【正文】 .68 條碼圖 像幾何校正 .................................................................................69 標(biāo)變換 矩 陣 ......................................................................69 圖 像校正 ......................................................................................72 Data Matrix 條碼譯碼 .............................................................................74 數(shù) 據(jù) 區(qū) 的二 進(jìn) 制位 圖 ..................................................74 碼 流 ......................................................................................77 碼 流 糾錯(cuò) ......................................................................................81 碼 流 譯碼 ......................................................................................88 結(jié) .................................................................................................89 第五章 基于 DSP 的嵌入式二 維條碼識(shí)讀終 端的 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ..............................91 終 端 概 述 .................................................................................................91 終 端硬件系 統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................93 TMS320C6713 簡(jiǎn) 介 ......................................................................94 塊設(shè)計(jì) 及 實(shí)現(xiàn) ...........................................................96 終 端 軟 件系 統(tǒng)設(shè)計(jì) ...............................................................................106 圖 像 預(yù)處 理 .................................................................................108 條碼區(qū) 域提取 .............................................................................108 條碼 精定位 .................................................................................109 條碼 解 碼 .....................................................................................109 結(jié) ...............................................................................................109 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié) 果 ......................................................................................................111 實(shí)驗(yàn)環(huán) 境及方法 ...................................................................................111 識(shí)讀 性能及 與國 外同 類產(chǎn) 品的比 較 ...................................................112 結(jié) ...............................................................................................115 第七章 總結(jié) 和展望 ..................................................................................................117 論 文工作 總結(jié) .......................................................................................117 來 工作展望 .......................................................................................119 參 考文 獻(xiàn) ....................................................................................................................121 發(fā) 表 論 文和科 研 情 況說 明 ........................................................................................127 致 謝 ....................................................................................................................131 第一章緒論 條碼技術(shù)是在計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐中形成的一種集編碼、印刷、識(shí)別、數(shù)據(jù)采集和處理于一體的新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù) [1]。它自 20 世紀(jì) 40 年代的美國發(fā)起， 70～ 80 年代開始在國際上得到廣泛應(yīng)用 [2][3]。因其具有輸入速度快、準(zhǔn)確度高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，條碼技術(shù)己被廣泛地應(yīng)用在商業(yè)流通、倉儲(chǔ)、醫(yī)療衛(wèi)生、圖書情報(bào)、郵政、鐵路、交通運(yùn)輸、生產(chǎn)自動(dòng)化管理等領(lǐng)域，在當(dāng)今的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中占有重要的地位 [4]。在當(dāng)代社會(huì)，條碼技術(shù)已經(jīng)深入人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妫⑴c EDI 和集裝箱技術(shù)共同 成為國際貿(mào)易的三大標(biāo)準(zhǔn)貿(mào)易方式 [5]。我國于 70 年代末到 80 年代初開始研究，并在部分行業(yè)完善了條碼管理系統(tǒng)，如郵電、銀行、圖書館、交通運(yùn)輸及各大企事業(yè)單位等。 1988 年我國成立了“中國物品編碼中心”，并于 1991年 4 月 19 日正式申請(qǐng)加入了國際編碼組織 EAN 協(xié)會(huì) [6]。