摘要：以meteor ii standard圖像采集卡為基礎(chǔ)，以識別金屬零件上的data matrix二維碼為目的，對攝像頭采集的圖像進行處理。實現(xiàn)了該方法在工業(yè)流水線睥實時識別應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞：二維碼 data matrix 圖像處理 實時識別

    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。其次由于它超強的糾錯能力，即使大面積受損也能被準確識別。目前二維碼應(yīng)用于工業(yè)自動化、物流、郵政、醫(yī)療、商業(yè)、金融、交通運輸、身份識別、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)域也相當有限。但是可以預(yù)見，二維碼以其獨特的優(yōu)勢必將像條形碼一樣在我國的各個領(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)庫對氣動打印在金屬零件上的data matrix二維碼進行了實時捕捉識別，并對采集來的data matrix圖像進行具體的圖像處理，命名其達到被識別的要求。最后，通過實驗討論提高識別率的方法。

    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最大特點就是“小”，能在25mm2面積上編碼30個數(shù)字，因此被廣泛用于標示集成電路、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符號看起來像一個由深淺兩種顏色組成的國際象棋棋盤，每一個相同大小的黑色或白色方格稱為一個數(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，編碼時加入了糾錯碼，使data matrix的糾錯性能比較強。以一個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位糾錯碼，可糾錯2位碼字，糾錯率為2/8=25%。

    2 用mil識別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，然后實時地傳輸給主機內(nèi)存。mil函數(shù)開發(fā)包是一個獨立于硬件的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)字化方式存儲在圖像緩沖區(qū)中；對圖像進行增強處理，提高圖像的識別準確率。實驗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，由于碼符號邊沿亮度過亮影響圖像分割問題；然后對圖像進行直方圖均衡化，擴大對比度的動態(tài)范圍，解決由于光照或攝像頭的原因，造成采集的圖像偏暗，對比度不夠顯著，引起圖像中明暗模糊不清的問題。

    由于采集后的圖像有很多無用背景，data matrix符號所在區(qū)域只占整個圖像很上的比重。采用遮罩的方法，用一個固定位置的子緩沖區(qū)限制圖像處理區(qū)域，忽略區(qū)域外的圖像，實現(xiàn)data matrix的符號提取。最后用mil函數(shù)直接譯碼，并將譯碼結(jié)果放在指定的字符串中，用顯示語句在屏幕上打印結(jié)果。

    2.2 data matrix符號的膨賬

    金屬零件上