CN109858304B - 二维码位置探测图形的检测方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维码位置探测图形的检测方法，涉及地图信息采集领域，该方法包括步骤：获取二维码图像；其中，所述二维码图像为对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息；搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域；获取所述四个目标连通域中，形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置。本发明还提供了二维码的检测方法、装置和存储介质，能有效地提高对位置探测图形的检测速度，并提高检测的精确性，从而提高对位置探测图形的检测效率。

Description

二维码位置探测图形的检测方法、装置和存储介质

技术领域

本发明涉及地图信息采集领域，尤其涉及一种二维码位置探测图形的检测方法、装置和存储介质。

背景技术

二维码是一种具有可读性的条码，通过某种特定的几何图形按照一定规律在平面上分布的黑白相间的图像记录数据。二维码具有信息容量大、可靠性高等特点，因此在诸如仓库存储或是车间搬运等应用环境下，作为二维码定位的定位标签等。

由于设备在采集到二维码的图像时，可能相对于二维码有一点的旋转角度，一般是通过确定二维码的三个位置探测图形，以确定所述旋转角度，并进行相应的调整。

由于二维码的三个位置探测图形均符合1:1:3:1:1的黑白相间的图像特征，在现有技术中，通常是根据位置探测图形符合上述图像特征的性质，对二维码图像进行纵横多次扫描。

在实施本发明的过程中，发明人发现，为了确定位置探测图形的位置，现有技术需要对二维码图像进行纵横的多次扫描，由于需要扫描分析的数据点较多，运算量较大，扫描速度较慢，导致二维码位置探测图形的检测耗时较长，而且由于扫描依赖于位置探测图形的图像特征，在图像失真等图像质量较差情况下，存在较大的检测误差，导致对二维码位置探测图形的检测效率低下。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种二维码位置探测图形的检测方法、装置和存储介质，能有效地提高对位置探测图形的检测速度，并提高检测的精确性，从而提高对位置探测图形的检测效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种二维码位置探测图形的检测方法，包括步骤：

获取二维码图像；其中，所述二维码图像为对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息；

搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域；

获取所述四个目标连通域中，形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置。

作为上述方案的改进，所述搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域，包括步骤：

分别从所述二维码图像的四个顶点出发，对所述二维码图像进行连通域搜索；

根据所述连通域搜索，获取每个顶点最近的非零连通域，得到四个目标连通域。

作为上述方案的改进，其特征在于，对于所述四个目标连通域中，面积差距小于预设阈值的、且为唯一组合的三个所述目标连通域，则认为所述唯一组合的三个所述目标连通域的形态满足预设关系。

作为上述方案的改进，对于任一组合的三个所述目标连通域中，最大的目标连通域的面积不超过最小的所述目标连通域的面积的1.1倍，则认为该组合的面积差距小于所述预设阈值。

作为上述方案的改进，所述以所述四个目标连通域中，满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置，包括步骤：

判断所述四个目标连通域中，是否存在面积差距小于预设阈值的、且为唯一组合的三个所述目标连通域；若存在，则以满足上述条件的三个所述目标连通域作为所述三个位置探测图形的位置；

若不存在，将所述四个目标连通域的值置零，确定四个新的目标连通域。

作为上述方案的改进，所述将所述四个目标连通域的值置零，确定四个新的目标连通域，包括步骤：

将所述四个目标连通域以外的连通域置零，得到二维码修正图像；

获取所述二维码图像与所述二维码修正图像的图像差值，作为新的二维码图像；

对所述新的二维码图像进行所述搜索，得到四个新的目标连通域。

本发明实施例还提供了一种二维码位置探测图形的检测装置，包括：

二维码获取模块，用于获取二维码图像；其中，所述二维码图像为对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息；

搜索模块，用于搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域；

定位模块，用于以所述四个目标连通域中，形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置。

本发明实施例还提供了一种二维码位置探测图形的检测装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的检测方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任意一项所述的检测方法。

与现有技术相比，本发明公开的一种二维码位置探测图形的检测方法、装置和存储介质，通过对预处理成方形的二维码图像进行搜索，确定四个目标连通域，并根据所述四个目标连通域的形态，确定三个位置探测图形的位置，实现对位置探测图形的检测。由于通过连通域搜索和形态比较确定位置探测图形，摆脱了现有技术对图像特征的依赖，解决了检测耗时较长、受图像质量影响较大的技术问题，有效地提高了对位置探测图形的检测速度，并提高检测的精确性，从而提高对位置探测图形的检测效率。

