基于halcon的组合条码识别论文

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1、华侨大学工学院本科生毕业设计（论文）题 目： 基于HALCON的组合条码识别 姓 名： 童海峰 学 号： 1102303022 系 别： 电子信息工程 专 业： 通信工程 年 级： 2011级 指导教师： 宇 2015年 月 日独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在辞中体现；其它容与成果为本人独立完成。特此声明。论文作者签名： 日期： 关于论文使用授权的说明本人完全了解华侨大学工学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以

2、公布论文的全部或部分容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。的论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 23 / 30基于HALCON的组合条码识别摘要随着现代工业自动化技术的高速发展，国外的不少工厂实现了生产过程自动化管理。其中，关于机器视觉在生产自动化中的作用日益突出。条码组合的识别是机器视觉在生产自动化一个优势的体现。对于生产和物流传送流水线上产品的条码检测和识别，由于运行速度快，条码品种多，距离变化不一等原因，传统的LED条码扫描方法技术已经显得无能为力。条码是一种数据载体，它在信息传输过程中起着重要的作用。一旦识别和检测出现了问题，那物品的信息通

3、讯则可能被中断，给企业等带来大量的损失。本文主要研究利用HALCON作为机器视觉软件开发平台，对条形码组合图像的识别，主要包括组合条码识别基础编程和编程原理，对不同类型、尺寸、方向的条码组合进行识别，并识别出条码的字符串，为工业上条码组合的识别检测系统奠定基础，调高工业识别效率。关键词：机器视觉；条码识别；HALCONCombination of barcode identification based on HALCONAbstractWith the rapid development of modern industrial automation technology many fact

4、ories at home and abroad to realize automation of production process management. Among them, the role of machine vision in production automation in the increasingly prominent. Barcode combination is reflected in the production machine vision an advantage. For the production and logistics transmissio

5、n line on the product bar code detection and recognition, the running speed, barcode variety, distance does not change and other reasons, the traditional method of LED barcode scanning technology has become incapable of action. Bar code is a data carrier; it plays an important role in the process of

6、 information transmission.Once identify and detect of problems, communication of information that may be interrupted, bring a lot of loss to the enterprise.This paper mainly studies the use of machine vision software HALCON as the development platform, the barcode identification combined image, incl

7、uding the combination of bar code recognition based programming and programming principle, of different types, size, direction of the bar code identification, and identify the bar code character string, to lay the foundation for the identification of bar code detection system industry, adjustment hi

8、gh efficiency industrial identification.Key Words: Machine vision;Barcode recognition; HALCON目录绪论11.1 研究背景11.2 研究意义11.3 研究容21.4 论文组织2第2章条码组合识别知识概述32.1 条码技术的发展32.2 条码技术的分类32.3条码识别技术手段42.3.1传统条码识读技术42.3.2基于机器视觉的条码识别技术5第3章条码组合识别系统103.1 硬件构成103.2 一维码部分113.2.1算子解析113.2.2程序仿真123.3 二维码143.3.1算子解析143.3.2程序仿

9、真143.3 不同类型组合条码识别17结论20参考文献21辞22附录1 部分关键源码程序23附录2 英文文献与翻译25绪论1.1 研究背景随着现代化科学技术的高速发展，机器视觉越来越被时代所需求。机器视觉又称为计算机视觉，顾名思义，就像是计算机的眼睛一样，是用计算机来模拟人或者再现与人类视觉有关的某些智能行为的技术，从客观事物的图像中提取信息进行处理，并加以理解，最终用于实际检测。它是涉与神经生物学、心理物理学、人工智能、图像处理、模式识别等多个领域的交叉科学，而且具有可扩展性好，检测速度快，检测精度高等优点。正如视觉是人类在自然环境与社会环境生存不可或少的重要感知器官，机器视觉技术也是信息技

