基于ARM的卷煙32位碼防偽識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，將圖像識(shí)別過程初步分化為以下幾個(gè)步驟：
步驟1：色彩模型轉(zhuǎn)換及灰度化處理
為保證在色彩無失真的情況下實(shí)現(xiàn)圖像處理，將彩色圖像從RGB模型轉(zhuǎn)化為HIS模型，并依據(jù)該模型對彩色圖像進(jìn)行灰度化處理。式(1)和(2)分別給出了模型轉(zhuǎn)換和灰度化公式：
步驟2：圖像平滑及二值化處理
采用中值濾波方法對灰度化圖像進(jìn)行平滑以去除各種加性噪聲。二值化處理則采用最大類間方差法(OTSU)，該方法通過選取最佳閾值將原圖像分成差別最大的前景和背景兩個(gè)圖像。
設(shè)前景點(diǎn)數(shù)占圖像比例為w0，平均灰度為u0；背景點(diǎn)數(shù)占圖像比例為w1，平均灰度為u1。則圖像的總平均灰度為：
當(dāng)方差g最大時(shí)，可以認(rèn)為此時(shí)前景和背景差異最大，也就是此時(shí)的灰度是最佳閾值。
步驟3：去除聯(lián)通區(qū)域
進(jìn)行噪聲處理，去掉一些不必要的小連通區(qū)域。通過統(tǒng)計(jì)各連通區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)，將小于給定閾值的連通區(qū)域去除掉。
步驟4：基于支持向量機(jī)的數(shù)字識(shí)別
首先將灰度圖像切割成多個(gè)具有單獨(dú)數(shù)字的圖像，然后采用支持向量機(jī)技術(shù)的數(shù)字進(jìn)行識(shí)別。由于數(shù)字全為打印格式，參考文獻(xiàn)中算法，采用水平垂直投影和左右輪廓投影結(jié)合的方法提取如下特征：垂直和水平投影及投影極值、左右輪廓投影、左右輪廓投影_階差分、左右輪廓投影變化峰值、數(shù)字長、寬及長寬比等。由于數(shù)字只有10種情形，故可以將多個(gè)支持向量機(jī)的二類分類器組合起來構(gòu)成一個(gè)多類分類器來實(shí)現(xiàn)數(shù)字的識(shí)別。如果測試樣本與某個(gè)訓(xùn)練樣本匹配，則給出對應(yīng)的數(shù)字，如果不匹配，則會(huì)出現(xiàn)誤匹配，這個(gè)時(shí)候盡量能給出錯(cuò)誤提示，提示無法識(shí)別。
2．2 后臺(tái)處理程序的關(guān)鍵技術(shù)
后臺(tái)處理系統(tǒng)由打碼數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、短信網(wǎng)關(guān)處理程序以及后臺(tái)Web監(jiān)控程序三個(gè)部分組成。
系統(tǒng)解析文本數(shù)據(jù)并存入本地?cái)?shù)據(jù)庫，移動(dòng)聯(lián)通短信網(wǎng)關(guān)可以接收來自用戶的查詢短信也可接收來自便攜式識(shí)別設(shè)備發(fā)過來的查詢短信。Web查詢系統(tǒng)的主要作用是領(lǐng)導(dǎo)可以在Web頁面上查看使用手持設(shè)備的稽查員都檢查了哪些零售戶，對稽查員的工作情況進(jìn)行評價(jià)。另一方面，稽查人員可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)查詢32位條碼，并查詢該卷煙對應(yīng)的零售戶所的基本信息和違規(guī)信息等，同時(shí)普通用戶也可在計(jì)算機(jī)上查詢卷煙條碼真?zhèn)巍?br />2．2．1 短信網(wǎng)關(guān)處理系統(tǒng)
前臺(tái)短信查詢是通過短信網(wǎng)關(guān)MAS服務(wù)器接收用戶請求，并通過查詢數(shù)據(jù)庫的方式將查詢結(jié)果返回給用戶。使用華為企業(yè)代理服務(wù)器V4．1D32，為了使得MAS短信網(wǎng)關(guān)自動(dòng)回復(fù)短信，在短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的SQL SERVER數(shù)據(jù)庫中需要設(shè)計(jì)一系列觸發(fā)器，用于自動(dòng)處理查詢請求。為了讓觸發(fā)器調(diào)用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫上的數(shù)據(jù)，有兩種途徑，一種是通過Windows系統(tǒng)自帶的MSDTC遠(yuǎn)程傳輸控制服務(wù)直接獲取數(shù)據(jù)，另一種是在觸發(fā)器中調(diào)用一段Java代碼從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)。
