CN104217189A - 一种用于试纸条的条形码的自学习识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于试纸条的条形码的自学习识别方法，包括以下步骤：A）根据编译信息数据的需要，按照条形码编码规则，编制条形码并打印试纸条上；B）将试纸条固定于底座上，驱动电机驱动激光发射模块走动扫描条形码，条形码反射激光，由光电二极管接收反射光强，检测到光强值数据则可以得到条形码扫描曲线f(x)；C）对所述条形码扫描曲线f(x)进行算法处理，识别出条形码包含的信息；D）纠错：当条形码粘贴不正或者扫描激光走动路线有偏差时，会出现有坡度的扫描曲线，按照上述判定算法会出现判定错误的情况，此时再根据分段判定方法进行纠错，即将曲线分成多段，分段取均值，进行高低值判定，修正基线不正的错误。
Description
技术领域
本发明涉及计算机自动识别条形码的技术领域，特别是一种用于试纸条的条形码的自学习识别方法。
背景技术
条形码是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以代表一定的字母、数字等信息，在进行识别的时候，使用条形码阅读机进行扫描，得到一组反射光信号，此信号经光电转换后变成一组与线条、空白相对应的电子讯号，经解码后还原为相应的文数字，再传入电脑。现今，条形码辨识技术已相当成熟，其读取的错误率约为百万分之一，首读率大于98%，是一种可靠性高、输入快速、准确性高、成本低、应用面广的资料自动收集技术。
世界上约有225种以上的一维条形码，每种一维条形码都有自己的一套编码规格，规定每个字母（可能是文字或数字或文数字）是由几个线条及几个空白，以及字母的排列组成。一般较流行的一维条形码有39码、EAN码、UPC码、128码，以及专门用于书刊管理的ISBN、ISSN等。
一般条形码系统主要由条形码编码方式、条形码机、条形码扫描器、解码器、应用程式介面（API）等元素构成，且不同的码制有各自不同的应用领域，目前国内企业内部自定义的码制主要有39码和128码，它们的编码信息可以是数字，也可以包含字母，主要应用于工业生产线领域、图书馆管理等。
Code 39条形码是1975年推出的一种条形码，它可表示数字、英文字母等44个字符。39码编码元素：每一字符由5个条（2个宽条和3个窄条）和4个空（1个宽空和3个窄空）共9个元素组成，字符之间有位空；宽元素的二进制逻辑值为“1”，窄元素的逻辑值为“0”；三九码共有44中编码方式；39码的尺寸：窄元素的宽度X最小值是0.19mm；宽、窄元素的比值N应在2.0～3.0之间，若X<0.508 mm，N必须大于2.2。标准39码的条形码包含起始符号（START）、校验符、结束符（STOP）等，占用空间较多。39码编码方式的主要缺点有两点，不适合用于试纸条上的条形码特征：1、编码冗余量大，数据量小。2、有起始符号、结束符号，占用空间较大。
在试纸条上喷涂条形码的主要特点是尺寸较小、包含信息量有限。试纸条上条形码的尺寸大约总长度为10mm，一般条形码只包含检查项目和生产批次两个信息，因此这种条形码不需要太过于复杂的编码规则，只要满足信息总量要求即可。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开一种用于试纸条的条形码的自学习识别方法，包括以下步骤：A）根据编译信息数据的需要，按照条形码编码规则，编制条形码并打印试纸条上；B）将试纸条固定于底座上，驱动电机驱动激光发射模块走动扫描条形码，条形码反射激光，由光电二极管接收反射光强，检测到光强值数据则可以得到条形码扫描曲线f(x)；C）对所述条形码扫描曲线f(x)进行算法处理，识别出条形码包含的信息；D）纠错：当条形码粘贴不正或者扫描激光走动路线有偏差时，会出现有坡度的扫描曲线，按照上述判定算法会出现判定错误的情况，此时再根据分段判定方法进行纠错，即将曲线分成多段，分段取均值，进行高低值判定，修正基线不正的错误。
优选地，所述步骤A）中的条形码编码规则包括：编码单元只有粗细2种宽度，黑白两种颜色；粗条宽度是细条宽度的3倍，宽度只有两种规格；编码方式是黑白相间；条形码的总单元数设计为15个单元，且总单元数是奇数单元，黑条开始，黑条结束，其中5个为宽单元，并且规定宽条单元数量为3个、宽空单元数量为2个。
