一种鲁棒的二维码DataMatrix定位方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，具体包括：获取图像的二值图，在二值图上粗定位二维码，在各个候选区域精定位，得到摆正之后的二维码图像。本发明专利技术具有极强的鲁棒性，速度快，操作简单等各种优点，适用于工业领域的二维码定位。域的二维码定位。域的二维码定位。

【技术实现步骤摘要】
一种鲁棒的二维码DataMatrix定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器视觉及图像识别
，更具体地说，涉及一种鲁棒的二维码DataMatrix定位方法及系统。

技术介绍

[0002]尽管国内外二维码定位方法层出不穷，但是几乎所有的算法都面临着鲁棒性不足的问题；如面临严重光照不均的情况，图像过曝或过暗的情况，噪音干扰严重的情况，图像过于模糊的情况，当二维码为点阵码等等复杂情况时，大多数算法的表现极差，或者耗时过长，或者因需要大量数据去训练而操作复杂；为了满足工业领域对算法的要求：鲁棒性极强，快速，操作简单等要求，需要一种鲁棒的二维码DataMatrix定位方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，还提供了一种鲁棒的二维码DataMatrix定位系统。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]构造一种鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，包括以下步骤：
[0006]S1：图像预处理：
[0007]获取图像，并将获取的图像转化为二值图；
[0008]S2：连通域分析：
[0009]利用得到的二值图进行连通域分析，确定可能包含二维码的所有区域；
[0010]S3：白色面积排序：
[0011]在确定的所有区域中，进行白色面积排序；
[0012]S4：角落面积筛选：
[0013]去掉角落白色面积较小的区域；
[0014]S5：L型线段组合筛选：
[0015]查找形如L型的线段组合，同时依据设定打分规则进行打分，过滤掉得分较低的区域；
[0016]S6：取第一个为定位结果。
[0017]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，步骤S1图像预处理，包含如下具体步骤：
[0018]采用合适的比例将三通道彩色图片转化为灰度图；
[0019]求出灰度图对应的梯度图；
[0020]采用otsu二值方法把图像转化为二值图。
[0021]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，步骤S2连通域分析，包含如下具体步骤：
[0022]a.找出二值图图像所有的轮廓；
[0023]b.取一个轮廓；
[0024]c.判断轮廓拐点数量是否小于定值，是则返回步骤b，否则进入下一步；
[0025]d.计算出轮廓的最小外接矩形；
[0026]e.判断最小外接矩形的长度值、宽度值以及长宽比是否在设定范围，是则返回步骤b，否则进入下一步；
[0027]f.进入凸包分析，由轮廓重新生成一个旋转矩形；
[0028]g.判断旋转矩形的长度值、宽度值以及长宽比是否在所述设定范围，是则返回步骤b，否则进入下一步：
[0029]h.将旋转矩形加入输出结构集中，同时在集合中合并或剔除相互接近的旋转矩形；
[0030]i.判断是否遍历完所有轮廓，否则返回步骤b，是则进入下一步；
[0031]j.输出旋转矩形的第一集合。
[0032]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，所述凸包分析包含如下具体步骤：
[0033]由轮廓生成对应的凸包；
[0034]由所有的凸包点生成逆时针方向的线段集合；
[0035]依据相邻线段的夹角合并线段；
[0036]从线段集合中选取符合设定条件的L型线段组合；
[0037]利用L型线段组的点和凸包中的点生成点集合；
[0038]从点集合生成最小外接矩形。
[0039]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，所述设定条件包括：
[0040]两条线段长度是否达到相应设定范围值；
[0041]两条线段的夹角是否达到相应设定范围值；
[0042]两条线段长度差值是否达到相应设定范围值。
[0043]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，S3的实现方法包括步骤：
[0044]用所述第一集合的旋转矩形截取二值图得到一系列小图像；
[0045]对每个小图像求出其中的白色像素点个数；
[0046]以白色像素点个数为依据给集合中所有旋转矩形排序；
[0047]以及设定规则选择排序中靠前一定数量或全部的旋转矩形形成第二集合。
[0048]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，S4的实现方法包括步骤：
[0049]用所述第二集合的旋转矩形截取二值图得到一系列小图像；
