[發明專利]一種多光譜二維碼識別裝置及方法

在審

• 申請號: 201711029568.6
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107918748A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 王志華;倪靜儀;沈忱
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K7/14
• 分類號: G06K7/14
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 王瑋

1.一種多光譜二維碼識別裝置，其特征在于：包括2個鏡頭、2個圖像傳感器模塊、圖像處理模塊、二維碼解析與輸出模塊；2個鏡頭分別通過2個圖像傳感器模塊與圖像處理模塊相連，圖像處理模塊與二維碼解析與輸出模塊相連，電源模塊分別與上述各模塊相連供電；

2個鏡頭分別用以捕獲二維碼圖像反射或投射的任一光譜段圖像信息，包括可見光、紅外線、紫外線、χ射線、γ射線反射或投射像；

2個圖像傳感器模塊分別用以捕獲其特定敏感光譜段的圖像數據，將光信號轉換為適合進行圖像處理的電信號，并傳輸給圖像處理模塊；

圖像處理模塊，對二維碼圖像進行圖像預處理、圖像定位處理、圖像校正處理以及圖像融合處理；

二維碼解析與輸出模塊，對二維碼進行解析處理以及將解析處理后得到的二維碼數據通過數據傳輸模塊傳輸給應用設備。

2.根據權利要求1所述的多光譜二維碼識別裝置，其特征在于：所述圖像處理模塊包括圖像預處理模塊、圖像定位處理模塊、圖像校正處理模塊和圖像融合模塊；

圖像預處理模塊包括：圖像灰度化處理單元、圖像增強處理單元、圖像去噪處理單元、圖像二值化處理單元；

圖像灰度化處理單元：對不同圖像傳感器采集到的不同光譜段二維碼圖像進行灰度化處理，便于后續圖像的統一處理；

圖像增強處理單元：采用灰度變換增強法對灰度圖像進行增強處理，使得圖像更加清晰；

圖像去噪處理單元：采用非線性濾波器中的中值濾波對圖像進行去噪處理，中值濾波的實現：

選取窗口S_xy中被干擾圖像g(x,y)的中值，作為坐標點(x,y)的輸出，其中窗口為S_xy大小為m×n，計算公式為：

f(x,y)=Median[g(s,t)](s,t)∈Sxy]]>

圖像二值化處理單元：根據閾值對灰度圖像中的像素點進行分類，使整幅圖像轉變為黑白圖像，二值化計算公式如下：

g(x,y)=255,f(x,y)≥T0,f(x,y)≤T]]>

其中f(x,y)是原始圖像的灰度值，g(x,y)是二值化之后對應的灰度值，T是二值化閾值；采用Otsu算法計算動態閾值；

圖像定位處理模塊包括：圖像邊緣檢測單元和圖像精準定位單元；

圖像邊緣檢測單元：采用Sobel算子對圖像濾波，提取圖像邊緣，得到圖像粗定位；

圖像精準定位單元：對邊緣提取后的圖像進行Hough變換求出二維碼圖像的旋轉角度以及四個頂點坐標，得到圖像的精確定位；

圖像校正處理模塊：對定位后的二維碼圖片進行空間變換和灰度級插值，得到旋轉至水平和基本沒有失真的二維碼圖像；

圖像融合模塊：將同一場景的多譜圖像采用小波變換方法完成二維碼圖像融合，利用其在時空上的相關性和在信息上的互補性得到對圖像更全面、清晰的描述；小波變換方法是先對圖像進行小波分解，通過小波分解，圖像分解為更低一級分辨率表示：低頻的輪廓信息和水平，垂直及對角線方向高頻信息；然后對分解系數進行處理得到融合系數，最后利用小波反變換重建圖像。