二维条码PDF417的高速读取和识别
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摘要
条码技术自问世 20 多年来发展迅速，在各个行业得到广泛的应用。随着科
技的发展，一维条码由于受到信息容量的限制和使用时对数据库的依赖，在很多
场合已不能满足需要。于是就产生了二维条码。在众多二维条码中，PDF417 的
应用最为广泛。
本课题的主要任务是 PDF417 二维条码图象的高速读取和识别。二维条码图
象的读取是由图象高速读取装置完成的，其前端是采用 OmniVision 公司的
OV7110 黑白数字传感器，后端采用 CPLD 设计的数据采集控制器。这种采取硬
件读取图象的方式使得数据读取的速度大大的加快。图象读取装置将条码图象转
化为数字图象后传送至计算机中，由计算机中的图象处理程序对图象数据进行处
理。然后在条码中定位单个码字符号的图象，最后利用投影算法识别出单个码字
符号。
通过多次试验，本课题二维条码识别系统对 PDF417 条码的读取速度和识别
结果比较满意。
The barcode technology has been developing rapidly since 20th century and has
been used in various application field. With the development of technology, the 1D
barcode can no longer meet the society’s needs because of its limitary information
capacity and dependence on the database , so the various 2D barcodes came into use,
among which the PDF417 barcode is most widely used.
This paper discusses acquiring image of PDF417 2D with high speed and
recognition of it . Image is acquired by OV7110 image sensor under the control of
CPLD. This method can accelerate the speed of image acquiring. The barcode
image is transformed into digital information and then transferred to the PC computer.
The image of PDF417 2D barcode is processed by the program on the PC computer.
Then the image is further segmented to locate the single codeword image and it’s
recognized by projection algorithm.
The result shows that the performance of the system is good, which suffices to
the requirement of the practical use.
技的发展，一维条码由于受到信息容量的限制和使用时对数据库的依赖，在很多
场合已不能满足需要。于是就产生了二维条码。在众多二维条码中，PDF417 的
应用最为广泛。
本课题的主要任务是 PDF417 二维条码图象的高速读取和识别。二维条码图
象的读取是由图象高速读取装置完成的，其前端是采用 OmniVision 公司的
OV7110 黑白数字传感器，后端采用 CPLD 设计的数据采集控制器。这种采取硬
件读取图象的方式使得数据读取的速度大大的加快。图象读取装置将条码图象转
化为数字图象后传送至计算机中，由计算机中的图象处理程序对图象数据进行处
理。然后在条码中定位单个码字符号的图象，最后利用投影算法识别出单个码字
符号。
通过多次试验，本课题二维条码识别系统对 PDF417 条码的读取速度和识别
结果比较满意。
The barcode technology has been developing rapidly since 20th century and has
been used in various application field. With the development of technology, the 1D
barcode can no longer meet the society’s needs because of its limitary information
capacity and dependence on the database , so the various 2D barcodes came into use,
among which the PDF417 barcode is most widely used.
This paper discusses acquiring image of PDF417 2D with high speed and
recognition of it . Image is acquired by OV7110 image sensor under the control of
CPLD. This method can accelerate the speed of image acquiring. The barcode
image is transformed into digital information and then transferred to the PC computer.
The image of PDF417 2D barcode is processed by the program on the PC computer.
Then the image is further segmented to locate the single codeword image and it’s
recognized by projection algorithm.
The result shows that the performance of the system is good, which suffices to
the requirement of the practical use.
引文
【1】 郑文超。条码技术指南.中国标准出版社，2003 ：4~6
【2】 Sriram T,Rao V K.Application of Barcode Technology in Automated
Storage&Retrieval Systems. IECON Proceedings,1996,1:5~10;
【3】 张铎， 王耀球。条码技术与电子数据交换。中国铁道出版社，1998：125～
126
【4】王庆有。图象传感器应用技术。 电子工业出版社，2003：247～267
【5】潘松。EDA 技术实用教程。科学出版社 ，2002：24
【6】宋万杰， 罗丰， 吴顺君。CPLD 技术及其应用。 西安电子科技大学出版
社 ，1999：76～77；
【7】辛春艳。VHDL 硬件描叙语言。 国防工业出版社，2002：114
【8】侯伯亨。VHDL 硬件描叙语言与数字逻辑电路。西安电子科技大学，1999：
203～204
【9】赵亮。单片机 C 语言编程与实例。人民邮电出版社，2003：144～145，207～
209
【10】谢瑞和。串行技术大全。 清华大学出版社，2003：233～246
【11】马忠梅等。单片机的 C 语言应用程序设计。 北京航空航天大学出版社，
1999：78～79
【12】汪国有等。一种新的大视场景象的几何失真校正方法。数据采集与处理，
1996 年 6 月，第 11 卷第 2 期
【13】阮秋琦。数字图象处理学。电子工业出版社 ，2001：330
【14】Joreme J D. A method for correcting geometric distortion in video
camera .Proc of 1985 IEEE NATA erospace and Electronics Conf OH,
1985,1382~1388
【15】Hideaki Haneishi,Yutaka Yagihashi,and Yoichi Miyake. A New Method for
Distortion Correction of Electronic Endoscope Images.IEEE Transactions On
Medical Imaging ,vol 14.NO.3,SEPTEMBER 1995:548~555;
－61－
参考文献
【16】李玲芝。遥感图象几何校正的有限元法。中国空间科学技术，1989，9（2）：
24～31；
【17】Chao Zhang , James P.Helferty, Geoffrey McLennnan and William E.Higgins.
