CN111435417B - 一种用于条形码扫描的图像解析方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于条形码扫描的图像解析方法、装置及存储介质。该方法对于前后帧源图像采用不同的处理方式，定位帧由定位系统处理，旋转帧由旋转系统处理。对于定位帧，定位系统实时接收源图像并进行定位处理以确定条形码区域的定位信息；对于旋转帧，旋转系统实时从数据源逐行接收源图像的行数据，依据当前帧的上一帧源图像的定位信息，对已接收的行数据进行由源图像到目的图像的旋转处理，当对源图像的所有行数据旋转处理完毕，旋转系统缓存第一目的图像至外部缓存并进行二值化解析以得到宽度流数据；控制中心对宽度流数据进行解析，若解析成功，则将解析结果输出作为条形码解析结果。本发明实现了处理速度快，实时性强的条形码扫描。

Description

一种用于条形码扫描的图像解析方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种用于条形码扫描的图像解析方法、装置及存储介质。

背景技术

条形码技术由于其准确度高、成本低、可靠性强等优点，被广泛的应用于商业、图书管理、交通等各个领域中。对于条形码而言，由于抖动或是条码放置在扫描终端前是倾斜的，导致扫描得到的图像也会发生倾斜，扫描终端扫描得到的图像，都需要定位条码区域后进行旋转处理以得到满足需求大小的输出图像中。目前，条形码的识别有三个过程：对源图像的条形码区域进行定位、对定位后的条形码区域图像进行旋转处理、对旋转之后的图像进行二值化解析。而在条形码扫描领域，对实时性要求比较高，如何快速对条形码进行解析是一个重要的研究领域。

图像旋转作为图像处理中最基本的几何变换之一，被广泛的应用于图像校正、图像缩放以及图像拼接等领域中。但是在某些对图像旋转实时性较高的应用场景中，例如上述提到的条形码的解析，需要完成从传感器来的图像源进行实时的图像旋转处理，而当前旋转方法通常采用坐标映射，通常都是缓存整帧源图像数据，通过已知目的图像点的坐标确定源点图像坐标，一般采用插值的方法如最近邻插值、双线性插值和双三次插值等技术来实现旋转。而实现这种实时的图像旋转，其处理速度通常受到硬件资源的开销以及数据源的帧率的限制，在帧率较快时，要达到图像旋转的实时性，需要非常大存储资源开销，，而且由于缓存整帧源图像，其实时性也仍旧比较差。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种用于条形码扫描的图像解析方法、装置及存储介质，能够在占用最少存储资源的同时实现快速的图像旋转处理，在降低硬件资源开销的同时提高实时性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于条形码扫描的图像解析方法，包括以下步骤：

S1，从数据源接收一帧源图像前，控制中心判断所述源图像为奇数帧还是偶数帧，若为奇数帧，则执行步骤S2，若为偶数帧，则执行步骤S3；

S2，定位系统实时接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像中条形码区域的定位信息，完成定位处理后，返回步骤S1，准备接收下一帧源图像，其中，定位信息包括条形码区域的旋转中心点和旋转角度；

S3，旋转系统实时从数据源逐行接收所述源图像的行数据；

S4，旋转系统依据上一帧源图像的定位信息，对已接收的行数据进行由源图像到目的图像的旋转处理，将旋转后得到的像素点填充到目的图像中，以用于形成第一目的图像；

S5，旋转系统丢弃已进行旋转处理的行数据；

S6，当对所述源图像的所有行数据旋转处理完毕，旋转系统缓存所述第一目的图像至外部缓存，并对所述第一目的图像进行二值化解析以得到宽度流数据；

S7，控制中心对所述宽度流数据进行解析，若解析成功，则执行步骤S8，若解析失败，则执行步骤S1；

S8，控制中心将解析结果输出作为所述条形码解析结果；

其中，如所述源图像的奇数帧为定位帧，则偶数帧为旋转帧，如所述源图像的偶数帧为定位帧，则非1奇数帧为旋转帧。

优选地，所述旋转系统和所述定位系统在不同源图像时，复用预设缓冲区。

优选地，控制中心为定位系统或旋转系统分配一个可复用的预设缓冲区，步骤S2包括：

S21，从所述预设缓冲区中配置两块缓存，通过乒乓操作接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像的定位信息。

优选地，步骤S21中，所述定位处理包括：

对所述源图像中多行数据的各个块参数进行统计得到所述源图像的定位信息。

优选地，步骤S4包括：

S41，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；其中，M为大于1的整数；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S42，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充。

优选地，步骤S4包括：

S43，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S44，依据所述上一帧源图像的定位信息确定所述M行数据是否包括所述条形码区域；若是，执行步骤S45；若否，执行步骤S46；

S45，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充；

S46，丢弃所述M行数据，处理下一个M行数据。

优选地，步骤S42或S45包括：

S411，在所述M行数据中，从行数据任一侧第一个源像素点开始，以所述第一个源像素点为左顶点或右顶点确定预设的第一区域；

S412，自所述第一区域向行数据另一侧依次移动P个像素点得到所述M行数据其他区域，其中，P为大于等于1的整数；

S413，每确定一个区域后，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述M行数据中已确定区域对应的有效目的像素点并进行像素填充。

优选地，所述每一个区域的大小为M*M，步骤S42或S45包括：

S414，在所述M行数据中，从行数据任一侧第一个源像素点p开始，以所述源像素点p为左顶点或右顶点确定大小为M*M的第一区域；

S415，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述源像素点p映射到所述第一目的图像中的目的像素点d的坐标；

