一种条码图像识别方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种条码图像识别方法、系统及装置，方案包括：获取至少两帧连续的条码图像信息；提取所述两帧图像的特征向量；根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；当所述区别度值大于预定阈值时，根据区别度值计算需要配置的曝光时间，该区别度值与曝光时间成负相关；当所述区别度值小于或等于预定阈值时，根据图像亮度计算需要配置的曝光时间。本发明专利技术弥补了现有技术中仅采用自动曝光的不足，提供一种能保持较高识别率的条码图像识别方案。

Bar code image recognition method, system and device

The invention provides a barcode image recognition method, system and device, program includes: acquiring barcode image information of at least two consecutive frames; feature vector is extracted from the two frames; according to the extracted feature vector is calculated after two frames difference value; when the difference value is greater than a predetermined threshold according to the difference of value calculation, exposure time allocation, the difference between the value and the exposure time is negatively related; when the difference value is less than or equal to a predetermined threshold value, to calculate the exposure time according to the configuration of the image brightness. The invention makes up for the deficiency of automatic exposure in the prior art, and provides a bar code image recognition scheme which can maintain higher recognition rate.

【技术实现步骤摘要】
一种条码图像识别方法、系统及装置
本专利技术涉及移动支付领域，特别涉及一种二维码、条形码等条码图像识别方法，本专利技术还提供了应用这种图像识别方法的系统，以及提供了在扫码支付下采用这种方法、系统的装置。
技术介绍
随着移动互联网技术和电子商务的兴起，扫码支付技术在移动支付领域得到了普及应用。为了提高扫码支付成功率，条码图像识别的准确性和快捷性是需要考虑的问题。现有技术采用的是内置感光元件传感器(主要感光元件如CMOS或CCD传感器)采集系统，如CN201510652810.X。采集系统采用自动曝光模式进行图像采集，当处于较暗环境时，感光元件会自动增加曝光时间从而提高亮度。当处于较亮环境时，感光元件会自动减少曝光时间，避免过度曝光。但现有的数字图像采集方法并不完全适应扫码支付的情形。经过专利技术人研究发现，扫码支付时还需要考虑如下问题：1、扫码支付时，二维码被形成于移动通信终端(如智能手机)的屏幕上，并被手握持着对准扫码装置。现有图像采集方法的曝光时间是由环境亮度决定的，环境亮度较低时曝光时间会被自动增加，而目标处于运动状态时，过长的曝光时间无法清晰捕捉运动目标。因此很多扫码支付失败的原因是计算曝光时间时仅考虑亮度，而没有考虑扫码目标的运动情况导致的。2、在实际应用中，二维码往往由移动终端屏幕显示，即使环境亮度不够的情况下，通过屏幕自带光源，在较少的曝光时间下也能够采集到理想的条码数字图像。
技术实现思路
本专利技术弥补现有识别方法中采用自动曝光技术的不足，提供一种针对移动支付场合，特别是被扫码目标存在移动的情形下，也能保持较高识别成功率的条码图像识别方法。这种条码图像识别方法由如下技术特征所形成：获取至少两帧连续的条码图像信息；提取所述两帧图像的特征向量；根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；当所述区别度值大于预定阈值时，根据区别度值计算需要配置的曝光时间，该区别度值与曝光时间成负相关；当所述区别度值小于或等于预定阈值时，根据图像亮度计算需要配置的曝光时间。由于条码识别系统配置有限，因此如何设置算法以高效计算出曝光时间尤为重要。本专利技术同时还提供了上述方法的优选步骤：其中，提取图像特征向量时，可将图像划分为多个图像块(如64*64的图像块)，计算每个图像块的灰度均值得到数组a，归一化处理后得到数组b，所述的数组b作为图像的特征向量。然后，通过如下公式计算技术区别度值d优选的，经过多组实验数据，在大多数的移动支付场景下，曝光时间范围为1ms-30ms可以满足目标识别准确的要求。优选的，还根据区别度值匹配需要配置的曝光增益，所述区别度值与曝光增益值成正相关。优选的，所述识别方法处于不断循环中，直至识别成功，或者到达识别终止条件。识别终止条件可以设定为当识别时间超过预定值，但没有识别成功的，判断到达终止条件。本专利技术另一个目的在于提供应用上述方法的系统。该系统包括：图像获取模块，用于获取至少两帧连续的条码图像信息；特征向量提取模块，用于提取所述两帧图像的特征向量；区别度值计算模块，用于根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；曝光时间计算模块，用于计算曝光时间，当所述区别度值大于预定阈值时，根据区别度值计算需要配置的曝光时间，该区别度值与曝光时间成负相关；当所述区别度值小于或等于预定阈值时，根据图像亮度计算需要配置的曝光时间。还包括曝光增益计算模块，当所述区别度值大于预定阈值时，还根据区别度值匹配需要配置的曝光增益，所述区别度值与曝光增益值成正相关。本专利技术还提供了应用于上述方法和系统的装置，包括：摄像头模块，用于拍摄条码图像信息；中央处理单元，适用于实现各指令；存储设备，适于存储多条指令，所述指令适用于由中央处理单元加载并执行：获取至少两帧连续的条码图像信息；提取所述两帧图像的特征向量；根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；当所述区别度值大于预定阈值时，根据区别度值计算需要配置的曝光时间，该区别度值与曝光时间成负相关；当所述区别度值小于或等于预定阈值时，根据图像亮度计算需要配置的曝光时间；所述的摄像头模块按照计算的曝光时间被配置。优选的方案中，该终端用于识别的条码图像被形成于具有自带光源的终端屏幕上，该装置计算获得的曝光时间范围为1ms-30ms。优选的方案中，当所述区别度值大于预定阈值时，还根据区别度值计算需要配置的曝光增益，该区别度值与曝光增益成正相关；当所述区别度值小于或等于预定阈值时，根据图像亮度计算需要配置的曝光增益；所述的摄像头模块按照计算的曝光增益被配置。本申请的有益效果在于：基于扫码支付应用场景的特殊性，对配置曝光时间选择了一种更优化的方案。首先，通过提取并计算连续两帧图像的特征向量差值，判断两帧图像的区别幅度。当区别程度大于预定阈值时，认为识别目标处于较大的变化状态下，此时配置的曝光时间更小，避免无法获得更清晰的图像。在目前实际的应用场景中，被扫的运动目标往往是手机上的二维码，由于手机屏幕自带光源，即使较少的曝光时间也能采集到理想的二维码数字图像进行识别。但是，又不能无限的减少曝光时间，因为曝光时间减少后，传感器工作必须工作在高频状态下，单位时间里也必须采集更多的图片，增加了中央处理单元的工作负荷。因此，当区别程度小于或等于预定阈值时，即认为识别目标处于较小的变化状态，还是以图像亮度因素作为配置曝光时间的参数。本方法在扫码支付的应用场景下，具有识别成功率高和效率高的优点。此外，由于该方法主要应用于移动支付领域，因此系统的配置是有限的，与可采用高配置的电脑主机不同。在提取特征向量和计算区别度上采用了独特的计算方法。以划分图像块和灰度计算的方法实现特征向量的提取和区别度计算。方法兼顾了系统效率和二维码识别度的问题。为了进一步提高识别度，本方法还采用了通过区别度配置曝光增益的方法。由于本方法的曝光时间与区别度为反比例，意味着如果目标物体变化大，曝光时间少，进入的光线也少，尽管能够识别大部分二维码图像，但本方法同时提出可以适当增加曝光增益(即增加感光器材的光敏感度)以提高识别率的问题。应该说，在扫码支付的应用场景下，通过增加曝光增益，而不是优选增加曝光时间，往往更能够提高识别率。附图说明图1为本专利技术条码图像采集方法的流程图；图2为本专利技术功能框图；具体实施方式以下将结合附图1-2对本专利技术的实施例进行说明。本专利技术提供一种条码图像识别装置，包括摄像头模块和中央处理单元；摄像头模块包括镜头、感光元件CMOS；中央处理单元用于处理提取的图像信息并计算摄像头模块的曝光时间，摄像头模块按照计算的曝光时间被配置。条码信息被形成于移动终端，如智能手机或智能平板电脑。图像识别装置识别条码信息后，将识别信息加密，并通过手机基站或者通过路由器发送至结算服务器。结算服务器结算后，将反馈信息通过手机基站或路由器反馈回，最终完成移动支付的整个过程。因此，如何清晰、高效的识别移动终端上的二维码是本专利技术的改进重点。参阅图1，作为一种条码图像识别方法，包括：获取至少两帧连续的条码图像信息；可以根据具体的应用场合调整获取的图像格式，一般情况下为灰度图像；提取所述两帧图像的特征向量；根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；通过该区别度值，采用不同的策略配置曝光时间，以达到获取清晰图像的目的。如果所述区别度值大于预定阈值时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种条码图像识别方法，其特征在于，包括：获取至少两帧连续的条码图像信息；提取所述两帧图像的特征向量；根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；当所述区别度值大于预定阈值时，根据区别度值计算需要配置的曝光时间，该区别度值与曝光时间成负相关；当所述区别度值小于或等于预定阈值时，根据图像亮度计算需要配置的曝光时间。

