一種二維碼打印質(zhì)量在線評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種二維碼打印質(zhì)量在線評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中物與計算機(jī)之間的信息交互的關(guān)鍵技術(shù)，二維碼具有成本低、 使用方便、可靠性高、信息容量大、糾錯能力高等優(yōu)點，在當(dāng)前社會中被廣泛應(yīng)用。其中以大 規(guī)模居民健康體檢為代表的公共衛(wèi)生行業(yè)是二維碼的重要應(yīng)用領(lǐng)域。大規(guī)模的居民體檢是 對傳染病流行情況的監(jiān)測與預(yù)警的重要措施。通過規(guī)?；捏w檢監(jiān)測群眾體質(zhì)是持續(xù)、系 統(tǒng)的收集、分析并解釋數(shù)據(jù)以支持公共衛(wèi)生行動，并且將在時間上分散的這些數(shù)據(jù)密切整 合發(fā)布給需要的人，并采取公共衛(wèi)生行動以改善公共衛(wèi)生。現(xiàn)有體檢手段難以處理大規(guī)模 的居民體檢，亟待一種面向重大傳染病監(jiān)測的居民體檢信息化解決方案，以解決基層體檢 點和醫(yī)院缺乏結(jié)合傳統(tǒng)紙質(zhì)和計算機(jī)信息化綜合處理的問題。
[0003] 然而，由于二維條形碼的需要打印生成，則不可避免的受到打印設(shè)備輸出質(zhì)量的 約束。盡管在實際中廣泛應(yīng)用熱敏技術(shù)還是熱轉(zhuǎn)印技術(shù)都技術(shù)成熟，但在大強(qiáng)度的應(yīng)用中 仍可能出現(xiàn)打印質(zhì)量下降的問題，進(jìn)而導(dǎo)致對條碼識別的影響較大。熱敏打印與熱轉(zhuǎn)印是 條碼打印機(jī)的兩種打印方法。每種方法都使用熱敏打印頭對打印表面加熱。熱轉(zhuǎn)印是通過 加熱色帶，在多種材料上打印出耐用、持久的圖案。熱敏打印不使用色帶，而是直接在標(biāo)簽 材料上打印圖案。熱敏打印與熱轉(zhuǎn)印是最佳的條形碼打印技術(shù)，因為它們可以簡便應(yīng)用在 多種黏性標(biāo)簽材料上，并以出色的邊緣定義打印出準(zhǔn)確、高品質(zhì)的圖案。每種技術(shù)都能夠以 相同的打印清晰度和速度，產(chǎn)生二維條形碼和文本符號。更關(guān)鍵的是，實際使用過程的環(huán)境 復(fù)雜多變，經(jīng)常出現(xiàn)二維條形碼被磨損和污染的情況。并且熱敏打印使用經(jīng)過化學(xué)處理的 熱敏介質(zhì)，其上的圖案會隨時間的推移而褪色。如果標(biāo)簽過度暴露在熱、光或其他催化劑 下，材料將會變暗，使條形碼難以被讀取。熱敏標(biāo)簽的可讀取性隨使用條件的不同而變化 很大，難以簡單地以時間估算其使用壽命。條碼掃描槍在處理低質(zhì)量二維碼時會自動開啟 增強(qiáng)功能模式，因而會使掃描效率降低；而在嚴(yán)重質(zhì)量低下的二維碼情況下，掃描槍難以讀 取，反復(fù)嘗試更直接影響掃描效率。因此，研究二維碼的質(zhì)量評估方法具有積極意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題本發(fā)明的目的在于提供一種二維碼打印質(zhì)量在線評估方法，該方法 能夠自動及時地發(fā)現(xiàn)二維碼打印機(jī)的輸出質(zhì)量下降或者二維碼保存損耗到某指定程度，以 便提醒工作人員維護(hù)和更換打印機(jī)或補(bǔ)打條碼。技術(shù)方案如下：
[0005] -種二維碼打印質(zhì)量在線評估方法，包括：
[0006] 分別離線提取質(zhì)量合格和質(zhì)量不合格的二維碼圖像的質(zhì)量特征，訓(xùn)練得到判別質(zhì) 量是否合格的貝葉斯分類器參數(shù)；
