基于扫描枪的DPM二维条码识别算法研究

摘要

直接零件标记（Direct Part Marking，简称DPM）二维条码是利用直接零件标记技术在金属零件表面生成的一种二维条码。如今DPM二维条码已广泛用于零件的产品溯源、跟踪管理等环节。
　　本文首先研究了DPM二维条码的结构特点。结合扫描枪内存容量有限、运行速度慢的特点，本文提出了一种基于扫描枪的DPM二维条码的识别算法。该算法包括DPM二维条码图像的增强、阈值化、DPM二维条码定位、畸变校正和译码。主要研究内容如下:
　　1、在DPM二维条码图像增强方法上，本文提出了一种改进的空域同态滤波算法，以克服传统基于频域的图像增强算法占用内存大的，而扫描枪内存有限的问题。实验表明，该算法能有效除去DPM二维条码图像中高光和光照不均的现象。
　　2、在DPM二维条码图像阈值化方法上，为了避免条码图像的误分割，本文提出一种基于一维OTSU算法的全局阈值法与Bradly算法的局部阈值法相结合的方法，来提高阈值化的准确度。
　　3、在DPM二维条码定位方法上，为了避免使用Hough算法、凸包算法等算法带来的占用内存大等问题，本文提出了基于梯度投影的初定位方法，并采用了基于扫描线的定位算法实现条码的精确定位。实验表明，该算法能准确定位出DPM二维条码区域。
　　最后将DPM二维条码识别算法进行交叉编译，将生成的ELF文件写入二维条码扫描枪，实现了扫描枪对DPM二维条码的识别。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状

1．3 研究目标及主要内容

1．4 论文的组织与安排

第2章 Data Matrix二维条码介绍

2．1 Data Matrix二维条码概述

2．2 Data Matrix二维条码基本特征

2．3 编码规则

2．3．1 ECC000-140编码规则

2．3．2 ECC200编码规则

2．4 纠错控制

2．5 符号构建

2．6 本章小结

第3章 DPM二维条码预处理和初定位

3．1 光照不均图像增强技术

3．1．1 直方图均衡化

3．1．2 基于Retinex理论的增强算法

3．1．3 梯度域的增强算法

3．1．4 同态滤波算法

3．2 基于空域同态滤波的图像增强算法

3．3 二维条码初定位算法

3．4 基于梯度投影的初定位算法

3．5 本章小结

第4章 DPM二维条码阈值化与精定位

4．1 图像阈值化

4．1．1 双峰阈值化算法

4．1．2 迭代阈值化算法

4．1．3 OTSU阈值化算法

4．1．4 二维OTSU算法

4．1．5 最大熵法阈值化

4．1．6 Bersen算法

4．1．7 一种改进的OTSU算法

4．2 DPM二维条码精定位

4．2．1 形态学变换

4．2．2 Data Matrix二维条码精定位

4．2．3 基于扫描线算法的条码定位

4．3 二维条码畸变校正

4．4 解码

4．5 本章小结

第5章 基于扫描枪系统的设计与实现

5．1 扫描枪系统概述

5．1．1 插件

5．1．2 插件信息

5．1．3 插件链

5．1．4 扫描枪参数

5．2 插件开发

5．3 插件运行流程

5．4 扫描枪系统实现

5．4．1 Decode插件实现

5．4．2 Format插件实现

5．4．3 编译

5．5 系统测试

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果