10、术中一门不可缺少的技术，因此它成为计算机学科中不可或缺的一门学科。本文是基于HALCON软件的机器视觉研究。该软件是由德国MVtec公司开发的一整套较为完善的标准式的机器视觉算法包，具有应用广泛的机器视觉集成开发环境。它节省了产品的成本，缩短了软件的开发周期-HALCON灵活的架构便于机器视觉，图像分析应用和医学图像的快速发展。HALCON所提供的卓越的性能，为并全面地支持多核平台、SSE2和AVX，以与GPU加速打下基础。同时，它有着功能全面的视觉处理库，提供了几乎所有的最先进和最新的技术算法和算子的函数库，主要包括识别、匹配、测量、blob分析、形态学和立体视觉等。HALCON支持Wind

11、ows，Linux和Mac OS X操作环境。整个函数库可以用C，C+，C#，Visual Basic.NET和Delphi等多种日常常用的编程语言访问。HALCON为了保证硬件的独立性，为大量的图像获取设备提供接口。它为百余种图像采集卡和工业相机提供接口，包括GenlCam，GigE和IIDC1394。HALCON的体系、数据结构、外触发机制是高效率的、开放式的。高效率是指HALCON中提供的函数的执行时间非常短，而且能够在其界面HDevelop中直观的看到函数的执行时间。在许多复杂的机器视觉任务中，依然能够非常迅速、高效的完成。所以它的应用围几乎没有限制，涵盖医学，遥感探测，监控，到工业上

12、的各类自动化检测等。1.2 研究意义条码技术是信息数据自动识别、输入的重要方法和手段，现在已经应用到了商业、工业、交通运输业、邮电通讯业、物流、医疗卫生等国民经济各行各业。具有输入速度快、准确度高、成本低、可靠性好等优点。在工业发达国家，条码作为一种与时、准确、可靠、经济的数据输入手段已普与应用，成为商品独有的世界通用的“”。传统的条码读码器是通过光电二极管（LED）或激光扫描阅读装置，将条码字符的条空图形变换成相应的电信号，经整形后和译码算法处理，然后获得条码字符的信息，送入计算机进行处理。对于物流传送带上或生产流水线的物体条码识别，传统的扫描器识别方法受印制材料、条码印刷技术以与条码本身运

13、动角度和速度的影响，基本上无法快速识别。如果一个空间出现多个条码组合甚至出现不同类型的条码，传统的扫描识别器就不可能同时对多种条码进行识别和处理，从而无论对于什么行业用途的条码识别效率和效益都是大大的损失。而利用HALCON的机器视觉是可以在没有人类干预的情况下使用计算机来处理和分析图像信息并给出结论。它可以使用与计算机相联的摄像机来摄取图像，然后将图像转换成机器可以读取的形式，软件程序被用来处理这个数字化的图像，以取得需要的信息，同时，它也可以将用其他拍摄装备拍摄下来的图像用软件程序将图像中的条码组合识别出来。HALCON软件不但可以成功的识别同一图像中出现的一维码和二维码，而且还能同时识别

14、多个一维码和二维码。极大的提高了识别效率，为各行各业的新型条码识别奠定了基础。1.3 研究容1、HALCON的使用方法 2、HALCON条码识别程序编写 3、HALCON程序的编程原理 4、采用摄像装备对条码组合图像的采集 5、运行HALCON完成相关条码识别方案 6、分析程序运行后的结果 1.4 论文组织论文首先介绍条码组合的基础知识概念，对条码技术的发展与分类进行简单介绍。然后介绍当今世界条码识别的两种不同技术手段和原理，并将两种技术手段进行对比。最后介绍基于HALCON软件的条码组合识别系统的硬软与程序构成。并对程序进行仿真和结果显示。并对部分的源代码进行解释。第2章 条码组合识别知识概

15、述2.1 条码技术的发展条码技术诞生于20世纪40年代，但得到实际应用和迅速发展还是在近20年间。欧美、日本等国家已经开始很普遍应用条码技术，并且还开始在世界各地迅速普与推广，其应用的领域还在不断扩大。在我国，条码技术的研究开始于20世纪中后期，当时主要做法是跟世界上先进的条码技术进行学习和模仿。而伴随着计算机技术开始在我国的发展和普与，条码技术开始在我国仓储、邮电、图书管理以与生产过程的自动化控制等领域得到初级应用。从90年代中国物品编码中心代表中国加入国际物品编码协会（EAN）以来，中国商品条码系统的成员数量飞速增多，条码技术开始在各领域不断深入，目前，条码技术已广泛应用于我国众多的领域。

