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摘要：随着数字信息的发展，现在人们对计算机对图像的识别与处理越来越关注。本文通过分析计算机对EAN_13商品条形码的解析，来阐述计算机对图像分析的一般步骤和一些关键算法。
关键词：EAN_13 图像处理
1 EAN_13条形码概述
EAN_13条形码是一种常用的商品条形码，目前大多数商品上标有的条形码就是此种码制。改条形码是由一系列条、空及字符组成，调和空有序排列，蕴含着数字信息。而特定的数字代表着特定的商品编号。
EAN-13条形码由深色的条和白色的空组成。条码一共有13位，13位的含义分别为前缀、制造厂商代码、商品代码和校验码。其中条码直接表示12个数字，12个数字分为两组，由前面的三个“条”和“空”代表101开始，之后24个“条”和“空”表示6个数字，中间由五个“条”和“空”表示中间分隔符，用“01010”来表示，分隔符后面是后面6个数字，由24个“条”和“空”表示，最后是结束符，由3个“条”和“空”表示。如果用0表示“空”，用1来表示“条”，则开始符、中间分隔符、结束符的“条”和“空”都是单位长度，其余的12个数字，每个数字由4个“条”和“空”组成，这4个“条”和“空”共有7个单位长度，每个条和空的宽度在1～4之间，分为2个条和2个空[1]。在编码的时候，EAN-13商品条码的起始符、终止符均为 “101”，中间分隔符为“01010”。其他的数据字符的编码的二进制表示有三个子集，如表1，而括号中表示1和0的个数：
EAN-13商品条码的第2-7为数字，从遵守A、B子集的排列，第8-13位遵循C子集的第一位条形码隐藏在前6位数字中，取决于前6位数字在AB子集的顺序。而右侧数据符及校验符的编码均用C子集表示，EAN-13商品条码中第13位是校验码2 条形码图像解析探究
了解EAN_13商品条形码的含义，就为条形码的图像解析奠定了基础。计算机解析条形码图像主要是识别出条和空的宽度，然后对其进行译码编码。而对图形的分析，主要是可以分为二值化、滤波、边缘检测、图像分割、图像提取、译码几部分。下面，分别概括各种算法。
2.1 二值化 图片在计算机中存储是按照RGB三元素存储的。由于计算机采集到的图像受包装、光照等各方面影响，所以处理图片的信息非常困难。而且条码的研究，只需要条和空的宽度即可，所以不需要其他的颜色信息，所以讲颜色多彩的图像，进行二值化处理，让计算机存储的数据，只保留纯黑和纯白两种颜色，这就叫做二值化处理。二值化处理的方式是，先计算图像的灰度值Y=0.299R+0.587G
+0.114B。然后去一个中间值X，当改点像素点大于X，则将其像素值设为255，小于改值，则为0。此时，可以设置一个图像的地图数组，将黑色存为1，白色存为0。
2.2 滤波 因为图像受到光照、角度等各方面的影响，所以二值化后的图像存在一定的毛躁点。中值滤波可以有效地去掉毛躁点，让误差缩减到最低。由于条码的特殊性，因为它的图像是竖直方向上一致，所以可以采取取每一列五个点，将五个点排序，来得到中间数值的为改点的取值。本算法可以基于上面的地图数组来计算，会非常方便。
2.3 边缘检测 边缘检测是计算出改点是否为图像的边缘。这个算法为后面的图像分割提取做了准备。按照条码图像的特殊性，我们可以取一个2*5的数组的图像，即5行2列的图像，如果这两列的图像中第一列和下一列至少存在4行元素发生像素改变，则证明改点为边缘点。
2.4 图像提出 因为拍摄到的图像存在着含有其他图像的边缘，或者是条码图像位置不居中等各种情况，要顺利地译出条码就需要将条码图像从原图像中提取出来。对条码图像的提取，主要是上下分割和左右分割。
上下分割比较简单，可以通过边缘检测，从图像的中间位置开始，分别向上和向下扫描，假如检测到图像的边缘小于59，则认为其不是条码图像，记录图像的上端和下端。
左右分割，根据显示中商品的条码位置，经过反复试验，我们可以发现，无论图像中拍摄其他边缘还是没有拍摄，当图像边缘由0变为1时，恰好是条码边缘的开始。以此特征来，我们可以得出条码左右分割的方法：①从图像中部开始，从左向右扫描图像，记录第一个从0到1转变的边缘位置，本步也要通过边缘检测，以免误用于毛躁点。②图像向上和向下扫描，记录上下分割后，图像全部从0到1转变的边缘位置。③计算获得边缘的倾斜多，如果大于10°，则影响图像效果，建议重新采集图像；如果倾斜度小于10°，则图像可用。④对所有边缘进行微调，将偏差过于大的图像边缘进行处理，让其与其他边缘的差别变小。⑤以此方法，查找下一个由条变空的边缘，然后将其位置值与前面的边缘值之差作为第一个宽度值，记录到数组中。⑥排序全部第一宽度值得到的数组，取得其中间值。⑦判断此中间值与排序之中的上下两个值的差别如果大于2，则获取图像失败；如果小于等于1，则图像获取正确，将此中间值保存在最终的宽度数组中，作为第一个宽度以备译码使用。⑧按上述步骤，将全部59个条和空的宽度全部找出。则最后的一点的位置，将是图像的右边缘，而经过查找右边缘的过程，图像的条和空的宽度也记录在了数组中。
3 译码
在条码图像提取出来之后，就可以进行译码了。译码的理论依据就是条形码的含义。因为条形码包含着3+6*7+5+6*7+3=95个单位长度，所以我们可以把上面图像提取的时候计算的全部长度相加，然后计算出单位长度。因为单位每一步都可能存在误差，下面的译码也不能绝对的相等。计算出单位长度之后，主要译码步骤按照下面：①取出前三个宽度，看其长度是在0.6-1.4个单位长度之间，如果正确，则为开始标志，继续译码；若为错误，说明图像采集错误。②循环取六次宽度，每次取出4个宽度。比较宽度与单位宽度的比值取整，得到一个四位的编码，在A子集和B子集中寻找此四位编码对应的数字信息，并同时记录这六个数字信息所在的A子集或者B子集。③越过5个宽度（中间分隔符），取后面6次的连续的4个宽度，在C子集中查找相应的数值信息。④按照前6个数字得到的AB子集的顺序，查找其前置码的数值。⑤验证译码结果，将前12位数字的奇数位相加，偶数位相加乘以3，两个结果之和相加后，个位数减去10得到的模的个位即是校验结果，与第13位进行比较，如果正确，则译码成功。
4 结论
本文主要描述了计算机下处理条形码图像的图像分析算法。算法的创新点主要是图像的左右分割步骤和图像译码过程。对于计算机处理其他的图形奠定了基础。
参考文献：
[1]孙江涛，孙珊珊，赵健飞.基于图像分析的摄像头识别条形码的算法[J].华北科技学院学报，2012（3）.
[2]龚亚欢，王超，胡晨.EAN-13码的图像识别系统设计与实现[J].现代电子技术，2009（22）：106-109.
[3]康牧.图像处理中几个关键算法的研究[D].西安电子科技大学，2009.
基金项目：中央高校基本科研业务费资助（DX2013B01）。
关键词：EAN_13 图像处理
1 EAN_13条形码概述
EAN_13条形码是一种常用的商品条形码，目前大多数商品上标有的条形码就是此种码制。改条形码是由一系列条、空及字符组成，调和空有序排列，蕴含着数字信息。而特定的数字代表着特定的商品编号。
EAN-13条形码由深色的条和白色的空组成。条码一共有13位，13位的含义分别为前缀、制造厂商代码、商品代码和校验码。其中条码直接表示12个数字，12个数字分为两组，由前面的三个“条”和“空”代表101开始，之后24个“条”和“空”表示6个数字，中间由五个“条”和“空”表示中间分隔符，用“01010”来表示，分隔符后面是后面6个数字，由24个“条”和“空”表示，最后是结束符，由3个“条”和“空”表示。如果用0表示“空”，用1来表示“条”，则开始符、中间分隔符、结束符的“条”和“空”都是单位长度，其余的12个数字，每个数字由4个“条”和“空”组成，这4个“条”和“空”共有7个单位长度，每个条和空的宽度在1～4之间，分为2个条和2个空[1]。在编码的时候，EAN-13商品条码的起始符、终止符均为 “101”，中间分隔符为“01010”。其他的数据字符的编码的二进制表示有三个子集，如表1，而括号中表示1和0的个数：
EAN-13商品条码的第2-7为数字，从遵守A、B子集的排列，第8-13位遵循C子集的第一位条形码隐藏在前6位数字中，取决于前6位数字在AB子集的顺序。而右侧数据符及校验符的编码均用C子集表示，EAN-13商品条码中第13位是校验码2 条形码图像解析探究
了解EAN_13商品条形码的含义，就为条形码的图像解析奠定了基础。计算机解析条形码图像主要是识别出条和空的宽度，然后对其进行译码编码。而对图形的分析，主要是可以分为二值化、滤波、边缘检测、图像分割、图像提取、译码几部分。下面，分别概括各种算法。
2.1 二值化 图片在计算机中存储是按照RGB三元素存储的。由于计算机采集到的图像受包装、光照等各方面影响，所以处理图片的信息非常困难。而且条码的研究，只需要条和空的宽度即可，所以不需要其他的颜色信息，所以讲颜色多彩的图像，进行二值化处理，让计算机存储的数据，只保留纯黑和纯白两种颜色，这就叫做二值化处理。二值化处理的方式是，先计算图像的灰度值Y=0.299R+0.587G
+0.114B。然后去一个中间值X，当改点像素点大于X，则将其像素值设为255，小于改值，则为0。此时，可以设置一个图像的地图数组，将黑色存为1，白色存为0。
2.2 滤波 因为图像受到光照、角度等各方面的影响，所以二值化后的图像存在一定的毛躁点。中值滤波可以有效地去掉毛躁点，让误差缩减到最低。由于条码的特殊性，因为它的图像是竖直方向上一致，所以可以采取取每一列五个点，将五个点排序，来得到中间数值的为改点的取值。本算法可以基于上面的地图数组来计算，会非常方便。
2.3 边缘检测 边缘检测是计算出改点是否为图像的边缘。这个算法为后面的图像分割提取做了准备。按照条码图像的特殊性，我们可以取一个2*5的数组的图像，即5行2列的图像，如果这两列的图像中第一列和下一列至少存在4行元素发生像素改变，则证明改点为边缘点。
2.4 图像提出 因为拍摄到的图像存在着含有其他图像的边缘，或者是条码图像位置不居中等各种情况，要顺利地译出条码就需要将条码图像从原图像中提取出来。对条码图像的提取，主要是上下分割和左右分割。
上下分割比较简单，可以通过边缘检测，从图像的中间位置开始，分别向上和向下扫描，假如检测到图像的边缘小于59，则认为其不是条码图像，记录图像的上端和下端。
左右分割，根据显示中商品的条码位置，经过反复试验，我们可以发现，无论图像中拍摄其他边缘还是没有拍摄，当图像边缘由0变为1时，恰好是条码边缘的开始。以此特征来，我们可以得出条码左右分割的方法：①从图像中部开始，从左向右扫描图像，记录第一个从0到1转变的边缘位置，本步也要通过边缘检测，以免误用于毛躁点。②图像向上和向下扫描，记录上下分割后，图像全部从0到1转变的边缘位置。③计算获得边缘的倾斜多，如果大于10°，则影响图像效果，建议重新采集图像；如果倾斜度小于10°，则图像可用。④对所有边缘进行微调，将偏差过于大的图像边缘进行处理，让其与其他边缘的差别变小。⑤以此方法，查找下一个由条变空的边缘，然后将其位置值与前面的边缘值之差作为第一个宽度值，记录到数组中。⑥排序全部第一宽度值得到的数组，取得其中间值。⑦判断此中间值与排序之中的上下两个值的差别如果大于2，则获取图像失败；如果小于等于1，则图像获取正确，将此中间值保存在最终的宽度数组中，作为第一个宽度以备译码使用。⑧按上述步骤，将全部59个条和空的宽度全部找出。则最后的一点的位置，将是图像的右边缘，而经过查找右边缘的过程，图像的条和空的宽度也记录在了数组中。
3 译码
在条码图像提取出来之后，就可以进行译码了。译码的理论依据就是条形码的含义。因为条形码包含着3+6*7+5+6*7+3=95个单位长度，所以我们可以把上面图像提取的时候计算的全部长度相加，然后计算出单位长度。因为单位每一步都可能存在误差，下面的译码也不能绝对的相等。计算出单位长度之后，主要译码步骤按照下面：①取出前三个宽度，看其长度是在0.6-1.4个单位长度之间，如果正确，则为开始标志，继续译码；若为错误，说明图像采集错误。②循环取六次宽度，每次取出4个宽度。比较宽度与单位宽度的比值取整，得到一个四位的编码，在A子集和B子集中寻找此四位编码对应的数字信息，并同时记录这六个数字信息所在的A子集或者B子集。③越过5个宽度（中间分隔符），取后面6次的连续的4个宽度，在C子集中查找相应的数值信息。④按照前6个数字得到的AB子集的顺序，查找其前置码的数值。⑤验证译码结果，将前12位数字的奇数位相加，偶数位相加乘以3，两个结果之和相加后，个位数减去10得到的模的个位即是校验结果，与第13位进行比较，如果正确，则译码成功。
4 结论
本文主要描述了计算机下处理条形码图像的图像分析算法。算法的创新点主要是图像的左右分割步骤和图像译码过程。对于计算机处理其他的图形奠定了基础。
参考文献：
[1]孙江涛，孙珊珊，赵健飞.基于图像分析的摄像头识别条形码的算法[J].华北科技学院学报，2012（3）.
[2]龚亚欢，王超，胡晨.EAN-13码的图像识别系统设计与实现[J].现代电子技术，2009（22）：106-109.
[3]康牧.图像处理中几个关键算法的研究[D].西安电子科技大学，2009.
基金项目：中央高校基本科研业务费资助（DX2013B01）。