CN103034833A - 条码定位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种条码定位方法及装置,所述方法包括:在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点;分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界。在本发明中通过像素点的灰度值变化来确定条码的左右边界点,这样降低了对图像清晰度的要求,定位更为准确。
Description
【技术领域】
本发明涉及线性条码(linear barcode)识别领域,尤其涉及一种定位图像中条码位置的方法及装置。
【背景技术】
线性条码也常被称为一维条码(1D barcode),其是将宽度不等的多个黑条和空白,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符。目前在工业和民用领域应用得非常广泛。常见的线性条码包括统一商品码(Universal Product Code,简称UPC码)、欧洲商品编码(European ArticleNumber,简称EAN码)、日本商品编码(Japanese Article Number,简称JAN码)、Code 25、Code 39,Code 128等等。
常用的条码扫描设备通常由光源(比如激光)、光学透镜、感光器件(例如CCD,CMOS等)、解码逻辑电路和I/O接口等组件构成。简单来讲,所述光源投射光至条码上,从条码处反射的光透过所述光学透镜进入感光器件表面,经过光电转换、模数转换等一系列处理后形成条码的数字图像,然后解码逻辑电路对摄取的图像进行分析和解码。
目前的条码扫描设备一般都是专用的条码扫描设备,比如商场内的与零售系统连接的条码扫描器、图书馆内的与图书管理系统连接的条码扫描器或医院内的与电脑系统连接的条码扫描器,其可以采集到高质量的条码图像,这样可以较为容易的实现条码的解码。
很多便携式电子设备比如手机、PDA(个人数字助理)等都配置有摄像头装置,利用所述摄像头装置用户可以进行拍摄照片和视频等应用。对于较低配置的摄像头模组,比如存在于大量中低端手机中的摄像头模组,由于是采用定焦镜头(fixed-focus lens),导致拍摄的图像经常由于对焦不准而处于模糊状态。这样,通常的条码定位方法难以在该类条码图像中定位条码的位置。
因此,有必要提出一种改进的在图像中定位条码的方法及装置。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题之一在于提供一种条码定位方法,其可以准确的在图像中定位条码的位置。
本发明要解决的技术问题之一在于提供一种条码定位装置,其可以准确的在图像中定位条码的位置。
为了解决上述问题,根据本发明的一个方面,本发明提供了一种条码定位方法,其包括:在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点;和分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界。
进一步的,在图像中设定搜索区域,在所述搜索区域内进行搜索边界点。优选的,所述搜索区域位于在检测出的条码的上边界和下边界之间。
进一步的,所述在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点包括:选取一行像素点,取预定像素宽度的滑动窗口,该滑动窗口从该行像素点的第一端开始朝向第二端逐像素进行移动;每移动到一个新的位置,比较所述滑动窗口左右两侧像素点灰度值的差异,当该差异超过预定灰度值差异门限值时,即认为边界点已经位于所述滑动窗口之内。
更进一步的,所述在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点还包括:
在所述滑动窗口中每一像素点的靠近第二端的一侧选取预定数量的像素点,统计选取的这些像素点的左端点和右端点的灰度值差异,当所述灰度值差异达到最大值时,记录所述滑动窗口中对应的像素点位置,将选取的这些像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将选取的这些像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第一直线;
在记录的像素点的靠近第一端的一侧选取预定数量的像素点,找到选取的这些像素点中的属于背景区域的像素点,将确定是背景区域的像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将确定是背景区域的像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第二直线;
计算第一直线和第二直线的交点,该交点的横坐标就是该行像素点中的边界点的横坐标,该行像素点的纵坐标为该行像素点中的边界点的纵坐标。
进一步的,所述的分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界包括:将搜索到的同侧边界点拟合成一条曲线;根据搜索到的同侧边界点到其拟合的曲线的距离判断是否有非法边界点,如果一个同侧边界点到其拟合的曲线的距离大于预定距离门限,则认为该同侧边界点为非法边界点;如果有,则去除非法边界点,并对剩余的同侧边界点再次拟合成一条曲线,并根据该曲线确定边界。
根据本发明的另一个方面,本发明提供了一种条码定位装置,其特征在于,其包括:边界点搜索模块,在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点;和边界确定模块,分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界。
