CN115272143A - 一种条形码的视觉增强方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种条形码的视觉增强方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种条形码的视觉增强方法、装置、设备及存储介质，其中方法包：S1、通过终端采集条形码图像；S2、对采集的条形码图像做二值化处理；S3、对上述二值化后的条形码，进行逐列垂直扫描，并完成条码重构；S4、输出条码增强后的条形码；装置包括：图像获取模块，图像处理模块，图像重构模块和图像输出模块。本发明解决了条形码磨损导致扫码扫不出的问题，通过对条形码做视觉增强呈现，让磨损后的条形码也能被识别，为条形码的识别提供更好的图像数据，大大提高扫码效率，减少因磨损而扫码不成功导致的包裹件“回流”。

Description

一种条形码的视觉增强方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及一种条形码的视觉增强方法、装置、设备及存储介质，尤其是用于输送机上的运动中包裹的条形码磨损情况下把条码实现修复、重构、增强的方法，属于图像处理技术领域。
背景技术
条形码（Barcode）是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符；常见的一维条形码是由反射率相差很大的黑条（简称“条”）和白条（简称“空”）排成的平行线图案。条形码技术（Bar Code Technology，BCT）是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术；它是为实现对信息的自动扫描而设计的，是实现快速、准确而可靠地采集数据的有效手段。
条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，条形码技术的应用解决了数据录入和数据采集的瓶颈问题，为商品流通、图书管理、物流管理等提供了经济又实用的技术支持。其中，条形码在物流行业的应用是非常广泛的，它就像一条纽带，将包裹的信息从发货端到收件端全程管控。同时近年来随着物流件量极速增长，自动化分拣设备的投放成了行业效率提升的关键举措，但对于自动化分拣的准确度和效率，包裹扫码是关键环节，需要采集高速运动中的包裹上的条形码信息后进行不同流向的分拣。
包裹扫码技术的主要原理为：条形码符号中“条”、“空”对光线具有不同的反射率，从而使条码扫描器接受到强弱不同的反射光信号，相应地产生电位高低不同的电脉冲；而条码符号中“条”、“空”的宽度则决定电位高低不同的电脉冲信号的长短。扫描器接收到的光信号需要经光电转换成电信号并通过放大电路进行放大。由于扫描光点具有一定的尺寸、条码印刷时的边缘模糊性以及一些其他原因，经过电路放大的条码电信号是一种平滑的起伏信号，这种信号被称为“模拟电信号”；“模拟电信号”需经整形变成通常的“数字信号”。然后根据码制所对应的编码规则，译码器便可将“数字信号”识读译成数字、字符信息后在计算机中处理。
当前，关于条形码的识别方法和相关装置，已有较多成熟的技术和专利文献提及，比如CN201110109589.5《条形码图像识别方法》通过相机采集条形码图像，对灰度化后的图像进行中值滤波处理，然后再进行二值化处理，最后条形码定位、条线几何校正和解码；CN201210227196.9《一种条形码识别的方法和装置》在传统的计算黑白条宽度进行解码的方式基础上，将文字识别技术引入条形码的识别；CN107016316A《一种条形码的识别方法和装置》通过获取的条形码图片提取一行像素点，对该行像素点进行解析，以得到对应的第一字符串，当所述第一字符串满足预设的字符规则时，将其确定为条形码的识别结果。
由上可知，现有技术中已经有各种条形码的识别装置，但是这些装置中，对于一维条形码扫描器，如激光型、影像型扫描器，扫描器都是通过从某个角度将光束发射到标签上并接收其反射回来的光线读取条形码信息，然而如果条形码中的“条”有磨损时，则会导致一部分模拟波形不能正常地转换成数字波形，从而无法读取信息，扫码就会失败。
发明内容
