CN108665434B - 图像合成方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种图像合成方法，用于对背景图像和二维码图像进行处理，该方法包括步骤：将二维码图像中第一颜色映射到第一色阶区间，将二维码图像中第二颜色映射到第二色阶区间；获取背景图像中位于第i行第j列的第一像素点C_ij的像素值CV_ij；根据第一颜色与第二颜色，定义二维码图像中位于第i行第j列的第二像素点Q_ij的像素值QV_ij为0或1；根据二维码图像中第二像素点Q_ij的像素值QV_ij，将背景图像中对应位置处第一像素点C_ij的像素值CV_ij分别映射到第一色阶区间或第二色阶区间，得到所述对应位置处像素值EV_ij的第三像素点E_ij，并根据第三像素点E_ij生成二维码合成图像。本发明所述的方法和装置，解决了传统QR二维码形式单一，且无法直接呈现其内所记录的主要信息的问题。

Description

图像合成方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及图像处理技术领域，特别涉及一种二维码的图像合成方法及装置。

背景技术

二维码，又称二维条码，是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形，主要用于记录数据信息。例如，以矩阵形状呈现的快速反映(Quick Response，QR)二维码可用来表示汉字及图像等多种数据信息。由于二维码具有信息容量大、可靠性高、成本低、保密防伪性强、使用方便等优点，现已被广泛使用。

然而，传统的QR二维码都是由黑白两色组成，形式单一，且无法直接从视觉层面为用户提供QR二维码中所记录的主要信息或可披露信息。即，用户无法通过二维码图片直接获知二维码内所记录的主要信息或可披露信息。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种图像合成方法，旨在通过合成具有背景图像的二维码，使得用户通过所述背景图像，直接获知二维码内所记录的主要信息。

鉴于以上内容，还有必要提供一种图像合成装置，旨在通过合成具有背景图像的二维码，使得用户通过所述背景图像，直接获知二维码内所记录的主要信息。

本发明实施例提供了一种图像合成方法，一种图像合成方法，应用于图像合成装置中，用于对背景图像和二维码图像进行处理。所述方法包括步骤：将所述二维码图像中的第一颜色映射到第一色阶区间，将所述二维码图像中的第二颜色映射到第二色阶区间；获取所述背景图像中位于第i行第j列的第一像素点C_ij的像素值CV_ij；根据所述第一颜色与所述第二颜色，定义所述二维码图像中位于第i行第j列的第二像素点Q_ij的像素值QV_ij为0或1；及根据所述二维码图像中所述第二像素点Q_ij的像素值QV_ij，将所述背景图像中对应位置处的所述第一像素点C_ij的像素值CV_ij分别映射到所述第一色阶区间或所述第二色阶区间，以得到所述对应位置处像素值为EV_ij的第三像素点E_ij，并根据所述第三像素点E_ij生二维码合成图像。

本发明实施例还提供了一种图像合成装置，用于对背景图像和二维码图像进行处理。所述装置包括：映射模块、获取模块、定义模块和生成模块。所述映射模块用于将所述二维码图像中的第一颜色映射到第一色阶区间，将所述二维码图像中的第二颜色映射到第二色阶区间。所述获取模块用于获取所述背景图像中位于第i行第j列的第一像素点C_ij的像素值CV_ij。所述定义模块用于根据所述第一颜色与所述第二颜色，定义所述二维码图像中位于第i行第j列的第二像素点Q_ij的像素值QV_ij为0或1。及所述生成模块用于根据所述二维码图像中所述第二像素点Q_ij的像素值QV_ij，将所述背景图像中对应位置处的所述第一像素点C_ij的像素值CV_ij分别映射到所述第一色阶区间或所述第二色阶区间，以得到所述对应位置处像素值为EV_ij的第三像素点E_ij，并根据所述第三像素点E_ij生二维码合成图像。

相较于现有技术，本发明实施例所提供的图像合成方法及装置，解决了传统二维码图像形式单一，且无法直接呈现其内所记录的主要信息的问题。

附图说明

图1是本发明实施例之图像合成装置的功能模块图。

图2是本发明实施之由背景图像与二维码图像所合成的具有背景图像的二维码合成图像。

图3是本发明实施例之二维码图像的映射效果示意图。

图4是本发明实施例之背景图像经过直方图均衡化前后的灰度直方图和效果示意图。

图5是本发明实施例之由背景图像与二维码图像合成具有背景图像的二维码合成图像的示意图。

图6是本发明实施例之图像合成方法的步骤流程图。

主要元件符号说明

图像合成系统	10
		处理器	20
存储器	30
		映射模块	100
获取模块	200
		定义模块	300
生成模块	400
		检索模块	500
处理模块	600

