条码检测方法及条码检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种条码检测方法及条码检测系统。该条码检测方法包含相机取得图像；取得图像中一区域内的每一个像素的水平图像梯度及垂直图像梯度；依据水平图像梯度及垂直图像梯度，产生每一个像素的梯度相位角度及梯度能量强度；将图像中的区域内的每一个像素的梯度能量强度二值化，以产生二值化后的图像；将二值化后的图像进行垂直以及水平采样，以产生垂直与水平方向上的灰阶值变化次数；依据垂直以及水平方向上的灰阶值变化次数，定位条码的图像区域；提取图像区域中的所有像素的多个梯度相位角度，以产生梯度相位角度分布；及依据梯度相位角度分布，产生条码的格式检测结果。

Barcode detection method and barcode detection system

【技术实现步骤摘要】
条码检测方法及条码检测系统
本专利技术公开一种条码检测方法及条码检测系统，尤其涉及一种具高速检测能力的低复杂度的条码检测方法及条码检测系统。
技术介绍
随着科技进步，各种条码逐渐被应用在日常生活中，并慢慢地取代繁杂且易错误的文字信息。例如，一维条码将宽度不等的多个黑条(Bar)和白条(Space)，按照一定的编码规则(即黑白宽度比例)排列，用以表达一组信息的图形识别元。常见的一维条码是由反射率相差很大的黑条和白条排成的平行线图案。二维条码则可为矩形，可视为将一维条码的图像往另一个轴向延伸的图像，因此可带有比一维条码更多的信息量。条码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。一般而言，要将条码识别以产生具有意义的信息需要两个步骤。第一个步骤称为条码采样步骤。条码采样步骤可以利用相机、扫描器、激光识别装置等光元件提取条码的图案。第二个步骤称为解码步骤。解码步骤可以利用查询表或是解码器将采样后的条码转换为有意义的信息。在一般解码步骤的前置步骤中，条码的存在性以及条码的格式(一维或是二维)需要先被检测出来。然而，一般由相机所拍的图像中，检测条码的存在性与格式必须将图像的像素一列一列地扫描。当图像的尺寸或解析度很高时，将非常耗时。并且，当条码检测失败时，上述逐列扫描的程序又必须再一次地执行，因此这种效率低且耗时的检测方式将会浪费系统资源。
技术实现思路
本专利技术一实施例提出一种条码检测方法，包含相机取得图像，取得图像中一区域内的每一个像素的水平图像梯度及垂直图像梯度，依据水平图像梯度及垂直图像梯度，产生每一像素的梯度相位角度及梯度能量强度，将图像中的区域内的每一个像素的梯度能量强度二值化，以产生二值化后的图像，该二值化后的图像以N个像素为间隔的V个垂直扫描线进行垂直采样，以统计二值化后的图像于垂直方向上的V个灰阶值变化次数，将二值化后的图像以M个像素为间隔的H个水平扫描线进行水平采样，以统计二值化后的图像于水平方向上的H个灰阶值变化次数，依据垂直方向上的V个灰阶值变化次数以及水平方向上的H个灰阶值变化次数，定位条码的图像区域，提取图像区域中的所有像素的多个梯度相位角度，以产生梯度相位角度分布，以及依据梯度相位角度分布，产生条码的格式检测结果。N、M、V、H为大于等于1的正整数。本专利技术另一实施例提出一种条码检测系统，包含相机、处理器及存储器。相机用以取得图像。处理器耦接于相机，用以处理图像，以产生条码的格式检测结果。存储器，耦接于处理器，用以缓存图像处理数据。处理器取得图像中一区域内的每一个像素的水平图像梯度及垂直图像梯度，依据水平图像梯度及垂直图像梯度，产生每一个像素的梯度相位角度及梯度能量强度，将图像中的区域内的每一个像素的梯度能量强度二值化，以产生二值化后的图像，将二值化后的图像以N个像素为间隔的V个垂直扫描线进行垂直采样，以统计二值化后的图像于垂直方向上的V个灰阶值变化次数，并将V个灰阶值变化次数存入存储器，将二值化后的图像以M个像素为间隔的H个水平扫描线进行水平采样，以统计二值化后的图像于水平方向上的H个灰阶值变化次数，并将H个灰阶值变化次数存入存储器，依据存储器所存储的V个灰阶值变化次数以及H个灰阶值变化次数，定位条码的图像区域，提取图像区域中的所有像素的多个梯度相位角度，以产生梯度相位角度分布，依据梯度相位角度分布，产生条码的格式检测结果。N、M、V、H为大于等于1的正整数。附图说明图1是本专利技术的条码检测系统的实施例的方块图。图2是图1的条码检测系统中，取得图像中每一个像素的水平图像梯度及垂直图像梯度的示意图。图3是图1的条码检测系统中，将图像二值化的示意图。图4是图1的条码检测系统中，将二值化后的图像进行水平采样以及垂直采样的示意图。图5是图1的条码检测系统中，产生二值化后的图像的垂直方向上的多个灰阶值变化次数以及水平方向上的多个灰阶值变化次数的示意图。图6是图1的条码检测系统中，依据垂直方向上的多个灰阶值变化次数以及水平方向上的多个灰阶值变化次数，产生图像区域的示意图。图7是图1的条码检测系统中，设定P个梯度相位决策边界的示意图。图8是图1的条码检测系统中，梯度相位角度分布仅包含一个峰度分布的示意图。图9是图1的条码检测系统中，梯度相位角度分布包含两个峰度分布的示意图。图10是图1的条码检测系统中，执行条码检测方法的流程图。【符号说明】100条码检测系统10相机11处理器12存储器BC条码A及B像素IMG图像R区域BIMG二值化后的图像BBC二值化后的条码SH1至SH17水平扫描线SV1至SV31垂直扫描线CIMG图像区域DB1至DB8梯度相位决策边界C、C1及C2峰度分布PK、PK1及PK2峰值Φ、Φ1及Φ2梯度相位角度S901至S909步骤具体实施方式图1是本专利技术的条码检测系统100的实施例的方块图。条码检测系统100可应用于检测一维条码以及二维条码，常见的一维条码有EAN/UPC，ISBN，Code39，Code93，Code128等，常见的二维条码有快速响应矩阵图码(QuickResponseCode，QRCode)、PDF417条码、或是数据矩阵(DataMatrix)等。条码检测系统100包含相机10、处理器11及存储器12。相机10用以提取图像。相机10可包含任何图像提取装置。例如，相机10可内建镜头以及感光元件，用以提取光信号，并将光信号进行处理以产生图像。相机10所提取的图像可包含条码图像。处理器11耦接于相机10，用以处理图像，以产生条码的格式检测结果。处理器11可为任何形式的处理装置，例如中央处理器、微处理器、逻辑运算单元或是可编程芯片等等。处理器11也可以判断条码图像是否可被检测。存储器12耦接于处理器11，用以缓存图像处理数据。存储器12可为任何形式的存储器装置，例如硬盘、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)或是非易失性存储器(Non-VolatileMemory)等等。存储器12所存储的图像处理数据可为后文提及的水平图像梯度、垂直图像梯度、水平方向的灰阶值变化次数、垂直方向的灰阶值变化次数、多个梯度相位决策边界等数据。条码检测系统100执行条码检测方法的步骤以及原理将在后文详述。图2是条码检测系统100中，取得图像IMG中每一个像素的水平图像梯度及垂直图像梯度的示意图。如前述提及，相机10具有图像提取的能力。因此，当处理器11接收到相机10所提取的图像IMG后，可以取得图像IMG中每一个像素的水平图像梯度及垂直图像梯度。例如，处理器11可以利用索伯(Sobel)算法，以水平矩阵模板及垂直矩阵模板对图像的每一个像素的亮度做卷积(Convolution)运算，以产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种条码检测方法，包含：/n相机取得图像；/n取得该图像中一区域内的每一像素的水平图像梯度及垂直图像梯度；/n依据该水平图像梯度及该垂直图像梯度，产生该每一像素的梯度相位角度及梯度能量强度；/n将该图像中的该区域内的该每一像素的该梯度能量强度二值化，以产生二值化后的图像；/n将该二值化后的图像以N个像素为间隔的V个垂直扫描线进行垂直采样，以统计该二值化后的图像于垂直方向上的V个灰阶值变化次数；/n将该二值化后的图像以M个像素为间隔的H个水平扫描线进行水平采样，以统计该二值化后的图像于水平方向上的H个灰阶值变化次数；/n依据该垂直方向上的该V个灰阶值变化次数以及该水平方向上的该H个灰阶值变化次数，定位条码的图像区域；/n提取该图像区域中的所有像素的多个梯度相位角度，以产生梯度相位角度分布；及/n依据该梯度相位角度分布，产生该条码的格式检测结果；/n其中N、M、V、H为大于等于1的正整数。/n

