复杂背景下多种字符和数字混合的叠加二维码的识别方法技术

本发明专利技术提出一种基于二维码的多种字符和数字混合叠加的防伪识别方法，求出连通阈，结合重心检测及面积比，提炼出位置探测图形区域，通过三个位置探测图形之间的最长距离的线段，得到二维码四个角点，排除二维码变形及拍摄角度对二维码角点检测的影响，根据位置探测图形中心，结合三次区域增长，分别求出位置探测图形最内、中、外三个正方形区域，用两组直线逼近求出位置探测图形外正方形区域的角点，用搭桥法求出二進码四条边界的边缘关键点，利用积分，求出变形二维码关键点之间的曲线长度，再通过伸缩比，求出变形二维码上的关键点在校正图像上的对应坐标，本发明专利技术是一种全新的防伪识别方法，有效保护了合法厂家的相关知识产权和经济利益。

【技术实现步骤摘要】
复杂背景下多种字符和数字混合的叠加二维码的识别方法
本专利技术涉及一种复杂背景下多种字符和数字混合的叠加二维码的防伪识别方法。
技术介绍
二维码技术标准在全球范围的应用和推广，其技术标准普及应用为企业带来了可观的经济效益。手机与二维码的结合，进一步拓展了二维码应用价值，促进了行业的融合。随着市场、产业链、商业模式的不断成熟，手机二维码将为通信、媒体以及其他传统行业带来更多的机会,手机二维码将在未来走进更多人的生活。手机二维码的发展，将带来丰富的应用，根据诺达咨询的归类，手机二维码可以细分位类：手机二维码识读应用、手机二维码增值业务引擎应用。正是由于应用的差别，所以不同应用下的产业链和商业模式都会有所不同，另外，由于技术厂商在对待技术的策略不同，也将会带来商业模式的差异。从手机二维码本身发展看，未来将呈现如下趋势：手机二维码标准将会多标准并存；支持多种手机二维码标准的解码软件将出现大众市场的一般性应用编码将向用户开放商业模式将呈现多样化特点。如图1-3所示三种二维码，实际上是由一种二维码演化而来。目前的二维码识别方法有两大类，第一类是直接用单纯的二维码扫描识别，达到防伪效果；第二类是用二维码加可刮擦数字条码混合，来达到扫码识别的效果。随着技术的不断更新和发展，以上两类防伪识别方法，都不能很好的杜绝被防伪码被仿冒、仿制。给商品的防伪工作造成了混乱，给生产企业带来了大量的经济损失。同时企业的相关知识产权也得不到有效的保护。大量仿冒、仿制防伪码的出现，势必导致假冒商品在消费市场的泛滥，给正常的商品销售市场带来极大的冲击。扰乱了正常的商品销售次序。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提供一种复杂背景下多种字符和数字混合的叠加二维码的识别方法。本专利技术通过如下技术方案予以实现：基于二维码的多种字符和数字混合叠加的防伪识别方法，包括叠加二维码所在区域提取、复杂背景下的叠加二维码识别和变形情况下的叠加二维码识别，具体步骤如下：（1）、叠加二维码图像色度化以多重二维码中心为轴建立空间直角坐标系，彩色图的每个象素的颜色用该三维空间的一个点来表示，而色度图的每个象素的颜色用直线上的一个点来表示，釆取加权平均法，将三个分量以不同的权值进行加权平均，得色度级图像；（2）、叠加二维码图像二值化将图像上的像素点的色度值设置为域，将整个图像呈现出明显的黑白效果，将色度级图像转化为二值图像；（3）、叠加二维码图像去嗓首先对有含有噪声的图像进行开运算，将背景上的噪声去除，然后对得到的图像进行闭运算，将图像上的噪声去掉；（4）、叠加二维码位置探测矢量图形提取1）位置探测图形估计对去噪后的二值图像的每一行从左到右，扫描，如果像素值变化，记录上一像素区间的像素个数，得到一个个数矩阵，再从左到右判断个数矩阵，如果一行中连续5个像素个数满足大约1:1:3:1:1的比例将此区域对应的像素涂成白色，以此类推处理每一行，得到水平方向满足比率1:1:3:1:1的区域图，同理，对每一列从上到下扫描，得到垂直方向满足1:1:3:1:1比率的区域图；2）位置探测图形提炼①i=1（i是将要执行以下判断的区域号）；②判断区域i的重心C像素值是否为黑色，如果是继续执行，否则跳到(6)；③重心C作为种子点，与邻近像素比较，如果邻近像素与种子点像素值相同，加入种子区域，继续生长，直到区域生长结束，把得到的连通区域标记为X，如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