S416，以目的像素点d为中心，划定第一目的图像中L*L的映射区域，映射区域内包括L*L个备选目的像素点；其中，所述L为大于M的整数；

S417，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述备选目的像素点反映射到所述源图像中的源像素点；

S418，当任一备选目的像素点反映射后对应的源像素点落在所述第一区域中，则确定该备选目的像素点为有效目的像素点；

S419，依据所述第一区域内的像素点，通过插值算法对所述映射区域内的所有有效目的像素点进行像素填充；

S420，自所述第一区域向行数据另一侧依次移动P个像素点直至确定所述M行数据的所有区域，每确定一个区域后，循环执行步骤S415至步骤S419，以对确定后的区域对应的有效目的像素点进行像素填充，其中，P为大于等于1且小于M的整数。

优选地，当采用双线性二次插值对有效目的像素点进行填充时，M取值为2。

优选地，步骤S42或S45中，在步骤S413之后还包括步骤：

设置预设寄存器对所述有效目的像素点进行标记，当确认一个有效目的像素点时，对该有效目的像素点的位置进行标记；

在对每一个区域对应的有效目的像素点进行像素填充时，从所述预设寄存器读取标记数据以定位有效目的像素点。

优选地，步骤S42或S45中，在步骤S418之后，还包括：

设置预设寄存器对所述有效目的像素点进行标记，当确认一个有效目的像素点时，对该有效目的像素点的位置进行标记；

在对每一个区域对应的有效目的像素点进行像素填充前，从所述预设寄存器读取标记数据以定位有效目的像素点。

优选地，控制中心为定位系统或旋转系统分配一个可复用的预设缓冲区，步骤S3包括：

S31，从所述预设缓冲区中配置循环缓冲区，配置所述循环缓冲区的预设行范围实时接收所述源图像的行数据以进行旋转处理；

S32，当侦测到旋转处理速度与源图像的数据接收速度差值达到预设阈值时，通知控制中心进行中断异常处理。

优选地，步骤S3中，在步骤S32之后，还包括步骤：

S33，在当前源图像处理完成后，调整所述预设行范围以扩大接收下一帧源图像的存储空间。

为实现上述目的，本发明还提供一种用于条形码扫描的图像解析装置，所述图像解析装置包括：

控制中心，用于：从数据源接收一帧源图像前，判断所述源图像为定位帧还是旋转帧，若为定位帧，则启动定位系统，若为旋转帧，则启动旋转系统；

定位系统，用于：实时接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像中条形码区域的定位信息，完成定位处理后，复位等待控制中心通知以准备接收下一帧源图像，其中，定位信息包括条形码区域的旋转中心点和旋转角度；

旋转系统，用于：实时从数据源逐行接收所述源图像的行数据，依据上一帧源图像的定位信息对已接收的行数据进行由源图像到目的图像的旋转处理，将旋转后得到的像素点填充到目的图像中，以用于形成第一目的图像；丢弃已进行旋转处理的行数据；当对所述源图像的所有行数据旋转处理完毕，则缓存所述第一目的图像至外部缓存，并对所述第一目的图像进行二值化解析以得到宽度流数据；

所述控制中心，还用于对所述宽度流数据进行解析，若解析成功，则将解析结果输出作为所述条形码解析结果，若解析失败，则继续下一帧源图像的处理直至所述条形码解析成功；

其中，如所述源图像的奇数帧为定位帧，则偶数帧为旋转帧，如所述源图像的偶数帧为定位帧，则非1奇数帧为旋转帧。

为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行成如上所述的用于条形码扫描的图像解析方法。

有益效果：

本发明的用于条形码扫描的图像解析方法，对前后两帧源图像采用不同的处理方法，一帧进行条形码定位，一帧进行旋转化处理和二值化后，直接进行条形码解析，由此，在不同时刻进行定位帧和旋转帧的处理时，系统资源和存储资源都可以进行复用。同时，旋转处理时通过源像素点快速确认目的像素点并进行目的图像的填充，无需缓存整帧图像，摆脱了对大容量存储资源依赖，并且，处理速度更快，实时性强。通过分时复用和新的旋转处理方式，利用最小化的存储资源，实现了处理速度快，实时性强的条形码扫描。同时，能够适用存储配置极低的硬件设备，适用性更广。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本发明用于条形码扫描的图像解析的功能模块示意图；

图2为根据本发明的一种优选实施方式的用于条形码扫描的图像解析方法的流程示意图；

图3为本发明对源图像奇偶帧的处理示意图；

图4所示是本发明一种优选实施方式中源图像和目的图像的像素点映射示意图；

图5所示是本发明中一优选实时方式中某一帧源图像和由此得到的目的图像的示意图；

图6所示是本发明一种优选实施方式中目的图像的有效目的像素点的标记示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案进行更详细的说明，以促进对本发明的进一步理解，下面结合附图描述本发明的具体实施方式。但应当理解，所有示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的唯一限定。

本发明应用于片上系统，由控制中心(CPU)和其他各个功能模块电路组成，各个功能模块电路独立完成各自的功能，而控制中心则负责系统资源的分配和调度。请参考图1，所示是本发明的用于条形码扫描的图像解析的功能模块示意图，在本发明中，各功能模块至少包括了定位系统和旋转系统，定位系统负责对源图像中条形码区域进行定位，以得到定位信息。旋转系统负责对源图像条形码区域进行旋转处理和二值化等处理，输出条形码的宽度流数据至控制中心以供解析。

