Operator Library: Blob
BlobDetector2D 算子可检测二值图像中的对象并确定其属性。该算子的输出是表示每个对象属性的多个数据流。
该算子的功能可以在 VisualApplets 中进行完全模拟。
另请参阅 Library Blob 简介。
BlobDetector2D 支持 BoundingBox、Area 以及 Center of Gravity X 和 Y 特性。
![[注意]](../common/images/admon/note.png) |
Center of Gravity X 和 Y 不是算子的直接输出 |
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输出端口 CenterX 和 CenterY 实际上提供图像矩 M10 (CenterX) 和 M01 (CenterY)。要提取对象的重心，您 必须将这些矩除以提取的面积：
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算子逐行处理传入的图像。由于算子 无法预测未来，后续连接的区域起初可能会显示为独立的区域。因此，本文中单行内连接的像素被称为 对象伪影。BlobDetector2D 算子会检查这些对象 伪影是否与后续行的其他对象伪影重叠。这是为了 确定这些对象是真正独立的，还是属于更大对象的一部分。 算子可处理的对象伪影的最大数量由 LabelCount 参数定义。如果对象伪影的数量超过 LabelCount 的值，将导致数据丢失，并且无法再保证对象结果的完整性。 这称为上下文损坏。 丢失数据的行会标记一个 Line Error 虚拟对象，该对象可通过 ErrorFlag 识别。损坏上下文中的所有后续对象都将被标记为此状态。 一旦通过帧结束或重新启动小程序自动重置上下文，上下文损坏即告结束。 所有错误标志均列在“输出端口”一节中。
在大多数情况下，防止上下文损坏所需的标签数量 等于单行中对象伪影的最大数量。对于 neighborhood = 4 和 neighborhood = 8，所需的精确标签数量 略有不同：
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对于 neighborhood = 4，防止上下文损坏所需的标签数量 等于行 N 位置 X 处的任意像素与行 N+1 位置 X 处的像素之间 的对象伪影的最大数量。
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对于 neighborhood = 8，防止上下文损坏所需的标签数量 等于行 N 位置 X 处的任意像素与行 N+1 位置 X+1 处的像素之间 的对象伪影的最大数量。
如果您不确定所选的标签数量是否足以满足您的 使用场景，请在模拟中进行检查。
在实例化 BlobDetector2D 模块时，您可以 定义要创建哪些输出端口。通过启用/禁用端口， 相应的特性也会自动启用/禁用。确认 这些端口后，您将无法再更改它们。如果您需要其他输出端口，则必须 实例化另一个 BlobDetector2D 模块。
斑点检测器算子属于少数几个处理速度（即带宽） 取决于图像内容的算子。这些算子在凝聚行内前景像素和背景像素变化较小的图像上 表现最佳。因此，多行中的噪声或大量对象伪影 会显著降低数据吞吐量。不过，这仅适用于包含 极强噪声的图像。
该算子通过逐行处理输入图像来以最小延迟工作。 一旦对象的末端明确，算子就会立即将对象特征作为输出提供。 因此，对象的输出发生在对象结束的同一行中。 这使得在算子仍在处理图像本身的同时， 能够对已完成的对象特征进行后处理。
请注意，DMA 和某些其他算子会等待帧结束信号，然后 才报告完成。帧结束信号在输入图像的 最后一行处理完毕后生成。
算子的资源消耗取决于已启用的特性、 用于特性的位数以及所选的标签数量。因此， Basler 建议禁用不需要的特性，并在设置 LabelCount 参数时保持谨慎。
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部分禁用边界框端口不会节省资源 |
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边界框具有多个输出端口，因此只有在 所有端口均被禁用时，该特性才会禁用。 部分禁用边界框端口不会节省资源。 |
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手动设置最大值可节省资源 |
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为了节省资源并改善设计的处理，如果您知道 要检测的对象的最大值，Basler 建议 手动为链接设置 Bit Width。 |
斑点检测器的 ImageI 输入期望接收 二值（像素 bit width 为 1）、2D 图像。该算子支持输入 图像内长度不同的行，以及空行和空帧。
该算子假定前景值为 ONE，背景值为 ZERO。请确保在 预二值化过程中满足此要求。
输出以 VALT_IMAGE2D 图像格式的形式表示。每个 输出端口代表一个对象特征/对象属性。它们是同步的， 并且它们共同描述一个单一对象。每个输出像素提供已完成对象 或状态错误对象的值。此输出是提取的对象还是错误状态对象由 ErrorFlagsO 输出端口指示。表示 对象的像素出现在对象完成的同一行中。它们 按完成的顺序输出。例如，两个对象在第 10 行结束。 对象 A 的最后一个像素具有 X 坐标 42，对象 B 的最后一个像素具有 X 坐标 97。因此，对象 A 是算子输出端口处的第一个像素，对象 B 是 第二个像素。未完成任何对象且未发生错误的行 为空。
