一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法技术

本发明专利技术公开了一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，包括以下步骤：步骤1：对标签包含信息进行隐形图形编码，在原始隐形图形编码图像中嵌入定位点；步骤2：在标签打印介质上打印出包含定位点的隐形图形编码图像；步骤3：拍摄打印出来的编码图像；步骤4：对拍摄图像进行二值化、黑白形态学处理；步骤5：从预处理后的图像中根据数据点与定位点连通分量的面积不同识别出嵌入的定位点，并利用形心法计算相应的定位点坐标；步骤6：根据三角定位识别原理确定定位点的对应关系，进行图像定位和几何变换。本发明专利技术能够快速准确计算定位点坐标；对商品标签的变形健壮性好，抗干扰能力强；在商品标签打印中，肉眼不可见，因此隐形和防伪能力强。

A Location Point Recognition Method for Invisible Graphic Coding on Commodity Labels

【技术实现步骤摘要】
一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法
本专利技术涉及一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，属于隐形图形编码

技术介绍
商品防伪在当今的商品流通中是很重要的一个方面，假冒商品的厂家对真商品的厂家和消费者的利益都造成很大损害。因此，商家希望在自己的商品标签中嵌入隐形图形编码的防伪码，其中包含对应的厂家信息、产品相关的信息等。隐形就是不妨碍标签原图颜色及布局等的整体感，并且使相应的编码图像肉眼不可见。图形编码就是自己设计编码规则来对数字与符号进行图形编码，从而实现防伪。在隐形图形编码中图像的定位和匹配是非常重要的步骤。隐形图形编码技术就是一种利用某些图形来进行数字与符号的编码，并可使用打印机和印刷机等在介质上打印出肉眼不可见编码图像的编码技术。隐形图形编码具有信息位小、信息隐藏量大、安全性高、成本低、鲁棒性好、抗攻击能力强等优点，在信息隐藏和防伪方面发挥着越来越重要的作用。目前的隐形图形编码主要有两在类，一类是以二维码为基础的编码及定位方式，一类是利用复杂的几何图形来编码并以此来表示数据信息及定位信息。在以QR二维码为基础的编码及定位中，主要利用hough变换、形态学方法等以完成图像定位。现有的各种图像定位方法，计算量大，方法复杂，不利于快速定位。在以复杂图形进行数据编码的的技术中，这类方法对扭曲、倾斜等的变形敏感，计算量大，计算复杂，不利于快速定位及解码。
技术实现思路
针对商品防伪标签中隐形图形编码现有技术存在的不足，本专利技术目的是结合对应的图形编码规则，提供一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，该方法原理简单，计算量小，识别快捷方便，对扭曲、变形等干扰的抵抗能力强，且由于定位点与数据点的形态一致，在商品标签的打印中，肉眼不可见，隐藏于商品标签的整体图像中，因此具有很好的隐形能力。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：本专利技术的一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，包括以下步骤：步骤1：对标签包含内容进行隐形图形编码，在原始隐形图像编码图像中嵌入定位点；步骤2：在标签打印介质上打印出包含定位点的隐形图形编码图像；步骤3：拍摄打印出来的编码图像；步骤4：对拍摄图像进行二值化、黑白形态学处理；步骤5：从步骤4处理后的图像中根据数据点与定位点连通分量的面积不同识别出嵌入的定位点，并利用形心法计算相应的定位点坐标；步骤6：根据三角定位识别原理确定定位点的对应关系，进行图像定位，并进行图像的几何变换从而实现图像匹配。步骤1中，所述原始隐形图像编码图像为包含隐形数据点与定位点的彩色图像，作为有效数据的点为2*2像素，作为定位的点为3*3像素，数据点与定位点面积比为4：9。步骤4中，对二值化的结果进行黑白形态学处理，并计算各连通分量的面积Si：Si＝num其中，num为某连通区域中像素点个数。步骤5中，根据黑白形态学处理的结果，保留其中面积最大的三个连通区域，计算其中面积最大的三个连通区域的形心所在行列坐标(r,c)，其中，ri,ci分别为连通分量中各点的行列坐标，k为连通分量中点的数目。步骤6中，所述三角定位识别原理的图像匹配方法如下：在原图像中，黑色点p1，p2，p3表示定位点，定位点是有标识的，应用等腰直角三角形来进行确定，其中|p1p2|＝|p1p3|，∠p2p1p3＝90°，第四点p4就是p1关于线段p2p3的对称点，四个点在一个正方形的四个顶点上，作为原图中的标定点；从图像中识别出三个定位点分别记为q1，q2和q3，其坐标点分别为(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y3)，依据如下原理进行定位点的匹配：(1)计算三个点两两间的距离，平面上两点A(x1,y1),B(x2,y2)的两点间距离公式为：其中距离最大的为斜边，相应的两点记为q2，q3，另一点为q1，q1对应p1；(2)计算向量q1q2：((x2-x1)，(y2-y1)，0)与q1q3：((x3-x1)，(y3-y1)，0)的向量积；两个向量a和b的向量积写作a×b，向量积的结果是向量，其方向与a向量和b向量两个向量所在平面垂直，且遵守右手规则；q1q2×q1q3＝(0,0,(x2-x1)(y3-y1)-(x3-x1)(y2-y1))如果(x2-x1)(y3-y1)-(x3-x1)(y2-y1)结果符号为正，q2与p3匹配，q3与p2匹配，否则，q2,q3分别与p2,p3匹配；(3)根据q1、q2、q3的坐标值，计算q1关于线段q2q3的对称点q4的坐标分别为：x4＝x2+x3-x1,y4＝y2+y3-y1点q1、q2、q3、q4分别与p1、p2、p3、p4相匹配；(4)根据四对匹配点的坐标，构造投影变换，进行图像标定，将标定图像与标准图像进行匹配，从而完成图像定位的任务。步骤6中，将包含定位点的隐形图形编码图像T0，按逆时针经过90，180，270度旋转，分别得到三幅图像T1、T2、T3，并进行拼接，形成多组数据构成的图；找到各组定位点，每一组定位点，确定一个投影变换，四组定位点，得到四个投影变换，每一个投影变换的结果都会得到一组数据识别结果，因此至少有四组结果互相印证。本专利技术的有益效果如下：(1)商品标签防伪隐形图形编码中定位点识别方法原理简单，计算量小，快速准确；(2)对商品标签的变形健壮性好，抗干扰能力强；(3)在商品标签打印中，肉眼不可见，字符编码规则自定，因此隐形和防伪能力强。附图说明图1为本专利技术的工作流程图；图2为含定位点和有效数据的图像；图3为图像二值化结果；图4为定位点位置图；图5为手机拍摄图；图6多组图像拼接方式图；图7为包含多组定位点与数据点的图像；图8为手机拍摄图；图9为二值化结果图；图10为定位结果图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。本专利技术的技术流程图如图1所示，首先对原始信息进行图形编码，编码数据点为2*2的像素点，在原始信息图像中加入与数据点一样大的随机噪声点，得到原始隐形图形编码图像。在原始隐形图形编码图像中嵌入定位点，定位点为3*3像素。应用打印机或印刷机等设备，将包含数据点、噪声点和定位点的图像在打印介质上打印出来。再利用手机等图像采集设备进行图像采集并传输到计算机中进行处理。从对所采集的图像进行二值化、形态学处理等图像预处理工作，以消除光照，扭曲，倾斜等影响。在预处理后的图像中根据数据点与定位点连通分量的面积不同识别出嵌入的定位点，并利用形心法计算出相应的定位点坐标；最后根据三角定位识别原理确定定位点的对应关系，进行图像定位，并对图像实施几何变换从而实现图像匹配。定位点的嵌入在包含数据点原始彩色图像中，有大部分的区域为有效数据区，数据区中包含数据点，作为有效数据的点为2*2像素，同时加入一些同样大的随机噪声点。在原始图像中嵌入定位点，作为定位的点为3*3像素，数据点与定位点面积比为4：9。如图2所示，是一幅包含一组定位点的图像。图像二值化对采集的图像进行预处理，消除其中光照不均匀所造成的影响。以图2为原始图像的二值化结果见图3，其中黑色点为数据点，白色点为背景。形态学处理对二值化的结果进行形态学处理，以消除随机噪声等造成的干扰，保留有效定位点信息，并计算各连通分量的面积Si：S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对标签包含信息进行隐形图形编码，在原始隐形图形编码图像中嵌入定位点；步骤2：在标签打印介质上打印出包含定位点的隐形图形编码图像；步骤3：拍摄打印出来的编码图像；步骤4：对拍摄图像进行二值化、黑白形态学处理；步骤5：从步骤4处理后的图像中根据数据点与定位点连通分量的面积不同识别出嵌入的定位点，并利用形心法计算相应的定位点坐标；步骤6：根据三角定位识别原理确定定位点的对应关系，进行图像定位，并进行图像的几何变换从而实现图像匹配。

