任燕

（青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266100）

基于像素修補(bǔ)的殘缺標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)在物流倉(cāng)儲(chǔ)中的應(yīng)用

任燕

（青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266100）

利用傳統(tǒng)算法進(jìn)行物流標(biāo)簽識(shí)別，通常情況下都是針對(duì)完整的標(biāo)簽圖像進(jìn)行操作的，假設(shè)標(biāo)簽圖像出現(xiàn)損毀導(dǎo)致標(biāo)簽圖像不完整，則無法對(duì)該標(biāo)簽進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。針對(duì)上述傳統(tǒng)算法的弊端，提出了一種基于像素修補(bǔ)的殘缺物流標(biāo)簽識(shí)別方法。對(duì)標(biāo)簽的輪廓進(jìn)行有效的分析，通過運(yùn)算獲取標(biāo)簽曲線的非線性變換規(guī)則，利用離散變換方法，能夠?qū)崿F(xiàn)殘缺標(biāo)簽的修補(bǔ)，從而進(jìn)行殘缺標(biāo)簽的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用該算法進(jìn)行殘缺標(biāo)簽的識(shí)別，能夠提高標(biāo)簽識(shí)別的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)物流倉(cāng)儲(chǔ)的安全性，取得了令人滿意的效果。

殘缺標(biāo)簽；物流倉(cāng)儲(chǔ)；像素修補(bǔ)

1 引言

物流已經(jīng)在現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。在物流倉(cāng)儲(chǔ)過程中，貨物標(biāo)簽具有不變性和唯一性等特征，已經(jīng)成為物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物識(shí)別的必要條件[2]。標(biāo)簽是在每個(gè)貨物上黏貼的，其中包含該貨物的特征[3]。物流貨物標(biāo)簽中包含不同的紋理，這些紋理的起始位置和終結(jié)位置，是該標(biāo)簽的特征點(diǎn)[4]。物流倉(cāng)儲(chǔ)的標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)是一種貨物識(shí)別的方法，該技術(shù)需要將傳感器圖像采集技術(shù)、圖像處理技術(shù)和模式匹配技術(shù)相結(jié)合[5]。現(xiàn)階段，大量的科研機(jī)構(gòu)都在對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)的標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)進(jìn)行研究，并且得到了很多先進(jìn)的識(shí)別方法。隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)已經(jīng)深入到物流倉(cāng)儲(chǔ)識(shí)別的過程中，發(fā)揮著巨大的作用。現(xiàn)階段，這些科研機(jī)構(gòu)基本都在物流倉(cāng)儲(chǔ)識(shí)別技術(shù)研究方面取得了一定的進(jìn)展，獲取了很多新的應(yīng)用產(chǎn)品，并且得到了很多物流企業(yè)的認(rèn)可，給物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)，在物流產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展空間，能夠極大的提高物流企業(yè)的貨物流通效率，因此，能夠成為諸多專家研究的熱點(diǎn)課題。

在根據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物識(shí)別的過程中，利用傳統(tǒng)算法進(jìn)行物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽識(shí)別，需要將采集到的標(biāo)簽圖像與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)簽圖像進(jìn)行匹配，從而完成標(biāo)簽識(shí)別。假設(shè)標(biāo)簽在采集的過程中出現(xiàn)破損，造成無法保證標(biāo)簽的完整性，將導(dǎo)致識(shí)別的準(zhǔn)確性降低。例如，在物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽信息采集的過程中，采集的標(biāo)簽是部分標(biāo)簽，而數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的標(biāo)簽是全部標(biāo)簽，將必然造成標(biāo)簽不匹配的情況，從而導(dǎo)致標(biāo)簽特征點(diǎn)匹配出現(xiàn)誤差。假設(shè)上述誤差較大，將導(dǎo)致物流倉(cāng)儲(chǔ)標(biāo)簽識(shí)別的準(zhǔn)確性降低。

為了避免上述傳統(tǒng)算法的弊端，本文提出了一種基于像素修補(bǔ)的殘缺標(biāo)簽識(shí)別方法，用來解決物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽不完整的問題。在標(biāo)簽的識(shí)別過程中，需要利用標(biāo)簽圖像差值方法，對(duì)缺失標(biāo)簽進(jìn)行修補(bǔ)，根據(jù)標(biāo)簽曲線的輪廓變化情況，通過運(yùn)算獲取標(biāo)簽曲線的非線性變換規(guī)律，從而對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)中的貨物標(biāo)簽圖像進(jìn)行像素修補(bǔ)，并根據(jù)修補(bǔ)后的標(biāo)簽圖像，對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，最終，提高了物流倉(cāng)儲(chǔ)的效率。

2 基于曲線演化的標(biāo)簽像素修補(bǔ)方法

2.1 標(biāo)簽曲線演化過程

通過上面闡述能夠得知，根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽曲線的演化速度能夠?qū)⑵浞譃榍蟹较蛳蛄亢头ǚ较蛳蛄?，其中，前者是用來表示物流?biāo)簽曲線的參數(shù)的，而后者是用來描述物流標(biāo)簽曲線的形狀的。因此，物流標(biāo)簽曲線演化的過程能夠看作是一個(gè)求解函數(shù)x（q,u）的過程，即計(jì)算法向量的物流標(biāo)簽曲線速率。

