Báo cáo khoa học Đại học tin. Nhận dạng mã vạch

MỤC LỤC Mục Tên chương, mục tiểu mục Thông tin chung đề tài Mục lục I II LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 5.1 5.2 5.3 5.4 6.1 6.2 III IV I NỘI DUNG Mục tiêu đề tài Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học, thực tiễn khả ứng dụng đề tài Nội dung nghiên cứu Khái quát chung mã vạch Tổng quan số loại mã vạch Mã vạch EAN-13 Kỹ thuật cài đặt Cài đặt thử nghiệm chương trình Ngôn ngữ công cụ phát triển Kết cài đặt thử nghiệm Kết luận Danh mục tài liệu tham khảo Trang 1 2 2 3 10 10 10 10 13 13 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mã vạch phương pháp lưu trữ truyền tải thông tin lọai ký hiệu gọi ký mã vạch Ký hiệu mã vạch hay gọi tắt mã vạch, ký hiệu tổ hợp khoảng trắng vạch thẳng để biểu diễn mẫu ký tự, ký hiệu số Sự thay đổi độ rộng vạch khoảng trắng biểu diễn thông tin số hay chữ số dạng mà máy đọc Để phục vụ cho siêu thị đơn vị kinh doanh người ta mã hóa thông tin sản phẩm dạng mã vạch để thuận tiện cho việc buôn bán giao dịch hàng hóa, đòi hỏi cần có chương trình nhận dạng mã vạch để thông tin sản phẩm từ mã vạch Hiện thư viện áp dụng công nghệ mã vạch để quản lý thông tin mượn sách độc giả, thông tin sách, để giảm thiểu sức lao động người Với lý chúng em chọn đề tài “Nhận dạng mã vạch ứng dụng kinh doanh” nhằm tạo chương trình nhận dạng mã vạch tự động làm hóa đơn II NỘI DUNG Mục tiêu đề tài Phân tích, thiết kế cài đặt chương trình nhận dạng mã vạch, nhằm lấy thông tin sản phẩm từ mã vạch Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Các loại cấu trúc mã vạch - phương phương pháp nhận dạng vạch, tổng hợp cải tiến phương pháp nhận dạng mã vạch, từ kết xây dựng hệ thống nhận dạng mã vạch để ứng dụng vào thực tế Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp lý thuyết Tìm hiểu thông tin mã vạch, phương pháp cài đặt chương trình nhận dạng mã vạch, để lấy thông tin sản phẩm mã vạch • Phương pháp thực tiễn Áp dụng vào thực tiễn để kiểm nghiệm kết chương trình Ý nghĩa khoa học, thực tiễn khả ứng dụng đề tài Kết đề tài nhận dạng mã vạch EAN-13 ứng dụng vào thực tiễn phục vụ cho công việc kinh doanh, chương trình quản lý liên quan đến mã vạch NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 5.1 Khái quát chung mã vạch Mã vạch phương pháp lưu trữ truyền tải thông tin lọai ký hiệu gọi ký mã vạch Ký hiệu mã vạch hay gọi tắt mã vạch, ký hiệu tổ hợp khoảng trắng vạch thẳng để biểu diễn mẫu ký tự, ký hiệu số Sự thay đổi độ rộng vạch khoảng trắng biểu diễn thông tin số hay chữ số dạng mà máy đọc Mã số mã vạch thu nhận máy quét mã vạch, máy thu nhận hình ảnh mã vạch in bề mặt chuyển thông tin chứa mã vạch đến máy tính hay thiết bị cần thông tin Nó thường có nguồn sáng kèm theo thấu kính, để hội tụ ánh sáng lên mã vạch, thu ánh sáng phản xạ cảm quang chuyển hóa tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện Ngoài ra, nhiều máy quét mã vạch có thêm mạch điện tử xử lý tín hiệu thu từ cảm quang để chuyển thành tín hiệu phù