包装条码计算机视觉识别系统设计

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1、包装条码计算机视觉识别系统设计摘要：随着商品种类的不断丰富和信息化管理手段的应用普及，条形码作为现代生产、物流和销售各环节的重要信息化手段之一，它的应用也日益广泛，而且，随着我国对食品和药品安全问题的重视，条码作为追溯码也开始被用于食品药品追溯领域。如何对条形码中的信息进行提取就变得非常重要了。本文在这样的背景下针对乳品企业的产品可追溯问题，设计了一套可用于乳品追溯的包装条码计算机视觉识别系统。中国8/vie　　关键词：条码；乳品包装；条码识别；计算机视觉　　中图分类号：TP391.44文献标识码：A：10

2、07-9416（2017）02-0204-02　　本系统硬件部分采用面阵摄像机、工控机构成，软件部分采用C#语言和OpenCV软件进行开发，采用EFModel（实体框架）作为程序框架，通过搭建好的视频采集系统，利用外触发启动摄像机采集图像，经过图像预处理、识别区域的检测和定位后，提取出待识别图像，对于待识别图像中的条码和数字，分别采用相似边距离方法进行一维码识别、采用逐行扫描法进行二维码识别，并利用模型匹配进行数字识别。　　本系统可综合识别条码以及数字识别，实验表明本系统具有较好的识别效率和识别精度，可以满

3、足一般条件下的包装条码计算机识别，并且已在乳品可追溯方面取得应用。　　1概述　　在数不胜数的新型计算机科学技术出现之后，条形码技术俨然已经成为了最为经济实用的一种自动识别技术。随着时代的不断发展和用户需求的不断扩展，各种各样的商品出现在我们生活中[1]。虽然条形码的技术发展的炉火纯青，但是随着条形码的不断变化和创新，识别包装条形码技术已然成为我们现在需要不断研究的课题。　　条形码的出现无疑给我们的生活带来了方便，但�τ谡飧隹焖俜⒄沟氖贝�，对其识别的技术的效率还需要我们进行大量的研究和开发。这也是开发本系统

4、的初衷。对于本系统来说，它既要满足对条形码的检测，图像提取，校正等功能的实现，又要实现所有程序自动化的功能。该系统主要应用于对海河食品包装的识别。该系统利用外触发器，实现将视频转化到静态图片的功能，同时通过后台处理快速地找到该静态图片中条形码的位置并对提取的条形码以图片的形式存储，然后对条形码图片进行识别。　　2条形码定位　　2.1图像采集　　采集方式是利用相机和触发器采取图像，DirectX以流的方式读取播放视频。　　2.2图像预处理[2]　　OpenCV现在利用Mat类来表示图像，在此基础上进行图像的灰

5、度化处理[3]，在灰度处理基础上，进行图像梯度化[4]。就是把图像作为二维离散函数。梯度化过程就是对该函数求导的过程。图像边缘的确定大多都是通过图像梯度化处理来实现的。梯度化方向[5]，分水平方向梯度计算和垂直方向梯度计算，或者是振幅计算。在进行检测前，还要使用Scharr算子先确定边缘像素[6]的位置。接下来进行图像二值化，所有的像素点的像素值设置为0或者255。最后，采用开运算算法进行形态化处理。　　2.3条码检测　　本系统使用Vecor容器用于存放面积；findContours函数对二值图像中的轮廓进

6、行检测；Point用来表示坐标为整数的二维点；Rect方法：用于提取旋转的矩形图案；angle检查这个矩形的偏斜角度；将提取的矩形轮廓标记在图片上并剪截下来进行保存。　　2.4二维码提取　　相对应一维码，二维码在译码之前需要先对二维码进行分割，再进行边缘检测。采用区域增长的方法修正边界。二维码是正方形形态，我们也要对其进行图形区域的旋转处理，利用Hough变换来进行处理利用二维图像的投影变换。然后对拍摄的图像进行Hough变换，根据4条边界线进行位置旋转。也可以使用仿射变换。即先对一个向量空间进行一次线性变

7、换并根据该变化做出相对性的平移，使其变成另一个向量空间。该变化方法包括水平的平移、图像的缩放、图像的旋转等功能。　　2.5数字定位方法　　商品包装上的条码一般都是预印刷的，许多商品的生成日期和使用日期也需要入库进行保存，但是由于条码印刷成本较高，所以厂家通常采用的方式是以数字形式将商品的生成日期和使用日期印刷在包装袋上。因而，本系统添加了数字识别功能。数字技术识别的主要核心字符分割技术：切割数字区域后，进行字符的切割，由于该图像还是灰度图像，所以我们在切割前还要进行一些图像处理。具体过程：灰度拉伸、二值化、

8、倾斜校正以及字符分割。图像以海河牛奶的包装袋为例。由于信息过多，一个条形码无法将全部信息存储，所以会在包装正面的空白位置加些数字，以此来完善条形码内容不足的地方。　　具体分割算法如图1所示。将截取后的整个图片进行自上而下的逐行对比，提取黑色的字符部分，直到整幅图像完毕。已列为高度基准进行扫描，进行从左到右依次排查，直到全部图片扫面完毕。由于印刷问题，数字区域可能有小圆点，采用的是比例方法运算将这些小点清除，把每个