优选地，所述步骤C）中的算法处理包括：步骤a，计算条形码窄条单元的宽度A，如果条形码宽度变化，则每次都要进行步骤a，否则，步骤a只运行1次即可；步骤b，采用小波滤波硬阈值去噪方法，将条形码扫描曲线f(x)转换为曲线f’(x)；步骤c，根据公式 求取曲线的均值，得到中值线的值；步骤d，根据公式，将扫描点进行比较，将波形修整成规矩的脉冲波{LLLL….HHHH…LL….H…L….}；步骤e，根据步骤a识别到的窄条单元的宽度A作为判断依据，每A个H记为一个1，每A个L记为一个0，则修整后的脉冲波{LLL….HHHH…LL…H…L…}得到01序列F{000011100011101010101110001010000}；步骤f，识别起始位置，因为条形码一定是从黑条开始，黑条结束，因此扫描去除01序列中起始的0和结束的0得到序列F’{1110001110101010111000101}；步骤g，判断宽窄条，取得条形码编码信息，因为宽条为窄条的3倍，因此，序列F’中每三个1为一个宽条记为一个1，每三个0为一个宽空记为一个1，每一个1为一个窄条记为一个0，每一个0为一个窄空记为一个0，可以得到最终十五位的编码结果R{111000000011000}；步骤h，校验编码规则，对结果R进行逐位加和，如果加和结果等于5，则说明条形码采用有效地编码规则，得到正确的识别，如果加和结果不等于5，则说明条形码为无效条形码，或者条形码未被正确识别。
优选地，所述步骤a包括：扫描全窄条的标准条，得到扫描曲线s(x)；对光电二极管的光强值采用小波滤波硬阈值去噪方法，可以很好的保留边缘等局部特征，得到曲线s’(x)；根据公式求取曲线均值，得到中值线的值；根据公式将扫描点进行比较，将波形修整成规则的脉冲波{HHHH…LL….H…L….}；识别窄条宽度，对脉冲序列{HHHH…LL….H…L….}进行计数，得到连续H的个数和连续L的个数均值A作为窄条宽度。
本发明的有益效果是：所述识别方法是一种适用于小尺寸、大数据容量的试纸条上条形码的识别方法，且通过本发明所述的编码方式，并通过本发明所述的条形码扫描器进行扫描，读取扫描曲线，再通过算法能够正确实现解码，且针对试纸条尺寸小的特点，本发明所述的编码规则和识别方法能够满足试纸条检查项目和批次信息编码要求，简单便捷，识别准确率高。
附图说明
图1是本发明所述用于试纸条的条形码的自学习识别方法的条形码扫描曲线f(x)；
图2是本发明所述用于试纸条的条形码的自学习识别方法的条形码扫描曲线s(x)；
图3是本发明所述用于试纸条的条形码的自学习识别方法的条形码的全窄条的标准条脉冲波；
图4是本发明所述用于试纸条的条形码的自学习识别方法的条形码的修整后的脉冲波；
图5是本发明所述用于试纸条的条形码的自学习识别方法的条形码的有坡度的扫描曲线；
图6是本发明所述用于试纸条的条形码的自学习识别方法的条形码的纠错分段校准后的脉冲波。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明公开一种用于试纸条的条形码的自学习识别方法，包括以下步骤：A）根据编译信息数据的需要，按照条形码编码规则，编制条形码并打印粘贴于试纸条上；B）将试纸条固定于底座上，驱动电机驱动激光发射模块走动扫描条形码，条形码反射激光，由光电二极管接收反射光强，检测到光强值数据则可以得到条形码扫描曲线f(x)；C）对所述条形码扫描曲线f(x)进行算法处理，识别出条形码包含的信息；D）纠错：当条形码粘贴不正或者扫描激光走动路线有偏差时，会出现有坡度的扫描曲线，按照上述判定算法会出现判定错误的情况，此时再根据分段判定方法进行纠错，即将曲线分成多段，分段取均值，进行高低值判定，修正基线不正的错误。
优选地，所述步骤A）中的条形码编码规则包括：编码单元只有粗细2种宽度，黑白两种颜色；粗条宽度是细条宽度的3倍，宽度只有两种规格；编码方式是黑白相间；条形码的总单元数设计为15个单元，且总单元数是奇数单元，黑条开始，黑条结束，其中5个为宽单元，并且规定宽条单元数量为3个、宽空单元数量为2个。
