화소의 기울기와 레이블링을 이용한 효율적인 바코드 검출 알고리즘

김승진,정윤수,김봉석,원종운,원철호,조진호,이건일,Kim, Seung-Jin,Jung, Yoon-Su,Kim, Bong-Seok,Won, Jong-Un,Won, Chul-Ho,Cho, Jin-Ho,Lee, Kuhn-Il 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지D Vol.10 No.7

바코드의 기하학적 특징과 레이블링을 이용하여 효율적으로 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 네 개의 라인 연산자(line operator)[8]를 이용하여 화소가 가지는 방향을 구한 후, 블록 별로 각 방향에 대한 화소의 누적 히스토그램(histogram)을 구한다. 히스토그램에서 최대값과 최소값의 차가 가장 큰 블록을 바코드 영역의 블록이라고 결정한다. 구해진 블록만을 이용하여 바코드의 중심을 지나가는 직선을 구할 수도 있지만 좀더 정확한 직선을 구하기 위해 바코드 영역에 있는 많은 블록들을 찾는다. 가장 큰 차 값을 이용하여 문턱값을 구하고 블록별로 히스토그램의 최대값과 최소값의 차가 문턱값보다 큰 블록을 바코드의 기하학적(a) 특징을 갖는 블록으로 분류함으로써 블록을 대상으로 영상을 이진화한다. 이진화 한 영상에 대해 레이블링(labeling)[8,9]을 행하여 바코드 영역의 후보 블록들을 결정한다. 후보 블록들의 화소를 이용하여 바코드의 기울기와 중심점을 바코드의 중심점을 구하여 바코드와 수직이고 바코드의 중심을 지나가는 직선을 그을 수 있으며 바코드를 검출 할 수 있다. 수직선이 지나갈 때 화소값을 순차적으로 획득함으로써 바코드가 가지고 있는 정보를 파악한다. In this paper, we propose an effective bar code detection algorithm using the feature analysis and the labeling. After computing the direction of pixels using four line operators, we obtain the histogram about the direction of pixels by a block unit. We calculate the difference between the maximum value and the minimum value of the histogram and consider the block that have the largest difference value as the block of the bar code region. We get the line passing by the bar code region with the selected block but detect blocks of interest to get the more accurate line. The largest difference value is used to decide the threshold value to obtain the binary image. After obtaining a binary image, we do the labeling about the binary image. Therefore, we find blocks of interest in the bar code region. We calculate the gradient and the center of the bar code with blocks of interest, and then get the line passing by the bar code and detect the bar code. As we obtain the gray level of the line passing by the bar code, we grasp the information of the bar code.

블록 명암대비와 프로젝션에 기반한 2차원 바코드 검출 알고리즘

최영규 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.15 No.4

In an effort to increase the data capacity of one-dimensional symbology, 2D barcodes have been proposed a decade ago. In this paper, we present an effective 2D barcode detection algorithm from gray-level images, especially for the handheld 2D barcode recognition system. To locate the symbol inside the image, a criteria based on the block contrast is adopted, and a gray-scale projection with sub-pixel operation is utilized to segment the symbol precisely from the region of interest(ROI). Finally, the segmented ROI is normalized using the inverse perspective transformation for the following decoding processes. We also introduce the post-processing steps for decoding the QR-code. The proposed method ensures high performances under various lighting/printing conditions and strong perspective deformations. Experiments shows that our method is very robust and efficient in detecting the code area for the various types of 2D barcodes in real time. 일차원 심벌의 데이터 용량 문제를 극복하기 위하여 십 여년 전에 2차원 바코드가 처음으로 소개되었다. 본 논문에서는 그레이 영상에서부터 2차원 바코드 영역을 검출하기 위한 알고리즘을 제안하는데, 특히 손에 들고 사용하는 2D 바코드 인식 시스템에 탑재를 목표로 한다. 제안된 방법에서는 먼저 영상 내 2차원 바코드의 대략적인 위치를 검출하기 위해 블록 명암대비를 바탕으로 한 후보블록 기준을 정의하고, 관심영역으로부터 바코드 영역을 정확히 분리하기 위해 그레이 스케일 프로젝션과 부 화소 처리를 사용한다. 마지막으로 분리된 바코드 영역은 이어지는 디코딩 단계를 위해 역 투시변환을 통해 정규화 된다. 본 논문에서는 QR-코드에 대한 디코딩을 위한 후처리 과정도 소개한다. 제안된 방법은 다양한 조명상태나 인쇄상태 및 투시변환에 의해 영상에 강한 왜곡이 있는 경우에도 좋은 성능을 나타낸다. 실험을 통해 제안된 방법이 실시간으로 다양한 종류의 2차원 바코드에 대한 코드영역을 안정적이고 효과적으로 추출해 주는 것을 알 수 있었다.

블록 HOG 군집화 기반의 1-D 바코드 크로스라인 결정

김동욱 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회논문지 Vol.26 No.7

In this paper, we present a new method for determining the scan line and range for vision-based 1-D barcode recognition. This is a study on how to detect valid barcode representative points and directions by applying the DBSCAN clustering method based on block HOG (histogram of gradient) and determine scan lines and barcode crosslines based on this. In this paper, the minimum and maximum search techniques were applied to determine the cross-line range of barcodes based on the obtained scan lines. This can be applied regardless of the barcode size. This technique enables barcode recognition even by detecting only a partial area of ​​the barcode, and does not require rotation to read the code after detecting the barcode area. In addition, it is possible to detect barcodes of various sizes. Various experimental results are presented to evaluate the performance of the proposed technique in this paper. 본 논문에서는 비전 기반의 1-D 바코드 검출을 위한 스캔 라인 및 범위 결정을 위한 새로운 방법을 제시한다. 블록 HOG(histogram of gradient)를 바탕으로 DBSCAN 군집화 방법을 적용하여 유효한 바코드 대표점 및 방향을 검출하고 이를 바탕으로 스캔 라인 및 바코드 크로스라인을 결정하는 방법에 관한 연구이다. 본 논문에서는 얻어진 스캔라인을 바탕으로 바코드의 크로스라인 범위를 결정하기 위해 최소 및 최대탐색 기법이 적용되었다. 이것은 바코드의 크기에 무관하게 적용될 수 있다. 제안된 기법은 바코드의 일부 영역만 검출해도 바코드 인식이 가능하며, 또한 바코드 영역 검출 후 코드를 읽기 위해 회전을 필요로 하지 않는다. 또한, 다양한 크기의 바코드 검출이 가능하다. 본 논문의 제안된 기법에 대한 성능을 평가를 위해 다양한 실험결과를 제시하였다.

Track 3 컴퓨터과학 : 2차원 바코드 검출 알고리즘

박광욱 ( Kwang Wook Park ),이종연 ( Jong Yun Lee ) 한국컴퓨터교육학회 2014 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.18 No.2

본 논문에서는 2차원 바코드를 검출하기 위한 기술을 제안한다. 2차원 바코드는 1차원 바코드의 데이터용량 문제를 극복하기 위해 약 십여 년 전에 소개되었다. 본 논문에서는 그레이 영상에서부터 2차원 바코드영역을 검출하기 위한 알고리즘을 제안하는데, 특히 2D 바코드를 검증할 수 있는 검증기 탑재를 목표로 한다. 제안된 방법에서는 먼저 영상 내 2차원 바코드의 대략적인 위치를 검출하기 위해 바코드의 테두리 부분을 검출하는 직선 검출을 통하여 외곽선들을 검출한다. 그 후에 외곽선 교차점인 네 점을 설정한 후 투시변환을 통하여 정규화 한다. 마지막으로 2차원 바코드 종류 중 하나인 QR Code에 대한 디코딩을 위한 후처리 과정도 소개한다. 제안된 방법은 다양한 조명상태나 인쇄상태에 의해 영상에 강한 왜곡이 있는 경우에도 좋은 성능을 나타낸다. 실험을 통해 제안된 방법이 다양한 종류의 2차원 바코드에 대한 코드영역을 안정적으로 추출해 주는 것을 알 수 있었다.

DNA 바코드를 이용한 마디풀과 잡초의 동정

허경종,이정란,김진원,이인용 한국잔디학회 2019 Weed & Turfgrass Science Vol.8 No.1

DNA barcode is a powerful tool for species identification. It is especially useful when identification is difficult due to lack of taxonomic knowledge. Plant DNA barcode employs two markers, rbcL + matK. There were 619 taxa, 81 families in agricultural fields in Korea and Polygonaceae is the fifth dominant among them and usually seven to eight species are commonly found. In this study, we tried to catalog 30 individuals of 7 species in Polygonaceae occurring in Korean agricultural fields using partial sequences of rbcL and matK. Both the barcode markers revealed a good PCR and sequencing success with 100%. Barcoding gap and resolving power were 100% as well. Interspecific variations were 3.23% and 7.87% in rbcL and matK, respectively. No intraspecific variations were found in Persicaria vulgaris and Rumex japonicus in both markers. Both standard markers were found to be useful for identification of Polygonaceae weeds in Korea. The barcode data were deposited in Genbank for public use. DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 종들 간의 DNA 변이를 발견하여 형태적 지식이 없어도 정확하게 종을 동정하고 분류하는 방법이다. 고등 식물에서는 단일마커로 바코드 조건을 충족할 수 없어 엽록체 DNA의 rbcL과 mat K 유전자를 표준마커로 이용하고 있다. 본 연구에서는 표준 식물 바코드마커를 이용하여 국내 마디풀과 잡초 7종 30생태형의 바코드 데이터베이스를 구축하기 위하여 수행하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석 성공률은 rbcL과matK에서 모두 100%의 성공률을 보였으며, 바코드 갭과 종 식별해상력 또한 단일 마커와 마커들의 조합 모두 100%의성공률을 보였다. 단일마커 rbcL과 mat K, 이 두 마커의 조합은 마디풀과의 바코드에 적절하게 이용될 수 있었다. 봄여뀌와 참소리쟁이는 두 마커에서 모두 종내변이를 나타내지 않았으며, 종간변이는 rbcL에서 3.23%, matK에서 7.87%이었다. 여뀌속이나 소리쟁이속은 DNA 바코드를 분석하면 신속하고 정확하게 동정이 가능할 것으로 생각한다. 마디풀과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 Genbank 번호를 받아 공개하였다.

국내 농경지에 발생하는 포아풀아과 잡초의 분자생물학적 동정

이정란,김창석,이인용 한국잔디학회 2015 Weed & Turfgrass Science Vol.4 No.1

A universal DNA barcoding for agricultural noxious weeds is a powerful technique for species identificationwithout morphological knowledge, by using short sections of DNA from a specific region of the genome. Two standard barcodemarkers, chloroplast rbcL and matK, and a supplementary nuclear ribosomal Internal Transcribed Spacer (ITS) region were usedto examine the effectiveness of the markers for Pooideae barcoding using 163 individuals of 29 taxa across 16 genera of KoreanPooideae. The rbcL and ITS revealed a good level of amplification and sequencing success while matK did not. Barcode gaps were78.6% for rbcL, 96.2% for matK, and 91.7% for ITS, respectively. Resolving powers were 89.3% for rbcL, 92.3% for matK, and 79.1%for ITS. The matK obtained the best both barcode gap and resolving power. However, it should be considered not to employ matKfor Pooideae barcode because of low rate of PCR amplification and sequencing success. As a single DNA marker, rbcL and ITSwere reasonable for Pooideae barcode. Barcode gap and resolving power were increased when ITS was incorporated into the rbcL. The barcode sequences were deposited to the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database for public use. DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 형태적 지식없이 종을 동정하는 방법으로 전 세계적으로 최근에 많이이용하고 있으며 고등식물에서는 엽록체 rbcL과 matK 유전자를 이용하고 있다. 본 연구에서는 표준 식물 바코드마커와 핵 ITS 부위를 이용하여 국내 포아풀아과 잡초 16속29종 163생태형의 바코드 데이터를 생산하는 것을 목적으로 하였다. 더불어 포아풀아과의 바코드에서 각 마커의 효율성도 조사하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 반대로 바코드 갭은 matK에서 가장 높은 반면 rbcL에서 가장 낮았으며, 종 식별 해상력은 matK에서 가장 높고,ITS에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종 식별 해상력이 가장 높은 matK를 포아풀아과에서 바코드 마커로 이용하는 것은 너무 낮은 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률(58.3%) 때문에 고려해야할 것으로 생각된다. 단일마커로rbcL과 ITS는 포아풀아과의 바코드에 적절하게 이용될 수있으며, 두 마커를 조합으로 이용하면 공통으로 분석된 샘플에 따라 바코드 갭과 종 식별 해상력을 높일 수 있었다. 포아풀아과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다.