附图说明

图1是本发明实施例1中一种二维码位置探测图形的检测方法的流程示意图。

图2是如图1所示的检测方法的步骤S110的流程示意图。

图3是如图2所示的检测方法的步骤S112的流程示意图。

图4是如图1所示的检测方法的步骤S120的流程示意图。

图5是如图1所示的检测方法的步骤S130的流程示意图。

图6是如图5所示的检测方法的步骤S132的流程示意图。

图7是本发明实施例2中一种二维码位置探测图形的检测装置的结构示意图。

图8是本发明实施例3中一种二维码位置探测图形的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例1提供了一种二维码位置探测图形的检测方法，该检测方法可以运行在具有摄像装置或是具有图像采集功能的设备上，例如配置有摄像头的AGV设备或是配置有摄像头的手机等，也可以是由其他具有图像处理能力的计算设备运行，例如与上述AGV设备或手机通信连接的服务器等，均不影响本发明可取得的有益效果。

参见图1，是实施例1提供的一种二维码位置探测图形的检测方法的流程示意图，该定位方法包括步骤S110至步骤S130。

S110、获取二维码图像；其中，对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息。

可以是对所述原始图像进行图像预处理，以获取所述原始图像中的所述二维码图像。在具有摄像装置或是具有图像采集功能的设备上运行所述检测方法的情况下，例如由配置有摄像头的AGV设备运行所述检测方法，可以是由所述AGV设备拍摄以得到所述原始图像，并对所述原始图像进行图像预处理以获取所述二维码图像，也可以是所述AGV设备直接获取其他设备发送的所述原始图像或所述二维码图像。在其他具有图像处理能力的计算设备上运行所述检测方法的情况下，例如由与所述AGV设备通信连接的服务器运行所述检测方法，可以是所述服务器与所述AGV设备通信连接，以从所述AGV设备获取所述原始图像，以处理得到所述二维码图像，也可以是直接从所述AGV设备获取所述二维码图像。可以理解地，上述对二维码图像获取过程的描述仅作为举例，在实际情况下，可以根据具体环境进行调整，均不影响本发明可取得的有益效果。

优选地，参见图2，可以通过如步骤S111至步骤S112所示的流程执行步骤S110。

S111、对所述原始图像进行所述图像预处理，以确定所述原始图像中的原始二维码图像。

以配置有摄像头的AGV设备为例，所述原始图像可以是由所述AGV设备的摄像头对拍摄到的图像信息。

优选地，所述图像预处理可以包括灰度处理、二值化处理、降采样处理、中值滤波处理和取反运算中的一项或多项。以所述预处理包括灰度处理、二值化处理和取反运算为例，可以进一步减少后续运算过程中所需的运算次数，从而提高图像处理效率。可以理解地，所述预处理不限于该例子中所举的实施方式，还可以是进行如灰度处理、二值化处理、降采样处理和中值滤波处理等其他的预处理流程，均不影响本发明可取得的有益效果。

其中，所述原始二维码图像可作为所述二维码图像，以进行步骤S120至步骤130等后续操作。更进一步地，为了优化对位置探测图形的检测效果，还可以进行步骤S112以对所述原始二维码图像进行优化。

S112、对所述原始二维码图像进行平面投影转换，得到所述二维码图像。

优选地，可以是通过步骤S111的预处理获取所述原始二维码图像中的四个顶点的坐标，以根据平面投影转换公式计算相应的所述二维码图像的四个顶点的坐标。具体地，参见图3，可以是通过如步骤S112a至步骤S112b所示的流程执行步骤S112。

S112a、根据Perspective Transform平面投影转换公式和所述原始二维码图像的四个顶点的坐标，计算所述二维码图像的四个顶点坐标。

例如，设(x,y)为所述原始二维码图像的四个顶点的坐标，(u,v)为所述二维码图像的四个顶点的坐标，则有：

x＝(au+bv+c)/(gu+hv+1)

y＝(du+ev+f)/(gu+hv+1)

其中，a，b，c，d，e，f，g和h八个参数均为常量，通过预先求解所述八个参数，再分别代入所述原始二维码图像的四个顶点的坐标，从而得到所述二维码图像的四个顶点的坐标。

S112b、根据所述四个顶点转换后的坐标进行插值，以得到所述原始二维码图像对应的二维码图像转换后的坐标。

由于得到所述二维码图像的四个顶点的坐标之后，所述二维码图像的其他点的坐标可能为非整数点，因此可以进行插值以避免非整数点引入的误差。

S120、搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域。

例如，可以是对所述二维码图像中的非零连通域进行搜索，选取每个所述顶点最接近的非零连通域，从而得到所述四个目标连通域。

优选地，参见图4，可以是通过如步骤S121至步骤S122所示流程执行步骤S120。

S121、分别从所述二维码图像的四个顶点出发，对所述二维码图像进行连通域搜索。

S122、根据所述连通域搜索，获取每个顶点最近的非零连通域，得到四个目标连通域。

设所述二维码图像的四个顶点分别为D1至D4，以顶点D1为例，从顶点D1出发，搜索最接近的非零像素点，并根据该非零像素点，得到相应的连通域，即为顶点D1最接近的非零连通域E1。通过与顶点D1相同的处理，分别从顶点D2至D4出发，得到顶点D2至顶点D4最接近的非零连通域E2至E4。以非零连通域E1至E4作为所述四个目标连通域。

S130、获取所述四个目标连通域中，形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置。

优选地，对于所述四个目标连通域中，面积差距小于预设阈值的、且为唯一组合的三个所述目标连通域，则认为所述唯一组合的三个所述目标连通域的形态满足预设关系。例如，设所述四个目标连通域为连通域E1至E4，连通域E1至连通域E3的面积差距小于所述预设阈值，而连通域E1至连通域E4中其他任意三个的组合，面积差距均大于所述预设阈值，则以连通域E1至连通域E3作为所述三个位置探测图形的位置。可以理解地，所述预设关系不限于所述目标连通域的面积差距，还可以形状等形态特征之间的关系，均不影响本发明可取得的有益效果。

更优选地，对于任一组合的三个所述目标连通域中，最大的目标连通域的面积不超过最小的所述目标连通域的面积的1.1倍，则认为该组合的面积差距小于所述预设阈值。可以理解地，所述目标连通域的面积差距不限于1.1倍，还可以更高或更低倍数，或是其他的面积关系，均不影响本发明可取得的有益效果。

更进一步地，参见图5，还可以通过如步骤S131至步骤S132所示的流程执行步骤S130。

S131、判断所述四个目标连通域中，是否存在面积差距小于预设阈值的、且为唯一组合的三个所述目标连通域；若存在，则以满足上述条件的三个所述目标连通域作为所述三个位置探测图形的位置。

具体地，以结合上述举例，设所述四个目标连通域为连通域E1至E4，连通域E1至E4面积依次减小，设连通域E1至E3为第一组合。判断所述第一组合的面积差距是否满足所述预设阈值，判断连通域E1的面积是否超过连通域E3的面积的1.1倍，若未超过，由于连通域E2的面积大于连通域E2而小于连通域E3，则可以确定所述第一组合的面积差距小于所述预设阈值。进一步判断是否存在其他组合的面积差距小于所述预设阈值，以确定所述第一组合为唯一组合。若确定仅所述第一组合的面积差距小于所述预设阈值，则以连通域E1至E3作为所述三个位置探测图形的位置。

S132、若不存在，将所述四个目标连通域的值置零，确定四个新的目标连通域。

继续步骤S131举例，若存在多个组合的面积差距小于所述预设阈值，或是任意组合的面积差距均大于所述预设阈值，则将连通域E1至连通域E4的值置零，再次进行搜索以确定所述四个顶点新的最近的非零连通域，得到四个新的目标连通域。

更佳地，参见图6，可以是通过如步骤S132a至步骤S132c所示的流程执行步骤S132。

S132a、将所述四个目标连通域以外的连通域置零，得到二维码修正图像。

即在所述二维码修正图像中，剔除了除所述四个目标连通域之外的其他连通域的图像信息。

S132b、获取所述二维码图像与所述二维码修正图像的图像差值，作为新的二维码图像。

通过所述二维码图像减去所述二维码修正图像，得到的所述图像差值，剔除了所述四个目标连通域的图像信息，得到了所述新的二维码图像。

S132c、对所述新的二维码图像进行所述搜索，得到四个新的目标连通域。

可以是通过如步骤S120所述的流程进行所述搜索，以得到所述四个新的目标连通域。

本发明实施例1公开的一种二维码位置探测图形的检测方法，通过对预处理成方形的二维码图像进行搜索，确定四个目标连通域，并根据所述四个目标连通域的形态，确定三个位置探测图形的位置，实现对位置探测图形的检测。由于通过连通域搜索和形态比较确定位置探测图形，摆脱了现有技术对图像特征的依赖，解决了检测耗时较长、受图像质量影响较大的技术问题，有效地提高了对位置探测图形的检测速度，并提高检测的精确性，从而提高对位置探测图形的检测效率。

本发明实施例2提供了一种二维码位置探测图形的检测装置20。参见图7，本发明实施例2提供的检测装置20包括二维码获取模块21、搜索模块22和定位模块23。

所述二维码获取模块21，用于获取二维码图像；其中，所述二维码图像为对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息。所述搜索模块22，用于搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域。所述定位模块23，用于以所述四个目标连通域中，形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置。

