LVision-NI范例-2D Barcode二维条码

在NI范例查找器中打开工具包和模块>视觉>函数，双击第一个函数2D Barcode.vi，如图1所示：

图1 NI Vision 2D Barcode

打开此二维条码后，前面如图2所示：

图2 NI Vision 2D Barcode.vi前面板

前面板的控件主要有Barcode Type条码类型、Use Options(if available)使用选项（如果有效）、Grade Data Matrix code分级数据矩阵代码、Delay(ms)延时、Results结果、Image图像显示、Stop停止。其中条码类型是用于区分不同的二维条码，如数据矩阵、PDF417、QR二维条码等；使用选项，是可以对条码进行一些预处理，可以加速条码的识别；分级数据矩阵代码，AIM目标分级，可以将条码进行分级，以提示条码的好坏，具体可以参看NI Vision Concepts.chm帮助手册。结果界面主要包含了条码类型、条码数据、条码读取耗时、目标分级报告，另外一个显示就是图像了。下面我们先运行一下程序看看其效果。

图3 读取数据矩阵-使用选项-无分级

图4读取数据矩阵-不使用选项-无分级

从图3、图4可以看到，他们的区别是使用选项与不使用选项，使用选项，可以看到读取时间很短，8ms就正确读取出来了，而未使用选项时，读取时间达到了1417ms，而且还没有读取出来。

图5 读取数据矩阵-使用选项-不分级

图6 读取数据矩阵-使用选项-分级

图7 读取数据矩阵-不使用选项-分级

从图5、图6可以看到，使用分级与否，对测量结果及测量时间没有影响，仅仅只是会显示出分级的结果，以判断目标质量是否更好。

从图6、图7可以看到，使用选项，对测量结果、测量时间、目标分级都有影响，因此读取条码时，我们优先需要使用选项。下面来看一下此VI的程序框图。

图8 NI 2D Barcode二维条码程序框图

从程序框图中可以看到，其整体的架构是一个While循环，再加一个堆叠顺序结构，再辅助一些其它如条件结构等，构成了整个函数的基本框架。NI的视觉例子，大部分都是以这种类型建立的，这也是为初学者，设置了一个比较容易理解的台阶。

程序框图的作用，如图中注释一样，一开始时有创建缓存、获取NI条码例子文件夹等功能，然后是中间的循环、顺序等，用于读取不同类型的条码，循环执行完后，是释放图像缓存。

顺序的第0帧，是将罗列文件夹函数获得的NI Vision example Image>2D Barcode文件夹下的所有二维条码子文件夹（可以打开此文件夹查看），传入到条码类型列表框的Itemnames属性，并且将值默认设置为0（第一项）。

大家可以看到，在第一帧中，图像引用没有和后面的释放缓存相连，这个东西是可以连可以不连的，因为这是一个引用，在前面已经有其引用号了，后面，如果需要，只需要连接到同样的引用号即可调用相同缓存中的图像进行处理。在高级一些的编程中，一般都是使用While循环加移位寄存器，做成动作器，那样可以复用移位寄存器存储图像缓存，从而在不同的地方调用图像缓存，而且不需要连线，可以大大改善程序框图质量。

图9 NI 2D Barcode二维条码程序框图顺序第1帧

第1帧中主要是完成读取图片。使用的方法是根据条码类型选择的选择，然后将其索引值用于数组索引端，读取文件夹相应的2D条码子文件夹，然后创建文件夹，再罗列新建的文件夹下的所有PNG文件，并且对文件总数计数，与WHILE循环的i比较，不同i值，获得不同的图像，然后通过IMAQ Read读取此文件。这里需要注意，本函数将条码类型复用顺序局部变量传递给了后面的帧中使用。

图10 NI 2D Barcode二维条码程序框图顺序第2帧

第二帧，主要是用于计时开始，没有什么好解释的，一个秒表而已。也使用了顺序局部变量将时间传递给后面的顺序结构，用于计算读取条码时间。

图11 2D Barcode二维条码程序框图顺序第3帧

图12  2D Barcode二维条码程序框图顺序第3帧（假）

第三帧，主要是读取二维条码数据函数，这里分了Data Matrix、PDF417、QR二维条码三类，选择条件由第1帧中的条码类型确定。这里用到的读取条码函数，与前面文章读取LCD中的函数在同一面板下，即函数>视觉与运动>Machine Vision>Instruments Readers，如图13所示：

图13 读取条码函数

接着看一下读取数据矩阵IMAQ Read Matrix Barcode 3函数的接线端，如图14所示：

图14 IMAQ Read Matrix Barcode 3函数

此函数后面有一个数字3，而NI例子中使用的是IMAQ Read Matrix Barcode 2函数，最主要的区别是3比2多了一个Mean Light出线口，用于测量平均亮度。

Data Matrix Search Options：数据矩阵搜索选项，包含了角度方向、阈值、解调模式、单元样本尺寸等。这些参数可以查看帮助文档，查看其中包含的具体内容，也可以查看VBAI相关章节，了解其含义。

Data Matrix Description Options：数据矩阵描述选项。包含了数据矩阵的行、列、比率、条码极性、镜像等。

ROI是兴趣区域，如果不连接，则针对整个图像查找二维条码。

Prepare for Grading? 准备分级，如果要进行分级，则需要先在这个函数中，设置准备分级，0为不准备，1为准备。

Data Matrix Size Options：数据矩阵尺寸选项。包含最小尺寸、最大尺寸、静态区域尺寸等。

Advanced Options高级选项。主要用于一些算法的选择及值设置。

Data Matrix Repot数据矩阵报告，用于输出读取的数据矩阵。主要包含了是否找到、数据、条码边框等数据。可以根据需要选择需要的数据用于输出。

Mean Light平均亮度。

这些参数在NI的例子，使用了一个Get Data Matrix Options函数。这个函数是NI编写的，没有在Vision中，所以大家如果需要使用此函数，可以从本例子中拷贝出来，然后按照例子中的方法，进行连接。当然，也可以直接使用常量或控件，连接到相应的输入端。