进一步的,在图像中设定搜索区域,所述边界点搜索模块在所述搜索区域内进行搜索边界点。
进一步的,所述边界点搜索模块搜索到一个边界点的过程包括:选取一行像素点,取预定像素宽度的滑动窗口,该滑动窗口从该行像素点的第一端开始朝向第二端逐像素进行移动;每移动到一个新的位置,比较所述滑动窗口左右两侧像素点灰度值的差异,当该差异超过预定灰度值差异门限值时,即认为边界点已经位于所述滑动窗口之内。
更进一步的,所述边界点搜索模块搜索到一个边界点的过程还包括:
在所述滑动窗口中每一像素点的靠近第二端的一侧选取预定数量的像素点,统计选取的这些像素点的左端点和右端点的灰度值差异,当所述灰度值差异达到最大值时,记录所述滑动窗口中对应的像素点位置,将选取的这些像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将选取的这些像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第一直线;
在记录的像素点的靠近第一端的一侧选取预定数量的像素点,找到选取的这些像素点中的属于背景区域的像素点,将确定是背景区域的像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将确定是背景区域的像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第二直线;
计算第一直线和第二直线的交点,该交点的横坐标就是该行像素点中的边界点的横坐标,该行像素点的纵坐标为该行像素点中的边界点的纵坐标。
进一步的,所述边界确定模块将搜索到的同侧边界点拟合成一条曲线;根据搜索到的同侧边界点到其拟合的曲线的距离判断是否有非法边界点,如果一个同侧边界点到其拟合的曲线的距离大于预定距离门限,则认为该同侧边界点为非法边界点;如果有,则去除非法边界点,并对剩余的同侧边界点再次拟合成一条曲线,并根据该曲线确定边界。
与现有技术相比,在本发明中通过像素点的灰度值变化来确定条码的左右边界点,这样降低了对图像清晰度的要求,定位更为准确。
关于本发明的其他目的,特征以及优点,下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。
【附图说明】
结合参考附图及接下来的详细描述,本发明将更容易理解,其中同样的附图标记对应同样的结构部件,其中:
图1为本发明中的条码定位方法在一个实施例中的流程示意图;
图2示出了在图像中设定搜索区域的示例;
图3示出了本发明中的在搜索区域中搜索边界点的方法在一个实施例中的流程示意图;和
图4示出了利用滑动窗口搜索边界点的实例的示意图;和
图5为本发明中的条码定位装置在一个实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来呈现,其直接或间接地模拟本发明中的技术方案的运作。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例,也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。此外,表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序,也不构成对本发明的限制。
在进行条码定位前,一般需要获取连续的视频图像帧,根据应用场景对每帧视频图像进行裁剪、尺寸变换以及彩色图像转灰度图像等操作,从而生成固定尺寸的灰度图像,随后在灰度图像上进行条码检测,在检测到有条码之后再开始进行条码定位。本发明并不对图像的获取、预处理和在图像中的条码检测进行特别的限定,除本文有特别说明外,只要能够获得固定尺寸的灰度图像,并在灰度图像中检测到有条码即可。所述条码定位的主要目的是确定条码的左右边界。
图1为本发明中的条码定位方法100在一个实施例中的流程示意图。如图1所示,所述条码定位方法包括:步骤110,在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点;步骤120,分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界。
在一个实施例中,在进行图1示出的条码定位前,在条码检测过程中已经在图像中检测到了条码并且可以在图像中检测到了至少两个条形区域及其端点。如图2所示,其示出了进行条码定位的图像(图像边界围绕的区域)、检测出的一个条形区域的条形端点11和12、检测出的另一个条形区域的条形端点21和22,根据条形区域的同侧端点11和21拟合而成的拟合直线1(可以看作是条码的上边界),根据条形区域的同侧端点12和22拟合而成的拟合直线2(可以看作是条码的下边界)。可以看出,条码的左右边界一定是位于拟合直线1和2之间的。
在一个实施例中,为降低计算量,可以在图像中设定搜索区域,该搜索区域可以根据需要设定,在默认的情况下可以等于整个图像区域,条码的定位是在搜索区域内进行的搜索的。在一个优选的实施例中,可以将搜索区域设定在拟合直线1和2之间,比如搜索区域是一个横向放置的矩形区域,其顶部不超过位于上端的拟合直线1的最低值,其底部不低于位于下端的拟合直线2的最高值,其左右两端则是在图像的左右边界附近。
在一个实施例中,步骤110可以根据下面将要详细描述的在搜索区域中搜索边界点的方法依次搜索得到一定数量的左边界点和一定数量的右边界点。图3示出了本发明中的在搜索区域中搜索边界点的方法300在一个实施例中的流程示意图。需要注意的是,从所述搜索区域的左边界开始搜索条码的左边界点,从所述搜索区域的右边界开始搜索条码的右边界点。为了对两种边界点的搜索方法进行统一介绍,下面采用了第一边界点和第二边界点的概念,第一边界点为左边界点和右边界点中的一个,第二边界点为左边界点和右边界点中的另一个。