输出端口的宽度会根据给定的输入格式自动调整， 以防止特征数据溢出。或者，您也可以手动 配置输出端口的宽度。如果您已在算子 属性中启用了 Area/ CenterX/ CenterY，则可以对其链接 bit width 进行手动配置。
ErrorFlagsO 端口输出用于 溢出或附加信息标签的多个错误标志。每个位都保留用于特定的标志。 您可以在硬件的运行时环境中或在 模拟中查看这些错误标志。要在模拟中查看这些错误标志：
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将仿真探针添加到 BlobDetector2D 的 ErrorFlagsO 端口。
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向仿真中添加会导致溢出的图像。
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运行仿真。
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打开输出端口的 。
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滚动到要检查的像素，放大以查看像素值并将像素值设置为 :
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十六进制值中的活动位表示有关斑点（Blob）对象的不同错误或状态信息。有关详细信息，请参阅下表。
您可以在下方的参数说明中找到错误标志的详细说明。下表总结了这些说明：
| Bit # | 描述 | 提示 |
|---|---|---|
| 0 | 面积溢出 |
在处理历史记录的某些点，对象的 Area 值超出了提供的输出 Bit Width。 |
| 1 | CenterX 溢出 |
在处理历史记录的某些点，对象的 CenterX 值（图像矩 M10）超出了提供的输出 Bit Width。 |
| 2 | CenterY 溢出 |
在处理历史记录的某些点，对象的 CenterY 值（图像矩 M01）超出了提供的输出 Bit Width。 |
| 3, 4 | 保留 |
保留以供将来扩展。 |
| 5 | 线错误 |
指示虚拟对象，它标记了一行，在该行中发生的对象伪影数量超过了所选标签数量所能处理的范围。可用内存不足，无法处理更多传入数据。 由于这是一个虚拟对象，其他端口处的特征数据值不包含任何有用的数据。虽然特征值在仿真中显示为 0，但在硬件中它们可以是任何值。由于较低的 ErrorBits 7-0 绑定到已启用的特征及其值，因此这些标志在硬件中也可能与仿真有所不同。 如果此错误标志存在，它始终是一行的第一个对象输出。 |
| 6 | 上下文损坏 |
发生的对象伪影数量超过了所选标签数量所能处理的范围。可用内存不足，无法处理所有传入数据。无法保证被标记对象的完整性。 操作员在帧结束时或通过重新启动采集恢复正常功能。处理后续图像时不会受到先前上下文损坏的任何影响。 |
表 37：Blob 错误标志说明
| Property | 值 |
|---|---|
| Operator Type | M |
| Input Link | ImageI，数据输入 |
| Output Links | BoundingX0O，数据输出 BoundingX1O，数据输出 BoundingY1O，数据输出 BoundingHeightO，数据输出 AreaO，数据输出 CenterXO，数据输出 CenterYO，数据输出 ErrorFlagsO，数据输出 |
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Bit Width 基于 ImageI 链接传入的最大图像宽度。其计算方式为 |
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Bit Width 基于 ImageI 链接传入的最大图像高度。其计算方式为 |
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Bit Width 基于 ImageI 链接传入的最大图像高度。其计算方式为 |
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通过参数 AreaBitWidthMode、CenterXBitWidthMode 和 CenterYBitWidthMode，您可以选择手动配置链接还是使用自动模式。如果手动编辑链接，允许的范围为 [1, 48]。 |
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最大图像宽度等于参数 LabelCount + 1。 |
| LabelCount | |
|---|---|
| 键入 | static 参数 |
| 默认 | 100 |
| 范围 | [1, (max. Img Width(Input Link I) / 2 + 2] |
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为了在内部跟踪部分对象，该参数用于设置可用标签的数量。它还会影响一行中可输出的最大对象数量。请注意，BlobDetector2D 算子所需的资源取决于标签的数量。该参数的良好取值范围在 100 到 500 之间，这对于大多数应用来说应该已经足够了。 如果出现比所选标签更多的部分对象，则会丢失数据，并且帧的上下文将损坏。在这种情况下，输出链接 ErrorFlagsO 的第 6 位将为“1”，以指示提供的数据不再可靠。该错误位在检测到数据丢失时置位，并在输出帧结束时清零。 |
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| Neighborhood | |
