一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法技术

本发明专利技术涉及矩阵码还原技术领域，具体为一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法，包括L1，使用边缘特征提取算子获取待识别矩阵码图片在笛卡尔坐标系CC中的特征点集合P，所述笛卡尔坐标系CC包括坐标轴X1、Y1；L2,构建平行坐标系PC，所述平行坐标系PC包括坐标轴X2、Y2和Z2，以及与所述坐标轴X2、Y2、Z2垂直的坐标轴U2。本申请的矩阵码还原方法能够通过笛卡尔坐标系CC和平行坐标系PC的相互转换来获取矩阵码各模块的边界线，从而达到还原待识别矩阵码的目的，适用于因图片尺寸小、相机分辨率不足等原因造成成像差的待识别矩阵码图片，有效提高了矩阵码的识别效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法
本专利技术涉及矩阵码还原
，具体为一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法。
技术介绍
在社会生产生活中，条码技术给我们带来了极大便利。由于具有容量大、纠错能力强等特点，二维矩阵码在信息自动化领域发挥着重要的作用。作为矩阵码的一种，DataMatrix码特别适合印制在细小物体的表面，但其没有如同QR码一样的任意方向可读的特点。标准DataMatrix码的编、解码技术目前已十分成熟，但是在实际应用中，对图片中的条码进行成功解码，是建立在正确识别条码的基础之上。而由于摄像机自身分辨率、对焦情况、目标对象的实际物理尺寸、环境光照等因素直接影响着解码图片的成像效果，这使得从给定图片中正确还原出矩阵码具有一定的挑战。例如，当DataMatrix码用于生物植株样本追踪时，由于DataMatrix码印制在试管底部，因此包含DataMatrix码的图像区域面积往往很小、分辨率不足、且存在旋转，这使得使用常规方法对其进行还原识别较为困难。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提出了一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法，包括L1，使用边缘特征提取算子获取待识别矩阵码图片在笛卡尔坐标系CC中的特征点集合P，所述笛卡尔坐标系CC包括坐标轴X1、Y1；L2,构建平行坐标系PC，所述平行坐标系PC包括坐标轴X2、Y2和Z2，以及与所述坐标轴X2、Y2、Z2垂直的坐标轴U2；其中，所述坐标轴X2、Y2、Z2对应所述坐标轴U2的坐标值为-D、0、D；所述坐标轴U2对应所述坐标轴X2、Y2、Z2的坐标值为0；L3，将所述特征点集合P中的所有特征点转换到所述平行坐标系PC以得到一系列的线段，记录所述线段相交点的位置和每一相交点的相交次数；L4，在所述平行坐标系PC中寻找垂直于所述坐标轴U2且经过各相交点的相交次数总和最多的两根直线或三根直线；L5，在所述直线上寻找等距排列且相交次数总和最多的等距相交点；L6，将所述等距相交点转换成笛卡尔坐标系CC中的等距平行线；L7，通过所述等距平行线确定矩阵码各模块的边界线以还原待识别矩阵码。作为优选，L1中，所述边缘特征提取算子为Canny边缘特征提取算子。作为优选，L2中，坐标轴X2、Y2、Z2与坐标轴U2相交的点的坐标分别为（-D，0，∞，∞)，(0，∞，0，∞)，(D，∞，∞，0)。作为优选，L3中，设所述笛卡尔坐标系CC中的特征点p为（xp，yp），则所述特征点p在所述平行坐标系PC中对应两根线段lv和lw，其中，lv是由点v(-D，xp，∞，∞)和点v(0，∞，yp，∞)连成的线段，lw是由点w(0，∞，yp，∞)和点w(D，∞，∞，-xp)连成的线段。作为优选，L4中，若寻找得到的所述直线与坐标轴X2、Y2和Z2重合，则为三根；否则，为两根。作为优选，若直线包括直线V1和直线V2，则直线V1和直线V2对应待识别矩阵码在笛卡尔坐标系CC中两个相互垂直的矩阵主方向。作为优选，若直线为包括轴X2、轴Y2和轴Z2，则轴X2、轴Y2或轴Y2、轴Z2对应待识别矩阵码在笛卡尔坐标系CC中两个相互垂直的矩阵主方向。作为优选，L7中，通过矩阵码各模块的边界线确定矩阵码各模块的位置及其所表示的0/1二进制值。作为优选，还包括L8，通过通用解码库对所还原的矩阵码进行解码。作为优选，所述通用解码库包括ZXing通用解码库。本专利技术的有益效果是，本申请的矩阵码还原方法能够通过笛卡尔坐标系CC和平行坐标系PC的相互转换来获取矩阵码各模块的边界线，从而达到还原待识别矩阵码的目的，适用于因图片尺寸小、相机分辨率不足等原因造成成像差的待识别矩阵码图片，有效提高了矩阵码的识别效果。附图说明图1为本专利技术笛卡尔坐标系CC的示意图；图2为平行坐标系PC的示意图；图3为平行坐标系PC中等距相交点的示意图；图4为图3中等距相交点转换形成的两组矩阵码模块边界线。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1至图4所示，一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法，包括L1，使用边缘特征提取算子Canny获取待识别矩阵码图片在笛卡尔坐标系CC中的特征点集合P，所述笛卡尔坐标系CC包括坐标轴X1、Y1。通过边缘特征提取算子Canny获取本申请待识别矩阵码的边缘特征点信息最为合适。L2,构建平行坐标系PC，所述平行坐标系PC包括坐标轴X2、Y2和Z2，以及与所述坐标轴X2、Y2、Z2垂直的坐标轴U2；其中，所述坐标轴X2、Y2、Z2对应所述坐标轴U2的坐标值为-D、0、D；所述坐标轴U2对应所述坐标轴X2、Y2、Z2的坐标值为0。