请参考图1，所示是本发明第一实施例中用于条形码扫描的图像解析方法的流程示意图，在本实施例中，用于条形码扫描的图像解析方法包括如下步骤S1-S8：

S1，从数据源接收一帧源图像前，控制中心判断所述源图像为定位帧还是旋转帧，若为定位帧，则执行步骤S2，若为旋转帧，则执行步骤S3；

具体的，源图像是条形码图像。对于某一个条形码而言，扫描终端在扫描的一瞬间(例如，1S内)会得到许多帧图像，这些图像就是需要进行处理的源图像，源图像一般是以一定的帧率从sensor中传输至片上系统进行处理，其行频也都是固定的。对于同一个条码而言，连续的两帧图像之间的变化通常不会太大，前后两帧图像的条形码区域也即条形码区域分布通常是相同的。在本发明应用场景中，由于前后帧图像变化不大，所以可以利用前一帧源图像的定位信息，对下一帧源图像进行旋转和二值化。而为了进一步减少对存储资源和系统资源的占用，同时提高对每一帧源图像的处理速度以匹配源图像的接收速度，在本实施例中，可以对奇偶帧采取不同的处理方式。例如，对奇数帧仅需进行定位处理以得到定位信息，对偶数帧，则直接利用上一帧的定位信息进行旋转处理和二值化。这样，每一帧源图像的处理时间非常短，可以避免在存储资源有限的情况下，由于处理速度较慢，而无法及时接收数据源传输过来的下一帧源图像，造成错误和数据丢失。可以理解的是，定位帧和旋转帧可以依据需要设置。例如，如果设置奇数帧为定位帧，偶数帧为旋转帧，则控制中心在接收到第1、3、5、7帧...时，会判定为定位帧，在接收到第2、4、6、8帧...时，会判定为旋转帧。如果设置偶数为定位帧，奇数(不包括1)帧为旋转帧，则控制中心在接收到第2、4、6、8帧...时，会判定为定位帧，在接收到第3、5、7、9帧...时，会判定为旋转帧，此时，第1帧可以不做处理。

因此，在源图像从数据源被传输过来时，控制中心会先判断将接收的源图像是定位帧还是旋转帧，例如，如果是定位帧，则需要启动定位系统进行接收和定位处理，如果是旋转帧，则需要启动旋转系统进行接收和旋转处理。可以理解的是，不管启动定位系统还是旋转系统，控制中心分配的系统资源都是同样的，控制中心为定位系统或旋转系统分配一个可复用的预设缓冲区，在启动定位系统时，该预设缓冲区由定位系统占用，在启动旋转系统时，该预设缓冲区由旋转系统占用。

以下参考图3，所示为本发明对源图像的处理示意图，图示以奇数帧为定位帧，偶数帧为旋转帧为例进行说明。假设源图像从数据源传输过来时，前后帧之间的传输间隔时长为t1，如图所示，第一个t1时刻，数据源开始向片上系统传输第一帧源图像，此时，为奇数帧，也即定位帧，因此，控制中心启动定位系统，由定位系统接收第一帧源图像并进行条形码定位，并且，控制中心分配给定位系统的资源，会保证第一帧源图像的处理会在2t1时刻前，也即数据源开始传输第二帧源图像前处理完毕。2t1时刻，数据源开始传输第二帧源图像，此时，为偶数帧，也即旋转帧，因此，控制中心启动旋转系统，由旋转系统接收第二帧源图像并进行条形码旋转和二值化处理，同样，控制中心分配给定位系统的资源，与第一帧时分配给定位系统的资源是相同的，同样也会保证第二帧源图像的处理会在3t1时刻前，也即数据源开始传输第三帧源图像前处理完毕。以此类推，后续其他帧图像的处理也与此相同，不再赘述。

可以理解，确保在下一帧源图像过来前，对上一帧源图像的处理已经完成，既可以避免造成错误和数据丢失，也可以最大限度利用系统资源的浪费，同时，还可以及时释放不同功能电路模块占用的系统资源，以供控制中心分配给其他功能电路模块。

对于每一帧源图像的具体处理过程，将在后续步骤中进行描述。

S2，定位系统实时接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像中条形码区域的定位信息，完成定位处理后，返回步骤S1，准备接收下一帧源图像，其中，定位信息包括条形码区域的旋转中心点和旋转角度；

具体地，对于定位帧源图像，由定位系统进行条形码定位，控制中心分配给定位系统一个预设缓冲区，定位系统接收源图像时，对于源图像的数据接收，并不需要整帧缓存，而是按行缓存，处理完的多行数据，可以丢弃，空出新的位置以缓存新的行数据。对源图像的所有行数据都进行定位处理后，可以得到该帧图像的定位信息，确定该帧图像中的条形码区域，定位信息包括条形码区域的旋转中心点和旋转角度。

完成对当前帧源图像的处理后，定位系统复位，返回到步骤S1，准备进行下一帧源图像的接收。

进一步地，在本发明其他实施例中，步骤S2包括：

S21，从预设缓冲区中配置两块缓存，通过乒乓操作接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像的定位信息。

具体的，进行定位处理时，可以通过设置乒乓缓存，使对于源图像的操作不间断，形成两个独立的数据流。在控制中心分配的预设缓冲区中，配置两块缓存，源图像的源数据按行累计进入到两块乒乓缓存中。当第一块缓存的数据缓存完毕，此时，可以对第一块缓存内的行数据进行行分块后统计多行内各个块的参数求出定位信息，同时，第二块缓存可以继续接收源图像的行数据。第一块缓存内的行数据处理完毕，则释放缓存空间，开始接收源图像的行数据，此时，第二块缓存的数据缓存完毕，开始进行数据处理，即进行行分块后统计多行内各个块的参数求出定位信息。