DNA 염기서열에 기초한 벼과 잡초의 분자생물학적 동정

이정란,김창석,이인용,오현주,김중현,김선유 한국잔디학회 2015 Weed & Turfgrass Science Vol.4 No.1

Korean Poaceae includes approximately 80 species of the agricultural weeds. Precise species identification is thefirst step for more effective weed management in the agricultural fields. However, the identification of species in Poaceae is noteasy without the assistance of taxonomists or identification experts although they are relatively easy to distinguish from the plantsof the other family by the unique characteristics of caryopsis. Thus, DNA barcode was suggested as an alternative powerfultechnique for species identification by using short sections of DNA from a specific region of the genome. Two standard barcodemarkers of vascular plants, chloroplast rbcL and matK, and a supplementary nuclear ribosomal Internal Transcribed Spacer (ITS)region were used for barcode of major Korean Poaceae weeds, 403 individuals of 84 taxa. All the barcode markers revealed a goodlevel of sequencing success with the lowest 73.7% for matK and the highest 88.8% for rbcL. The barcode sequences were depositedto the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database for public use. Combined matK and ITS showed very highresolving power with 92.9%. Besides the identification of weeds for weed managment, the generated DNA barcode data could beused for many other applications such as rapid biodiversity assessment and conservation prioritization 최근에 전 세계적으로 동물, 식물뿐만 아니라 균류, 해조류 등에서 활발하게 이용하는 DNA 바코드는 게놈 DNA의단편을 이용해 종들 간의 DNA 변이를 발견하여 형태적 지식 없이 정확하게 종을 동정하고 분류하는 방법이다. 고등식물에서는 단일마커로 바코드 조건을 충족할 수 없어 엽록체 DNA의 rbcL과 matK 유전자를 표준마커로 이용하고있다. 본 연구는 식물 표준 바코드마커와 핵 DNA의 ITS부위를 이용하여 국내 벼과 식물 252 분류군 중 주로 농경지에서 발생하는 잡초 총 84분류군 403생태형을 바코드하여 데이터베이스를 구축하기 위하여 수행하였다. 바코드결과 PCR 증폭과 염기서열 분석 성공률은 rbcL에서 가장높았으며 matK에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종식별 해상력은 matK에서 가장 높았다. 80.9%의 염기서열분석 성공률을 보인 ITS는 matK와의 조합에서 92.9% 까지종 식별 해상력을 높일 수 있어 벼과 바코드에 매우 유용한 조합이었다. 벼과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다. 그러므로 형태적으로 동정이 어려운 벼과 잡초를matK와 ITS 부위의 염기서열을 분석하여 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁한 데이터와 비교함으로써 쉽고 간편하게 동정할 수 있게 되었다.

바코드에 있어서 체크숫자를 이용한 오류수정과 바코드의 현재와 미래

김화준,Kim, Hwa-Joon 한국수학사학회 2008 Journal for history of mathematics Vol.21 No.2

바코드의 역사, 그 체크숫자(check digit)를 이용한 오류수정과 바코드의 현재와 미래에 대하여 조사를 하였다. 이 논문을 통하여, 현재 바코드와 관련하여 진행 중인 연구에 대한 소개와 연구방향에 대하여 약간의 제시를 하고자 한다. Barcode technology is becoming an essential tool for every companies, and this makes help us to gain time, analysis of goods, an inventory control, a prevention of burglar and so on. In this paper, we have treated about the history of barcode, its error correcting using the check digit, and the present and future of barcode. We wish roles of mathematician on new barcode system which it bring on an economical efficiency and stability.

