干货 || 分析9款常用视觉软件

一、开源的OpenCV

OpenCV（Open Source Computer Vision Library：http://opencv.org）是一个开源的基于BSD许可的库，它包括数百种计算机视觉算法。文档OpenCV 2.x API描述的是C++ API，相对还有一个基于C语言的OpenCV 1.x API，后者的描述在文档opencv1.x.pdf中。

OpenCV具有模块化结构，这就意味着开发包里面包含多个共享库或者静态库。下面是可使用的模块：

核心功能（Core functionality） – 一个紧凑的模块，定义了基本的数据结构，包括密集的多维Mat数组和被其他模块使用的基本功能。

图像处理（Image processing） – 一个图像处理模块，它包括线性和非线性图像滤波，几何图形转化（重置大小，放射和透视变形，通用基本表格重置映射），色彩空间转换，直方图等。

影像分析（video） – 一个影像分析模块，它包括动作判断，背景弱化和目标跟踪算法。

3D校准（calib3d） – 基于多视图的几何算法，平面和立体摄像机校准，对象姿势判断，立体匹配算法，和3D元素的重建。

平面特征（features2d） – 突出的特征判断，特征描述和对特征描述的对比。

对象侦查（objdetect） – 目标和预定义类别实例化的侦查（例如：脸、眼睛、杯子、人、汽车等等）。

highgui – 一个容易使用的用户功能界面。

视频输入输出（videoio） – 一个容易使用的视频采集和视频解码器。

GPU – 来自不同OpenCV模块的GPU加速算法。

… 一些其他的辅助模块，比如FLANN和谷歌的测试封装，Python绑定和其他。

二、VisionPro.0系统

    康耐视公司（Cognex 推出的 VisionPro 系统组合了世界一流的机器视觉技术，具有快速而强大的应用系统开发能力。 VisionPro QuickStart 利用拖放工具，以加速应用原型的开发。这一成果在应用开发的整个周期内都可应用。通过使用基于 COM/ActiveX 的 VisionPro 机器视觉工具和 Visual Basic 、 Visual C++ 等图形化编程环境，开发应用系统。与 MVS-8100 系列图像采集卡相配合， VisionPro 使得制造商、系统集成商、工程师可以快速开发和配置出强大的机器视觉应用系统。

快速建立原型和易于集成 

VisionPro 的两层软件结构便于建立原型和集成。交互层利用拖放工具和 ActiveX 控件以加速应用系统的开发；在程序层，将原型应用开发成用户解决方案。基于 COM/ActiveX 技术使 VisionPro 应用系统易于集成第三方实用程序（例如图形函数），而且为整个机器（例如 I/O 、机器人控制、工厂通信）提供了基于 COM 控件应用的易于集成性。

先进的机器视觉软件 

Cognex 的视觉工具库提供了用于测量、检测、制导和识别的视觉软件程序组。即使是在最具挑战性的视觉应用中，这些工具也被证实具有高可靠性。

硬件灵活性 

VisionPro 的 用户可在较大范围内选择 MVS-8100 系列图像采集卡，以开发视觉应用。经 VisionPro 软件测试和证明，这些图像采集卡为主机提供了用于图像处理和显示的高速图像转移，以获得快速的视觉应用操作。多相机输入、高速度及对高分辨率相机的支持提高了 VisionPro 系统的采集灵活性。

技术优势 

快速开发强大的基于 PC 的视觉应用

简化视觉系统与其他主控制程序的融合处理

兼容多种 Cognex MVS-8100 系列图像采集卡

通过 QuickStart 拖放工具加速原型应用

配合视觉工具库，以获得高性能

VisionPro 的软件结构 

VisionPro 提供了易于应用的原型、发展和应用。在交互层，通过系列拖放工具， VisionProQuickStart 原型环境加速了强大机器视觉系统的开发速度。用户可以很快定义工具、测试工具行为及有效的运行参数之间的连接。通过 QuickStart 或 Visual Basic 可访问 ActiveX 控件。因此，在程序层，原型应用可通过 Visual Basic 或 Visual C++ 增强，以开发出个性化的解决方案。这一性能将使应用系统的开发时间大大缩短。 VisionPro 的结构使用户可从 QuickStart 、 ActiveX 或 COM 对象中的任何一层开始他们的应用系统开发。

   康耐视公司宣布推出 VisionPro.0 机器视觉软件。VisionPro 7.0引入了可简化检测应用的开发和现场维修的新概念 InspectionDesignerVisionPro 7.0还增加了专为全方位和较难读取的一维条码而优化的行业最佳的条码读取工具 1DMax以及多个新工具和读取功能增强。

