關(guān)于條形碼識(shí)別技術(shù)的研究

李盛林

摘要：當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度日漸迅猛，其在自動(dòng)識(shí)別技術(shù)方面的體現(xiàn)也十分明顯，其工作的效率也是得到了穩(wěn)定的提升。其中條形碼作為一種新型技術(shù)在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，為此針對(duì)其編碼、譯碼及圖像的處理技術(shù)進(jìn)行研究很有必要，而當(dāng)前可能會(huì)遇到的主要問(wèn)題首先是在對(duì)條形碼的圖像進(jìn)行收集時(shí)，有可能會(huì)由于外界的影響導(dǎo)致成像結(jié)果不夠理想，為此需要對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的處理，通過(guò)這樣的方式來(lái)保證條形碼具有可使用性。

關(guān)鍵詞：條形碼;識(shí)別技術(shù);圖像處理;譯碼

中圖分類號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）09-0079-03

1 條形碼技術(shù)知識(shí)概述

1.1 一維條形碼

組成一維條形碼的是具有規(guī)則性的條狀排列，同時(shí)其內(nèi)容也包含空白及對(duì)應(yīng)的字符，在一維條形碼當(dāng)中對(duì)信息包含的內(nèi)容是由條狀排列及空白寬度所決定的，為此其信息的數(shù)量及質(zhì)量就需要由條形碼的印刷精確程度所決定，其中條狀排列的光反射率較高而空白部分的光反射率則是較低的[1]。一維條形碼建立與商品之間的關(guān)系是需要數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成的，而在此過(guò)程當(dāng)中計(jì)算機(jī)內(nèi)部的應(yīng)用程序則會(huì)根據(jù)掃描讀取到的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，并在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中尋找相對(duì)的信息。

1.2 二維條形碼

上文對(duì)傳統(tǒng)的一維碼進(jìn)行了介紹，在其內(nèi)容當(dāng)中能夠發(fā)現(xiàn)一維碼在容量上相對(duì)較低，同時(shí)無(wú)法在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)支持的情況下進(jìn)行使用，為了對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行解決，二維條形碼應(yīng)運(yùn)而生[2]。而二維條形碼在分類上也是較為多樣的，例如在堆疊式條形碼當(dāng)中就包含堆積二維條形碼、層排條形二維碼等。因此直接使用掃描的方式就能夠?qū)?nèi)容完成讀取，相較于一維碼只能在單獨(dú)方向完成信息存儲(chǔ)一次達(dá)到對(duì)物品進(jìn)行標(biāo)記而言，二維條形碼則能對(duì)物品進(jìn)行描述[3]。

2 條形碼圖像采集及預(yù)處理

2.1 條形碼圖像采集

在當(dāng)前使用較為廣泛的條形碼采集設(shè)備當(dāng)中，其大多數(shù)有著感光性強(qiáng)，很少受到外界干擾的特點(diǎn)，但是高昂的價(jià)格也使得使用的成本始終在上升，為此本文的研究目的也是為了提升條碼采集的通用性，本文所進(jìn)行的條形碼采集都是使用相對(duì)普通的攝像頭在自然環(huán)境下所完成的。而在很多時(shí)候印刷品當(dāng)中的條形碼都會(huì)由于外界的原因?qū)е鲁霈F(xiàn)污損的情況。在灰化度較為普通時(shí)，使用攝像頭完成條碼的采集其得到的結(jié)果是彩色的圖像，而彩色圖像在占用空間及處理時(shí)間方面相對(duì)較長(zhǎng)，從而可能導(dǎo)致推進(jìn)速度上受到影響。為了保證該圖像處理速度維持在一定程度上，一定要對(duì)圖像完成灰度化的處理，在此過(guò)程當(dāng)中三基色分別以R、G、B作為表示，其取值范圍如下：

0≤R≤255;0≤G≤255;0≤B≤255

在上文內(nèi)容當(dāng)中0所表示的含義就是此像素點(diǎn)不包含此基色，255這一數(shù)值則是表示在此基色上已經(jīng)達(dá)到了峰值，在與人眼視覺(jué)敏感度進(jìn)行結(jié)合能夠發(fā)現(xiàn)其公式如下：

2.2 圖像去噪

在普通的自然環(huán)境當(dāng)中使用普通攝像頭完成條形碼的采集時(shí)，由于外界環(huán)境的原因可能使得條形碼圖像當(dāng)中出現(xiàn)噪點(diǎn)，而噪點(diǎn)的存在則是以孤立點(diǎn)的形式所出現(xiàn)的，如不使用過(guò)濾波的方式對(duì)其噪點(diǎn)進(jìn)行處理的話其很可能會(huì)造后續(xù)導(dǎo)致區(qū)域提取及邊緣檢測(cè)受到一定的影響，而這樣的情況最終則會(huì)導(dǎo)致其識(shí)別率不高的情況出現(xiàn)。為此對(duì)噪點(diǎn)進(jìn)行去除是條形碼預(yù)處理過(guò)程當(dāng)中十分關(guān)鍵的一項(xiàng)步驟，而在顯示中如元素的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，其中值的內(nèi)容就是只在中間灰度值當(dāng)中得到的一個(gè)均值，而元素個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，其中值的概念即為排序中間位置的數(shù)值。由此能夠發(fā)現(xiàn)，其原理就是使用相應(yīng)地點(diǎn)所在區(qū)域的中值來(lái)完成灰度值的計(jì)算。