本发明实施例2提供的检测装置20的工作过程如实施例1提供的检测方法所述，在此不作赘述。

本发明实施例2公开的一种二维码位置探测图形的检测装置，通过对预处理成方形的二维码图像进行搜索，确定四个目标连通域，并根据所述四个目标连通域的形态，确定三个位置探测图形的位置，实现对位置探测图形的检测。由于通过连通域搜索和形态比较确定位置探测图形，摆脱了现有技术对图像特征的依赖，解决了检测耗时较长、受图像质量影响较大的技术问题，有效地提高了对位置探测图形的检测速度，并提高检测的精确性，从而提高对位置探测图形的检测效率本发明实施例3提供了另一种二维码位置探测图形的检测装置30。参见图8，本发明实施例3提供的检测装置30包括：处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如检测程序。所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各个测试方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S120。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如上述实施例中所述的检测装置。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述检测装置30中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成二维码获取模块、搜索模块和定位模块，各模块具体功能如下：所述二维码获取模块，用于获取二维码图像；其中，所述二维码图像为对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息；所述搜索模块，用于搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域；所述定位模块，用于以所述四个目标连通域中，形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置。

所述检测装置30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述检测装置30可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是图像增强设备的示例，并不构成对检测装置30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述检测装置30还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器31是所述检测装置30的控制中心，利用各种接口和线路连接整个检测装置30的各个部分。

所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器31通过运行或执行存储在所述存储器32内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器32内的数据，实现所述检测装置30的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、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)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述检测装置30集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

本发明实施例3公开的一种二维码位置探测图形的检测装置和存储介质，通过对预处理成方形的二维码图像进行搜索，确定四个目标连通域，并根据所述四个目标连通域的形态，确定三个位置探测图形的位置，实现对位置探测图形的检测。由于通过连通域搜索和形态比较确定位置探测图形，摆脱了现有技术对图像特征的依赖，解决了检测耗时较长、受图像质量影响较大的技术问题，有效地提高了对位置探测图形的检测速度，并提高检测的精确性，从而提高对位置探测图形的检测效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种二维码位置探测图形的检测方法，其特征在于，包括步骤：

获取二维码图像；其中，所述二维码图像为对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息；

搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域；

获取所述四个目标连通域，将形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置；

其中，所述形态满足预设关系的三个所述目标连通域通过以下方式判断：

对于所述四个目标连通域中，面积差距小于预设阈值的、且为唯一组合的三个所述目标连通域，则认为所述唯一组合的三个所述目标连通域的形态满足预设关系。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域，包括步骤：

分别从所述二维码图像的四个顶点出发，对所述二维码图像进行连通域搜索；

根据所述连通域搜索，获取每个顶点最近的非零连通域，得到四个目标连通域。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，对于任一组合的三个所述目标连通域中，最大的目标连通域的面积不超过最小的所述目标连通域的面积的1.1倍，则认为该组合的面积差距小于所述预设阈值。

4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述获取所述四个目标连通域中，将满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置，包括步骤：

判断所述四个目标连通域中，是否存在面积差距小于预设阈值的、且为唯一组合的三个所述目标连通域；若存在，则以满足上述条件的三个所述目标连通域作为所述三个位置探测图形的位置；

若不存在，将所述四个目标连通域的值置零，确定四个新的目标连通域。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述将所述四个目标连通域的值置零，确定四个新的目标连通域，包括步骤：

将所述四个目标连通域以外的连通域置零，得到二维码修正图像；

获取所述二维码图像与所述二维码修正图像的图像差值，作为新的二维码图像；

对所述新的二维码图像进行所述搜索，得到四个新的目标连通域。

6.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述获取二维码图像，包括步骤：

对采集到的原始图像进行预处理，以确定所述原始图像中的原始二维码图像；

对所述原始二维码图像进行平面投影转换，得到所述二维码图像。

7.一种二维码位置探测图形的检测装置，其特征在于，包括：

二维码获取模块，用于获取二维码图像；其中，所述二维码图像为对拍摄到的原始图像进行图像预处理之后的图像信息；

搜索模块，用于搜索分别与所述二维码图像的四个顶点距离最小的四个非零连通域，作为四个目标连通域；

定位模块，用于获取所述四个目标连通域，形态满足预设关系的三个所述目标连通域，作为三个位置探测图形的位置；

其中，所述形态满足预设关系的三个所述目标连通域通过以下方式判断：

对于所述四个目标连通域中，面积差距小于预设阈值的、且为唯一组合的三个所述目标连通域，则认为所述唯一组合的三个所述目标连通域的形态满足预设关系。

8.一种二维码位置探测图形的检测装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的检测方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的检测方法。

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