     Inspection Designer 的引入 — 首次用于一般检测应用 — 为视觉系统集成商和最终用户提供了可简化检测应用的规范、开发和维修的功能。Inspection Designer 具有三个主要优势：

     span style=”font-weight:700;”>缺陷的界定。一种新的图像等级评定实用工具，使集成商和最终用户能够轻松地评定产品图像等级和指定各个图像中的不同缺陷类型。图像等级评定实用工具可创建一个已评定等级的图像库，以便在接下来的步骤中使用。

     span style=”font-weight:700;”>验证。验证工具可帮助开发商快速确认视觉系统正在通过比较数百张，甚至数千张已保存且已评定等级的图像的检测结果等级来获取所需结果。

     span style=”font-weight:700;”>现场维修。验证工具还允许最终用户对照已评定等级的图像库随时重新测试检验工具，以确认工厂车间调整不会影响之前的检测应用。它还允许用户在已评定等级的工件库中添加新图像。

     “Inspection Designer 的引入为系统集成商及其最终用户提供了一种共同的交流工具，因为它规定了定义好、坏工件的正规标准，”视觉软件业务部门经理 Markku Jaaskelainen 说道，“它可以方便地定义一个项目，并帮助确保集成商和最终用户在项目开始阶段就达成共识。”

三、LabVIEW用于机器视觉

    美国NI公司的应用软件LabVIEW机器视觉软件编程速度是最快的。LabVIEW是基于程序代码的一种图形化编程语言。其提供了大量的图像预处理、图像分割、图像理解函数库和开发工具，用户只要在流程图中用图标连接器将所需要的子VI（VirtualInstruments LabVIEW开发程序）连接起来就可以完成目标任务。任何1个VI都有3部分组成：可交互的用户界面、流程图和图标连接器。LabVIEW编程简单，而且对工件的正确识别率很高。

四、德国的MVTecHALCON

    HALCON是德国MVtec公司开发的一套完善的标准的机器视觉算法包，拥有应用广泛的机器视觉集成开发环境。它节约了产品成本，缩短了软件开发周期——HALCON灵活的架构便于机器视觉，医学图像和图像分析应用的快速开发。在欧洲以及日本的工业界已经是公认具有最佳效能的Machine Vision软件。

HALCON源自学术界，它有别于市面一般的商用软件包。事实上，这是一套imageprocessing library，由一千多个各自独立的函数，以及底层的数据管理核心构成。其中包含了各类滤波，色彩以及几何，数学转换，型态学计算分析，校正，分类辨识，形状搜寻等等基本的几何以及影像计算功能，由于这些功能大多并非针对特定工作设计的，因此只要用得到图像处理的地方，就可以用HALCON强大的计算 分析能力来完成工作。应用范围几乎没有限制，涵盖医学，遥感探测，监控，到工业上的各类自动化检测。

    HALCON支持Windows，Linux和Mac OS X操作环境，它保证了投资的有效性。整个函数库可以用C，C++，C#，Visual basic和Delphi等多种普通编程语言访问。HALCON为大量的图像获取设备提供接口，保证了硬件的独立性。它为百余种工业相机和图像采集卡提供接口，包括GenlCam，GigE和IIDC 1394。

HALCON功能

随着MVTec公司与学术界的不断合作，在最新推出的HALCON 13中具有以下新功能：

1.技术革新

HALCON 13可以实现真正意义上的目标识别。基于样本的识别方法可以区分出数量巨大的目标对象。使用这种技术可以实现仅依靠颜色或纹理等特征即可识别经过训练的目标，从而无需再采用一维码或二维码等用于目标识别的特殊印记。

2.强大的三维视觉处理

HALCON 11提供的一个极为突出的新技术是三维表面比较，即将一个三维物体的表面形状测量结果与预期形状进行比较。HALCON提供的所有三维技术，如多目立体视觉或sheet of light，都可用于表面重构；同时也支持直接通过现成的三维硬件扫描仪进行三维重构。此外，针对表面检测中的特殊应用对光度立体视觉方法进行了改善。不仅如此，HALCON现在还支持许多三维目标处理的方法，如点云的计算和三角测量、形状和体积等特征计算、通过切面进行点云分割等。

3.高速机器视觉体验

自动算子并行处理 (AOP) 技术是HALCON的一个独特性能。HALCON 11中支持使用GPU处理进行机器视觉算法的算子超过75个，比其他任何软件开发包提供的数量都多。除此之外，基于聚焦变化的深度图像获取 (depth fromfocus)、快速傅立叶变换 (FFT) 和HALCON的局部变形匹配都有显著的加速。HALCON 11会带给用户更高速的机器视觉体验。

4.机器学习

最新版本Halcon13加入了机器学习的功能，进一步强大了Halcon的使用区域。

5.其他新功能

1）Aztec码识别;

2）Micro QR码识别；

3）为分类自动选择特征；

4）使用HDevelop性能评测工具进行高效的编码分析；

5）支持Mac OS X 10.7操作系统；

6）重新修订HALCON/C++接口；

7）三维数据快速可视化；

8）远心镜头立体视觉；

9）改善摄像机标定技术；

10）HDevelop OCR助手，包含训练文件浏览器；

11）用于一维码和二维码识别的GS1术语学；

12）串行化HALCON/.NET及HALCON/C++；

13）易用的测量工具；

14）支持JPEG XR及其他。

五、MATLAB相关的工具箱

Image Processing Toolbox （图像处理工具箱）

Computer Vision System Toolbox （计算机视觉工具箱）