；④将上一步得到的连通区域Y设为白色，以C为种子点，结合区域增长，得到包含区域Y的连通区域如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；⑤将上一步得到的连通区域Y设为黑色，以C为种子点，结合区域增长，得到包含区域Y的连通区域Z如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；⑥将i加1，跳到（2）；通过①到⑥的处理，找到了满足以上条件的区域i，区域i就是位置探测图形之一，找出二维码上的三个位置探测图形，计算区域Z的重心W，和区域的面积位置探测图形的面积S，一个位置探测图形是由7X7模块组成的正方形，根据公式U=S/17，我们得到大致的模块宽度U；（5）、叠加二维码图像孔洞填充1）对去噪后的二值图像的每一行，从左到右依次扫描，如果两个黑色区域之间的白色区域长度小于2U，用黑色像素点填充此白色孔洞，得到图像I1；2）对图像的每一列，从上到下依次扫描，如果两个黑色区域之间的白色区域长度小于2U，用黑色像素点填充此白色孔洞，得到图像I2；3）用逻辑与操作连接图像I1与I2，得到I3；（6）、叠加二维码区域提取1）以一个位置探测图形的重心为种子点，设该像素为（x,y）;2）以（x,y）为中心，检查它的邻域像素，将色度值与中心点相同的像素合并起来；3）以新合并的像素为中心，返回到步骤2)；4）直到邻近的像素不能合并，区域不能进一步扩张，生长结束，得到连通阈；（7）寻找二维码关键点：通过角点检测提取二维码的准确位置：1）将8条不同的直线分为2组，组1包括线1、线2、线3、线4；组2包括线5、线6、线7、线8；2）将组1中的四条直线从不同方向由远及近靠近二维码区域，直到与二维码区域相切，记下4条直线的切点坐标，并且计算线1、线2、线3、线4与二维码区域切点个数：n1,n2,n3,n4(n1,n2,n3,n4>0)；3）直线从不同方向由远及近靠近二维码区域，直到接触到二维码区域，记下条直线的切点坐标，并且计算线5、线6、线7、线8与二维码区域切点个数：n5,n6.n7,n8(n5,n6.n7,n8>0)；4）比较第一组直线与二维码区域切点个数n1,n2,n3,n4之和与第二组直线与二维码切点个数n5,n6.n7,n8之和多少，切点少能够更好地描述二维码轮廓，如果n1,n2,n3,n4>n5,n6.n7,n8，选择组2的切点作为候选角点，否则选择组1的切点；5）计算叠加二维码区域4个角点的坐标值，4个坐标值包含在四条直线对应的连接点中，在n1中如果n1>1，选择线1与二维码区域切点的重心作为一个角点坐标，如果n1=1，此切点坐标即为角点坐标，对于n2~n4我们进行同样的处理，处理之后得到四个角点坐标：（x1,y1），（x2,y2），（x3,y3），（x4,y4）；（8）、叠加二维码反透视变换在获取叠加二维码图像数据时，对失真图像进行反透视变换，以矫正叠加二维码的形状；优选的，所述寻找二维码关键点部分，可以以位置探测图形边长N为板桥的长度，进行叠加二维码关键点提取，步骤如下：1）以左端点为起点，以起点为圆心，长为N的线段顺时针旋转，直到线段与二维码上边界接触；2）如果接触点的个数大于1个，选择离起点距离最近的切点记录其坐标，并在下次迭代时以此切点为起点；如果接触点的个数为1，记录其坐标，并在下次迭代时以此切点为起点；3）直到起点的坐标与上边界另一个端点的距离小于N，迭代结束，所有的变形情况下的二维码识别起始点，即为我们求得的关键边缘点；通过搭桥法，我们求出了二维码四条边界的关键轮廓点，从而得到边缘轮廓；4）叠加二维码边缘曲线拟合用最小二乘法曲线拟合每组边缘关键点，得到边缘拟合线。