Barcode Recognition / pharmacode-decoder

Pharmacodeリーダーを製作しました。
アルゴリズムなどの解説資料です。

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1. バーコード認識の実装 RICORA - shun74
2. 扱うバーコード Pharmacode (ファーマコード) • 医薬品業界向けバーコードの世界標準 • {太い、細い}黒線の2種類を組み合わせるシンプルな設計 Pharmacodeの例 • 決まった長さを持たない • ある番号を表す(アルファベットを含まない)
3. Pharmacodeのデコード • Pharmacodeは右から順に計算することでデコードできる 1. 一番右から0, 1, 2…と線に番号を付ける 2. i番目の線が太かったら2^(i+1)を細かったら2^iを足す • 画像のPharmacodeは計算すると... 2^0 + 2^1 + 2^3 + 2^4 + 2^5 + 2^5 = 1 + 2 + 8 + 16 + 32 + 32 = 91
4. バーコード認識アルゴリズム 以下のステップで認識を行う 1. 画像のグレイスケール化⇢白黒化 ⇣ 2. 白黒画像のパターンの取得 ⇣ 3. パターンのデコード ⇣ 4. デコード結果の結合 ⇣ 5. バーコード部分を塗りつぶして2に戻る ⇣ 6. すべてのバーコードを検出したら終了
5. 画像のグレイスケール化⇢白黒化 • 画像を加工して特徴を捉えやすくする ⇢ ⇢ 元画像(RGB) グレイスケール画像 白黒画像 • 白黒の2値にすることで処理が簡単に！
6. 白=255、黒=0となっている 白黒画像のパターンの取得 • 白黒画像のバーコードを値のパターンから検出する • バーコードのあるラインには特定のパターンが発生する
7. 白黒画像のパターンの取得 パターンを検出する方針 1. 同じ幅の白区間が複数並んでいる場所を検出 2. 白と黒の幅を比較して太い線か細い線かを判定 • 白区間の幅に外れ値がないかをチェック ⇢ ノイズを排除しやすくなる • 予め白区間の幅を指定しない ⇢ 様々な大きさのバーコードを検出可能
8. パターンのデコード • 取得できたパターンからpharmacodeの値を計算 • このラインからは755が検出される • パターンがない場合は0としておく
9. デコード結果の結合 • 各ラインの結果を統合してバーコード領域を特定 • 緑の線の範囲はデコード結果が755と なっているはず • 同じ数値が一番長く続いた区間を検 出結果とする
10. 複数バーコードがある場合は？ • 検出された部分を塗りつぶして検出をやりなおす ⇢⇢⇢ • バーコードが検出されなくなるまで繰り返すことで全て検出可能
11. 検出結果 バーコード領域をきれいに検出できている！
12. その他工夫 • 画像にガンマ補正＋鮮明化の前処理を行う ⇢ ブレに強くなる • 白黒化はラインごとに行う ⇢ よりノイズに強い白黒化 • ラインごとの処理を並列化 ⇢ 並列化により処理を高速化
13. 実装 GitHub：https://github.com/shun74/Barcode-Recognition