[发明专利]一种激光二维码定位方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种用于金属件标识的激光二维码图像识别时的激光二维码定位方法。

背景技术

直接零件标识表示一种特殊的印刷技术，可以不经过如标签这样的中间载体，直接为产品做标识，该技术在现代国内外制造业中应用尤为广泛。目前可以对金属件进行直接标识的技术有激光标刻、喷墨打码和气动式打标等。激光标刻技术既能在保证不损坏金属工件的完整性的同时又刻蚀出可以永久保留的信息图案，在高精度需求的制造业中非常适用。

随着国内外物联网产业和制造业的蓬勃发展，二维码技术因其本身强大的纠错能力在制造业领域的金属件标识中逐渐得到应用。为提高企业管理效率，激光二维码作为解决金属件标识问题的有效技术之一得到了广泛的应用，即利用激光标刻技术为金属件直接标刻上对应信息的二维码。但是当前利用图像处理技术在识别金属件表面的激光二维码时存在着定位难等问题，主要原因有：(1)金属工件的外表面不是全平面型，导致在激光直接标刻时，二维码图像有弧度的；(2)金属工件本身的材质各式各样，有的金属件表面反光、有的材质颜色灰暗、有的材质易氧化，加大了准确定位识别二维码的难度；(3)金属工件的材质不同，在激光直接标刻的过程中，不能直接标刻以黑色为前景色的二维码，这与标准的二维码恰好相反；(4)在给金属工件进行二维码标刻时，激光打码机的内部因素和外界因素导致在刀具表面所呈现的二维码不规则。

为解决采用激光直接标刻在金属件上的二维码定位问题，国内外的相关研究者提出了许多解决方案，其中与本发明最接近的技术方案包括：发明专利（申请号：200610088973.0，名称：一种基于两级分类的二维码定位识别方法和装置）中提出种基于两级分类的二维码定位识别方法，其主要思路是把对二维码的定位分为了两级，第一级是基于拍摄图像进行前景像素与背景像素的分离，即图像二值化，再利用标准二维码定位符和校正符的特征，搜索和匹配图像中的定位图形并利用仿射校正定位出标准图像中各模块的位置，第二级是是在第一级基础上对每个模块的中心点灰度值进行二次二分类，再进行二维码识别，但此方法的前提是需要准确得到位置定位符的位置，当检测的图像中的二维码不是标准二维码时，基于二维码位置定位符的特征就不适用，无法进行二次分类；发明专利（申请号：201310742473.4，名称：一种二维码识别方法及装置）中阐述一种基于二维探测图形三元组的方法来对二维码区域进行定位提取，但该方法只有在位置探测图形可检测的前提下才可以实现；刘家昕（基于边缘增强的二维码区域快速检测定位算法[J]。计算机工程，2012）中提出了一种基于边缘增强的二维码定位算法，其主要思想是利用Max-Min差分和Canny算子相结合去除图像的噪点并增强目标的特征信息，再利用水平和垂直投影方法对二维码的二维进行粗定位，最后使用形态学的方法对二维码进行精确定位，但当输入的图像光照太暗、目标不明显及噪声过分复杂时，算法难以获得一个准确的二维码候选区域；王伟（复杂金属背景下二维条码区域的快速定位[J]。天津大学学报，2013）提出一种二维条码区域快速定位方法，其主要思想主要是基于机器学习和级联过滤器联立的方法滤除背景区域，结合二维条码的几何性质检测候选区域，然后利用聚类生长法包络二维条码区域，该方法并没有根据二维码本身的特殊进行检测，而是利用金属背景的特征对其定位。

综上所述，现有各种QR二维码定位方法利用位置定位符和校正图形对二维码的整个区域进行定位，但是在复杂的背景下，QR二维码的三个位置定位符和校正图形很难检测，不能利用标准QR二维码黑:白:黑:白:黑=1:1:3:1:1的特征，本发明针对这一不足提出一种激光二维码定位方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种激光二维码定位方法，它解决的技术问题是因标刻时的化学反应使得金属件上的激光二维码图像的位置定位符和校正图形不清晰或者不规则，由此导致无法直接利用位置定位符和校正图形的特征对二维码进行定位。

所述的一种激光二维码定位方法，其特征在于将金属件二维码图像经过图像预处理、图像二值化、得到的二值图像闭运算去除干扰连通区域、再经Canny算子边缘检测、二维码粗定位、图像骨架细化、位置定位符检测、图像几何失真校正二维码精确定位等，得到精确定位的二维码图像。

所述的一种激光二维码定位方法，其特征在于具体包括如下步骤：

步骤1）将采集的金属件激光二维码RGB图像转换为HSI色彩模型，对其I分量进行均衡化处理后再转换为RGB图像，并将其再转化为灰度图像，利用双边滤波对图像进行去噪处理；