Nonlinear Distortion Correction In Endoscopic Vido Images.IEEE,2000：
439~442
【18】许志祥等。摄像机定标及误差分析。自动化学报，1993，19（1）：115～
117；
【19】Tsai R.Y.A versatile camera calibration technique for high accuracy 3D
machine vision metrology using off-the-shelf TV cameras and lenses .IEEE
Journal of Robotics and Automation ,1987,RA-3(4):323~344;
【20】Juyang W, Paul C,March. Camera calibration with distortion models and
accuracy evaluation .IEEE Trans on PAMI,1992,14(10):965~980
【21】Yoshihiko N,Michihiro S,HiroshiN,Etal. Simple Calibration Algorithm For
High-distortion-lens camera. IEEE Trans on PAMI,1992,14(11):1095~1099;
【22】H.Tian, T.Srikanthan, K.Vijayan Asari, S.K.Lam. Study on the Effect of
Object to Camera Distance on Polynomid Expansion Coefficients in Brarrel
Distortion Correction. Fifth IEEE Southwest Symposium on Image Analysis
and Interpretation,2002.
【23】Yung-Chieh Lin and Chiou-Shann Fuh. Distortion Correction for Digital
Cameras. Anais do X SIBGRAPI,outubro de 1998.
【24】徐萃薇。计算方法引论。 高等教育出版社 ，1985：47，54～57；
【25】J.H.Graham and T.G..Kennedy. Shape Corrections for Digital Images Formed
by Wide Angle Lenses. IEEE ,1984:122~129
【26】郎锐。数字图象处理学 Visual c++实现。 北京希望电子出版社 2002：
126～129，134～135，257～258；
【27】何斌等。Visual c++数字图象处理 。人民邮电出版社 2001；199～206，
－62－
参考文献
386～387；
【28】章毓晋。图象处理和分析。清华大学出版社，1999：179～181
【29】Rosenfeld A,Thursron M. Edge and Curve Detection for Visual Scene
Analysis.IEEE Trans on Comput,1971,20:562~596;
【 30 】 Canny J. A Computational Approach to Edge Detection. IEEE
TPAMI,1986,8(6):679~698;
【31】Pavlidis T,Liow Y T.Integrating Region Growing and Edge Detection.
1990,IEEE PAMI-12:225~233;
【32】Mallat S ,Zhong S. Characterization of Signals from Multiscale Edges.IEEE
Trans. Pattern Anal Machine Intell,1992,14(7):710~732
【33】容观澳,计算机图象处理 。清华大学出版社，2000：144～149；
【34】Xue J H, Zhang Y J,Lin X G..1998. Threshold Selection Using
Cross-entropy and Fuzzy Divergence. SPIE 3561:152~162
【35】Weszka J S,Ronsenfeld A.Histogram Modification for Threshold
Selection. IEEE-SMC1979(9):38-72
【36】Clinque L,Levialdi S,Losenfield A. Fast Pyramidal Algorithms for
Image Threshold. Pattern Recognition,1995,28(6);
【37】Ballard D H. Generalizing The Hough Transform to Detect Arbitrary
Shapes. Pattern Recognition, 1981(13):876~880;
【38】 Ottaviani E, Pavan A. Framework for 2D Barcode Reading IEE
Conference Publication ,1999,465 II:652~655;
【39】刘宁钟。基于投影算法的二维条码识别。计算机工程 2002.9：32～33；
【40】Shellhammer S J,Goren D P.Novel Signal-processing Techniques in
Barcode Scanning .IEEE Robotics&Automation
Magazine,1999,6(1):57～65；
【41】丁金德。 二维条码 PDF417 的识别,北京工业大学智能信息处理技术及其
应用专业的硕士毕业论文。2000：56~62；
【2】 Sriram T,Rao V K.Application of Barcode Technology in Automated
Storage&Retrieval Systems. IECON Proceedings,1996,1:5~10;
【3】 张铎， 王耀球。条码技术与电子数据交换。中国铁道出版社，1998：125～
126
【4】王庆有。图象传感器应用技术。 电子工业出版社，2003：247～267
【5】潘松。EDA 技术实用教程。科学出版社 ，2002：24
【6】宋万杰， 罗丰， 吴顺君。CPLD 技术及其应用。 西安电子科技大学出版
社 ，1999：76～77；
【7】辛春艳。VHDL 硬件描叙语言。 国防工业出版社，2002：114
【8】侯伯亨。VHDL 硬件描叙语言与数字逻辑电路。西安电子科技大学，1999：
203～204
【9】赵亮。单片机 C 语言编程与实例。人民邮电出版社，2003：144～145，207～
209
【10】谢瑞和。串行技术大全。 清华大学出版社，2003：233～246
【11】马忠梅等。单片机的 C 语言应用程序设计。 北京航空航天大学出版社，
1999：78～79
【12】汪国有等。一种新的大视场景象的几何失真校正方法。数据采集与处理，
1996 年 6 月，第 11 卷第 2 期
【13】阮秋琦。数字图象处理学。电子工业出版社 ，2001：330
【14】Joreme J D. A method for correcting geometric distortion in video
camera .Proc of 1985 IEEE NATA erospace and Electronics Conf OH,
1985,1382~1388
【15】Hideaki Haneishi,Yutaka Yagihashi,and Yoichi Miyake. A New Method for
Distortion Correction of Electronic Endoscope Images.IEEE Transactions On
Medical Imaging ,vol 14.NO.3,SEPTEMBER 1995:548~555;
－61－
参考文献
【16】李玲芝。遥感图象几何校正的有限元法。中国空间科学技术，1989，9（2）：
24～31；
【17】Chao Zhang , James P.Helferty, Geoffrey McLennnan and William E.Higgins.
