一種基於條形碼的目標識別方法及應用系統的製作方法
2023-06-06 04:04:51 2
專利名稱：一種基於條形碼的目標識別方法及應用系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於條形碼的目標識別方法及應用系統，應用於物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。
背景技術：
條形碼是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條(簡稱條)和白條(簡稱空)排成的平行線圖案。條形碼可以標出物品的生產國、製造廠家、商品名稱、生產日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統等許多領域都得到廣泛的應用。目前條形碼有一維條形碼、二維條形碼、複合條碼、彩色條形碼。彩色條形碼將色彩信息加入條形碼編碼信息，可以增加條形碼信息容量。目前條形碼的讀取設備是掃描器，掃描器分為光筆、紅光CCD、雷射、影像等，掃描器的光電器件的電信號輸出到條碼掃描器的放大電路增強信號之後，再送到整形電路將模擬信號轉換成數位訊號，白條、黑條的寬度不同，相應的電信號持續時間長短也不同，然後解碼器通過測量脈衝數字電信號0，I的數目來判別條和空的數目，通過測量0，I信號持續的時間來判別條和空的寬度，根據對應的編碼規則(例如:EAN-8碼)，將條形符號換成相應的編碼，如數字、字符信息，最後由計算機系統進行數據處理與管理，物品的詳細信息便被識別了。
發明內容
本發明的目的是基於條形碼的目標識別方法及應用系統實現對物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。本發明所述條形碼包括一維條形碼、二維條形碼、複合條碼、彩色條形碼。本發明條形碼對應編碼，編碼對應包括標識在內的一組信息資料庫。本發明一個條形碼對應一個編碼，一個編碼至少對應一個標識信息。本發明有至少兩個以上的條形碼，所述至少兩個以上的條形碼對應至少兩個以上的編碼，所述至少兩個以上的編碼組成關聯數據組。本發明的技術方案是:
一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:系統包括攝像單元、條形碼識別單元、編碼查詢單元、資料庫、視頻處理單元、顯示單元、目標表面附著的條形碼，攝像單元負責獲取目標圖像，條形碼識別單元負責識別目標條形碼的編碼，編碼查詢單元負責以編碼檢索資料庫中編碼對應的標識及信息，視頻處理單元負責標識及信息的視頻插入，顯示單元負責顯示包含目標標識及信息的視頻圖像。
所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:系統還包括編碼處理單元、執行單元，編碼處理單元負責處理編碼對應的目標的運動信息或輸出編碼對應的控制信號，執行單元負責執行編碼對應的控制信號。進一步，所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:系統還包括目標運動特徵模型計算單元，目標運動特徵模型計算單元負責目標運動特徵計算、統計。進一步，所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:執行單元是交通信號燈系統，或門禁系統，或報警系統。所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:目標表面附著的條形碼有一個，或兩個，或兩個以上。進一步，所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:目標表面附著的條形碼由反光材料製成。所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:表面附著條形碼的目標是人類服裝、或帽子、或車輛、或動物。一種基於條形碼的目標識別方法，其步驟是:1、獲取圖像幀；2、確定條形碼目標區域；3、條形碼識別；4、條形碼識別判斷:識別失敗則結束識別，識別成功則暫存編碼並提取資料庫中所述編碼對應的標識；5、生成標識插入幀信號；6、在監控圖像目標處顯示標識；7、返回步驟I。