[发明专利]基于平移不变性和小区域模板匹配的二维码定位方法

说明书

本发明公开了基于平移不变性和小区域模板匹配的二维码定位方法和系统，属于工业二维码定位相关技术领域，该方法包括以下步骤，实时采集在高速传送带上传送的产品的图像，对图像队列里每个图像的选择多个特征明显的关键区域，采用小区域模板匹配算法对多个关键区域分别进行模板设置，在固定的搜索区域内进行模板匹配处理，将梯度幅值具有旋转不变性与基于梯度幅值特征快速搜索匹配算法相结合，定位到关键区域；根据二维码的大小以及获得的二维码的中心坐标来实现对二维码的准确定位，进而实现二维码识别；当识别出的二维码与二维码的原内容不一致，则识别出的二维码不合格，该方法满足高速生产线对印刷有二维码产品的实时检测与在线实时分拣要求。

技术领域

本发明涉及工业二维码定位相关技术领域，尤其涉及基于平移不变性和小区域模板匹配的二维码定位方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

在工业生产行业，二维条码是储存其产品信息的良好媒介。二维码具有解码速度快、储存信息量大以及鲁棒性强等特点，因此对生产线上产品的信息数据分类与保存具有重要的意义。但是在工业二维码印刷过程中，漏印、错印以及印刷不清等情况时有发生，一旦标识出错的产品流通到市场上会给厂家带来很大的隐患。在高速的工业生产线上，二维码的印刷问题时常存在，但目前大多数的生产厂家还是采取人工检测的方式，检测效率和检测精度都无法满足高速生产线上的要求。为了提升工业生产厂家的工作效率和检测精度，对二维码高速定位技术的研究势在必行。

目前大多数工业生产厂家采用人工视觉进行二维条码的合格检测，由于人眼视觉一致性差，易于疲劳，导致其检测效率低下，可靠性不高。少数厂家采用机器视觉技术实现产品瑕疵检测或印刷缺陷检测，但是由于在工业生产线上采集环境差，且由于相机与产品之间存在着延迟效果，采集到的二维码图像会产生畸变和模糊等问题，在此种情况下，即使定位到二维码也无法准确对其进行解码和识别，因而，研究一种具有高精度且高效率的二维条码的定位及检测方法和装置，满足工业厂家高速、准确检测的要求，是本领域亟需解决的问题。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了基于平移不变性和小区域模板匹配的二维码定位方法，包括以下步骤：

S1:实时采集在高速传送带上传送的产品的图像，并将产品的图像进行存储形成待处理的图像队列；

S2:对图像队列里每个图像的选择多个特征明显的关键区域，并在图像里划取固定的搜索区域，并采用小区域模板匹配算法对多个关键区域分别进行模板设置，在固定的搜索区域内进行模板匹配处理，将梯度幅值具有旋转不变性与基于梯度幅值特征快速搜索匹配算法相结合，搜索到角度发生部分倾斜的产品图像，进而定位到关键区域；

S3：计算出二维码区域与搜索区域之间的距离值，根据平移不变性的原理，对关键区域和二维码区域之间的位置关系建立模型，根据关键区域和二维码区域的位置关系模型，确定一个相对于关键区域和二维码区域的一次坐标平移的原点位置，实现对二维码区域在图像中位置的估计，根据二维码的大小以及获得的二维码的中心坐标来实现对二维码的准确定位，进而实现二维码识别；

S4:将识别出的二维码与二维码的原内容进行比较，当识别出的二维码与二维码的原内容一致，则识别出的二维码合格，将合格的二维码图像从图像队列中删除，并记录相应的批次和序号，当识别出的二维码与二维码的原内容不一致，则识别出的二维码不合格。

进一步地，所述将梯度幅值具有旋转不变性与基于梯度幅值特征快速搜索匹配算法相结合，搜索到角度发生部分倾斜的产品图像，进而定位到关键区域，包括以下步骤：

S2-1：首先得到大小为I_M×M的二维码图像，计算图像I_M×M的梯度幅值矩阵G_M×M；