[0007] 將上述訓(xùn)練得到貝葉斯分類器參數(shù)載入在線分類器中；
[0008] 提取觀測樣本圖像中二維碼圖像的質(zhì)量特征，輸入在線分類器，得到質(zhì)量合格的 概率值；
[0009] 當(dāng)觀測樣本質(zhì)量合格的概率值低于設(shè)定閾值時，判定為質(zhì)量不合格。
[0010] 進(jìn)一步的，所述質(zhì)量特征包括以下兩種或兩種以上的特征：第一灰度分布特征、第 二灰度分布特征、方向性黑白比例特征、長寬比特征、整體黑白比特征、打印機(jī)缺齒特征。
[0011] 更進(jìn)一步的，所述質(zhì)量特征的提取方法包括：
[0012] 1)讀取目標(biāo)圖像，采用二維碼快速檢測提取方法確定目標(biāo)圖像中二維碼的位置和 范圍；
[0013] 2)根據(jù)二維碼的位置和范圍提取ROI區(qū)域；
[0014] 3)統(tǒng)計ROI區(qū)域內(nèi)的像素灰度值的分布，得到灰度直方圖h，利用灰度直方圖h計 算ROI區(qū)域的絕對中心矩，作為第一灰度分布特征；
[0015] 4)用大津算法（OTSU)對ROI區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行二值化處理，并得到分割閾值 T〇TSU;
[0016] 5)根據(jù)大津算法的分割閾值Iotsu和灰度直方圖h計算分別對應(yīng)黑白兩種色塊的 像素灰度值分布的Fisher距離，作為第二灰度分布特征；
[0017] 6)在RIO區(qū)域內(nèi)隨機(jī)在X方向和y方向各選取若干像素段，掃描獲取每個像素段 中最小白色線段的長度，計算所有最小白色線段長度的平均值L w，掃描獲取每個像素段中 最小黑色線段的長度，計算所有最小黑色線段長度的平均值Lb，將
作為方向性 黑白比例特征；
[0018] 7)將ROI區(qū)域擬合為可旋轉(zhuǎn)的矩形框，分別計算矩形框的長邊和短邊的長度，將 短邊與長邊的長度之比作為長寬比特征；
[0019] 8)分別計算ROI區(qū)域內(nèi)二值化圖像中黑色像素的個數(shù)％和白色像素的個數(shù)Qb，并 且將
作為整體黑白比特征；
[0020] 9)用概率霍夫變換計算ROI區(qū)域內(nèi)二值化圖像中的所有白色直線，遍歷檢測到的 所有白色直線，檢測出位于ROI區(qū)域中心并垂直于圖像X軸且長度超過ROI區(qū)域高度X%的 白色直線，將該BOOL量作為打印機(jī)缺齒特征。
[0021] 更進(jìn)一步的，所述二維碼快速檢測提取方法包括：
[0022] a.對目標(biāo)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪聲和平滑濾波；
[0023] b.將處理后的圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；
[0024] c.使用Iaplace算子計算灰度圖像中的邊緣；
[0025] d.計算邊緣圖形的積分圖；
[0026] e.將圖像分割成若干塊，并對每塊子圖像計算其中的邊緣數(shù)量之和；
[0027] f.遍歷所有子圖像，若子圖像中邊緣數(shù)量和大于設(shè)定閾值，則認(rèn)為該區(qū)域是二維 碼圖形區(qū)域。
[0028] 更進(jìn)一步的，所述ROI區(qū)域的絕對中心矩的計算方法為：
[0029]
[0030] 其中，h代表灰度直方圖，灰度值i取值范圍為0到255 ;h[i]表示灰度值為i的 像素點所占所有像素點的比例。
[0031] 更進(jìn)一步的，所述對應(yīng)黑白兩種色塊的像素灰度值分布的Fisher距離計算方法 為：
[0032]
[0033] 其中，若令Totsu表示大津算法的閾值，則
分別 表示深色像素和淺色像素的權(quán)重，
分別表 示深色像素和淺色像素的像素均值，而
和
分別表示深色像素和淺色像素的方差。
