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Data Matrix二維碼圖像處理與應(yīng)用
摘要：以Meteor II Standard圖像采集卡為基礎(chǔ)，以識(shí)別金屬零件上的Data Matrix二維碼為目的，對攝像頭采集的圖像進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)了該方法在工業(yè)流水線睥實(shí)時(shí)識(shí)別應(yīng)用。關(guān)鍵詞：二維碼 Data Matrix 圖像處理 實(shí)時(shí)識(shí)別
二維碼是在平面二維方向上都記錄信息的符號。它充分利用了平面上的二維空間，大大提升了信息密度，使得在小面積上編碼大數(shù)據(jù)成為可能。其次由于它超強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，即使大面積受損也能被準(zhǔn)確識(shí)別。目前二維碼應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、物流、郵政、醫(yī)療、商業(yè)、金融、交通運(yùn)輸、身份識(shí)別、政府管理、公共安全、海關(guān)及國防等領(lǐng)域。在我國，二維碼的應(yīng)用尚屬起步階段，應(yīng)用地區(qū)和領(lǐng)域也相當(dāng)有限。但是可以預(yù)見，二維碼以其獨(dú)特的優(yōu)勢必將像條形碼一樣在我國的各個(gè)領(lǐng)域被推廣和應(yīng)用。
本文通過Matrox公司的圖像采集卡Meteor-II Standard，利用MIL函數(shù)庫對氣動(dòng)打印在金屬零件上的Data Matrix二維碼進(jìn)行了實(shí)時(shí)捕捉識(shí)別，并對采集來的Data Matrix圖像進(jìn)行具體的圖像處理，命名其達(dá)到被識(shí)別的要求。最后，通過實(shí)驗(yàn)討論提高識(shí)別率的方法。
圖1
1 Data Matrix概述
二維碼有多種類型，本文只討論矩陣式Data Matrix。
Data Matrix最大特點(diǎn)就是“小”，能在25mm2面積上編碼30個(gè)數(shù)字，因此被廣泛用于標(biāo)示集成電路、藥品等小件物品。另外在制造業(yè)的流水線生產(chǎn)過程中，打印生成Data Matrix也較容易。
如圖1所示，Data Matrix符號看起來像一個(gè)由深淺兩種顏色組成的國際象棋棋盤，每一個(gè)相同大小的黑色或白色方格稱為一個(gè)數(shù)據(jù)單位。Data Matrix符號由許多這樣的數(shù)據(jù)單位組成。在尋邊區(qū)外層有寬度為一個(gè)數(shù)據(jù)單位的靜區(qū)。尋邊區(qū)是“棋盤”的邊界，只用于定位和定義數(shù)字單位的大小，而不含 有任何編碼信息。被尋邊區(qū)包圍的數(shù)據(jù)區(qū)包含著編碼信息。矩陣中的0、1就是Data Matrix的黑白兩色小方格，即數(shù)據(jù)單位。
Data Matrix采用了Reed-Solomon交織交插編碼，編碼時(shí)加入了糾錯(cuò)碼，使Data Matrix的糾錯(cuò)性能比較強(qiáng)。以一個(gè)5位的流水號“12345”為例，通過編碼規(guī)則得到Data Matrix的3位碼字和5位糾錯(cuò)碼，可糾錯(cuò)2位碼字，糾錯(cuò)率為2/8=25%。
2 用MIL識(shí)別Data Matrix碼
Meteor-II Standard是Matrox公司的一塊圖像采集卡，通過攝像頭采集外界圖像，然后實(shí)時(shí)地傳輸給主機(jī)內(nèi)存。MIL函數(shù)開發(fā)包是一個(gè)獨(dú)立于硬件的32位圖像處理函數(shù)庫，其中有大量基本的圖像處理函數(shù)。
2.1 基本過程
Data Matrix識(shí)別的基本過程如圖2所示。通過MIL提供的函數(shù)采集圖像，并將采集的圖像以數(shù)字化方式存儲(chǔ)在圖像緩沖區(qū)中；對圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，提高圖像的識(shí)別準(zhǔn)確率。實(shí)驗(yàn)中通過平滑濾波方法，減少圖像噪聲，很好地解決了采集金屬零件的Data Matrrix碼時(shí)，由于碼符號邊沿亮度過亮影響
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