本发明的目的为了解决条形码磨损导致扫码扫不出的问题，进而提供一种条形码的视觉增强方法装置、设备及存储介质，让黑色“条”太浅时颜色加深，黑色“条”部分磨损缺失时补齐，即完成条形码的增强、修复或者重构；这将可以有效提高条形码的识别率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种条形码的视觉增强方法，其包括以下步骤：
S1、通过终端采集条形码图像；
S2、对采集的条形码图像做二值化处理；
S3、对上述二值化后的条形码，进行逐列垂直扫描，并完成条码重构；
S4、输出条码增强后的条形码。
进一步的，所述步骤S2中，将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，分别代表黑色和白色。
进一步的，所述步骤S3中，通过逐列扫描取出每一个像素点进行识别，并对每一列的白色像素点和黑色像素点数量进行计数，计算出黑色像素点在该列所占的比例，如果达到阈值，则把这一列视为全黑，即为“条”，否则为“空”。
更进一步的，所步骤S3具体包括：
S301、令w为白色像素点的数量之和，b为黑色像素点的数量之和；以i为列，j为行，Pij为一个像素点，令i=1， j=1；
S302、先取第i列，再取第i列中的第j行的像素Pij；
S303、判断Pij是否为黑色像素点，是，则b+1，否则w+1；
S304、判断j是否为最后一行，若不是，则j+1循环进行S303操作；若是，则结束计数，得出该列黑色像素点、白色像素点的数量；
S305、当j已是最后一行，计算i列黑色像素点所占比例Ci值，即Ci=b/（b+w）*100%；
S306、判断Ci值是否大于阈值，如果大于，该列全为黑，否则该列全为白；
S307、判断i是否为最后一行，若不是，则i+1循环进行S302- S306的操作；若是，则结束，条码重构完成。
进一步的，在步骤S3进行之前，先对二值化后的条形码，进行开操作处理，再找出最大的一块黑色矩形，将最大的黑色矩形旋转到水平。
更进一步的，所述开操作处理的步骤为：
（1）基于步骤S2获得的二值图像做腐蚀操作，以3X3的操作数矩阵：
假设X是二值图像中所有像素欧几里德坐标的集合，K为3X3的操作数矩阵；
Kx表示操作数处理X的结果，x表示起始像素点；
腐蚀操作K对X的所有像素点操作，Kx是X所有像素点的子集；
（2）二值图像上使用膨胀操作，以3X3的操作数矩阵，如果矩阵中的像素点有任意一个点的值是前景色，则设置中心像素点为前景色，否则不变；
（3）在不改变面积的情况下，将条形码的黑色像素向四周扩张后再将白色像素向四周扩张，从而让黑色部分连成一片。
更进一步的，经开操作后的条形码，有黑色矩形，选取最大的一块黑色矩形，将其作为条形码图像的基座，将其旋转到水平，即可得到水平的条形码图像。
第二方面，本发明还提供了一种条形码视觉增强装置，其包括：
图像获取模块，用于获取待增强与识别的条形码图像；
图像处理模块，用于对所述条形码图像进行二值化、开操作和水平旋转处理；
图像重构模块，用于对处理后的图像进行逐列垂直扫描，完成条码重构；
图像输出模块，用于输出增强后的条形码图像。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，其包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现第一方面中所述的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时第一方面中所述的步骤。
本发明的有益效果是：本发明通过对条形码做视觉增强呈现，让磨损后的条形码也能被识别，为条形码的识别提供更好的图像数据，尤其是在物流行业的自动分拣流程里的“扫码”环节，大大提高扫码效率，减少因磨损而扫码不成功导致的包裹件“回流”。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1 为本发明实施例一的方法流程图。
图2为本发明的扫描重构示意图。
图3为条形码的一个实例图。
图4 为本发明实施例二的方法流程图。
图5 为本发明实施实例二的开操作后的条形码。
图6为本发明实施实例二的旋转后的条形码。
图7 为本发明实施实例二的经视觉增强后的条形码。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一：
如图1，本实施例提供了一种条形码的视觉增强方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：通过终端获取到的条形码图像，该图像是水平状态；
