《机器视觉与机器学习应用》课件-二维码识别应用

机器视觉与机器学习应用ApplicationsofMachineVisionandMachineLearning二维码识别应用ApplicationsofQRCodeRecognition二维码识别应用ApplicationsofQRCodeRecognition陈雨ChenYu主讲教师Teacher课程导入CourseIntroduction购物支付Shoppingpayment信息获取Informationacquisition产品追溯Producttraceability课程导入CourseIntroductionHowisQRcoderecognized?二维码是如何被识别的呢？二维码识别应用ApplicationsofQRCodeRecognition课程导入CourseIntroduction二维码识别应用ApplicationsofQRCodeRecognition案例导入Caseintroduction二维码：生产日期、批次号等重要信息QRcode:productiondate,batchnumberandotherimportantinformation.快速准确地识别，以确保产品质量和追溯效率。Fastandaccurateidentificationtoensureproductqualityandtraceabilityefficiency.案例导入Caseintroduction检测对象Detectionobject实际任务——利用视觉套件采集牛奶盒图像并识别二维码Practicaltask-usingthevisionkittocapturemilkcartonimagesandidentifyQRcode.二维码识别的原理和操作步骤PrinciplesandstepsofQRcoderecognition案例导入Caseintroduction检测对象Detectionobject二维码概念ConceptofQRCode二维码是特定几何图形按照一定规律在二维方向上组合排列构成的黑白相间的能记录数字符号等的信息图案。AQRcodeisablackandwhitepatterncomposedofspecificgeometricshapesarrangedintwodimensionsaccordingtoacertainpattern,whichcanrecordinformationsuchasdigitalsymbols.在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。Incodecompilation,theQRcodecleverlyutilizestheconceptof"0"and"1"bitstreamsthatconstitutetheinternallogicbasisofthecomputer,usesseveralgeometricshapescorrespondingtobinarytorepresenttextualnumericalinformation,andisautomaticallyreadbyimageinputdevicesorphotoelectricscanningdevicestorealizeautomaticinformationprocessing.二维码QRcode打开手机微信/支付宝，扫描二维码OpenWeChat/AlipaytoscantheQRcode二维码的种类和特点TypesandCharacteristicsofQRCodes矩阵式二维码也即棋盘式二维码是指将深色小方块、浅色小方块分布在矩形中并通过方块见的不同组合方式来表示符号信息的二维码，主要有QR码、DataMatrix、MaxiCode、Vericode码等码制。MatrixQRcode,alsoknownasacheckerboardQRcode,isaQRcodethatdistributesdarkandlightsmallsquaresinarectangleandusesdifferentcombinationsofsquarestorepresentsymbolicinformation.ThemaincodesystemsincludeQRcode,DataMatrix,MaxiCode,Vericode,etc.二维码的种类和特点TypesandCharacteristicsofQRCodesQR码QRcodeDataMatrix根据结构进行划分，二维码可分为两种类型：矩阵式二维码和排列式二维码。Basedonthestructure,QRcodescanbedividedintotwotypes:matrixQRcodesandarrayQRcodes.矩阵式二维码MatrixQRcodeQR码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。AQRcodeisencodedwithinarectangularspacethroughthevaryingdistributionofblackandwhitepixelswithinamatrix.Thepresenceofadot(square,round,orothershape)atthecorrespondingelementinthematrixrepresentsabinary"1,"whiletheabsenceofadotrepresentsabinary"0."Thearrangementandcombinationofthedotsdeterminesthemeaningofthematrix-liketwo-dimensionalbarcode.QR码QRcode条形码的种类和特点TypesandCharacteristicsofBarcodes排列式二维码又称行排式二维码或堆积式二维码，是一种在一维码编码组成的基础上，按需要将条码堆积成多行的二维码，因此其编码原理、校验方式以及适度原理都承继于一维码，主要有PDF417、Code16K码、CODE49等码制。ThearrayQRcodeisalsocalledrow-typeQRcodeorstackedQRcode.Itisatwo-dimensionalcodethatstacksbarcodesintomultiplerowsasneededbasedontheone-dimensionalcodeencodingcomposition.Therefore,itsencodingprinciple,verificationmethodandappropriateprincipleareinheritedfromtheone-dimensionalcode.ThemaincodesystemsincludePDF417,Code16K,CODE49,etc.排列式二维码ArrayQRcodePDF417码PDF417codeCode16K码Code16KCode49码Code49二维码识别系统QRCodeRecognitionSystem二维码的种类和特点TypesandCharacteristicsofQRCodes二维码随传送带高速移动，经过工业相机读取二维码信息后将数据存入云端，系统将各个条码背景信息与二维码信息一一对应，对二维码进行分类与处理。TheQRcodemovesathighspeedalongtheconveyorbelt.AftertheindustrialcamerareadstheQRcodeinformation,thedataisstoredinthecloud.ThesystemmatchesthebackgroundinformationofeachbarcodewiththeQRcodeinformationonebyone,andclassifiesandprocessestheQRcode.典型的二维码识别系统TypicalQRcoderecognitionsystem二维码的种类和特点TypesandCharacteristicsofQRCodes针对二维码背景复杂、背景动态变化快、噪声多等特点，利用高速ＣＣＤ工业相机在条码高速运动时，迅速捕捉条码图像，并同时进行条码背景信息采集与信息云存储。ThesystemtargetsthecharacteristicsofQRcodessuchascomplexbackground,fastdynamicchangesandhighnoise.andusesahigh-speedCCDindustrialcameratoquicklycapturebarcodeimageswhenthebarcodeismovingathighspeed,andsimultaneouslycollectsbarcodebackgroundinformationandstoresitinthecloud.典型的二维码识别系统TypicalQRcoderecognitionsystem获取图像

Imageacquisition二维码识别QRcoderecognitionIndustrialcamerascaptureimagescontainingappearanceinformationtobedetected.工业相机采集包含待检测外观信息的图像。QRcoderecognitioninclude:grayscaletransformation,binarization,filteringanddenoising,geometrictransformation,etc.二维码识别的图像预处理一般采取的操作有：灰度变换、二值化、滤波去噪、几何变换等。ImageanalysismainlyinvolvesROIsegmentation.图像分析主要是进行ROI分割。TheimageobtainedaftertheQRcodeisprocessedcanbeusedtodecodetheinformationintheimage,whichiscalledQRcoderecognition.二维码经图像处理后得到的图像，便可以对图像中信息进行译码，即二维码识别。条形码识别流程BarcodeRecognitionProcess图像预处理Imagepreprocessing图像分析Imageanalysis操作演示OperationDemonstration任务实施TaskImplementation打开DobotVisionStudio1.4.2，选择通用方案。OpenDobotVisionStudio1.4.2andselecttheGeneralOption.步骤1Step1相机图像Cameraimage在工具箱的“采集”模块选择“相机图像”，拖拽到流程编辑区。Select"CameraImage"inthe"Acquisition"moduleofthetoolboxanddragittotheprocesseditingarea.步骤2Step2任务实施TaskImplementation双击“相机图像”模块，进行参数设置。Double-clickthe"CameraImage"moduletosettheparameters.相机图像基本参数设置Cameraimagebasicparametersettings相机图像触发参数设置Cameraimagetriggerparametersettings相机采集到的图形Graphicscapturedbythecamera任务实施TaskImplementation在工具栏的识别模块，将“二维码识别”拖拽到流程编辑区，并与“相机图像”相连。IntheIdentificationModuleonthetoolbar,drag"QRCodeRecognition"totheprocesseditingarea,andconnectitwith"CameraImage".步骤3Step3方案流程Programprocess任务实施TaskImplementation双击“1二维码识别”进行参数设置。Double-click"1QRcoderecognition"tosetparameters.运行参数Operatingparameters任务实施TaskImplementation点击“执行”按钮，得到二维码识别结果。Clickthe“Execute”togettheQRcoderecognitionresult.二维码识别结果QRcoderecognitionresults二维码的应用ApplicationofQRCode二维码的应用ApplicationofQRCode是指通过手机或二维码识别设备，扫描二维码，解码软件解码后显示数据信息，以较少用户的输入，直接可以存入。最常见的应用有电子名片、信息溯源追踪等。ItmeansscanningtheQRcodethroughamobilephoneoraQRcoderecognitiondevice.Thedecodingsoftwarewilldisplaythedatainformationafterdecoding,whichcanbedirectlystoredwithlessuserinput.Themostcommonapplicationsincludeelectronicbusinesscardsandinformationtraceability.二维码的应用

ApplicationofQRCode2341读取数据模式Datareadingmode是指手机或条码识读设备扫面二维码，显示相关的URL的链接，用户可以访问这一链接，进行数据浏览或数据下载的活动。ItmeansthatamobilephoneorbarcodereadingdevicescanstheQRcodeanddisplaystherelevantURLlink.Userscanaccessthislinktobrowseordownloaddata.解码上网模式DecodingInternetaccessmode是指手机或二维码识别设备扫面二维码，将数据提交与验证服务器，服务器将反馈结果发送回手机，核实产品或服务的有效性。ItmeansthatamobilephoneorQRcoderecognitiondevicescanstheQRcodeandsubmitsthedatatotheverificationserver.Theserverwillsendfeedbackresultsbacktothemobilephonetoverifythevalidityoftheproductorservice.解码验证模式Decodingverificationmode近两年由于媒体的宣传，消费者日趋理性，选择做某项目的人越来越多。