CN105138945A - 一种钢筋表面二维码识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢筋表面二维码识别方法。该方法：首先，采集蚀刻在钢筋上的二维码图像；其次，先对二维码图像进行二值化处理，然后采用中值滤波算法消除噪声；由于钢筋表面弯曲致光照不均，所以对图像分割，采用局部阈值算法；而后，采用直线逼近的方法确定二维码的顶点；再而，采用平面投影转换方法将步骤S3确定顶点后的二维码的畸变四边形转换为标准的四边形，并通过线性插值技术来修正该二维码图像；最后，对读取数据纠错，并根据二维码的数据编码规则对数据进行解释，从而得出二维码信息。本发明的钢筋表面二维码识别方法，相比于传统二维码扫描方法对钢筋表面二维码的识别率低的情况下，大大提高了钢筋表面二维码的识别率。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢筋表面二维码识别方法。
背景技术
假冒伪劣钢筋使正规的钢材生产企业蒙受巨大的经济损失。传统的防伪方法是在钢筋的捆扎带上安放企业标牌，但是钢筋上的标牌在装卸、运输过程中容易丢失、破损，同时标牌也可以被回收再次使用，使用者很难辨别真伪。为彻底解决钢铁企业标牌易丢失、掉落和恶意更换的问题，我们采用激光在线蚀刻和防伪码防伪技术。利用激光将加密后的防伪码（二维码）直接蚀刻在钢筋上，避免钢筋在装卸、运输过程中标牌丢失和恶意更换的问题，同时在防伪码表面喷涂无色防锈油，防止钢筋生锈给识别造成困难。
由于钢筋表面粗糙不平、直径不同导致曲面弯曲度不同，普通二维码扫描软件识别率较低，为此我们开发了专用的钢筋上二维码识别软件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大大提高了钢筋表面二维码的识别率的钢筋表面二维码识别方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钢筋表面二维码识别方法，包括如下步骤，
S1，采集蚀刻在钢筋上的二维码图像；
S2，图像预处理：先对二维码图像进行二值化处理，二值化算法有全局阈值算法和局部阈值算法两种；由于钢筋表面弯曲致成像光照不均，背景灰度变化比较大，所以采用局部阈值算法，即将图像划分为若干局部窗口，然后对每个窗口分别计算阈值并进行二值化处理，并采用中值滤波算法消除噪声；
S3，定位：采用直线逼近的方法确定二维码的顶点；
S4，校正：采用平面投影转换方法将步骤S3确定顶点后的二维码的畸变四边形转换为标准的四边形，并通过线性插值技术来修正该二维码图像；
S5，读取数据纠错：读取二维码的格式信息、版本信息以及原始数据流，并根据版本号和纠错等级对数据进行分块，通过纠错等级以及版本号确定相应数据块的RS纠错码的长度，采用钱搜索及Fomey算法分别求解错误位置及错误值，并根据错误位置以及错误值进行纠错；
S6，译码：根据二维码的数据编码规则对数据进行解释，从而得出二维码信息。
在本发明一实施例中，所述二维码为QR码。
在本发明一实施例中，所述QR码的格式信息包括QR码使用的错误纠正纠错等级及使用的掩模图形的信息；所述QR码的版本信息中的版本号是由其在所允许的规格系列中的位置所确定。
在本发明一实施例中，所述步骤S3中，采用直线逼近的方法确定二维码的顶点的方法具体为：先通过形态学图像处理与边缘检测得到二维码的边缘图像，然后过一个顶点做平行于相邻顶点连线的直线，求解边缘上点到该直线的距离，将最短距离对应的边缘点作为一个二维码的顶点，采用同样的方法得到二维码的另外3个顶点。
在本发明一实施例中，所述二维码通过激光蚀刻于钢筋上，所述二维码表面还喷涂有无色防锈漆。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明实现了对表面粗糙不平、直径不同导致曲面弯曲度不同的钢筋表面的二维码的识别，且相较于传统的二维码扫描方法，大大提高了钢筋表面二维码的识别率。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明的一种钢筋表面二维码识别方法，包括如下步骤，
S1，采集蚀刻在钢筋上的二维码（以QR码为例）图像；
S2，图像预处理：先对二维码图像进行二值化处理，然后采用中值滤波算法消除噪声；
二值化算法有全局阈值算法和局部阈值算法两种；由于钢筋表面弯曲致成像光照不均，背景灰度变化比较大，所以采用局部阈值算法，即将图像划分为若干局部窗口，然后对每个窗口分别计算阈值并进行二值化处理，并采用中值滤波算法消除噪声；
S3，定位：采用直线逼近的方法确定二维码的顶点；
S4，校正：采用平面投影转换方法将步骤S3确定顶点后的二维码的畸变四边形转换为标准的四边形，并通过线性插值技术来修正该二维码图像；
S5，读取数据纠错：通过纠错等级以及版本号确定相应数据块的RS纠错码的长度，采用钱搜索求解错误位置；用Fomey算法求解错误值；根据错误位置以及错误值进行纠错；
格式信息：一种功能图形，它包含符号使用的错误纠正纠错等级以及使用的掩模图形的信息，以便对编码区域的剩余部分进行译码
版本信息：某一特定版本号是根据它在所允许的规格系列中的位置来确定的。QR码所允许规格系列为21×21模块（版本1）～177×177模块（版本40）。它也可同时指示符号所应用的纠错等级。
S6，译码：根据二维码的数据编码规则对数据进行解释，从而得出二维码信息。
在本发明一实施例中，所述步骤S3中，采用直线逼近的方法确定二维码的顶点的方法具体为：先通过形态学图像处理与边缘检测得到二维码的边缘图像，然后过一个顶点做平行于相邻顶点连线的直线，求解边缘上点到该直线的距离，将最短距离对应的边缘点作为一个二维码的顶点，采用同样的方法得到二维码的另外3个顶点。
在本发明一实施例中，所述二维码通过激光蚀刻于钢筋上，所述二维码表面还喷涂有无色防锈漆。
以下为本发明的具体实施例。
由于假冒伪劣钢筋使正规的钢材生产企业蒙受巨大的经济损失，为了加大钢筋防伪力度，通过采用激光在线蚀刻和防伪码防伪技术将防伪码（二维码）直接蚀刻在钢筋上，但由于钢筋表面粗糙不平、直径不同导致曲面弯曲度不同，普通二维码扫描软件识别率较低，为此提出了一种钢筋表面二维码识别软件，其核心算法如下（以QR码为例）：
钢筋上二维码识别软件算法大体上可以分为五个步骤:图像预处理、定位、校正、读取数据纠错以及译码。
1、图像预处理
先进行图像的二值化处理，然后用中值滤波算法消除噪声，若一次中值滤波效果不理想，可采用多次中值滤波的方法。
二值化算法有全局阈值算法和局部阈值算法两种；由于钢筋表面弯曲致成像光照不均，背景灰度变化比较大，所以采用局部阈值算法，即将图像划分为若干局部窗口，然后对每个窗口分别计算阈值并进行二值化处理，并采用中值滤波算法消除噪声；2、定位
采用直线逼近的方法来确定QR码的顶点。先通过形态学图像处理与边缘检测得到QR码的边缘图像，然后过一个顶点做平行于相邻顶点连线的直线，求解边缘上点到该直线的距离，将最短距离对应的边缘点作为一个QR码的顶点，同样的方法得到另外3个顶点。
3、校正
钢筋曲面上二维码图像扫描后几何形态易发生变化，采用平面投影转换方法将畸变四边形转换为标准的四边形,通过线性插值技术来修正图像。
4、读取数据纠错
通过纠错等级以及版本号确定相应数据块的RS纠错码的长度，采用钱搜索求解错误位置；用Fomey算法求解错误值；根据错误位置以及错误值进行纠错。
格式信息：一种功能图形，它包含符号使用的错误纠正纠错等级以及使用的掩模图形的信息，以便对编码区域的剩余部分进行译码
版本信息：某一特定版本号是根据它在所允许的规格系列中的位置来确定的。QR码所允许规格系列为21×21模块（版本1）～177×177模块（版本40）。它也可同时指示符号所应用的纠错等级。
5、译码
译码主要是根据QR码的数据编码规则对数据进行解释。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种钢筋表面二维码识别方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1，采集蚀刻在钢筋上的二维码图像；
S2，图像预处理：先对二维码图像进行二值化处理，二值化算法有全局阈值算法和局部阈值算法两种；由于钢筋表面弯曲致成像光照不均，背景灰度变化比较大，所以采用局部阈值算法，即将图像划分为若干局部窗口，然后对每个窗口分别计算阈值并进行二值化处理，并采用中值滤波算法消除噪声；
S3，定位：采用直线逼近的方法确定二维码的顶点；
S4，校正：采用平面投影转换方法将步骤S3确定顶点后的二维码的畸变四边形转换为标准的四边形，并通过线性插值技术来修正该二维码图像；
S5，读取数据纠错：读取二维码的格式信息、版本信息以及原始数据流，根据版本号和纠错等级对数据进行分块，通过纠错等级以及版本号确定相应数据块的RS纠错码字的长度，采用钱搜索及Fomey算法分别求解错误位置及错误值，并根据错误位置以及错误值进行纠错；
S6，译码：根据二维码的数据编码规则对数据进行解释，从而得出二维码信息。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋表面二维码识别方法，其特征在于：所述二维码为QR码。
3.根据权利要求2所述的一种钢筋表面二维码识别方法，其特征在于：所述QR码的格式信息包括QR码使用的错误纠正纠错等级及使用的掩模图形的信息；所述QR码的版本信息中的版本号是由其在所允许的规格系列中的位置所确定。
4.根据权利要求1所述的一种钢筋表面二维码识别方法，其特征在于：所述步骤S3中，采用直线逼近的方法确定二维码的顶点的方法具体为：先通过形态学图像处理与边缘检测得到二维码的边缘图像，然后过一个顶点做平行于相邻顶点连线的直线，求解边缘上点到该直线的距离，将最短距离对应的边缘点作为一个二维码的顶点，采用同样的方法得到二维码的另外3个顶点。
5.根据权利要求1所述的一种钢筋表面二维码识别方法，其特征在于：所述二维码通过激光蚀刻于钢筋上，所述二维码表面还喷涂有无色防锈漆。
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