[發(fā)明專(zhuān)利]一種多光譜二維碼識(shí)別裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711029568.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107918748A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志華;倪靜儀;沈忱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06K7/14
• 分類(lèi)號(hào): G06K7/14
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心32203
• 代理人: 王瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多光譜二維碼識(shí)別裝置及方法。

背景技術(shù)

二維碼，又稱(chēng)二維條碼，是在一維條碼的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出的一種具有可讀性的條碼，常用的二維碼碼制有Data Matrix，Maxi Code，Aztec，QR Code等，其中QR Code(Quick Response Code)矩陣碼是目前最為流行的碼制，QR碼呈正方形，黑白兩色，三個(gè)角落印有“回”字的正方圖案為其定位碼，利用三個(gè)定位碼即可定位一個(gè)QR碼。二維碼以信息容量大、可靠性高、可表示信息形式、保密防偽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)受到各行各業(yè)的青睞。比如在流水線工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高流水生產(chǎn)的效率，降低次品率，二維碼逐漸替代一維碼，開(kāi)始扮演著越來(lái)越重要的角色。

現(xiàn)有二維碼識(shí)別裝置多數(shù)是通過(guò)單攝像頭捕獲可見(jiàn)光反射的圖像，具有分辨率高、細(xì)節(jié)和色彩信息豐富的優(yōu)點(diǎn)，但其受光照等外部條件的影響經(jīng)常無(wú)法正常工作。再者可見(jiàn)光只占電磁波普中的一小段，所包含的內(nèi)容遠(yuǎn)不足以包含物體所發(fā)出的信息全貌。因此市面上出現(xiàn)其它光譜段的單攝像頭條碼識(shí)別裝置，比如紅外條碼識(shí)別裝置，具有抗干擾能力強(qiáng)，可全天候工作的優(yōu)點(diǎn)，但其成像分辨率低，出現(xiàn)誤差信息的概率較大。另有少數(shù)攝像機(jī)雖然具有捕獲不同光譜反射出圖像的功能，實(shí)現(xiàn)了不同光譜段下圖像信息優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但是其在圖像處理，二維碼解析識(shí)別等方面還有待改進(jìn)，且成本也并不可觀。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有二維碼識(shí)別裝置僅采集單一光譜段數(shù)據(jù)，導(dǎo)致有效信息量不足且受外界條件干擾較大，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種多光譜二維碼識(shí)別裝置及方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種多光譜二維碼識(shí)別裝置，裝置包括：2個(gè)鏡頭、2個(gè)圖像傳感器模塊、圖像處理模塊、二維碼解析與輸出模塊。所述鏡頭通過(guò)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(gè)鏡頭模塊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(jiàn)光、紅外線、紫外線、χ射線、γ射線反射或投射像。

2個(gè)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(shù)據(jù)，包括可見(jiàn)光圖像傳感器、紅外圖像傳感器、紫外圖像傳感器等，均可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合進(jìn)行圖像處理的電信號(hào)。

圖像處理模塊用以二維碼圖像預(yù)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用以二維碼的解析處理以及將解析處理后得到的二維碼數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸給應(yīng)用設(shè)備。

一種多光譜二維碼識(shí)別方法，包括以下步驟：

步驟1、2個(gè)鏡頭分別捕獲二維碼圖像反射或投射的不同光譜段圖像信息，如可見(jiàn)光和紅外光；

步驟2、2個(gè)圖像傳感器模塊分別捕獲其特定敏感光譜段的圖像數(shù)據(jù)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合進(jìn)行圖像處理的電信號(hào)，并傳輸給圖像處理模塊；

步驟3、對(duì)圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，包括：圖像灰度化處理、圖像增強(qiáng)處理、圖像去噪處理、圖像二值化處理；

步驟4、對(duì)圖像進(jìn)行圖像定位處理，首先采用Sobel算子對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)處理，得到圖像的粗定位；然后采用Hough變換求出二維碼圖像的旋轉(zhuǎn)角度以及四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，得到圖像的精準(zhǔn)定位；

步驟5、對(duì)圖像進(jìn)行圖像校正處理：對(duì)定位后的二維碼圖片進(jìn)行空間變換和灰度級(jí)插值，得到校正的二維碼圖像；

步驟6、對(duì)圖像進(jìn)行圖像融合處理：使用小波變換對(duì)不同光譜段的二維碼圖像進(jìn)行圖像融合處理；

步驟7、對(duì)二維碼進(jìn)行解析處理：對(duì)二維碼圖像進(jìn)行解析，獲取二維碼中所包含的信息；

步驟8、傳輸條碼信息：將解析處理后得到的二維碼信息通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸給應(yīng)用設(shè)備。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

1)本發(fā)明通過(guò)攝像頭分別獲取不同光譜段二維碼信息，與單一光譜段二維碼相比較，可以獲取不同抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)比度高的二維碼圖像。并且通過(guò)多光譜圖像融合處理，利用其在時(shí)空上的相關(guān)性和在信息上的互補(bǔ)性將同一場(chǎng)景的多譜圖像信息特征融合到一起，獲得更加全面、清晰的圖像信息，增加圖像的可靠性，提高二維碼的識(shí)別效率。

2)本發(fā)明既可以PC機(jī)上完成，也可在嵌入式系統(tǒng)中完成。基于PC機(jī)的圖像處理與輸出優(yōu)點(diǎn)在于現(xiàn)有圖像處理技術(shù)發(fā)展成熟，便于操作；基于嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于體積小，成本低。此外，這兩種方式都能達(dá)到很高的工作效率。

3)本發(fā)明增加休眠功能、喚醒功能以及仰角功能等，節(jié)約能源，增加人機(jī)之間交互性。