本发明专利技术公开了一种基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法，包括：获取步骤：利用接触式传感器扫描物品获得二维码(QR Code)图像或文字；识别步骤：通过图像定位及采样网格快速识别所述QR Code图像或所述文字，获得文本信息。本发明专利技术只需将扫描得到的每一行像素进行等比例线性缩放，就可得到QR Code比特流或者文本，进行图像滤波等处理后，根据QR Code编码标准进行译码或者对文本进行分段，分行，即可得到文本信息。本发明专利技术无需使用摄像头及其外围电路，CIS对环境光线不敏感，能有效解决摄像头带来的图像畸变等问题。本发明专利技术还公开了一种利用所述方法的算法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像处理及通信领域，尤其涉及一种基于CIS扫描的图像采集和阅读 系统及方法。
技术介绍
目前很多商品都附有文字说明或者QRCode(QRCode)。QRCode易于制作，可承 载信息量较大，纠错能力较强，译码可靠性高。目前大多数主流的智能手机操作系统也推出 了很多款文字识别或QRCode识别App，该类App大多数是使用摄像头作为图像采集工具。 大多数QRCode的译码由摄像头完成。摄像头的扫描需要较好的环境光线，而且摄像头扫 描出来的图像带有畸变，对于柱面图像而言，摄像头扫描会带来更大的畸变甚至不能够正 常扫描。因此，可采用接触式传感器（Contact Image Sensor，CIS)进行QRCode图像的扫 描。CIS本身带有LED光源，因此对环境光的要求较低，同时，CIS每次扫描得到一行图像数 据，与扫描方向垂直方向上的像素均匀缩放，无摄像头带来的图像畸变等问题。因此，可以 首先将文字生成QRCode，然后再通过CIS扫描QRCode获取文字信息。 在老龄化日趋严重的社会中，为了方便老年人的使用。本专利技术提出了一种基于CIS 本身特点的新的图像处理的算法。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法，包括如下步骤：获 取步骤：利用接触式传感器扫描物品获得图像或文字；识别步骤：通过图像定位及采样网 格快速识别所述图像或所述文字，获得文本信息。 本专利技术所述的基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法中，对图像的识别包括 如下步 骤：步骤A1:对接触式传感器读入的像素值以DMA方式将采集到的一行电压值存 入内 存数据中；步骤A2:采用bitband方式对采集到的图像进行二值化；步骤A3:以联 通边 界跟踪的方式定位所述图像中的QR Code;步骤A4:建立与所述图像角度相同的 米样网 格；步骤A5:以所述采样网格获取格式信息；步骤A6:消除掩膜，恢复数据；步骤 A7 ： 译码得到所述QR Code的文本信息。 本专利技术所述的基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法中，QR Code的定位方法 包括如下步骤：步骤A21 :扫描方向遍历图像数组，寻找黑白跳变沿的交点；步骤A22 :以任 何一个边界位置的黑点为起始点，对其八邻域进行逆时针搜索，找到黑到白的跳变点；步骤 A23 :将搜索点移动至上一搜索到的所述跳变点，进行八邻域边界搜索；步骤A24 :循环执行 步骤A22与A23,直到所述搜索点回到起始点或搜索次数已超过预先设定的最大值为止。 本专利技术所述的基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法中，建立采样网格的方 法包括如下步骤：步骤A31 :寻找白到黑的跳变点；步骤A32 :在其八邻域内寻找黑到白的 跳变点，记录下每个白到黑和黑到白的跳变点及其坐标；步骤A33 :用坐标相对较大的跳变 点坐标减去坐标相对较小的跳变点坐标，得到黑块和白块的像素个数；步骤A34 :若黑块和 白块之间的比例满足1 :1 :3 :1 :1且间隔交替出现，则确定了定位符；步骤A35 :根据所述定 位符中相互垂直的边缘上3个点的坐标即可确定出图像的旋转角度；步骤A36 :在当前旋转 角度上建立与图像旋转角度相同的采样网格。 