由此，通过乒乓操作，可以实现两块缓存内读写分开，两个数据流独立处理，输入数据流和输出数据流都是不间断的，可以实现对源数据的无缝缓冲与处理，提高处理的速度。

进一步地，在本发明实施例中，步骤S21中，定位处理包括：

对所述源图像中多行数据的各个块参数进行统计得到所述源图像中的定位信息。

具体的，对源图像进行块划分，进行各个块的参数统计，累计所有行的块的参数统计，可以确定该帧源图像的条形码区域、条形码区域旋转中心点和旋转角度。此处，参数可以包括各块的幅值参数和角度信息等。对于条形码的定位，本发明不做具体限制，可以通过现有的条形码行为算法实现。

S3，旋转系统实时从数据源逐行接收所述源图像的行数据；

S4，旋转系统依据当前帧的上一帧源图像的定位信息，对已接收的行数据进行由源图像到目的图像的旋转处理，将旋转后得到的像素点填充到目的图像中，以用于形成第一目的图像；

S5，旋转系统丢弃已进行旋转处理的行数据；

具体的，对于旋转帧源图像，由旋转系统进行旋转处理和二值化等处理，控制系统同样会将预设缓冲区分配给旋转系统。由于定位系统和旋转系统对于定位帧和旋转帧源图像的处理是分开在不同时刻进行的，因此，可以在不同时刻复用该预设缓冲区，这样，在整个条形码图像的解析过程中，只占用了极少的存储资源。在本发明中，对于任意一帧源图像数据的接收，是一行一行进行缓存的，边接收边实时处理，处理过后的数据则可以直接丢弃，空出存储位置以接收下一行的数据，直至遍历整帧源图像的行数据，而并不需要整帧全部缓存后再进行处理，因此，无需提供足够整帧源图像的存储资源，而只需配置少量内部缓存即可。

可以理解，对于条形码区域，需要能够获取X方向的数据，才能知道的多个黑条和空白之间的排列规则和宽度，即列数据需要是完整的，但对于行数据，可以根据不同的解析精度缓存部分行数据即可实现条形码的识别解析，因此，对于不同的解析精度要求，需要的目的图像大小是不一样的，例如，如图5所示，是由源图像得到一个目的图像的示意图，对于640(列，即竖直方向)*480(行，即水平方向)的源图像，条形码区域可能是640*64，而根据不同精度需求，目的图像可以是640*16、640*32等不同大小，例如，图中所示目的图像大小就是640*32，但是，不管目的图像大小如何，都需要对源图像进行旋转处理后将条形码区域的数据填充到目的图像中。

具体的，如前所述，图像源连续的两帧图像之间的变化通常不会太大，前后两帧图像的条形码区域分布通常是相同的。因此，在本实施例中，对定位帧源图像进行条形码定位以获取定位信息，这样，在处理下一帧的旋转帧源图像时，可以利用前一帧源图像的定位信息来对当前帧源图像进行旋转处理，而不需要对当前帧源图像再进行条形码定位。现有技术中，对于图像的旋转变化，通常采用插值算法进行，一般需要确定源图像每一个像素点的像素值，通过目的像素点确定计算影响它的源像素点，由此才能够实现对旋转后的目的图像上像素点的像素填充。而在本发明实施例中，源图像的数据不是整帧缓存后处理的，而是按行接收实时处理的，在进行旋转处理时，并不知道整帧源图像每一个像素点的像素值，因此，在本发明实施例中，旋转处理是由源图像到目的图像，通过源图像中已接收的行数据中的源像素点确定需要填充的目的像素点，处理完毕后，已处理的行数据会被从缓存中被吐出丢弃，存储资源释放，继续下一个行数据的处理。

可以理解的是，可以接收的源图像的最大行数据，以及每次可以处理行数据的量，取决于控制中心对系统存储资源的分配，例如，可以接收最多16行数据，然后一次处理2行数据、3行数据、4行数据或是其他数量，每次处理完就释放该存储资源，但是对于第二流水线而言，最多能接收的行数据仍是16行。

可以理解的是，对于源图像的处理，是边接收边进行旋转处理，因此，当对源图像的行数据都已经进行了遍历，每一行数据都已经进行了旋转处理，则对该帧源图像的处理结束，可以得到第一目的图像，如果还未处理完毕，则继续接收并进行旋转，直至处理完毕。

S6，当对所述源图像的所有行数据旋转处理完毕，旋转系统缓存所述第一目的图像至外部缓存，并对所述第一目的图像进行二值化解析以得到宽度流数据；

具体的，如上所述，对于条形码区域，需要能够获取X方向的数据，才能知道的多个黑条和空白之间的排列规则和宽度，即列数据需要是完整的，但对于行数据，可以根据不同的解析精度缓存部分行数据即可实现条形码的识别解析。在本发明中，假设只需要预设行行数据，就可以在预设精度内实现条形码的识别解析，因此，相比于源图像，第一目的图像只需要预设行即可，具体由二值化解析时的所需精度决定，因此，缓存第一目的图像所需的缓存，相比于原来整帧缓存源图像，此部分缓存通常只需要缓存多行旋转后的条码区域，相比而言是非常小的。如图5所示，640*480的源图像，最终得到的目的图像只是640*32大小。缓存第一目的图像后，还需要对其进行二值化解析以转换为控制中心可解析的宽度流数据，该宽度流数据所耗费的缓存是非常小的，在整帧源图像的处理中，几乎可以忽略不计

