HALCON項(xiàng)目應(yīng)該使用哪種主機(jī)語言的觀點(diǎn)

大多數(shù)HALCON解決方案必須嵌入到主應(yīng)用程序中(例如，提供圖形用戶界面)，然后大多數(shù)機(jī)器視覺應(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)語言的觀點(diǎn)，供讀者參考。

語言選擇

編程語言的選擇對(duì)于公司來說是一個(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開發(fā)人員來執(zhí)行。

如果您或您的HALCON視覺應(yīng)用程序開發(fā)人員只熟悉其中一種語言，那么這種語言就是一個(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(duì)象的確定性行為。因此，我們可以從C++語言中保證每一個(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)，因此無法在開發(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)可以通過使用Mono項(xiàng)目以有限的形式（例如，沒有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，客戶特定圖像采集……）中缺少某些功能，則可以通過自定義擴(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 ++語言編寫。

外部庫(kù)/開源庫(kù)

許多外部庫(kù)使用最低的公分母作為編程語言，即C或C ++：可以為C / C ++庫(kù)編寫C＃包裝器，但為C＃庫(kù)編寫C ++包裝器并不常見。這些用于C ++庫(kù)的C＃包裝器有時(shí)已過時(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開發(fā)的，并且有一個(gè)C＃包裝器（HALCON / .NET）。在C＃中訪問圖像矩陣很復(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：t，值：{[42，“string”]}

在C ++中，這種內(nèi)省不可能是開箱即用的：

HTuple t = HTuple（42）.Append（“string”）;

觀察窗口：名稱：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言。

低級(jí)代碼

在C ++中開發(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)。

集成開發(fā)環(huán)境

C ++有許多集成開發(fā)環(huán)境（IDE），但C＃IDE的選擇較少。