【技术特征摘要】
20180606 TW 1071194091.一种条码检测方法，包含：
相机取得图像；
取得该图像中一区域内的每一像素的水平图像梯度及垂直图像梯度；
依据该水平图像梯度及该垂直图像梯度，产生该每一像素的梯度相位角度及梯度能量强度；
将该图像中的该区域内的该每一像素的该梯度能量强度二值化，以产生二值化后的图像；
将该二值化后的图像以N个像素为间隔的V个垂直扫描线进行垂直采样，以统计该二值化后的图像于垂直方向上的V个灰阶值变化次数；
将该二值化后的图像以M个像素为间隔的H个水平扫描线进行水平采样，以统计该二值化后的图像于水平方向上的H个灰阶值变化次数；
依据该垂直方向上的该V个灰阶值变化次数以及该水平方向上的该H个灰阶值变化次数，定位条码的图像区域；
提取该图像区域中的所有像素的多个梯度相位角度，以产生梯度相位角度分布；及
依据该梯度相位角度分布，产生该条码的格式检测结果；
其中N、M、V、H为大于等于1的正整数。


2.如权利要求1所述的方法，其中取得该图像中该每一像素的该水平图像梯度及该垂直图像梯度，为利用水平矩阵模板及垂直矩阵模板对该图像的该每一像素的亮度做卷积(Convolution)运算，以产生该每一像素的该水平图像梯度及该垂直图像梯度。


3.如权利要求1所述的方法，其中将该图像中的该每一像素的该梯度能量强度二值化，以产生该二值化后的图像包含：
设定阈值；及
比较该阈值与该梯度能量强度，以将该图像中的该每一像素对应至第一灰阶值或第二灰阶值；
其中该第一灰阶值大于该第二灰阶值。


4.如权利要求3所述的方法，其中该二值化后的图像于该垂直方向上的V个灰阶值变化次数，为该二值化后的图像于该垂直方向上，以该V个垂直扫描线进行垂直采样的V个该第一灰阶值与该第二灰阶值相互转换的次数。


5.如权利要求3所述的方法，其中该二值化后的图像于该水平方向上的H个灰阶值变化次数，为该二值化后的图像于该水平方向上，以该H个水平扫描线进行水平采样的H个该第一灰阶值与该第二灰阶值相互转换的次数。


6.如权利要求1所述的方法，其中依据该垂直方向上的该V个灰阶值变化次数以及该水平方向上的该H个灰阶值变化次数，定位该条码的该图像区域包含：
依据该V个灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈轩盈，江弘志，许益源，
申请(专利权)人：伟诠电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW