CN109977718B - 一种用于识别二维码的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本申请的目的是提供一种用于识别二维码的方法与设备，具体包括：获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符；根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息；基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息；利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。本申请只需图像信息中包含目标二维码的两个定位符，保证精度的同时，能够顺利识别该目标二维码，极大地提高了解码的适用范围，提升了用户的使用体验。

Description

一种用于识别二维码的方法与设备
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种用于识别二维码的技术。
背景技术
二维码又称二维条码，常见的二维码为QR Code，QR全称Quick Response，是一个近几年来移动设备上超流行的一种编码方式，它比传统的Bar Code条形码能存更多的信息，也能表示更多的数据类型。二维条码/二维码(2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。
现有的二维码借助定位图形、校正图形进行定位以及校正，二维码进行定位过程中需要3个定位符和1个对齐符才能满足解码需求。然而在实际应用场景中，一些不可控因素造成定位符或者对齐符被损坏，使得解码定位需求的4个定位点无法满足，从而造成解码失败。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种用于识别二维码的方法与设备。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于识别二维码的方法，该方法包括：
获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符；
根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息；
基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息；
利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于识别二维码的设备，该设备包括：
一一模块，用于获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符；
一二模块，用于根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息；
一三模块，用于基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息；
一四模块，用于利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于识别二维码的设备，其中，该设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上所述方法的操作。
根据本申请的额一个方面，提供了一种存储指令的计算机可读介质，所述指令在被执行时使得系统进行如上所述方法的操作。
与现有技术相比，本申请通过获取关于包含两个定位符的目标二维码的图像信息，确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息，并基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息，进一步利用所述透视变换矩阵信息对所述目标二维码进行解码获取对应的目标数据信息。本申请只需要图像信息中包含目标二维码的两个定位符，保证一定精度的同时，能够顺利识别该目标二维码，极大地提高了解码的适用范围，提升了用户的使用体验。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本申请一个实施例的一种用于识别二维码的示例图，其中图(a)为关于目标二维码的图像信息，图(b)为矫正后的目标二维码；
图2示出根据本申请一个实施例的一种用于识别二维码的方法流程图；
图3示出根据本申请一个实施例的一种用于识别二维码的功能模块；
图4示出可被用于实施本申请中所述的各个实施例的示例性系统。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(例如，中央处理器(Central Processing Unit，CPU))、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(Read Only Memory，ROM)或闪存(Flash Memory)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(Phase-Change Memory，PCM)、可编程随机存取存储器(Programmable Random Access Memory，PRAM)、静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory，DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、数字多功能光盘(Digital Versatile Disc,DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
