条形码识别技术原理

民营科技２０１３年第２期　科技论坛　条形码采集识别技术应用解析　张传山　（牡丹江市桦林佳通轮胎有限公司，黑龙江牡丹江１５７０００）　摘要：条形码是至今最为人知和最成功的自动识别技术。条码自动识别技术是一种采集、储存、处理、编码与自动识别为一体的　高新技术，建立起了产品的身份证，因其快速、准确、成本低、可靠性高等特点，已成为信息技术最实用的成果，在我国国民经济建设中　发挥了举足轻重的作用。　关键词：条形码；识别；采集；应用　随着零售业和消费市场的飞速发展，越来越多的地方需要用到　条码，促进了中国条码的发展。早在２０世纪７０年代，条码已经在全球　零售业得到了小范围的应用，而现如今，条码和自动识别系统和数据　采集技术在全球范围发挥着越来越重要的作用。　１条码概述　一维条码：条码是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。通常对于每一　种物品，它的编码是唯一的，对于普通的一维条码来说，还要通过数据　库建立条码与商品信息的对应关系，当条码的数据传到计算机上时，　由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。因此，普通的一维条　码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数　据库中提取相应的信息而实现的。常用的一维码的码制（码制：是指条　码条和空的排列规则）包括：ＥＡＮ码、３９码、交叉２５码、ＵＰＣ码、１２８　码、９３码，ＩＳＢＮ码，及Ｃｏｄａｈａｒ（库德巴码）等。不同的码制有它们各自　的应用领域：　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　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。　二维条码：在２Ｏ世纪９０年代发明于日本，它是用某种特定的几　何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录　数据符号信息的，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。它具有条码技术的一些共陛：每种码制有其特定的　字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具　有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。二维　条可分为两类：　堆叠式二维条码：堆叠式珩排式二维条码（又称堆积式二维条码　或层排式二维条码），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　一维条码的一些牦　，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。　矩阵式二维条码：短阵式二维条码（又称棋盘式二维条码）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。　２条码采集识别原理　２．１一维条形码：这需要从条形码的编码原理说起，条形码就是把某　串字符串（数字＋字母组合，比如Ｂ２００９Ａ）通过编码＋转换，变成一个　条＋互三相问的图像，条形码打印机打印出条形码标签就是实现字符串　转换图像（标签中的条形码）的过程，这个图像与那字符串的编码对　应，可以通过光学器件识别＋解码出来，这些光学器件就是你常见的扫　描枪或采集器的核心部件，比如，扫描枪通过其内在的光学器件识别　条＋空图像，然后解码出字符串，再把它输出到给计算机端口（ＵＳＢ或　串口），应用程序就可以去端口读条形码对应的字符串，然后做应用逻　辑处理（比如查询该条形码对应的物品的价格、厂家等等）。　２．２二维条形码的识别有两种方法：１）透过线型扫描器逐层扫描进　行解码。２）透过照相和图像处理对二维条形码进行解码。对于堆叠式　二维条形码，可以采用上述两种方法识读，但对绝大多数的矩阵式二　维条形码则必须用照相方法识读，例如使用面型ＣＣＤ扫描器。　用线型扫描器如线型ＣＣＤ、雷射枪对二维条形码进行辨识时，如　何防止垂直方向的资料漏读是主要的技术关键，因为在识别二维条形　码符号时，扫描线往往不会与水平方向平行。解决这个问题的方法之　一是必须保证条形码的每一层至少有一条扫描线完全穿过，否则解码　程序不识读。这种方法简化了处理过程，但却降低了资料密度，因为每　层必须要有足够的高度来确保扫描线完全穿过。　３条码采集识别设备　条码扫描器有光笔、ＣＣＤ、激光三种：　３．１光笔：最原始的扫描方式，需要手动移动光笔，并且光笔笔尖部　分需要与条形码直接接触。　３．２　ＣＣＤ：以ＣＣＤ作为光电转换器，ＬＥＤ作为发光光源的扫描器。在　一定范围内，可以实现自动扫描。并且可以阅读各种材料、不平表面上　的条码，成本也较为低廉。但是与激光式相比，扫描距离较短。　３．３激光：以激光作为发光源的扫描器。又可分为线型、全角度等几　种。１）线型：多用于手持式扫描器，范围远，准确性高。２）全角度：多为　卧式，自动化程度高，在各种方向上都可以自动读取条码。　４条码采集识别技术在库存管理的应用　入库管理：成品包装完毕入库时，首先由条码采集终端记录外包　箱上的条码信息，选择对应客户信息和仓库及货位信息，然后批量把　数据传输到条码管理系统中，系统会自动增加相应库存信息，并记录　相应的产品名称、规格型号、生产日期、有效期等相关资料。　销售出库：货物出库时，用条码采集终端扫描出库货物上的条码　信息，条码仓库管理软件自动记录出库数据：如产品名称、规格型号，　出库日期，客户名的相关资料，同时条码仓库管理软件将自动更新数　据信息，货物出仓。　最后，系统根据不同的需求生成满足不同要求的报表。如生产入　库统计报表，存货统计报表，防窜货跟踪管理等不同报表。在整个数据　采集的作业过程中，系统均与采集终端进行自动校对和传人，实现自　动化作业流程控制，如：自动生成拣货单并下载到终端；自动比对拣货　数量；自动传送拣货信息到后台系统。自动化的作业（下转２９２页）

