CN112215319B - 颜色标记特征图形的二维码及其识别方法 - Google Patents

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Abstract

QR二维码作为一种以图像形式存储数据的技术，广泛应用于支付、物流、服务等领域。当QR码存储的数据量较大时，由于镜头畸变或图像采集角度不当，产生的形变会严重影响到QR二维码的识别，导致数据缺失。为解决该问题，采用特定颜色标记定位图形和对齐图形,生成QR二维码。在进行识别时，通过匹配特征图形的基本形状，通过特征图形的多个线段的外沿坐标计算特征图形中心点的实际坐标，并根据特征图形数量预估二维码版本范围。在预估版本范围内，根据不同版本下的特征图形中心点标准坐标和实际坐标，利用四边形投影变换，将实际图片转换为标准数据点阵。采用本发明的技术方案，可以在QR码图片形变导致线宽比例不符合标准的情况下提高识别率。

Description

颜色标记特征图形的二维码及其识别方法
技术领域
本发明涉及计算机应用领域，涉及二维码技术，具体涉及一种用颜色标记QR二维码以提高识别率的方法。
背景技术
QR二维码作为一种以图像形式存储数据的技术，广泛应用于支付、物流、服务等领域。当QR二维码存储的数据量较大时，由于镜头畸变或图像采集角度不当，产生的形变会严重影响到QR二维码的识别，导致数据缺失。为解决该问题，本发明提出一种采用颜色标记QR二维码来提高识别率的方法。
解决图形畸变下的识别，关键在于二维码特征图形的提取。查找特征图形的一般方法是通过线扫描搜索局部图形线宽比例是否符合标准比例。如果没有符合规格的图形，则不能进行识别。当使用高版本的二维码时，由于相机的最大像素限制，拍摄获得的二维码图形中每bit的像素点阵数较少。由于镜头畸变和图像处理误差等原因，会使得拍摄图像中的特征图形线宽比例偏离检测标准，导致二维码不能被识别。如定位图形线宽比例为 1:1:3:1:1，如果使用3*3像素表示，总像素为3:3:9:3:3。由于拍摄成像的缩放比例受到距离和变焦倍数共同作用的影响，当比例不是整数时，在数据处理时会出现截断误差。比例为1.4时，计算的实数值为4.2:4.2:12.6:4.2:4.2，取整后像素为4:4:13:4:4。同时，较细的深色线条在成像时更容易受到周边白色图像的光照影响，导致线条变窄，从而进一步加重比例的变化，增大了二维码的识别难度。
采用特定颜色标记定位图形和对齐图形, 生成QR二维码，在进行二维码识别时，比普通黑白两色表示的二维码更容易进行特征图形的提取，从而提高识别率。
发明内容
本发明提供一种用颜色标记特征图形的二维码以及其识别方法，目的在于解决二维码图形畸变下的识别。采用颜色标记特征图形的二维码，主要解决二维码图片识别过程中特征图形的查找问题，并通过分析特征图形，生成标准的单像素二维码图形。
本发明的技术方案如下所示：
S1：使用图像采集设备获取用颜色标记的二维码图片。
S2：利用RGB颜色值的差异将特征图形从二维码图片中提取出来。
S3：采用单一方向搜索特征图形矩阵中的四边形环以及中心点。
S4：根据线段长度平均值，对搜索到的图形进行筛选、确认，具有较长边长的为定位图形，较短边长的则为对齐图形。定位图形的数量有且仅有三个，否则终止识别。
S5：根据X方向扫描的所有线段计算中点的X坐标，根据Y方向扫描的所有线段计算中点的Y坐标，获得特征图形矩阵的中心点。
S6：根据中心点坐标，判断定位图形和对齐图形的位置，并预估版本号。
S7：根据中心点实际坐标和预估范围内不同版本号下的标准位置坐标，采用四边形投影变换，生成至多7个二维码标准图形。
S8：识别二维码，获取其格式信息，与预估版本号进行对比，筛选出匹配的二维码，进一步识别得到存储的数据。
本发明提出的用颜色标记特征图形的二维码以及其识别方法至少具有下列优点及有益效果：
1、本发明通过匹配特征图形的基本形状，通过特征图形的多个线段的外沿坐标计算特征图形中心点的实际坐标，并根据特征图形数量预估二维码版本范围。在预估版本范围内，根据不同版本下的特征图形中心点标准坐标和实际坐标，利用四边形投影变换，将实际图片转换数据点阵，再进行二维码的识别。
