基于圖像的金屬表面直接標(biāo)記條碼的質(zhì)量評(píng)價(jià)和信息增強(qiáng).pdf

1、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵的零件識(shí)別技術(shù)，如何有效標(biāo)記和快速識(shí)別零件信息一直是相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。零件直接標(biāo)刻條碼技術(shù)將二維條碼技術(shù)和零件表面直接加工技術(shù)有機(jī)結(jié)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(hào)，通過(guò)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備即可讀取條碼內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的相關(guān)信息的獲取。激光標(biāo)刻是一種精確度高、運(yùn)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(biāo)記，所以被廣泛應(yīng)用在重要零部件的標(biāo)識(shí)中。金屬零件在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域都

2、占有相當(dāng)大的比重，金屬表面直接標(biāo)記條碼的研究工作具有很大的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。但是金屬本身的紋理性、高反光、易生銹和低對(duì)比度的特點(diǎn)加大了金屬表面直接標(biāo)記條碼識(shí)讀難度，國(guó)外識(shí)讀設(shè)備的領(lǐng)先生產(chǎn)者研發(fā)了一系列條碼識(shí)讀設(shè)備，并具有包括智能相機(jī)和基于PC的視覺(jué)解決方案的硬件產(chǎn)品線的供應(yīng)能力;與此形成鮮明對(duì)比，國(guó)內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)品存在精度低、可靠性差、通用性不足等缺點(diǎn)，市場(chǎng)上的高速高精的條碼識(shí)讀設(shè)備主要依靠進(jìn)口。為了盡快推廣零件識(shí)別技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用，亟

3、需提高金屬表面直接標(biāo)記條碼的識(shí)讀能力。在這一背景下，本文以金屬表面激光直接標(biāo)記DataMatrix條碼圖像為研究對(duì)象開(kāi)展了以下研究:
　　優(yōu)化圖像采集的光照條件以便達(dá)到提高條碼圖像的總體質(zhì)量的目的。設(shè)計(jì)完整的條碼圖像預(yù)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(jié)果后確定迭代法作為圖像預(yù)處理中條碼二值化方法。
　　對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的條碼質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行考量，結(jié)合金屬表面直接標(biāo)

4、記條碼的特征確定以對(duì)比度、印刷增長(zhǎng)率和軸向均勻度為特征屬性建立條碼的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。在該質(zhì)量模型中，使用CRITIC法確定各指標(biāo)的權(quán)重，通過(guò)TOPSIS多指標(biāo)決策法獲得條碼的質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果，建成指定基底材料上直接標(biāo)記條碼的質(zhì)量評(píng)價(jià)庫(kù)。
　　針對(duì)劣質(zhì)條碼進(jìn)行了圖像修復(fù)，對(duì)于金屬條碼中廣泛存在的對(duì)比度低、存在金屬紋理等問(wèn)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(lèi)間方差法(Otsu)與最小距離鄰域閾值貢獻(xiàn)法

5、相結(jié)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(zhì)條碼的二值化處理結(jié)果，條碼識(shí)別率有了顯著提高。
　　完成了金屬表面直接標(biāo)記條碼圖像的重構(gòu)任務(wù)。利用卷積運(yùn)算擴(kuò)大條碼邊界處的變化改善網(wǎng)格劃分結(jié)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(jìn)行初步重構(gòu)，然后結(jié)合DataMatrix條碼的固定結(jié)構(gòu)特征完成條碼的二次重構(gòu)。通過(guò)兩次條碼重構(gòu)效果的對(duì)比證明實(shí)施二次重構(gòu)的必要性;條碼重構(gòu)與條碼二值化結(jié)果對(duì)比則說(shuō)明了