【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采集的條碼圖像受流水線掃描過(guò)程中各種誤差的影響，經(jīng)常發(fā)生變形、傾斜。因此，要對(duì)變形的條碼圖像采用矩陣處理進(jìn)行幾何校正。相應(yīng)地，對(duì)夾雜噪聲的條碼圖像必須進(jìn)行濾波處理，使圖像既可保持邊緣信息又能很好地消除噪聲[10]。我們常采用矩陣處理來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換，即，變換后的點(diǎn)集矩陣=變換矩陣T變換前的點(diǎn)集矩陣。假設(shè)2D圖像的變換的矩陣為T(mén)，T= T就可分成四個(gè)子矩陣。其中 子矩陣可使圖像實(shí)現(xiàn)鏡像、比例、錯(cuò)切和旋轉(zhuǎn)變換。T列矩陣可以實(shí)現(xiàn)圖像透視變換。行矩陣可以實(shí)現(xiàn)圖像平移變換。元素可以使圖像實(shí)現(xiàn)全比例縮放[11]。圖28所示為條碼的旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)角度是沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)6度。 圖28 條碼圖像幾何校正（3）條碼識(shí)讀與譯碼過(guò)程經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理得到的條碼二值圖像,利用計(jì)算機(jī)譯碼識(shí)讀。傳統(tǒng)的識(shí)讀方法是通過(guò)記錄每個(gè)條或空所含像素的個(gè)數(shù)來(lái)確定實(shí)際的空或條的寬度。這種方法對(duì)條碼圖像質(zhì)量的要求往往非常高,必須做到實(shí)際測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)值不能有絲毫偏差,否則就不能準(zhǔn)確譯碼。因此我們可采用相似邊距離測(cè)量法[12]。通過(guò)測(cè)量空條寬度,來(lái)計(jì)算相似邊距離,再通過(guò)查表來(lái)找到相對(duì)應(yīng)的條碼字符 ,從而完成譯碼。就以EAN13條碼為例,因?yàn)樗?、右?cè)數(shù)據(jù)符排列規(guī)則的不同，所以，要想準(zhǔn)確譯碼,就必須先判定譯碼方向。通常判定條碼的方向,是根據(jù)條碼起始符位置和終止符位置來(lái)確定的。但EAN13的起始符和終止符具表現(xiàn)形式相同,所以單憑這個(gè)并不能來(lái)準(zhǔn)確的確定方向。通過(guò)觀察編碼規(guī)則我們發(fā)現(xiàn),EAN13碼的左側(cè)數(shù)據(jù)符可以是A或B兩種排列(奇排列或偶排列),右側(cè)數(shù)據(jù)符均為C排列(偶排列)。且左側(cè)第一個(gè)數(shù)據(jù)符始終都是A排列。因此通過(guò)判斷第一個(gè)符是奇排列方式還是偶排列方式,就可以確定譯碼方向。對(duì)應(yīng)流程圖如圖29所示。根據(jù)其奇偶性排列查前綴碼并儲(chǔ)存開(kāi)始EAN13碼正向譯碼依次向下取一個(gè)字符放于一個(gè)字節(jié)中取第一個(gè)字符放于一個(gè)字節(jié)中查對(duì)應(yīng)邏輯值查對(duì)應(yīng)邏輯值譯碼錯(cuò)誤查到否依次向下取一個(gè)字符放于一個(gè)字節(jié)中查到否 N N Y Y存儲(chǔ)其對(duì)應(yīng)位置存儲(chǔ)其對(duì)應(yīng)位置 記錄其奇偶性前6個(gè)字符判別完成前6個(gè)字符判別完成 N N發(fā)送譯碼結(jié)果 Y Y圖29 譯碼流程圖經(jīng)過(guò)這樣的方式步驟來(lái)識(shí)別讀取條碼字符, 結(jié)合各種條碼的編碼特點(diǎn),設(shè)計(jì)條碼碼制數(shù)據(jù)庫(kù),即可實(shí)現(xiàn)不同碼制條碼的識(shí)讀。同時(shí), 在一定程度上消除了測(cè)量誤差對(duì)條碼識(shí)讀結(jié)果的影響。基于機(jī)器視覺(jué)的條碼自動(dòng)識(shí)讀技術(shù)比傳統(tǒng)的光電識(shí)別具有更高的適用性。受條碼圖像質(zhì)量的影響小,識(shí)別精度高,隨著硬件價(jià)格的急速下降和數(shù)字圖像處理算法的不斷突破和完善,將會(huì)具有很好的應(yīng)用價(jià)值。第3章 條碼組合識(shí)別系統(tǒng) 硬件構(gòu)成條碼識(shí)別機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)由軟硬件共同來(lái)支持。一般包括條碼探測(cè)、條碼圖像采集系統(tǒng)、條碼圖像處理系統(tǒng)、顯示和智能決策模塊等。一個(gè)典型的工業(yè)條碼機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用系統(tǒng)包括:光源、鏡頭、相機(jī)、圖像處理軟件、主控制器、監(jiān)視器、通訊/輸入輸出單元等。具體流程是:首先采用相機(jī)拍取被測(cè)條碼的圖像信號(hào),之后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)后傳送給專用的條碼圖像處理系統(tǒng),然后根據(jù)像素分布、顏色和亮度等信息,進(jìn)行各種運(yùn)算,并抽取目標(biāo)特征,最后再根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的判別準(zhǔn)則輸出判斷結(jié)果,從而控制驅(qū)動(dòng)執(zhí)機(jī)執(zhí)行相應(yīng)處理[13]。