中值濾波的公用公式如下：

在一維環(huán)境當(dāng)中，其像素點(diǎn)為奇數(shù)時(shí)一維輸出公式如下：

在二維環(huán)境當(dāng)中，濾波窗口的形狀時(shí)十分多變的，為此其輸出公式如下：

會(huì)對(duì)濾波窗口產(chǎn)生較大影響的因素包含窗口的形狀及大小，而在進(jìn)行實(shí)際工作時(shí)窗口大小的選擇需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)完成，在大部分的情況下濾波窗口的大小會(huì)被選定為3×3或5×5的大小，同時(shí)也可以根據(jù)濾波效果的不同將其尺寸進(jìn)行擴(kuò)大，通過(guò)這樣的方式以收獲更好的效果，而在圖像的輪廓線處于較長(zhǎng)的情況時(shí)，其大小不能大于基元的對(duì)應(yīng)尺寸，否則可能出現(xiàn)細(xì)小信息出現(xiàn)流失的情況。

3 條形碼譯碼系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)

3.1 條形碼編碼方法

條形碼的編碼方法首先需要對(duì)原始的信息完成編碼，在此之后使用RS糾錯(cuò)的方式完成糾錯(cuò)，由此根據(jù)相應(yīng)的點(diǎn)陣排列情況來(lái)對(duì)模塊完成設(shè)置，在此之后完成L型尋邊區(qū)的添加來(lái)完成生成。

其具體的操作步驟首先根據(jù)運(yùn)算的元素來(lái)完成二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，而在此過(guò)程當(dāng)中需要進(jìn)行的計(jì)算則是按照位置對(duì)其進(jìn)行乘法計(jì)算，并將實(shí)現(xiàn)安排好的基本單位當(dāng)作除數(shù)，通過(guò)這樣的方式來(lái)完成余數(shù)的計(jì)算，而余數(shù)的計(jì)算也是需要元素相乘而得出的，具體的表達(dá)式如下：

3.2 譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)圖像完成預(yù)處理的過(guò)程當(dāng)中，其中包含的參考內(nèi)容有去噪點(diǎn)、二值化及灰度化三個(gè)方面組成，首先應(yīng)當(dāng)使用普通攝像頭完成條形碼圖像的灰度化，同時(shí)將其化為灰度圖像由此達(dá)成去噪的目的。而在去噪后的圖像也需要進(jìn)行二值化的處理，經(jīng)過(guò)二值化處理后其圖像被轉(zhuǎn)化成為二值圖像。但是在精準(zhǔn)處理定位的過(guò)程當(dāng)中需要找到的則是Data matrix條形符號(hào)的具體方位，而在此后完成的精準(zhǔn)定位的必要條件則是L型尋邊區(qū)，通過(guò)對(duì)L的長(zhǎng)度及坐標(biāo)完成確認(rèn)，本文主要使用的方式則是使用Hough來(lái)完成尋邊區(qū)的確認(rèn)，一次在后續(xù)的精準(zhǔn)定位時(shí)能夠快捷的完成采樣，同時(shí)通過(guò)這樣的方式來(lái)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn)。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)當(dāng)中無(wú)論是像素點(diǎn)行與列的具體值都能夠得到確認(rèn)，二進(jìn)制數(shù)據(jù)也就隨之得出。

4 條形碼的應(yīng)用

當(dāng)前應(yīng)用較多的編碼系統(tǒng)由Auto及ASCII兩種編碼方案所組成，當(dāng)前使用校對(duì)的編碼方式為Auto編碼方案完成編碼，為此本文選取醫(yī)院藥品的應(yīng)用作為范例，在醫(yī)院完成藥品的采購(gòu)時(shí)首先會(huì)對(duì)其信息完成編碼，而在此過(guò)程當(dāng)中錄入系統(tǒng)的內(nèi)容會(huì)包含藥品的序列號(hào)、名稱及注意事項(xiàng)等。

藥品的管理人員會(huì)根據(jù)藥品完成其信息的查詢及更正任務(wù)，而再此過(guò)程當(dāng)中其正是管理系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵內(nèi)容，藥品的管理人員要對(duì)其信息不斷進(jìn)行查詢及修正，通過(guò)這樣的方式來(lái)對(duì)藥品的整體情況完成調(diào)配，以此確保藥品的供給順利，為了完成這一任務(wù)，首先在藥品的管理系統(tǒng)界面當(dāng)中要對(duì)條形碼進(jìn)行掃描，點(diǎn)擊掃描條碼這一內(nèi)容，此后譯碼的系統(tǒng)就會(huì)對(duì)藥物的各項(xiàng)信息進(jìn)行解譯并在界面上進(jìn)行展示。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前條形碼的識(shí)別技術(shù)是一種較為新式的識(shí)別技術(shù)，其具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，為此對(duì)其進(jìn)行研究無(wú)論是理論或是現(xiàn)實(shí)意義都是十分豐富的，而在本文的研究過(guò)程當(dāng)中主要是為了實(shí)現(xiàn)使用普通攝像頭完成條碼的準(zhǔn)確傳譯，而在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中條形碼的使用環(huán)境多是十分復(fù)雜的，為了在任何環(huán)境下都能夠使用條形碼的信息還需要繼續(xù)完成研究。雖然當(dāng)前條形碼的識(shí)別技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了廣泛應(yīng)用的階段，但是相信在未來(lái)其使用空間也會(huì)逐漸向外擴(kuò)張，以此發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)

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