[0034] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的方法可與二維碼生成和打印系統(tǒng)相緊密結(jié) 合，自動及時地發(fā)現(xiàn)二維碼打印機(jī)的輸出質(zhì)量下降或者二維碼保存損耗到某指定程度，以 提醒工作人員維護(hù)和更換打印機(jī)或補(bǔ)打條碼，以保證二維碼的打印質(zhì)量和后續(xù)的掃描效 率，避免因二維碼輸出質(zhì)量問題所導(dǎo)致的時間和財力浪費(fèi)；同時有助于降低設(shè)備誤差和故 障率，可有效提尚設(shè)備壽命。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明二維碼打印質(zhì)量在線評估方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供的二維碼打印質(zhì)量在線 評估方法基于數(shù)字圖像處理技術(shù)，用于檢測二維碼打印機(jī)的輸出質(zhì)量和二維碼保存質(zhì)量。 用到的硬件設(shè)備包括數(shù)字掃描儀、二維碼打印機(jī)、業(yè)務(wù)點終端計算機(jī)和云端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其 中二維碼打印機(jī)和數(shù)字掃描儀連接在業(yè)務(wù)點終端計算機(jī)，以實現(xiàn)在各節(jié)點按實際需求打印 二維碼和掃描包含二維碼的格式化表單；而業(yè)務(wù)點終端計算機(jī)連接至互聯(lián)網(wǎng)，從而與云端 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相連通，業(yè)務(wù)點終端計算機(jī)將表單的數(shù)字掃描圖像傳輸給運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器處 理和識別。
[0037] 應(yīng)用時將終端計算機(jī)連接互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字掃描儀；打開掃描儀的專用軟件，將包含 二維碼的體檢表等表單掃描入本地終端計算機(jī)；終端計算機(jī)掃描本地目錄，將掃描到新增 的數(shù)字圖像傳輸?shù)皆贫吮韱巫R別和二維碼識別服務(wù)器；云端服務(wù)器在識別二維碼之前，調(diào) 用二維碼打印質(zhì)量評估模塊，對二維碼的打印質(zhì)量進(jìn)行評估，并記錄每日評估結(jié)果；云端 服務(wù)器在處理完二維碼識別任務(wù)的間隙，根據(jù)二維碼打印質(zhì)量的系列評估結(jié)果對不同打印 點分別評估其打印輸出的工作狀態(tài)。若開通新的打印服務(wù)點，則只需要配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)訪 問方式以擴(kuò)展云端服務(wù)器的使用范圍。若某二維碼打印點的輸出質(zhì)量不合格，則由云端服 務(wù)器向打印點的終端計算機(jī)發(fā)送消息，提示工作人員檢查或者替換條碼打印機(jī)。還可以根 據(jù)氣溫、濕度等關(guān)鍵因素，結(jié)合云端服務(wù)器的信息，對工作點的條碼打印機(jī)進(jìn)行調(diào)整甚至更 換。
[0038] 其中，評估二維碼打印質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)二維碼圖像的質(zhì)量特征，如灰度分布特征、 方向性黑白比例特征、長寬比特征、整體黑白比特征、打印機(jī)缺齒特征等。其中，灰度分布特 征包括第一灰度分布特征以及第二灰度分布特征?？梢愿鶕?jù)實際情況選取以上的兩種或兩 種以上的質(zhì)量特征。
[0039] 質(zhì)量特征的提取方法如下：