《zw版·Halcon-delphi系列原创教程》 水果自动分类脚本（机器学习、人工智能）

《zw版·Halcon-delphi系列原创教程》

水果自动分类脚本（机器学习、人工智能）

前面介绍了超市，流水线，酸奶的自动分类算法，下面再介绍一个水果的自动分类算法。

Halcon强大的图像处理能力，令人往往会忽视其更加彪悍的机器学习、人工智能。

      分类，聚类分析，是机器学习、人工智能的核心算法之一，也是个典型的应用。

Halcon内置的聚类分析、机器学习模块，就有：knn邻近算法、向量机SVM、GMM高斯混合模型（Gaussian Mixture Model，或者混合高斯模型，也可以简写为MOG（Mixture of Gaussian）、MLP(多层神经网络)等等。
     而且相关基本上都是汇编级的高度优化，直接调用就可以。

目前国内、海外机器学习、人工智能方面的学者，没有几位重视这块。
     国外，可能是版权问题，毕竟，Halcon是售价高达数万欧元（不是人民币）的商业软件，而且主要用于自控、机器视觉等工业领域，而不是大学。
     国内，可能是对于Halcon的了解不够。
     其实，图像处理的核心，图像识别、分类，都离不开机器学习、人工智能
     大家看看opencv的发展路线就可以清楚看到，从cv1.0的图像，到cv1.0的机器学习，以及目前cv3.0的GPU、cuda人工智能模块，AI在其中所占据的份额越来越大。

Halcon因为面向一线生产线，所以很多机器学习、人工智能，都是黑箱式的，无需编程，直接调用，录入内置的ocr模块，可以识别99%的标准工业字符：超市、海关、流水线
     不过，Halcon也提供了大量的机器学习模块，毕竟各种应用场合复制，必须进行定制。

这个脚本，AI方面不算复杂，建模就是先拍摄几张产品的照片，直接匹配。
      通常，Halcon建模，需要进行200次（默认参数）迭代。

脚本80多行，很简单。
    虽然这个脚本和前面的酸奶分类脚本，都很简单，其实，应用领域很广
    自动流水线、物流、智能仓库等，无论是元器件的自动识别、包裹自动分类，以及产品的QC等等，核心模块，就是这些代码、算法、

选这个脚本，其中一个原因，是因为前几天，有人在论坛询问，如何对企业生产线的产品（零食好像？）进行自动分类。

 1 * This example program shows how to apply a general GMM
 2 * classification to distinguish citrus fruits using the
 3 * features ‘area‘ and ‘circularity‘. Additionally, the
 4 * 2D feature space for the extracted fruits is visualized.
 5 *
 6 read_image (Image, ‘color/citrus_fruits_01‘)
 7 get_image_pointer1 (Image, Pointer, Type, Width, Height)
 8 dev_close_window ()
 9 dev_open_window (0, 0, Width, Height, ‘white‘, WindowHandle)
10 set_display_font (WindowHandle, 12, ‘courier‘, ‘true‘, ‘false‘)
11 dev_set_draw (‘margin‘)
12 dev_set_line_width (2)
13 dev_display (Image)
14 dev_update_window (‘off‘)
15 dev_update_pc (‘off‘)
16 dev_update_var (‘off‘)
17 *
18 FeaturesArea := []
19 FeaturesCircularity := []
20 ClassName := [‘orange‘,‘lemon‘]
21 *
22 * Create a GMM classifier
23 create_class_gmm (2, 2, 1, ‘spherical‘, ‘normalization‘, 10, 42, GMMHandle)
24 *
25 * Add training samples
26 for i := 1 to 4 by 1
27 read_image (Image, ‘color/citrus_fruits_‘ + i$‘.2d‘)
28 dev_display (Image)
29 * ‘Add Samples‘
30 get_regions (Image, SelectedRegions)
31 dev_display (SelectedRegions)
32 count_obj (SelectedRegions, NumberObjects)
33 for j := 1 to NumberObjects by 1
34 select_obj (SelectedRegions, ObjectSelected, j)
35 get_features (ObjectSelected, WindowHandle, Circularity, Area, RowRegionCenter, ColumnRegionCenter)
36 FeaturesArea := [FeaturesArea,Area]
37 FeaturesCircularity := [FeaturesCircularity,Circularity]
38 FeatureVector := real([Circularity,Area])
39 if (i <= 2)
40 add_sample_class_gmm (GMMHandle, FeatureVector, 0, 0)
41 disp_message (WindowHandle, ‘Add to Class:‘ + ClassName[0], ‘window‘, RowRegionCenter, ColumnRegionCenter - 100, ‘black‘, ‘true‘)
42 else
43 add_sample_class_gmm (GMMHandle, FeatureVector, 1, 0)
44 disp_message (WindowHandle, ‘Add to Class:‘ + ClassName[1], ‘window‘, RowRegionCenter, ColumnRegionCenter - 100, ‘black‘, ‘true‘)
45 endif
46 endfor
47 disp_continue_message (WindowHandle, ‘black‘, ‘true‘)
48 stop ()
49 endfor
50 dev_clear_window ()
51 *
52 * Visualize the feature space
53 visualize_2D_feature_space (Cross, Height, Width, WindowHandle, FeaturesArea[0:5], FeaturesCircularity[0:5], ‘dim gray‘, 18)
54 * ‘oranges‘, 40, 440
55 visualize_2D_feature_space (Cross, Height, Width, WindowHandle, FeaturesArea[6:11], FeaturesCircularity[6:11], ‘light gray‘, 18)
56 * ‘lemons‘, 70, 440
57 disp_continue_message (WindowHandle, ‘black‘, ‘true‘)
58 stop ()
59 *
60 * Train the classifier
61 train_class_gmm (GMMHandle, 100, 0.001, ‘training‘, 0.0001, Centers, Iter)
62 *
63 * Classify
64 for i := 1 to 15 by 1
65 read_image (Image, ‘color/citrus_fruits_‘ + i$‘.2d‘)
66 dev_display (Image)
67 * ‘Classify Image‘, 10, 10
68 get_regions (Image, SelectedRegions)
69 dev_display (SelectedRegions)
70 count_obj (SelectedRegions, NumberObjects)
71 for j := 1 to NumberObjects by 1
72 select_obj (SelectedRegions, ObjectSelected, j)
73 get_features (ObjectSelected, WindowHandle, Circularity, Area, RowRegionCenter, ColumnRegionCenter)
74 FeaturesArea := [FeaturesArea,Area]
75 FeaturesCircularity := [FeaturesCircularity,Circularity]
76 FeatureVector := real([Circularity,Area])
77 classify_class_gmm (GMMHandle, FeatureVector, 1, ClassID, ClassProb, Density, KSigmaProb)
78 disp_message (WindowHandle, ‘Class: ‘ + ClassName[ClassID], ‘window‘, RowRegionCenter, ColumnRegionCenter - 100, ‘black‘, ‘true‘)
79 disp_message (WindowHandle, ‘KSigmaProb: ‘ + KSigmaProb, ‘window‘, RowRegionCenter + 30, ColumnRegionCenter - 100, ‘black‘, ‘true‘)
80 endfor
81 if (i != 15)
82 disp_continue_message (WindowHandle, ‘black‘, ‘true‘)
83 endif
84 stop ()
85 endfor
86 *
87 * Clear the classifier from memory
88 clear_class_gmm (GMMHandle)

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