《自动识别技术》课件 第一章 现代自动识别技术与应用

1、现代自动识别技术与应用现代自动识别技术与应用 什么是自动识别 自动的定义： 1.不用人力而用机械装置直接操作的：自动化|自动 控制|自动装置。 2.不凭借人为的力量的:自动燃烧|水自动的留到田里。 3.自己主动:自动参加|自动帮忙。 识别的涵义： 一个集定义、过程与结果与一体的概念。 定义阶段：为事物命名 过程：通过感观、设备、方法等进行辨识 结果：识别过程结束得到的结论 识别的方法： 1、自然识别：人类的感官识别。将观察的样 本与记忆影像相对比，评价是否一致。 一般来说，这个识别过程是在无意识状态 下起先的，因为这是人类的一种本能。 2、模式识别：一种从大量信息和数据出发， 在专家经验和已有

2、认识的基础上，利用计 算机和数学推理的方法对表征事物或现象 的各种形式的信息进行处理和分析，对事 物或现象进行描述、辩认、分类和解释， 自动完成识别的过程。 模式识别是信息科学和人工智能的重要 组成部分。 模式：指被判别的事件或过程。包括抽象的 和具体的两种形式。 模式识别系统的基本结构： （1）数据获取 （2）预处理 （3）特征参数提取 （4）分类决策 统计模式识别方法：被识别的对象或经过特 征提取的向量是符合一定分布规律的随机 变量。 结构模式识别方法：把一个模式描述为较简 单的子模式的组合，子模式又可描述为更 简单的子模式的组合 模式识别方法的选择取决于问题的性质。 3、自动识别 以信息

3、处理为主的技术系统，提供快速、 准确地获得信息的有效手段。 自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入 计算机的重要方法和手段，它是以计算机技术和 通信技术为基础的综合性科学技术。自动识别技 术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步 形成了一个包括条码、磁识别、光学字符识别、 射频、生物识别及图像识别等集计算机、光、机 电、通信技术为一体的高技术学科。 第一章自动识别技术概论第一章自动识别技术概论 自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输 入计算机和通信技术为基础的综合性技术。入计算机和通信技术为基础的综合性技术。 1.1 1.1 自动识别技术的分类自

4、动识别技术的分类 按照国际自动识别技术的分类标准，自动识别按照国际自动识别技术的分类标准，自动识别 技术的分类有两种方法。技术的分类有两种方法。 其一，按照数据采集技术的不同，分为光存储其一，按照数据采集技术的不同，分为光存储 器，磁存储器及电存储器。器，磁存储器及电存储器。 其二，按照特征提取技术的不同，分为静态特其二，按照特征提取技术的不同，分为静态特 征，动态特征及属性特征。征，动态特征及属性特征。 一、自动识别技术的分类自动识别技术的分类 当今信息社会离不开计算机，自动识别技术的崛起 为计算机提供了快速、准确地进行数据采集输入的有效手 段，解决了通过键盘手工输入数据速度慢、错误率高所造

5、 成的“瓶颈”难题，因而自动识别技术作为一种领先科技 潮流的高新技术，正迅速为人们所接受。 按照国际自动识别技术的分类标准，对自动识别技 术的分类有两种方法。 其一，按照数据采集技术的不同，分为光存储器、磁存储 器、以及电存储器，具体的分类详见图1-1。 其二，按照特征提取技术的不同，分为静态特征、动态特 征以及属性特征，具体的分类详见图1-2。 根据自动识别技术的应用领域和具体特征，将自动识别技术 分为：条码技术、射频识别、生物识别、语音识别、图像 识别磁识别和光学字符识别等。 在本书中，根据自动识别技术的应用领域和在本书中，根据自动识别技术的应用领域和 具体的特征，自动识别技术可分为：具体

6、的特征，自动识别技术可分为： 条码技术条码技术 射频识别射频识别 生物识别生物识别 语音识别语音识别 图像识别图像识别 磁识别磁识别 光学字符识别光学字符识别 1.1.1条码技术条码技术 条码技术的核心是条码符号，我们所看到 的条码符号是由一组排列规则的条、空， 以及相应的数字字符组成，这种用条、空 组成的数据编码可以供机器识读，而且很 容易译成二进制数和十进制数。这些条和 空可以有各种不同的组合方法，构成不同 的图形符号，即各种符号体系，也称码制。 1.1.1条码技术条码技术 目前使用频率较高的几种码制是:ean、upc、ean128码、交插25码 和39码 。其中ean条码是国际通用符号体

7、系,是一种定长、无含义 的条码，主要用于商品标识；upc条码主要用于北美地区；ean128 条码是由国际物品编码协会和美国统一代码委员会联合开发、共同采 用的一种特定的条码符号，它是一种连续型、非定长有含义的高密度 代码，用以表示生产日期、批号、数量、规格、保质期、收货地等更 多的商品信息。另有一些码制主要是适应特殊需要的应用方面,如库德 巴码用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理，2交插5码用于包装、运 输和国际航空系统为机票进行顺序编号。39码是第一个数字字母型条 码，其密度较高。 上述这些条码都是一维条码。由于条码应用领域的不断拓展，所 以对一定面积上的条码信息密度和信息量提出了更高的要求。

8、为了更 好地满足这种需求，一种新的条码编码形式二维条码便应运而生 了。从结构上讲,二维条码分为两类，其中一类是由矩阵代码和点代码 组成，称为棋盘式或点矩阵式二维条码，其数据是以二维空间的形态 编码的；另一类是包含重叠的或多行条码符号，称为堆积式或层排式 二维条码。 1.1.1条码技术条码技术 在使用中，条码符号被一个红外线或可见光源所 照射，深色的条吸收光，浅色的空则将光反射回 扫描器。扫描器将光的反射信号转换成电子脉冲， 它模拟出条码的条空格式。译码器使用数学算法 将电子脉冲转换成一种二进制码，然后将译码后 的信息传送给一个手持式终端机、个人电脑、控 制器或计算机主机。 条码技术包括编码技术

9、、符号技术、识读技术、 印制技术以及检测技术。 1、1、1 条码技术 利用光电技术，自动获取承载于条码符号中的数据 信息。 与条码符号对应的模拟电压信号 模拟信号整形为方波信号 条码技术是一门综合技术，涉及符号编码、光电扫描、 解码、印刷等。 最常见的条码应用最常见的条码应用 购物环境改进购物环境改进 结算自动化结算自动化 速度大大提高速度大大提高 出错率大大降低出错率大大降低 条码技术 条码技术在医院中的应用 现象：一个危重病人急需输血，但不知 其血型，耽误了最佳治疗时间。 北京出台一种“生命健康卡”，每一个 人都有一个条码，记录了公民的详细情 况。 去医院就诊时，只需出示健康卡，通过 计算

10、机网络，病人的所有信息都可以显 示。（如果网络是互连互通的，是什么 情况呢？） 条码技术在医院中的应用 挂号时： 提高了工作效率 减少了出错的概率 医生诊断时： 及时了解既往病史和医治情况。 提高诊断的准确率。 从医院的管理上： 避免了医疗欺诈 保障了医院的合法权益。 条码技术应用的特点： 1、识读高可靠性 2、极低的成本 3、抗干扰能力强 4、标准化程度高 1、1、2 射频识别技术 射频识别系统（rfid）由带有天线的电子标签（称作射 频标签）承载产品标识信息，射频标签与读写器之间利用 感应、无线电波或微波能量进行非接触双向通信，达到信 息识别及数据采集目的 ( (标签存储信息通讯标签存储信

11、息通讯) ) 识读器识读器 - -发送发送 - -接收接收 标签标签 天线天线 主计算机主计算机 网 络 工作过程： sm art tag reader/w riteritem sm art tag射频标签 标识项目 射频读写器 射频识别射频识别 在零售店的在零售店的应应 用用 交通交通 etc: electronic toll collection system 动动物跟踪物跟踪 与条码技术相比，射频识别具有如下特点：与条码技术相比，射频识别具有如下特点： 可远距离识别；可远距离识别； 无须无须“视线视线”所及，可穿透多种材料：泥所及，可穿透多种材料：泥 土、塑料、木材、油漆、水，甚至人体；

12、土、塑料、木材、油漆、水，甚至人体； 识别高速移动的物品；识别高速移动的物品； 同时识别多个对象等。同时识别多个对象等。 1 1、1 1、3 3 生物识别技术生物识别技术 1 1、1 1、4 4 语音识别技术语音识别技术 1 1、1 1、5 5 图像识别与处理技术图像识别与处理技术 1 1、1 1、6 6 其他识别技术其他识别技术 * * 光学字符识别技术光学字符识别技术 * * 磁卡识别技术磁卡识别技术 各种自动识别技术的比较表各种自动识别技术的比较表 键盘键盘ocr磁卡磁卡条码条码射频识别射频识别 输入输入12位数据位数据 速度速度 6s 4s 0.32s 0.3 2s 0.30.5s 误

