大多數(shù)HALCON解決方案必須嵌入到主應(yīng)用程序中(例如,提供圖形用戶(hù)界面),然后大多數(shù)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用程序都是用c++或c#實(shí)現(xiàn)的。下面是我們關(guān)于下一個(gè)HALCON項(xiàng)目應(yīng)該使用哪種主機(jī)語(yǔ)言的觀點(diǎn),供讀者參考。
語(yǔ)言選擇
編程語(yǔ)言的選擇對(duì)于公司來(lái)說(shuō)是一個(gè)戰(zhàn)略和長(zhǎng)期的決策。這很難在一篇文章中詳細(xì)解釋。我們將盡最大努力強(qiáng)調(diào)C++和C語(yǔ)言之間的差異。評(píng)估和最終決策必須由一個(gè)公司或其HalCon開(kāi)發(fā)人員來(lái)執(zhí)行。
如果您或您的HALCON視覺(jué)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員只熟悉其中一種語(yǔ)言,那么這種語(yǔ)言就是一個(gè)非常重要的論據(jù)。您可能需要有很充足的理由才能更改為其他語(yǔ)言。
支持HALCON
HALCON支持使用HALCON / C ++和HALCON / .NET接口集成到C ++和C#主應(yīng)用程序中。在大多數(shù)情況下,HALCON腳本的性能是類(lèi)似。
垃圾收集器/確定性銷(xiāo)毀(RAII)
C++具有RAII模式和具有超出范圍的對(duì)象的確定性行為。因此,我們可以從C++語(yǔ)言中保證每一個(gè)分配的HIMAN,例如在圖像采集循環(huán)中,自動(dòng)釋放之后,不會(huì)有內(nèi)存泄漏。在C#中,通常很難實(shí)現(xiàn)這種可靠性,并且通常需要手動(dòng)和容易出錯(cuò)的工作,例如手動(dòng)調(diào)用my..Destroy()或GCHandle.Free()。但是,如果出現(xiàn)異常、早期循環(huán)或函數(shù)退出(繼續(xù)、返回),C#中的這些清理調(diào)用很容易被忽略。此外,通常無(wú)法確保垃圾收集器不在應(yīng)用程序的性能關(guān)鍵部分中運(yùn)行。
托管與本地
本機(jī)代碼是由C ++編譯器生成的目標(biāo)CPU的機(jī)器代碼。它將進(jìn)行高度優(yōu)化,但這種優(yōu)化在編譯期間需要一些時(shí)間。因此,C ++程序往往會(huì)增加構(gòu)建時(shí)間,但最終應(yīng)用程序的啟動(dòng)時(shí)間會(huì)快,尤其是快速處理性能。
相反,C#程序僅編譯為中間字節(jié)碼。這可以在構(gòu)建期間相對(duì)快速地完成,但代碼將不會(huì)像使用優(yōu)秀的C ++編譯器那樣進(jìn)行優(yōu)化。最終在運(yùn)行時(shí)生成的機(jī)器代碼將取決于目標(biāo)系統(tǒng),因此無(wú)法在開(kāi)發(fā)人員的機(jī)器上進(jìn)行分析。
作為現(xiàn)代C ++編譯器可以實(shí)現(xiàn)的示例,以下使用簡(jiǎn)單的C ++代碼來(lái)計(jì)算整數(shù)中的設(shè)置位數(shù):
int count_bits_1(int a) {
int count = 0;
while (a) {
count++;
a &= (a-1);
}
return count;
}
This code compiles to
count_bits_1(int): # @count_bits_1(int)
popcnt eax, edi
ret
使用clang 6.0.0編譯器,很容易看到生成的機(jī)器代碼/匯編代碼,例如使用Compiler Explorer。 C ++編譯器的優(yōu)化步驟了解底層算法并將其轉(zhuǎn)換為針對(duì)Intel x86 / x64 CPU的單個(gè)優(yōu)化popcnt指令。
視窗
在開(kāi)發(fā)C#代碼時(shí),其中一個(gè)目標(biāo)是Windows作為唯一的操作系統(tǒng),盡管其他目標(biāo)系統(tǒng)可以通過(guò)使用Mono項(xiàng)目以有限的形式(例如,沒(méi)有WPF)實(shí)現(xiàn)。C++代碼可以非常便攜,然后在許多不同的系統(tǒng)上運(yùn)行,例如使用QT跨平臺(tái)應(yīng)用程序框架和WIDGET工具包。
