一种服装的快速响应矩阵二维码识别方法技术

本发明专利技术公开了一种服装的快速响应矩阵二维码识别方法，包括如下步骤：a.采集服装原料上贴的二维码图像；b.对图像进行灰度化、快速中值滤波、二值化处理；d.对二值化图像进行边缘提取；e.分离出边缘提取QR码的两块侧边区域；f.采用哈夫变换检测侧边虚线得到QR码偏移角度；g.双线性插值法旋转二值化图像，初步校正；h.对QR码定位，确定三个寻像图形的顺序，用图像矩阵转置翻转的方法把QR码调整到正确的方位；i.根据国家二维码标准进行解码。本发明专利技术采用投影裁剪与哈夫变换结合的方法能快速、准确得到QR码偏移角度，同时能克服采集的图像中噪声污染、光照不均的问题，转换成易识别的二维码图像。

【技术实现步骤摘要】
一种服装的快速响应矩阵二维码识别方法
本专利技术公开了一种服装的快速响应矩阵二维码识别方法，特别是涉及一种服装的快速响应矩阵二维码偏移校正的二维码识别方法。
技术介绍
现代人穿衣讲求时尚、个性，服装产业特别是时装厂家也要走大规模、小批量的产品生产路线，仓库的出入货种类及出货频率也会不断加大，服装进、入库以及盘点工作如果仍沿袭着传统的人工开票、人工点货方式，其效率及准确性都得不到保证，财务部门可能会收到错误的单据，管理部门也不能及时和准确地获得所需的库存数据。条码技术是目前最方便、实用的数据输入手段之一，在我国有着广阔的发展和应用前景。但是，传统的一维条码只能标识“物品”，而不能描述“物品”，使得条码在各行业中的使用受到了很大限制。而二维条码的出现很好的解决了一维码所不能解决的问题。在国外，它就有“移动数据库”（Portabledatafile）的称号。其具有信息密度高、信息容量大、抗干扰能力强、纠错能力强的优点。而这些优点能够很好地解决由于一维码容量有限，而不能描述产品的问题。QRCode（快速响应矩阵二维码，简称QR码）是一种常见的二维码，它只能通过图像识别的方式进行识读，而图像识别方式易受外面因素影响，如光线不均，过暗，会造成CCD摄像头拍摄的图像会有噪声。此外，由于在获取QRCode图像数据时，可能会因为放置位置不一样，得到QRCode图像有偏移，无法顺利定位QRCode寻像图形位置，直接建立采样网格。所以解决噪声污染、光照不均、QRCode偏移是许多应用中无法避免的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种服装的快速响应矩阵二维码偏移校正的二维码识别方法。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术的一种服装的快速响应矩阵二维码识别方法，包括以下步骤：a）CCD摄像头采集服装原料上贴的快速响应矩阵二维码图像；b）将所采集的待识别快速响应矩阵二维码的彩色图像转换为256色灰度图像，并用快速中值滤波法滤去上述灰度图像的背景噪声点；c）采用最大类间方差法找到最佳的分割阈值，该算法的原理是，当被阈值分开的前景和背景两个像素群方差的加权和达到最小时，该阈值即为最佳的分割阈值；d）根据最佳的分割阈值，将上述灰度图像的每一个像素的灰度值与阈值相比较，若大于阈值，则赋值1，若小于阈值，则赋值0，得到二值化图像；e）采用Sobel边缘检测算子对二值化图像做边缘提取，两个具有不同灰度值的相邻区域之间总存在灰度边缘，灰度边缘是灰度值不连续的结果，这种不连续通常可利用求导数方便地检测到；e1）Sobel边缘检测算子是一种梯度算子，它使用两个模板，一个是水平的，另一个是垂直的，两个都是3*3模版，每一个模板逼近一个偏导数，分别用水平模板和垂直模板对图像进行卷积，得到两个矩阵，它们分别表示图像在相同位置处的两个偏导数；e2）把这两个矩阵对应位置的两个数的最大值作为给点的输出，得到二维码图像的边缘；f）采用自适应的基于直方图投影裁剪法分离出快速响应矩阵二维码的两块侧边区域；f1）对边缘提取后的图像进行水平方向即X轴方向的投影，统计X=i直线上灰度值为255的像素点的个数，存入数组xProjection[i]中。