13、码率误码率1300字字 符符 0.000 1字符字符 11.5 万字符万字符 印刷密度（字印刷密度（字 符符in) 10 12 48最大最大20 48000 基材价格基材价格无无低低中中低低高高 扫描器价格扫描器价格无无高高中中低低高高 非接触识读非接触识读不能不能不能不能接触接触 05m 接触接触02m 1、2 ancc全球统一标识全球统一标识 系统系统 什么是ancc全球统一标识系统 anccancc（article numbering center of article numbering center of china)china)全球统一标识系统，简称全球统一标识系统，简称ancca

14、ncc系统，系统， 是由中国物品编码中心在我国推动和组织实是由中国物品编码中心在我国推动和组织实 施的，关于贸易项目、物流单元、位置、资施的，关于贸易项目、物流单元、位置、资 产、服务关系等的全球统一的标识系统。产、服务关系等的全球统一的标识系统。 国际上称作国际上称作ean.uccean.ucc系统。系统。 标准化体系 应用于贸易、物流、电子商务、供应链 管理等全球开放的流通过程： 有关编码、载体技术、edi及电子商务等 数据交换等系列标准。 ancc系统的产生 计算机的产生与应用，信息化水平、管理 水平大大提高，特别是信息流通速度越来越快 捷，而信息的录入成为“瓶颈”。为解决信息 的自动输

15、入，条码技术适时产生了。 从条码技术应用谈起 1973年，upc码产生 分散的应用分散的应用 开放的流通过程开放的流通过程 扫描结算扫描结算 条码从简单的、单一的、封闭的应用状况， 形成区域性系统化应用 1977年 研究出兼容upc的ean条码，欧洲物品编 码协会正式成立，简称ean 1981年 在前欧洲物品编码协会的基础上成立了 国际物品编码协会，仍简称ean 经济全球化、全球贸易的发展 条码扫描结算从区域应用全球大系统 条码应用从零售扫描结算前推 到运输、仓储等物流各环节 ean与ucc组织从技术合作到联合，科学的研究、 规划形成ean.ucc系统。 ean.ucc系统 全球的、开放系统、

16、跨行业、多领域 的技术、标准化体系。 优化贸易、流通过程，在全球范围提 升供应链管理水平。 ancc系统的产生 中国物品编码中心成立于1988年，1991 年代表中国加入国际ean组织。在中国推广 应用商品条码。在商品条码基础上，建立 了与国际ean.ucc系统全面接轨的ancc系统 1991年，年，ancc代表我国加入代表我国加入ean，是全，是全 球球99个国家（或地区）编码组织成员之一。个国家（或地区）编码组织成员之一。 加入到加入到ancc系统，使用系统，使用ancc系统资源的系统资源的 企业，我们称之为企业，我们称之为“ancc系统成员系统成员”，简，简 称称“系统成员系统成员”或或

17、“成员成员”。 ancc的主要职责是统一组织、协调、管理的主要职责是统一组织、协调、管理 全国商品条码工作；全国商品条码工作； 贯彻执行商品条码工作的方针、政策、法规贯彻执行商品条码工作的方针、政策、法规 和标准；和标准； 履行国际物品编码协会会员职责，开展相关履行国际物品编码协会会员职责，开展相关 的国际交流与合作。的国际交流与合作。 作为国际物品编码协会在全球范围内最有价值的作为国际物品编码协会在全球范围内最有价值的 成员之一，中国物品编码中心全体同仁本着成员之一，中国物品编码中心全体同仁本着“为为 中国条码事业的腾飞而奋斗中国条码事业的腾飞而奋斗”的精神，经过十几的精神，经过十几 年不懈

18、努力，使我国推广年不懈努力，使我国推广eanucc系统的工作系统的工作 取得了举世瞩目的成绩。取得了举世瞩目的成绩。 中国物品编码中心在全国范围内先后建立了中国物品编码中心在全国范围内先后建立了45个个 条码分支机构；条码分支机构； 发展速度居各编码组织之首；发展速度居各编码组织之首； 迄今为止国内采用条码标识的产品超过迄今为止国内采用条码标识的产品超过80万种；万种； 应用条码技术进行自动扫描结算与管理的各类商应用条码技术进行自动扫描结算与管理的各类商 业超市、配送中心上万家。业超市、配送中心上万家。 条码的普及大大提高了我国商品在国内外条码的普及大大提高了我国商品在国内外 市场上的竞争能力

19、，促进了我国市场经济的发市场上的竞争能力，促进了我国市场经济的发 展。条码及自动识别技术已广泛应用于零售业、展。条码及自动识别技术已广泛应用于零售业、 制造业、贸易、物流、军工、医疗药品、政府制造业、贸易、物流、军工、医疗药品、政府 机关、学校、税务、海关、金融等诸多领域。机关、学校、税务、海关、金融等诸多领域。 全球统一性 以厂商识别代码为基础 贸易项目标识代码结构 ean/ucc-14 ean/ucc-14 数据结数据结 构构 指示指示 符符 内含项目的内含项目的gtingtin（不含校验码）（不含校验码）校验位校验位 n1n1n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11

20、 n12 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13n13 n14n14 ean/ucc-13ean/ucc-13 数据结构数据结构 厂商识别代码厂商识别代码 项目代码项目代码校验码校验码 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12n12 n13n13 ucc-12 ucc-12 数据结构数据结构厂商识别代码厂商识别代码 项目代码项目代码校验码校验码 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11n1 n2 n3 n4 n5 n6 n

21、7 n8 n9 n10 n11n12n12 信息交换与实现信息资源共享的重要前提 产品与服务流通过程信息的代码化表示 产品与服务身份识别码 信息查询的关键字 ancc系统的核心 编码体系 系统化 涵盖了贸易流通过程所有的有形或无形产品，全面系统 ancc标识系统 贸易项目标识 物流单元 资产标识 位置标识 服务标识 特殊应用 非零售 零售 ssccsscc 扩展位 厂商识别代码 系列参考代码校验码 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17n18 glngln 厂商识别代码 位置参考代码 校验码 n1 n2 n3 n4

22、n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12n13 graigrai 厂商识别代码 资产类型代码校验码 系列号（可 选择） 0n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12n13 x1 可变长度 x16 giaigiai 厂商识别代码 单个资产参考代码 n1 . ni xi+1 . （可变长度） xj (j=30) gsrngsrn 厂商识别代码 服务参考代码 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 分级管理、统一应用，全球统一。 结构确切，应用科学 科学化 信息共享性 无含义代

23、码，是联结供应链各环节信息的纽带 和关键字 标识代码 生 产 管 理 仓 储 管 理 运 输 管 理 配 送 管 理 销 售 管 理 完备性 系统不仅具有标识代码，还有附加信息代 码ai+附加信息编码 应用标识符(ai)数据含义格式 17有效期 年月 日 n1 n2n3 n4 n5 n6 30 变量贸易项目包 装内的数量 数量（最长8位） n1 n8 10生产批号 生产批号（最长20位） x1 x20 例：几个贸易项目相关附加信息的编码 ancc系统的支撑技术 自动识别技术 标识信息的自动识别与采集，保证实 物流与信息流的统一，包括条码技术、射 频识别技术等。 ancc系统中具有一整套标准化的

24、条码 表示符号，在各种应用过程，保证核心的 编码信息的自动获取。 ancc系统中的条码符号 9312 3457 012340 00004601234446 全球贸易项目 gtin （ean/ucc-8） ean-8 upc-a upc-e gtin （ucc-12） gtin （ean/ucc-13） ean-13 gtin （ean/ucc-14） itf-14 ucc/ean-128 例：例：anccancc系统条码符号的选择系统条码符号的选择 条码技术是ancc系统最重要、 最基本的技术支撑 epc系统rfid为基础的全球系统 以射频识别技术为基础，借助互联网、savant管理软件及 以

25、下三项技术 电子产品代码（epc） 射频标签为载体、单品标识、ancc编码的发展 实体置标语言（pml） 目标名称解析服务（ons） 构建的“物联网”系统 epc系统的管理 国际物品编码协会管理epc 成立epc global epc global 与与 epc lab epc lab 共同进行技术、标准化研究的同时，负责： epc代码的分配管理 构建epc全球环境体系（onspml) 研究制定epc相关标准，提交iso ancc anccepc china epc china 射频识别技术是ancc系统 的支撑技术之一。 电子商务相关技术 电子数据交换等相关通讯协议标准 ebxml、edi

26、ancc系统应用的支撑技术之一 ancc系统的电子数据交换（系统的电子数据交换（electronic data interchange，edi）用统一的报文标准传送）用统一的报文标准传送 结构化数据。它通过电子方式从一个计算机系结构化数据。它通过电子方式从一个计算机系 统传送到另一计算机系统，使人工干预最小化。统传送到另一计算机系统，使人工干预最小化。 eancom是一套以是一套以ancc编码系统为基础的编码系统为基础的 标准报文集。标准报文集。 xml(extensible markup language，可扩，可扩 展标记语言展标记语言)是万维网网页发布语言和应用处是万维网网页发布语言和应