2.2 隱式物流標(biāo)簽曲線演化過程

根據(jù)上面闡述能夠得知，在物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽曲面v的水平線按照公式（5）進(jìn)行演化的過程中，需要將曲面v按照公式（10）進(jìn)行演化。在上述公式中，最核心的問題是如何計(jì)算x的取值，而x是根據(jù)物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽圖像水平線演化方程進(jìn)行計(jì)算的。下面主要闡述如何根據(jù)物流標(biāo)簽圖像水平線方程計(jì)算x的取值。

一般情況下，都是根據(jù)Euler彈性模型計(jì)算物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽圖像的輪廓曲線先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷?。假設(shè)無法對(duì)Euler彈性模型直接進(jìn)行優(yōu)化處理，則需要利用物流標(biāo)簽圖像能量因子描述該物流標(biāo)簽圖像水平線的先驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其公式如下所述：損毀區(qū)域進(jìn)行差值運(yùn)算，在運(yùn)算過程中，可以將損毀區(qū)域周圍的數(shù)據(jù)作為邊緣條件，從而進(jìn)行迭代處理，最終將損毀區(qū)域進(jìn)行填充處理。填充處理后，能夠?qū)⑽锪鳂?biāo)簽圖像損毀區(qū)域截?cái)嗟乃骄€進(jìn)行連接。在上述過程中，可以對(duì)物流標(biāo)簽圖像曲面進(jìn)行插值運(yùn)算。

2.3 物流標(biāo)簽損毀區(qū)域像素修補(bǔ)

根據(jù)物流標(biāo)簽圖像曲面演化方程，能夠?qū)ξ锪鳂?biāo)簽圖像損毀區(qū)域的圖像像素進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)上述曲面演化方程進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，能夠得到下述迭代處理公式：

在上述迭代處理的過程中，需要對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物物流標(biāo)簽圖像的損毀區(qū)域逐點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算，不斷進(jìn)行迭代處理，直至所有點(diǎn)的變化量都小于變化量閾值，通常情況下，變化量閾值是一個(gè)常數(shù)，取0.37。迭代處理次數(shù)極大值主要受到物流標(biāo)簽損毀面積大小的影響，假設(shè)該損毀面積越大，則迭代處理次數(shù)極大值越大。在逐點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，將物流標(biāo)簽圖像損毀區(qū)域輪廓上的數(shù)據(jù)作為差值運(yùn)算的邊界像素。假設(shè)損毀區(qū)域像素修補(bǔ)的梯度和曲率步長(zhǎng)越大，則需要使用的物流標(biāo)簽圖像輪廓區(qū)域像素越多。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

完整的物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽圖像能夠用圖1進(jìn)行描述：

殘缺的物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽圖像的標(biāo)簽圖像能夠用圖2進(jìn)行描述：

以完整的物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物標(biāo)簽識(shí)別圖像為依據(jù)，獲取的上述標(biāo)簽樣本的完整性能夠用下表進(jìn)行描述：

根據(jù)表1能夠得知，在對(duì)完整標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別時(shí)，利用傳統(tǒng)算法進(jìn)行標(biāo)簽識(shí)別的準(zhǔn)確性與本文算法基本一致。在對(duì)殘缺標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別時(shí)，利用傳統(tǒng)算法進(jìn)行標(biāo)簽識(shí)別的準(zhǔn)確性低于本文算法。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠得知，利用本文算法能夠?qū)埲睒?biāo)簽進(jìn)行像素修補(bǔ)，針對(duì)修補(bǔ)后的標(biāo)簽，識(shí)別的準(zhǔn)確率得到了極大地提高。

圖1 完整的標(biāo)簽圖像

圖2 殘缺的標(biāo)簽圖像

表1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)束語

本文提出了一種基于像素修補(bǔ)的殘缺標(biāo)簽識(shí)別方法。根據(jù)各個(gè)標(biāo)簽紋理曲線輪廓的演變規(guī)則，對(duì)殘缺的像素進(jìn)行修補(bǔ)，該算法避免了對(duì)完整標(biāo)簽圖像的依賴性。對(duì)標(biāo)簽的輪廓進(jìn)行有效的分析，通過運(yùn)算獲取標(biāo)簽曲線的非線性變換規(guī)則，利用離散變換的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)殘缺標(biāo)簽的修補(bǔ)，從而進(jìn)行殘缺標(biāo)簽的識(shí)別。由于物流倉(cāng)儲(chǔ)貨物的標(biāo)簽具有唯一性的特征，因此能夠根據(jù)該標(biāo)簽對(duì)貨物進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，具有很廣闊的發(fā)展空間和商業(yè)價(jià)值。

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Application ofDamaged Label Identification Technology Based on PixelRepair in LogisticsWarehousing

Ren Yan
（QingdaoVocational&TechnicalCollegeofHotelManagement,Qingdao266100,China）

In this paper,we proposed adamaged label identification technology based on pixel repair:first analyzing effectively the outline ofa damaged label,obtaining the nonlinear conversion rule of the curve of the label through calculation and then using the discrete conversion method to repair the label and completing the identification.Then through an experiment,we showed that the method could yield satisfying result.

damaged label;logistics warehousing;pixel repair

F724.6；F259.21

A

1005-152X（2013）09-0432-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2013.09.131

2013-06-21

國(guó)家自然科學(xué)基金（68974521）

任燕（1977-），女，山東人，講師，主要研究方向：圖形圖像處理、多媒體技術(shù)。