基于手机摄像头快速响应矩阵码识读方法技术

本发明专利技术涉及一种基于普通手机平台的ＱＲ码识别方法，其特征在于：对通过手机摄像头采集的图像进行灰度化；再对图像采用基于结果的二值化阈值法获取阈值并进行二值化，得到黑白图像；再对黑白图像采用位置探测图形特征匹配方法进行边界扫描，确定位置探测图形的位置并把它提取出来；本发明专利技术基于普通手机平台的ＱＲ码识别方法，能够通过手机迅速地识别ＱＲ码信息，以满足ＱＲ码在移动平台中的应用，并且利用已普及的手机摄像头采集快速响应矩阵码，以提高识别率，快速有效地自动识读快速响应矩阵码的方法。本发明专利技术弥补了现有基于ＰＣ的ＱＲ码识别方法的不足，实现了基于手机平台的ＱＲ码识别方法，解决了ＱＲ码在实际应用中的关键问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子条码自动识别技术，特别涉及根据国标GB/T 18284-2000《快速 响应矩阵码》生成的快速响应矩阵码(又称QR 二维条码，QR 二维形码，简称QR code或QR 码)，基于手机摄像头进行识别。
技术介绍
条码技术是目前在全球应用最广泛的一种自动识别技术，现在应用在计算机管 理的各个领域，渗透到商业、工业、交通运输业、邮电通讯业、物资管理、仓储、医疗卫生、安 全检查、餐饮旅游、票证管理以及军事装备、工程项目等国民经济各行各业和人民日常生活 中。随着应用领域的不断扩展，传统的一维条码渐渐表现出了它的局限首先，使用一维条 码，必须通过连接数据库的方式提取信息才能明确条码所表达的信息含意，因此在没有数 据库或者不便联网的地方，一维条码的使用就受到了限制；其次，一维条码表达的只能为字 母和数字，而不能表达汉字和图像，在一些需要应用汉字的场合，一维条码便不能很好的满 足要求。QR码正是为了解决一维条码无法解决的问题而产生的。它具有高密度、高可靠性 等特点，全部信息都存储在一个二维条码中，不需要事先建立数据库。而且多数二维条码都 具有字节表示模式，即提供了一种表示字节流的机制，从而使对照片、指纹、掌纹、签字、声 音、文字等凡可数字化的信息进行编码成为可能。二维条码是大容量、高可靠性信息实现存 储、携带并自动识读的最理想的方法。由于条码技术具有输入速度快、准确度高、成本低、可 靠性强等优点，因此在各行业得到了广泛应用。手机二维条码是二维条码与移动通讯终端(手机)结合运用的产物。近年来，随着 拍照、彩信手机的扩大推广及移动通信增值业务的快速增长，应用在手机上的QR码技术应 运而生。手机二维条码是指将相关信息用二维条码进行编码，使二维条码信息以彩信的形 式在手机里存储、阅读、传播。手机既可作为二维条码信息的载体结合二维条码识读设备加 以应用，也可在手机中内置或下载二维条码识读引擎来识读商品、杂志上的二维条码标识， 从而获取二维条码内隐含的有效信息，来进行相关应用的开发。目前关于QR码识别的方法已经有所实现。在专利号为200710099877. 0的专利 中描述了一种基于摄像头的QR码识别方法，在文中，作者利用Hough变换确定条码符号的 边界，然后通过倾斜角度将符号旋转水平，再进行后续识别，这无疑丢掉了 QR码的重要特 征——超高速识读和360度识别特性。并且Hough变换运算量巨大，会增加大量的时间和 空间上的开销，因此，在高速嵌入式应用中，并不可取。现有QR码识别方法存在如下缺陷识别算法都是基于高配置的PC机，识别算法复 杂度较高，不适合手机这样的嵌入式平台使用。
技术实现思路
本专利技术就是要实现基于普通手机平台的QR码识别方法，能够通过手机迅速地识3别QR码信息，以满足QR码在移动平台中的应用。为了实现本专利技术的目的，技术方案如下对通过手机摄像头采集的图像进行灰度化；再对图像采用基于结果的二值化阈值法获 取阈值并进行二值化，得到黑白图像；再对黑白图像采用位置探测图形特征匹配方法进行 边界扫描，确定位置探测图形的位置并把它提取出来；为了得到条码图像的码字，通过三个 位置探测图形，确定快速响应矩阵码的符号区域范围，采用垂直水平双向定位并根据国标 GB/T 18284-2000《快速响应矩阵码》给出的条码识别参考算法提取快速响应矩阵码符号； 再根据快速响应矩阵码符号，采用BCH纠错算法求出版本信息和格式信息；在采用局部特 征匹配算法计算出条码的校正图形的坐标；再根据所得到的条码的符号区域坐标，确定条 码模块采样网格，计算模块的中心点坐标，读取快速响应矩阵码字信息。本专利技术基于普通手机平台的QR码识别方法，能够通过手机迅速地识别QR码信息， 以满足QR码在移动平台中的应用，并且利用已普及的手机摄像头采集快速响应矩阵码，以 提高识别率，快速有效地自动识读快速响应矩阵码的方法。本专利技术弥补了现有基于PC的QR 码识别方法的不足，实现了基于手机平台的QR码识别方法，解决了 QR码在实际应用中的关 键问题。附图说明。图1本专利技术中快速响应矩阵码结构图。图2是QR码图像识别算法的基本流程。图3是位置探测图形特征匹配示意图(其中平行线段组和垂直线段组正交的中 点)o图4是局部特征匹配算法示意图。图5是校正图形的中心坐标的构造示意图。具体实施方式。本专利技术基于普通手机平台的QR码识别方法，对通过手机摄像头采集的图像进行 灰度化；再对图像采用基于结果的二值化阈值法获取阈值并进行二值化，得到黑白图像； 再对黑白图像采用位置探测图形特征匹配方法进行边界扫描，确定位置探测图形的位置并 把它提取出来；为了得到条码图像的码字，通过三个位置探测图形，确定快速响应矩阵码的 符号区域范围，采用垂直水平双向定位并根据国标GB/T 18284-2000《快速响应矩阵码》给 出的条码识别参考算法提取快速响应矩阵码符号；再根据快速响应矩阵码符号，采用BCH 纠错算法求出版本信息和格式信息；在采用局部特征匹配算法计算出条码的校正图形的坐 标；再根据所得到的条码的符号区域坐标，确定条码模块采样网格，计算模块的中心点坐 标，读取快速响应矩阵码字信息。基于结果的二值化阈值法是定义一组阈值，其值是阶越为16的阈值，范围为32至 224 ；对于光线过强(阈值>224)或光线过暗(阈值<32)的图像不识别，以提高识别速度和 准确度。本专利技术主要技术特点如下 (1)基于结果的二值化我们定义一组阈值thresholdArray，其值是阶越为16的阈值，范围为32至224 ；对于 光线过强(阈值>224)或光线过暗(阈值<32)的图像，我们放弃识别，以提高识别速度和准确度，阈值数组如下赋值 “基于结果的二值化方法”算法如下(1)我们用threSh0ldArray中的阈值，对图像进行二值化，得到图像G；(2)在二值化后的图像G里，寻找未知探测图形，如果探测失败，说明在此阈值下位置 探测图形不够明显，那么i++，返回(1)；如果探测成功，则(3)(3)计算QR码的版本，如果计算失败(version< 0或者version > 40)，说明在此阈 值下QR码符号大小计算错误或版本图形区域码字读取失败，那么i++，返回(1)；如果版本 号计算成功(1 ( version ( 40)，则(4)；(4)进行条码属性的相关处理，读取QR码码字，进行RS纠错，如果RS纠错失败，说明 在此阈值下，QR码码字读取失败，那么i++，返回(1)；如果RS纠错成功，表示在此阈值下QR 码码字读取成功，可以译码输出。图像的最终阈值是根据⑵(3)⑷的最终结果确定的，⑵(3)⑷中的任何一步 不能顺利进行，则说明当前阈值并不是最佳阈值，则需另行选取，直到译码成功为止。(2)位置探测图形特征匹配(如图3)1.先水平扫描QR码图像，扫描过程中，记录下符合位置探测图形比例特征 (1:1:3:1:1)的边缘线段，然后垂直扫描QR码图像，扫描过程中，记录下符合位置探测图形 比例特征(1:1:3:1:1)的边缘线段；2.由于摄像头扫描得到的条码模宽在2. 5个像素以上，因此，在某一个范围之内， 总会有一组符合位置探测图形比例特征的线段，并且这组线段的横坐标或纵坐标相等或近 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于手机摄像头快速响应矩阵码识读方法，其特征在于：对通过手机摄像头采集的图像进行灰度化；再对图像采用基于结果的二值化阈值法获取阈值并进行二值化，得到黑白图像；再对黑白图像采用位置探测图形特征匹配方法进行边界扫描，确定位置探测图形的位置并把它提取出来；为了得到条码图像的码字，通过三个位置探测图形，确定快速响应矩阵码的符号区域范围，采用垂直水平双向定位并根据国标ＧＢ／Ｔ　１８２８４－２０００《快速响应矩阵码》给出的条码识别参考算法提取快速响应矩阵码符号；再根据快速响应矩阵码符号，采用ＢＣＨ纠错算法求出版本信息和格式信息；在采用局部特征匹配算法计算出条码的校正图形的坐标；再根据所得到的条码的符号区域坐标，确定条码模块采样网格，计算模块的中心点坐标，读取快速响应矩阵码字信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡孝鹏，
申请(专利权)人：福州中路网络技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]