应用上之条码扫描系统-试验结果.PPT

多媒體技術專論報告主題：以影像為基礎之及時條碼掃描系統An Image-Based Real-Time Barcode Reading System 出 處：國立中正大學工學院 電機工程研究所 (2007一月) 研 究 生：林伯諭 指導教授：林惠勇 博士 課堂教師：陳炳彰 博士 報 告 人：M98F0103 盧伯勳 報告日期：11月12日 報告內容 摘要 研究動機 條碼系統與辨識方法 條碼掃描系統硬體架設 條碼掃描系統軟體架設 實驗 結論與展望 摘要 以電腦視覺為基礎的條碼掃描系統 不需輔助光源進行條碼辨識 以一般攝影機或數位相機作影像擷取 以一般個人電腦系統辨識條碼 實現於嵌入式系統掃描條碼 研究動機 1.一般商品以條碼標示，並透過條碼掃描系統迅速取得代表資訊 2.掃描設備與系統價位不低 3.現行條碼掃描系統須以輔助光源取得影像 4.若可用常見且便宜器材取得條碼資訊，條碼系統成本降低且普及 條碼系統與辨識方法 條碼介紹 鍵盤輸入→掃描輸入 條碼組成：黑白平行條狀圖像組成，以寬窄配置、二進位及間隙寬度等排列。 255種以上的條碼，各自有編碼規則 常見一維條碼：39碼、EAN碼、ISBN 、ISSN等，本篇以EAN-13為主要辨識依據 條碼系統與辨識方法-條碼系統元素 1.編碼方式：依據不同需求如EAN或JAN 2.條碼機：用以列印條碼的機器熱感與熱轉式印表機 3.掃描器：以發光二極體射出紅外線掃描條碼，白色部分比黑色部分反射更多光，藉此感光接收器來獲取類比資訊，分為幾類 筆式掃描器(光筆)、CCD掃描器、雷射掃描器 條碼系統與辨識方法-條碼系統元素 4.編碼與解碼： 編碼-可將資料編成條碼 解碼-可由傳入影像訊息分析，依據編碼原則將訊息解讀 5.應用程式介面(API)：負責處理應用程式與條碼的介面，在此指個人電腦與嵌入式系統。 條碼系統與辨識方法-條碼結構 靜空區：條碼兩側之空白區域，用以提示掃描器準備掃描。 起始碼：條碼符號第一字碼，標示條碼的開始，掃描器在確認後便開始處理掃描脈衝。 資料碼：起始碼後之字碼，標示條碼的具體數值，允許雙向掃描 檢查碼：判定此次數據是否有效之字碼，通常為訊算結果。 條碼系統與辨識方法-檢核碼的計算方式 條碼掃描系統硬體架設 條碼掃描系統軟體架設 條碼掃描系統安裝在個人電腦 嵌入式系統條碼辨識環境(Linux QT開發軟體) 樣本 步驟1-找到影像 找尋影像 尋找可能範圍，利用水平與垂直投影變化，找尋變化中程度高的部分，將低的變化排除，留下可能的部分 步驟2-條碼方向 步驟3-Run-length encoding編碼 已得到最佳方向與可能出現範圍 將影像資料轉換為條碼動態長度編碼的編碼方式 EAN-13碼，編碼方式共有95位元，影像得到資訊，需乘以放大倍率後四捨五入，取得正確編碼方式 實驗與分析 應用上之條碼掃描系統-實驗結果 未使用檢核碼-實驗結果 使用檢核碼-實驗結果 結果分析 應用上之條碼系統：條碼找尋時間長短取決於輸入影像清晰度與移動時是否模糊 1.正確區域條碼影像有幾種可能 a.正確影像 b.非正確 c.模糊 2.允許角度誤差範圍，使用FFT方式搜尋 a.正確影像 b.印刷字影像 c.模糊 嵌入式系統之掃描系統實驗因樣本不足，故未提供相關實驗據與分析，但此部分是可以實現的。 結論與展望 成果 1.不需額外輔助光源即可做條碼偵測 2.簡單設備即可建立條碼系統 3.多樣式條碼皆可偵測 改進 1.條件以清晰情形偵測，若影像模糊或失焦則無法正確判別。 2.條碼若扭曲無法辨識。 3.嵌入式條碼辨識系統開發尚未添加影像擷取設備，在便利性上稍嫌不足，希望以後可改進，硬體處理速度也會加速。 4.目前開發僅針對EAN-13設計，期望可增加其他條碼規格。 Thanks for Your Attention 條碼排列方式 EAN-133碼 結構：由粗細不同黑白平行線與OCR-B字體相對應構成，每字碼由7碼元組成，黑色代表1，白色代表0表示，以二進位方式組成 EAN-13碼，由113碼元組成，結構由左至右 EAN-133 區間內的條碼示意圖 檢核碼的計算方式 條碼影像 個人電腦 顯示器 輸入 影像資料 輸出 SONY DFW VL-500 嵌入式系統上的條碼系統 個人電腦上的條碼掃描系統 條碼影像 顯示器 輸入 輸出 嵌入式S3C2410開發版 不同條碼之商品物體與條碼影像 使用檢核碼之系統流程圖 開始 影像 搜尋條碼影像 (變化程序處理) 尋找條碼的方向 (利用FFT處理) 變動長度編碼 尋找條碼影像 (變化程度處理) 編碼與解碼 結果是否正確 輸出結果 YES NO 原始影像 垂直投影變化 水平投影變化 變化程度處理後的影像 條碼影像 條碼可能