本步骤涉及的采集条形码图像的终端可以包括但不限于：具有拍照功能的手机、电脑、普通相机、专用扫描仪等。
步骤2：对输入的条形码图像进行二值化；
输入终端获取到条形码图像后，对图像进行二值化处理，将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果的过程，换言之，二值图像每个像素只有两种取值：要么纯黑，要么纯白。
二值化是基础的图像分割方法，使得图像中数据量大为减少，从而能凸显出目标的轮廓；在本步骤中可以采用现有的任意成熟的二值化方法，不作限制，比如局部自适应阈值二值化、手动指定阈值二值化等。
步骤3：基于上述二值化后的条形码，进行逐列垂直扫描，取出每一个像素点进行识别，并对每一列的白色像素点和黑色像素点数量分别进行计数；以i为列，j为行，Pij为一个像素点，w为白色像素点的数量之和，b为黑色像素点的数量之和。计算机取值方式如图2示意。
步骤4：判断Pij的像素点颜色，如果是黑色，b+1，如果是白色，w+1；以此操作，循环至j为最后一行，得出i列的黑色像素点总数、白色像素点总数。以图2中，第3列为例：
i=3，j=1、2、3…8，b、w的初始值均为0；
（3,1）-黑色-b+1=1；
（3,2）-黑色-b+1=2；
（3,3）-白色-w+1=1；
（3,4）-黑色-b+1=3；
（3,5）-白色-w+1=2；
（3,6）-黑色-b+1=4；
（3,7）-白色-w+1=3；
（3,8）-黑色-b+1=5；
当j=8时，已经是最后一行，结束该列的扫描，并得出第3列的黑色像素点总共5个，白色像素点3个。
步骤5：计算每一列黑色像素点在该列所占的比例(Ci)，Ci=b/(b+w)*100%；如果Ci达到阈值，就可以把第i列视为全黑，即为“条”，否则为“空”；本发明将阈值设为50%。以图2中，第3列为例：
C3=5/(3+5）*100%=62.5%；
62.5%>50%
所以，第3列为全黑。
步骤6：判断i是否为最后一列，如果不是，循环步骤3-5；当i为最后一列，结束扫描重构。
步骤7：输出经过扫描重构后的条形码。重构后的条形码，和原始条形码相比，视觉效果明显增强，“条”“空”更加清晰易识别。
实施例二：
本实施例与实施例一的差别在于：在实际场景应用中，尤其是物流行业，在包裹高速运动的状态下，扫码方向是不确定的，终端获取到的二维码图像如果不是在垂直水平状态，就需要对条形码做水平旋转处理后，再进行扫描重构。
图4是此种情况下本发明的方法流程图，该方法的步骤具体包括：
步骤1、步骤2是条形码图像的采集、输入以及二值化，因具体方法和内容与实施例一相同，在此不再赘述。
步骤3：对所述二值化后的条形码，进行“开操作”。该步骤包括两个具体的步骤，即基于二值化图像的腐蚀操作和膨胀操作，利用像素数据和结构数据，让条形码在不改变面积的情况下，将黑色像素向四周扩张后再将白色像素向四周扩张，从而让黑色部分连成一片。
“开操作”可以采用现有的成熟方法，本发明不作限制。
步骤4：经开操作后的条形码，如图5，有黑色矩形，选取最大的一块黑色矩形，将其作为条形码图像的基座，将其旋转到水平，即可得到水平的条形码图像，如图6。
步骤5：基于所述经二值化、开操作和水平旋转后的条形码，进行逐列垂直扫描重构，具体的方法与实例一步骤3、步骤4、步骤5、步骤6一样，在此不再赘述。
步骤6：输出扫描重构后的条形码。图7为图3重构后的条形码，“条”“空”更加清晰易识别。
实施例三：
本实施例提供了一种条形码视觉增强装置，其包括：
图像获取模块，用于获取待增强与识别的条形码图像；
图像处理模块，用于对所述条形码图像进行二值化、开操作和水平旋转处理；
图像重构模块，用于对处理后的图像进行逐列垂直扫描，完成条码重构；
图像输出模块，用于输出增强后的条形码图像。
实施例四：
一种电子设备，其包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如实施例一或二所述的步骤。
本实施例的处理器可以包括中央处理器或者特定集成电路或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例的存储器可以包括用于数据或指令的大容量存储器。可包括只读存储器，随机存取存储器，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理有形的存储器存储设备等。