S7，控制中心对所述宽度流数据进行解析，若解析成功，则执行步骤S8，若解析失败，则执行步骤S1；

S8，控制中心将解析结果输出作为所述条形码解析结果。

具体的，控制中心对第一目的图像的宽度流数据进行解析，如果能够成功得到条形码的解析结果，则对条形码的图像解析到此结束，控制中心直接输出解析结果，如果还没解析成功，则需要继续接收并处理下一帧源图像，重复执行步骤S1-S6直至解析成功。

本发明实施例在处理源图像时，对于前后帧采用不同的处理方式并且分时复用了存储资源，从而，在使用了最少存储资源的同时也一定程度上提高了处理速度，保证了条码扫描的实时性。同时，在旋转处理时，直接通过源像素点快速确认目的像素点并进行目的图像的填充，无需缓存整帧图像，摆脱了对大容量存储资源依赖，并且，处理速度更快，实时性强。由此，在降低硬件存储资源开销的情况下，也同时提高了图像处理的实时性。

进一步地，在本实施例中，步骤S4包括：

S41，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；其中，M为大于1的整数；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S42，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充。

具体的，由于系统内存资源有效，每次可以处理的行数据是有限的，假设每次处理M行数据，M为大于1的整数；对于每次处理的行数据，本实施例中，是分区域进行处理的，由于定位系统在上一帧的奇数帧中已经确定了旋转中心和旋转角度，因此，在旋转系统中，对于每一次图像解析来说，第一目的图像大小也是确定的，只需要对其中的有效目的像素点进行像素填充，此时，可以由旋转中心点和旋转角度，按顺序，例如，从左到右，或是从右到左，计算M行数据中每一个区域对应到第一目的图像中的有效目的像素点，然后，根据该区域内所包含的源像素点，通过插值算法对有效目的像素点进行像素填充，由此，可以得到M行数据中对应的所有有效目的像素点。确定所有区域对应的有效目的像素点后，就可以得到填充完毕的第一目的图像。

可以理解的，不同区域之间，可以存在重叠，本发明对此不作限制。

进一步地，在一优选实施例中，步骤S4包括：

S43，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S44，依据所述上一帧源图像的定位信息确定所述M行数据是否包括所述条形码区域；若是，执行步骤S45；若否，执行步骤S46；

S45，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充；

S46，丢弃所述M行数据，处理下一个M行数据。

具体的，在此实施例中，在对M行数据进行处理前，可以先根据之前的定位信息判断这M行数据是否存在条形码区域，如果这M行数据都是无效数据，则无需处理，可以直接丢弃掉，继续下一个M行数据的处理。

进一步地，在本发明一优选实施例中，步骤S42或S45包括：

S411，在所述M行数据中，从行数据任一侧第一个源像素点开始，以所述第一个源像素点为左顶点或右顶点确定预设的第一区域；

S412，自所述第一区域向行数据另一侧依次移动P个像素点得到所述M行数据其他区域，其中，P为大于等于1的整数；

S413，每确定一个区域后，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述M行数据中已确定区域对应的有效目的像素点并进行像素填充。

具体的，为了能够遍历M行数据中的所有像素点，可以从行数据任一侧的第一个源像素点开始，确定第一个区域，该第一个源像素点可以作为该第一区域的左顶点或是右顶点。确定第一区域后，可以计算该第一区域对应的有效目的像素点，然后通过该区域内的源像素点对有效目的像素点进行像素填充。完成第一区域的处理后，自第一区域向左或是向右，也即向行数据另一侧依次移动P像素点可以得到后续其他区域，此处，P为大于等于1的整数，可以依据需要的解析精度确定。对于每一个区域，其旋转处理跟第一区域相同，此处不再赘述。以下以第一区域为例对于如何确定每一个区域对应的有效目的像素点进行说明：对于几何图形的旋转处理，在确定旋转中心和旋转角度的情况下，已知源图像的一个像素点，根据旋转中心点以及角度可以求出对应旋转之后的目的像素点的坐标，同样的，根据目的图像上的一点像素点，也可以找到源图像上的与之对应的一点。对于第一区域，可以以左顶点或右顶点作为第一源像素点，计算出对应旋转之后的目的像素点的坐标，通常而言，该坐标一般不会是整数(像素点坐标通常都是以整数表示)，因此，根据该目的像素点反映射出来的源像素点与第一源像素点也可能不是同一点，很可能并不落入第一区域内，则不是第一区域对应的有效像素点。因此，将第一区域映射到第一目的图像后，可能不包括目的像素点，也可能包括多个目的像素点。为了确认有效的目的像素点，可以以计算出的目的像素点为中心，在第一目的图像中划出一个预设大小的区域，对于该区域内的所有目的像素点，一一进行反映射，得到的源像素点坐标落在第一区域内的目的像素点，则认为是有效目的像素点，此时，可以通过插值算法，由第一区域内包含的源像素点的像素值，对每一个有效的目的像素点进行填充。