16、条码技术是在计算机领域、通信技术领域和光电技术的基础上兴起发展起来的一门综合科学技术，是多项技术产业相结合出来的产物，当今世界应用最为广泛的一种自动识别技术12。条码技术包括符号技术、编码技术、印制技术、识读技术以与检测技术3。在自动识别技术中，条码技术具有以下特点4：（1） 简单。扫描的操作方式简单，而且条码符号的制作方式简便。（2） 信息采集的速度快。录入方式可以采用传统计算机的键盘录入或者是条码扫描设录入，无论哪种方式，录入速度都非常快。（3） 可靠性高。无论哪种方式对条码录入数据的可靠性都很高，错误率也很低。（4） 实用、灵活。条码符号不仅仅可以单一的使用，还可以与其它相关的设备紧密联

17、系，从而实现更多的功能。（5） 自由性大。条码标签的位置与识别装置的自由度大。（6） 系统所涉与的符号制作成本和识别设备的成本都价格低廉。2.2 条码技术的分类条码按照不同的编码规则、不同的分类方法可以分成很多种。正常条码可分为一维条码和二维条码两种。一维条码就是平常我们说的传统条码。一维条码按应用又可分为物流条码和商品条码。目前使用的频率较高的一维码制有：EAN、EAN128码、UPC、交插25码和39码。其中UPC码和EAN码是商品条码。EAN128码、交插25码和39码是物流条码。由于条码的信息容量比较小，商品上的条码也仅仅能容纳几位或几十位阿拉伯数字或字母，因此一维条码的使用就大大受到

18、了限制5。所以为了满足人们进一步的需求，在除具备一维条码的优点外，又发明了具有可靠性高、信息容量大、防伪性强等优点的二维条码。通用的二维条码如：Datamatrix二维条码，Maxicode二维条码，QRCode，Code49，Code16K，Code one等，除了这些常见的二维条码之外，还有一些企业和机构发明的未完全公开的二维条码。图2-1为常见的几种条码结构。图2-1常见条码结构2.3条码识别技术手段2.3.1传统条码识读技术传统的条形码识别读取技术是利用光电转换的原理识读条码的，光电扫描器是最主要的一个硬件设备。传统一维条形码数据的采集和光电信号的转换都是由光电扫描器来完成。光电扫描器

19、利用光学系统来读取条形码的符号，再由光电转换器将条码的字符的条空图形转变成相应的电信号，然后通过电路系统对该电信号进行整形和放大，最后以二进制脉冲信号的形式输出给译码器。译码部分由计算机方面的软硬件组成，它的功能是对得到的二进制脉冲信号进行译码，经整形和译码算法处理，最终获得条码字符信息，送入计算机进行处理6。图2-2为传统的商品条码手持识读装置。图2-3为光电条码识别的系统框图。图2-2手持式商品条码识读仪译码器器整形滤波放大探测器光学系统 扫描系统信号整形 译码 至计算机图2-3光电条码识别框图在条码译码的设备方面，发展前期的一维码阅读器全部都是光电扫描装置。因为它成本低而且自动识别率能够

20、满足基本的录入要求，所以在传统阶段应用领域中处于主导的地位。其中美国讯宝公司所提供的光电扫描器在一维条码识别市场中一直长期占据领先地位，是全球第一提供商。尽管光电条码识别技术非常成熟，在市场上的应用也非常广泛，但是，对于物流传送带或生产流水线上的物品条码识别，这种传统的扫描器识别方法需要人工手动操作，且识读速度很慢。同时，受条码印制材料、印刷技术以与条码本身的运动角度和速度的影响，基本上无法保证识别准确率，最重要的一个缺陷就是传统光电扫描无法扫描出二维条码，使用的围与对象大大的受到了限制。 2.3.2基于机器视觉的条码识别技术随着数字图像处理技术的发展，二维条码开始出现，以与在一些特殊应用场合

