基于圖像的金屬表面直接標記條碼的質量評價和信息增強.pdf

1、自動識別技術是一項關鍵的零件識別技術，如何有效標記和快速識別零件信息一直是相關領域內研究的熱點問題。零件直接標刻條碼技術將二維條碼技術和零件表面直接加工技術有機結合，選用某種加工手段在零件表面形成永久性的乃至與零件同壽命的條碼符號，通過自動識別設備即可讀取條碼內容實現(xiàn)對零件的相關信息的獲取。激光標刻是一種精確度高、運行穩(wěn)定并且速度快的方式，可以形成清晰的、永久性的條碼標記，所以被廣泛應用在重要零部件的標識中。金屬零件在制造業(yè)的各個領域都

2、占有相當大的比重，金屬表面直接標記條碼的研究工作具有很大的應用前景和實用價值。但是金屬本身的紋理性、高反光、易生銹和低對比度的特點加大了金屬表面直接標記條碼識讀難度，國外識讀設備的領先生產者研發(fā)了一系列條碼識讀設備，并具有包括智能相機和基于PC的視覺解決方案的硬件產品線的供應能力;與此形成鮮明對比，國內的相關產品存在精度低、可靠性差、通用性不足等缺點，市場上的高速高精的條碼識讀設備主要依靠進口。為了盡快推廣零件識別技術在制造業(yè)的應用，亟

3、需提高金屬表面直接標記條碼的識讀能力。在這一背景下，本文以金屬表面激光直接標記DataMatrix條碼圖像為研究對象開展了以下研究:
　　優(yōu)化圖像采集的光照條件以便達到提高條碼圖像的總體質量的目的。設計完整的條碼圖像預處理方案，包括圖像去噪處理，條碼定位和條碼圖像的二值化處理。在比較了幾種常用的圖像二值化方法的處理結果后確定迭代法作為圖像預處理中條碼二值化方法。
　　對相關標準中涉及的條碼質量指標進行考量，結合金屬表面直接標

4、記條碼的特征確定以對比度、印刷增長率和軸向均勻度為特征屬性建立條碼的綜合質量評價模型。在該質量模型中，使用CRITIC法確定各指標的權重，通過TOPSIS多指標決策法獲得條碼的質量等級評價結果，建成指定基底材料上直接標記條碼的質量評價庫。
　　針對劣質條碼進行了圖像修復，對于金屬條碼中廣泛存在的對比度低、存在金屬紋理等問題，綜合考慮條碼的全局灰度范圍、邊界灰度信息與局部灰度變化，將最大類間方差法(Otsu)與最小距離鄰域閾值貢獻法

5、相結合完成條碼的二值化處理。與傳統(tǒng)二值化方法相比，文中提出的方法有效改善了劣質條碼的二值化處理結果，條碼識別率有了顯著提高。
　　完成了金屬表面直接標記條碼圖像的重構任務。利用卷積運算擴大條碼邊界處的變化改善網格劃分結果，考察條碼各子區(qū)域同剩余子區(qū)域間的灰度差異信息進行初步重構，然后結合DataMatrix條碼的固定結構特征完成條碼的二次重構。通過兩次條碼重構效果的對比證明實施二次重構的必要性;條碼重構與條碼二值化結果對比則說明了