条形码技术在零售业中的应用

随着科技的发展，人们的生活越来越便利。在零售业中，条形码技术的应用已经成为一种常见的商业技术手段，大大提高了商家和消费者的效率和便利程度。本文将探讨条形码技术在零售业中的应用以及对零售业的影响。

一、条形码技术的原理

条形码（Barcode）是一种图形识别技术，是由许多纵向的条纹和空白区域组成的一种特殊图形。它的原理是通过扫描读取条形码上的信息来识别每一件商品。这种技术可以实现商品的自动识别、快速查询商品信息和快捷结算。

二、1. 商品信息管理

条形码技术可以通过自动扫描识别商品上的条形码来对商品信息进行管理。每一个条形码相当于一种商品的身份证明，它包含了商品的基本信息，如商品名称、价格、规格、生产日期等。商家可以利用这些信息进行库存管理、进货计划以及销售跟踪等。

2. 顾客购买

条形码技术可以通过扫描读取商品上的条形码，对购买商品的顾客进行快速结算。在超市等大型商场，商品种类繁多，顾客购买往往需要花费大量的时间，而条形码技术的应用可以大大缩短购物时间，提高购物的效率和便捷性。

3. 售后服务

条形码技术可以帮助商家对售后服务进行管理。当顾客需要退换商品时，商家只需要通过扫描商品的条形码就可以进行商品的退换，避免了手工输入信息产生的错误和耗费时间。

三、条形码技术的优势 1. 提高工作效率

商家可以通过扫描条形码快速查询商品信息，减少工作量。同时，顾客可以通过扫描条形码来快速结算，大大减少顾客等待时间，提高工作效率。

2. 降低成本

条形码系统可以提高物流管理的准确性和速度，减少商家的成本，提高库存的精度。同时，条形码技术还可以简化工作流程，减少人员的工作量和配备时间，降低了运营成本。

3. 提升客户体验

条形码技术的应用可以让顾客更加便利地购物。顾客可以通过自助终端进行扫码，自由选择商品，自行结算，快速完成购物。这样，可以提高顾客的购物体验，增加忠实度，从而提高商家的收益。

条形码识别技术原理

引言：

在现代社会，条形码已经成为商品流通和管理的重要工具。条形码识别技术作为一种快速、准确的自动识别技术，被广泛应用于商品的管理、物流追踪、库存管理等领域。本文将介绍条形码识别技术的原理，并探讨其在实际应用中的优势和挑战。

一、条形码的基本结构

条形码是由一组粗细不同的黑白条纹组成的图形，它通过不同的编码方式表示不同的信息。条形码由起始符、数据字符和终止符组成，起始符和终止符用于标识条形码的开始和结束，数据字符用于表示实际的信息。