21、，比如处理污损的条码的需要，机器视觉图像式的条码识别技术应运而生，它在识读有问题条码方面图像式识读器具有更强的优势。（1）系统框架基于机器视觉的条码检测技术是利用视觉图像采集系统直接采集图像的。高速的摄像机所得到的条码图像是必须先进行图像预处理的。条码识读的准确性是受图像处理结果质量的好坏影响的。处理后的条码图像通过识读、译码、纠错处理将图像信息转化为条码所代表的数字信息。最后再把译码的结果显示输出。这样就减少了条码图像采集质量以与识读位置、条码污损等因素的影响,有效的提高条码识读的准确率。系统框图如图2-4所示：条码图像采集图像预处理条码识读译码过程显示结果图2-4条码识别系统框图（2）图像

22、预处理用摄像机拍摄的流水线上的条码组合图像，由于受到了光源、图像采集传输等不同因素的影响，不可避免的会存在噪声成分，如果要正确识别条码特征信息，就必须对图像进行预处理，包括灰度变换、图像二值化、几何校正等7。灰度变换是图像增强的重要手段，它可使图像动态围加大，使图像对比度扩展，图像更加清晰，特征更加明显。HALCON软件将256色位图转换成灰度图。运用点处理法中的灰度处理为实现数字图像的阈值变换提供前提条件。要将256色位图转变为灰度图，首先必须计算每种颜色对应的灰度值。灰度与RGB颜色的对应关系如下：Y0.299R+0.578G+0.114B这样，按照上式可以方便地将256色调色板转换成灰度

23、调色板8。条码是由一组排列规则的条、空组成的标记。条码识别是以二值图像为基础的。条与空黑白分明,颜色对比强烈。图像f（x ，y）经过二值化的处理后可得到二值图像g（x ，y）由下式表示： g（x ，y）= (1)如何确定分割阈值T是图像二值化过程中的关键。尽管二值化算法很多，但是由于物体反光、流水线上实际环境光照不均匀等原因,图像噪声干扰较大,其灰度直方图分布不呈现双峰性,如果使用全局阈值二值化的话容易将条形码的条、空信息分割错误，效果很不理想。因此使用哪种算法还是需要认真考虑的。我们发现采用大津阈值法可以去除图像背景噪声干扰,实现二值化。利用大津阈值方法选取局部阈值时,会先将灰度直方图上面像

24、素点为零的灰度级排除,从而就不需要在整个的灰度级上计算组方差和组间方差,从而大大减少计算量。由于，组方差：w2=122+122(2)组间方差：B2=12(M1-M2) (3)对于给定图像，w2+B2=常数，当组方差最小时, 组间方差最大。所以只需要计算所有以候选阈值点为门限分组时的组间方差,找出使组间方差最大的点，就是最佳阈值点9。由上所诉,当以最小组方差与最大组间方差作为最佳阈值标准，且能够保证选定区域同时包含背景点与目标点时，无论灰度直方图上的零点在什么地方，都可将它从候选阈值当中排除，只计算以直方图上不为零的点为门限分组时的组间方差就可找到最佳阈值点。当对条码图像进行局部阈值选择时，考察

25、的像素点不多，而且颜色也很单一，在局部域灰度直方图上大部分灰度级上像素点数为零，因此使用这种改进后的算法可以节约极大的计算量。结果如图2-5、2-6、2-7所示：图2-5 原图图2-6 全局二值化结果图图2-7 大津阈值法二值化结果图CCD相机采集的条码图像受流水线扫描过程中各种误差的影响，经常发生变形、倾斜。因此，要对变形的条码图像采用矩阵处理进行几何校正。相应地，对夹杂噪声的条码图像必须进行滤波处理，使图像既可保持边缘信息又能很好地消除噪声10。我们常采用矩阵处理来对图像进行几何变换，即，变换后的点集矩阵=变换矩阵T变换前的点集矩阵。假设2D图像的变换的矩阵为T，T= T就可分成四个子矩阵

26、。其中 子矩阵可使图像实现镜像、比例、错切和旋转变换。T列矩阵可以实现图像透视变换。行矩阵可以实现图像平移变换。元素可以使图像实现全比例缩放11。图2-8所示为条码的旋转校正，旋转角度是沿顺时针旋转6度。图2-8 条码图像几何校正（3）条码识读与译码过程经过图像预处理得到的条码二值图像,利用计算机译码识读。传统的识读方法是通过记录每个条或空所含像素的个数来确定实际的空或条的宽度。这种方法对条码图像质量的要求往往非常高,必须做到实际测量值和标准值不能有丝毫偏差,否则就不能准确译码。因此我们可采用相似边距离测量法12。通过测量空条宽度,来计算相似边距离,再通过查表来找到相对应的条码字符 ,从而完成

27、译码。就以EAN-13条码为例,因为它左、右侧数据符排列规则的不同，所以，要想准确译码,就必须先判定译码方向。通常判定条码的方向,是根据条码起始符位置和终止符位置来确定的。但EAN-13的起始符和终止符具表现形式一样,所以单凭这个并不能来准确的确定方向。通过观察编码规则我们发现,EAN-13码的左侧数据符可以是A或B两种排列(奇排列或偶排列),右侧数据符均为C排列(偶排列)。且左侧第一个数据符始终都是A排列。因此通过判断第一个符是奇排列方式还是偶排列方式,就可以确定译码方向。对应流程图如图2-9所示。根据其奇偶性排列查前缀码并储存开始EAN-13码正向译码依次向下取一个字符放于一个字节中取第一

28、个字符放于一个字节中查对应逻辑值查对应逻辑值译码错误查到否依次向下取一个字符放于一个字节中查到否 N N Y Y存储其对应位置存储其对应位置记录其奇偶性前6个字符判别完成前6个字符判别完成 N N发送译码结果 Y Y图2-9 译码流程图经过这样的方式步骤来识别读取条码字符, 结合各种条码的编码特点,设计条码码制数据库,即可实现不同码制条码的识读。同时, 在一定程度上消除了测量误差对条码识读结果的影响。基于机器视觉的条码自动识读技术比传统的光电识别具有更高的适用性。受条码图像质量的影响小,识别精度高,随着硬件价格的急速下降和数字图像处理算法的不断突破和完善,将会具有很好的应用价值。第3章 条码组

29、合识别系统3.1 硬件构成条码识别机器视觉系统由软硬件共同来支持。一般包括条码探测、条码图像采集系统、条码图像处理系统、显示和智能决策模块等。一个典型的工业条码机器视觉应用系统包括:光源、镜头、相机、图像处理软件、主控制器、监视器、通讯/输入输出单元等。具体流程是:首先采用相机拍取被测条码的图像信号,之后通过A/D转变成数字信号后传送给专用的条码图像处理系统,然后根据像素分布、颜色和亮度等信息,进行各种运算,并抽取目标特征,最后再根据预先设计好的判别准则输出判断结果,从而控制驱动执机执行相应处理13。图3-1是条码识读的视觉测试系统的简易构成。图3-1 视觉测试硬件构成3.2 一维码部分3.2

30、.1算子解析（1） create/clear_bar_code_model()算子作为读取条形码的第1步，该算子创建一个解析条形码的通用模型。（2） set_bar_code_param ()算子set_bar_code_param (BarCodeHandle,check_char,absent)：是否验证校验位。Code39，Codabar，2/5 Industrial，2/5 Interleaved等都有一个校验位，如图3-2，该算子用来设置是否验证校验位。absent：不检查校验和，不验证条码的正确性。present：检查检验和，验证条码的正确性。图3-2 校验位（3） find_ba

31、r_code ()算子寻找条形码，是HALCON一维条码识别的核心算子。典型的应用如：find_bar_code (Image,SymbolRegions，BarCodeHandle，Code128,DecodedataStrings)。参数Image是待处理图像，解码结果存储于DecodedataStrings字符串数组中。如图3-3所示：图3-3 导入待处理的图像3.2.2程序仿真 图3-4 一维码识别程序编辑如图3-4所示，将一维码的识别程序编写入HALCON软件的编辑器中。图3-5 一维条码识别图 图3-6 一维条码识别图 图3-7 一维条码识别图如图3-5、3-6、3-7所示，程序将

32、带有不同一维码图片当中的一维码用有色方框标识出来，并在图片的左上角显示出条码的码字。3.3 二维码3.3.1算子解析（1）create_data_code_2d_modle (QR Code, DataCodeHandle)二维码的创建开头的算子。（2）set_data_code_2d_param(DataCodeHandle,default_parameters,enhanced_recognition)设置选定参数的二维数据模型。（3）find_data_code_2d (Image, SymboIXLDs, DataCodeHandle, , ResultHandles, Decoded

33、DataStrings)检测和读取二维代码符号，也支持读取二维数据模型的序列。3.3.2程序仿真 图3-8 二维码识别程序编辑如图3-8所示，将二维码的识别程序编写入HALCON软件的编辑器中。 图3-9 识别正常模式的二维码 图3-10 识别较为模糊的二维码 图3-11 识别光线较暗的二维码 图3-12 识别光线较光的二维码如图3-9所示，程序能对正常的二维码进行识别，并用有色框将二维码标识出来，同时能显示出码字。不仅如此，在二维码拍摄模糊(图3-10)，或者光线过暗（图3-11），光线过光（图3-12）情况下，程序都能准确识别出二维码，说明HALCON软件识别二维码受图片的质量影响较小。3

34、.3 不同类型组合条码识别图3-13 组合条码识别程序编辑如图3-13所示，将识别不同类型条码的程序编写进HALCON程序编辑器中。 图3-14 少数组合条码识别图图3-15 少数组合条码识别图如图3-14、3-15所示，程序能同时对出现在同一图片上的一维码和二维码进行识别，并将码字显示出来，同时，对不同码的数量进行统计，显示在图片的左上角。 图3-16 多数组合条码识别图 如图3-16所示，当同一图片出现多个一维码和二维码时，HALCON程序同样能对条码进行快速的识别和计数，同时将条码的码字显示出来，大大节约了传统模式一个一个扫描所浪费的时间和精力。结论随着数字图像技术的发展，利用先进的图像

35、处理技术对于各种条码组合的条码进行预处理，然后再进行条码识别，这与传统的光电条码识别方法对比来说，大大提高了识别效率，具有很大的优势可言。因此，基于图像式的条码识别方法将会是今后条码识别发展的方向主流方向。由于在中国图像式条码识别方法属于新技术，很多问题还处于研究阶段，所以目前的很多算法都具有局限性，因此开发出更具有通用性的图像式条码识别算法，将具有十分重要的意义。本文提出了一种快速简单基于HALCON软件技术的识别条形码组合的方法。这种方法具有快速处理能力，并且能够使用到现实生活中。配合硬件摄像头或者用其他摄像装置捕获图像和软件算法处理，能够有效降低超市在扫描设备上的投入成本，具有很好的经济

36、效益。本文所提出使用外在摄像装置抓取图像来取代电子扫描枪来识别条形码，然后对图像进行处理识别的方法具有现实的可行性，并且有着多方面的优势，比如快速识别条码类型，条码数量，条码码字等，重点考虑了实际中的应用，尤其考虑成本和速度，在生产生活中具有很大的价值。展望未来，条形码的应用肯定会越来越广泛，不仅一维条形码发展迅速，二维条码更是应用诸多。对于基于机器视觉识别条码技术来说，一维到二维只是算法的复杂度不同而已，成本并没有显著增加；对于激光扫描枪来说，它的部光学结构和光学感知器件会更加复杂，激光也不能是单线激光了，价格也必然水涨船高。如今在世界上很多的大工厂大企业，已经开始陆续的使用这种技术了，所以

