[发明专利]一种针对数字图像的一维和二维码图形快速定位和提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图像处理方法，特别是采用计算机图像处理技术针对一维和二维条码自动检测和快速提取的方法。它属于条码识别之前的预处理方法，能够在拍摄的图像中快速定位条码区域，进而利于快速分割和识别，以采用相应的条码识别算法，在统计意义下加快系统响应速度。

背景技术

近年来社会的快速发展和进步促使了一维和二维条码为作为物联网领域的关键技术在工业生产和日常生活中的广泛应用，是人、货物和计算机等智能设备之间的信息媒介。与其他识读手段相比较，条码技术具有成本低、使用方便、可靠性高等优点。传统的条码识别设备采用激光扫描方式。但随着可见光成像传感器的成本越来越低，以及图像信息无可比拟的丰富信息量，当前的发展趋势是采用基于可见光图像技术的数字图像传感器，做为一维和二维条码采集的低成本解决方案。另一个趋势是，近年来各种二维条码被逐渐重视，并开始应用于各种带有视频功能的智能终端设备，例如专用的物流管理移动终端或是智能手机。在条码技术的使用过程中，首先确立需传递的信息边编制相应的条码，；然后可将二维条码打印在适合读取的特定区域，如物品的外包装上；在信息传播过程中，二维码作为信息的载体和传输接口，例如在物品的出库、运输、分发、存储、转移等等环节，可以通过扫描读取物品对应的码快速的获取相关信息。在使用上，一维条码存储的数据量有限，因此依赖在线的数据库连接以检索详细的代码信息；而二维码的信息存储能力较强，可以根据具体的应用环境选择在线或者离线的使用。需强调的是，近年来条码技术的迅速发展导致条码类型众多，其标准各异。使用单一设备同时高效地读取多种条码，尤其是各种复杂的二维条码，具有一定的技术难度。

在通常处理中，按照各个条码的国家标准，某种条码类型的识别通过扫描并识别其定位图形实现。然而，在同时处理多种条码类型时，分别扫描多种条码定位图形的方式将涉及针对全副图像的重复扫描，导致效率较低，识别速度变慢。这是因为，受到拍摄条件的不确定性影响，条码图形可能以各种尺度出现在数字图像中的任意区域，因此必须要对图像中的每个细节进行穷举的搜索，才能检测可能存在的条码图形。数字图像的信息量虽然丰富，但也导致处理效率不能忽视。在客观需求上，需要有更高效和统一的条码图形检测处理模式。如何同时处理多个条码检测，并未有相关标准技术给予指导。实际上，在任意的观测图像中判别有无某种条码图形是一个多分类问题，这在模式识别领域是一个公认的难题。此外，由于条形码扫描受方向和图像畸变的影响较大；同时由于图像采集的效果受到环境光照强弱及均匀程度的限制。然而实际使用过程的环境复杂多变，经常出现二维条形码被遮挡和污损的情况。这些实际情况都导致条码类型检测更加困难。因此，研制在实际的复杂环境下从观测图像中检测二维码图形的快速方法，具有积极意义。

在国内到目前为止，尚未检索到类似技术或相关专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种一维条码和二维条码快速定位和提取方法，以作为条码类型识别的前期处理，解决同时识别多种条码类型时穷举式检测导致识别速度低下的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种针对数字图像的一维和二维码图形快速定位和提取方法，处理过程按照以下步骤进行：

1）、通过计算机驱动数字摄像机读取彩色图像并转化为灰度图像；

2）、对灰度图像进行平滑去噪预处理；

3）、将灰度图像进行4个层次的尺度金字塔分解；

4）、对不同尺度的图像信号计算上下包络；

5）、计算不同尺度的图像信号上下包络的差异，将在不同尺度下的包络差异进行信息融合，得到灰度阶整体差异图；

6）、用类间最大差异法计算灰度阶整体差异图中的显著区域，并用计算所得阈值进行二值化处理；

7）、对二值化之后的连通体区域采用提取算法进行检测，统计凸连通体的面积并排序，进而获得最大面积的凸连通体区域；如果该连通体的面积大于设定阈值，则可以认为该区域是可能的一维码和二维码区域，并转入步骤8）；否则则认为没有检测到一维码和二维码区域，转入步骤11）；

8）、计算最大面积凸连通体区域的几何参数，包括外接矩形和拟合椭圆；

9）、对外接矩形区域采用局部分割方法对原始输入的灰度图像进行二值化分割，并设置外接矩形区域之外的其他区域为空白，得到局部分割图像，并应用于后续的条码信息识别；

10）、将获得的二值化图形传输给计算机进行识别；若识别成功则开启用户提示功能，通知用户并且将译码信息输出到缓冲区；

11）、等待用户指令，若接受到继续指令则返回步骤1）；否则进入步骤12）；