本专利技术分别以复杂背景和变形情况下的二维码为主要研究对象，对其进行二维码区本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于二维码的多种字符和数字混合叠加的防伪识别方法，其特征在于，包括叠加二维码所在区域提取、复杂背景下的叠加二维码识别和变形情况下的叠加二维码识别，具体步骤如下：（1）、叠加二维码图像色度化以多重二维码中心为轴建立空间直角坐标系，彩色图的每个象素的颜色用该三维空间的一个点来表示，而色度图的每个象素的颜色用直线上的一个点来表示，釆取加权平均法，将三个分量以不同的权值进行加权平均，得色度级图像；（2）、叠加二维码图像二值化将图像上的像素点的色度值设置为域，将整个图像呈现出明显的黑白效果，将色度级图像转化为二值图像；（3）、叠加二维码图像去嗓首先对有含有噪声的图像进行开运算，将背景上的噪声去除，然后对得到的图像进行闭运算，将图像上的噪声去掉；（4）、叠加二维码位置探测矢量图形提取1）位置探测图形估计对去噪后的二值图像的每一行从左到右，扫描，如果像素值变化，记录上一像素区间的像素个数，得到一个个数矩阵，再从左到右判断个数矩阵，如果一行中连续5个像素个数满足大约1:1:3:1:1的比例将此区域对应的像素涂成白色，以此类推处理每一行，得到水平方向满足比率1:1:3:1:1的区域图，同理，对每一列从上到下扫描，得到垂直方向满足1:1:3:1:1比率的区域图；2）位置探测图形提炼①将要执行以下判断的区域i=1；②判断区域i的重心C像素值是否为黑色，如果是继续执行，否则跳到(6)；③重心C作为种子点，与邻近像素比较，如果邻近像素与种子点像素值相同，加入种子区域，继续生长，直到区域生长结束，把得到的连通区域标记为X，如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；④将上一步得到的连通区域Y设为白色，以C为种子点，结合区域增长，得到包含区域Y的连通区域如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；⑤将上一步得到的连通区域Y设为黑色，以C为种子点，结合区域增长，得到包含区域Y的连通区域Z如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；⑥将i加1，跳到（2）；通过①到⑥的处理，找到了满足以上条件的区域i，区域i就是位置探测图形之一，找出二维码上的三个位置探测图形，计算区域Z的重心W，和区域的面积位置探测图形的面积S，一个位置探测图形是由7X7模块组成的正方形，根据公式U=S/17，得到大致的模块宽度U；（5）、叠加二维码图像孔洞填充1）对去噪后的二值图像的每一行，从左到右依次扫描，如果两个黑色区域之间的白色区域长度小于2U，用黑色像素点填充此白色孔洞，得到图像I1；2）对图像的每一列，从上到下依次扫描，如果两个黑色区域之间的白色区域长度小于2U，用黑色像素点填充此白色孔洞，得到图像I2；3）用逻辑与操作连接图像I1与I2，得到I3；（6）、叠加二维码区域提取1）以一个位置探测图形的重心为种子点，设该像素为（x,y）;2）以（x,y）为中心，检查它的邻域像素，将色度值与中心点相同的像素合并起来；3）以新合并的像素为中心，返回到步骤2)；4）直到邻近的像素不能合并，区域不能进一步扩张，生长结束，得到连通阈；（7）寻找二维码关键点：通过角点检测提取二维码的准确位置：1）将8条不同的直线分为2组，组1包括线1、线2、线3、线4； 组2包括线5、线6、线7、线8；2）将组1中的四条直线从不同方向由远及近靠近二维码区域，直到与二维码区域相切，记下4条直线的切点坐标，并且计算线1、线2、线3、线4与二维码区域切点个数：n1,n2,n3,n4(n1,n2,n3,n4>0)；3）直线从不同方向由远及近靠近二维码区域，直到接触到二维码区域，记下条直线的切点坐标，并且计算线5、线6、线7、线8与二维码区域切点个数：n5,n6.n7,n8(n5,n6.n7,n8>0)；4）比较第一组直线与二维码区域切点个数n1,n2,n3,n4之和与第二组直线与二维码切点个数n5,n6.n7,n8之和多少，切点少能够更好地描述二维码轮廓，如果n1,n2,n3,n4> n5,n6.n7,n8，选择组2的切点作为候选角点，否则选择组1的切点；5）计算叠加二维码区域4个角点的坐标值，4个坐标值包含在四条直线对应的连接点中，在n1中如果n1>1，选择线1与二维码区域切点的重心作为一个角点坐标，如果n1=1，此切点坐标即为角点坐标，对于n2~n4我们进行同样的处理，处理之后得到四个角点坐标：（x1,y1），（x2,y2），（x3,y3），（x4,y4）；（8）、叠加二维码反透视变换在获取叠加二维码图像数据时，对失真图像进行反透视变换，以矫正叠加二维码的形状。...