二、条形码的编码方式

条形码的编码方式有多种，常见的编码方式包括EAN-13、UPC-A、Code 39等。这些编码方式根据需求的不同，采用不同的字符集和编码规则，以实现对不同类型信息的表示和识别。

三、条形码的识别原理

条形码的识别主要包括图像采集、图像预处理、条纹定位、条纹切割、条纹解码等过程。

1. 图像采集 条形码的识别首先需要通过扫描仪、相机等设备将条形码图像采集下来。采集的图像应保证条形码清晰可见，避免模糊、变形等问题。

2. 图像预处理

采集的图像可能受到光线、噪声等因素的影响，需要进行图像预处理，以提高后续处理的准确性。常见的图像预处理方法包括灰度化、二值化、滤波等。

3. 条纹定位

条形码图像中的条纹需要进行定位，以确定条形码的边界。条纹定位主要通过边缘检测、边界追踪等算法实现，以准确定位条形码的起始符和终止符。

4. 条纹切割

通过条纹定位后，需要将条形码图像中的条纹进行切割，以便进行后续的解码处理。条纹切割通常通过像素投影、峰值检测等方法实现，以获取条纹的起始和结束位置。

5. 条纹解码

条纹解码是条形码识别的核心过程，其目标是将条纹转换成实际的信息。条纹解码通常采用模板匹配、字符识别等算法，以将条纹转换成对应的字符。

四、条形码识别技术的优势 条形码识别技术具有以下优势：

1. 高效准确：条形码识别技术可以快速、准确地读取条形码信息，提高工作效率和准确性。

dna条形码的概念及原理

DNA条形码是一种利用生物信息学技术对生物样品进行标记和识别的高通量分析方法。它通过将特定的DNA序列与每个生物样品相关联，然后通过测序技术来读取这些DNA序列，从而实现对生物样品的快速鉴定和分类。

DNA条形码的原理基于DNA的核苷酸序列具有高度的变异性。在不同的生物种类中，一部分DNA序列会具有共同的特征，称为条形码区域。这些条形码区域中的DNA序列在不同的生物种类中会存在一定的差异，通过测序这些差异可以实现对生物样品的鉴定和分类。

DNA条形码的主要步骤如下：

1.DNA提取：首先需要从生物样品中提取出总的基因组DNA，例如从动植物组织、血液、体液或环境样品中提取DNA。

2.PCR扩增：使用PCR技术，将目标基因的条形码区域扩增成大量的DNA片段。PCR扩增需要设计一对引物，这对引物的两个末端可以与目标DNA序列的起始点和终止点互补结合。PCR扩增过程中可以选择引入条形码区域外的适配子，以便后续的样品区分和识别。

4. 二代测序：DNA条形码的测序采用二代测序技术，例如Illumina或ION Torrent等。它可以同时测序多个样品，并产生大量的短读长测序数据。

5.数据分析：测序完成后，需要使用生物信息学软件将测序数据进行处理和分析。首先，将测序数据与已知的DNA条形码库进行比对，以确定每个样品的DNA条形码区域序列。然后，对条形码区域的测序数据进行质量控制和过滤，得到高质量的测序结果。最后，使用聚类和分类算法对测序结果进行分析和鉴定，最终实现对生物样品的识别和分类。

DNA条形码技术的应用非常广泛。在生物多样性研究中，可以通过DNA条形码对野生动植物进行快速和准确的鉴定，实现对物种间关系、群落结构和环境变化等的研究。此外，DNA条形码还可以应用于食品安全监测、传染病防控、环境资源调查和监测等领域，为科学研究和实际应用提供强有力的支持。

总之，DNA条形码是一种利用DNA序列差异进行生物样品标记和识别的方法。通过提取、扩增、测序和分析DNA条形码区域的序列，可以实现对生物样品的快速鉴定和分类。DNA条形码技术在生物多样性研究和实际应用中具有广泛的应用前景。