全书分为12章, 内容包括：HALCON介绍、数字图像基础、HALCON图像处理基础、HALCON数据结构、图像运算、图像增强、图像分割、图像匹配、数学形态学、标定、 HALCON相关实例、 HALCON混合编程等。在每一章的结尾都附有本章小结和习题, 提供教学或自学练习, 以便加深读者对本书所述内容的理解。

在撰写本书过程中，作者结合近年来教学实践及科研的心得体会，并参考大量相关文献，概况地描述了图像处理理论和技术所涉及的各个分支，内容包括：数字图像基础、图像运算、图像增强、图像分割、图像匹配、数学形态学、标定，同时从工程套用的角度，讲述了HALCON图像处理基础、HALCON数据结构、HALCON混合编程等技术和方法。在本书中，儘可能地给出了必要的基本知识，深入浅出，儘量定性地去描述；同时，重点给读者呈现了HALCON的编程技巧及突出HALCON数字图像处理技术的套用实践，并引导读者掌握HALCON的编程方法，培养读者的思维方法，在解决实际问题中能有自己的想法。

1.1 图像和图像处理 1
1.1.1 图像 1
1.1.2 数字图像 2
1.1.3 图像处理及其发展过程 3
1.2 数字图像处理的步骤和方法 5
1.3 数字图像处理系统的硬体组成 5
1.4 数字图像处理技术的研究内容与套用领域 7
1.4.1 数字图像处理技术的研究内容 7
1.4.2 数字图像处理的主要套用领域 8
1.4.3 数字图像处理技术的发展方向 11
1.5 相关学科和领域 12
1.5.1 数位讯号处理 12
1.5.2 计算机图形学 12
1.5.3 计算机视觉 12
1.6 HALCON概述 13
1.6.1 HDevelop简介 13
1.6.2 HALCON功能及套用简介 14
1.6.3 HDevelop图形组件 15
本章小结 22
习题 23
第2章 数字图像基础 24
2.1 图像的数位化 24
2.1.1 图像採样 26
2.1.2 图像量化 28
2.1.3 抽样与量化参数的选择 29
2.1.4 压缩编码 31
2.2 数字图像的数值描述 31
2.3 直方图 33
2.3.1 直方图的性质 33
2.3.2 直方图的套用 34
2.4 数字图像的档案格式及参数 36
2.5 灰度图像的灰度级解析度 37
2.6 图像像素间的关係 38
2.6.1 相邻像素 38
2.6.2 邻接性、连通性、区域和边界 38
2.6.3 像素间距测量 39
2.7 线性与非线性的计算 40
本章小结 41
习题 41
第3章 HALCON图像处理基础 42
3.1 HALCON控制语句 42
3.1.1 条件语句 42
3.1.2 循环控制语句 44
3.1.3 中断语句 45
3.2 运算元 46
3.2.1 运算元及运算元编辑视窗 46
3.2.2 运算元查询 48
3.2.3 运算元编辑 48
3.2.4 运算元更改 50
3.2.5 运算元运行 50
3.3 HALCON图像处理入门 50
3.3.1 HALCON图像读取 50
3.3.2 HALCON图像显示 56
3.3.3 HALCON 图像转换 58
本章小结 60
习题 60
第4章 HALCON数据结构 61
4.1 HALCON Image图像 61
4.1.1 Image的分类 61
4.1.2 Image的通道 61
4.2 HALCON Region区域 66
4.2.1 Region的初步介绍 66
4.2.2 Region的点线 73
4.2.3 Region的行程 82
4.2.4 Region的区域特徵 85
4.3 HALCON XLD轮廓 93
4.3.1 XLD的初步介绍 93
4.3.2 XLD的数据结构分析 95
4.3.3 XLD的特徵分析 99
4.3.4 XLD的回归参数 104
4.4 Handle句柄 106
4.5 Tuple数组 107
本章小结 110
习题 110
第5章 图像运算 111
5.1 图像的代数运算 111
5.1.1 图像加法 112
5.1.2 图像减法 114
5.1.3 图像乘法 116
5.1.4 图像除法 116

