基于HALCON的喷码光学字符识别.doc

研究生
《机器视觉》
课程论文

题目(中文)：基于HALCON的喷码光学字符识别
（英文）：BasedonHALCONequipmentsofopticalcharacterrecognition姓名学号院（系）专业、年级任课老师

2015年6月30日

基于HALCON的喷码光学字符识别

湖南理工学院信息与通信工程学院

摘要：大规模自动化流水线生产的化妆品，其批次信息对仓储管理系统至关重要。因此有必要研究一种运行速度快、识别率高和鲁棒性好的瓶底喷码字符识别系统。现有基于机器视觉的智能检测技术是实现其生产质量快速、自动检测与控制的新型重要手段。在此基础上，本文介绍了基于HALCON机器视觉软件的检测系统和针对化妆品瓶底批号的图像处理关键技术，包括灰度值调整、形态学运算、字符分割及识别数字对象。

关键词：机器视觉；HALCON；批号检测；OCR图像处理

1.引言
随着计算机软件、硬件的发展,数字图像处理的理论和方法不断完善,利用机器视觉实现产品质量无接触自动检测的技术已逐渐变得切实可行，因此我们尝试将机器视觉技术应用于包装批号检测中，以实现生产的快速、自动检测与控制。机器视觉又称计算机视觉,是用计算机来实现人的视觉功能，也就是用机器代替人眼来做测量和判断[1-2]。机器视觉技术包含光源照明技术、光成像技术、传感器技术、数字图像处理技术、机械工程技术、检测控制技术、模拟与数字视频技术、计算机技术、人机接口技术等相关技术[3-5]，是实现计算机集成系统的基础技术。
机器视觉目前应用极其广泛，例如利用人脸、虹膜、指纹等识别技术来实现安保功能；利用视觉监控系统识别环境中发生的异常事件，如陌生人的侵入、异常行动；利用视频监控技术的智能交通管理系统、视频检索；用于军事目的的自动目标检测等[6]，都应用机器视觉技术来解决问题。正如视觉是人类在自然环境与社会环境生存不可缺少的最重要感知器官，机器视觉也是信息技术中一门至关重要的技术。

1.1.HALCON软件简介
德国MVtec公司的图像处理软件HALCON，是世界公认具有最佳效能的机器视觉软件。它发源自学术界，由一千多个各自独立的函数，以及底层的数据管理核心组成。其中包含了各类滤波、色彩分析及几何、数学变换、形态学计算分析、校正、分类、辨识、形状搜索等等基本的几何及图像计算功能。它提供了一个全面的视觉处理库，包含了所有标准和高级的图像处理方法，覆盖了从不同的硬件采集图像到高级的模式匹配算法；提供了机器视觉应用程序中通常所需要的一些工具，如文件处理、数据分析、算法操作或分类等。另外，它还具有快速原型化和开放结构的重要特征，通过交互编程环境迅速开发机器视觉应用程序，或加入新的算子来融合自己的视觉功能。本文利用HALCON机器视觉软件实现对化妆品底盖喷码字符识别。

1.2.OCR研究现状
OCR的概念是在1929年由德国科学家Tausheck最先提出来的，后来美国科学家Handel也提出了利用技术对文字进行识别的想法。而最早对印刷体汉字识别进行研究的是IBM公司的Casey和Nagy，1966年他们发表了第一篇关于汉字识别的文章，采用了模板匹配法识别了1000个印刷体汉字。
早在60、70年代，世界各国就开始有OCR的研究，而研究的初期，多以文字的识别方法研究为主，且识别的文字仅为0至9的数字。以同样拥有方块文字的日本为例，1960年左右开始研究OCR的基本识别理论，初期以数字为对象，直至1965至1970年之间开始有一些简单的产品，如印刷文字的邮政编码识别系统，识别邮件上的邮政编码，帮助邮局作区域分信的作业；也因此至今邮政编码一直是各国所倡导的地址书写方式。
20世纪70年代初，日本的学者开始研究汉字识别，并做了大量的工作。中国在OCR技术方面的研究工作起步较晚，在70年代才开始对数字、英文字母及符号的识别进行研究，70年代末开始进行汉字识别的研究，到1986年，我国提出“863”高新科技研究计划，汉字识别的研究进入一个实质性的阶段，清华大学的丁晓青教授和中科院分别开发研究，相继推出了中文OCR产品，现为中国最领先汉字OCR技术。早期的OCR软件，由于识别率及产品化等多方面的因素，未能达到实际要求。同时，由于硬件设备成本高，运行速度慢，也没有达到实用的程度。只有个别部门，如信息部门、新闻出版单位等使用OCR软件。进入20世纪90年代以后，随着平台式扫描仪的广泛应用，以及我国信息自动化和办公自动化的普及，大大推动了OCR技术的进一步发展，使OCR的识别正确率、识别速度满足了广大用户的要求。

图像处理关键技术
针对喷码光学字符检测，我们采用HALCON软件的OCR图像处理方法。OCR就是用于阅读和识别符号的方法，它被定义成解释图像某区域的任务，这些区域包括