本专利技术所述的基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法中，本专利技术所述的基于 CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法中，步骤A2后，进一步包括对所述QR Code进行去除 图像厚度及图像滤波处理，包括如下步骤：步骤B1 :在消去图像在扫描方向上的厚度后，遍 历图像数组，如果前后两行图像数据如果存在连续5个像素值不同时，则判定这两行属于 QR Code的不同的两行；否则认定前后两行属于QR Code的同一行，以除去与扫描方向垂直 的方向上的图像厚度；步骤B2 :遍历图像的每一行，寻找黑到白的跳变点和白到黑的跳变 点，图像扫描的第一行是QR Code的定位符的第一行，为QR Code定位符的连续多个比特 1，其数量与QR Code的尺寸相关；当且仅当连续4个像素值为0,其后连续4个像素值为1 时，才认为是黑到白的跳变点，白到黑的跳变点采用同样的方法，记录下各个黑到白和白到 黑的跳变点；步骤B3 :用第一个黑到白的跳变点除以连续比特1的数量，得到与扫描垂直方 向上每个比特由多少个像素代替，对以后每一行用这个标尺进行线性等比例缩减，得到每 一行的〇, 1比特流；步骤B4 :对每一行数据进行除去厚度处理，最终得到一个与原QR Code 尺寸相同大小的比特流数组。 本专利技术还提出了一种利用所述的基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法的系 统，包括微处理器单元（MCU)和接触式传感器；所述接触式传感器用于扫描物品获得图像 或文字；所述微处理器单元控制接触式传感器的时钟与光源等信号的输入和输出，用于识 别所述图像或所述文字以获得文本信息。 该系统中，所述微处理器单元和所述接触式传感器之间的管脚连接为：HM2_CH1 与所述接触式触感器的CLK管脚连接，用于提供工作时钟，为500KHz方波；HM2_CH2与 HM2_CH1同频，但是极性相反，作为ADC触发源，在所述触发源的触发下ADC开启转换通道， 读入像素值；HM3_CH1与所述接触式传感器的LEDr管脚连接，产生频率为2500Hz，占空比 为2499/2500的PWM波，控制CIS光源LEDr的亮度；HM3_CH2产生频率为2500Hz，占空比为 1/2500的PWM波，与所述接触式传感器的SI管脚连接，用于控制开启和终止转换；ADC_CH5 与所述接触式传感器的SIG管脚连接，用于读入的像素值以DMA方式存入数组ImageArray 中。 该系统中，进一步包括与所述微处理器单元连接的IXD屏幕，两者通过USART1接 口进行通信，波特率为115200bps用于显示扫描到的图像。 本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于CIS扫描，由于CIS自带光源，因此对于环境 光不明显，CIS使用过程中，不存在对焦的问题，操作简单，由于CIS扫描得到的图像在与扫 描方向垂直方向上无非线性形变，即使QR Code贴在柱面上也不会使扫描出的图像有较大 的形变。因此在图像处理过程中，无需考虑图像校正问题，因此，只需用线性的缩放来处理 像素即可，无需考虑桶型或者枕型畸变的校正问题，省略大量的浮点运算和存储空间，也提 高了运算速度和图像处理效率。本专利技术只需用线性变换将扫描得到的每一行像素进行等比 例缩放，就可得到QR Code比特流，同时可以进行图像滤波等处理，然后根据QR Code编码 标准进行译码，得到文本信息。本专利技术中将CIS传感器及其外围电路作为一个终端，具有便 携，操作简单的特点。【附图说明】 图1是接触式传感器的工作时序图。 图2是接触式传感器及其导向轮的连接示意图。 图3是文字识别的流程图。 图4是QR Code识别的流程图。 图5是联通边界跟踪算法不意图。 图6是确定旋转角度示例。 图7是CIS采集到的图像的示意图。 图8是单独抽出QR Code中的一个白块的像素组成示例。 图9是除去图像与扫描方向垂直的方向上的厚度以及图像滤波的示例。 图10是除去图像扫描方向上的厚度以及图像滤波的示例。 图11是图像采样网格的实例。 图12是QR 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于CIS扫描的图像采集、识别及阅读方法，其特征在于，包括如下步骤：获取步骤：利用接触式传感器扫描物品获得图像或文字；识别步骤：通过图像定位及采样网格快速识别所述图像或所述文字，获得文本信息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金豫，钟阳，李外云，周贺仟，李杰，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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