2、本发明能够在特征图形变形导致线宽比例不符合标准的情况下，将包含二维码的图片转换为标准二维码数据，提高了二维码的识别率，且实现方法简单。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的示例性实施过程，并与其说明一起，用于解释本发明的原理，以提供对本发明的进一步理解。
图1为采用红色标记的标准二维码图片（version=29）。
图2为摄像头采集到的用红色标记了特征图形的二维码图片。
图3为根据颜色标记提取出的特征图形。
图4为沿X方向对完整的特征图形（左）和中心点缺失的特征图形（右）进行扫描的示意图。
图5为投影变换生成的数据点阵在实际图片中的显示。
图6为根据数据点阵生成的标准二维码图片。
图7为不同m值对应的二维码版本号范围的表格。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于所附权利要求限定的范围。
为达到上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：
1）以使用红色为例，标记二维码的定位、对齐图形（特征图形）。
2）利用颜色差异，将特征图形从二维码图片中提取出来，阐述分割图形的基本方法：
（a）将图片RGB颜色值分别取出。
（b）对每个像素点的颜色值进行比较，当红色值大于其他两种颜色值的和，且红色值大于某一阈值时，将该点的数据赋值为1；不满足该条件点的数据赋值为0。
（c）上一步获得的数据即为提取出的特征图形矩阵。
3）采用单一方向搜索特征图形矩阵中的四边形环及其中心点。基本方法如下所示：
（a）建立初始分类图形集合
（b）选择采用沿X或Y方向对全图进行线扫描，开始搜索符合特定线宽规则的线段。线段识别规则为：“连续1-连续0-连续1-连续0-连续1”或者“连续1-连续0-连续1”。
（c）当在某一Y值直线上发现符合规则的线段后，记录线段的起始点A、终止点B点坐标和AB线段长度。将新发现的线段与已分类图形集合P中处于开放状态的图形所属线段Lpi进行坐标比较，根据线段A、B两点坐标的连续性，判断新线段是否属于已发现的图形。
（d）如果判断线段属于已经分类的图形，则将新发现的线段归类于该图形的线段集合中。如果不属于已经发现的图形，则新建一个图形分类，将该图形标记为开放状态。
（e）在Y值连续变化2次以上的搜索中，对于没有新线段加入的图形，则将该图形标记为关闭状态。关闭状态的图形不再用于新发现线段的匹配查找。
（f）重复（a）—（e）步骤，直到进行全图搜索完成。
（g）根据分类图形中所属线段的数量，判断是否为有效分类图形。判断规则：每个图形所属的线段不少于3个。对于少于3个线段的图形，从分类图形集合P中删除。
4）对搜索到的分类图形进行确认。基本方法如下：
（a）对于分类图形集合P中的每一个图形的线段，计算线段长度平均值，估算图形扫描方向的中点心坐标。根据线段长度平均值，将所有图形分为两类：较长的图形为定位图形，较短的图形为对齐图形。定位图形数量应为3个，否则终止识别。
（b）依据图形中心线的坐标Lc(Xc, Yc)和平均宽度LENC，计算另外一个扫描方向的坐标范围。扫描范围为[Xc±LENC，Yc±LENC]。用于检验图形另一个方向的线段同样符合（b）的规则。
5）根据X方向扫描的所有线段计算中点的X坐标，根据Y方向扫描的所有线段段计算中点的Y坐标，获得该图形的中点坐标。
6）根据中心点坐标，判断在定位图形和对齐图形的位置并预估版本号。其中，左上角定位图形标记为(0, 0)；右上角定位图形标记为(m, 0)；右下角定位图形为(0, m)。统计所有分类图形数量符合N=m2。如果不符合，则放弃识别。根据m值计算二维码的版本号范围为：[(m-2)*7] ~ [(m-1)*7-1]。
7）根据特征图形的中心点实际坐标和预估范围内不同版本号下的标准位置坐标，采用四边形投影变换，生成至多7个二维码变换图形。
8）对生成的变换图形分别进行识别。如果没有图形能够被正确识别，则识别失败。

Claims (7)