优选地，所述步骤C）中的算法处理包括：步骤a，计算条形码窄条单元的宽度A，如果条形码宽度变化，则每次都要进行步骤a，否则，步骤a只运行1次即可；步骤b，采用小波滤波硬阈值去噪方法，将条形码扫描曲线f(x)转换为曲线f’(x)；步骤c，根据公式求取曲线的均值，得到中值线的值；步骤d，根据公式，将扫描点进行比较，将波形修整成规矩的脉冲波{LLLL….HHHH…LL….H…L….}；步骤e，根据步骤a识别到的窄条单元的宽度A作为判断依据，每A个H记为一个1，每A个L记为一个0，则修整后的脉冲波{LLL….HHHH…LL…H…L…}得到01序列F{000011100011101010101110001010000}；步骤f，识别起始位置，因为条形码一定是从黑条开始，黑条结束，因此扫描去除01序列中起始的0和结束的0得到序列F’{1110001110101010111000101}；步骤g，判断宽窄条，取得条形码编码信息，因为宽条为窄条的3倍，因此，序列F’中每三个1为一个宽条记为一个1，每三个0为一个宽空记为一个1，每一个1为一个窄条记为一个0，每一个0为一个窄空记为一个0，可以得到最终十五位的编码结果R{111000000011000}；步骤h，校验编码规则，对结果R进行逐位加和，如果加和结果等于5，则说明条形码采用有效地编码规则，得到正确的识别，如果加和结果不等于5，则说明条形码为无效条形码，或者条形码未被正确识别。
优选地，所述步骤a包括：扫描全窄条的标准条，得到扫描曲线s(x)；对光电二极管的光强值采用小波滤波硬阈值去噪方法，可以很好的保留边缘等局部特征，得到曲线s’(x)；根据公式求取曲线均值，得到中值线的值；根据公式将扫描点进行比较，将波形修整成规则的脉冲波{HHHH…LL….H…L….}；识别窄条宽度，对脉冲序列{HHHH…LL….H…L….}进行计数，得到连续H的个数和连续L的个数均值A作为窄条宽度。
下面具体讲述本发明所述用于试纸条的条形码的自学习识别方法。
实施例1
A）首先，根据编译信息数据的需要，按照条形码编码规则，编制条形码并打印试纸条上；本发明针对试纸条尺寸小的特点，设计了一种满足试纸条检查项目和批次信息编码要求的条形码编码规则，条形码编码规则包括：编码单元只有粗细2种宽度，黑白两种颜色；粗条宽度是细条宽度的3倍，宽度只有两种规格；编码方式是黑白相间；条形码的总单元数设计为15个单元，且总单元数是奇数单元，黑条开始，黑条结束，其中5个为宽单元，并且规定宽条单元数量为3个、宽空单元数量为2个，则编码方式可以有1176种可能，计算公式为：按照这种编码方式，总的长度为5×3＋10＝25个位宽。如果试纸条上的条码总长度为10mm，则每个窄条或窄空的宽度为 10÷25 = 0.40 mm，而1176种编码方式如果可以分解为11个项目，每个项目则有100个批次。条形码打印清楚后，此编码方式完全可以满足试纸条生产的实际需要。
B）将试纸条固定于底座上，驱动电机驱动激光发射模块走动扫描条形码，条形码反射激光，由光电二极管接收反射光强，检测到光强值数据则可以得到条形码扫描曲线f(x)，如图1所示；
C）对所述条形码扫描曲线f(x)进行算法处理，识别出条形码包含的信息；算法处理包括：步骤a，计算条形码窄条单元的宽度A，如果条形码宽度变化，则每次都要进行步骤1，否则，步骤1只运行1次即可，所述步骤a包括：扫描全窄条的标准条，得到扫描曲线s(x)，如图2所示；对光电二极管的光强值采用小波滤波硬阈值去噪方法，可以很好的保留边缘等局部特征，得到曲线s’(x)；根据公式求取曲线均值，得到中值线的值；根据公式将扫描点进行比较，将波形修整成规则的脉冲波{HHHH…LL….H…L….}，如图3所示；识别窄条宽度，对脉冲序列{HHHH…LL….H…L….}进行计数，得到连续H的个数和连续L的个数均值A作为窄条宽度；步骤b，采用小波滤波硬阈值去噪方法，将条形码扫描曲线f(x)转换为曲线f’(x)；步骤c，根据公式求取曲线的均值，得到中值线的值；步骤d，根据公式，将扫描点进行比较，将波形修整成规矩的脉冲波{LLLL….HHHH…LL….H…L….}，如图4所示；步骤e，根据步骤a识别到的窄条单元的宽度A作为判断依据，每A个H记为一个1，每A个L记为一个0，则修整后的脉冲波{LLL….HHHH…LL…H…L…}得到01序列F{000011100011101010101110001010000}；步骤f，识别起始位置，因为条形码一定是从黑条开始，黑条结束，因此扫描去除01序列中起始的0和结束的0得到序列F’{1110001110101010111000101}；步骤g，判断宽窄条，取得条形码编码信息，因为宽条为窄条的3倍，因此，序列F’中每三个1为一个宽条记为一个1，每三个0为一个宽空记为一个1，每一个1为一个窄条记为一个0，每一个0为一个窄空记为一个0，可以得到最终十五位的编码结果R{111000000011000}；步骤h，校验编码规则，对结果R进行逐位加和，如果加和结果等于5，则说明条形码采用有效地编码规则，得到正确的识别，如果加和结果不等于5，则说明条形码为无效条形码，或者条形码未被正确识别。