具体实施方式

参阅图1，为本发明实施例之图像合成装置的功能模块图。图像合成装置1用于将一张背景图像和一张二维码图像，合成一张具有背景图像的二维码合成图像。如图2所示，二维码合成图像C由背景图像A与二维码图像B所合成。背景图像A由M*N个像素点组成，二维码图像B由X*Y个像素点组成。背景图像A的图像内容代表了二维码图像B内所记录的主要信息或可披露信息，如一部电影的海报内容。背景图像A可为灰度图像或彩色图像。在一实施例中，背景图像A的图像内容还可为与二维码图像B内所记录的主要信息无关的其它内容，用于装饰二维码图像B。

如图1所示，在本实施例中，图像合成装置1包括图像合成系统10，处理器20和存储器30。其中，处理器20可以是中央处理器(Central Process Unit,CPU)，微处理器或其它数据处理芯片，用于执行软件程序代码运算数据，例如，执行图像合成系统10的操作。存储器30可以是图像合成器1的内部存储单元，例如，图像合成装置1的硬盘或内存。存储器30也可以是图像合成装置1的插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)。进一步地，存储器30还可以既包括图像合成装置1的内部存储单元还包括外部存储设备。存储器30用于存储安装在图像合成装置1内的软件程序和数据。例如，图像合成系统10。

在一实施例中，图像合成系统10可以包含至少一个模块，所述模块被存储于存储器30中，并由处理器20所执行，以完成本发明。如图1所示，图像合成系统10可以包含映射模块100、获取模块200、定义模块300和生成模块400。本发明所称的模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序更适合描述软件在图像合成装置1中的执行过程。

当图像合成系统10将背景图像A和二维码图像B合成为二维码图像C时，需要通过多个模块执行下述操作。

映射模块100将二维码图像B中的第一颜色映射到第一色阶区间，将二维码图像B中的第二颜色映射到第二色阶区间。传统的二维码图像都是由多个黑/白网格以一定规律组合而成，黑白两色间的色阶强度具有明显差异。为了保持二维码图像B中黑白两色间的色阶强度差，在合成具有背景图像的二维码合成图像C之前，需要根据二维码图像B的颜色组成，分别定义色阶区间。

在一实施例中，如图3所示，根据二维码图像B中的黑色定义一个第一色阶区间，根据二维码图像B中的白色定义一个第二色阶区间。所述第一色阶区间与所述第二色阶区间之间至少存在X₁-X₀的色阶差，X₁应该明显大于X₀。具体可将第一色阶区间设置为(0，X₀)，第二色阶区间设置为(X₁，255)。可以理解如果二维码图像中偏黑色的部分均趋向于0，而偏白色部分均趋向于1，则如二维码图像B所示。如果二维码图像中偏黑色的部分均趋向于0，而偏白色部分均趋向于X₁，则如二维码图像B1所示。在另一实施例中，当二维码图像B中的第一颜色的色阶值为40，第二颜色的色阶值为158时，第一色阶区间和第二色阶区间分别可为(0，40)与(158，255)。

获取模块200获取背景图像A中每个像素点的像素值。

在一实施例中，如图4所示，可以先对背景图像A进行对比度增强处理以得到背景图像A1。接著，由获取模块200获取背景图像A1中位于第i行第j列的像素点C_ij的像素值CV_ij。

图像合成装置1还包括检索模块500和处理模块600，用于对背景图像A执行对比度增强的处理流程。

背景图像A的色阶值可以被预先定义为I，公式P(I)＝n_I则代表背景图像A中色阶值为I的像素点的总个数，其中，I的范围为0≤I≤L-1，L为最大色阶值(一般为256)。检索模块500检索背景图像A中像素个数最多的色阶值I，并进一步以该色阶值I为中心，根据满足涵盖背景图像A中的像素点总数的预设百分比(例如80％)为条件，分别获取最大色阶值I_max与最小色阶值I_min。检索公式如：

其中，I_max与I_min的范围为0≤I_min＜I_max≤L-1。

通常，以像素个数最多的色阶值为中心所选取的占图像总像素点80％的像素点，能够代表此图像的主要内容。

在检索模块500得到最大色阶值I_max与最小色阶值I_min之后，处理模块600以I_max和I_min为参数依据，通过公式：

对色阶值在第三色阶区间(I_min，I_max)内的像素y做直方图均衡化处理，其中，img(y)代表像素点y的色阶值。直方图均衡化是对图像中像素个数多的灰度级进行展宽，而对图像中像素少的灰度进行压缩，从而扩展像原取值的动态范围，提高了对比度和灰度色调的变化，能够使得图像更加清晰。此方法通常用来增加图像的局部对比度，通过这种方法，亮度可以更好地在直方图上分布。如图4中的(1)、(2)所示为背景图像A经直方图均衡化前后的灰度直方图，图4中的A为未经直方图均衡化的背景图像A，A1为经直方图均衡化后的背景图像。

图像合成装置1中，定义模块300用于根据二维码图像B的第一颜色和第二颜色，定义二维码图像B中位于第i行，第j列的像素点Q_ij的像素值QV_ij。在一实施例中，二维码图像B是可以是由X*Y个黑白像素组成，将二维码图像B中的黑色像素点Q_ij的像素值QV_ij定义为0，将二维码图像B中的白色像素点Q_ij的像素值QV_ij定义为1，则二维码图像B可表示为由0与1组成的二值方阵，如图4中的(3)所示。

生成模块400根据二维码图像B中每个像素点Q_ij的像素值QV_ij(0或1)，依次将背景图像A1中每个对应位置的像素点C_ij的像素值CV_ij映射到第一色阶区间(0，X₀)或第二色阶区间(X₁，255)，生成每个像素值为EV_ij的像素点E_ij，并根据像素点E_ij生成具有背景图像的二维码合成图像C。在本发明实施例中，当二维码图像B中像素点Q_ij的像素值QV_ij＝0时，生成模块400将背景图像A1中像素值为CV_ij的像素点C_ij映射至第一色阶区间(0，X₀)，生成像素值

的像素点E_ij。当二维码图像B中像素点Q_ij的像素值QV_ij＝1时，生成模块400将背景图像A1中像素值为CV_ij的像素点C_ij映射至第二色阶区间(X₁，255)，生成像素值

的像素点E_ij。

在一实施例中，当背景图像A与二维码图像B的大小相同时，例如，如图5所示。当二维码图像B中的b像素点的像素值QV₃₃＝0时，则根据QV₃₃＝0，生成模块300将背景图像A1中与b像素点在同一位置的a像素点(像素值为CV₃₃)映射到第一色阶区间(0，X₁)中。根据映射公式

生成图像C中像素值

的像素点c。按照此方法，依次将背景图像A1中的所有像素点一一映射到第一色阶区间或第二色阶区间，并根据像素值为EV_ij的像素点E_ij生成如图5所示的具有背景图像的二维码合成图像C。

在一实施例中，当背景图像A为彩色图像时，背景图像A1中每个像素C_ij的像素值CV_ij＝{R_ij，G_ij，B_ij}。分别将每个像素点的R、G、B三个通道的值映射到第一色阶区间或第二色阶区间中，之后，将映射后的R、G、B三个通道的值合并，以生成具有背景图像的二维码合成图像C。具体映射方法如上所述，在此不一一赘述。

图6是本发明实施例之图像合成方法的步骤流程图。所述图像合成方法应用于图像合成装置，用于将一张背景图像和一张二维码图像合成为一张具有所述背景图像的二维码合成图像。

步骤S10，获取所述背景图像中像素个数最多的第一色阶值。

步骤S20，以所述第一色阶值为中心，以满足涵盖所述背景图像之总像素点总数的预设百分比的像素点C_ij为条件，寻找上限色阶值与下限色阶值，其中，C_ij代表所述背景图像中位于第i行，第j列的像素点。

步骤S30，对所述背景图像中色阶值在第三色阶区间内的像素点C_ij做直方图均衡化处理，所述第三色阶区间由所述上限色阶值与下限色阶值组成。

步骤S40，将所述二维码图像中的第一颜色映射到第一色阶区间(0，X₀)，将所述二维码图像中的第二颜色映射到第二色阶区间(X₁，255)，其中，X₁的值大于X₀。

步骤S50，获取所述背景图像中像素点C_ij的像素值CV_ij。

步骤S60，根据所述第一颜色与所述第二颜色，定义所述二维码图像中位于第i行，第j列的像素点Q_ij的像素值QV_ij为0或1。

步骤S70，根据所述二维码图像中像素点Q_ij的像素值QV_ij，将所述背景图像中对应位置处的像素点C_ij的像素值CV_ij分别映射到所述第一色阶区间或所述第二色阶区间，以得到所述对应位置之像素值EV_ij的第三像素点E_ij，并根据所述第三像素点E_ij生二维码合成图像。

当所述二维码图像中像素点Q_ij的像素值QV_ij＝0时，像素点C_ij映射到所述第一色阶区间后，生成的所述对应位置处的像素点E_ij的的像素值

当所述二维码图像中像素点Q_ij的像素值QV_ij＝1时，像素点C_ij映射到所述第二色阶区间后，生成的所述对应位置处的像素点E_ij的像素值

需要说明的是，本发明实施例中描述的图片合成方法的步骤顺序为最佳顺序，本发明实施例并未对所述图片合成方法的步骤顺序作任何限定。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种图像合成方法，应用于图像合成装置中，其特征在于，所述方法用于对背景图像和二维码图像进行处理，所述方法包括步骤：

将所述二维码图像中的第一颜色映射到第一色阶区间，将所述二维码图像中的第二颜色映射到第二色阶区间；

获取所述背景图像中位于第i行第j列的第一像素点C_ij的第一像素值CV_ij；

根据所述第一颜色与所述第二颜色，定义所述二维码图像中位于第i行第j列的第二像素点Q_ij的第二像素值QV_ij为0或1；及

根据所述二维码图像中所述第二像素值QV_ij，将所述背景图像中对应位置处的所述第一像素值CV_ij分别映射到所述第一色阶区间或所述第二色阶区间，以得到所述对应位置之像素值EV_ij的第三像素点E_ij，并根据所述第三像素点E_ij产生二维码合成图像；

其中，当所述第二像素点Q_ij的像素值QV_ij＝0时，将与所述第二像素点Q_ij对应的所述第一像素点C_ij映射到所述第一色阶区间后，生成像素值

的所述第三像素点E_ij；及

当所述第二像素点Q_ij的像素值QV_ij＝1时，将与所述第二像素点Q_ij对应的所述第一像素点C_ij映射到所述第二色阶区间后，生成像素值

的所述第三像素点E_ij；及

其中，所述第一色阶区间为(0，X₀)，所述第二色阶区间为(X₁，255)，其中，X₁的值大于X₀。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第一颜色与所述第二颜色映射到所述第一色阶区与所述第二色阶区间的步骤之前还包括：

获取所述背景图像中所述第一像素点C_ij最多的第一色阶值；

以所述第一色阶值为中心，以满足涵盖所述背景图像之总像素点总数的预设百分比的所述第一像素点C_ij为条件，寻找上限色阶值与下限色阶值；及

对所述背景图像中色阶值在第三色阶区间内的所述第一像素点C_ij做直方图均衡化处理，所述第三色阶区间由所述上限色阶值与所述下限色阶值组成。

3.一种图像合成装置，其特征在于，用于对背景图像和二维码图像进行处理，所述装置包括：

映射模块，用于将所述二维码图像中的第一颜色映射到第一色阶区间，将所述二维码图像中的第二颜色映射到第二色阶区间；

获取模块，用于获取所述背景图像中位于第i行第j列的第一像素点C_ij的第一像素值CV_ij；

定义模块，用于根据所述第一颜色与所述第二颜色，定义所述二维码图像中位于第i行第j列的第二像素点Q_ij的第二像素值QV_ij为0或1；及

生成模块，用于根据所述二维码图像中所述第一像素值QV_ij，将所述背景图像中对应位置处的所述第一像素值CV_ij分别映射到所述第一色阶区间或所述第二色阶区间，以得到所述对应位置之像素值EV_ij的第三像素点E_ij，并根据所述第三像素点E_ij产生二维码合成图像；

其中，当所述第二像素点Q_ij的像素值QV_ij＝0时，所述生成模块将与所述第二像素点Q_ij对应的所述第一像素点C_ij映射到所述第一色阶区间后，生成像素值

的所述第三像素点E_ij；及

当所述第二像素点Q_ij的像素值QV_ij＝1时，所述生成模块将与所述第二像素点Q_ij对应的所述第一像素点C_ij映射到所述第二色阶区间后，生成像素值

的所述第三像素点Eij；及

其中，所述第一色阶区间为(0，X₀)，所述第二色阶区间为(X₁，255)，其中，X₁的值大于X₀。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

检索模块，用于获取所述背景图像中所述第一像素点C_ij最多的第一色阶值，并以所述第一色阶值为中心，以满足涵盖所述背景图像之总像素点总数的预设百分比的所述第一像素点C_ij为条件，寻找上限色阶值与下限色阶值；及

处理模块，用于对所述背景图像中色阶值在第三色阶区间内的第一像素点C_ij做直方图均衡化处理，所述第三色阶区间由所述上限色阶值与下限色阶值组成。

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