一种PDF417标准二维条码图像切割的办法制造技术

本发明专利技术公开了一种利用图像轮廓信息基于投影方式的PDF417标准二维条码图像切割的方法。它包括输入正常的PDF417标准二维条码图像并进行灰度处理采用自适应全局阈值对灰度图像进行二值化，得到二维码二值图像；对上述处理后的图像进行二维码码区切割，得到只有码区的图像；将得到的二维码图像进行行识别，检测出各行的分割线坐标和计算行高；检测二维码图像是否倒置；根据检测到的行分割线坐标，行高，列分割线坐标，列宽从下到上，从右到左依次切割出每个码字图像，并逆向即从右到左进行码字识别将它转换成相应的码字序列。本发明专利技术在图像有部分污损或缺失甚至微小倾斜(小于0.1度)的情况下仍能正确切割出每个码字，鲁棒性强、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种应用于PDF417标准二维条码图像切割的方法，具体来说，它设计一种利用图像轮廓信息并结合投影算法和Sobel边缘检测算法来检测各行列分割线并切割翻译码字的方法，属于数字图像处理

技术介绍
二维条码是一种基于光学识读图像的编码技术，具有存储量大、性价比高、数据采集与识读方便等优点，该技术涉及光、机电，以及印刷、信息安全、标识等
PDF417 二维条码作为一种新的信息存储和传递技术，从诞生开始就受到了国际社会的广泛关注。 经过几年的努力，现已广泛地应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等领域，具有相当广阔的应用前景。现有的PDF417标准二维条码识别系统广泛采用拍摄或扫描方式进行设计，其任务是处理、分析采集得到的二维码图像、自动识别二维码中的内容。PDF417标准二维条码识别系统可分为图像采集、图像预处理、图像切割、译码四个主要步骤。图像切割是二维码识别过程一个关键步骤。经图像切割步骤得到的图像码字序列是译码步骤进行译码的前提， 所以图像切割的正确与否将直接影响到译码后的结果是否准确。图像切割是PDF417标准二维条码识别系统中一个重要的课题。一般商品上的 PDF417标准二维条码都有少量的污损或缺失，如果不能有效检测出每个码字的边界，有可能会导致码字的丢失，甚至会影响其它码字的识别。为了保证后译码模块的码字纠错正确纠正丢失或者错误的码字，图像切割模块应尽可能保证切割结果的准确性。PDF417标准二维条码的图像是矩形的，码区图像有四条边界，且每行每列都有明显的分割线，每个码字的条空边界也是十分明显的。这为PDF417标准二维条码图像切割提供了良好的基础⑴利用行列分割线的特点，可以检测每行每列的分割线，并可计算出各行各列的宽度；(2)利用码字条空边界的特点，可以检测每个条(空)的边界，并可计算出每个条(空)的宽度，从而容易得到每个码字的码字序列。PDF417图像切割的方法有好多种。一种是先对行进行水平边缘检测，再投影得到投影峰值图，然后根据峰值计算出行数，图像高度除以行数就得到行高。然后根据行高切割出单行条码，再对单行条码识别字符条空序列。这种方法容易受拍撮图像产生的畸变不均勻，污损，缺失等影响。对不均勻的图像根据行数计算行高进行切割容易产生累积误差，对有污损或缺失的行进行字符条空序列识别也有可能导致后面的字符检测错误。还有一种是对上一种方法得到行数和行高后，再检测列数并计算列宽。然后依次切割出每一列条码，再对该列进行逐行切割，得到每个码字后进行字符条空识别。这种方法有效去除了污损或缺失对后面码字切割产生的影响，但它依然有可能产生切割累积误差， 鲁棒性不够强，抗干扰能力差。此外，对于倒置的图像的识别，传统方法是先将其旋转180度后再进行识别的。这样会增加识别运算时间，降低算法的效率。在PDF417标准二维条码图像进行识别的具体应用中，利用图像边缘轮廓信息和 PDF417标准二维条码图像自身的特点，必须设计一种高效、可靠的对倒置图像无需旋转校正就能正确识别的PDF417标准二维条码图像切割算法。
技术实现思路
针对以上的不足，本专利技术提供了一种利用PDF417标准二维条码图像的图像轮廓信息，结合使用投影算法，Sobel边缘检测算法等进行识别，且可以在不增加时间和空间上的开销情况下识别倒置图像的图像切割方法。PDF417标准二维条码图像切割办法的步骤包括a)输入正常的PDF417标准二维条码图像并进行灰度处理若图像为灰度图像，则不处理，如果图像为彩色图像，对二维码原始图像进行灰度转换得到一幅包含PDF417标准二维条码的灰度图像；b)图像自适应阈值二值化对步骤a)得到的二维码图像计算全局阈值并根据阈值进行二值化，得二维码二值化图像；c)切割码区图像利用投影算法对步骤b)得到的图像进行码区边界检测，然后根据边界坐标对原图像进行切割，得到只包含PDF417标准二维条码码区的图像；d)检测各行的分割线坐标和计算行高将步骤C)所得到的码区图像进行行识别， 利用Sobel边缘检测算法和投影算法检测出各行的分割线坐标和计算行高；e)检测二维码图像是否倒置将步骤c)所得到的码区图像，根据PDF417标准二维条码图像起始符和终止符的特征检测二维码图像是否倒置；若图像不倒置f)顺序检测各列的分割线坐标和计算列宽将步骤d)得到的码区图像进行顺向列识别，即从左到右进行检测，根据列分割线的特征使用投影算法检测出各列的分割线坐标和计算列宽。g)顺序切割码字并翻译成码字序列对步骤d)所得到的码区图像，根据步骤e) 和步骤f)到的各行分割线坐标，行高，各列分割线坐标，列宽从上到下从左到右依次切割出每个码字图像，并顺向从左到右进行码字识别将它转换成相应的码字序列；若图像倒置h)逆向检测各列的分割线坐标和计算列宽将步骤d)得到的码区图像进行逆向列识别，即从右到左进行检测，根据列分割线的特征使用投影算法检测出各列的分割线坐标和计算列宽。i)逆向切割码字并翻译成码字序列对步骤d)所得到的码区图像，根据步骤e) 和步骤f)到的各行分割线坐标，行高，各列分割线坐标，列宽从下到上从右到左依次切割出每个码字图像，并逆向即从右到左进行码字识别将它转换成相应的码字序列。所述步骤a)中将彩色图像转换成灰度图像的计算公式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＰＤＦ４１７标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，它的步骤包括：ａ）输入正常的ＰＤＦ４１７标准二维条码图像并进行灰度处理：若图像为灰度图像，则不处理，如果图像为彩色图像，对二维码原始图像进行灰度转换得到一幅包含ＰＤＦ４１７标准二维条码的灰度图像；ｂ）图像自适应阈值二值化：对步骤ａ）得到的二维码图像计算全局阈值并根据阈值进行二值化，得二维码二值化图像；ｃ）切割码区图像：利用投影算法对步骤ｂ）得到的图像进行码区边界检测，然后根据边界坐标对原图像进行切割，得到只包含ＰＤＦ４１７标准二维条码码区的图像；ｄ）检测各行的分割线坐标和计算行高：将步骤ｃ）所得到的码区图像进行行识别，利用Ｓｏｂｅｌ边缘检测算法和投影算法检测出各行的分割线坐标和计算行高；ｅ）检测二维码图像是否倒置：将步骤ｃ）所得到的码区图像，根据ＰＤＦ４１７标准二维条码图像起始符和终止符的特征检测二维码图像是否倒置；若图像不倒置：ｆ）顺序检测各列的分割线坐标和计算列宽：将步骤ｄ）得到的码区图像进行顺向列识别，即从左到右进行检测，根据列分割线的特征使用投影算法检测出各列的分割线坐标和计算列宽；ｇ）顺序切割码字并翻译成码字序列：对步骤ｄ）所得到的码区图像，根据步骤ｅ）和步骤ｆ）到的各行分割线坐标，行高，各列分割线坐标，列宽从上到下从左到右依次切割出每个码字图像，并顺向从左到右进行码字识别将它转换成相应的码字序列；若图像倒置：ｈ）逆向检测各列的分割线坐标和计算列宽：将步骤ｄ）得到的码区图像进行逆向列识别，即从右到左进行检测，根据列分割线的特征使用投影算法检测出各列的分割线坐标和计算列宽；ｉ）逆向切割码字并翻译成码字序列：对步骤ｄ）所得到的码区图像，根据步骤ｅ）和步骤ｆ）到的各行分割线坐标，行高，各列分割线坐标，列宽从下到上从右到左依次切割出每个码字图像，并逆向即从右到左进行码字识别将它转换成相应的码字序列。...

【技术特征摘要】
1.一种PDF417标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，它的步骤包括a)输入正常的PDF417标准二维条码图像并进行灰度处理若图像为灰度图像，则不处理，如果图像为彩色图像，对二维码原始图像进行灰度转换得到一幅包含PDF417标准二维条码的灰度图像；b)图像自适应阈值二值化对步骤a)得到的二维码图像计算全局阈值并根据阈值进行二值化，得二维码二值化图像；c)切割码区图像利用投影算法对步骤b)得到的图像进行码区边界检测，然后根据边界坐标对原图像进行切割，得到只包含PDF417标准二维条码码区的图像；d)检测各行的分割线坐标和计算行高将步骤c)所得到的码区图像进行行识别，利用 Sobel边缘检测算法和投影算法检测出各行的分割线坐标和计算行高；e)检测二维码图像是否倒置将步骤c)所得到的码区图像，根据PDF417标准二维条码图像起始符和终止符的特征检测二维码图像是否倒置；若图像不倒置f)顺序检测各列的分割线坐标和计算列宽将步骤d)得到的码区图像进行顺向列识别，即从左到右进行检测，根据列分割线的特征使用投影算法检测出各列的分割线坐标和计算列宽；g)顺序切割码字并翻译成码字序列对步骤d)所得到的码区图像，根据步骤e)和步骤f)到的各行分割线坐标，行高，各列分割线坐标，列宽从上到下从左到右依次切割出每个码字图像，并顺向从左到右进行码字识别将它转换成相应的码字序列；若图像倒置h)逆向检测各列的分割线坐标和计算列宽将步骤d)得到的码区图像进行逆向列识别，即从右到左进行检测，根据列分割线的特征使用投影算法检测出各列的分割线坐标和计算列宽；i)逆向切割码字并翻译成码字序列对步骤d)所得到的码区图像，根据步骤e)和步骤f)到的各行分割线坐标，行高，各列分割线坐标，列宽从下到上从右到左依次切割出每个码字图像，并逆向即从右到左进行码字识别将它转换成相应的码字序列。2.根据权利要求1所述的PDF417标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，所述步骤a)中将彩色图像转换成灰度图像的计算公式为3.根据权利要求1所述的PDF417标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，所述步骤b)图像自适应阈值二值化的具体过程为bl)遍历二维码图像，统计所以像素点的像素值总和，然后将其除以图像像素的总数， 得到图像的平均像素值；b2)取二维码图像的平均像素值的一半作为阈值，对每个像素进行判断，若其像素值大于或等于阈值，则将其像素值置为255 ；否则，将其像素值置为O。4.根据权利要求1所述的PDF417标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，所述步骤c)切割二维码图像的码区图像的具体过程为cl)对二维码图像进行水平投影，即统计每一行的像素值总和，取一阈值搜索判断投影图的上升和下降边缘坐标，并取最小值作为码区上边界，取最大值作为码区下边界。如第i 行的投影值为H(i)，第(i-1)行的投影值为H(i-l)，若H(i-l)小于阈值且H(i)大于等于阈值，则坐标i为上升边缘；若H(i-l)大于等于阈值且H(i)小于阈值，则坐标(i-Ι)为下降边缘；c2)对二维码图像进行垂直投影，即统计每一列的像素值总和，取一阈值搜索判断投影图的上升和下降边缘坐标，并取最小值作为码区左边界，取最大值作为码区右边界，如第i 行的投影值为V(i)，第(i-i)行的投影值为V(i-l)，若V(i-l)小于阈值且V(i)大于等于阈值，则坐标i为上升边缘；若V(i-l)大于等于阈值且V(i)小于阈值，则坐标(i-Ι)为下降边缘；c3)根据步骤cl)和步骤c2)中得到的码区的上下左右边界坐标从原图中切割出码区图像。5.根据权利要求1所述的PDF417标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，所述步骤d)对步骤c)中得到的码区图像，检测各行的分割线坐标和计算行高的具体过程为dl)用图像Sobel算子对图像进行水平边缘检测，具体过程为dl. 1)定义图像的亮度函数f(x，y)在位置(χ，y)处的梯度向量为6.根据权利要求1述的PDF417标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，所述步骤 e)检测二维码图像是否倒置的具体过程为el)根据步骤c)得到的图像垂直方向上升和下降边缘坐标计算第一条条barl，第一条空blankl和最后一条条的宽度barlast，若barl大于等于3*blankl或者barl大于等于 3^arlaSt，则判断图像不倒置，否则判断图像倒置； 若图像不倒置7.根据权利要求1所述的PDF417标准二维条码图像切割的办法，其特征在于，所述步骤f)对步骤c)中得到的码区图像，顺序检测各列的分割线坐标和计算列宽的具体过程为Π)对步骤c)中得到的码区图像进行垂直投影，即统计每像素列的像素值总和，设定较大阈值，从左向右搜索记录下降边缘坐标中投影值大于或等于阈值的的分割点坐标，如第i行的投影值为v(i)，第(i-Ι)行的投影值为v(i-l)，若v(i-l)大于等于阈值且V(i) 小于阈值，则坐标(i)为下降边缘坐标；f2)遍历码区图像统计每像素列的像素值变化频率，如010是变化频率为两次，设定阈值，筛选记录步骤Π)中的分割点坐标，如第i列的变化频率为f(i)，第(i_l)列的变化频率为f(i-l)，投影值为V(i-l)如果f(i)和f(i-l)都小于变化频率阈值，且V (i-1)大于或者等于设定的投影阈值，则记录该分割点坐标i ；f3)搜索二维码数据区的起始分割线和终止分割线坐标，若搜索成功则计算数据区内相邻分割点坐标的差分值；否则，计算所有分割点坐标中相邻坐标的差分值。并将出现概率最大的差分值作为基准列宽；f4)根据步骤^)和步骤f3)，从左向右从第一个分割点坐标开始，在允许一个像素误差范围的情况下，依次判定列分割线坐标中连续两条分割线的距离，若是等于基准列宽表示未丢失记录该坐标，否则若是倍数关系则，按倍数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凡健，王松波，
申请(专利权)人：茂名职业技术学院，
类型：发明
国别省市：44