圖31是條碼識(shí)讀的視覺(jué)測(cè)試系統(tǒng)的簡(jiǎn)易構(gòu)成。圖31 視覺(jué)測(cè)試硬件構(gòu)成 一維碼部分（1） create/clear_bar_code_model()算子作為讀取條形碼的第1步，該算子創(chuàng)建一個(gè)解析條形碼的通用模型。（2） set_bar_code_param ()算子set_bar_code_param (BarCodeHandle,’check_char’,’absent’)：是否驗(yàn)證校驗(yàn)位。Code39，Codabar，2/5 Industrial，2/5 Interleaved等都有一個(gè)校驗(yàn)位，如圖32，該算子用來(lái)設(shè)置是否驗(yàn)證校驗(yàn)位?！產(chǎn)bsent’：不檢查校驗(yàn)和，不驗(yàn)證條碼的正確性。‘present’：檢查檢驗(yàn)和，驗(yàn)證條碼的正確性。圖32 校驗(yàn)位（3） find_bar_code ()算子尋找條形碼，是HALCON一維條碼識(shí)別的核心算子。典型的應(yīng)用如：find_bar_code (Image,SymbolRegions，BarCodeHandle，’Code128’,DecodedataStrings)。參數(shù)Image是待處理圖像，解碼結(jié)果存儲(chǔ)于DecodedataStrings字符串?dāng)?shù)組中。如圖33所示：圖33 導(dǎo)入待處理的圖像 圖34 一維碼識(shí)別程序編輯如圖34所示，將一維碼的識(shí)別程序編寫(xiě)入HALCON軟件的編輯器中。圖35 一維條碼識(shí)別圖 圖36 一維條碼識(shí)別圖 圖37 一維條碼識(shí)別圖如圖3337所示，程序?qū)в胁煌痪S碼圖片當(dāng)中的一維碼用有色方框標(biāo)識(shí)出來(lái)，并在圖片的左上角顯示出條碼的碼字。 二維碼（1）create_data_code_2d_modle (‘QR Code’,[],[], DataCodeHandle)二維碼的創(chuàng)建開(kāi)頭的算子。（2）set_data_code_2d_param(DataCodeHandle,‘default_parameters’,‘enhanced_recognition’)設(shè)置選定參數(shù)的二維數(shù)據(jù)模型。（3）find_data_code_2d (Image, SymboIXLDs, DataCodeHandle, [],[], ResultHandles, DecodedDataStrings)檢測(cè)和讀取二維代碼符號(hào)，也支持讀取二維數(shù)據(jù)模型的序列。 圖38 二維碼識(shí)別程序編輯如圖38所示，將二維碼的識(shí)別程序編寫(xiě)入HALCON軟件的編輯器中。 圖39 識(shí)別正常模式的二維碼 圖310 識(shí)別較為模糊的二維碼 圖311 識(shí)別光線較暗的二維碼 圖312 識(shí)別光線較光的二維碼如圖39所示，程序能對(duì)正常的二維碼進(jìn)行識(shí)別，并用有色框?qū)⒍S碼標(biāo)識(shí)出來(lái)，同時(shí)能顯示出碼字。不僅如此，在二維碼拍攝模糊(圖310)，或者光線過(guò)暗（圖311），光線過(guò)光（圖312）情況下，程序都能準(zhǔn)確識(shí)別出二維碼，說(shuō)明HALCON軟件識(shí)別二維碼受圖片的質(zhì)量影響較小。 不同類型組合條碼識(shí)別圖313 組合條碼識(shí)別程序編輯如圖313所示，將識(shí)別不同類型條碼的程序編寫(xiě)進(jìn)HALCON程序編輯器中。 圖314 少數(shù)組合條碼識(shí)別圖圖315 少數(shù)組合條碼識(shí)別圖如圖31315所示，程序能同時(shí)對(duì)出現(xiàn)在同一張圖片上的一維碼和二維碼進(jìn)行識(shí)別，并將碼字顯示出來(lái)，同時(shí)，對(duì)不同碼的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，顯示在圖片的左上角。 圖316 多數(shù)組合條碼識(shí)別圖 如圖316所示，當(dāng)同一張圖片出現(xiàn)多個(gè)一維碼和二維碼時(shí)，HALCON程序同樣能對(duì)條碼進(jìn)行快速的識(shí)別和計(jì)數(shù)，同時(shí)將條碼的碼字顯示出來(lái)，大大節(jié)約了傳統(tǒng)模式一個(gè)一個(gè)掃描所浪費(fèi)的時(shí)間和精力。結(jié)論隨著數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展，利用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)對(duì)于各種條碼組合的條碼進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)行條碼識(shí)別，這與傳統(tǒng)的光電條碼識(shí)別方法對(duì)比來(lái)說(shuō)，大大提高了識(shí)別效率，具有很大的優(yōu)勢(shì)可言。因此，基于圖像式的條碼識(shí)別方法將會(huì)是今后條碼識(shí)別發(fā)展的方向主流方向。由于在中國(guó)圖像式條碼識(shí)別方法屬于新技術(shù)，很多問(wèn)題還處于研究階段，所以目前的