2．2．2 打碼數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
打碼處理系統(tǒng)的作用是定時(shí)處理中軟公司提供的打碼到條接口，將中軟公司每天給出的打碼數(shù)據(jù)文本文件通過文本解析的方式拼接出卷煙32位碼，然后定時(shí)存入本地?cái)?shù)據(jù)庫中。處理程序由Java語言swing類庫編寫的桌面應(yīng)用程序，當(dāng)設(shè)置好FTP的IP地址、用戶名密碼、定時(shí)處理時(shí)間后，程序會(huì)每天自動(dòng)從中軟接口中獲取當(dāng)天的打碼數(shù)據(jù)。
2．2．3 后臺(tái)Web查詢系統(tǒng)
后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)查詢程序使用J2EE體系架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用WebWork這種MVC設(shè)計(jì)框架使得整個(gè)軟件系統(tǒng)層次清晰、復(fù)用性強(qiáng)，便于系統(tǒng)的二次開發(fā)和升級(jí)維護(hù)。32位碼查詢系統(tǒng)包括卷煙32位碼詳細(xì)查詢子系統(tǒng)、客戶記錄查詢子系統(tǒng)、手機(jī)號(hào)碼查詢子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、信息協(xié)作子系統(tǒng)以及系統(tǒng)管理子系統(tǒng)6個(gè)部分。
3 系統(tǒng)性能分析
圖像處理程序的效率對整個(gè)系統(tǒng)的性能有著重要的影響，雖然ARM9處理器具有較強(qiáng)的處理能力，但在運(yùn)行較復(fù)雜的圖像處理算法時(shí)依然會(huì)有些吃力，尤其是在使用了支持向量機(jī)進(jìn)行智能識(shí)別后，識(shí)別速度變慢。為此，這里特別針對本系統(tǒng)圖像特點(diǎn)對處理程序進(jìn)行了大量優(yōu)化，主要從以下三方面進(jìn)行：一是在不影響質(zhì)量或?qū)|(zhì)量影響很小的情況下盡量簡化處理步驟；二是對支持向量機(jī)模型進(jìn)行了最優(yōu)化設(shè)計(jì)；三是對程序中代碼進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，使其在內(nèi)存占用量和執(zhí)行效率上均達(dá)到接近最優(yōu)的程度。經(jīng)過以上優(yōu)化設(shè)計(jì)后，最終系統(tǒng)的性能達(dá)到了基本滿意的程度。
4 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于ARM的卷煙防偽識(shí)別系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)涉及到嵌入式硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、圖像識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)、短信網(wǎng)關(guān)的處理程序以及J2EE數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)等內(nèi)容?？墒褂帽銛y式識(shí)別設(shè)備、手機(jī)短消息以及網(wǎng)站等方式為稽查員、普通消費(fèi)者以及卷煙零售戶提供鑒別真假的手段，試驗(yàn)表明該系統(tǒng)的使用可有效的提高煙草商業(yè)的專賣管理水平。隨著設(shè)備硬件性能的不斷提升，在今后的研究工作中，可考慮使用更為復(fù)雜的智能識(shí)別算法進(jìn)一步提升系統(tǒng)的識(shí)別和使用效果。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/148061.htm
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