或，一種基於條形碼的目標識別方法，其步驟是:1、獲取圖像幀；2、確定條形碼目標區域；3、條形碼識別；4、條形碼識別判斷:識別失敗則返回步驟1，識別成功則暫存編碼並提取資料庫中所述編碼對應的標識；5、生成標識插入幀信號；6、在監控圖像目標處顯示標識；7、對目標圖像進行跟蹤。所述條形碼的識別方法還包括步驟:確定條形碼目標區域後有調整條形碼圖像方向的步驟，以便於識別定位；或有識別定位方向調整的步驟，以便識別定位方向符合條形碼圖像方向。進一步，所述的一種基於條形碼的目標識別方法，其步驟還包括:對暫存編碼進行是否是關聯編碼的判斷。進一步，其步驟還包括:對關聯編碼對應的目標進行跟蹤，並對目標進行記錄、統計、運動特徵模型計算、基於模型的數據處理。所述關聯編碼對應的條形碼附著於人類服裝不同位置用於跟蹤、記錄、處理目標運動特徵。所述關聯編碼對應的條形碼附著於動物體不同體位用於跟蹤、記錄、處理動物運動特徵。所述關聯編碼對應的條形碼附著於車隊不同的車輛用於跟蹤、記錄、控制車隊的通行。現有的條形碼識別方法有圖像條形碼識別及識別定位方法描述的公開技術如:中國專利公告201110109589.5條形碼圖像識別方法。本發明的有益效果是:在現有的視頻監控系統中運行本發明所述程序軟體實現對附著條形碼的物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。如通過視頻監控實時顯示被監控對象的身份信息:囚犯身著經編碼的反光條囚服在監控圖像上實時顯示囚犯身份信息；警察或環衛人員身著經編碼的反光條安全服在交通監控系統中識別及管理人員身份；學生身著經編碼的反光條安全服在交通監控系統中識別學生身份並控制交通信號燈；特種車輛附著條形碼在交通監控系統中識別車輛身份並控制交通信號燈；車隊附著關聯數據條形碼在交通監控系統中識別車隊身份並控制交通信號燈；動物附著條形碼在監控系統中識別動物身份並進行管理。
圖1為條形碼識別區域示意圖。圖2為條形碼編碼資料庫對應關係示意圖。圖3為基於條形碼的目標識別方法的應用系統示意圖。圖4為基於條形碼的目標識別方法的程序流程圖。圖5為基於條形碼的目標識別方法的另一程序流程圖。圖6為關聯編碼識別及跟蹤、處理的程序流程圖。圖7為條形碼布置在人類服裝不同部位的示意圖。圖8為關聯編碼對應的條形碼附著在車隊上的實施示意圖。
具體實施例方式 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1為條形碼識別區域示意圖。條形碼識別區域至少包括一個條形碼，圖中例舉條形碼1、條形碼2、……條形碼n，條形碼對應的編碼可以是單獨編碼，或關聯編碼。圖2為條形碼編碼資料庫對應關係示意圖。一個條形碼對應一個編碼，一個編碼對應一組至少包含標識的信息數據組，如條形碼I對應編碼1，編碼I對應包含標識的一組數據組，數據組中包含標識、信息1，……信息η。關聯數據編碼模式:條形碼1、條形碼2，……條形碼η為關聯條形碼，對應的編碼1、編碼2、……編碼η為關聯編碼，編碼對應各自的標識及信息數據組。單獨編碼模式:僅保留條形碼1、對應的編碼1、編碼I對應的包含標識的信息數據組。圖3為基於條形碼的目標識別方法的應用系統示意圖。系統包括攝像單元、條形碼識別單元、編碼查詢單元、資料庫、視頻處理單元、顯示單元、目標1、目標2、目標3、……目標η表面附著的條形碼，攝像單元負責獲取目標圖像，條形碼識別單元負責識別目標條形碼的編碼，編碼查詢單元負責以編碼檢索資料庫中編碼對應的標識及信息，視頻處理單元負責標識及信息的視頻插入，顯示單元負責顯示包含目標標識及信息的視頻圖像。系統還包括編碼處理單元、執行單元，編碼處理單元負責處理編碼對應的目標的運動信息或輸出編碼對應的控制信號，執行單元負責執行編碼對應的控制信號。系統還包括目標運動特徵模型計算單元，目標運動特徵模型計算單元負責目標運動特徵計算、統計。執行單元是交通信號燈系統，或門禁系統，或報警系統。
目標表面附著的條形碼有一個，或兩個，或兩個以上。目標表面附著的條形碼由反光材料製成。反光材料由玻璃微珠製成，現有技術:中國專利公告=88106181.6全方位定向反光貼片。表面附著條形碼的目標是人類服裝、或帽子、或車輛、或動物。系統還包括條形碼生成單元，由條形碼生成單元將資料庫中的編碼生成條形碼，並製作條形碼。所述系統由硬體和軟體·構成，硬體有:攝像頭、計算機、顯示器、執行部件、條形碼製作部件；軟體有:條形碼識別單元、編碼查詢單元、資料庫、條形碼生成單元、編碼處理單元、視頻處理單元、目標運動特徵模型計算單元。可以在現有的視頻監控系統中安裝本發明所述方法程序軟體，無需改動現有硬體配置即可實現對附著條形碼的物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。具體實施方案有:
一、通過視頻監控實時顯示被監控對象的身份信息的實施方式:囚犯身著經編碼的反光條囚服在監控圖像上實時顯示囚犯身份信息；警察或環衛人員身著經編碼的反光條安全服在交通監控系統中識別及管理人員身份。1、例如:圖中目標1、目標2、目標3、……目標η為身著附著條形碼的服裝，攝像單元負責攝取監視圖像，圖像幀經條形碼識別單元識別獲得編碼，編碼經編碼查詢單元在資料庫中獲得編碼對應的標識及信息，標識及信息通過視頻處理單元插入監視圖像由顯示單元進行顯示，顯示圖像中目標1、目標2、目標3、……目標η同時也顯示各自對應的標識及信息，如姓名、性別、年齡等，或身份信息。進一步，通過執行單元控制門禁系統、異常報警。進一步，建立運動模型算法，統計、分析目標運動特徵。二、通過視頻監控系統、執行單元對目標進行引導、管理的實施方式:
1、學生身著經編碼的反光條安全服在交通監控系統中識別學生身份並控制交通信號燈，首先對條形碼進行識別，識別成功後獲得對應的編碼，通過編碼在資料庫中獲得編碼對應的標識及信息，通過編碼處理單元認定目標的學生身份，編碼處理單元輸出指令至交通信號燈控制系統，即執行單元，控制交通信號燈允許學生安全通行。2、特種車輛附著條形碼在交通監控系統中識別車輛身份並控制交通信號燈，特種車輛如消防車、救護車、警車等，首先對條形碼進行識別，識別成功後獲得對應的編碼，通過編碼在資料庫中獲得編碼對應的標識及信息，通過編碼處理單元認定目標的特種車輛身份，編碼處理單元輸出指令至交通信號燈控制系統，即執行單元，控制交通信號燈允許特種車輛通行。條形碼識別的有益之處是可以通過交通監控系統遠距離識別車輛身份，為了防止普通車輛附著特種車輛條形碼造假，可以通過記錄車輛車牌，分析車牌號和編碼的關聯認定特種車輛，並在後期處罰造假車輛。3、車隊附著關聯數據條形碼在交通監控系統中識別車隊身份並控制交通信號燈，通過對車隊中至少兩輛車附著的條形碼進行識別，獲取編碼後確定是否是同一車隊，並控制交通信號燈允許車隊通行。4、動物附著條形碼在監控系統中識別動物身份並進行管理，如分析動物的運動特徵，通過門禁控制動物的進出，或通過執行單元控制異常報警。進一步，系統還包含目標運動特徵統計和分析單元。圖4為基於條形碼的目標識別方法的程序流程圖。在圖像監控系統中，有目標f目標n，在一個識別周期中，其步驟是:1、獲取圖像幀；2、確定條形碼目標區域；3、條形碼識別；4、條形碼識別判斷:識別失敗則結束識別，識別成功則暫存編碼並提取資料庫中所述編碼對應的標識；5、生成標識插入幀信號；6、在監控圖像目標處顯示標識；7、返回步驟I。所述條形碼的識別方法還包括步驟:確定條形碼目標區域後有調整條形碼圖像方向的步驟，以便於識別定位；或有識別定位方向調整的步驟，以便識別定位方向符合條形碼圖像方向。可以在現有的視頻監控系統中安裝本發明所述方法程序軟體，無需改動現有硬體配置即可實現對附著條形碼的物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。圖5為基於條形碼的目標識別方法的另一程序流程圖。在圖像監控系統中，有目標廣目標n，以目標I為例，其步驟是:1、獲取圖像幀；2、確定條形碼目標區域I ;3、條形碼識別；4、條形碼識別判斷:識別失敗則返回步驟1，識別成功則暫存編碼並提取資料庫中所述編碼對應的標識；5、生成標識插入幀信號；6、在監控圖像目標I處顯示標識；7、對目標I圖像進行跟蹤。所述條形碼的識別方法還包括步驟:確定條形碼目標區域後有調整條形碼圖像方向的步驟，以便於識別定位；或有識別定位方向調整的步驟，以便識別定位方向符合條形碼圖像方向。可以在現有的視頻監控系統中安裝本發明所述方法程序軟體，無需改動現有硬體配置即可實現對附著條形碼的物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。圖6為關聯編碼識別及跟蹤、處理的程序流程圖。由資料庫提供關聯編碼資料庫，條形碼識別成功後獲得編碼，所述編碼在關聯編碼資料庫中進行查詢，如果無則返回編碼暫存資料庫，如果有則進行目標跟蹤，目標跟蹤數據可以形成目標記錄、目標統計、目標運動特徵模型計算、處理。圖7為條形碼布置在人類服裝不同部位的示意圖。701是條形碼位於帽子位置，702是條形碼位於衣服軀幹位置，703是條形碼位於左手臂位置，704是條形碼位於右手臂位置，705是條形碼位於左腿位置，706是條形碼位於右腿位置。所述條形碼可以是單一使用，也可以是組合使用。組合使用時，至少兩個條形碼對應的編碼為關聯數據，通過識別跟蹤關聯數據可以描述目標運動特徵。如通過識別跟蹤左、右腿位置的條形碼的相對運動位置特徵判斷人體的步行狀態。圖8為關聯編碼對應的條形碼附著在車隊上的實施示意圖。圖示為若干輛車組成的車隊，801是第一輛車的前條形碼，802是第一輛車的後條形碼，803是第二輛車的前條形碼，804是第二輛車的後條形碼，805是第η輛車的前條形碼，806是第η輛車的後條形碼。車隊車輛所屬每一輛車至少有一個條形碼。車隊車輛所屬每一輛車有前、後兩個條形碼，目的是可以確定車輛運行方向。車隊車輛所有條形碼對應的編碼是一個關聯數據組。
權利要求
1.一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:系統包括攝像單元、條形碼識別單元、編碼查詢單元、資料庫、視頻處理單元、顯示單元、目標表面附著的條形碼，攝像單元負責獲取目標圖像，條形碼識別單元負責識別目標條形碼的編碼，編碼查詢單元負責以編碼檢索資料庫中編碼對應的標識及信息，視頻處理單元負責標識及信息的視頻插入,顯示單元負責顯示包含目標標識及信息的視頻圖像。
2.根據權利要求1所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:系統還包括編碼處理單元、執行單元，編碼處理單元負責處理編碼對應的目標的運動信息或輸出編碼對應的控制信號，執行單元負責執行編碼對應的控制信號。
3.根據權利要求2所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:系統還包括目標運動特徵模型計算單元，目標運動特徵模型計算單元負責目標運動特徵計算、統計。
4.根據權利要求2所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:執行單元是交通信號燈系統，或門禁系統，或報警系統。
5.根據權利要求1所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:目標表面附著的條形碼有一個，或兩個，或兩個以上。
6.根據權利要求1或5所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:目標表面附著的條形碼由反光材料製成。
7.根據權利要求1或5所述的一種基於條形碼的目標識別方法的應用系統，其特徵是:表面附著條形碼的目標是人類服裝、或帽子、或車輛、或動物。
8.一種基於條形碼的目標識別方法，其步驟是:1、獲取圖像幀；2、確定條形碼目標區域；3、條形碼識別；4、條形碼識別判斷:識別失敗則結束識別，識別成功則暫存編碼並提取資料庫中所述編碼對應的標識；5、生成標識插入幀信號；6、在監控圖像目標處顯示標識；7、返回步驟I。
9.一種基於條形碼的目標識別方法，其步驟是:1、獲取圖像幀；2、確定條形碼目標區域；3、條形碼識別；4、條形碼識別判斷:識別失敗則返回步驟1，識別成功則暫存編碼並提取資料庫中所述編碼對應的標識；5、生成標識插入幀信號；6、在監控圖像目標處顯示標識；7、對目標圖像進行跟蹤。
10.根據權利要求8或9所述的一種基於條形碼的目標識別方法，其步驟還包括:對暫存編碼進行是否是關聯編碼的判斷。
全文摘要
本發明涉及一種基於條形碼的目標識別方法及應用系統，應用於物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。其特徵是系統包括攝像單元、條形碼識別單元、編碼查詢單元、資料庫、視頻處理單元、顯示單元、目標表面附著的條形碼，攝像單元負責獲取目標圖像，條形碼識別單元負責識別目標條形碼的編碼，編碼查詢單元負責以編碼檢索資料庫中編碼對應的標識及信息，視頻處理單元負責標識及信息的視頻插入，顯示單元負責顯示包含目標標識及信息的視頻圖像。有益效果是在現有的視頻監控系統中運行本發明所述程序軟體實現對附著條形碼的物體、動物體、人體的識別、跟蹤、分析。
文檔編號G06K17/00GK103116771SQ20131005442
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月20日 優先權日2013年2月20日
發明者吳凡 申請人:吳凡