从i=0开始从左往右扫描，若条件(xProjection[i]==0)&&(xProjection[i+1]>0)&&(xProjection[i+2]>1)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的一个顶点的横坐标，定义该点为A点，得到xA=i+1。然后从上往下扫描直线X=xA，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的纵坐标为A的纵坐标，即得到A点的坐标为若条件(xProjection[i]>1)&&(xProjection[i+1]>0)&&(xProjection[i+2]==0)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的另一个顶点的横坐标，定义该点为C点，得到xC=i+1。然后从下往上扫描直线X=xC，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的纵坐标为C的纵坐标，即得到C点坐标为f2）对边缘提取后的图像进行垂直平方向即Y轴方向的投影，统计Y=j直线上灰度值为255的像素点的个数，存入数组yProjection[j]中，然后从j=0开始从左往右扫描，若条件(yProjection[j]==0)&&(yProjection[j+1]>0)&&(yProjection[j+2]>1)为真,则认为找到快速响应矩阵二维码的第三个顶点的纵坐标，定义该点为D点，得到yD=j+1，然后从右往左扫描直线Y=yD，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的横坐标为D的横坐标，即得到D点的坐标为若条件(yProjection[j]>1)&&(yProjection[j+1]>0)&&(yProjection[j+2]==0)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的第四个顶点的纵坐标，定义该点为B点，得到yB=j+1，然后从左往右扫描直线Y=yB，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的横坐标为B的横坐标，即得到B点坐标为f3）分析D点和B点坐标位置，设定一个偏移方向判定准则：当xD≥xB时判定快速响应矩阵二维码图像是向左偏，当xD<xB时判定QR码图像是向右偏；f4）根据上述判定准则所得的快速响应矩阵二维码偏移方向，自动选择裁剪方式：当判定快速响应矩阵二维码向左偏时，具体表现为D点的横坐标xD大于等于B点的横坐标xB，把直线X=xB的右侧区域和直线Y=yA的下方的区域的交集区域裁剪掉；当判定快速响应矩阵二维码向右偏时，具体表现为D点的横坐标xA比B点的横坐标xB小，把直线X=xB的左侧区域和Y=yA的上方区域的交集区域裁剪掉，分离出快速响应矩阵二维码的两块侧边区域；上述偏移方向判定准则和对应偏移方向的裁剪方式的规定是为了最大程度地裁剪掉快速响应矩阵二维码内部区域，得到狭长的两块侧边区域，减少哈夫变换检测侧边线时的计算量，同时也避免了二维码内部线段对检测侧边线的干扰；g）采用哈夫变换算法检测侧边虚线得到快速响应矩阵二维码偏移角度；g1）初始化一个极坐标ρ，θ空间的数组，ρ方向上的量化数目为图像对角线方向的像素数其中N1和N2分别为图像的宽和高，θ方向上的量化数目为1800，角度从0°～180°，每格0.1°；g2）建立一个累加器A(ρ,θ)，并置初始元素为0；g3）顺序搜索图像上的每一个灰度值为255的像素点(xi,yi)建立方程ρ=xicos(θ)+yisin(θ)，对θ参数的每一个离散值计算ρ值，得到该像素点(xi,yi)在极坐标上的一条正弦曲线，如果曲线经过小格(ρ,θ)内，该累加器A(ρ,θ)加1；g4）找出累加器A(ρ,θ)上面的局部最大值，该值即为图像共线点的共线参数，它的极坐标θ即为侧边虚线的偏移角度；h）采用双线性插值法旋转图像，初步校正快速响应矩阵二维码图像；h1)找到上述二值化后图像的中心点(a，b)，确定旋转后的中心坐标为(c，d)，按照逆旋转变换矩阵表达式：...

