[发明专利]基于图像邻域结构张量方程的特征提取方法

说明书

技术领域

本发明属于算法领域，涉及一种区域特征提取方法，具体涉及一种基于图像邻域结构张量方程的特征提取方法。

背景技术

Data Matrix 是在国际制造领域广泛使用的二维码。 Data Matrix是二维码的一个成员，与1989年由美国国际资料公司发明，广泛用于商品的防伪、统筹标识。是一种可以直接标记在固体表面的编码，该编码可以像普通条形码一样被相应的扫描装置自动读取，很受制造业青睐。目前Data Matrix被广泛用于产品标识、防伪、质量追踪、自动仓储、物流管理与控制等系统。Data Matrix采用了复杂的纠错码技术，使得该编码具有超强的抗污染能力。即使编码部分破损，一样不会影响读出全部信息。Data Matrix的印刷特征使得它成为目前唯一支持可以直接标记（印刷、刻制、光刻、腐蚀、冲压等方式）在产品或零部件表面的编码。它的高效容错性能使它可以承受制造或流通过程中对零部件表面标识的污染，因此非常受制造业的欢迎。针对各种不同的应用，国际上已经颁布了多种形式的 Data Matrix 符号标准体系。Data Matrix的最小尺寸是目前所有条码中最小的，尤其特别适用于小零件的标识，以及直接印刷在实体上。

Data Matrix又可分为ECC000-140与ECC200两种类型，ECC000-140具有多种不同等级的错误纠正功能，而ECC200则透过Reed-Solomon演算法产生多项式计算出错误纠正码，其尺寸可以依需求印成不同大小，但采用的错误纠正码应与尺寸配合，由于其演算法较为容易，且尺寸较有弹性，故一般以ECC200较为普遍。Data Matrix码密度高，尺寸小，信息量大，给这种识别提供了可能，国内对DM码研究也较少。Data Matrix码是一种矩阵式二维条码，其最大特点就是密度高，其最小尺寸是目前所有条码中最小的码。DM码可在仅仅25mm²的面积上编码30个数字。DM采用了复杂的纠错码技术，使得该编码具有超强的抗污染能力。Data Matrix因提供极小又高密度的标签，且仍可存放合理的资料内容，故特别适用于小零件标识，商品防伪，电路标识等。由于其优秀的纠错能力，DM码己成为韩国手机二维条码的主流技术。相对QR而言，DM码由于信息容量差异不多，应用简单，被业内称为“简易码”，对终端要求不高，30万像素的手机就可识别，它更多的是基于WAP的增值。二维码给手机上网带来了新的入口，通过扫描各类条码，用户很快就能进入WAP网站，进行快速浏览。Data Matrix符号看起来像一个由深浅两种颜色组成的国际象棋棋盘，每一个相同大小的黑色或白色方格称为一个数据单位，Data Matrix符号就是由许多这样的数据单位组成。在寻边区外层有宽度为一个数据单位的静区。寻边区是“棋盘”的边界，只用于定位和定义数据单位大小，而不含有任何编码信息。被寻边区包围的数据区包含着编码信息。

现有技术中使用Data Matrix大都印刷、刻制、光刻、腐蚀、冲压等方式，这些方式生成的二维码的识别方式较简单，因为其边缘的识别度较高，但是采用3D打印的方式，直接生成二维码，其识别边缘较模糊，较难实现定位，因此，研究一种能够针对3D打印方法生成的二维码进行区域定位的方法，具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种基于图像邻域结构张量方程的特征提取方法，采用区域生长法和结构张量的特征值计算确定二维码的邻域边界，较分别确定每个边界区域的方法更加简单，并且确定的边界更加准确。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于图像邻域结构张量的特征提取方法，按照以下步骤顺序进行：

1）确定二维码的下边界；

2）采用区域生长法进行的区域提取；

3）基于结构张量的特征值计算；

4）使用最小二乘法，对得到的离散的其它三个边界进行拟合，得到最终的标准datamatix二维码区域。

作为本发明的一种限定，所述的步骤1）按照以下顺序进行：

a）计算图像质心；

对一幅二维离散的数字图像,其阶几何矩定义为：

；其中，p,q=0,1,2...，M,N为图像的宽度和高度；

则质心的计算公式为：

；其中x₀为质心的横坐标，y₀为质心的纵坐标；

b）截取质心周围像素的区域,并按图像矩阵的行计算其灰度直方图曲线；

c）得到直方图曲线后找到曲线全局极小值所在的行作为二维码下边界的估计区域；