이미지 처리기술을 이용한 온라인 바코드 품질검사 시스템

이주호,송하주,Lee, Joo-Ho,Song, Ha-Joo 한국전자통신학회 2012 한국전자통신학회 논문지 Vol.7 No.5

바코드 레이블은 저비용과 편리함으로 인해 물품의 식별을 위해 널리 사용되고 있다. 바코드 레이블은 실링인쇄(seal printing)를 통해 대량으로 생산되는데 그 과정에서 인쇄 품질이 좋지 않거나 레이블 내의 바코드와 텍스트가 서로 일치하지 않는 불량품이 발생하기도 한다. 불량 레이블은 인식 불량 및 업무 오류를 가져오고 이로 인해 물류 지체 및 처리비용 증가를 가져온다. 본 논문에서는 이미지 처리기술을 이용하여 생산단계에서 레이블을 검사하는 온라인 바코드 품질 검사 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 카메라에 의해 얻은 이미지를 사용하여 바코드의 품질과 데이터와의 일치성을 검증하고, 불량레이블이 발견되면 경고 신호와 함께 불량임을 표시하여 불량품이 조기에 제거되도록 한다. Barcode labels are being widely used for identifying products since they are cheap and easy to use. As the barcode labels are massively produced by seal printing, some labels have defects such as poor printing quality or data mismatch between barcode and the text. Barcode read errors and business errors caused by defected barcodes result in delay in logistics and increased processing costs. In this paper, we propose an on-line barcode verification system that uses image processing technique to verify the quality of labels at the production stage. The proposed system captures label images through the vision camera and then checks the print quality and verifies the combination of barcodes and texts in a label. If any defected label is found, the proposed system gives alarm signals and marks the defected labels so that they are removed at early stage of the production.

블록 명암대비와 프로젝션에 기반한 2차원 바코드 검출 알고리즘

최영규,Choi, Young-Kyu 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.4

일차원 심벌의 데이터 용량 문제를 극복하기 위하여 십 여년 전에 2차원 바코드가 처음으로 소개되었다. 본 논문에서는 그레이 영상에서부터 2차원 바코드 영역을 검출하기 위한 알고리즘을 제안하는데, 특히 손에 들고 사용하는 2D 바코드 인식 시스템에 탑재를 목표로 한다. 제안된 방법에서는 먼저 영상 내 2차원 바코드의 대략적인 위치를 검출하기 위해 블록 명암대비를 바탕으로 한 후보블록 기준을 정의하고, 관심영역으로부터 바코드 영역을 정확히 분리하기 위해 그레이 스케일 프로젝션과 부 화소 처리를 사용한다. 마지막으로 분리된 바코드 영역은 이어지는 디코딩 단계를 위해 역 투시변환을 통해 정규화 된다. 본 논문에서는 QR-코드에 대한 디코딩을 위한 후처리 과정도 소개한다. 제안된 방법은 다양한 조명상태나 인쇄상태 및 투시변환에 의해 영상에 강한 왜곡이 있는 경우에도 좋은 성능을 나타낸다. 실험을 통해 제안된 방법이실시간으로 다양한 종류의 2차원 바코드에 대한 코드영역을 안정적이고 효과적으로 추출해 주는 것을 알 수 있었다. In an effort to increase the data capacity of one-dimensional symbology, 2D barcodes have been proposed a decade ago. In this paper, we present an effective 2D barcode detection algorithm from gray-level images, especially for the handheld 2D barcode recognition system. To locate the symbol inside the image, a criteria based on the block contrast is adopted, and a gray-scale projection with sub-pixel operation is utilized to segment the symbol precisely from the region of interest(ROI). Finally, the segmented ROI is normalized using the inverse perspective transformation for the following decoding processes. We also introduce the post-processing steps for decoding the QR-code. The proposed method ensures high performances under various lighting/printing conditions and strong perspective deformations. Experiments shows that our method is very robust and efficient in detecting the code area for the various types of 2D barcodes in real time.