D）纠错：当条形码粘贴不正或者扫描激光走动路线有偏差时，会出现有坡度的扫描曲线，如图5所示，按照上述判定算法会出现判定错误的情况，此时再根据分段判定方法进行纠错，即将曲线分成多段，分段取均值，进行高低值判定，修正基线不正的错误。具体算法为，在步骤c和步骤d中，取n为大小合适的值，分段求均值，判定H或L，得到修整后脉冲波，如图6所示。
分段不能太小或者太长，如果太小，小于宽条的宽度，则判定不出高低值；如果太大，则不能修正基线坡度造成的影响，会误判。此处，将350个点分成5个段，基本合适。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (4)
1.一种用于试纸条的条形码的自学习识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
A）根据编译信息数据的需要，按照条形码编码规则，编制条形码并打印粘贴于试纸条上；
B）将试纸条固定于底座上，驱动电机驱动激光发射模块走动扫描条形码，条形码反射激光，由光电二极管接收反射光强，检测到光强值数据则可以得到条形码扫描曲线f(x)；
C）对所述条形码扫描曲线f(x)进行算法处理，识别出条形码包含的信息；
D）纠错：当条形码粘贴不正或者扫描激光走动路线有偏差时，会出现有坡度的扫描曲线，按照上述判定算法会出现判定错误的情况，此时再根据分段判定方法进行纠错，即将曲线分成多段，分段取均值，进行高低值判定，修正基线不正的错误。
2.根据权利要求1所述的用于试纸条的条形码的自学习识别方法，其特征在于：所述步骤A）中的条形码编码规则包括：编码单元只有粗细2种宽度，黑白两种颜色；粗条宽度是细条宽度的3倍，宽度只有两种规格；编码方式是黑白相间；条形码的总单元数设计为15个单元，且总单元数是奇数单元，黑条开始，黑条结束，其中5个为宽单元，并且规定宽条单元数量为3个、宽空单元数量为2个。
3.根据权利要求1所述的用于试纸条的条形码的自学习识别方法，其特征在于：所述步骤C）中的算法处理包括：
步骤a，通过自学习的方法计算条形码窄条单元的宽度A，如果条形码宽度变化，则每次都要进行步骤a，否则，步骤a只运行1次即可；
步骤b，采用小波滤波硬阈值去噪方法，将条形码扫描曲线f(x)转换为曲线f’(x)；
步骤c，根据公式 求取曲线的均值，得到中值线的值；
步骤d，根据公式，将扫描点进行比较，将波形修整成规矩的脉冲波{LLLL….HHHH…LL….H…L….}；
步骤e，根据步骤a识别到的窄条单元的宽度A作为判断依据，每A个H记为一个1，每A个L记为一个0，则修整后的脉冲波{LLL….HHHH…LL…H…L…}得到01序列F{000011100011101010101110001010000}；
步骤f，识别起始位置，因为条形码一定是从黑条开始，黑条结束，因此扫描去除01序列中起始的0和结束的0得到序列F’{1110001110101010111000101}；
步骤g，判断宽窄条，取得条形码编码信息，因为宽条为窄条的3倍，因此，序列F’中每三个1为一个宽条记为一个1，每三个0为一个宽空记为一个1，每一个1为一个窄条记为一个0，每一个0为一个窄空记为一个0，可以得到最终十五位的编码结果R{111000000011000}；
步骤h，校验编码规则，对结果R进行逐位加和，如果加和结果等于5，则说明条形码采用有效地编码规则，得到正确的识别，如果加和结果不等于5，则说明条形码为无效条形码，或者条形码未被正确识别。
4.根据权利要求3所述的用于试纸条的条形码的自学习识别方法，其特征在于：所述步骤a包括：扫描全窄条的标准条，得到扫描曲线s(x)；对光电二极管的光强值采用小波滤波硬阈值去噪方法，可以很好的保留边缘等局部特征，得到曲线s’(x)；根据公式求取曲线均值，得到中值线的值；根据公式将扫描点进行比较，将波形修整成规则的脉冲波{HHHH…LL….H…L….}；识别窄条宽度，对脉冲序列{HHHH…LL….H…L….}进行计数，得到连续H的个数和连续L的个数均值A作为窄条宽度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |