[发明专利]一种非线性扭曲情况下的二维码识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及对扭曲情况下的二维码进行识别技术，适用于由于拍摄角度或二维码本身的扭曲使原本为正方形的二维码发生了形变时，对二维码进行校正并识别。

背景技术

伴随着经济和计算机技术的不断发展，人们对商品质量的要求越来越高，以往每种商品上贴一种标签的方式已经不能满足我们的需求，更向每件商品有一个唯一标识的需求发展。二维码由于其高信息量大低成本等特点，在商品标识领域如雨后春笋般快速发展。当你在超市购物的时候，看到一个杯子，通过扫描贴在杯子上的二维码就可以知道这个世界上唯一的杯子是由哪里的陶土，经过哪位大师的手精心制作而成。这不是梦想，马上就会成为现实。

然而，二维码贴在商品上方便我们探索物品来源的同时也带来了另一个问题，二维码由于拍摄角度、自身扭曲等原因，会发生不同程度的扭曲，已有算法对发生线性扭曲情况通过寻找二维码的四个角点，根据反透视变换求出校正图形，但是对于非线性形变的二维码校正并能识别，现在还没有相应的算法及软件。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在非线性扭曲下的二维码识别方法，根据扭曲情况，将二维码从复杂背景中提取出来，在自适应地确定映射关键点对，再根据映射关系求出校正的二维码。

具体说，本发明提供一种对扭曲二维码识别的方法，即通过图像采集设备，得到二维码的图像，再经过二维码区域提取、二维码校正、解码三个步骤来实现二维码的识别。

二维码区域提取是实现二维码识别的基础，在一幅图像中如果找不到待识别的二维码，后面的工作就无法完成。二维码的定位就是找到二维码的图像区域，对有明显二维码特征的区域进行提取。具体包括：图像预处理、位置探测图形提取、图像孔洞填充、二维码区域提取四部分。二维码区域提取首先对图像预处理，目的是在不影响处理效果的情况下减少图像占用空间以提高处理速度，并降低噪声的影响，包括：图像灰度化、图像二值化、图像去噪。图像预处理后是位置探测图形提取，其包括：位置探测图形估计、位置探测图形提炼两部分。位置探测图形估计即用传统方法以任何方向检测水平垂直都满足1:1:3:1:1比例的特点找到二维码候选区域，由于复杂背景的某些区域可能也满足此比例，为了排除背景区域干扰，通过面积比及重心检测及通过基于面积比的位置探测图形提炼算法从候选区域中提取真正的二维码，最后运用填洞算法填补二维码区域空洞，使二维码在一个区域内，经过提炼后的区域，以一个位置探测图形的中心为种子点，再结合区域增长得到二维码区域。

二维码校正是在得到二维码区域之后，由于拍摄角度或二维码本身的扭曲使原本为正方形的二维码发生了形变，需要对二维码进行校正。对二维码进行校正，通过二维码关键点提取、二维码边缘拟合、校正图像对应点坐标，映射关系，求出二维码的部分关键点及对应校正图形上的坐标，并结合映射关系，求出校正的二维码图形。二维码关键点提取通过自适应角点检测算法求出四个角点，再求出位置探测图形的部分角点，作为扭曲二维码的关键点；二维码边缘拟合通过寻找关键点在校正图形上的对应点，由四条曲线拟合扭曲二维码的边缘，得到拟合曲线，进而求出关键点之间的曲线距离，并根据伸缩比求出校正图形上的对应坐标，最后结合映射关系求出校正二维码。

解码是在得到一幅标准的二维码图像后，对该图像进行网格采样，对网格每一个交点上的图像像素取样，并根据阈值确定该像素位置是深色模块还是浅色模块。构造一个位图，用二进制的“1”表示深色像素，“0”表示浅色像素，从而得到二维码的原始二进制序列值，然后对这些数据进行纠错和译码，最后根据条码的逻辑编码规则把这些原始的数据位流转换成数据码字。

本发明的优点在于：可以自适应地校正识别非线性扭曲二维码。

附图说明

图1：二维码识别流程图；

图2：二维码区域提取流程图；

图3：位置探测图形；

图4：二维码校正流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的方案进行详细说明。

图1为二维码识别流程图。图2为二维码区域提取流程图，图3为位置探测图形，图4为二维码校正流程图。结合图1，本发明二维码识别方法包括：二维码提取、二维码校正、解码三部分。解码部分可利用现有成熟的软件算法进行。

二维码提取包括：图像预处理、位置探测图形提取、图像孔洞填充、二维码区域提取四个部分。