近年來，我國的條碼事業(yè)發(fā)展迅速，條碼技術(shù)在商品零售、物品追蹤、控制庫存、記錄時(shí)間和出勤、監(jiān)視生產(chǎn)過程、質(zhì)量控制、檢進(jìn)檢出、分類、訂單輸入等方面已得到了廣泛的應(yīng)用 [7][8]。但是，隨著現(xiàn)代的發(fā)展和高新技術(shù)的進(jìn)步，信息量出現(xiàn)爆炸式增長，人們迫切需 要用條碼在有限的幾何空間內(nèi)表示更多的信息來滿足千變?nèi)f化的信息需要。我們?nèi)粘Ｒ姷降挠∷⒃谏唐钒b上的條碼是普通的一維條碼，這些一維條碼由于受到信息容量的限制和使用時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫的依賴，在某些場(chǎng)合使用十分不方便，而且效率很低。因此人們迫切希望發(fā)明一種新的條碼，除具有普通條碼的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)具有信息容量大、可靠性高、保密防偽性強(qiáng)、易于制作、成本低等優(yōu)點(diǎn)。于是為了滿足人們的這種需求，編碼專家在 80 年代末發(fā)明了具有高密度、大容量、可靠性高、糾錯(cuò)能力和安全防偽性強(qiáng)等特點(diǎn)的二維條碼，拓寬了條碼的應(yīng)用領(lǐng)域 [5]。 條碼技 術(shù)介紹 條碼分為一維條碼和二維條碼。一維條碼是指通常所說的傳統(tǒng)條碼，包括 39 碼、 ITF 碼、EAN 碼和 UPC 碼等。由于受信息容量的限制，一維條碼只能充當(dāng)物品的代碼，而不能含有更多的物品信息，所以一維條碼的應(yīng)用不得不依賴數(shù)據(jù)庫的存在。在沒有數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)的情況下，一維條碼的應(yīng)用受到了很大的限制有時(shí)甚至變得毫無意義。另外，一維條碼表示漢字和圖像信息幾乎是不可能的，在很多場(chǎng)合的應(yīng)用效率很低。為了解決傳統(tǒng)條碼所存在的問題，出現(xiàn)了二維條碼技術(shù)，并且得到了廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)不少公司也紛紛推廣自己研制的二維碼， 為二維碼的發(fā)展 起到了重要的促進(jìn)作用。二維條碼除具有一維條碼的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有密度高、信息量大、可靠性高、可表示各種文字和圖像、保密防偽性強(qiáng)、使用成本低廉等優(yōu)點(diǎn)[9][10]。 一維條碼簡(jiǎn)介 一維條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對(duì)應(yīng)的字符組成的標(biāo)記，這些條和空組成的數(shù)據(jù)表達(dá)一定的信息，并能夠用特定的設(shè)備識(shí)讀，轉(zhuǎn)換成與計(jì)算機(jī)兼容的二進(jìn)制和十進(jìn)制信息[11]。一維條碼只在一個(gè)方向上表達(dá)信息，一般是在水平方向，垂直方向的高度通常是為了便于閱讀器的對(duì)準(zhǔn)。通常對(duì)于每一種物品，它的編碼是唯一的，對(duì)于普通的一維條碼來說，還要 通過數(shù)據(jù)庫建立條碼與商品信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)條碼的數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)上時(shí)，由計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行操作和處理。因此，普通的一維條碼在使用過程中僅作為識(shí)別信息，它的意義是通過在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的信息而實(shí)現(xiàn)的，由此，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫表現(xiàn)出很強(qiáng)的依賴。世界上約有 225 種以上的一維條碼，每種一維條碼都有自己的一套編碼規(guī)格，規(guī)定每個(gè)字母 (可能是文字或數(shù)字或文數(shù)字 )是由幾個(gè)線條 (Bar)及幾個(gè)空白(Space)組成，以及字母的排列。目前，國際廣泛使用的條碼種類有 EAN、 UPC 碼 (商品條碼，用于在世界 范圍內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)一種商品，我們?cè)诔兄凶畛Ｒ姷木褪沁@種條碼 )、 Code39 碼、Code128 碼、 Code93 碼、交叉 25 碼 (在物流管理中應(yīng)用較多 )、 Codebar 碼 (多用于醫(yī)療、圖書領(lǐng)域 )等。其中， EAN 碼是當(dāng)今世界上廣為使用的商品條碼，已成為電子數(shù)據(jù)交換 (EDI)的基礎(chǔ)； UPC 碼主要為美國和加拿大使用；在血庫、圖書館和照像館的業(yè)務(wù)中， Codebar 碼被廣泛使用； Code39 碼和 Code128 碼為國內(nèi)企業(yè)自定義碼制，可以根據(jù)需要確定條碼的長度和信息，主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線領(lǐng)域、圖書管理等； Code93 碼與 Code39 碼類似但密度較大，可用來替代 Code39 碼。一維條碼的應(yīng)用可以提高信息錄入的速度，減少差錯(cuò)率，但同時(shí)也具有數(shù)據(jù)容量小、只能表達(dá)字母和數(shù)字、空間利用率較低、依賴相關(guān)數(shù)據(jù)庫、保密性能不高、污損后可讀性差等缺點(diǎn)。圖 11 給出了幾種常見的一維碼。 二維條碼簡(jiǎn)介及與一維條碼的區(qū)別 二維條碼技術(shù)的研究是近些年來興起的，它的興起主要是解決傳統(tǒng)一維條碼信息容量低，糾錯(cuò)能力弱，在很多情況下使用受限的缺點(diǎn) [12]。二維條碼是在二維空間上由具有特殊結(jié)構(gòu)的幾何圖形元素按一定規(guī)律和順序組合 成的圖形，巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的 “ 0”、“ 1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息 [13]。它在水平和垂直方向上存儲(chǔ)信息，是一種高密度編碼，比普通一維條碼信息容量高幾十倍以上。二維條碼的編碼范圍非常廣泛，它不僅可以像一維條碼那樣保存英文、數(shù)字等符號(hào)信息，還可以保存中文、圖片、聲音、指紋、簽字等多種數(shù)據(jù)類型 [14]。二維條碼可加密，具有很高的保密性，且糾錯(cuò)能力很強(qiáng)，當(dāng)糾錯(cuò)等級(jí)提高時(shí)污損 50%依然可以完整讀出信息。二維條碼可以用掃描儀掃描或用攝像頭直接讀取，無需像一維條 碼那樣需要后臺(tái)數(shù)據(jù)庫支持，使用起來十分方便。同時(shí)它還具有條碼符號(hào)形狀、大小可變的特點(diǎn)。表 11 給出了二維條碼與一維條碼的比較。二維條碼作為一種全新的自動(dòng)識(shí)別和信息載體技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)性和可靠性正被越來越多的人們所了解和認(rèn)知。目前，國外先進(jìn)發(fā)達(dá)國家已將此項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于國防、海關(guān)、稅務(wù)、公共安全、交通運(yùn)輸?shù)刃畔⒆詣?dòng)攜帶、傳遞、防偽領(lǐng)域 [1517]。 典型的二維條碼碼制 二維條碼可以分為堆疊式二維條碼和矩陣式二維條碼。 堆疊式二維條碼形態(tài)上是由多行短截的一維條碼堆疊而成，其編碼原 理是建立在一維條碼基礎(chǔ)之上，按需要將一維條碼堆積成二行或多行。它在編碼設(shè)計(jì)、校驗(yàn)原理、識(shí)讀方式等方面繼承了一維條碼的一些特點(diǎn)，識(shí)讀設(shè)備與條碼印刷與一維條碼技術(shù)兼容。但由于行數(shù)的增加，需要對(duì)行進(jìn)行判定，其譯碼算法與軟件也不完全相同于一維條碼。