[0050]对每个小图中进一步的截取出四个角落区域；
[0051]计算角落区域的白色面积；
[0052]选取最小的白色面积作为运算变量AREA，按照AREA的大小给所有的旋转矩形排序，去掉AREA<p1*max(AREA)的区域，其中p1为一给定参数，得到第三集合。
[0053]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，S5的实现方法包括步骤：
[0054]用所述第三集合的旋转矩形截取二值图得到一系列小图像；
[0055]在小图像中寻找线段得到线段集合，在得到的线段集合中过滤掉靠近中心一设定距离值范围的线段；
[0056]在线段集合中合并端点位置小于设定距离值且线段角度小于设定角度值的线段；
[0057]在线段集合内依据设定线段条件，给每个L线段组打分SCORE；
[0058]剔除SCORE<p2*max(SCORE)的旋转矩形，获得第四集合。
[0059]本专利技术所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，所述设定线段条件包括：
[0060]两条线段长度是否达到相应设定范围值；
[0061]两条线段的夹角是否达到相应设定范围值；
[0062]两条线段距离小图像的边缘长度值是否在相应设定范围值。
[0063]一种鲁棒的二维码DataMatrix定位系统，用于实现如上述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其中，包括：图像预处理单元、连通域分析单元、白色面积排序单元、角落面积筛选单元、L型线段组合筛选单元和结果选择单元：
[0064]所述图像预处理单元，用于获取图像，并将获取的图像转化为二值图；
[0065]所述连通域分析单元，用于利用所述图像预处理单元得到的二值图进行连通域分析，确定可能包含二维码的所有区域；
[0066]所述白色面积排序单元，用于在所述连通域分析单元确定的所有区域中，进行白色面积排序；
[0067]所述角落面积筛选单元，用于去掉角落白色面积较小的区域；
[0068]所述L型线段组合筛选单元，用于查找形如L型的线段组合，同时依据设定打分规则进行打分，过滤掉得分较低的区域；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：图像预处理：获取图像，并将获取的图像转化为二值图；S2：连通域分析：利用得到的二值图进行连通域分析，确定可能包含二维码的所有区域；S3：白色面积排序：在确定的所有区域中，进行白色面积排序；S4：角落面积筛选：去掉角落白色面积较小的区域；S5：L型线段组合筛选：查找形如L型的线段组合，同时依据设定打分规则进行打分，过滤掉得分较低的区域；S6：取第一个为定位结果。2.根据权利要求1所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其特征在于，步骤S1图像预处理，包含如下具体步骤：采用合适的比例将三通道彩色图片转化为灰度图；求出灰度图对应的梯度图；采用otsu二值方法把图像转化为二值图。3.根据权利要求1或2所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其特征在于，步骤S2连通域分析，包含如下具体步骤：a.找出二值图图像所有的轮廓；b.取一个轮廓；c.判断轮廓拐点数量是否小于定值，是则返回步骤b，否则进入下一步；d.计算出轮廓的最小外接矩形；e.判断最小外接矩形的长度值、宽度值以及长宽比是否在设定范围，是则返回步骤b，否则进入下一步；f.进入凸包分析，由轮廓重新生成一个旋转矩形；g.判断旋转矩形的长度值、宽度值以及长宽比是否在所述设定范围，是则返回步骤b，否则进入下一步：h.将旋转矩形加入输出结构集中，同时在集合中合并或剔除相互接近的旋转矩形；i.判断是否遍历完所有轮廓，否则返回步骤b，是则进入下一步；j.输出旋转矩形的第一集合。4.根据权利要求3所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其特征在于，所述凸包分析包含如下具体步骤：由轮廓生成对应的凸包；由所有的凸包点生成逆时针方向的线段集合；依据相邻线段的夹角合并线段；从线段集合中选取符合设定条件的L型线段组合；利用L型线段组的点和凸包中的点生成点集合；从点集合生成最小外接矩形。
5.根据权利要求4所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其特征在于，所述设定条件包括：两条线段长度是否达到相应设定范围值；两条线段的夹角是否达到相应设定范围值；两条线段长度差值是否达到相应设定范围值。6.根据权利要求3所述的鲁棒的二维码DataMatrix定位方法，其特征在于，S3的实现方法包括步骤：用所述第一集合的旋转矩形截取二值图得到一系列小图像；对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永鹏，武亚飞，王冲，
申请(专利权)人：深圳市杰恩世智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：