hợp cho kết nối với máy tính Mã vạch tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà người ta chia làm nhiều loại mã vạch khác nhau, dạng thông dụng thị trường mà ta thấy gồm UPC, EAN, Code 39, Interleaved 2of 5, Codabar Code 128 Ngoài ra, số loại mã vạch người ta phát triển làm nhiều Version khác nhau, có mục đích sử dụng khác nhau, thí dụ UPC có version UPC-A, UPC-B, UPC-C, UPC-D UPC-E; EAN có version EAN-8, EAN-13, EAN-14, Code 128 gồm Code 128 Auto, Code 128A, Code 128-B, Code 128-C Để đọc ký hiệu mã vạch ta cần phải dùng máy quét mã vạch để đọc loại mã vạch vào chương trình xử lý Thông thường loại mày quét tích hợp sẵn phần mềm để nhận dạng mã vạch, tùy theo tính chất công việc mà máy quét máy quét khác đọc loại mã vạch khác 5.2 Phân loại mã vạch • Mã vạch UPC UPC lọai ký hiệu mã hóa số ngành công nghiệp thực phẩm ứng dụng vào năm 1973 Ngành công nghiệp thực phẩm phát triển hệ thống nhằm gán mã số không trùng lặp cho sản phẩm Người ta sử dụng UPC “giấy phép số” cho sản phẩm riêng lẽ.UPC gồm có phần: phần mã vạch mà máy đọc phần số mà người đọc được.Số UPC gồm 12 ký số, không bao gồm ký tự Đó mã số dùng để nhận diện sản phẩm tiêu dùng riêng biệt Nhìn ký hiệu UPC hình bên ta thấy tổng cộng gồm 12 ký số: Ký số thứ 1: Ở số 0, gọi ký số hệ thống số (number system digit) gọi “Family code” Nó nằm phạm vi số định rõ ý nghĩa chủng lọai sản phẩm sau: *5*4*3*2* 0, 6, xuất Coupons: Phiếu lĩnh hàng hóa Dành cho người bán lẽ sử dụng Thuốc mặt hàng có liên quan đến y tế Các hàng nặng tự nhiên thịt nông sản Gán cho tất mặt hàng khác phần nhận diện nhà sản Mã vạch UPC phát triển thành nhiều phiên UPC-A, UPC-B, UPC-C, UPC-D UPC-E UPC-A coi phiên chuẩn UPC, phiên lại phát triển theo yêu cầu đặc biệt ngành công nghiệp • Mã EAN Mã số EAN-13 gồm 13 số có cấu tạo sau: từ trái sang phải + Mã quốc gia: hai ba số đầu + Mã doanh nghiệp: gồm từ bốn, năm sáu số + Mã mặt hàng: năm, bốn, ba số tùy thuộc vào mã doanh nghiệp + Số cuối số kiểm tra Mã số EAN-8 gồm số có cấu tạo sau: + Ba số đầu mã số quốc gia + Bốn số sau mã mặt hàng + Số cuối số kiểm tra • Mã vạch code 39 Code 39 phát triển sau UPC EAN ký hiệu chữ số thông dụng Nó chiều dài cố định UPC EAN lưu trữ nhiều lượng thông tin bên Do tính linh họat vậy, Code 39 ưa chuộng rộng rãi bán lẻ sản xuất Bộ ký tự bao gồm tất chữ hoa, ký số từ đến ký tự đặc biệt khác • Mã vạch INTERLEAVED OF Interleaved of lọai mã vạch mã hóa ký số không mã hóa ký tự Ưu điểm Interleaved of có độ dài thay đổi nén cao nên lưu trữ nhiều lượng thông tin khỏang không gian không lớn • Các loại mã vạch xếp chồng Các loại mã vạch xếp chồng như: Code 16K, Code 49, PDF-417 Code16K PDF-417 Code-49 • Các loại mã vạch ma trận Các loại mã vạch ma trận như Data Matrix,Maxicode,Softstrip,Vericode.Với phát triển mã ma trận, ta thấy ngành mã vạch thực phát triển theo hướng khác: Cơ sở liệu Một ngày đó, bạn có tay đĩa mềm, Flashdisk toàn mã ma trận lưu trữ danh sách VIP mà không sợ bị Hacker bẻ khoá Vì có máy quét “bẻ khoá” mã vạch, máy