进一步地，在一优选实施例中，S413之后，步骤S42或S45还包括：

设置预设寄存器对所述有效目的像素点进行标记，当确认一个有效目的像素点时，对该有效目的像素点的位置进行标记；

在对每一个区域对应的有效目的像素点进行像素填充时，从所述预设寄存器读取标记数据以定位有效目的像素点。

具体的，在映射区域内，也即第一目的图像与源图像中某一区域对应的区域内，可能只包含几个有效点，并且位置时随机分布，如图6所示，可能是0、3、n位置的点有效，因此，可以设置一个预设寄存器，当确定该目的像素点有效时，标记有效的点，然后排列成0、1、2...n个点，假设n＝7，则标记为10001001b，并存入预设寄存器中，这样，当进行填充时，就可以快速找出对应的有效目的像素点的位置进行像素填充，而不需要遍历整个映射区域内的所有像素点。

通过对有效目的像素点进行标记，可以提高目的像素点的填充速度，从而加快旋转处理，提高实时性。

进一步地，在另一优选实施例中，步骤S42或S45包括：

S414，在所述M行数据中，从行数据任一侧第一个源像素点p开始，以所述源像素点p为左顶点或右顶点确定大小为M*M的第一区域；

S415，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述源像素点p映射到所述第一目的图像中的目的像素点d的坐标；

S416，以目的像素点d为中心，划定第一目的图像中L*L的映射区域，映射区域内包括L*L个备选目的像素点；其中，所述L为大于M的整数；

S417，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述备选目的像素点反映射到所述源图像中的源像素点；

S418，当任一备选目的像素点反映射后对应的源像素点落在所述第一区域中，则确定该备选目的像素点为有效目的像素点；

S419，依据所述第一区域内的像素点，通过插值算法对所述映射区域内的所有有效目的像素点进行像素填充；

S420，自所述第一区域向行数据另一侧依次移动P个像素点直至确定所述M行数据的所有区域，每确定一个区域后，循环执行步骤S415至步骤S419，以对确定后的区域对应的有效目的像素点进行像素填充。

具体的，在本实施例中，旋转系统进行旋转处理时，一次处理M行数据，此时，设定每一个区域的大小为M，可以理解，每一个区域的大小也可以不是M*M，而是其他大小，但区域的行数必然小于M，本实施例中以区域大小为M*M进行说明。可以理解的是，此时，为了避免遗漏源图像任意列数据，P的取值应当大于等于1且小于M。更近一步地，当填充时采用双线性二次插值算法时，M可以取值为2，此时，旋转系统每次处理已接收的2行源图像数据，在处理这2行源图像数据时，以每一个2*2区域为单位对第一目的图像进行填充。以下以L取5对任一区域中的旋转过程进行详细说明：

假设源图像中源像素点所在的坐标系为g(i,j)，目的图像中目的像素点所在的坐标系f(x,y)。已知源图像的一个像素点p坐标为p(i,j)，根据旋转中心点以及旋转角度可以求出对应旋转之后的目的像素点d的像素坐标，如下公式(1)所示，其中，cos_angle/sin_angle是旋转角度的cos/sin值(精度转化为ACC位定点)，(sx,sy)是源图像g的旋转中心点(条码区域)，(dx,dy)是旋转后目的图像中心点(即目的图像尺寸的中心点)，ACC是计算的精度值(例如10位)。同理，根据目的图像上的一点像素点d的坐标d(x,y)，也可以找到源图像上与之对应的一点p′的坐标p′(i′,j′)，如式(2)：

请参考图4，所示是本实施例中源图像和目的图像的像素点映射图，由源图像的p计算目的像素d时，由于计算出来的坐标可能不是整数，则目的图像点d反推出的p′点与p可能也不是同一点，如图4所示，所以在源像素中以p点为顶点的2x2区域中可能不包括目的像素点，也有可能包括多个目的像素点。由于旋转之后，两点之间固定的步长保持不变，理论上2x2块源点上包括最多2个目的像素点，但是由于存在计算精度的误差，所以最多可能不止两个。以目的图像上的d找到周围5x5的点形成映射区域，对这些目的坐标点进行(2)反映射，则坐标(i′,j′)落在2x2区域内的像素点便是需要填充的目的像素点。此时可以通过双线性二次插值算法对需要填充的目的像素点进行填充，当以p为左顶点的2x2区域填充完该区域对应的有效目的像素点后，将2x2窗口左移或是右移一个像素点，进行下一个区域的处理。

可以理解的是，在本发明实施例中，L为大于M的整数，L的取值由解析的精度和系统内存资源确定，可以通过调试确定合适的值。

进一步地，在一优选实施例中，步骤S42或S45中，步骤S418之后，还包括：

设置预设寄存器对所述有效目的像素点进行标记，当确认一个有效目的像素点时，对该有效目的像素点的位置进行标记；

在对每一个区域对应的有效目的像素点进行像素填充前，从所述预设寄存器读取标记数据以定位有效目的像素点。

具体的，在映射区域内，也即第一目的图像与源图像中M*M区域对应的L*L区域内，可能只包含几个有效点，并且位置时随机分布，如图6所示，可能是0、3、n位置的点有效，因此，可以设置一个预设寄存器，当确定该目的像素点有效时，标记有效的点，然后排列成0、1、2、......n个点，假设n＝7，则标记为10001001b，并存入预设寄存器中，这样，当进行填充前，就可以快速找出对应的有效目的像素点的位置进行像素填充，而不需要遍历整个映射区域内的所有像素点。