|---|---|
| 键入 | static 参数 |
| 默认 | EightConnected |
| 范围 | {FourConnected, EightConnected} |
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此参数选择对象检测所需的邻域。有关像素邻域的详细解释，请参见 'Definition'。 |
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| AreaBitWidthMode | |
|---|---|
| 键入 | static 参数 |
| 默认 | AutomaticFrameMaximum |
| 范围 | {AutomaticFrameMaximum, LinkManuallyEditable} |
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对象的面积由所有对象前景像素的总和定义。 如果选择了 AutomaticContextMaximum，算子将自动设置对象最大尺寸的位数。对象可能的最大尺寸取决于输入链接 I 处的最大宽度和高度。当图像的所有像素都由前景值组成时（即一个作为大对象的白色输入图像），将达到对象的理论最大面积。 如果已知最大可能的 CenterX（图像矩 M10）值，或者只对具有特定 X 坐标的对象感兴趣，Basler 建议使用 LinkManuallyEditable 模式。这样可以节省资源并缩短整个设计的构建时间。在 LinkManuallyEditable 模式下，您可以在 [1, 48] 的允许范围内编辑链接的 Bit Width Property。链接的 Bit Width 直接转化为内部用于计算 Area 特征的 Bit Width，从而影响整体资源消耗。 如果 Bit Width 对于对象的 Area 值而言不够，则会由 ErrorFlagO 链接（位 0）指示。 |
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| CenterXBitWidthMode | |
|---|---|
| 键入 | static 参数 |
| 默认 | AutomaticFrameMaximum |
| 范围 | {AutomaticFrameMaximum, LinkManuallyEditable} |
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有关重心特征的解释，请参见 'Center of Gravity'。 请注意，输出为图像矩 M10。要获取重心 X 的像素坐标，请使用 DIV 运算符，或在主机 PC 上将该值除以面积。 如果设置 AutomaticContextMaximum，运算符将自动设置输出位。对象可能的最大大小取决于输入链接 I 处最大宽度和高度。如果图像的所有像素都由前景值组成（即一个作为大对象的白色输入图像），则可达到对象的理论最大 CenterX 值。如果使用大型输入图像，CenterXO 链接的 Bit Width 可能会变得非常高。 如果最大可能的 CenterX（图像矩 M10）值已知，或者仅对特定 X 坐标的对象感兴趣，Basler 建议使用 LinkManuallyEditable 模式。这可以节省资源并缩短整个设计的生成时间。在 LinkManuallyEditable 模式下，您可以在允许的范围 [1, 48] 内编辑链接的 Bit Width Property。链接的 Bit Width 直接转化为内部用于计算 CenterX 特征所使用的 Bit Width，因此会影响整体资源消耗。 如果 Bit Width 对于对象的 CenterX 值而言不够，则会由 ErrorFlagO 链接（位 1）指示。 |
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| CenterYBitWidthMode | |
|---|---|
| 键入 | static 参数 |
| 默认 | AutomaticFrameMaximum |
| 范围 | {AutomaticFrameMaximum, LinkManuallyEditable} |
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有关重心的解释，请参见 'Center of Gravity'。 请注意，输出为图像矩 M01。要获取重心 Y 的像素坐标，请使用 DIV 运算符，或在主机 PC 上将该值除以面积。 如果设置 AutomaticContextMaximum，运算符将自动设置输出位。对象可能的最大大小取决于输入链接 I 处最大宽度和高度。如果图像的所有像素都由前景值组成（即一个作为大对象的白色输入图像），则可达到对象的理论最大 CenterY 值。如果使用大型输入图像，CenterYO 链接的 Bit Width 可能会变得非常高。 如果最大可能的 CenterY（图像矩 M10）值已知，或者仅对特定 Y 坐标的对象感兴趣，Basler 建议使用 LinkManuallyEditable 模式。这可以节省资源并缩短整个设计的生成时间。在 LinkManuallyEditable 模式下，您可以在允许的范围 [1, 48] 内编辑链接的 Bit Width Property。链接的 Bit Width 直接转化为内部用于计算 Area 特征所使用的 Bit Width，因此会影响整体资源消耗。 如果 Bit Width 对于对象的 CenterY 值而言不够，则会由 ErrorFlagO 链接（位 2）指示。 |
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