37、，基于机器视觉的条码识别具有很好的发展潜力，相信在不久的将来，基于计算机机器视觉识别条码技术会得到更广泛的应用。参考文献1 金哲，柱军营，光增满等.条形码自动识别技术M.：国防工业，1991.2 韦元华，舟子.条码技术与应用M.：中国纺织，2003.3 铎，王耀球.条码技术与电子数据交换M.：中国铁道，1998.4 成海，铎.现代自动识别技术与应用M.：清华大学，2003.5 钟若丹.高职数学教学现状思考与发展趋势J.科学促进发展，2009年1月.6 中国物品编码中心.条码应用与技术 M.：清华大学，2003.7 王烨青，永跃.机器视觉在流水线条形码识别中的应用J.电子测量与仪器学报，2006

38、.8 何斌,等.Visual C + 数字图像处理M.：人民邮电，2001.9 王建平，枫.灰度文本图像自适应二值化滤波算法设计与应用J.工业大学学报(自然科学版)，2004.10 王积分，新荣.计算机图像识别M.：中国铁道，1988.11 何东健主编.数字图像处理M.电子科技大学，2003.12 何军，康景利.条形码的计算机编码与识别J.计算机测量与控制，2002.13 胡兴军，蔡叶菁，王键.机器视觉技术在包装印刷质量检测中的应用J.中国包装工业，2004.辞在本论文完成之际，我要由衷的感这几个月来一直支持、关心和帮助我得老师与同学。首先我要感我得论文导师宇导师。在写论文的这几个月里，老师倾

39、注了大量的心血和劳动。在论文的选题、设计和撰写过程中，老师都耐心指导和并热情与我们讨论，利用手中的资源最大限度的给我提供材料。同时，老师严谨的学术作风、扎实的学术功底、渊博的学识以与精益求精、一丝不苟的工作态度，不断进取的精神，将永远激励着我勤奋学习，刻苦专研、努力工作。我要感大学四年里电子信息系的老师们，黄华灿老师、玲老师、艺敏老师、汪弦老师、冰冰老师等，是你们的教导让我学到了丰富的专业知识，更让我懂得了许多做人的道理。谨向各位老师表示诚挚的敬意和忱。同时，由衷的感胡良军、方丽婷、邹受夫等同学在我完成论文的过程中提供的帮助与支持。还有我的舍友们在这四年来无私的包容与关爱。最后，我要特别感父母

40、对我的抚育之恩和给予我关心和帮助的所有亲人和朋友们。 童海峰 二零一五年五月附录1 部分关键源码程序dev_set_draw (margin)dev_set_line_width (3)set_display_font (3600, 16, mono, true, false)create_bar_code_model (, , BarCodeHandle)create_data_code_2d_model (Data Matrix ECC 200, , , DataCodeHandle)for i:= 1 to 6 by 1 read_image (Image, 0 + i) get_ima

41、ge_size (Image, Width, Height) rgb1_to_gray (Image, GrayImage) threshold (GrayImage, Region, 0, 100) closing_circle (Region, RegionClosing, 1.0) region_to_bin (RegionClosing, BinImage, 255, 0, Width, Height) invert_image (BinImage, ImageInvert) dev_display (Image) stop() count_seconds (T1) find_bar_

42、code (ImageInvert, SymbolRegions, BarCodeHandle, auto, DecodedDataStrings) find_data_code_2d (ImageInvert, SymbolXLDs, DataCodeHandle, , , ResultHandles, DecodedDataStrings1) count_seconds (T2) area_center (SymbolRegions, Area, Row, Column) for j:= 0 to |DecodedDataStrings|-1 by 1 disp_message (3600

43、, DecodedDataStringsj, image, Rowj, Columnj, forest green, true) endfor area_center_xld (SymbolXLDs, Area1, Row1, Column1, PointOrder) for k:= 0 to |DecodedDataStrings1|-1 by 1 disp_message (3600, DecodedDataStrings1k, image, Row1k, Column1k, forest green, true) endfor Time := 1000 * (T2-T1) disp_me

