基于CNN技术的条形码精准定位算法研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zly13631743
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条形码由于其技术简单、方式灵活、信息采集速度快等优点,在物流、交通及零售行业中得到了广泛应用。目前工厂环境下,大多还是人工定位方式进行扫码分拣,不仅造成了人力资源的浪费,而且效率低、漏检率高。二十世纪以来,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)技术发展迅猛,在各种分类识别和目标检测方面都取得了不错的成绩。基于这一背景,本论文提出利用能学习样本内部特征的CNN技术,解决条形码自动、精准定位问题。本文主要内容如下:  调研了国内外条码定位技术及CNN技术研究现状。对条形码技术和CNN技术基本理论进行介绍。对常用的梯度下降优化算法及RCNN、SPP-net、Fast-RCNN等图像定位算法进行研究。  针对模糊图像定位不准问题,在图像定位预处理阶段,提出利用反卷积概念恢复模糊图片,并给出一种5层对称式结构的CNN去模糊模型的具体设计方案。利用均方差MSE作为模型训练过程中的损失函数,设计实验,验证模型在强高斯模糊、弱高斯模糊及运动模糊环境下算法的有效性。  深入研究Faster-RCNN算法,并在其基础上对算法进行改进,以实现条形码的精准定位目的。具体改进为:针对小目标条码定位精度低的问题,提出利用多尺度特征图来源进行候选区域提取和分类检测;针对Faster-RCNN算法中全连接层耗时多的问题,提出利用敏感得分图概念,设计一种全卷积结构的检测分类子网;针对传统NMS重复定位问题,提出增加约束条件的改进NMS算法。  最后,设计实验,验证了改进定位算法中各改进点的有效性,发现相比Faster-RCNN和Fast-RCNN,本论文算法定位精度更高,速度更快,精确率达到99.14%,一张图片约耗时110ms。
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