Nonlinear Distortion Correction In Endoscopic Vido Images.IEEE,2000：
439~442
【18】许志祥等。摄像机定标及误差分析。自动化学报，1993，19（1）：115～
117；
【19】Tsai R.Y.A versatile camera calibration technique for high accuracy 3D
machine vision metrology using off-the-shelf TV cameras and lenses .IEEE
Journal of Robotics and Automation ,1987,RA-3(4):323~344;
【20】Juyang W, Paul C,March. Camera calibration with distortion models and
accuracy evaluation .IEEE Trans on PAMI,1992,14(10):965~980
【21】Yoshihiko N,Michihiro S,HiroshiN,Etal. Simple Calibration Algorithm For
High-distortion-lens camera. IEEE Trans on PAMI,1992,14(11):1095~1099;
【22】H.Tian, T.Srikanthan, K.Vijayan Asari, S.K.Lam. Study on the Effect of
Object to Camera Distance on Polynomid Expansion Coefficients in Brarrel
Distortion Correction. Fifth IEEE Southwest Symposium on Image Analysis
and Interpretation,2002.
【23】Yung-Chieh Lin and Chiou-Shann Fuh. Distortion Correction for Digital
Cameras. Anais do X SIBGRAPI,outubro de 1998.
【24】徐萃薇。计算方法引论。 高等教育出版社 ，1985：47，54～57；
【25】J.H.Graham and T.G..Kennedy. Shape Corrections for Digital Images Formed
by Wide Angle Lenses. IEEE ,1984:122~129
【26】郎锐。数字图象处理学 Visual c++实现。 北京希望电子出版社 2002：
126～129，134～135，257～258；
【27】何斌等。Visual c++数字图象处理 。人民邮电出版社 2001；199～206，
－62－
参考文献
386～387；
【28】章毓晋。图象处理和分析。清华大学出版社，1999：179～181
【29】Rosenfeld A,Thursron M. Edge and Curve Detection for Visual Scene
Analysis.IEEE Trans on Comput,1971,20:562~596;
【 30 】 Canny J. A Computational Approach to Edge Detection. IEEE
TPAMI,1986,8(6):679~698;
【31】Pavlidis T,Liow Y T.Integrating Region Growing and Edge Detection.
1990,IEEE PAMI-12:225~233;
【32】Mallat S ,Zhong S. Characterization of Signals from Multiscale Edges.IEEE
Trans. Pattern Anal Machine Intell,1992,14(7):710~732
【33】容观澳,计算机图象处理 。清华大学出版社，2000：144～149；
【34】Xue J H, Zhang Y J,Lin X G..1998. Threshold Selection Using
Cross-entropy and Fuzzy Divergence. SPIE 3561:152~162
【35】Weszka J S,Ronsenfeld A.Histogram Modification for Threshold
Selection. IEEE-SMC1979(9):38-72
【36】Clinque L,Levialdi S,Losenfield A. Fast Pyramidal Algorithms for
Image Threshold. Pattern Recognition,1995,28(6);
【37】Ballard D H. Generalizing The Hough Transform to Detect Arbitrary
Shapes. Pattern Recognition, 1981(13):876~880;
【38】 Ottaviani E, Pavan A. Framework for 2D Barcode Reading IEE
Conference Publication ,1999,465 II:652~655;
【39】刘宁钟。基于投影算法的二维条码识别。计算机工程 2002.9：32～33；
【40】Shellhammer S J,Goren D P.Novel Signal-processing Techniques in
Barcode Scanning .IEEE Robotics&Automation
Magazine,1999,6(1):57～65；
【41】丁金德。 二维条码 PDF417 的识别,北京工业大学智能信息处理技术及其
应用专业的硕士毕业论文。2000：56~62；