基于數(shù)字圖像處理條形碼識別方法(第四組)

1、中南林業(yè)科技大學涉外學院基于數(shù)字圖像處理的基于數(shù)字圖像處理的條形碼識別方法條形碼識別方法 組員：組員：王王 斐（斐（2012605520126055）李）李 帆（帆（2012605620126056） 黃明飛（黃明飛（2012605720126057）唐）唐 ?。ń。?012605820126058） 譚澤環(huán)（譚澤環(huán)（2012605920126059）專業(yè)班級：專業(yè)班級：1212級電信級電信2 2班班指導教師：指導教師：柴柴 樺樺中南林業(yè)科技大學涉外學院各種物品上的條碼中南林業(yè)科技大學涉外學院01020304課題簡介研究背景與意義國內外研究現(xiàn)狀主要技術05未來發(fā)展方向中南林業(yè)科技大學涉外學院一

2、、課題簡介一、課題簡介課題名稱課題名稱：基于數(shù)字圖像處理的條形碼識別方法 不同的條碼有著不同的識讀過程。本組研究的是一種基于圖像處理方式的識讀方法，該方法是采用攝像頭采集條碼圖像，一次性采集條碼圖像的方法避免了線性掃描器逐行掃描所產(chǎn)生的問題，同時簡化了掃描條碼圖像的操作。然后通過一定的數(shù)字圖像處理算法處理進行譯碼。譯碼算法主要分為兩部分：第一部分首先對采集的條碼圖像進行預處理，這將為后面實現(xiàn)正確譯碼打下基礎；第二部分就是對預處理后的條碼圖像進行譯碼，利用統(tǒng)計方法、根據(jù)相似邊距離來判別條碼字符，再通過譯碼、校驗、糾錯處理來識讀條碼，得到條碼所表示的文本信息。軟件譯碼具有更大的靈活性和較低的成本，

3、因此具有很大的發(fā)展?jié)摿Αl碼識別設計流程中南林業(yè)科技大學涉外學院二、研究背景及意義二、研究背景及意義中南林業(yè)科技大學涉外學院三、國內外研究現(xiàn)狀三、國內外研究現(xiàn)狀中南林業(yè)科技大學涉外學院三、國內外研究現(xiàn)狀三、國內外研究現(xiàn)狀中南林業(yè)科技大學涉外學院中南林業(yè)科技大學涉外學院四、主要技術四、主要技術（一）條碼圖像預處理（二）EAN-13碼的譯碼中南林業(yè)科技大學涉外學院（一）（一）條碼圖像預處理條碼圖像預處理1 1、預處理過程、預處理過程 對于一個條碼圖像我們先要對其進行一定的處理才能達到正確譯碼的目的。而要對其進行處理，首先是要將其讀入。由于有噪聲的存在，必須對其進行濾波。也可以人為地加入一定類型的噪

4、聲仿真，然后用合適的濾波方法進行濾波，這樣有助于理解各種濾波方法所針對的噪聲類型。最后就是要二值化，得到二值圖像。條碼圖像預處理流程中南林業(yè)科技大學涉外學院具體步驟：具體步驟： MATLAB中利用函數(shù)imread來實現(xiàn)圖像文件的讀取操作。 MATLAB的圖像處理工具箱提供imnoise函數(shù)，可以用該函數(shù)給圖像添加不同種類的噪聲。為了達到好的濾波效果應選擇合適的濾波窗口。 為了便于對圖像進行后續(xù)處理，按下式對圖像進行處理，可得到二值圖像g(x,y)。255( , )0g x y( , )( , )f x yTf x yT中南林業(yè)科技大學涉外學院Matlab程序如下： a=imread(d:zp.

5、jpg);讀取圖像 b=imnoise(a,salt & pepper, 0.04) ;添加椒鹽噪聲 c=medfilt2(b); 進行中值濾波 d=rgb2gray（c）;圖像二值化 subplot(2,2,1);imshow(a);title(原圖像); subplot(2,2,2);imshow(b);title(添加椒鹽噪聲圖像); subplot(2,2,3);imshow(c);title(中值濾波之后圖片); subplot(2,2,4);imshow(d);title(二值化圖); 中南林業(yè)科技大學涉外學院2、預處理結果與分析、預處理結果與分析 根據(jù)上述條碼圖像預處理的

6、理論知識編譯相關的MATLAB程序，得到如圖3.1.2所示圖像預處理結果。結果分析結果分析：噪聲影響條碼圖像的質量，從而影響條碼的正確識讀。而要想達到好的濾波效果就要針對圖像的特征采用相應的濾波方法。中值濾波和低通濾波就是相對較適合條碼圖像的濾波方法。中南林業(yè)科技大學涉外學院四、主要技術四、主要技術（一）條碼圖像預處理（二）EAN-13碼的譯碼中南林業(yè)科技大學涉外學院（二）（二）EAN-13EAN-13碼的譯碼碼的譯碼1 1、條碼譯碼原理、條碼譯碼原理 采用相似邊距離的測量方法來進行譯碼，這種方法的設計思路是通過對符號中相鄰元素的相似邊之間距離的測量來判別字符的邏輯值，而不是由各元素寬度的實際

