[發明專利]一種基于計算全息的破損條形碼識別方法

在審

• 申請號: 201711002313.0
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107766769A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 李賀賀;李曉飏;馬連輝;馬東方;陳夢茹
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G06K7/14
• 分類號: G06K7/14
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 孫笑飛

技術領域

本發明涉及使用灰度全息圖儲存信息及再現的技術領域，具體地說是一種基于計算全息的破損條形碼識別方法。

背景技術

全息術最早于1947年由英國物理學家DeniseGabor發現，1960年激光的出現，提供了一種高相干性光源，為全息技術的進一步發展提供了可能，自此光學全息迅速發展。現今光學全息術的發展已經處于極盛時期，且隨著數字計算機與計算技術的迅速提高，人們廣泛地使用計算機去模擬、運算、處理各種光學過程以及控制計算機繪圖。受到這兩個不同因素刺激，20世紀中后期發展起來一種建立在數字計算與現代光學的基礎之上的計算全息技術。自從1965年德國光學專家羅曼(A.W.Lohmann)使用計算機控制的繪圖儀做出了世界上第一張計算全息圖之后，又有科學家提出了多種計算全息的編碼制作技術，高精度的計算全息圖的制作已成為現實。

條形碼是由美國的N.T.Woodland在1949年首先提出來的一種攜帶信息的識別碼，近年來，隨著計算機應用的不斷普及，條形碼的應用得到了很大的發展。在此所說的條形碼為一維條形碼，它可以涵蓋物品的很多信息，如出品的國家、廠家、商品的名稱、生產日期、圖書信件的信息，所以越來越被廣泛應用。但常用的條形碼容易破損，被污染等導致無法進行掃描識別，從而帶來不必要的損失。

本發明提出了一種條形碼的全息防破損方法，使用計算全息的方法將條形碼進行編碼處理，并達到才條形碼破損的情況下仍然能夠進行讀取的目的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于計算全息的破損條形碼識別方法，使得具有碎片再現能力，解決目前條形碼容易破損、被污染等導致無法掃描識別的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種基于計算全息的破損條形碼識別方法，包括以下步驟：

步驟一、使用計算機對生成的標準條形碼進行全息編碼轉化為灰度全息圖，將此灰度全息圖打印到標準條形碼一側，當原標準條形碼破損時使用該灰度全息圖輔助識別；

步驟二、當條形碼破損時，利用具有解碼能力的掃描器，掃描標準條形碼一側的灰度全息圖，將包含條形碼信息的灰度全息圖解碼，識別條形碼。

本發明所述步驟一中對生成的標準條形碼進行全息編碼轉化為灰度全息圖的具體方法為：

(1)采用圖片讀取的方法讀取標準條形碼，并對其進行數字化轉換，得到標準條形碼的數字圖像O₀(x₀,y₀)；

(2)對標準條形碼的數字圖像O₀(x₀,y₀)進行離散傅里葉變換，得到其頻譜信息O(x,y)：

其中j為虛數單位，為頻譜的相位；

定義離軸平面參考波頻譜R(x,y)為：

R(x,y)＝R*exp[j*2παx]，

其中R為離軸平面參考波的振幅函數，α為參考波的空間頻率；

(3)采用博奇編碼，模擬光學全息圖制作過程，得到灰度全息圖的透過率函數h(x,y):

h(x,y)＝|O(x,y)|²+|R(x,y)|²+O^*(x,y)R(x,y)+O(x,y)R^*(x,y)

其中零極項|O(x,y)|²+|R(x,y)|²對再現沒有貢獻，且會增加計算量及噪聲，因此將上式簡化為：

其中a為常數，O^*(x,y)表示物光波共軛，R^*(x,y)表示參考波共軛，為參考波的相位信息，為物光波的相位信息。

本發明所述步驟二中識別破損條形碼的具體方法為：對于灰度全息圖完整情況下的再現圖，直接通過掃描器掃描灰度全息圖識別讀取；當灰度全息圖破損時，通過判斷特征點密度的方法對灰度全息圖進行重構從而解讀條形碼信息。

本發明所述掃描器對灰度全息圖進行掃描識別的具體方法為：用特定的光波照射灰度全息圖，對灰度全息圖的透過率函數做傅里葉逆變換得到原條形碼Object：