二維碼扭曲圖像的圖像校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像識(shí)別技術(shù)，具體來說，涉及一種基于二維碼扭曲圖像快速識(shí) 別的二維碼扭曲圖像的圖像校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)商品質(zhì)量的要求越來越高，二維碼技 術(shù)在商品標(biāo)識(shí)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，然而，傳統(tǒng)的二維碼識(shí)別算法都是基于平面 二維碼的假設(shè)，對(duì)貼在非平面上的扭曲二維碼沒有相應(yīng)的識(shí)別算法，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的 應(yīng)用要求，因此提出一個(gè)能夠快速校正扭曲二維碼的識(shí)別算法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)以上的不足，本發(fā)明提供了一種基于二維碼扭曲圖像快速識(shí)別的二維碼扭曲 圖像的圖像校正方法，它包括：1)對(duì)二維碼扭曲圖像進(jìn)行預(yù)處理，以得到清晰的二值圖像； 2)提取二維碼扭曲圖像的三個(gè)位置探測(cè)圖形的位置;3)確定二維碼扭曲圖像的外部輪廓的 四個(gè)角點(diǎn)A、B、C和D的位置;4)確定二維碼扭曲圖像的三個(gè)位置探測(cè)圖形的外正方形位于邊 界上的另外六個(gè)角點(diǎn)E、F、G、H、I和J的位置;5)對(duì)二維碼扭曲圖像的四個(gè)邊界進(jìn)行邊緣擬合 處理;6)根據(jù)二維碼扭曲圖像上已經(jīng)獲取的十個(gè)角點(diǎn)的位置，利用映射關(guān)系獲取二維碼校 正圖像上對(duì)應(yīng)的十個(gè)角點(diǎn)的位置。
[0004] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述步驟2)首先對(duì)二維碼扭曲圖像的位置探測(cè)圖形進(jìn)行 估計(jì)操作處理，再對(duì)二維碼扭曲圖像的位置探測(cè)圖形進(jìn)行提煉操作處理。
[0005] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述二維碼扭曲圖像的位置探測(cè)圖形的估計(jì)操作處理包 括：
[0006] 211)首先，依次對(duì)二維碼扭曲圖像的二值圖像的每一行進(jìn)行掃描，如果像素值變 化，記錄上一像素區(qū)間的像素個(gè)數(shù)，得到一個(gè)個(gè)數(shù)矩陣；
[0007] 212)接著，判斷個(gè)數(shù)矩陣，如果一行中連續(xù)5個(gè)像素個(gè)數(shù)滿足大約1:1:3:1:1的比 例，將此區(qū)域?qū)?yīng)的像素涂成白色，以此類推，直到處理完每一行，得到水平方向滿足1:1: 3:1:1比率的區(qū)域圖；
[0008] 213)然后，依次對(duì)二維碼扭曲圖像的二值圖像的每一列進(jìn)行掃描，如果像素值變 化，記錄上一像素區(qū)間的像素個(gè)數(shù)，得到一個(gè)個(gè)數(shù)矩陣；
[0009] 214)接著，判斷個(gè)數(shù)矩陣，如果一行中連續(xù)5個(gè)像素個(gè)數(shù)滿足大約1:1:3:1:1的比 例，將此區(qū)域?qū)?yīng)的像素涂成白色，以此類推，直到處理完每一列，得到垂直方向滿足1:1: 3:1:1比率的區(qū)域圖；
[0010] 215)最后，對(duì)兩幅區(qū)域圖進(jìn)行與操作，得到的就是在水平垂直方向都滿足1:1:3: 1:1比率的圖像估計(jì)區(qū)域。
[0011] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述二維碼扭曲圖像的位置探測(cè)圖形提煉操作處理包 括：
[0012] 221)定義i = l，其中，i為將要執(zhí)行以下判斷的區(qū)域號(hào)；
[0013] 222)判斷步驟215)中得到的圖像估計(jì)區(qū)域的區(qū)域i的重心Ci的像素值是否為黑 色，如果是繼續(xù)執(zhí)行，否則跳到226);
[0014] 223)將重心Ci作為種子點(diǎn)，并與鄰近像素進(jìn)行比較，如果鄰近像素與種子點(diǎn)像素 值相同，將鄰近像素點(diǎn)加入到種子區(qū)域，繼續(xù)生長(zhǎng)，直到區(qū)域i生長(zhǎng)結(jié)束，把得到的連通區(qū)域 標(biāo)記為Xi，如果該連通區(qū)域在位置探測(cè)圖形內(nèi)；
[0015] 224)將上一步得到的連通區(qū)域Xi設(shè)為白色，以Ci為種子點(diǎn)，結(jié)合區(qū)域增長(zhǎng)，得到包 含區(qū)域Xi的連通區(qū)域Yi，如果該連通區(qū)域在位置探測(cè)圖形內(nèi)；
[0016] 225)將上一步得到的連通區(qū)域Yi設(shè)為黑色，以Ci為種子點(diǎn)，結(jié)合區(qū)域增長(zhǎng)，得到包 含區(qū)域Yi的連通區(qū)域Zi，如果該連通區(qū)域在位置探測(cè)圖形內(nèi)；
[0017] 226)將i加 1跳到222)，
[0018]找到了滿足以上條件的區(qū)域，顯然區(qū)域i就是位置探測(cè)圖形之一，計(jì)算區(qū)域Zi的重 心W，重心W即為位置探測(cè)圖形中心點(diǎn)之一。
[0019] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述步驟3)包括：
[0020] 31)根據(jù)上述步驟確定的二維碼扭曲圖像的三個(gè)位置探測(cè)圖形的圖形區(qū)域確定三 個(gè)位置探測(cè)圖形中心點(diǎn)〇1、〇2和〇3的位置；
