中國物品編碼中心大連辦事處宮玉彬/文

   目前，對(duì)條碼符號(hào)的識(shí)讀過程是通過條/空對(duì)掃描光線不同反射，得到不同的波形寬度，再進(jìn)行譯碼，其實(shí)質(zhì)是光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。因此，條/空顏色搭配、符號(hào)印制質(zhì)量、掃描環(huán)境對(duì)條碼的準(zhǔn)確識(shí)讀產(chǎn)生一定影響。

   隨著數(shù)字圖像技術(shù)的不斷成熟，高清成像處理技術(shù)在各領(lǐng)域也逐步發(fā)展起來，它具有分析精度高、處理內(nèi)容豐富、可以進(jìn)行復(fù)雜的非線性分析等特點(diǎn)。高清成像處理過程是將條碼的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用軟件進(jìn)行分析，與傳統(tǒng)方法相比具有更大的靈活性和較低的成本，因此，在條碼識(shí)讀及檢測(cè)領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

   高清條碼圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容，如圖1所示，包括圖像采集、變換、增強(qiáng)復(fù)原、分割描述等過程。

圖1 條碼圖像處理過程

    圖像采集

   條碼圖像的清晰度對(duì)于圖像處理至關(guān)重要，圖像質(zhì)量過低，會(huì)影響后續(xù)分析處理。在研究中使用高性能的單反相機(jī)進(jìn)行條碼圖像采集，實(shí)驗(yàn)中抓取的圖像，如圖2所示。

圖2   原始高清圖像

    圖像變換

   由于高清圖像陣列很大，直接在空間域中進(jìn)行處理，涉及大量計(jì)算。因此，往往采用各種圖像變換的方法，如灰度化、傅立葉變換、離散余弦變換等間接處理技術(shù)，將空間域轉(zhuǎn)換為變換域進(jìn)行分析，可減少計(jì)算量。圖3為利用加權(quán)平均值法進(jìn)行灰度處理后的圖像，去掉顏色信息，降低存儲(chǔ)空間，提高運(yùn)算效率。

圖3   灰度圖

    圖像增強(qiáng)和復(fù)原

   圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高條碼圖像的質(zhì)量，比如可去除圖像采集中電子噪聲影響，提高圖像的清晰度。強(qiáng)化圖像高頻分量，突出條碼圖像條的部分，使圖像中物體輪廓清晰，細(xì)節(jié)明顯；強(qiáng)化低頻分量，可減少圖像噪聲的干擾。為達(dá)到分析處理目的，在研究過程中，人為添加了高斯、椒鹽噪聲，經(jīng)過中值濾波處理?xiàng)l碼圖像得到較好的復(fù)原，結(jié)果如圖4、5所示。

圖4   受噪聲污染的圖像

圖5   中值濾波降噪圖像

    圖像分割

   圖像分割是高清圖像處理中的關(guān)鍵，其目的是將條碼圖像中特征部分提取出來，包括條空邊緣、長(zhǎng)度、區(qū)域等，這是對(duì)條碼圖像進(jìn)一步識(shí)別、分析的基礎(chǔ)。雖然目前已經(jīng)有很多圖像分割方法，但還沒有一種普遍適用。處理過程中分別利用邊緣檢測(cè)方法和閾值分割方法對(duì)降噪后的圖像進(jìn)行處理，結(jié)果如圖6所示，Roberts算子銳化效果過度，條碼特征丟失較嚴(yán)重；最大類間方差法處理后條碼圖像得到較好分割，但圖像質(zhì)量也有損失，分割算法還需要進(jìn)一步優(yōu)化。

圖6   Roberts 算子、最大類間方差法處理

    圖像描述

    經(jīng)過條碼圖像分割,得到若干條空區(qū)域和邊界，圖像描述需要把條空區(qū)域及邊界等重要特征從背景中分離出來。通過均衡化處理，直方圖與之前相比，灰度范圍更大，分散得更均勻，灰度圖像的亮度明顯增強(qiáng)，對(duì)比度有所提高，如圖7所示。條碼呈現(xiàn)較好雙峰特征，接下來，可利用條碼的幾何特性來描述區(qū)域特征。

圖7   均衡化直方圖

   條碼圖像處理是條碼圖像識(shí)別、檢測(cè)的基礎(chǔ)，圖像處理過程繁瑣和復(fù)雜，涉及到多個(gè)階段、多種算法。因此，要取得一種有效處理方法，必須針對(duì)圖像的階段性特征以及大量計(jì)算和實(shí)驗(yàn)來論證，相信隨著研究的深入，能夠獲得比較合理、有效的處理方法。（《條碼與信息系統(tǒng)》2015第二期  http://www.aidchina.com.cn）