【技术特征摘要】
1.一种条码图像识别方法，其特征在于，包括：获取至少两帧连续的条码图像信息；提取所述两帧图像的特征向量；根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；当所述区别度值大于预定阈值时，根据区别度值计算需要配置的曝光时间，该区别度值与曝光时间成负相关；当所述区别度值小于或等于预定阈值时，根据图像亮度计算需要配置的曝光时间。2.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于，提取图像特征向量的步骤包括，将图像划分为多个图像块，计算每个图像块的灰度均值得到数组a，归一化处理后得到数组b，所述的数组b作为图像的特征向量。3.根据权利要求2所述的识别方法，其特征在于，所述区别度值d的计算公式为：4.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于，所述当所述区别度值大于预定阈值时，计算获得的曝光时间范围为1ms-30ms。5.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于，当所述区别度值大于预定阈值时，还根据区别度值匹配需要配置的曝光增益，所述区别度值与曝光增益值成正相关。6.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于所述识别方法处于不断循环中，直至识别成功，或者到达识别终止条件。7.一种条码图像识别系统，其特征在于包括：图像获取模块，用于获取至少两帧连续的条码图像信息；特征向量提取模块，用于提取所述两帧图像的特征向量；区别度值计算模块，用于根据提取的特征向量计算前后两帧图像的区别度值；曝光时间计算模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晓桓，杨时曙，
申请(专利权)人：广州川鸿电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44