halcon例程学习笔记（11） 一维码、二维码识别

1、一维条码

一维条码：由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。 

一维条码的码制：  EAN码、39码、交叉25码、UPC码、128码、93码，ISBN码，及Codabar（库德巴码）等。 
  
EAN 码：是国际通用的符号体系，是一种长度固定、无含意的条码，所表达的信息全部为数字，主要应用于商品标识 
39码和128码：为目前国内企业内部自定义码制，可以根据需要确定条码的长度和信息，它编码的信息可以是数字，也可以包含字母，主要应用于工业生产线领域、图书管理等 
93码：是一种类似于39码的条码，它的密度较高，能够替代39码 
25码：主要应用于包装、运输以及国际航空系统的机票顺序编号等 
Codabar码：应用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理 
ISBN：用于图书管理 

组成： 

一个完整的条码的组成次序依次为：静区（前）、起始符、数据符、（中间分割符，主要用于EAN码）、(校验符）、终止符、静区（后）， 
如图： 

静区，指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域，它能使阅读器进入准备阅读的状态，当两个条码相距距离较近时，静区则有助于对它们加以区分，静区的宽度通常应不小于6mm（或10倍模块宽度）。 
起始/终止符，指位于条码开始和结束的若干条与空，标志条码的开始和结束，同时提供了码制识别信息和阅读方向的信息。 
数据符，位于条码中间的条、空结构，它包含条码所表达的特定信息。 
构成条码的基本单位是模块，模块是指条码中最窄的条或空，模块的宽度通常以mm或mil（千分之一英寸）为单位。构成条码的一个条或空称为一个单元，一个单元包含的模块数是由编码方式决定的，有些码制中，如EAN码，所有单元由一个或多个模块组成；而另一些码制，如39码中，所有单元只有两种宽度，即宽单元和窄单元，其中的窄单元即为一个模块。 

2、二维条码

二维条码是指在一维条码的基础上扩展出另一维具有可读性的条码，使用黑白矩形图案表示二进制数据，被设备扫描后可获取其中所包含的信息。一维条码的宽度记载着数据，而其长度没有记载数据。二维条码的长度、宽度均记载着数据。二维条码有一维条码没有的“定位点”和“容错机制”。容错机制在即使没有辨识到全部的条码、或是说条码有污损时，也可以正确地还原条码上的信息。 

×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 
二维条码的码制： 

1. 堆叠式/行排式二维条码 
堆叠式/行排式二维条码（又称堆积式或层排式二维码），其编码原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有：Code 16K、Code 49、PDF417等。 
2. 矩阵式二维码 
短阵式二维条码（又称棋盘式二维码）它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有：Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。 
整体说下二维码的码制：PDF417二维条码, Datamatrix二维条码, Maxicode二维条码, QR Code, Code 49, Code 16K ,Code one,等，除了这些常见的二维条码之外，还有Vericode条码、CP条码、Codablock F码、田字码、 Ultracode码，Aztec条码。 
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特点： 

二维条码/二维码的特点 
1．高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。 
2．编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来；可以表示多种语言文字；可表示图像数据。 
3．容错能力强，具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50％仍可恢复信息。 
4．译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。 
5．可引入加密措施：保密性、防伪性好。 
6．成本低，易制作，持久耐用。 
7．条码符号形状、尺寸大小比例可变。 
8．二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。

3、halcon中支持的一维条码与二维码

HALCON支持的一维码的码制： 
  '2/5 Industrial', '2/5 Interleaved', 'Codabar', 'Code 128', 'Code 39', 'Code 93', 'EAN-13 Add-On 2', 'EAN-13 Add-On 5', 'EAN-13', 'EAN-8 Add-On 2', 'EAN-8 Add-On 5', 'EAN-8', 'GS1 DataBar Expanded Stacked', 'GS1 DataBar Expanded', 'GS1 DataBar Limited', 'GS1 DataBar Omnidir', 'GS1 DataBar Stacked Omnidir', 'GS1 DataBar Stacked', 'GS1 DataBar Truncated', 'GS1-128', 'MSI', 'PharmaCode', 'UPC-A Add-On 2', 'UPC-A Add-On 5', 'UPC-A', 'UPC-E Add-On 2', 'UPC-E Add-On 5', 'UPC-E', 'auto' 


