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基于偏微分的条码复原技术研究

时间:2017-10-10 17:05来源:毕业论文
条码的恢复实际上是一个反卷积的过程,在数学和物理上称为反问题,而正则化方法正是常用的解决方法。将基于偏微分方程的总变分能量最小化的正则化方法应用到复原技术当中来
摘要条码技术作为一种重要的计算机自动识别技术,具有相当广泛的应用领域,近年来对于高密度条码识别的需求日益增多。由于光学系统点扩散函数的模糊作用,高密度条码临近边缘相互影响严重从而导致传统的边缘检测方法失效,因此需要事先对条码信号进行恢复。条码的恢复实际上是一个反卷积的过程,在数学物理上称为反问题,而正则化方法正是常用的解决方法。将基于偏微分方程的总变分能量最小化的正则化方法应用到复原技术当中来,以达到解决高密度条码复原问题的目的。该方法的优点是去噪的同时能够有效地保持边缘信息。最后对该算进行了仿真,结果表明当点扩散函数标准偏差大于条码最小间距时,在保证一定信噪比的情况下,仍能够有效复原,证明了该方法有效性。14123
关键词  条码信号 总变分最小化 正则化 反降晰 复原技术
Abstract
As an important auto-identification, barcode technology is widely applied. These years, the requirement for high density barcode signal is increasing. Because of the blurring of PSF, the influence between adjacent edges becomes serious in high density barcode signals and the traditional approach based on edge detecting will fail to recognize these signals correctly. So we need to recover the barcode signal beforehand. In fact, the recovery of barcode is a process of deconvolution which is a kind of inverse problems to which regularization is generally the resolvent. The total variation minimization method based on patial differential equation will be applied to realize the recovery of high density barcode signal at large sight stadia. This method is good at removing noise while preserving the edge information simultaneously. In the end, the simulation results show that the effective recovery can be realized even if the standard deviation is greater than the smallest length of the barcode with propriate snr, which proves that this recovering method is realiable.    源自六[维^论'文]网.加7位QQ3249'114 www.lwfree.cn
Keywords    barcode signal   total variation minimization   regularization   deblurring   recovery    
目  录
1引言    1
1.1  课题背景及研究的意义    1
1.2  作者在论文期间所做的主要工作以及论文主要内容    3
2  条形码信号的成像机理    4
2.1 光学成像基础知识    4
2.2 条码成像模型    5
2.3 条形码信号的识别和复原    6
2.3.1 条码的识别以及边缘检测失效的原因    6
2.3.2 条码的复原    8
3  基于总变分最小化的图像盲复原    8
3.1  反卷积问题的正则化    8
3.2  Euler-Lagrange方程    10
4  求解微分方程的数值算法    12
5.  算法仿真    13
5.1  理论分析    13
5.2  初值σ的估计    13
5.3  仿真对比    14
总结    21
致谢    22
参考文献    23
1引言
1.1  课题背景及研究的意义
条形码技术是随着计算机与信息技术的发展和应用而诞生的,它是集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新型技术 。近年来条形码技术愈来愈为人们所认识和接受,已成为当今主要的计算机自动识别技术之一。条形码是将宽度不等的多个黑条和空白,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标示符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息。条形码的优越性有1.可靠性强:条形码的读取准确率远远超过人工记录,平均每15000个字符才会出现一个错误。 2.效率高:条形码的读取速度很快,相当于每秒40个字符。 3.成本低:与其它自动化识别技术相比较,条形码技术仅仅需要一小张贴纸和相对构造简单的光学扫描仪,成本相当低廉。 4.易于制作:条形码的编写很简单,制作也仅仅需要印刷,被称作为“可印刷的计算机语言”。 5.构造简单:条形码识别设备的构造简单,使用方便。 6.灵活实用:条形码符号可以手工键盘输入,也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别,还可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统、医疗卫生、军事工程和各种类型的科研项目等许多领域都得到了广泛的应用 。 基于偏微分的条码复原技术研究:http://www.lwfree.cn/wuli/20171010/14565.html
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