7、測量值來判別。條碼圖像經(jīng)過預處理后得到的是二值圖像，我們從條碼的左邊開始取點，若遇到點的灰度值由255變到0即由點的顏色由白色變?yōu)楹谏瑒t表示檢測到條，記錄下該點的坐標值，如果點的顏色由黑色變?yōu)榘咨?，則表示檢測到空，記錄下該點的坐標值。這樣經(jīng)過掃描后得到各個顏色變化點的坐標，然后將相鄰兩點的橫坐標相減得到各個條、空的寬度。中南林業(yè)科技大學涉外學院2 2、相似邊距法譯碼相似邊距法譯碼 譯碼流程如圖所示 EAN-13條碼由占3個條空的起始符、3個條空的終止符、4個條空的左側數(shù)據(jù)符、5個條空的中間分隔符、20個條空的右側數(shù)據(jù)符、4個條空的校驗符組成。所以，整個條碼字符占的條空總數(shù)為59，若條碼字符沒

8、有發(fā)生幾何畸變，一行掃描應記錄的坐標數(shù)為60個。而對于有幾何畸變的條碼圖像，例如條碼污染、條碼斷裂、條碼瑕疵等，該掃描行的坐標數(shù)將肯定大于60或小于60，這時將不記錄該掃描行，對此行不處理。這樣利用圖像統(tǒng)計方法，逐行掃描圖像，獲取條碼圖像信息，比起只由一行獲取信息的方式可靠性更高，這樣即使個別噪聲點存在并不影響圖像信息的獲取。中南林業(yè)科技大學涉外學院3、具體譯碼步驟、具體譯碼步驟： 圖中t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7為歸一化值條形碼相似邊距離。C1、C2、C3、C4表示每個字符中四個相鄰條、空的寬度，T表示一個字符的寬度，T1、T2為相似邊之間的距離。 相似邊之間的距離條碼字符寬度中

9、南林業(yè)科技大學涉外學院 然后將測量值t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7轉換為常數(shù)值T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7即歸一化的序列值，它代表了這些測量值的整數(shù)模塊寬，以下方法用于i序列值的求取:若1.5t12.5，那么T1=2若2.5t23.5，那么T2=3若3.5t34.5，那么T3=4若4.5t45.5，那么T4=5接著利用對照表將歸一化值(T1，T2)與條碼字符值之間的對應尋找出來中南林業(yè)科技大學涉外學院最后利用對照表找出歸一化值與EAN-13碼字符編碼的對應關系，完成譯碼。具體的程序語言在此省略。中南林業(yè)科技大學涉外學院3 3、譯碼結果與分析、譯碼結果與分析譯碼結果： 通過

10、多次對不同EAN-13條碼的識讀，證明該條碼檢測系統(tǒng)速度快、效率高、而誤碼率卻很低，即使在圖像預處理上達不到理想的效果，條碼仍能正確識讀?？梢?，影響條碼識別效果的不僅僅是條碼圖像預處理效果，譯碼方法更是不可忽視的重要原因，相似邊距離測量方法有著其它譯碼方法無可比擬的優(yōu)勢，它不是根據(jù)條碼條空寬度的實際值來判別，而是通過所謂的相似邊距離來判別。因此，即使條碼質量存在欠缺，仍然能夠根據(jù)相似邊距離正確解釋條碼，有著很強的對實際情況的適應性。中南林業(yè)科技大學涉外學院五、未來發(fā)展方向五、未來發(fā)展方向1、由于條形碼種類繁多，所以有待對其他編碼方式的條形碼進行分析，從而更有效的提高條碼識別效果。2、在條碼識別

11、過程中，精確度有待經(jīng)一部提高，所以如何提高邊緣識別、精度，需做更深一步的研究，以便更有效的提高條碼的識別率。3、由于二維條碼圖像的存儲數(shù)據(jù)量有限，在下一部研究中，分析圖像壓縮原理，使二維碼圖像存儲數(shù)據(jù)量進一步提高，一次更加便攜的應用到實際生活中。中南林業(yè)科技大學涉外學院 在對條碼圖像作相應的圖像預處理之后，對得到的二值條碼圖像利用上述條碼識別算法在MATLAB軟件環(huán)境下編寫了相應的軟件程序。通過實驗，識別效果不錯，誤碼率低，提高了條碼的識別率。本方法在譯碼方法上進行了比較選擇，確定了相似邊距離的測量方法的優(yōu)越性。這種方法的設計思路是通過對符號中相鄰元素的相似邊之間距離的測量來判別字符的邏輯值。另外用軟件實現(xiàn)條碼的識別比硬件具有更好的抗噪聲性能，且速度快，效率高。 盡管如此，也遇到了很多的問題有待進一步的解決和探索研究。本方法只是對質量較好的條碼圖像進行一般性處理，但實際