[发明专利]标在柱面上的AR码的鲁棒识别方法

摘要

本发明涉及一种标在柱面上的AR码的鲁棒识别方法，包括以下步骤：对AR码图像进行二值化，提取AR码二值化图像的轮廓，并将轮廓中的AR码区域图像进行摆正处理；对摆正的AR码区域进行弧形畸变检测并旋转，使凹弧边朝上，并将凹弧边拉直；利用局部自适应压缩算法将凸弧边拉直，得到一个轮廓为矩形的AR码区域；对AR码区域进行非线性划线识别。本发明解决了一些传统识别方法对AR码识别正确率不高以及当AR码产生弧形畸变的情况下无法正确识别的问题，提高了AR码识别的鲁棒性。

主权项

1.一种标在柱面上的AR码的鲁棒识别方法，其特征是，包括以下步骤：1)采集标在柱面上的AR码，得到AR码区域图像I0；2)对AR码区域图像I0进行自适应阈值分割和形态学滤波，得到滤波后的二值化图像I1；3)检测滤波后的二值化图像I1的轮廓，在排除了图像中的非四个顶点、非凸四边形的轮廓和过小的轮廓之后，得到只含有AR码区域的轮廓，将只含有AR码区域轮廓以外的区域像素填充为代表“0”的纯黑色，做成遮罩图层，再将AR码区域图像I0拷贝进该遮罩图层中，得到只含有AR码区域的二值化图像I2；该图像中的AR码区域轮廓的四个顶点从左上角开始顺时针依次标记为c0、c1、c2、c3；4)对只含有AR码区域的二值化图像I2中的AR码区域轮廓进行摆正处理，具体方式是：4‑1、以只含有AR码区域的二值化图像I2的左上角顶点为坐标原点，建立直角坐标系，求出连接c0点与c2点的直线L1以及连接c1点与c3点的直线L2，进而求出该两条直线的交点Q的坐标；4‑2、求出只含有AR码区域的二值化图像I2中AR码区域轮廓的最佳外接矩形：以只含有AR码区域的二值化图像I2中AR码区域轮廓的四个顶点c0、c1、c2、c3中距离交点Q最远的一个点为基点，在该基点所在的直线上按以下条件求出距离该点为h像素的两个点：R＝n×l(l≥10)R/n≤h≤3R/n其中，n为AR码总行数，l为AR码每一行的平均宽度，R为AR码的总宽度；4‑3、将上述两点中距交点Q较远的一个点标记为A0，设A0点到交点Q的距离为L，求出直线L1和直线L2上距离交点Q为L的其余三个点的坐标，这三个点按逆时针方向分别标记为A1、A2、A3；连接A0、A1、A2、A3这四个点，构成一个矩形A；4‑4、将矩形A透视变换到与该矩形面积相同的一个正方形区域中，具体方式是：以矩形A的A0、A1、A2、A3这四个点的坐标值构成透视变换前的矩阵，以与矩形A面积相等的正方形的四个角点A0’、A1’、A2’、A3’的坐标值构成透视变换后的矩阵，以透视变换前的矩阵和透视变换后的矩阵为变换参数，利用透视变换函数进行透视变换，从而得到AR码被摆正的二值化图像I3；5)对AR码被摆正的二值化图像I3中AR码区域轮廓是否存在弧形畸变和凹弧边进行检测，具体方式是：对AR码被摆正的二值化图像I3进行AR码区域轮廓检测，并以AR码被摆正的二值化图像I3的左上角为坐标原点，AR码区域轮廓的四个顶点自左上角开始，沿逆时针方向分别记做d0、d1、d2、d3，求出d0点与d3点连线的中点横坐标值x；自点(x,0)开始，从上往下扫描AR码被摆正的二值化图像I3上的像素，当扫描到像素值为0时，记下该点的纵坐标值y，将该点的y值与d0点和d3点的y值进行比较，若该点的y值大于d0点与d3点中y值的较大者，则判定d0点与d3点所对应的位于图像最上端的一条边是具有弧形畸变的凹弧边，位于图像最下端的一条边就是与该凹弧边相对应的凸弧边；若该点的y值小于d0点与d3点中y值的较小者，则判定d0点与d3点所对应的位于图像最上端的一条边不是凹弧边；之后，将AR码被摆正的二值化图像I3逆时针旋转90°，重复步骤5)，继续进行AR码区域轮廓的检测；如果在旋转检测三次之后均未检测到AR码区域轮廓的凹弧边，则判定所采集到的AR码区域图像I0中的AR码没有发生弧形畸变，直接转到步骤8)，对其进行非线性划线识别操作；6)对检测到有弧形畸变的AR码上的凹弧边进行拉直处理，具体方式是：将AR码被摆正的二值化图像I3上端凹弧边的两个顶点的纵坐标值中较小的y值记作TopY03，并作为凹弧边的上拉高度；自AR码被摆正的二值化图像I3的左边界到右边界，从上到下，以一个像素为步长，进行连续扫描；当扫描到像素值为0时，记下该点处的纵坐标值y，将该点处的y值标记为TopY，在此步长内的所有像素向上位移一个TopY03–TopY的距离；遍历整个AR码被摆正的二值化图像I3后，AR码区域轮廓的凹弧边即被拉直，得到AR码凹弧边被拉直的二值化图像I4；7)对AR码凹弧边被拉直的二值化图像I4中的凸弧边进行拉直处理，具体方式是：自AR码凹弧边被拉直的二值化图像I4的左边界到右边界，从下到上，以一个像素为步长，进行连续扫描；当扫描到像素值为0时，记下该点处的纵坐标值y，并与步骤6)中的TopY03做差，得到每一像素列的一个高度值，记做M；而AR码被摆正的二值化图像I3中AR码区域轮廓中的d1点和d2点的纵坐标值中较小的y值记做S，利用以下计算公式：M‑S＝kM/k＝pm modp＝0对AR码凹弧边被拉直的图像I4按照单位像素步长，使用上述计算公式确定被抽掉的点，并进行像素抽取，同时将后面的所有像素上移填补间隙；遍历整个AR码凹弧边被拉直的图像I4后，该图像中的凸弧边即被拉直，得到一个轮廓为矩形的修正的二值化图像I5；8)对修正的二值化图像I5进行非线性划线识别处理，具体方式是：8‑1、提取修正的二值化图像I5中的AR码区域轮廓，并对AR码区域轮廓内的区域进行透视变换，透视变换方式为：以提取到的AR码区域轮廓的四个顶点坐标值为透视变换前的矩阵，以R×R像素大小的正方形空白图像的四个角点坐标值为透视变换后的矩阵，利用透视变换函数，以透视变换前的矩阵和透视变换后的矩阵为变换参数，利用透视变换函数进行透视变换，得到一个R×R像素大小的、完全被AR码填充的二值化图像I6；其中，R为AR码的总宽度，其取值为：R＝n×l(l≥10)；式中，n为AR码的总行数，l为AR码每一行的平均宽度；8‑2、扫描被AR码填充的二值化图像I6中AR码的最上面一行和最下面一行，得到AR码最上面一行的宽度值Y1和最下面一行的宽度值Y2，AR码最上面一行对应的行数记为X1，AR码最下面一行对应的行数为记为X2；若Y1–R/n

下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。 免登录下载普通用户下载升级VIP会员，免费下载

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于石家庄铁道大学，未经石家庄铁道大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】

本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201610870465.1/，转载请声明来源钻瓜专利网。