即坐标轴X2、Y2、Z2与坐标轴U2相交的点的坐标分别为（-D，0，∞，∞)，(0，∞，0，∞)，(D，∞，∞，0)。L3，将所述特征点集合P中的所有特征点转换到所述平行坐标系PC以得到一系列的线段，记录所述线段相交点的位置和每一相交点的相交次数。特征点到线段的转换过程如下，设所述笛卡尔坐标系CC中的特征点p为（xp，yp），则所述特征点p在所述平行坐标系PC中对应两根线段lv和lw，其中，lv是由点v(-D，xp，∞，∞)和点v(0，∞，yp，∞)连成的线段，lw是由点w(0，∞，yp，∞)和点w(D，∞，∞，-xp)连成的线段。若平行坐标系PC中线段相交于一点的次数越多，则表示在笛卡尔坐标系CC中越高概率地存在一根直线，这根直线经过平行坐标系PC中上述线段所代表的笛卡尔坐标系CC中的特征点。L4，在所述平行坐标系PC中寻找垂直于所述坐标轴U2且经过各相交点的相交次数总和最多的两根直线或三根直线。若寻找得到的所述直线与坐标轴X2、Y2和Z2重合，则为三根；否则，为两根。若直线包括直线V1和直线V2，则直线V1和直线V2对应待识别矩阵码在笛卡尔坐标系CC中两个相互垂直的矩阵主方向。若直线为包括轴X2、轴Y2和轴Z2，则轴X2、轴Y2或轴Y2、轴Z2对应待识别矩阵码在笛卡尔坐标系CC中两个相互垂直的矩阵主方向。L5，在所述直线上寻找等距排列且相交次数总和最多的等距相交点。这些等距相交点代表着笛卡尔坐标系CC中目标矩阵码在步骤L4所述的两个主方向上的各一组等距的平行线。这些平行线即为目标矩阵码模块的边界线。L6，将所述等距相交点转换成笛卡尔坐标系CC中的等距平行线。L7，通过所述等距平行线确定矩阵码各模块的边界线，通过矩阵码各模块的边界线确定矩阵码各模块的位置及其所表示的0/1二进制值，从而还原待识别矩阵码。L8，通过ZXing通用解码库对所还原的矩阵码进行解码，ZXing通用解码库与本方法配合使用最为合适。本申请的方法特别适用于印制在试管底部用于生物植株样本追踪的DataMatrix码。上面所述的实施例仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的构思和范围进行限定。在不脱离本专利技术设计构思的前提下，本领域普通人员对本专利技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本专利技术的保护范围，本专利技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法，其特征在于：包括L1，使用边缘特征提取算子获取待识别矩阵码图片在笛卡尔坐标系CC中的特征点集合P，所述笛卡尔坐标系CC包括坐标轴X1、Y1；L2,构建平行坐标系PC，所述平行坐标系PC包括坐标轴X2、Y2和Z2，以及与所述坐标轴X2、Y2、Z2垂直的坐标轴U2；其中，所述坐标轴X2、Y2、Z2对应所述坐标轴U2的坐标值为‑D、0、D；所述坐标轴U2对应所述坐标轴X2、Y2、Z2的坐标值为0；L3，将所述特征点集合P中的所有特征点转换到所述平行坐标系PC以得到一系列的线段，记录所述线段相交点的位置和每一相交点的相交次数；L4，在所述平行坐标系PC中寻找垂直于所述坐标轴U2且经过各相交点的相交次数总和最多的两根直线或三根直线；L5，在所述直线上寻找等距排列且相交次数总和最多的等距相交点；L6，将所述等距相交点转换成笛卡尔坐标系CC中的等距平行线；L7，通过所述等距平行线确定矩阵码各模块的边界线以还原待识别矩阵码。

【技术特征摘要】
1.一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法，其特征在于：包括L1，使用边缘特征提取算子获取待识别矩阵码图片在笛卡尔坐标系CC中的特征点集合P，所述笛卡尔坐标系CC包括坐标轴X1、Y1；L2,构建平行坐标系PC，所述平行坐标系PC包括坐标轴X2、Y2和Z2，以及与所述坐标轴X2、Y2、Z2垂直的坐标轴U2；其中，所述坐标轴X2、Y2、Z2对应所述坐标轴U2的坐标值为-D、0、D；所述坐标轴U2对应所述坐标轴X2、Y2、Z2的坐标值为0；L3，将所述特征点集合P中的所有特征点转换到所述平行坐标系PC以得到一系列的线段，记录所述线段相交点的位置和每一相交点的相交次数；L4，在所述平行坐标系PC中寻找垂直于所述坐标轴U2且经过各相交点的相交次数总和最多的两根直线或三根直线；L5，在所述直线上寻找等距排列且相交次数总和最多的等距相交点；L6，将所述等距相交点转换成笛卡尔坐标系CC中的等距平行线；L7，通过所述等距平行线确定矩阵码各模块的边界线以还原待识别矩阵码。2.根据权利要求1所述的一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法，其特征在于：L1中，所述边缘特征提取算子为Canny边缘特征提取算子。3.根据权利要求1所述的一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法，其特征在于：L2中，坐标轴X2、Y2、Z2与坐标轴U2相交的点的坐标分别为（-D，0，∞，∞)，(0，∞，0，∞)，(D，∞，∞，0)。4.根据权利要求1所述的一种基于平行坐标系的新型矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘石坚，邹峥，潘正祥，廖律超，聂明星，张国基，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35