[發明專利]一種非線性扭曲情況下的二維碼識別方法

在審

• 申請號: 201310365492.X
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN104424457A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 陸起涌;楊絮;高翔;盧潭城
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K9/03
• 代理公司: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙) 31268
• 代理人: 吳桂琴

技術領域

本發明涉及對扭曲情況下的二維碼進行識別技術，適用于由于拍攝角度或二維碼本身的扭曲使原本為正方形的二維碼發生了形變時，對二維碼進行校正并識別。

背景技術

伴隨著經濟和計算機技術的不斷發展，人們對商品質量的要求越來越高，以往每種商品上貼一種標簽的方式已經不能滿足我們的需求，更向每件商品有一個唯一標識的需求發展。二維碼由于其高信息量大低成本等特點，在商品標識領域如雨后春筍般快速發展。當你在超市購物的時候，看到一個杯子，通過掃描貼在杯子上的二維碼就可以知道這個世界上唯一的杯子是由哪里的陶土，經過哪位大師的手精心制作而成。這不是夢想，馬上就會成為現實。

然而，二維碼貼在商品上方便我們探索物品來源的同時也帶來了另一個問題，二維碼由于拍攝角度、自身扭曲等原因，會發生不同程度的扭曲，已有算法對發生線性扭曲情況通過尋找二維碼的四個角點，根據反透視變換求出校正圖形，但是對于非線性形變的二維碼校正并能識別，現在還沒有相應的算法及軟件。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種在非線性扭曲下的二維碼識別方法，根據扭曲情況，將二維碼從復雜背景中提取出來，在自適應地確定映射關鍵點對，再根據映射關系求出校正的二維碼。

具體說，本發明提供一種對扭曲二維碼識別的方法，即通過圖像采集設備，得到二維碼的圖像，再經過二維碼區域提取、二維碼校正、解碼三個步驟來實現二維碼的識別。

二維碼區域提取是實現二維碼識別的基礎，在一幅圖像中如果找不到待識別的二維碼，后面的工作就無法完成。二維碼的定位就是找到二維碼的圖像區域，對有明顯二維碼特征的區域進行提取。具體包括：圖像預處理、位置探測圖形提取、圖像孔洞填充、二維碼區域提取四部分。二維碼區域提取首先對圖像預處理，目的是在不影響處理效果的情況下減少圖像占用空間以提高處理速度，并降低噪聲的影響，包括：圖像灰度化、圖像二值化、圖像去噪。圖像預處理后是位置探測圖形提取，其包括：位置探測圖形估計、位置探測圖形提煉兩部分。位置探測圖形估計即用傳統方法以任何方向檢測水平垂直都滿足1:1:3:1:1比例的特點找到二維碼候選區域，由于復雜背景的某些區域可能也滿足此比例，為了排除背景區域干擾，通過面積比及重心檢測及通過基于面積比的位置探測圖形提煉算法從候選區域中提取真正的二維碼，最后運用填洞算法填補二維碼區域空洞，使二維碼在一個區域內，經過提煉后的區域，以一個位置探測圖形的中心為種子點，再結合區域增長得到二維碼區域。

二維碼校正是在得到二維碼區域之后，由于拍攝角度或二維碼本身的扭曲使原本為正方形的二維碼發生了形變，需要對二維碼進行校正。對二維碼進行校正，通過二維碼關鍵點提取、二維碼邊緣擬合、校正圖像對應點坐標，映射關系，求出二維碼的部分關鍵點及對應校正圖形上的坐標，并結合映射關系，求出校正的二維碼圖形。二維碼關鍵點提取通過自適應角點檢測算法求出四個角點，再求出位置探測圖形的部分角點，作為扭曲二維碼的關鍵點；二維碼邊緣擬合通過尋找關鍵點在校正圖形上的對應點，由四條曲線擬合扭曲二維碼的邊緣，得到擬合曲線，進而求出關鍵點之間的曲線距離，并根據伸縮比求出校正圖形上的對應坐標，最后結合映射關系求出校正二維碼。

解碼是在得到一幅標準的二維碼圖像后，對該圖像進行網格采樣，對網格每一個交點上的圖像像素取樣，并根據閾值確定該像素位置是深色模塊還是淺色模塊。構造一個位圖，用二進制的“1”表示深色像素，“0”表示淺色像素，從而得到二維碼的原始二進制序列值，然后對這些數據進行糾錯和譯碼，最后根據條碼的邏輯編碼規則把這些原始的數據位流轉換成數據碼字。

本發明的優點在于：可以自適應地校正識別非線性扭曲二維碼。

附圖說明

圖1：二維碼識別流程圖；

圖2：二維碼區域提取流程圖；

圖3：位置探測圖形；

圖4：二維碼校正流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的方案進行詳細說明。

圖1為二維碼識別流程圖。圖2為二維碼區域提取流程圖，圖3為位置探測圖形，圖4為二維碼校正流程圖。結合圖1，本發明二維碼識別方法包括：二維碼提取、二維碼校正、解碼三部分。解碼部分可利用現有成熟的軟件算法進行。

二維碼提取包括：圖像預處理、位置探測圖形提取、圖像孔洞填充、二維碼區域提取四個部分。