[發明專利]基于圖像處理的微型QR碼識別方法

無效

• 申請號: 201310241542.3
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103294980A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 王俊峰;葉龍歡;高琳;姬郁林
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明屬于計算機數字圖像處理方法，特別是基于圖像處理的微型QR碼的識別方法。

背景技術

條碼是一種用圖形作為載體的計算機數據文件。自70年代初問世以來，得到了人們的普遍關注并且迅速發展。QR碼是由DENSO公司在1994年提出的一種矩陣式的二維條碼，其作為一種優秀的二維條碼在我國有獨特的發展優勢。微型QR碼由其演化而來，面積比其更小。微型QR碼繼承了QR碼節省打印面積、防破損與污漬、可從任意方向讀取、可組合與拆分等優點，主要用于存儲一些較小容量的數據。目前主要應用于印刷電路板和電子零件的編號等電子機械制造行業。

二維條碼的應用是集條碼圖像識別、編碼規則和條碼印刷等技術為一體的綜合應用。條碼標簽在實際使用過程中難免會受到污損，由于實際環境的采集條件和采集設備的限制，圖像會有模糊和光照不均、幾何失真等問題，為保證二維條碼的譯碼的可靠性，必須對圖像進行有效的預處理。針對QR碼，目前已經有較為成熟的圖像預處理技術。處理過程一般是將灰度圖像進行二值化，然后對條碼區域進行定位，最后進行幾何矯正，如何對圖像進行正確的二值化和幾何矯正已經成為QR碼圖像處理要解決的核心問題。國內外專家學者做了大量研究，提出了很多有效的算法，如基于一維特征模板匹配的條碼快速定位方法，并對條碼進行Hough變換得到邊界直線和頂點位置，再做控制點變換，形成只包含條碼的圖像并解碼；通過雙線性變換矯正變形的條碼圖像、然后使用條碼符號特性對圖像進行旋轉并定向的方法；利用Hough變化、Sobel算子定位條碼圖像，再利用空間變換對圖像失真進行糾正，利用形態學定位條碼圖像，再用Hough變換對圖像進行幾何校正等方法。然而國內對微型QR碼識別的研究還較為缺乏，微型QR碼面積相較于QR碼更小，并且只有一個位置探測圖形，因此其定位方法和形狀矯正方法與QR碼差別較大。?

發明內容

本發明的目的是提供一種基于圖像處理的微型QR碼識別方法，以對微型QR碼進行快速準確的識別。

本發明的目的是這樣實現的：一種基于圖像處理的微型QR碼識別方法，包括以下步驟：

1.1）對采集的微型QR碼圖像進行去噪處理，采用中值濾波，圖像中每個像素的值等于這個像素點及其周圍鄰域各個像素點的中值；

1.2）對去噪后的圖像進行二值化處理，采用最大類間方差法（即Otsu算法），把圖像分為背景和目標兩組，利用目標與背景區域的方差來確定最佳閾值；

1.3）遍歷圖像，根據位置探測圖形的模塊序列是由一個深色---淺色---深色---淺色---深色次序構成，各元素的相對寬度比例是1:1:3:1:1來確定其位置，并記錄中心點位置；

1.4）利用形態學的閉運算尋找連通區域，并根據相關條件排除干擾區域，得到碼字區域；

1.5）采用挖空算法，即將上下左右4個方向都有黑色像素的點置為255，條碼邊緣的像素點不可能4個方向都存在黑色像素，故提取條碼的邊緣信息；

1.6）采用改進后的Hough變換檢測條碼邊緣，排除干擾線段，并求出條碼邊緣斜率；

1.7）結合位置探測圖像所在相對位置與條碼邊緣斜率，計算旋轉角度，對條碼進行旋轉矯正；以位置探測圖形中心為初始點，建立網格，進行數據采樣，然后譯碼。

所述步驟1.4）中的閉運算是使用同一結構元素對圖像先膨脹再腐蝕，然后尋找連通區域，排除干擾區域，確定條碼區域。

找到連通區域后對干擾區域進行排除的條件包括區域臨邊長度大致相等，條碼區域應包含位置探測圖形等。

上述步驟1.6）中使用的Hough變換是利用點---線的對偶性，實現了從圖像空間到參數空間的映射關系，從而將原始圖像中的直線檢測轉化為參數空間中的峰值搜索。使用Hough變換對邊傾斜角度檢測時，如果對目標區域每個像素點都進行Hough變換，計算量會很大，影響處理速度。此時，可只將上一步中提取到的具有直線特征的邊緣像素點作為Hough變換的目標像素，從而提高檢測效率。此時檢測出的直線段分別隸屬于微型QR碼的上下邊界和左右邊界，以及非邊界干擾線段。計算隸屬上下邊界與左右邊界的斜率平均值，它們對應的角度應該相差90度。并且計算對應的直線條數，然后條數多的作為邊緣傾斜斜率k。