专利名称：磨损二维条码图像识别方法
技术领域：
本发明涉及对金属上磨损的DataMatrix 二维条码(以下都简称DM码)进行信息 提取的方法，属于自动识别技术领域。
背景技术：
直接零件标识DPM (Direct Part Marking)技术是一种可直接在产品的表面形成 包括文字、符号或图案等形式的永久标识技术，利用DPM技术在产品表面形成的一维条码 或二维条码符号，是实现产品可追溯性标识的重要技术手段，在条码符号的选择上，考虑到 产品表面面积有限、提高符号识读率等因素，目前多选用二维DataMatrix条码作为产品的 二维条码永久标识，这是因为DataMatrix条码编码容量大、密度高、纠错能力强。在DPM生成的二维条码符号的读取上，由于条码符号直接标记在产品表面，产品 表面与标记的符号之间的对比度降低从而影响了条码符号的识读率。现有的二维条码识读 大部分是在对比明显的印刷品上，如专利号为03114633. 3的中国专利中公开的二维条码 身份证件防伪系统自动识读方法。对于标记在产品表面上的对比不是很明显，且背景比较 粗糙或反光比较严重的二维条码的识读，目前大部分技术是通过硬件方面进行改善的，如 识读设备自带光源照明，或是制作识读工装，但这样一方面增加了成本，另一方面增加了操 作复杂度。如果被标识的零件长期在恶劣的环境下工作，会使其上的二维条码出现磨损和 污染划痕或锈斑，这样即使通过改良识读设备的硬件条件也不能改善。在对DM码的边界定位时，目前大多数方法利用传统的霍夫变换进行直线检测，进 而定位边界，但DPM生成在产品或零件上的DM码，若背景粗糙不平或磨损变形，DM码的边界 就有可能不是直线，而是类似于锯齿状的线型，传统检测方法失效。目前对于DM码行数的 确定是利用黑白模块交替边界的投影特性确定码的尺寸，但由于磨损码边界有划痕污染或 光照不均的存在，此方法就不再可靠。在对于DM码的信息提取时，目前的方法大多都是先 将源图像转化成二值图像，再选取采样点提取信息。这样做有两个缺点1、信息损失严重， 不论采取什么样的阈值化方法阈值化原图像，都会有信息损失。2、鲁棒性差，由于选用采样 点的方法，如果在采样点处有噪声干扰，采样就会失败导致该模块识别失败。
发明内容
为了克服现有技术DM码图像识读困难及数据还原率低的不足，本发明提供一种 磨损二维条码图像识别方法，对于噪声将有一定的抗干扰能力，能够提高DM码的识读率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤(1)大津阈值分割及形态学开预处理先将输入的宽度为w像素、高度为h像素的图像A进行大津阈值分割，将原图像A 转化为二值图像A1,然后对A1做形态学二值开运算，得到图像A2,形态学二值开的结构元素 取边长为h/45像素的正方形结构。(2)最大连通域识别，具体步骤如下
(a)新建一个栈，从图像首位像素开始扫描图像A2，如果遇到灰度值为255的像素 点则停止扫描，将该像素点入栈并将灰度值置为0，建立一个新的数据缓冲区，即为一个新 的连通域，将此点记入该连通域；如果没有灰度值为255的点转到步骤(c)；(b)判断栈是否为空，如为空，此次循环识别的连通域识别完毕，转到步骤(a)；不 为空则将栈内首个像素点出栈，以该像素点为中心检查它的8邻域像素点并将像素值等于 255的任意一个8邻域像素点入栈。循环执行本步骤。(c)比较所记录的所有连通域，目标点最多的一个连通域即为最大联通域。将最大 联通域的所有点的像素值设为255，扫描图像^中其他点都设为0，得到一幅新的图像A3。(3)码区粗定位根据上步得到的最大连通域，从图像A3的上，下，左，右四个方向进行扫描得到图 像A4,图像A4包含一组外边缘点。然后对扫描得到的边缘点，利用改进的霍夫变换法即加 邻域模板的霍夫变换法识别出最长的两边。所谓加邻域模板的霍夫变换法包括以下步骤(a)对图像^霍夫变换，得到P - θ坐标系下的霍夫变换域，其中P是极半径，取
值范围
权利要求
1. 一种磨损二维条码图像识别方法，其特征在于包括下述步骤(1)将输入的宽度为W像素、高度为h像素的图像A进行大津阈值分割，将原图像A转 化为二值图像A1,然后对A1做形态学二值开运算，得到图像A2,形态学二值开的结构元素取 边长为h/45像素的正方形结构；(2)最大连通域识别，具体步骤如下(a)新建一个栈，从图像首位像素开始扫描图像A2，如果遇到灰度值为255的像素点则 停止扫描，将该像素点入栈并将灰度值置为0，建立一个新的数据缓冲区，即为一个新的连 通域，将此点记入该连通域；如果没有灰度值为255的点转到步骤(c)；(b)判断栈是否为空，如为空，此次循环识别的连通域识别完毕，转到步骤(a)；不为空 则将栈内首个像素点出栈，以该像素点为中心检查它的8邻域像素点并将像素值等于255 的任意一个8邻域像素点入栈；循环执行本步骤；(c)比较所记录的所有连通域，目标点最多的一个连通域即为最大联通域，将最大联通 域的所有点的像素值设为255，扫描图像A2中其他点都设为0，得到一幅新的图像A3 ；(3)根据上步得到的最大连通域，从图像、的上，下，左，右四个方向进行扫描得到图像 A4，图像A4包含一组外边缘点，然后对扫描得到的边缘点，利用改进的霍夫变换法即加邻域 模板的霍夫变换法识别出最长的两边；所谓加邻域模板的霍夫变换法包括以下步骤(a)对图像A4霍夫变换，得到Ρ-Θ坐标系下的霍夫变换域，其中ρ是极半径，取值范 围
全文摘要
本发明公开了一种磨损二维条码图像识别方法，依次对图像进行大津阈值分割及形态学开预处理，最大连通域识别，码区粗定位，旋转校正码区，采用图像均衡算法进行均衡处理，码区精确定位，校正畸变图像，网格划分，边界修复，信息提取，最终金属上磨损DM码数据识别完成，可以将提取出的信息传递给后续的解码算法以解析出信息。本发明对任意角度旋转倾斜，轻度或中度几何畸变，轻度或中度光照不均，对比度不强，轻度或中度磨损的金属上的DM码都有较高的识别率。
文档编号G06K7/10GK102096795SQ20101056485
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者何卫平, 和延立, 张维, 李文涛, 王伟, 蕾蕾 申请人:西北工业大学