5.1.5 图像逻辑运算(位操作) 118
5.2 图像的几何变换 119
5.2.1 图像几何变换的一般表达式 119
5.2.2 图像变换之仿射变换 121
5.2.3 投影变换 125
5.2.4 灰度插值 126
5.3 基于HALCON的图像校正 128
本章小结 131
习题 131
第6章 图像增强 132
6.1 图像增强的概念和分类 132
6.2 灰度变换 133
6.2.1 灰度变换的基础知识 133
6.2.2 线性灰度变换 134
6.2.3 分段线性灰度变换 136
6.2.4 非线性灰度变换 138
6.3 直方图处理 141
6.3.1 灰度直方图的定义和性质 141
6.3.2 直方图均衡化 144
6.3.3 直方图规定化 148
6.4 图像的平滑 149
6.4.1 图像噪声 149
6.4.2 局部统计法 150
6.4.3 空域平滑法 151
6.4.4 中值滤波 153
6.4.5 频域低通滤波 155
6.5 图像的锐化 159
6.5.1 一阶微分运算元法 160
6.5.2 拉普拉斯运算元法 163
6.5.3 高通滤波法 165
6.6 图像的彩色增强 168
6.6.1 真彩色增强 169
6.6.2 伪彩色增强 169
6.6.3 假彩色增强 171
本章小结 172
习题 172
第7章 图像分割 173
7.1 阈值分割 173
7.1.1 实验法 173
7.1.2 根据直方图谷底确定阈值法 174
7.1.3 叠代选择阈值法 175
7.1.4 最小均方误差法 176
7.1.5 最大类间方差法 178
7.2 边缘检测 180
7.2.1 边缘检测概述 180
7.2.2 边缘检测原理 180
7.2.3 边缘检测方法的分类 181
7.2.4 典型运算元 181
7.3 区域分割 189
7.3.1 区域生长法 189
7.3.2 分裂合併法 191
7.4 Hough变换 193
7.4.1 直线检测 193
7.4.2 曲线检测 195
7.4.3 任意形状的检测 195
7.5 动态聚类分割 197
7.5.1 K均值聚类 198
7.5.2 模糊C均值聚类 199
7.6 分水岭算法 200
本章小结 202
习题 202
第8章 图像匹配 203
8.1 基于像素的匹配 203
8.1.1 归一化积相关灰度匹配 203
8.1.2 序贯相似性检测算法匹配 205

8.2 基于特徵的匹配 210
8.2.1 不变矩匹配法 210
8.2.2 距离变换匹配法 212
8.2.3 最小均方误差匹配法 214
8.3 图像金字塔 218
8.4 Matching助手 222
本章小结 227
习题 227
第9章 数学形态学在图像处理中的套用 228
9.1 数学形态学预备知识 228
9.2 二值图像的基本形态学运算 229
9.2.1 腐蚀 229
9.2.2 膨胀 232
9.2.3 开、闭运算 233
9.2.4 击中击不中变换 237
9.3 二值图像的形态学套用 238
9.3.1 边界提取 238
9.3.2 孔洞填充 240
9.3.3 骨架 241
9.3.4 Blob分析 243
9.4 灰度图像形态学 246
9.4.1 灰度腐蚀 246
9.4.2 灰度膨胀 248
9.4.3 灰度开、闭运算 249
9.4.4 顶帽变换与底帽变换 252
本章小结 254
习题 254
第10章 HALCON相关实例和算法 255
10.1 字元分割识别 255
10.2 条形码识别 257
10.2.1 一维条形码识别及实例 258
10.2.2 二维条形码识别及实例 261
10.3 去雾算法 264
10.3.1 去雾算法的概述 264
10.3.2 去雾算法的理论推导 265
10.4 三维匹配 269
10.4.1 基于形状的三维匹配 269
10.4.2 基于表面的三维匹配 272
10.5 图像拼接 277
10.6 创建新运算元 282
本章小结 285
习题 285
第11章 标定 286
11.1 标定的目的 286
11.2 标定理论 287
11.2.1 坐标系的转换 287
11.2.2 标定的内外参数 290
11.3 HALCON标定流程 291
11.4 HALCON标定助手 296
11.5 标定套用例程之二维测量 300
本章小结 308
习题 308
第12章 HALCON混合编程 309
12.1 HALCON与VB混合编程 309
12.2 HALCON与 .NET混合编程 316
12.3 HALCON与VC混合编程 322
本章小结 326
习题 326
参考文献 327