如图3所示,所述方法300包括如下步骤。
步骤310,从搜索区域中选取一行像素点,取一个预定像素宽度的滑动窗口,该滑动窗口从该行像素点的第一端(左端或右端中的一个)开始朝向第二端(左端和右端的另一个)逐像素进行移动。所述预定像素宽度可以是指所述滑动窗口包括预定个像素点。
步骤320,每移动到一个新的位置,就会比较滑动窗口左右两侧像素点灰度值的差异,当该差异超过预定灰度值差异门限值时,即认为边界点已经位于滑动窗口之内。
请参图4所示,其示出了搜索区域内单行像素点的灰度值曲线、虚线框表示的滑动窗口和条码的一个左边界点,纵坐标轴表示像素点的灰度值,横坐标轴表示像素点在该行像素点中的位置。
步骤310和320可以统称为边界点的粗略查找。
步骤330,在所述滑动窗口中每一像素点的靠近第二端的一侧选取预定数量的像素点,统计选取的这些像素点的左端点和右端点的灰度值差异,当所述灰度值差异达到最大值时,记录所述滑动窗口中对应的像素点位置,将选取的这些像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将它们的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合(Linear regression)得到第一直线。
步骤340,在记录的像素点的靠近第一端的一侧选取预定数量的像素点,找到选取的这些像素点中的属于背景区域的像素点,将确定是背景区域的像素点在灰度图像中的横坐标作为横坐标,将它们的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第二直线。
在一个实施例中,可以根据下述方法来判断一个像素点是否属于背景区域:计算该像素点与相邻像素点的灰度值差异,当灰度值差异小于预定灰度值差异门限值的时候即认为该像素点与相邻像素点同属于背景区域。
步骤350,计算第一直线和第二直线的交点,该交点的横坐标就是在搜索区域中对应该行像素点的第一边界点的横坐标,该行像素点的纵坐标为第一边界点的纵坐标。
如图4所示,所述第一直线类似于左边界点的右侧的像素灰度线,所述第二直线类似于左边界点的左侧的像素灰度线,两条像素灰度线交汇处即为边界像素点。
这样就找到了一个第一边界点。同样的,在搜索区域内另选一行像素点,之后从使该滑动窗口从该行像素点的第一端开始朝向第二端逐像素进行移动,进而找到另一个第一边界点。同理,可以将滑动窗口从第二端向第一端逐像素滑动就可以在搜索区域内搜索一定数量的第二边界点。
步骤330、340和350可以统称为边界点的精确定位查找。
在一个实施例中,步骤120中的基于搜索到的左边界点确定条码的左边界的步骤包括如下操作:
将搜索到的左边界点(同侧边界点)拟合成一条曲线,该曲线在搜索到的左边界点附近的曲率需要小于一个预定曲率门限值;
根据搜索到的左边界点到所述曲线的距离判断是否有非法左边界点,如果搜索到的一个左边界点到所述曲线的距离大于预定距离门限,则认为该边界点为非法边界点;和
如果有,则去除非法左边界点,并对剩余的左边界点再次拟合成一条曲线,并基于该曲线确定左边界。
同样的,可以采用同样的操作来基于搜索到的右边界点得到条码的右边界。
本发明中的条码定位方案还可以实现为一种装置,图5为本发明中的条码定位装置500在一个实施例中的结构示意图。如图5所示,所述条码定位装置500包括边界点搜索模块510和边界确定模块520。所述边界点搜索模块510在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点。所述边界确定模块520分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界。
在一个实施例中,在图像中设定搜索区域,所述边界点搜索模块在所述搜索区域内进行搜索边界点。
所述边界点搜索模块510搜索到一个边界点的过程包括:
选取一行像素点,取预定像素宽度的滑动窗口,该滑动窗口从该行像素点的第一端开始朝向第二端逐像素进行移动;
每移动到一个新的位置,比较所述滑动窗口左右两侧像素点灰度值的差异,当该差异超过预定灰度值差异门限值时,即认为边界点已经位于所述滑动窗口之内;
在所述滑动窗口中每一像素点的靠近第二端的一侧选取预定数量的像素点,统计选取的这些像素点的左端点和右端点的灰度值差异,当所述灰度值差异达到最大值时,记录所述滑动窗口中对应的像素点位置,将选取的这些像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将选取的这些像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第一直线;
在记录的像素点的靠近第一端的一侧选取预定数量的像素点,找到选取的这些像素点中的属于背景区域的像素点,将确定是背景区域的像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将确定是背景区域的像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第二直线;
计算第一直线和第二直线的交点,该交点的横坐标就是该行像素点中的边界点的横坐标,该行像素点的纵坐标为该行像素点中的边界点的纵坐标。
所述边界确定模块520将搜索到的同侧边界点拟合成一条曲线;根据搜索到的同侧边界点到其拟合的曲线的距离判断是否有非法边界点,如果一个同侧边界点到其拟合的曲线的距离大于预定距离门限,则认为该同侧边界点为非法边界点;如果有,则去除非法边界点,并对剩余的同侧边界点再次拟合成一条曲线,并根据该曲线确定边界。
