedur dev_display_ncc_matching_results realisiert werden kann.

Score:

In ScoreScoreScoreScorescore wird die Bewertung der gefundenen Instanzen zurückgegeben. Die Berechnung von ScoreScoreScoreScorescore ist in find_ncc_modelfind_ncc_modelFindNccModelFindNccModelFindNccModel beschrieben.

Model:

Der gefundene Modelltyp wird in ModelModelModelModelmodel zurückgeliefert. Die Elemente von ModelModelModelModelmodel sind ein Index in das Tupel ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs, d.h. sie können Werte von 0 bis |ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs|-1 enthalten. Ein Wert von 0 in einem Element von ModelModelModelModelmodel entspricht also einer Instanz des ersten in ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs übergebenen Modells.

Setzen eines Timeout

Mittels des Operators set_ncc_model_paramset_ncc_model_paramSetNccModelParamSetNccModelParamSetNccModelParam können sie einen 'timeout'"timeout""timeout""timeout""timeout" für find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels angeben. Falls die durch ModelIDsModelIDsModelIDsModelIDsmodelIDs referenzierten Modelle unterschiedliche Werte für 'timeout'"timeout""timeout""timeout""timeout" besitzen, wählt find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels den niedrigsten aus. Wenn find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels diesen 'timeout'"timeout""timeout""timeout""timeout" erreicht endet er ohne Ergebnis und gibt den Fehlercode 9400 (H_ERR_TIMEOUT) zurück.

Darstellung der Resultate

Die Verwendung der Prozedur dev_display_ncc_matching_results wird zur Darstellung der Resultate formbasierten Matchings stark empfohlen.

Weitere Informationen

Ein Überblick zu den verschiedenen in HALCON verwendeten 2D Koordinatensystemen ist in der Einleitung zum Kapitel Transformationen / 2D-Transformationen gegeben.

Achtung

Es sei bemerkt, dass der intern benötigte Speicher mit der Anzahl der verwendeten Threads anwächst.

Ausführungsinformationen

• Unterstützt OpenCL Compute Devices.
• Multithreading-Typ: reentrant (läuft parallel zu nicht-exklusiven Operatoren).
• Multithreading-Bereich: global (kann von jedem Thread aufgerufen werden).
• Automatisch parallelisiert auf interner Datenebene.

Parameter

Beispiel (HDevelop)

read_image (Image, 'pcb_focus/pcb_focus_telecentric_061')
gen_rectangle1 (ROI_0, 236, 241, 313, 321)
gen_circle (ROI_1, 281, 653, 41)
reduce_domain (Image, ROI_0, ImageReduced1)
reduce_domain (Image, ROI_1, ImageReduced2)
create_ncc_model (ImageReduced1, 'auto', rad(-45), rad(90), 'auto', \
                  'use_polarity', ModelID1)
create_ncc_model (ImageReduced2, 'auto', rad(-45), rad(90), 'auto', \
                  'use_polarity', ModelID2)
ModelIDs:=[ModelID1, ModelID2]
find_ncc_models (Image, ModelIDs, rad(-45), rad(90), 0.7, [1,1], 0.5, \
                 'true', 0, Row, Column, Angle, Score, Model)
dev_display_ncc_matching_results (ModelIDs, 'red', Row, Column, \
                                  Angle, Model)

Ergebnis

Sind die Parameterwerte korrekt, dann liefert find_ncc_modelsfind_ncc_modelsFindNccModelsFindNccModelsFindNccModels den Wert 2 (H_MSG_TRUE). Das Verhalten bei leerer Eingabe (keine Eingabebilder vorhanden) lässt sich mittels set_system('no_object_result',<Result>)set_system("no_object_result",<Result>)SetSystem("no_object_result",<Result>)SetSystem("no_object_result",<Result>)SetSystem("no_object_result",<Result>) festlegen. Gegebenenfalls wird eine Fehlerbehandlung durchgeführt.

Vorgänger

create_ncc_modelcreate_ncc_modelCreateNccModelCreateNccModelCreateNccModel, read_ncc_modelread_ncc_modelReadNccModelReadNccModelReadNccModel, set_ncc_model_originset_ncc_model_originSetNccModelOriginSetNccModelOriginSetNccModelOrigin

Nachfolger

clear_ncc_modelclear_ncc_modelClearNccModelClearNccModelClearNccModel

Alternativen

find_shape_modelfind_shape_modelFindShapeModelFindShapeModelFindShapeModel, find_scaled_shape_modelfind_scaled_shape_modelFindScaledShapeModelFindScaledShapeModelFindScaledShapeModel, find_aniso_shape_modelfind_aniso_shape_modelFindAnisoShapeModelFindAnisoShapeModelFindAnisoShapeModel, find_shape_modelsfind_shape_modelsFindShapeModelsFindShapeModelsFindShapeModels, find_scaled_shape_modelsfind_scaled_shape_modelsFindScaledShapeModelsFindScaledShapeModelsFindScaledShapeModels, find_aniso_shape_modelsfind_aniso_shape_modelsFindAnisoShapeModelsFindAnisoShapeModelsFindAnisoShapeModels

Modul

Matching