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Data Matrix二维条码预处理方法研究

作　者: 张一凡
导　师: 王煜；张松岭
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: Data Matrix二维条码图像预处理感兴趣区域图像形态学
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科技的发展,条码技术已经成为最经济、最灵活的信息载体,其在当今信息自动化领域发挥着至关重要的作用。而在半导体行业中,精细化管理也得到进一步的推广,每一个料条都需要被实时记录和跟踪,二维条码作为记录信息的有效载体,得到了广泛的应用,因此对二维条码的检测起着重要的作用。由于半导体各工序的影响,二维条码会出现污染、磨损等影响,同时在采集二维条码信息过程中出现的噪声、模糊进一步导致了条码识别的难度和精度。因此,本文将针对一款广泛用于半导体行业中的矩阵式二维条码Data Matrix,设计出一种图像预处理算法,从而达到改善图像质量,提高条码识别率的目的。本文结合工业生产的需求,分析了Data Matrix二维条码的特性、符号特性及编码结构,并对传统二维条码图像的预处理方法进行验证,从而对Data Matrix图像的改进型预处理算法进行了设计,使该算法表现出较强的应用性和可靠性。其中根据实际工业生产情况,提出了先从原始图像中初步获取目标感兴趣区域,然后再经过降噪和放大的处理,最后将数学中的形态学知识应用到图像增强处理中,对所获取的图像进行白高帽和膨胀变换等操作,降低背景杂质和噪声的干扰,提高图像的质量,同时通过实验验证了算法的可行性。此外,还完成了二维条码读取系统的软、硬件设计和关键模组的选型,并在实际生产中对改进型预处理算法的可靠性进行了测试。本文的价值在于将传统的理论与实际工业生产相结合,研究出一种满足半导体行业生产特性的Data Matrix二维条码有效读取的解决方案,该方案既满足了实际工业生产的需求,同时又可以节约成本,提高生产效率,有实际推广价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题背景及意义  9-11
  1.2 二维条码技术简介  11-14
    1.2.1 国内外二维条码发展状况  11-12
    1.2.2 二维条码的特点  12-14
  1.3 课题的来源  14-15
  1.4 论文各章节概述  15-17
第2章 Data Matrix二维条码  17-25
  2.1 Data Matrix的特性  17-19
  2.2 Data Matrix的符号结构  19-21
    2.2.1 数据区  20
    2.2.2 定位图形  20-21
    2.2.3 空白区  21
    2.2.4 符号尺寸和容量  21
  2.3 Data Matrix的编码结构  21-23
  2.4 总体方案分析  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 Data Matrix二维条码预处理传统算法研究  25-38
  3.1 引言  25
  3.2 条码图像噪声分析  25-30
    3.2.1 噪声的分类  26-27
    3.2.2 噪声的来源  27-28
    3.2.3 噪声的处理  28-30
  3.3 传统预处理算法研究  30-34
    3.3.1 灰度拉伸  31
    3.3.2 滤波去噪  31-32
    3.3.3 阈值分割  32
    3.3.4 初步定位  32-33
    3.3.5 精确定位  33-34
  3.4 实验结果  34-37
    3.4.1 条码图像噪声分析  34-36
    3.4.2 传统二维条码预处理算法  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章改进型DM二维条码图像预处理算法研究  38-53
  4.1 引言  38-39
  4.2 基于模板匹配的目标感兴趣区域定位处理  39-43
    4.2.1 基本算法  40-41
    4.2.2 改进算法  41-43
  4.3 基于双线性插值的图像放大处理  43-44
  4.4 基于灰度形态学的图像增强处理  44-46
    4.4.1 高帽变换  45-46
    4.4.2 膨胀变换  46
  4.5 实验结果  46-52
    4.5.1 改进型预处理算法的仿真  46-51
    4.5.2 改进型预处理算法的验证  51-52
  4.6 本章小结  52-53
第5章 Data Matrix二维条码读取系统的搭建  53-64
  5.1 总体介绍  53-54
  5.2 硬件平台  54-60
    5.2.1 流道传输部分  54-56
    5.2.2 视觉检测部分  56-60
  5.3 软件平台  60-61
  5.4 安全保护模块  61
    5.4.1 硬件传感器监视  61
    5.4.2 软件限时保护  61
  5.5 实际运行结果  61-63
  5.6 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-70
致谢  70

Data Matrix二维条码预处理方法研究

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