一维条形码检测与识别原理

最近在学习的内容之一，整理一下，图片均为网络图片。提及的条形码主要为EAN-13码。

一、概念

条形码由宽度不同、反射率不同的条（黑色）和空（白色）组成。按照特定的编码规则编制，用来表达一组数字、字母信息的图形标识符。
工业25码

EAN-13码

为什么用黑色、白色来表示条形码？
因为两种颜色有截然不同的反射率，众所周知，黑色吸收光中的所有颜色，白色反射光中的所有颜色。当然，也可以用其他两种颜色来表示条形码，只要两种颜色有不同的反射率，足够的对比度。

二、EAN-13码

EAN-13码是EAN码的一种，用13个字符表示信息，是我国主要采取的编码标准。EAN-13码包含商品的名称、型号、生存厂商、所有国家地区等等信息。
EAN码是模块组合型条码。
模块：组成条码的基本宽度单位。说白了，条形码上，每0.33毫米宽代表一个模块。一个模块宽的条（条形码黑色部分）表示二进制“1”，两个模块宽的条（黑）表示二进制“11“，一个模块宽的空（条形码白色部分）表示二进制”0“。
这样，便可以用二进制的0、1表示信息。在EAN码上，每一个字符（例如：数字1），由两个条（黑）和两个空（白）组成，条和空又分别由1~4个同宽、同颜色的模块组成。每个字符总共有7个模块（宽），并规定每个字符从外观上包含两个条、两个空。所以EAN码又称（7,2）码。
一个字符：c1表示条的宽度（模块），c2（空)，c3(条)，c4（空) （c1+c2+c3+c4=7）

EAN-13码的格式如图：

以上节EAN-13码例图来说明：
501（制造码），2345（制造商代码），67890商品标识代码，0（校验码）。
注意：EAN-13码，在以图形标识符表示时，第1位(例：上图数字”5“）隐式表示，既不用条和空（表示），而用第2位~第7位（总六位）的奇偶性来隐式表示（后面会说）。

现在，第一位用隐式表示，那么只需要表示13-1=12个字符，将12个字符，分成两半，左侧6个字符，右侧6个字符。
左侧字符有奇偶性，右侧字符全是偶的。左侧的奇偶性取决于 隐式表示的第一位字符（前置符，即：EAN-13码格式中的F1）。具体奇偶性如图：E代表偶数位，O代表奇数位，如前置符0表示，左侧六个字符都是奇数位。

那么奇、偶数位有什么用呢？
相同字符在偶数位、和奇数位的二进制表示是不一样的。如图：

校验码有什么用？
EAN-13码最后一个字符是校验码，用来保证条形码识别的正确性。
EAN-13码校验算法如下：
（1）从右至左，将13个字符按顺序排序。
（2）第2、4、6、8、10、12等偶数位的数据相加，将结果乘以3，得P.
（3）将3、5、7、9、11、13等奇数位数据相加，等N。
（4）N+P得 M
（5）用M除以10，取余数。求余数以10为模的补数 C。
（6）若C与 校验码 数值相等，则译码正确。

EAN-13码识别原理

如图，表示条形码的一个字符。
C1，C2，C3，C4表示该字符中四个相邻的条（黑）或空（白）的宽度，T是一个字符的宽度。C1+C2+C3+C4=7（模块）
用n表示一个模块的宽度，n=T/7。
用mi=Ci/n，i=1,2,3,4，便可以得到编码。
若m1=1，m2=3，m3=1，m4=2，且条码排列位条——空——条——空，则当前字符二进制编码为 1 000 1 00,是右侧偶字符“7”。
这种方法只是最基本的识别方法，当条空间距较小，或印刷质量不好时，很容易识别错误。
条形码识别的方法还有许多，网上有许多资料，有兴趣的朋友可以自行学习。