在本发明中通过像素点的灰度值变化来确定条码的左右边界点,这样降低了对图像清晰度的要求,定位更为准确。
本文中的“和/或”表示和或者或,比如A、B和/或C,包括A、B、C、AB、AC、BC、ABC几种情况。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解,实施例中的描述仅仅是示例性的,在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的,而不是由实施例中的上述描述来限定的。
Claims (11)
1.一种条码定位方法,其特征在于,其包括:
在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点;和
分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界。
2.根据权利要求1所述的条码定位方法,其特征在于,在图像中设定搜索区域,在所述搜索区域内进行搜索边界点。
3.根据权利要求2所述的条码定位方法,其特征在于,所述搜索区域位于在检测出的条码的上边界和下边界之间。
4.根据权利要求1所述的条码定位方法,其特征在于,所述在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点包括:
选取一行像素点,取预定像素宽度的滑动窗口,该滑动窗口从该行像素点的第一端开始朝向第二端逐像素进行移动;
每移动到一个新的位置,比较所述滑动窗口左右两侧像素点灰度值的差异,当该差异超过预定灰度值差异门限值时,即认为边界点已经位于所述滑动窗口之内。
5.根据权利要求4所述的条码定位方法,其特征在于,所述在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点还包括:
在所述滑动窗口中每一像素点的靠近第二端的一侧选取预定数量的像素点,统计选取的这些像素点的左端点和右端点的灰度值差异,当所述灰度值差异达到最大值时,记录所述滑动窗口中对应的像素点位置,将选取的这些像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将选取的这些像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第一直线;
在记录的像素点的靠近第一端的一侧选取预定数量的像素点,找到选取的这些像素点中的属于背景区域的像素点,将确定是背景区域的像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将确定是背景区域的像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第二直线;
计算第一直线和第二直线的交点,该交点的横坐标就是该行像素点中的边界点的横坐标,该行像素点的纵坐标为该行像素点中的边界点的纵坐标。
6.根据权利要求1-5任一所述的条码定位方法,其特征在于,所述的分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界包括:
将搜索到的同侧边界点拟合成一条曲线;根据搜索到的同侧边界点到其拟合的曲线的距离判断是否有非法边界点,如果一个同侧边界点到其拟合的曲线的距离大于预定距离门限,则认为该同侧边界点为非法边界点;如果有,则去除非法边界点,并对剩余的同侧边界点再次拟合成一条曲线,并根据该曲线确定边界。
7.一种条码定位装置,其特征在于,其包括:
边界点搜索模块,在图像中搜索至少两个左边界点和至少两个右边界点;和
边界确定模块,分别基于搜索到的左右边界点确定条码的左右边界。
8.根据权利要求7所述的条码定位装置,其特征在于,在图像中设定搜索区域,所述边界点搜索模块在所述搜索区域内进行搜索边界点。
9.根据权利要求7所述的条码定位装置,其特征在于,所述边界点搜索模块搜索到一个边界点的过程包括:
选取一行像素点,取预定像素宽度的滑动窗口,该滑动窗口从该行像素点的第一端开始朝向第二端逐像素进行移动;
每移动到一个新的位置,比较所述滑动窗口左右两侧像素点灰度值的差异,当该差异超过预定灰度值差异门限值时,即认为边界点已经位于所述滑动窗口之内。
10.根据权利要求9所述的条码定位装置,其特征在于,所述边界点搜索模块搜索到一个边界点的过程还包括:
在所述滑动窗口中每一像素点的靠近第二端的一侧选取预定数量的像素点,统计选取的这些像素点的左端点和右端点的灰度值差异,当所述灰度值差异达到最大值时,记录所述滑动窗口中对应的像素点位置,将选取的这些像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将选取的这些像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第一直线;
在记录的像素点的靠近第一端的一侧选取预定数量的像素点,找到选取的这些像素点中的属于背景区域的像素点,将确定是背景区域的像素点在图像中的横坐标作为横坐标,将确定是背景区域的像素点的灰度值作为纵坐标,进行线性拟合得到第二直线;
计算第一直线和第二直线的交点,该交点的横坐标就是该行像素点中的边界点的横坐标,该行像素点的纵坐标为该行像素点中的边界点的纵坐标。
11.根据权利要求7所述的条码定位装置,其特征在于,所述边界确定模块将搜索到的同侧边界点拟合成一条曲线;根据搜索到的同侧边界点到其拟合的曲线的距离判断是否有非法边界点,如果一个同侧边界点到其拟合的曲线的距离大于预定距离门限,则认为该同侧边界点为非法边界点;如果有,则去除非法边界点,并对剩余的同侧边界点再次拟合成一条曲线,并根据该曲线确定边界。
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