quét đọc mã vạch Bảng mô tả công dụng mã hoá loại mã vạch thông dụng Loại mã vạch UPC EAN Ngành nghề sử dụng 4Công nghiệp thực phẩm 4Các nhà buôn bán lẻ 4Sử dụng Bắc Mỹ Canada 4Giống UPC Lý 4Cần mã số không cần mã chữ 4Mật độ cao, đáng tin cậy 4Cần mã kiểm lỗi 4Giống 4Sử dụng cho nước khác không thuộc Bắc Mỹ 4Bộ Quốc phòng 4Ngành y tế 4Cần mã hoá chữ lẫn số 4Công nghiệp nhôm 4Dễ in Code 39 4Các nhà xuất sách định4Rất an toàn, mã kỳ kiểm lỗi 4Các quan hành chánh 4Phân phối, lưu kho 4Các sản phẩm thực phẩm Interleaved 4Dễ in 4Các nhà sản xuất, nhà 2of 4Kích thước nhỏ gọn buôn bán lẻ 4Hiệp hội vận chuyển Container 4Ngân hàng máu 4Thư viện 4Thư tín chuyển phát nhanh 4Rất an toàn Codabar nước 4Dày dặt 4Công nghiệp xử lý Film ảnh 4Công nghiệp chế tạo Code 128 4Cần dung lượng 128 ký tự 4Vận chuyển Container 5.3 Mã vạch EAN-13 Mã số EAN-13 gồm 13 số có cấu tạo sau: từ trái sang phải + Mã quốc gia: hai ba số đầu + Mã doanh nghiệp: gồm từ bốn, năm sáu số + Mã mặt hàng: năm, bốn, ba số tùy thuộc vào mã doanh nghiệp + Số cuối số kiểm tra Từ năm 1995 đến tháng 3/1998, EAN-VN cấp mã M gồm bốn số từ tháng 3/1998, theo yêu cầu EAN quốc tế, EAN-VN bắt đầu cấp mã M gồm số Mã vạch EAN loại mã vạch sử dụng riêng để thể mã số EAN Mã vạch EAN có tính chất sau đây: + Chỉ thể số (từ O đến 9) với chiều dài cố định (13 số) Là mã đa chiều rộng, tức vạch (hay khoảng trống) có chiều rộng từ đến môđun Do vậy, mật độ mã hoá cao độ tin cậy tương đối thấp, đòi hỏi có ý đặc biệt in mã + Mã vạch EAN có cấu tạo sau: Kể từ bên trái, khu vực để trống không ghi ký hiệu cả, ký hiệu bắt đầu, ký hiệu dãy số bên trái, ký hiệu phân cách, ký hiệu dãy số bên phải, số kiểm tra, ký hiệu kết thúc, sau khoảng trống bên phải Toàn khu vực mã vạch EAN-13 tiêu chuẩn có chiều dài 37,29 mm chiều cao 25,93mm Trong mã vạch, số thể vạch khoảng trắng Một cấu hình sử dụng cho số bên trái "L", cấu hình lại sử dụng cho số bên phải "R" (Điều không mâu thuẫn với phương thức mã hóa chẵn lẻ EAN13, quy đổi thành EAN-13 UPC-A có số số EAN-13 số có số thứ tự từ đến (1 đến UPC-A) mã hóa theo tính lẻ) Điều sử dụng để làm cho mã vạch quét ngược hay hay xuôi, giúp cho máy quét xác định từ hướng mã quét làm cho đăng ký xác vào máy tính Nếu điều này, sản phẩm dễ dàng bị đăng ký sai Mỗi số có dạng mã hóa, sử dụng UPC-A EAN Cấu trúc mã vạch EAN-13 : Các vạch bảo vệ trái - số kể từ số thứ hai đến số thứ bảy - vạch bảo vệ trung tâm - số (8-12)- số kiểm tra - vạch bảo vệ phải Việc mã hóa số từ vị trí thứ đến vị trí thứ phụ thuộc vào giá trị số theo quy tắc chẵn -lẻ đây: Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ Lẻ Chẵn Lẻ Chẵn Chẵn Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn Lẻ Chẵn Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn Chẵn Lẻ Lẻ Chẵn Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn Lẻ Chẵn Chẵn Lẻ Lẻ Chẵn Lẻ Chẵn Chẵn Chẵn Lẻ Lẻ Lẻ Chẵn Lẻ Chẵn Lẻ Chẵn Lẻ Chẵn Lẻ Chẵn Chẵn Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn Lẻ Chẵn Lẻ Chuỗi mã hóa chẵn hay lẻ giá trị số từ đến liệt kê bảng sau: Giá trị số Lẻ Chẵn 0001101 0100111 0011001 0110011 0010011 0011011 0111101 0100001 0100011 0011101 0110001 0111001 0101111 0000101 0111011 0010001 0110111 0001001 0001011 0010111 Cách tính số kiểm tra mã vạch ,ví dụ mã vạch 893 3481 00106 : Cộng tổng giá trị số thứ tự lẻ bắt đầu tính từ phải sang trái dãy MS (trừ số C), ta có : + + + + + = 27 (1) Nhân tổng (1) với 3, ta có: 27 x = 81 (2) P -893 - nhõm M -4602 - nhóm I -00107 - nhóm C -8 - nhóm Cộng tổng giá trị số thứ tự chẵn lại, ta có : + + + + + = 16 (3) Cộng giá trị (2) với (3), ta có : 81 + 16 = 97 (4) Lấy giá trị (4) làm tròn theo bội số 10 (tức 100) sát với giá trị (4) trừ giá trị (4) ta có: 100 - 97 = Như C = Trong trường hợp mã số EAN - VN 13 có MSHH đầy đủ Quy ước: Các bit có giá trị in mực đen thành đường thẳng đứng, bit có giá trị không in (hoặc in mực trắng) thành đường thẳng đứng có độ rộng với bit có giá trị Các vạch bảo vệ trái phải có giá trị bit 101 Các vạch bảo vệ trung tâm có giá trị bit 01010 5.4 Kỹ thuật cài đặt Kỹ thuật cài đặt, ảnh mã vạch đầu vào ảnh màu với mức màu (G,R.B), ta chuyển đổi ảnh mã vạch đầu vào thành ảnh đen trắng có hai mức màu (0,0,0) (255,255,255) Từ ảnh đen trắng ta chọn dòng làm đặc trưng, để xử lý nhận dạng dòng thay phải nhận dạng ảnh mã vạch Chuyển đổi dòng ảnh mã vạch có mức màu (0,0,0) (255,255,255) thành ma trận chiều chứa giá trị ứng với điểm ảnh có giá trị mức màu (0,0,0) (255,255,255) ảnh Từ ma trận ta chuyển đổi giá trị mã hóa số theo quy luật chẵn lẻ để tìm số mã vạch Đối sánh số tìm vào sở liệu mã vạch để lấy thông tin sản phẩm phục vụ cho việc toán làm hóa đơn cho sản phẩm bán Với kỹ thuật nhận dạng giảm thời tính toán, xử lý dòng liệu ảnh mã vạch nên độ phức tạp tính toán thời gian xử lý chương trình giảm so với việc phải xử lý toàn liệu ảnh mã vạch Cài đặt thử nghiệm chương trình 6.1 Ngôn ngữ công cụ phát triển Hệ thống phát triển Microsoft Visual Studio 2008, ngôn ngữ lập trình 6.2 Visual C# hệ quản trị sở liệu Microsoft SQL Server 2005 server Kết cài đặt thử nghiệm Giao diện chương trình bắt đầu Chọn file ảnh để thực nhận dạng Giao diện sau nhận dạng mã vạch Giao diện muốn in hóa đơn III IV Khi quét nhiểu mặt hàng Kết luận Kết đề tài cài đặt chương trình nhận dạng mã vạch ENA-13 ứng dụng vào kinh doanh chương trình quản lý liên quan đến mã vạch Hướng phát triển đề tài, nhận dạng loại cấu trúc mã vạch khác Tài liệu tham khảo [1] Đỗ Năng Toàn, Giáo trình xử lý ảnh , ĐH Thái Nguyên [2] Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thủy, Nhập môn xử lý ảnh số, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [3] Nguyễn Quang Hoan, Xử lý ảnh , ĐH Bưu viễn thông, 2008 [4] Phạm Hữu Khang, Giáo trình C#, Nhà sách Minh Khang [...]...[2] Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thủy, Nhập môn xử lý ảnh số, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [3] Nguyễn Quang Hoan, Xử lý ảnh , ĐH Bưu chính viễn thông, 2008 [4] Phạm Hữu Khang, Giáo trình C#, Nhà sách Minh Khang