基于OpenCV的條形碼檢測(cè)

發(fā)布時(shí)間：2021-05-27 15:02:29

基于OpenCV的條形碼檢測(cè)

在日常生活中，經(jīng)常會(huì)看到條形碼的應(yīng)用，比如超市買(mǎi)東西的生活，圖書(shū)館借書(shū)的時(shí)候... ...

那么這些東西是如何做到準(zhǔn)確檢測(cè)出條形碼的位置呢？

這就是今天要介紹的內(nèi)容了。

這篇文章的目標(biāo)是演示使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)條形碼的檢測(cè)。

通過(guò)本篇文章的學(xué)習(xí)，我們能學(xué)到的內(nèi)容包括：

1、圖像處理中常用的一些操作流程，包括濾波、閾值化處理、膨脹、腐蝕和輪廓查找等

2、更重要的一點(diǎn)，希望通過(guò)這個(gè)案例，能夠幫助大家建立分析問(wèn)題和處理問(wèn)題的思路

需要注意的是，這個(gè)算法并不適用于所有的條形碼，但是它應(yīng)該能給你一個(gè)基本的直覺(jué)，告訴你應(yīng)該應(yīng)用什么類(lèi)型的技術(shù)。

對(duì)于下面這個(gè)例子，我們將檢測(cè)下圖中的條形碼：

目標(biāo)：

找到條形碼的位置，而去除掉干擾的因素。

思路：

利用條形碼的自身特點(diǎn)，一般都是矩形形狀，而且條碼的條帶是黑色的，矩形區(qū)域是白色的。

首先，需要搭建好需要的開(kāi)發(fā)環(huán)境，Opencv，Qt5.9或Vs2017。

接下來(lái)寫(xiě)代碼：

首先將需要的頭文件添加到項(xiàng)目中，并將要識(shí)別的圖片路徑添加進(jìn)來(lái)。

接下來(lái)進(jìn)行實(shí)際的圖像處理：

首先我們先讀入圖片并將其轉(zhuǎn)換為灰度圖；

然后我們使用Scharr操作符去構(gòu)造圖片在水平和垂直方向上的梯度幅值表示。

這里，我們用Scharr算子的x方向梯度減去y方向的梯度。通過(guò)這個(gè)相減操作，我們就只剩下了高水平梯度和低垂直梯度的圖像區(qū)域。

我們上述原始圖像的梯度表示如下圖所示

請(qǐng)注意梯度操作是如何檢測(cè)出圖片的條形碼區(qū)域的。接下來(lái)的步驟是如何過(guò)濾掉圖片中的噪聲，重點(diǎn)關(guān)注條形碼區(qū)域。

我們做的第一件事是使用一個(gè)卷積核大小為9x9的均值濾波作用于梯度圖片。對(duì)圖片進(jìn)行這個(gè)操作將有助于平滑圖片中的高頻噪聲。

然后我將模糊化后的圖片進(jìn)行閾值化，在梯度圖片中，所有的像素點(diǎn)的灰度值低于120的將設(shè)為0（黑色），其余設(shè)為255（白色）。

模糊和閾值化處理后的輸出結(jié)果如下：

然而，正如你所看到的上圖閾值化圖片，在條形碼的垂直方向上存在這間隙。為了縮小這些間隙，并使得我們的算法更加容易的檢測(cè)出條形碼的“斑點(diǎn)”狀區(qū)域，我們需要執(zhí)行一些基礎(chǔ)的形態(tài)學(xué)操作：

我們通過(guò)使用函數(shù)cv2.getStructuringElement構(gòu)造一個(gè)矩形核。這個(gè)核的寬度大于高度，因此允許我們縮小條形碼垂直條帶之間的間隙。

當(dāng)然，現(xiàn)在圖片中非條形碼的區(qū)域存在著很多斑點(diǎn)，這將會(huì)干擾輪廓的檢測(cè)。

現(xiàn)在，我們繼續(xù)嘗試移除這些小的斑點(diǎn)。

我們現(xiàn)在要做的是進(jìn)行6次腐蝕操作，然后再進(jìn)行6次膨脹操作。腐蝕操作將會(huì)“腐蝕”掉圖片中的白色像素點(diǎn)，因此將會(huì)清除這些小的斑點(diǎn)，而膨脹操作將會(huì)“擴(kuò)張”剩余的白色像素，并使白色區(qū)域變長(zhǎng)。

如果在腐蝕過(guò)程中去除了小的斑點(diǎn)，則在膨脹的過(guò)程中不會(huì)再次出現(xiàn)。

在一系列的腐蝕和膨脹操作之后，這些小斑點(diǎn)已經(jīng)被成功的移除了，只剩下條形碼的區(qū)域。