处理器通过读取并执行存储器中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种条形码视觉增强方法。
此外，电子设备还可包括通信接口和总线。处理器、存储器、通信接口通过总线连接并完成相互间的通信。
以上所述为本发明较好的实施例，对于水平、非水平状态下的条形码图像，均可实现视觉增强；该方法在具体应用中，也不限于物流行业，对于其他行业存在条形码磨损导致扫不出来问题的情况都是可以应用，该方法实际是为条形码的识别提供了更优质的图像数据。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种条形码的视觉增强方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过终端采集条形码图像；
S2、对采集的条形码图像做二值化处理；
S3、对上述二值化后的条形码，进行逐列垂直扫描，并完成条码重构；
S4、输出条码增强后的条形码。
2.根据权利要求1所述的一种条形码的视觉增强方法，其特征在于，所述步骤S2中，将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，分别代表黑色和白色。
3.根据权利要求1所述的一种条形码的视觉增强方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过逐列扫描取出每一个像素点进行识别，并对每一列的白色像素点和黑色像素点数量进行计数，计算出黑色像素点在该列所占的比例，如果达到阈值，则把这一列视为全黑，即为“条”，否则为“空”。
4.根据权利要求3所述的一种条形码的视觉增强方法，其特征在于，所步骤S3具体包括：
S301、令w为白色像素点的数量之和，b为黑色像素点的数量之和；以i为列，j为行， Pij为一个像素点，令i=1， j=1；
S302、先取第i列，再取第i列中的第j行的像素Pij；
S303、判断Pij是否为黑色像素点，是，则b+1，否则w+1；
S304、判断j是否为最后一行，若不是，则j+1循环进行S303操作；若是，则结束计数，得出该列黑色像素点、白色像素点的数量；
S305、当j已是最后一行，计算i列黑色像素点所占比例Ci值，即Ci=b/（b+w）*100%；
S306、判断Ci值是否大于阈值，如果大于，该列全为黑，否则该列全为白；
S307、判断i是否为最后一行，若不是，则i+1循环进行S302- S306的操作；若是，则结束，条码重构完成。
5.根据权利要求1所述的一种条形码的视觉增强方法，其特征在于，在步骤S3进行之前，先对二值化后的条形码，进行开操作处理，再找出最大的一块黑色矩形，将最大的黑色矩形旋转到水平。
6.根据权利要求5所述的一种条形码的视觉增强方法，其特征在于，所述开操作处理的步骤为：
（1）基于步骤S2获得的二值图像做腐蚀操作，以3X3的操作数矩阵：
假设X是二值图像中所有像素欧几里德坐标的集合，K为3X3的操作数矩阵；
Kx表示操作数处理X的结果，x表示起始像素点；
腐蚀操作K对X的所有像素点操作，Kx是X所有像素点的子集；
（2）二值图像上使用膨胀操作，以3X3的操作数矩阵，如果矩阵中的像素点有任意一个点的值是前景色，则设置中心像素点为前景色，否则不变；
（3）在不改变面积的情况下，将条形码的黑色像素向四周扩张后再将白色像素向四周扩张，从而让黑色部分连成一片。
7.根据权利要求5所述的一种条形码的视觉增强方法，其特征在于，经开操作后的条形码，有黑色矩形，选取最大的一块黑色矩形，将其作为条形码图像的基座，将其旋转到水平，即可得到水平的条形码图像。
8.一种条形码视觉增强装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取待增强与识别的条形码图像；
图像处理模块，用于对所述条形码图像进行二值化、开操作和水平旋转处理；
图像重构模块，用于对处理后的图像进行逐列垂直扫描，完成条码重构；
图像输出模块，用于输出增强后的条形码图像。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的步骤。
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