【技术保护点】
一种服装的快速响应矩阵二维码识别方法，其特征是包括以下步骤：a）CCD摄像头采集服装原料上贴的快速响应矩阵二维码图像；b）将所采集的待识别快速响应矩阵二维码的彩色图像转换为256色灰度图像，并用快速中值滤波法滤去上述灰度图像的背景噪声点；c）采用最大类间方差法找到最佳的分割阈值，该算法的原理是，当被阈值分开的前景和背景两个像素群方差的加权和达到最小时，该阈值即为最佳的分割阈值；d）根据最佳的分割阈值，将上述灰度图像的每一个像素的灰度值与阈值相比较，若大于阈值，则赋值1，若小于阈值，则赋值0，得到二值化图像；e）采用Sobel边缘检测算子对二值化图像做边缘提取，两个具有不同灰度值的相邻区域之间总存在灰度边缘，灰度边缘是灰度值不连续的结果，这种不连续通常利用求导数方便地检测到；e1）Sobel边缘检测算子是一种梯度算子，它使用两个模板，一个是水平的，另一个是垂直的，两个都是3*3模版，每一个模板逼近一个偏导数，分别用水平模板和垂直模板对图像进行卷积，得到两个矩阵，它们分别表示图像在相同位置处的两个偏导数；e2）把这两个矩阵对应位置的两个数的最大值作为给点的输出，得到二维码图像的边缘；f）采用自适应的基于直方图投影裁剪法分离出快速响应矩阵二维码的两块侧边区域；f1）对边缘提取后的图像进行水平方向即X轴方向的投影，统计X=i直线上灰度值为255的像素点的个数，存入数组xProjection[i]中；从i=0开始从左往右扫描，若条件(xProjection[i]==0)&&(xProjection[i+1]>0)&&(xProjection[i+2]>1)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的一个顶点的横坐标，定义该点为A点，得到xA=i+1；然后从上往下扫描直线X=xA，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的纵坐标为A的纵坐标，即得到A点的坐标为若条件(xProjection[i]>1)&&(xProjection[i+1]>0)&&(xProjection[i+2]==0)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的另一个顶点的横坐标，定义该点为C点，得到xC=i+1；然后从下往上扫描直线X=xC，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的纵坐标为C的纵坐标，即得到C点坐标为f2）对边缘提取后的图像进行垂直平方向即Y轴方向的投影，统计Y=j直线上灰度值为255的像素点的个数，存入数组yProjection[j]中，然后从j=0开始从左往右扫描，若条件(yProjection[j]==0)&&(yProjection[j+1]>0)&&(yProjection[j+2]>1)为真,则认为找到快速响应矩阵二维码的第三个顶点的纵坐标，定义该点为D点，得到yD=j+1，然后从右往左扫描直线Y=yD，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的横坐标为D的横坐标，即得到D点的坐标为若条件(yProjection[j]>1)&&(yProjection[j+1]>0)&&(yProjection[j+2]==0)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的第四个顶点的纵坐标，定义该点为B点，得到yB=j+1，然后从左往右扫描直线Y=yB，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的横坐标为B的横坐标，即得到B点坐标为f3）分析D点和B点坐标位置，设定一个偏移方向判定准则：当xD≥xB时判定快速响应矩阵二维码图像是向左偏，当xD<xB时判定QR码图像是向右偏；f4）根据上述判定准则所得的快速响应矩阵二维码偏移方向，自动选择裁剪方式：当判定快速响应矩阵二维码向左偏时，具体表现为D点的横坐标xD大于等于B点的横坐标xB，把直线X=xB的右侧区域和直线Y=yA的下方的区域的交集区域裁剪掉；当判定快速响应矩阵二维码向右偏时，具体表现为D点的横坐标xA比B点的横坐标xB小，把直线X=xB的左侧区域和Y=yA的上方区域的交集区域裁剪掉，分离出快速响应矩阵二维码的两块侧边区域；上述偏移方向判定准则和对应偏移方向的裁剪方式的规定是为了最大程度地裁剪掉快速响应矩阵二维码内部区域，得到狭长的两块侧边区域，减少哈夫变换检测侧边线时的计算量，同时也避免了二维码内部线段对检测侧边线的干扰；g）采用哈夫变换算法检测侧边虚线得到快速响应矩阵二维码偏移角度；g1）初始化一个极坐标ρ，θ空间的数组，ρ方向上的量化数目为图像对角线方向的像素数其中N1和N2分别为图像的宽和高，θ方向上的量化数目为1800，角度从0°～180°，每格0.1°；g2）建立一个累加器A(ρ,θ)，并置初始元素为0；g3）顺序搜索图像上的每一个灰度值为2...