通过对有效目的像素点进行标记，可以提高目的像素点的填充速度，从而加快旋转处理，提高实时性。

进一步地，在一优选实施例中，所述步骤S3包括：

S31，从所述预设缓冲区中配置循环缓冲区，配置所述循环缓冲区的预设行范围实时接收所述源图像的行数据以进行旋转处理；

S32，当侦测到旋转处理速度与源图像的数据接收速度差值达到预设阈值时，通知控制中心进行中断异常处理。

S33，在当前源图像处理完成后，调整所述预设行范围以扩大接收下一帧源图像的存储空间。

具体的，旋转系统可以在预设缓存区设置一个预设容量的循环行buffer，假设现在总的buffer行数是16行，现在进行源图像数据的接收，最初控制中心只配置了8行用于接收源图像的行数据。对于旋转系统来说，最大只能缓存8行，旋转处理是M行例如2行为一次进行处理，处理完这个buffer位置就空出来缓存新的数据，但是源图像数据一直占用的还是8行的buffer。

由于源图像的处理是一帧帧进行的，如果在处理当前帧时，由于源图像的旋转角度很小，实时旋转处理速度跟不上行数据的接收速度，则旋转系统在当前帧会报一个带宽出错中断，通知控制中心进行中断处理，则控制中心在第二级流水线进行下一帧的处理前会将第二级流水线用于接收源图像行数据的buffer行数从8行buffer扩到12行或者更大，以避免新接收的数据无法缓冲或是覆盖还未处理的数据。

通过设置循环行buffer来协调图像接收速度和旋转处理速度，这样，避免了旋转处理速度跟不上源图像的接收速度，避免了数据的漏处理和中断错误。

本发明第二实施例进一步提供一种用于条形码扫描的图像解析装置。请参考图1，在本实施例中，图像解析装置100包括定位系统110,、旋转系统120和控制中心130。

控制中心130，用于：从数据源接收一帧源图像前，判断所述源图像为定位帧还是旋转帧，若为定位帧，则启动定位系统，若为旋转帧，则启动旋转系统；

定位系统110，用于：实时接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像中条形码区域的定位信息，完成定位处理后，复位等待控制中心通知以准备接收下一帧源图像，其中，定位信息包括条形码区域的旋转中心点和旋转角度；

旋转系统120，用于：实时从数据源逐行接收所述源图像的行数据，依据当前帧的上一帧源图像的定位信息对已接收的行数据进行由源图像到目的图像的旋转处理，将旋转后得到的像素点填充到目的图像中，以用于形成第一目的图像；丢弃已进行旋转处理的行数据；当对所述源图像的所有行数据旋转处理完毕，则缓存所述第一目的图像至外部缓存，并对所述第一目的图像进行二值化解析以得到宽度流数据；

控制中心130还用于对所述宽度流数据进行解析，若解析成功，则将解析结果输出作为所述条形码解析结果，若解析失败，则继续下一帧源图像的处理直至所述条形码解析成功。

图像解析装置实现用于条形码扫描的图像解析方法的过程在前文已经详细描述，此处不再赘述。

本发明第三实施例进一步提供一种存储介质，存储介质存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行成如前文所述的用于条形码扫描的图像解析方法。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1，从数据源接收一帧源图像前，控制中心判断所述源图像为定位帧还是旋转帧，若为定位帧，则执行步骤S2，若为旋转帧，则执行步骤S3；

S2，定位系统实时接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像中条形码区域的定位信息，完成定位处理后，返回步骤S1，准备接收下一帧源图像，其中，定位信息包括条形码区域的旋转中心点和旋转角度；

S3，旋转系统实时从数据源逐行接收所述源图像的行数据；

S4，旋转系统依据当前帧的上一帧源图像的定位信息，对已接收的行数据进行由源图像到目的图像的旋转处理，将旋转后得到的像素点填充到目的图像中，以用于形成第一目的图像；

S5，旋转系统丢弃已进行旋转处理的行数据；

S6，当对所述源图像的所有行数据旋转处理完毕，旋转系统缓存所述第一目的图像至外部缓存，并对所述第一目的图像进行二值化解析以得到宽度流数据；

S7，控制中心对所述宽度流数据进行解析，若解析成功，则执行步骤S8，若解析失败，则执行步骤S1；

S8，控制中心将解析结果输出作为所述条形码解析结果；

其中，如所述源图像的奇数帧为定位帧，则偶数帧为旋转帧，如所述源图像的偶数帧为定位帧，则非1奇数帧为旋转帧；

所述步骤S4包括：

S41，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；其中，M为大于1的整数；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S42，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充；或 ，

S43，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S44，依据所述上一帧源图像的定位信息确定所述M行数据是否包括所述条形码区域；若是，执行步骤S45；若否，执行步骤S46；

S45，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充；

S46，丢弃所述M行数据，处理下一个M行数据；

所述每一个区域的大小为M*M，步骤S42或S45包括：

S414，在所述M行数据中，从行数据任一侧第一个源像素点p开始，以所述源像素点p为左顶点或右顶点确定大小为M*M的第一区域；

S415，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述源像素点p映射到所述第一目的图像中的目的像素点d的坐标；

S416，以目的像素点d为中心，划定第一目的图像中L*L的映射区域，映射区域内包括L*L个备选目的像素点；其中，所述L为大于M的整数；

S417，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述备选目的像素点反映射到所述源图像中的源像素点；

S418，当任一备选目的像素点反映射后对应的源像素点落在所述第一区域中，则确定该备选目的像素点为有效目的像素点；

S419，依据所述第一区域内的像素点，通过插值算法对所述映射区域内的所有有效目的像素点进行像素填充；

S420，自所述第一区域向行数据另一侧依次移动P个像素点直至确定所述M行数据的所有区域，每确定一个区域后，循环执行步骤S415至步骤S419，以对确定后的区域对应的有效目的像素点进行像素填充，其中，P为大于等于1且小于M的整数。