HALCON擴(kuò)展包,圖像采集接口,數(shù)字I / O接口
如果HALCON / HDevelop(某些硬件接口,客戶(hù)特定圖像采集……)中缺少某些功能,則可以通過(guò)自定義擴(kuò)展包,圖像采集接口或數(shù)字I / O接口提供。這些只能用C或C ++語(yǔ)言編寫(xiě)。
外部庫(kù)/開(kāi)源庫(kù)
許多外部庫(kù)使用最低的公分母作為編程語(yǔ)言,即C或C ++:可以為C / C ++庫(kù)編寫(xiě)C#包裝器,但為C#庫(kù)編寫(xiě)C ++包裝器并不常見(jiàn)。這些用于C ++庫(kù)的C#包裝器有時(shí)已過(guò)時(shí):例如,OpenCV 3.4于2017年12月發(fā)布,但直到2018年2月,相應(yīng)的.NET-Wrapper Emgu.CV僅適用于OpenCV 3.3。
包裝器通常很難使用,因?yàn)樗鼈儽仨殞 ++結(jié)構(gòu)映射到C#,這并不總是100%適合:例如,HALCON庫(kù)是用C開(kāi)發(fā)的,并且有一個(gè)C#包裝器(HALCON / .NET)。在C#中訪問(wèn)圖像矩陣很復(fù)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(kù)本身都是用C/C++開(kāi)發(fā)的,并且.NETFramework僅僅是這些庫(kù)的包裝器。
硬件驅(qū)動(dòng)程序
有些開(kāi)發(fā)只可能在C或c++中實(shí)現(xiàn),例如硬件驅(qū)動(dòng)程序。如果以后需要做這些工作,并且公司中只存在c#知識(shí),那么必須重新開(kāi)發(fā)c++知識(shí)。
調(diào)試
在Visual Studio中調(diào)試c#有時(shí)更容易。
示例:HALCON異常
代碼
HImage color_image = color_image_small.ZoomImageSize(4000, 3000, “WRONG”);
throws in C# a meaningful
HalconDotNet.HOperatorException: ‘HALCON error #3147: Wrong interpolation mode in operator zoom_image_size’
but the C++ exception is meaningless:
Unhandled exception at 0x00007FFB288F3FB8 in MyApp.exe: Microsoft C++ exception: HalconCpp::HOperatorException at memory location 0x0000007469EFF718.
示例:觀看HALCON Tuples
C#:
var t = new HTuple();
t [0] = 42;
t [1] =“字符串”;
監(jiān)視窗口:名稱(chēng):t,值:{[42,“string”]}
在C ++中,這種內(nèi)省不可能是開(kāi)箱即用的:
HTuple t = HTuple(42).Append(“string”);
觀察窗口:名稱(chēng):t,值:<信息不可用…
另一方面,HALCON Variable Inspect擴(kuò)展可用于兩種編程語(yǔ)言。
低級(jí)代碼
在C ++中開(kāi)發(fā)時(shí),低級(jí)代碼通常運(yùn)行得更快:
示例:顏色轉(zhuǎn)換
有時(shí),必須在GUI框架中使用HALCON彩色圖像。 GUI框架通常使用交錯(cuò)顏色格式(RGB RGB RGB …),而HALCON使用每個(gè)通道的灰度值塊(RRR … GGG … BBB …)。對(duì)于某些彩色圖像,轉(zhuǎn)換為交錯(cuò)格式在C ++中需要25毫秒,在C#中需要60毫秒。另一方面,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通??梢院雎圆挥?jì)。
集成開(kāi)發(fā)環(huán)境
C ++有許多集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE),但C#IDE的選擇較少。