论文总字数：23390字

摘 要

在光电技术、机器视觉技术中，数字图像的产生与分解是非常重要的。能够利用图像扫描方式从图像中解析出我们所需要的信息是机器视觉技术中最重要的环节。线阵CCD是工业领域常用的非接触自动检测设备的主要部件之一，可以用于非接触检测物体的尺寸、运动规律、位置、粗糙度、条码信息等诸多应用。本课题拟基于CCD设计搭建一套图像与条码扫描系统，并利用该系统解析图像与条码中的信息，深入了解CCD在各种收银机中条码扫描器及其在商品流通与库房管理方面的应用。

本文基于CCD搭建的图像与条码扫描系统的设计。论文概述了CCD的工作原理及特性，并且在介绍CCD的基础上，提出了扫描系统的总体构成。通过对系统的调整，以得到较清晰的图像。在完善的系统上扫描出清晰的图像后，利用软件对其进行信息识别以及图像分析。

关键词：CCD 条码 图像扫描 图像分析

Design of image and bar code scanning systems and information recognition

Abstract

The generation and decomposition of the digital image is very important in photoelectric and machine vision technology. The most important part of machine vision technology is that image scanning method can be used to parse out the information we need from the image. Linear CCD is one of the commonly used industrial non-contact automatic test equipment of the main components, it can be used to size non-contact detection of objects, movement of the position, the roughness, the bar code information, and many other applications. This paper intends to design and construction of a CCD-based image and bar code scanning system, and use the system to resolve the image and bar code information, in-depth understand the various cash register in the bar code scanner and its application in the circulation of commodities and warehouse management.

Content of the paper is designed to build a scanning system based on CCD to scan image and bar code. This paper summarizes the working principle and characteristics of CCD. Then, propose constitution of the scanning system based on the introduction of the CCD. Through adjusting the system, we can obtain a clearer picture. After scanning a clear image from the improved system, the appropriate software can be used to recognize the information and analysis the image.

Key Words: CCD; Bar code; Image scanning; Image analysis

目 录

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义 1

1.1.1 CCD扫描技术概述 1

1.1.2 CCD的工作原理 1

1.1.3 CCD扫描技术主要应用领域 2

1.1.4 课题研究的背景与意义 3

1.2 国内外研究现状及发展方向 3

1.3 条形码的发展与研究现状 4

1.4 论文的主要研究内容 5

第二章 线阵CCD及应用实验 6

2.1 TCD2252线阵CCD 6

2.1.1 基本特性 6

2.1.2 光学与电气特性参数 6

2.1.3 电路原理图 6

2.1.4 管脚分布图及定义 7

2.2 条形码的测量与识别 8

2.2.1 条码扫描原理 8

2.2.2 设计搭建条形码扫描系统 8

2.2.3 条形码扫描与分析 9

2.3本章小结 11

第三章 面阵CCD及图像扫描 12

3.1 面阵CCD的基本介绍 12

3.1.1 DL32型面阵CCD的结构 12

3.1.2 DL32型面阵CCD的结构 13

3.1.3 面阵CCD的特点 15

3.2 面阵CCD的应用 16

3.2.1 面阵CCD的数据采集 16

3.2.2 面阵CCD尺寸测量 20

3.2.3 面阵CCD颜色识别 26

3.3 图像扫描及处理 28

3.3.1 图像的点运算 28

3.3.2 图像的几何变换处理 32

3.3.3 图像增强 33

3.3.4 图像边缘检测与轮廓信息处理 35

3.4 本章小结 36

总结 37

参考文献 38

致谢 39

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.1.1 CCD扫描技术概述

半导体元器件、大规模集成电路以及计算机多媒体信息技术的飞速发展，极大地促进了数字图像的快速获取和输出技术日新月异的发展。同时，随着市场的需要与其他科技领域的创新，数字扫描技术逐渐延伸到更广泛的科技领域，比如印刷、医疗器械、产品在线质量检测、侦察监控与移动信息技术、可视电话、电视等领域，并逐渐形成信息时代的主体内容之一。

扫描是指对某一幅图像内指定位置的寻址，在扫描过程中，被寻址的最小单元是图像元素，即像素。^[1]而数字化是指将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程，对图像的数字化就是对图像上一个个小斑点按照顺序进行扫描。扫描、采样、量化这三个步骤组成了数字化的过程，经过数字化可以得到一幅图像的数字表示，就是数字图像。

为了将二维光学图像中按照空间分布的色度和亮度等光学信息转换为时序串行传输的信号，任何摄像器件都必须具有光电转换与扫描这两种功能。近年来，获得空前发展的图像传感器类型是电子自扫描图像传感器阵列，主要的几种类型有电荷耦合器件(CCD)阵列、光电二极管阵列、电荷注入器件(CID)阵列和互补金属氧化物半导体CMOS传感器。^[2]

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