本申请所指设备包括但不限于用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备通过网络相集成所构成的设备。所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户进行人机交互(例如通过触摸板进行人机交互)的移动电子产品，例如智能手机、平板电脑等，所述移动电子产品可以采用任意操作系统，如Android操作系统、iOS操作系统等。其中，所述网络设备包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和信息处理的电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。所述网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云；在此，云由基于云计算(Cloud Computing)的大量计算机或网络服务器构成，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个虚拟超级计算机。所述网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络、无线自组织网络(Ad Hoc网络)等。优选地，所述设备还可以是运行于所述用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备、网络设备、触摸终端或网络设备与触摸终端通过网络相集成所构成的设备上的程序。
当然，本领域技术人员应能理解上述设备仅为举例，其他现有的或今后可能出现的设备如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或者更多，除非另有明确具体的限定。
图1示出了本申请的一个应用示例，其中，图(a)为用户扫描得到的关于目标二维码的图像信息，该图像信息在扫描时由于角度偏差等原因有一定的变形，且其左下角定位符已被破坏；图(b)为基于本申请的方案矫正后的目标二维码，通过该二维码图案与数据库中储存的原始二维码进行对比可以进行解码获取对应目标数据信息，其中，所述目标数据信息包括所述编码至所述目标二维码中的信息，如密码、验证数据、语音数据信息或者前述信息的访问链接信息等，该目标数据信息被编码至编码点信息中。在一些实施例中，本申请所指的目标二维码可以是污损的方形二维码(如被污染一个定位符，仅剩两个定位符的方形二维码)，还可以是太极图样式的二维码等，其中，太极图样式二维码包括第一鱼体区域与第二鱼体区域，第一鱼体区域与第二鱼体区域分别包含对应的第一鱼眼区域和第二鱼眼区域，在第一鱼眼区域和第二鱼眼区域分别各包含一个定位符，第一鱼眼区域和第二鱼眼区域的颜色为高对比的两种不同颜色，第一鱼眼区域与第一鱼体区域的颜色为高对比的不同颜色，第二鱼眼区域与第二鱼体区域为高对比的不同颜色，在一些实施方式中，第一鱼眼区域颜色与第二鱼体区域颜色相同，第二鱼眼区域颜色与第一鱼体区域颜色相同。在此以污损的方形二维码为例阐述以下该等实施例，本领域技术人员应能理解，上述方形二维码仅为举例，该等实施例同样适用于包含两个定位符对应的二维码(如太极图样式的二维码)等。
在一些实施方式中，识别二维码的过程可以由用户设备完成，也可以由网络设备完成，其中，所述用户设备包括但不限于手机、平板、电脑等计算设备，网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云等。在此以用户设备为例阐述以下该等实施例，本领域技术人员应能理解，上述用户设备仅为举例，该等实施例同样适用于其他能够解码的设备(如网络设备)等。
参考图1所示的实例，下面我们将结合图2及本申请实施例对本申请的方案进行举例介绍。
图2示出根据本申请一个方面的一种用于识别二维码的方法，其中，该方法包括步骤S101、步骤S102、步骤S103以及步骤S104。在步骤S101中，用户设备获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符；在步骤S102中，用户设备根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息；在步骤S103中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息；在步骤S104中，用户设备利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。