用到的函数： 
create_bar_code_model 
find_bar_code 
clear_bar_code_model 
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××HALCON支持的二维码的码制： 
 'Aztec Code', 'Data Matrix ECC 200', 'GS1 Aztec Code', 'GS1 DataMatrix', 'GS1 QR Code', 'Micro QR Code', 'PDF417', 'QR Code' 
用到的函数： 
create_data_code_2d_model 
find_data_code_2d 
clear_data_code_2d_model 

4、一维条码halcon中实战

首先测试 一维码。 码制选择为：Code 128 
相关资料：http://www.systron.com.cn/128.htm 
素材见下图： 

read_image(Image,'128.jpg') 
rgb1_to_gray (Image, GrayImage) 
dev_set_draw ('margin') 
*第一步：读取模板 
*创建一个条形码阅读器的模型。 
*参数一：输入   通用参数可以调整条形码模型的名称。 
*参数二：通用参数可以调整条形码模型值。 
*参数三： 返回的条码模板句柄 
create_bar_code_model ([], [], BarCodeHandle) 
*第二步：使用模板 
*检测和读取条形码符号中的图像。 
**参数以此是： 
*输入的图像，输出的区域。 
*输入的模板句柄，输入条码的码制 
*返回所有成功解码的条码数据字符串。 
find_bar_code (GrayImage, SymbolRegions, \ 
               BarCodeHandle, 'auto', \ 
               DecodedDataStrings) 
**既然读取来就显示一下吧 
disp_message (3600, DecodedDataStrings, \ 
              'window', 12, 12, 'black', 'true') 
*第三步：从内存中把模板清理掉，当然了 你想叫销毁也可以 
clear_bar_code_model (BarCodeHandle) 

5、二维码识别halcon中实战

素材： 

read_image(Image,'222.jpg') 
rgb1_to_gray (Image, GrayImage) 
**第一步：创建模板***************************************************************************** 
*初学者创建模板时建议选择使用默认参数集（参数集，是多个参数构成的集合）：'default_parameters' 
*default_parameters有3种识别模式(识别模式越强，适应场合越广，适应能力和识别能力越强，但耗时越多）： 
*standard_recognition  标准模式 
*enhanced_recognition  加强模式 
*maximum_recognition   最强模式 
*建议初学者选用 'maximum_recognition' 
*参数一：输入你要读取的二维码的码制 
*参数二：通用参数可以调整为二维码数据模型的名称。 
*参数三：通用参数可以调整为二维码数据模型的价值。 
*参数四：返回二维码模板句柄 
  
create_data_code_2d_model ('QR Code',\ 
                           'default_parameters', \ 
                           'maximum_recognition',\ 
                           DataCodeHandle) 
**第二步：使用模板 
 find_data_code_2d (GrayImage,\ 
                    SymbolXLDs,\ 
                    DataCodeHandle, 'train', 'all',\ 
                    ResultHandles, DecodedDataStrings) 
  
* 参数依次是 
*参数一：输入的图像 
*参数二：XLD轮廓包围成功解码后的数据代码符号。 就是如果找到二维码所在的区域 ， 
 *就将那个区域的XLD返回，注意可能输组 
*参数三：所使用的模板句柄 
*参数四：查找模式。  默认是空的 就是说直接找，找不到拉倒。 如果是train，就是一面找一面调整模板参数。 
*参数五：可选的泛型参数的值。 
 *参数六：所有成功解码二维码数据符号的句柄。为啥是句柄呢？  如果解码的数据可能很多了。 
 *参数七：返回图像中的所有检测到的二维码的数据符号的译码数据串。 
**第三步： 释放模板 
clear_data_code_2d_model(DataCodeHandle)