27、用处 理语言的新标准。对于企业之间信息传输与交理语言的新标准。对于企业之间信息传输与交 换来说，换来说， xml的可扩展性使其便于在各种不的可扩展性使其便于在各种不 同的系统之间进行，这使新的同的系统之间进行，这使新的internet应用成应用成 为可能。随着为可能。随着xml标准及其应用的逐渐成熟，标准及其应用的逐渐成熟， xml必将在必将在ancc系统中发挥越来越重要的作系统中发挥越来越重要的作 用。用。 ancc系统的维护 ean.ucc系统的组织机构 国家（地区）编 码组织（99个） 国际编码机构(gs1) 成员企业 国际iso国际aim 事 实 上 的 国 际 标 准 化 组 织 g

28、ci ecr epc clobal ancc系统的维护机构 46个分支机构 中国物品编码中心 （ancc) 成员企业 （100000个） 国际iso/iec jtc1 sc31 国际aim 国际物品编码机构（gs1) 亚洲ecr 物流信息管理标委会 ecr china epc china 什么是高效消费者响应？（什么是高效消费者响应？（what is ecr？）？） （efficient consumer response）是一种观念，不）是一种观念，不 是一种新技术。它重新检讨上、中、下游企业间生产、是一种新技术。它重新检讨上、中、下游企业间生产、 物流、销售的流程，其主要目的在于消除整个供

29、应链物流、销售的流程，其主要目的在于消除整个供应链 （supply chain）运作流程中没有为消费者加值的成）运作流程中没有为消费者加值的成 本，将供给推动的本，将供给推动的“push”（推）式系统，转变成更（推）式系统，转变成更 有效率的需求拉动的有效率的需求拉动的“pull”（拉）式系统，并将这些（拉）式系统，并将这些 效率化的成果回馈给消费者，期望能以更快、更好、效率化的成果回馈给消费者，期望能以更快、更好、 更经济的方式把商品送到消费者的手中，满足消费者更经济的方式把商品送到消费者的手中，满足消费者 的需求。因此的需求。因此 ecr 的实施重点包括需求面的品类管的实施重点包括需求面的

30、品类管 理改善、供给面的物流配送方式改进等。理改善、供给面的物流配送方式改进等。 ecr requires all parties in the supply chain to work together to fulfill consumer wishes better, faster and at less cost. 全 球 管 理 国际物品编码协会成员国家 ucc管理的北美地区（包括美国和加拿大） 直接由ean或ucc管理制造商的地区 gs1 标 准 全 球 应 用 最 为 广 泛 ancc系统的应用与发展 ancc系统的应用 全球统一的标识系统，是通过对贸易项目、 物流单元、位置、资

31、产、服务关系以及一些特 殊应用等的统一标识，对全球多行业供应链进 行有效管理 制造商制造商 项目项目 包装箱包装箱 托盘托盘 运输运输 配送配送 运输运输 托盘托盘 包装箱包装箱 项目项目 商店商店 消费消费 者者 固定数据固定数据 实实 物物 与与 数数 据据 流流 21234567890722123456789072 rfid 数据可用于对上述项目进行标识数据可用于对上述项目进行标识 rfid 数据将提供资产跟踪、定位及货主身份等信息数据将提供资产跟踪、定位及货主身份等信息 供应商供应商 gtingtin sscc gtingtin 数据载体：条码符号 ean-14 / ean-13 特征

32、数据 (ais) ean-8/ean-13 ean-13 sscc (ais)ean-14 / ean-13 (ais) ean-8/ean-13 ean-13 价格销售目录价格销售目录/ 订购单订购单/订购单应答订购单应答/ 运输指示运输指示/发货通知发货通知/ 收货通知收货通知 电电 子子 信信 息息 流流 ancc系统的基本应用 gb 12904gb 12904商品条码商品条码 gb/t 18348 gb/t 18348 商品条码符号印制质量的检验商品条码符号印制质量的检验 gb/t 14257 gb/t 14257 商品条码符号位置商品条码符号位置 gb/t 16830 gb/t 16830 储运单元条码储运单元条码 gb/t 18127 gb/t 18127 物流单元的编码与符号标记物流单元的编码与符号标记 gb/t 16828 gb/t 16828 位置码位置码 gb/t 15425 gb/t 15425 ean.ucc ean.ucc系统系统 128128条码条码 gb/t 16986 gb/t 16986 应用表示符应用表示符 gb/t 14258 gb/t 14258 条码符号印制质量的检验条码符号印制质量的检验 ancc标识系统 贸易项目标识 物流单元 资产标识 位置标识 服务标识 特殊应用 ediedi报