【技术特征摘要】
1.一种服装的快速响应矩阵二维码识别方法，其特征是包括以下步骤：a)CCD摄像头采集服装原料上贴的快速响应矩阵二维码图像；b)将所采集的待识别快速响应矩阵二维码的彩色图像转换为256色灰度图像，并用快速中值滤波法滤去上述灰度图像的背景噪声点；c)采用最大类间方差法找到最佳的分割阈值，原理是，当被阈值分开的前景和背景两个像素群方差的加权和达到最小时，该阈值即为最佳的分割阈值；d)根据最佳的分割阈值，将上述灰度图像的每一个像素的灰度值与阈值相比较，若大于阈值，则赋值1，若小于阈值，则赋值0，得到二值化图像；e)采用Sobel边缘检测算子对二值化图像做边缘提取，两个具有不同灰度值的相邻区域之间总存在灰度边缘，灰度边缘是灰度值不连续的结果，这种不连续通常利用求导数方便地检测到；e1)Sobel边缘检测算子是一种梯度算子，它使用两个模板，一个是水平的，另一个是垂直的，两个都是3*3模版，每一个模板逼近一个偏导数，分别用水平模板和垂直模板对图像进行卷积，得到两个矩阵，它们分别表示图像在相同位置处的两个偏导数；e2)把这两个矩阵对应位置的两个数的最大值作为输出，得到二维码图像的边缘；f)采用自适应的基于直方图投影裁剪法分离出快速响应矩阵二维码的两块侧边区域；f1)对边缘提取后的图像进行水平方向即X轴方向的投影，统计X＝i直线上灰度值为255的像素点的个数，存入数组xProjection[i]中；从i＝0开始从左往右扫描，若条件(xProjection[i]＝＝0)&&(xProjection[i+1]>0)&&(xProjection[i+2]>1)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的一个顶点的横坐标，定义该点为A点，得到xA＝i+1；然后从上往下扫描直线X＝xA，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的纵坐标为A的纵坐标，即得到A点的坐标为若条件(xProjection[i]>1)&&(xProjection[i+1]>0)&&(xProjection[i+2]＝＝0)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的另一个顶点的横坐标，定义该点为C点，得到xC＝i+1；然后从下往上扫描直线X＝xC，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的纵坐标为C的纵坐标，即得到C点坐标为f2)对边缘提取后的图像进行垂直方向即Y轴方向的投影，统计Y＝j直线上灰度值为255的像素点的个数，存入数组yProjection[j]中，然后从j＝0开始从左往右扫描，若条件(yProjection[j]＝＝0)&&(yProjection[j+1]>0)&&(yProjection[j+2]>1)为真,则认为找到快速响应矩阵二维码的第三个顶点的纵坐标，定义该点为D点，得到yD＝j+1，然后从右往左扫描直线Y＝yD，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的横坐标为D的横坐标，即得到D点的坐标为若条件(yProjection[j]>1)&&(yProjection[j+1]>0)&&(yProjection[j+2]＝＝0)为真，则认为找到快速响应矩阵二维码的第四个顶点的纵坐标，定义该点为B点，得到yB＝j+1，然后从左往右扫描直线Y＝yB，找到第一个灰度值为255的像素点，该点的横坐标为B的横坐标，即得到B点坐标为f3)分析D点和B点坐标位置，设定一个偏移方向判定准则：当xD≥xB时判定快速响应矩阵二维码图像是向左偏，当xD＜xB时判定QR码图像是向右偏；f4)根据上述判定准则所得的快速响应矩阵二维码偏移方向，自动选择裁剪方式：当判定快速响应矩阵二维码向左偏时，具体表现为D点的横坐标xD大于等于B点的横坐标xB，把直线X＝xB的右侧区域和直线Y＝yA的下方的区域的交集区域裁剪掉；当判定快速响应矩阵二维码向右偏时，具体表现为D点的横坐标xA比B点的横坐标xB小，把直线X＝xB的左侧区域和Y＝yA的上方区域的交集区域裁剪掉，分离出快速响应矩阵二维码的两块侧边区域；上述偏移方向判定准则和对应偏移方向的裁剪方式的规定是为了最大程度地裁剪掉快速响应矩阵二维码内部区域，得到狭长的两块侧边区域，减少哈夫变换检测侧边线时的计算量，同时也避免了二维码内部线段对检测侧边线的干扰；g)采用哈夫变换算法检测侧边虚线得到快速响应矩阵二维码偏移角度；g1)初始化一个极坐标ρ，θ空间的数组，ρ方向上的量化数目为图像对角线方向的像素数其中N1和N2分别为图像的宽和高，θ方向上的量化数目为1800，角度从0°～180°，每格0.1°；g2)建立一个累加器A(ρ,θ)，并置初始元素为0；g3)顺序搜索图像上的每一个灰度值为255的像素点(xi,yi)建立方程ρ＝xicos(θ)+yisin(θ)，对θ参数的每一个离散值计算ρ值，得到该像素点(xi,yi)在极坐标上的一条正弦曲线，如果曲线经过小格(ρ,θ)内，该累加器A(ρ,θ)加1；g4)找出累加器A(ρ,θ)上面的局部最大值，该值即为图像共线点的共线参数，它的极坐标θ即为侧边虚线的偏移角度；h)采用双线性插值法旋转图像，初步校正快速响应矩阵二维码图像；h1)找到上述二值化图像的中心点(a，b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永生，罗世操，郝矿荣，曹苑芊，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31