具体而言，在步骤S101中，用户设备获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符。例如，图像信息包括但不限于静态图像信息(如照片等)、动态图像信息(如小视频等)，用户设备可以是基于用户的操作，通过摄像装置拍摄关于目标二维码的图像信息，或者用户设备从本地数据库中调取关于目标二维码的图像信息，又或者用户设备接收其他设备发送的关于目标二维码的图像信息。用户设备上安装有对应的解码应用或者用户设备上应用中包含了该解码方式对应的解码器等，用户设备上的解码应用或者解码器等调用关于目标二维码的图像信息，其中，该图像信息中的目标二维码包括两个定位符，如太极图样式二维码、第三个定位符被污染或被遮挡的方形二维码等。如在一些实施方式中，所述目标二维码还包括除所述两个定位符之外的第三个定位符，所述第三个定位符已污损或被遮挡。例如，如图1中(a)所示的目标二维码，其第三个定位符已经被破坏，当然，在另一些情形下，可能存在第三个定位符被遮挡的二维码等，对于这些有且仅有两个可识别定位符的二维码，本方案可以在保证精度的情况下进行有效的识别，取得较好的解码效果，提升用户的使用体验。
在一些实施方式中，该方法还包括步骤S105(未示出)，在步骤S105中，用户设备对所述图像信息进行预处理，其中，预处理包括图像去噪、二值化处理；其中，在步骤S102中，用户设备根据预处理后的所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，用户获取到关于目标二维码的图像信息后，先对该图像信息进行预处理，如图像去噪、图像二值化处理等。其中，图像去噪包括噪声滤波器、小波去噪等方式，在保证图像细节的同时，减少数字图像中的噪声；目标二维码由第一颜色、第二颜色两种强对比颜色组成，第一颜色灰度较低，第二颜色灰度值加高，则通过对图像信息进行二值化处理，使得图像中第一颜色、第二颜色对比更加强烈，相关区域容易区分。通过对图像信息进行预处理，可以去除图像中噪声并使得图像信息更有利于后续处理，如后续用户设备再执行如获取定位符的图像位置信息及目标二维码的边界轮廓信息等，提高了解码处理的效率和准确率等。
在步骤S102中，用户设备根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，所述图像信息中建立有图像坐标系，如建立以物理单位(如毫米)表示的图像坐标系x-y。将相机光轴与图像平面的交点(一般位于图像平面的中心处，也称为图像的主点(principal point)定义为该坐标系的原点O1，且x轴向左，y轴向下，x0、y0分别表示每个像素在横轴x和纵轴y上的物理尺寸等；当然，所述图像信息中还可以建立对应的像素坐标系，如以图像左上角为原点建立以像素为单位的直接坐标系u-v，像素的横坐标u与纵坐标v分别是在其图像数组中所在的列数与所在行数等。定位符的图像位置信息包括各个定位符中心点在该图像坐标系或者像素坐标系中的坐标等；所述目标二维码的边界轮廓信息包括用于描述目标二维码的边界轮廓的函数表达式等，如方形二维码一般表示为四条直线段，太极图样式二维码通常表示为圆形或者一定程度变形的椭圆等，当然，可以直接用边界轮廓上各像素点坐标对应的像素点的点集表示目标二维码的边界轮廓信息。用户设备基于定位符的特定结构特征在图像上寻找对应的定位符，并结合目标二维码中第一颜色与第二颜色像素比例特征(如像素数量比例为0.75-1.25等)等确定目标二维码的边界轮廓信息等。
如在一些实施方式中，步骤S102包括子步骤S1021(未示出)和子步骤S1022(未示出)。在步骤S1021中，用户设备根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息；在步骤S1022中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，用户设备根据定位符的特征(如方形二维码中颜色占比分别为1：1：3：1：1的结构、太极图二维码中鱼体区域内颜色对比度高的鱼眼区域等)确定定位符的图像位置信息，如用一条直线分别横向、纵向穿过图像信息，若该直线在某个区域中存在颜色占比为1：1：3：1：1的结构，则确定该区域对应着一个定位符，结合横向、纵向两部分可以确定定位符所在的区域，进而确定定位符的中心，将中心对应的图像坐标或者像素坐标等作为定位符的图像位置信息。若两个定位符分别为二维码对角对应的两个定位符，则可以根据这两个定位符确定一个四边形，以该四边形为基础，结合图像信息中像素分布对目标二维码的边界轮廓信息进行拟合，确定该目标二维码的边界轮廓信息。通过该方案可以简捷、快速确定定位符位置以及目标二维码的边界轮廓信息，实现快速方便破解污损二维码，提升了用户使用体验。
在另一些实施方式中，在步骤S1022中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息，获取所述目标二维码的对齐符的图像位置信息，根据所述两个定位符的图像位置信息及所述对齐符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，所述目标二维码的图像信息中被污染的二维码为对齐码对角对应的定位符，用户设备获取另外两个定位符对应的图像位置信息后，可以基于对角的两个定位符确定一个四边形，并在四边形另外两个角通过对齐符的结构特征(如颜色占比分别为1：1：3：1：1的结构等)寻找对应对齐符，并确定对齐符对应的图像位置信息，确定方式与上述定位符确定方式类似，在此不再赘述。随后，结合两个定位符的图像位置信息以及对齐符的图像位置信息，确定目标二维码所在的四边形范围，并结合图像信息中像素分布对目标二维码的边界轮廓信息进行拟合，确定该目标二维码的边界轮廓信息。该方案中通过识别对齐符位置，从而使得目标二维码的边界轮廓信息更加准确可靠，提升了解码的识别率等。