【技术特征摘要】
1.基于二维码的多种字符和数字混合叠加的防伪识别方法，其特征在于，包括叠加二维码所在区域提取、复杂背景下的叠加二维码识别和变形情况下的叠加二维码识别，具体步骤如下：（1）、叠加二维码图像色度化以多重二维码中心为轴建立空间直角坐标系，彩色图的每个象素的颜色用该三维空间的一个点来表示，而色度图的每个象素的颜色用直线上的一个点来表示，釆取加权平均法，将三个分量以不同的权值进行加权平均，得色度级图像；（2）、叠加二维码图像二值化将图像上的像素点的色度值设置为域，将整个图像呈现出明显的黑白效果，将色度级图像转化为二值图像；（3）、叠加二维码图像去嗓首先对有含有噪声的图像进行开运算，将背景上的噪声去除，然后对得到的图像进行闭运算，将图像上的噪声去掉；（4）、叠加二维码位置探测矢量图形提取1）位置探测图形估计对去噪后的二值图像的每一行从左到右，扫描，如果像素值变化，记录上一像素区间的像素个数，得到一个个数矩阵，再从左到右判断个数矩阵，如果一行中连续5个像素个数满足大约1:1:3:1:1的比例将此区域对应的像素涂成白色，以此类推处理每一行，得到水平方向满足比率1:1:3:1:1的区域图，同理，对每一列从上到下扫描，得到垂直方向满足1:1:3:1:1比率的区域图；2）位置探测图形提炼①将要执行以下判断的区域i=1；②判断区域i的重心C像素值是否为黑色，如果是继续执行，否则跳到(6)；③重心C作为种子点，与邻近像素比较，如果邻近像素与种子点像素值相同，加入种子区域，继续生长，直到区域生长结束，把得到的连通区域标记为X，如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；④将上一步得到的连通区域Y设为白色，以C为种子点，结合区域增长，得到包含区域Y的连通区域如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；⑤将上一步得到的连通区域Y设为黑色，以C为种子点，结合区域增长，得到包含区域Y的连通区域Z如果该区域在位置探测图形内，则标识为红色区域；⑥将i加1，跳到（2）；通过①到⑥的处理，找到了满足以上条件的区域i，区域i就是位置探测图形之一，找出二维码上的三个位置探测图形，计算区域Z的重心W，和区域的面积位置探测图形的面积S，一个位置探测图形是由7X7模块组成的正方形，根据公式U=S/17，得到大致的模块宽度U；（5）、叠加二维码图像孔洞填充1）对去噪后的二值图像的每一行，从左到右依次扫描，如果两个黑色区域之间的白色区域长度小于2U，用黑色像素点填充此白色孔洞，得到图像I1；2）对图像的每一列，从上到下依次扫描，如果两个黑色区域之间的白色区域长度小于2U，用黑色像素点填充此白色孔洞，得到图像I2；3）用逻辑与操作连接图像I1与I2，得到I3；（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚佑霖，
申请(专利权)人：姚佑霖，
类型：发明
国别省市：北京,11