【技术特征摘要】
1.一种商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对标签包含信息进行隐形图形编码，在原始隐形图形编码图像中嵌入定位点；步骤2：在标签打印介质上打印出包含定位点的隐形图形编码图像；步骤3：拍摄打印出来的编码图像；步骤4：对拍摄图像进行二值化、黑白形态学处理；步骤5：从步骤4处理后的图像中根据数据点与定位点连通分量的面积不同识别出嵌入的定位点，并利用形心法计算相应的定位点坐标；步骤6：根据三角定位识别原理确定定位点的对应关系，进行图像定位，并进行图像的几何变换从而实现图像匹配。2.根据权利要求1所述的商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，其特征在于，步骤1中，所述原始隐形图像编码图像为包含隐形数据点与定位点的彩色图像，作为有效数据的点为2*2像素，作为定位的点为3*3像素，数据点与定位点面积比为4∶9。3.根据权利要求1所述的商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，其特征在于，步骤4中，对二值化的结果进行黑白形态学处理，并计算各连通分量的面积Si：Si＝num其中，num为某连通区域中像素点个数。4.根据权利要求1所述的商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，其特征在于，步骤5中，根据黑白形态学处理的结果，保留其中面积最大的三个连通区域，计算其中面积最大的三个连通区域的形心所在行列坐标(r,c)，其中，ri,ci分别为连通分量中各点的行列坐标，k为连通分量中点的数目。5.根据权利要求1所述的商品标签上隐形图形编码中定位点识别方法，其特征在于，步骤6中，所述三角定位识别原理的图像匹配方法如下：在原图像中，黑色点p1，p2，p3表示定位点，定位点是有标识的，应用等腰直角三角形来进行确定，其中|p1p2|＝|p1p3|，∠p2p1p3＝90°，第四点p4就是p1关于线段p2p3的对称点，四个点在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱景福，王世华，吴淦洲，肖劲森，梁国业，梁柱森，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44