在一些实施方式中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息，及第一颜色和第二颜色的像素比例，在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为所述目标二维码的图像信息中像素点最多的两种颜色。例如，图像中基于两个定位符的图像位置信息，在定位符附件识别第一颜色和第二颜色的像素占比符合二维码中第一颜色和第二颜色的像素占比(如方形二维码中黑白像素占比为0.7-1.3、太极图样式二维码中占比接近1.8-1.2等)，从而确定对应的四边形区域，并将该四边形区域作为二维码的边界轮廓信息，或者确定对应的圆形或者椭圆形区域，将圆形或者椭圆形区域作为太极图样式二维码的边界轮廓信息等。对于方形二维码，在一些情形下，还可以结合直线检测算法，通过检测图像信息中的直线段，并结合确定的四边形区域进行拟合，进而确定更加精确的边界轮廓信息。如在一些实施方式中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息，第一颜色和第二颜色的像素占比以及直线检测算法，在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为所述目标二维码的图像信息中像素点最多的两种颜色。该方案中根据定位符的图像位置信息，结合颜色像素比例并通过直线检测算法更加精确确定目标二维码的边界轮廓信息，获得了更加精准可靠的结果，提升了解码的识别率等。
在步骤S103中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息。例如，用户设备获取两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息后，初始化对应矩阵信息，并用Levenberg-Marquardt优化算法进行优化得到对应的透视变换矩阵信息。
Figure BDA0002003033990000091
如式(1)所示的矩阵，其中，可以预设H7＝0，H8＝0,H9＝1，H1＝H5，H2＝-H4等预设条件，基于该预设条件该预设矩阵信息中仅需求解四个未知数，而通过两个定位符的图像位置信息，可以求解出四个系数。如在一些实施方式中，所述预设矩阵信息包含四个未知系数。在一些情形下，基于上述预设矩阵信息，结合两个定位符的图像位置信息，与数据库中预存的原始二维码进行透视变换矩阵求解，得到四个未知系数，得到候选透视变换矩阵信息；基于候选透视变换矩阵信息，用图像信息中两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息做约束，利用Levenberg-Marquardt优化算法进行优化得到对应的透视变换矩阵信息。如在一些实施方式中，用户设备基于预设矩阵信息及所述两个定位符的图像位置信息确定所述目标二维码对应的候选透视变换矩阵信息，根据所述透视变换矩阵信息，以所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息为约束，确定对应的透视变换矩阵信息。该方案仅需要两个定位符就能确定对应的透视变换矩阵信息，大大提升了解码的适用范围，提升了用户使用体验。
在步骤S104中，用户设备利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。例如，用户设备求解出对应的透视变换矩阵信息后，基于该透视变换矩阵将图1中如(a)所示的目标二维码图像信息，校正为(b)中所示的二维码图案，是的该目标二维码与数据库中存储的原始二维码(如用于识别二维码编码点信息的位置的模板等)相似，并基于原始二维码中编码点信息所在位置，确定目标二维码中各编码点信息的位置，并进一步对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。参考二维码的编码方式，编码方式包括多种，如数字编码(Numeric)：可编码“0-9”的10个数字；字符编码(Alphanumeric)：可编码0-9，大写的A-Z以及9个其他字符。每一个编码方式都有特定的ID进行标识，这些标志会记录在每个编码点信息的前端，是的解码器可以根据该二维码所使用的编码方式对每个编码点信息进行解码，从而获取目标二维码中包含的目标数据信息。在一些实施方式中，在步骤S104中，用户设备利用所述透视变换矩阵对所述图像信息中的所述目标二维码进行校正处理，从校正处理后的所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。例如，由于用户拍摄角度等问题，拍摄得到的关于目标二维码的图像信息与原始二维码并不能对应上，此时需要将目标二维码对应的图像信息进行校正处理，得到与原始二维码相似的二维码图案，随后进行解码处理等。
除上述各实施例介绍的方法外，本申请还提供了能够用于实施上述方法对应的设备，下面结合图3进行举例介绍。
图3示出根据本申请一个方面的一种用于识别二维码的设备，其中，该设备包括一一模块101、一二模块102、一三模块103以及一四模块104。一一模块101，用于获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符；一二模块102，用于根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息；一三模块103，用于基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息；一四模块104，用于利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。
具体而言，一一模块101，用于获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符。例如，图像信息包括但不限于静态图像信息(如照片等)、动态图像信息(如小视频等)，用户设备可以是基于用户的操作，通过摄像装置拍摄关于目标二维码的图像信息，或者用户设备从本地数据库中调取关于目标二维码的图像信息，又或者用户设备接收其他设备发送的关于目标二维码的图像信息。用户设备上安装有对应的解码应用或者用户设备上应用中包含了该解码方式对应的解码器等，用户设备上的解码应用或者解码器等调用关于目标二维码的图像信息，其中，该图像信息中的目标二维码包括两个定位符，如太极图样式二维码、第三个定位符被污染或被遮挡的方形二维码等。如在一些实施方式中，所述目标二维码还包括除所述两个定位符之外的第三个定位符，所述第三个定位符已污损或被遮挡。例如，如图1中(a)所示的目标二维码，其第三个定位符已经被破坏，当然，在另一些情形下，可能存在第三个定位符被遮挡的二维码等，对于这些有且仅有两个可识别定位符的二维码，本方案可以在保证精度的情况下进行有效的识别，取得较好的解码效果，提升用户的使用体验。
在一些实施方式中，该设备还包括一五模块105(未示出)，用于对所述图像信息进行预处理，其中，预处理包括图像去噪、二值化处理；其中，一二模块102，用于根据预处理后的所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，用户获取到关于目标二维码的图像信息后，先对该图像信息进行预处理，如图像去噪、图像二值化处理等。其中，图像去噪包括噪声滤波器、小波去噪等方式，在保证图像细节的同时，减少数字图像中的噪声；目标二维码由第一颜色、第二颜色两种强对比颜色组成，第一颜色灰度较低，第二颜色灰度值加高，则通过对图像信息进行二值化处理，使得图像中第一颜色、第二颜色对比更加强烈，相关区域容易区分。通过对图像信息进行预处理，可以去除图像中噪声并使得图像信息更有利于后续处理，如后续用户设备再执行如获取定位符的图像位置信息及目标二维码的边界轮廓信息等，提高了解码处理的效率和准确率等。
一二模块102，用于根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，所述图像信息中建立有图像坐标系，如建立以物理单位(如毫米)表示的图像坐标系x-y。将相机光轴与图像平面的交点(一般位于图像平面的中心处，也称为图像的主点(principal point)定义为该坐标系的原点O1，且x轴向左，y轴向下，x0、y0分别表示每个像素在横轴x和纵轴y上的物理尺寸等；当然，所述图像信息中还可以建立对应的像素坐标系，如以图像左上角为原点建立以像素为单位的直接坐标系u-v，像素的横坐标u与纵坐标v分别是在其图像数组中所在的列数与所在行数等。定位符的图像位置信息包括各个定位符中心点在该图像坐标系或者像素坐标系中的坐标等；所述目标二维码的边界轮廓信息包括用于描述目标二维码的边界轮廓的函数表达式等，如方形二维码一般表示为四条直线段，太极图样式二维码通常表示为圆形或者一定程度变形的椭圆等，当然，可以直接用边界轮廓上各像素点坐标对应的像素点的点集表示目标二维码的边界轮廓信息。用户设备基于定位符的特定结构特征在图像上寻找对应的定位符，并结合目标二维码中第一颜色与第二颜色像素比例特征(如像素数量比例为0.75-1.25等)等确定目标二维码的边界轮廓信息等。
如在一些实施方式中，一二模块102包括一二一单元1021(未示出)和一二二单元1022(未示出)。一二一单元1021，用于根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息；一二二单元1022，用于基于所述两个定位符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，用户设备根据定位符的特征(如方形二维码中颜色占比分别为1：1：3：1：1的结构、太极图二维码中鱼体区域内颜色对比度高的鱼眼区域等)确定定位符的图像位置信息，如用一条直线分别横向、纵向穿过图像信息，若该直线在某个区域中存在颜色占比为1：1：3：1：1的结构，则确定该区域对应着一个定位符，结合横向、纵向两部分可以确定定位符所在的区域，进而确定定位符的中心，将中心对应的图像坐标或者像素坐标等作为定位符的图像位置信息。若两个定位符分别为二维码对角对应的两个定位符，则可以根据这两个定位符确定一个四边形，以该四边形为基础，结合图像信息中像素分布对目标二维码的边界轮廓信息进行拟合，确定该目标二维码的边界轮廓信息。通过该方案可以简捷、快速确定定位符位置以及目标二维码的边界轮廓信息，实现快速方便破解污损二维码，提升了用户使用体验。
在另一些实施方式中，一二二单元1022，用于基于所述两个定位符的图像位置信息，获取所述目标二维码的对齐符的图像位置信息，根据所述两个定位符的图像位置信息及所述对齐符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息。例如，所述目标二维码的图像信息中被污染的二维码为对齐码对角对应的定位符，用户设备获取另外两个定位符对应的图像位置信息后，可以基于对角的两个定位符确定一个四边形，并在四边形另外两个角通过对齐符的结构特征(如颜色占比分别为1：1：3：1：1的结构等)寻找对应对齐符，并确定对齐符对应的图像位置信息，确定方式与上述定位符确定方式类似，在此不再赘述。随后，结合两个定位符的图像位置信息以及对齐符的图像位置信息，确定目标二维码所在的四边形范围，并结合图像信息中像素分布对目标二维码的边界轮廓信息进行拟合，确定该目标二维码的边界轮廓信息。该方案中通过识别对齐符位置，从而使得目标二维码的边界轮廓信息更加准确可靠，提升了解码的识别率等。
在一些实施方式中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息，及第一颜色和第二颜色的像素比例，在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为所述目标二维码的图像信息中像素点最多的两种颜色。例如，图像中基于两个定位符的图像位置信息，在定位符附件识别第一颜色和第二颜色的像素占比符合二维码中第一颜色和第二颜色的像素占比(如方形二维码中黑白像素占比为0.7-1.3、太极图样式二维码中占比接近1.8-1.2等)，从而确定对应的四边形区域，并将该四边形区域作为二维码的边界轮廓信息，或者确定对应的圆形或者椭圆形区域，将圆形或者椭圆形区域作为太极图样式二维码的边界轮廓信息等。对于方形二维码，在一些情形下，还可以结合直线检测算法，通过检测图像信息中的直线段，并结合确定的四边形区域进行拟合，进而确定更加精确的边界轮廓信息。如在一些实施方式中，用户设备基于所述两个定位符的图像位置信息，第一颜色和第二颜色的像素占比以及直线检测算法，在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为所述目标二维码的图像信息中像素点最多的两种颜色。该方案中根据定位符的图像位置信息，结合颜色像素比例并通过直线检测算法更加精确确定目标二维码的边界轮廓信息，获得了更加精准可靠的结果，提升了解码的识别率等。
一三模块103，用于基于所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息确定所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息。例如，用户设备获取两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息后，初始化对应矩阵信息，并用Levenberg-Marquardt优化算法进行优化得到对应的透视变换矩阵信息。
Figure BDA0002003033990000141
如式(2)所示的矩阵，其中，可以预设H7＝0，H8＝0,H9＝1，H1＝H5，H2＝-H4等预设条件，基于该预设条件该预设矩阵信息中仅需求解四个未知数，而通过两个定位符的图像位置信息，可以求解出四个系数。如在一些实施方式中，所述预设矩阵信息包含四个未知系数。在一些情形下，基于上述预设矩阵信息，结合两个定位符的图像位置信息，与数据库中预存的原始二维码进行透视变换矩阵求解，得到四个未知系数，得到候选透视变换矩阵信息；基于候选透视变换矩阵信息，用图像信息中两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息做约束，利用Levenberg-Marquardt优化算法进行优化得到对应的透视变换矩阵信息。如在一些实施方式中，用户设备基于预设矩阵信息及所述两个定位符的图像位置信息确定所述目标二维码对应的候选透视变换矩阵信息，根据所述透视变换矩阵信息，以所述两个定位符的图像位置信息及所述二维码的边界轮廓信息为约束，确定对应的透视变换矩阵信息。该方案仅需要两个定位符就能确定对应的透视变换矩阵信息，大大提升了解码的适用范围，提升了用户使用体验。
一四模块104，用于利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。例如，用户设备求解出对应的透视变换矩阵信息后，基于该透视变换矩阵将图1中如(a)所示的目标二维码图像信息，校正为(b)中所示的二维码图案，是的该目标二维码与数据库中存储的原始二维码(如用于识别二维码编码点信息的位置的模板等)相似，并基于原始二维码中编码点信息所在位置，确定目标二维码中各编码点信息的位置，并进一步对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。参考二维码的编码方式，编码方式包括多种，如数字编码(Numeric)：可编码“0-9”的10个数字；字符编码(Alphanumeric)：可编码0-9，大写的A-Z以及9个其他字符。每一个编码方式都有特定的ID进行标识，这些标志会记录在每个编码点信息的前端，是的解码器可以根据该二维码所使用的编码方式对每个编码点信息进行解码，从而获取目标二维码中包含的目标数据信息。在一些实施方式中，一四模块104，用于用户设备利用所述透视变换矩阵对所述图像信息中的所述目标二维码进行校正处理，从校正处理后的所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。例如，由于用户拍摄角度等问题，拍摄得到的关于目标二维码的图像信息与原始二维码并不能对应上，此时需要将目标二维码对应的图像信息进行校正处理，得到与原始二维码相似的二维码图案，随后进行解码处理等。