[0021] 32)找出距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)位置探測(cè)圖形中心點(diǎn)，并計(jì)算出距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)位置探 測(cè)圖形中心點(diǎn)組成的線段Lo對(duì)應(yīng)所在直線的斜率K;
[0022] 33)用與線段L0平行的兩條直線，以及與線段L0垂直的兩條直線分別從四個(gè)方向 逼近二維碼扭曲圖像區(qū)域，直到四條直線分別與二維碼扭曲圖像的輪廓相切，記下各條直 線的切點(diǎn)，四個(gè)切點(diǎn)即為二維碼扭曲圖像的輪廓的四個(gè)角點(diǎn)A、B、C和D。
[0023] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述步驟33)中，如果其中一條直線與二維碼圖像輪廓的 切點(diǎn)為一個(gè)，則該切點(diǎn)為二維碼扭曲圖像的一個(gè)角點(diǎn)；如果其中一條直線與二維碼扭曲圖 像的輪廓的切點(diǎn)不只一個(gè)，則計(jì)算這組切點(diǎn)的重心，將計(jì)算的重心作為二維碼扭曲圖像的 輪廓的角點(diǎn)。
[0024] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述步驟4)包括：
[0025] 41)根據(jù)上述步驟確定的二維碼扭曲圖像的三個(gè)位置探測(cè)圖形的圖形區(qū)域確定三 個(gè)位置探測(cè)圖形中心點(diǎn)〇1、〇2和〇3的位置；
[0026] 42)找出距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)位置探測(cè)圖形中心點(diǎn)，并計(jì)算出距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)位置探 測(cè)圖形中心點(diǎn)組成的線段Lo對(duì)應(yīng)所在直線的斜率K;
[0027] 43)根據(jù)三個(gè)位置探測(cè)圖形中心點(diǎn)(h、02和03的位置，結(jié)合三次區(qū)域增長(zhǎng)算法，分別 求出三個(gè)位置探測(cè)圖形的最內(nèi)、中、外三個(gè)正方形區(qū)域；
[0028] 44)針對(duì)每一個(gè)位置探測(cè)圖形，采用兩組直線逼近法，確定三個(gè)位置探測(cè)圖形的外 正方形區(qū)域的六個(gè)角點(diǎn)E、F、G、H、I和J的位置。
[0029] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述步驟5)中上邊界的曲線擬合步驟包括：
[0030] 51)設(shè)置二維碼扭曲圖像的板橋P;
[0031] 52)以二維碼扭曲圖像左上角的角點(diǎn)為起點(diǎn)，以起點(diǎn)為圓心，長(zhǎng)為P的線段順時(shí)針 旋轉(zhuǎn)，直到該線段的另一個(gè)端部與二維碼扭曲圖像的上邊界接觸；
[0032] 53)如果接觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于一個(gè)，選擇離二維碼扭曲圖像左上角的角點(diǎn)距離最近 的接觸點(diǎn)記錄其坐標(biāo)，并在下次迭代時(shí)以此接觸點(diǎn)為起點(diǎn)；如果接觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)為一個(gè)，記錄 其坐標(biāo)，并在下次迭代時(shí)以此接觸點(diǎn)為起點(diǎn)；
[0033] 54)直到起點(diǎn)的坐標(biāo)與二維碼扭曲圖像右上角的角點(diǎn)的距離小于P，迭代結(jié)束，所 有的起點(diǎn)，即為我們求得的上邊界上的所有邊界關(guān)鍵點(diǎn)；
[0034] 55)根據(jù)二維碼扭曲圖像上邊界的兩個(gè)角點(diǎn)和所有邊界關(guān)鍵點(diǎn)擬合上邊界的邊緣 曲線。
[0035] 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述步驟6)包括：
[0036] 61)利用積分的方法，求出擬合曲線上AE、FC、CG、HD、DI和JA之間曲線長(zhǎng)度，
[0037] 6 2)利用積分的方法，分別求出四條擬合曲線LAB、LBC、LCD和LDA的分別對(duì)應(yīng)的長(zhǎng) 度L1、L2、L3和L4;
[0038] 63)根據(jù)校正圖像的大小n，求出扭曲二維碼圖像每條邊的伸縮系數(shù)
[0040] 64)根據(jù)二維碼的邊緣曲線求出扭曲圖像上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)在擬合曲線上的對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度， 再求出相應(yīng)的校正圖形上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)
[0041] La，E'=ki*LAE
[0043] 65)利用映射關(guān)系完成扭曲圖像的校正
[0045] 本發(fā)明的有益效果：
[0046] 本發(fā)明首先根據(jù)改進(jìn)的直線逼近及位置探測(cè)圖形區(qū)域增長(zhǎng)獲得二維碼扭曲圖像 的輪廓的四個(gè)角點(diǎn)及位置探測(cè)圖形的位于邊界上的另外六個(gè)角點(diǎn)作為對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后通過搭 橋法求出代表二維碼邊緣輪廓上的邊界關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合曲線擬合得到四條邊緣的擬合曲線， 再運(yùn)用微積分知識(shí)計(jì)算出扭曲二維碼上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)在校正圖形上的坐標(biāo)，最后通過非線性變 換關(guān)系得到校正圖像。
【附圖說明】
[0047] 圖1為本發(fā)明的二維碼扭曲圖像的角點(diǎn)分布示意圖；
[0048] 圖2為本