2.根据权利要求1所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，所述旋转系统和所述定位系统在处理不同源图像时，复用预设缓冲区。

3.根据权利要求1所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，控制中心为定位系统或旋转系统分配一个可复用的预设缓冲区，步骤S2包括：

S21，从所述预设缓冲区中配置两块缓存，通过乒乓操作接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像的定位信息。

4.根据权利要求3所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，步骤S21中，所述定位处理包括：

对所述源图像中多行数据的各个块参数进行统计得到所述源图像的定位信息。

5.根据权利要求1所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，当采用双线性二次插值对有效目的像素点进行像素填充时，M取值为2。

6.根据权利要求5所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，步骤S42或S45中，在步骤S413之后还包括步骤：

设置预设寄存器对所述有效目的像素点进行标记，当确认一个有效目的像素点时，对该有效目的像素点的位置进行标记；

在对每一个区域对应的有效目的像素点进行像素填充时，从所述预设寄存器读取标记数据以定位有效目的像素点。

7.根据权利要求5所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，步骤S42或S45中，在步骤S418之后，还包括：

设置预设寄存器对所述有效目的像素点进行标记，当确认一个有效目的像素点时，对该有效目的像素点的位置进行标记；

在对每一个区域对应的有效目的像素点进行像素填充前，从所述预设寄存器读取标记数据以定位有效目的像素点。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，控制中心为定位系统或旋转系统分配一个可复用的预设缓冲区，步骤S3包括：

S31，从所述预设缓冲区中配置循环缓冲区，配置所述循环缓冲区的预设行范围实时接收所述源图像的行数据以进行旋转处理；

S32，当侦测到旋转处理速度与源图像的数据接收速度差值达到预设阈值时，通知控制中心进行中断异常处理。

9.根据权利要求8所述的用于条形码扫描的图像解析方法，其特征在于，步骤S3中，在步骤S32之后，还包括步骤：

S33，在当前源图像处理完成后，调整所述预设行范围以扩大接收下一帧源图像的存储空间。

10.一种用于条形码扫描的图像解析装置，其特征在于，所述图像解析装置包括：

控制中心，用于：从数据源接收一帧源图像前，判断所述源图像为定位帧还是旋转帧，若为定位帧，则启动定位系统，若为旋转帧，则启动旋转系统；

定位系统，用于：实时接收所述源图像并进行定位处理以确定所述源图像中条形码区域的定位信息，完成定位处理后，复位等待控制中心通知以准备接收下一帧源图像，其中，定位信息包括条形码区域的旋转中心点和旋转角度；

旋转系统，用于：实时从数据源逐行接收所述源图像的行数据，依据当前帧的上一帧源图像的定位信息对已接收的行数据进行由源图像到目的图像的旋转处理，将旋转后得到的像素点填充到目的图像中，以用于形成第一目的图像，所述旋转系统执行如下步骤以完成功能：

S41，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；其中，M为大于1的整数；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S42，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充；或 ，

S43，在已接收的行数据中以M行为单位，每次对M行数据进行处理；

针对每一个M行数据，处理方法为：

S44，依据所述上一帧源图像的定位信息确定所述M行数据是否包括所述条形码区域；若是，执行步骤S45；若否，执行步骤S46；

S45，根据所述旋转中心点和旋转角度按顺序计算所述M行数据中每一个区域对应的有效目的像素点，对所述第一目的图像中的有效目的像素点进行像素填充；

S46，丢弃所述M行数据，处理下一个M行数据；

所述每一个区域的大小为M*M，步骤S42或S45包括：

S414，在所述M行数据中，从行数据任一侧第一个源像素点p开始，以所述源像素点p为左顶点或右顶点确定大小为M*M的第一区域；

S415，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述源像素点p映射到所述第一目的图像中的目的像素点d的坐标；

S416，以目的像素点d为中心，划定第一目的图像中L*L的映射区域，映射区域内包括L*L个备选目的像素点；其中，所述L为大于M的整数；

S417，根据所述旋转中心点和旋转角度计算所述备选目的像素点反映射到所述源图像中的源像素点；

S418，当任一备选目的像素点反映射后对应的源像素点落在所述第一区域中，则确定该备选目的像素点为有效目的像素点；

S419，依据所述第一区域内的像素点，通过插值算法对所述映射区域内的所有有效目的像素点进行像素填充；

S420，自所述第一区域向行数据另一侧依次移动P个像素点直至确定所述M行数据的所有区域，每确定一个区域后，循环执行步骤S415至步骤S419，以对确定后的区域对应的有效目的像素点进行像素填充，其中，P为大于等于1且小于M的整数；

丢弃已进行旋转处理的行数据；当对所述源图像的所有行数据旋转处理完毕，则缓存所述第一目的图像至外部缓存，并对所述第一目的图像进行二值化解析以得到宽度流数据；

所述控制中心，还用于对所述宽度流数据进行解析，若解析成功，则将解析结果输出作为所述条形码解析结果，若解析失败，则继续下一帧源图像的处理直至所述条形码解析成功；

其中，如所述源图像的奇数帧为定位帧，则偶数帧为旋转帧，如所述源图像的偶数帧为定位帧，则非1奇数帧为旋转帧。

11.一种存储介质，所述存储介质存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1-9任一项所述的方法。

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