除上述各实施例介绍的方法和设备外，本申请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存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品被计算机设备执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本申请还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个计算机程序；
当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前任一项所述的方法。
图4示出了可被用于实施本申请中所述的各个实施例的示例性系统；
如图4所示在一些实施例中，系统400能够作为各所述实施例中的任意一个上述设备。在一些实施例中，系统400可包括具有指令的一个或多个计算机可读介质(例如，系统存储器或NVM/存储设备420)以及与该一个或多个计算机可读介质耦合并被配置为执行指令以实现模块从而执行本申请中所述的动作的一个或多个处理器(例如，(一个或多个)处理器405)。
对于一个实施例，系统控制模块410可包括任意适当的接口控制器，以向(一个或多个)处理器405中的至少一个和/或与系统控制模块410通信的任意适当的设备或组件提供任意适当的接口。
系统控制模块410可包括存储器控制器模块430，以向系统存储器415提供接口。存储器控制器模块430可以是硬件模块、软件模块和/或固件模块。
系统存储器415可被用于例如为系统400加载和存储数据和/或指令。对于一个实施例，系统存储器415可包括任意适当的易失性存储器，例如，适当的DRAM。在一些实施例中，系统存储器415可包括双倍数据速率类型四同步动态随机存取存储器(DDR4SDRAM)。
对于一个实施例，系统控制模块410可包括一个或多个输入/输出(I/O)控制器，以向NVM/存储设备420及(一个或多个)通信接口425提供接口。
例如，NVM/存储设备420可被用于存储数据和/或指令。NVM/存储设备420可包括任意适当的非易失性存储器(例如，闪存)和/或可包括任意适当的(一个或多个)非易失性存储设备(例如，一个或多个硬盘驱动器(HDD)、一个或多个光盘(CD)驱动器和/或一个或多个数字通用光盘(DVD)驱动器)。
NVM/存储设备420可包括在物理上作为系统400被安装在其上的设备的一部分的存储资源，或者其可被该设备访问而不必作为该设备的一部分。例如，NVM/存储设备420可通过网络经由(一个或多个)通信接口425进行访问。
(一个或多个)通信接口425可为系统400提供接口以通过一个或多个网络和/或与任意其他适当的设备通信。系统400可根据一个或多个无线网络标准和/或协议中的任意标准和/或协议来与无线网络的一个或多个组件进行无线通信。
对于一个实施例，(一个或多个)处理器405中的至少一个可与系统控制模块410的一个或多个控制器(例如，存储器控制器模块430)的逻辑封装在一起。对于一个实施例，(一个或多个)处理器405中的至少一个可与系统控制模块410的一个或多个控制器的逻辑封装在一起以形成系统级封装(SiP)。对于一个实施例，(一个或多个)处理器405中的至少一个可与系统控制模块410的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上。对于一个实施例，(一个或多个)处理器405中的至少一个可与系统控制模块410的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上以形成片上系统(SoC)。
在各个实施例中，系统400可以但不限于是：服务器、工作站、台式计算设备或移动计算设备(例如，膝上型计算设备、手持计算设备、平板电脑、上网本等)。在各个实施例中，系统400可具有更多或更少的组件和/或不同的架构。例如，在一些实施例中，系统400包括一个或多个摄像机、键盘、液晶显示器(LCD)屏幕(包括触屏显示器)、非易失性存储器端口、多个天线、图形芯片、专用集成电路(ASIC)和扬声器。
需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本申请的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。本领域技术人员应能理解，计算机程序指令在计算机可读介质中的存在形式包括但不限于源文件、可执行文件、安装包文件等，相应地，计算机程序指令被计算机执行的方式包括但不限于：该计算机直接执行该指令，或者该计算机编译该指令后再执行对应的编译后程序，或者该计算机读取并执行该指令，或者该计算机读取并安装该指令后再执行对应的安装后程序。在此，计算机可读介质可以是可供计算机访问的任意可用的计算机可读存储介质或通信介质。
通信介质包括藉此包含例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的通信信号被从一个系统传送到另一系统的介质。通信介质可包括有导的传输介质(诸如电缆和线(例如，光纤、同轴等))和能传播能量波的无线(未有导的传输)介质，诸如声音、电磁、RF、微波和红外。计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据可被体现为例如无线介质(诸如载波或诸如被体现为扩展频谱技术的一部分的类似机制)中的已调制数据信号。术语“已调制数据信号”指的是其一个或多个特征以在信号中编码信息的方式被更改或设定的信号。调制可以是模拟的、数字的或混合调制技术。
作为示例而非限制，计算机可读存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。例如，计算机可读存储介质包括，但不限于，易失性存储器，诸如随机存储器(RAM,DRAM,SRAM)；以及非易失性存储器，诸如闪存、各种只读存储器(ROM,PROM,EPROM,EEPROM)、磁性和铁磁/铁电存储器(MRAM,FeRAM)；以及磁性和光学存储设备(硬盘、磁带、CD、DVD)；或其它现在已知的介质或今后开发的能够存储供计算机系统使用的计算机可读信息/数据。
在此，根据本申请的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本申请的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种用于识别二维码的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取关于目标二维码的图像信息，其中，所述图像信息中包含所述目标二维码的两个定位符；
根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息；
基于预设矩阵信息及所述两个定位符的图像位置信息确定所述目标二维码对应的候选透视变换矩阵信息，其中，所述预设矩阵信息包含四个未知系数；
根据所述候选透视变换矩阵信息，以所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息为约束，优化得到所述目标二维码对应的透视变换矩阵信息；
利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标二维码还包括除所述两个定位符之外的第三个定位符，所述第三个定位符已污损或被遮挡。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息，包括：
根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息；
基于所述两个定位符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述两个定位符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，包括：
基于所述两个定位符的图像位置信息，获取所述目标二维码的对齐符的图像位置信息；
根据所述两个定位符的图像位置信息及所述对齐符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述两个定位符的图像位置信息在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，包括：
基于所述两个定位符的图像位置信息，及第一颜色和第二颜色的像素占比，在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为所述目标二维码的图像信息中像素点最多的两种颜色。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述两个定位符的图像位置信息，及第一颜色和第二颜色的像素占比，在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为所述目标二维码的图像信息中像素点最多的两种颜色，包括：
基于所述两个定位符的图像位置信息，第一颜色和第二颜色的像素占比以及直线检测算法，在所述图像信息中确定所述目标二维码的边界轮廓信息，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为所述目标二维码的图像信息中像素点最多的两种颜色。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述透视变换矩阵信息从所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息，包括：
利用所述透视变换矩阵对所述图像信息中的所述目标二维码进行校正处理；
从校正处理后的所述目标二维码中提取多个编码点信息，并对所述多个编码点信息进行解码，获取与所述多个编码点信息对应的目标数据信息。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述图像信息进行预处理，其中，预处理包括图像去噪、二值化处理；
其中，所述根据所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息，包括：
根据预处理后的所述图像信息确定所述两个定位符的图像位置信息及所述目标二维码的边界轮廓信息。
9.一种用于识别二维码的设备，其特征在于，所述设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述方法的操作。
10.一种存储指令的计算机可读介质，所述指令在被执行时使得系统进行如权利要求1至8中任一项所述方法的操作。
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