图15 IMAQ Grade Data Matrix Barcode函数

IMAQ Grade Data Matrix Barcode分级数据矩阵条码函数，这个函数与例子中看到的IMAQ Grade Data Matrix Barcode AIM函数略不一样。IMAQ Grade Data Matrix Barcode函数是一个多态VI，里面包含了IMAQ Grade Data Matrix Barcode AIM DPM，ISO 16022，ISO 15415三个函数。因为可以根据不同的标准对条码进行分级。这个函数，没有输入接口，只需要在前面的IMAQ Read Matrix Barcode函数中设置Prepare for Grading? 准备分级即可在这里使用目标分级功能。而输出则分为两部分，一部分为AIM Grading Report目标分级报告（其它函数为其相应的函数），另一输出端口为AIM Score Report目标得分报告。一般来讲，使用分级报告就可以。对于条码识别来讲，可能我们只需要得到条码中的数据即可，因此分级函数，通常来讲，是不需要的。

图16 PDF417二维条码读取

图17 PDF417二维条码读取（假）

读取PDF417二维条码相对来讲，就简单了，只有一个IMAQ Read PDF417 Barcode函数，这个函数的说明如图18所示，读取了条码后，是一个简单的判断与数据输出，条码数量需要大于0才OK。

图18 NI IMAQ Read PDF417 Barcode读取PDF417条码

读取PDF417条码比较简单，没有什么参数可以设置，ROI大家都明白，不连接时，整个图像中查找目标。Search Mode搜索模式为搜索多个条码和搜索单个条码。默认是搜索单个条码。Barcodes为条码输出，其中包含的信息如下图19所示：

图19 Barcodes包含的条码信息

Type类型：代码类型

Binary二进制：表明条码是否包含ASCII文本或非ASCII二进制数据

Data数据：函数读取的条码的具体数据

Bounding Box条码边框：可以用于后面的Overlay。

Errors Corrected错误校正：VI使用固有的错误校正方法的校正的错误数

Erasures Corrected清除校正：VI使用固有的错误校正方法的校正的错误数

Rows行：条码中的行数

Columns列：条码中的列数

Number of Barcodes条码数量：输出查找到的条码数量。0为未找到条码。

图20 QR条码读取-使用选项

图21 QR条码读取-不用选项

QR条码读取与数据矩阵类似，也可以使用选项，如果使用选项，或不使用选项，建议使用选项，速度、成功率会提高许多。QR码没有分级。因此其后面的数据输出，与PDF417条码读取一样。大家了解即可。

图22 IMAQ Read QR Code读取QR码

读取OR码函数与读取数据矩阵函数类似。

QR Search Options搜索选项：旋转角度、边缘阈值、解调模式等参数

Image图像：原始图像输入

ROI兴趣区域：在指定的区域中查找QR码，不指定为整幅图像

QR Description Options描述选项：最大尺寸、条码极性、镜像模式、QR模式等

Error in错误输入：通用错误输入

QR Code Cell Size条码单元尺寸：最小、最大尺寸等

Image(duplicate)：图像输出

QR Code Report条码报告：输出条码信息数据，含找到否、数据、条码边框等内容

Tokenized Output Data：Tokenized数据输出，包含数据流模式、模式数据、条码数据等。

Error Out：通用错误输出

函数>视觉与运动>Machine Vision>Instruments Readers函数面板中的条码相关的函数，在上面已经讲解了，其中还有一个IMAQ Read Barcode读取一维条码的函数，这个在后面其它的例子中，再讲解。接下来看一下本2D条码读取例子后面的程序。

图23 计算读取条码时间

顺序结构的第4帧为计算第3帧中的条码读取时间。这种方式在许多编程中，都用于计算处理时间，即在处理开始时设置一个时间计数器，然后处理完成后再设置一个时间计数器，后面的-前面的时间计数器，从而得到相应的图像处理时间。

图24 调整图像位置-以条码中心为中心点居中

顺序的第5帧，主要是完成图像位置的调整，其以条码边框的中心点为图像的中心，进行居中。首先获边框的左上、右下两点的坐标，然后相加再除以2得到位置的中心点，再将中心点赋值给Image控件的属性节点Image Center Position图像中心位置，在设置中心位置之前，需要先调用Image控件的方法节点Refresh Image刷新图像。

注意：使用图像中心位置属性，必须图像的显示面积超出Image的框架面积才有实际作用，当使用了Zoo to fit属性，或者是图像在Image控件中已经全部显示完整了，这个属性是不能发挥作用的。因为整个图像都已经可以查看到了，也就不需要对图像进行移动了。这个属性的应用意义在于，当图像很大目标很小时，查看图像放大了N倍时，可以使用此属性进行设置，让目标在Image控件中心显示出来。

图25 顺序结构第6帧-延时

顺序结构的第6帧，主要是用于延时（调用延时函数），这样方便用户观察处理结果和图像，也有模拟实际应用中的时间间隔的作用。

这样这个条码读取函数，就被我们解读完毕。大家可以按照需要，对此函数进行必要的修改后，就可以完成一个条码读取的实际应用函数。如添加图像采集功能、添加生产者消费者模式、添加配置文档、添加智能判断条码功能等。这里就不深入了解了，只能靠各位自己，需要各位先对LabVIEW有比较熟的应用哦。