44、ssage (3600, 耗时： + Time$.1f + ms, image, 30, 30, black, true) disp_message (3600, 一维码数量： + |DecodedDataStrings|, image, 80, 30, black, true) disp_message (3600, 二维码数量： + |DecodedDataStrings1|, image, 130, 30, black, true) stop()endforclear_bar_code_model (BarCodeHandle)clear_data_code_2d_model (Data

45、CodeHandle)附录2 英文文献与翻译Barcode recognition principleBecause objects of different colors, different wavelengths of visible light reflectance, white object that reflects all wavelengths of visible light, black object is absorbing all wavelengths of visible light, so when the light through the lens aper

46、ture and light emitted from the bar code scanner 1 when irradiated onto the black and white barcode, the reflected light focused by the lens 2, the exposure to the photoelectric converter, then the photoelectric converter receives and white bars and black bars corresponding reflected light intensity

47、 of different signals, and converted into the corresponding the electrical signal output to the amplification shaping circuit, shaping circuit converts the analog signals into digital signals, and then by the decoder interface circuit information translated into digital characters.Stripes, black str

48、ipes of different widths, corresponding to the length of the duration of the electrical signal is different. However, with the bar code bars and spaces corresponding electrical signal output from the photoelectric converter is generally only about 10mV, can not be used directly, thus first to send a

49、n electrical signal to the photoelectric converter output amplifier. The amplified electrical signal is still an analog electrical signal by the bar code in order to avoid defects and blemishes cause an error signal after amplification circuit need to add a shaping circuit, the analog signals into d

50、igital signals so that the computer system can accurately interpret .Pulse shaping circuit via the digital signal decoder translated into numbers, character information. It does this by identifying the start, to determine the termination character code system and scanning direction of the bar code s

51、ymbol; and by measuring the number of pulses of digital signals to determine the 0,1 and the number of empty bars. By measuring 0,1 signal duration to determine the width of bars and spaces. Thus obtained was debate read bar code symbols and empty bars and the corresponding number of width and used

52、code system, according to the code corresponding to the coding system of rules, it will be shaped into a corresponding digital symbol, character information, by the interface circuit to the computer system for data processing and management, will complete the whole process of reading a bar code iden

53、tified.A bar code is different from the width of the reflectivity of different bars and spaces, in accordance with certain encoding rules (code) was compiled, and for the expression of a set of numbers or letters graphic symbol information identifier. That bar code is a set of different thickness, a

54、ccording to certain rules arranged spaced parallel lines graphics. Common barcode is a great difference between the reflectivity of the black bar (the bar) and white bars (the air) formed.First，Overview Barcode - Barcode recognition principle (bar code recognition principle) barcode by American NTWo

55、odland first proposed in 1949. With the growing popularity of computer applications, bar code application has been a great development. Bar code can be marked goods producer, manufacturer, product name, date of production, book classification number, starting and ending location, type, date and othe

56、r information, which in many areas of commodity circulation, library management, telecommunications management, banking systems have been a wide range of applications.Second, the bar code identification system - barcode recognition principle (bar code recognition principle) in order to read the bar

57、code information is represented, we needed a bar code identification system, which consists of bar code scanners, amplification shaping circuit, the decoder interface circuits and computer systems part.条码识别原理由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑与凸透镜1后，照射到黑白相间的条形码上

58、时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，整形电路把模拟信号转化成数字电信号，再经译码接口电路译成数字字符信息。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同但是，由光电转换器输出的与条形码的条和空相应的电信号一般仅10mV左右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了避免由条形码中的疵点和污点导致错误信号，在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字

59、、字符信息它通过识别起始、终止字符来判别出条形码符号的码制与扫描方向；通过测量脉冲数字电信号0、1的数目来判别出条和空的数目通过测量0、1信号持续的时间来判别条和空的宽度这样便得到了被辩读的条形码符号的条和空的数目与相应的宽度和所用码制，根据码制所对应的编码规则，便可将条形符号换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，便完成了条形码辨读的全过程。条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符即条形码是一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的。一、条码概述条形码识别原理（条码识别原理） 条码是由美国的N.T.Woodland在1949年首先提出的。随着计算机应用的不断普与，条码的应用得到了很大的发展。条码可以标出商品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