1.一种颜色标记特征图形的二维码及其识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：使用图像采集设备获取用颜色标记的二维码图片；
S2：利用RGB颜色值的差异，将使用黑白以外颜色标记的特征图形从二维码图片中提取出来；
S3：采用单一方向搜索特征图形矩阵中的四边形环以及中心点；
S4：根据线段长度平均值，对搜索到的图形进行筛选、确认，具有较长边长的为定位图形，较短边长的则为对齐图形，定位图形的数量有且仅有三个，否则终止识别；
S5：根据X方向扫描的所有线段计算中点的X坐标，根据Y方向扫描的所有线段计算中点的Y坐标，获得特征图形矩阵的中心点；
S6：根据中心点坐标，判断定位图形和对齐图形的位置，并预估二维码版本号；
S7：根据中心点实际坐标和预估范围内不同版本号下的标准位置坐标，采用四边形投影变换，生成至多7个二维码标准图形；
S8：识别二维码，获取其格式信息，与预估版本号进行对比，筛选出匹配的二维码，进一步识别得到存储的数据。
2.根据权利要求1所述的颜色标记特征图形的二维码，其特征在于：所述步骤S2用黑白以外的颜色标识的特征图形包括二维码的定位和对齐图形。
3.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于：所述步骤S2中特征图形提取方法为比较RGB三个通道颜色值的差异，根据所选颜色确定阈值或判断规则。
4.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于：所述步骤S3选择采用沿X或Y方向对全图进行线扫描，寻找符合特定规则的线段，识别规则为：“连续1-连续0-连续1-连续0-连续1”或者“连续1-连续0-连续1”。
5.根据权利要求1或4所述的识别方法，其特征在于：在识别到符合要求的线段后，对线段进行分类，根据线段起始点、终止点以及线段长度判断其是否与已经分类的线段处于同一特征图形，最终得到已分类的特征图形集合。
6. 根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于：所述步骤S6中，根据中心点坐标判断 集合中的特征图形属于某行某列；其中，左上角定位图形标记为(0, 0)；右上角定位图形标 记为(m, 0)；右下角定位图形标记为(0, m)；统计所有分类图形数量应该符合。
7.根据权利要求6所述的识别方法，其特征在于：根据m值计算二维码版本号的范围为。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114239631B (zh) * 2021-11-19 2024-03-26 支付宝(杭州)信息技术有限公司 二维码识别方法、装置、存储介质及电子设备

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006178692A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Adoin Kenkyusho:Kk カラー二次元コード
KR101288754B1 (ko) * 2012-03-21 2013-07-23 주식회사트레디오 칼라 채널 코드 인식 장치
CN104331689A (zh) * 2014-11-13 2015-02-04 清华大学 一种合作标识及多智能个体身份与位姿的识别方法
CN104517109A (zh) * 2013-09-29 2015-04-15 北大方正集团有限公司 一种qr码图像的校正方法及系统
CN109325571A (zh) * 2018-09-21 2019-02-12 苏州玖典智能科技有限公司 一种彩色二维码及解码方法
CN109508573A (zh) * 2018-11-12 2019-03-22 上海商米科技有限公司 二维码的解码方法和装置
CN110197096A (zh) * 2019-06-10 2019-09-03 阿里巴巴集团控股有限公司 二维码校正方法、装置及设备
CN110889304A (zh) * 2018-09-11 2020-03-17 杭州海康威视数字技术股份有限公司 二维码质量评估方法及装置、存储介质、电子设备、系统
CN111046996A (zh) * 2019-11-27 2020-04-21 湖南省科腾信安智能科技有限公司 一种彩色qr码生成和识别方法
CN111209766A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 奇酷互联网络科技（深圳）有限公司 二维码识别方法、智能终端以及具有存储功能的装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006178692A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Adoin Kenkyusho:Kk カラー二次元コード
KR101288754B1 (ko) * 2012-03-21 2013-07-23 주식회사트레디오 칼라 채널 코드 인식 장치
CN104517109A (zh) * 2013-09-29 2015-04-15 北大方正集团有限公司 一种qr码图像的校正方法及系统
CN104331689A (zh) * 2014-11-13 2015-02-04 清华大学 一种合作标识及多智能个体身份与位姿的识别方法
CN110889304A (zh) * 2018-09-11 2020-03-17 杭州海康威视数字技术股份有限公司 二维码质量评估方法及装置、存储介质、电子设备、系统
CN109325571A (zh) * 2018-09-21 2019-02-12 苏州玖典智能科技有限公司 一种彩色二维码及解码方法
CN109508573A (zh) * 2018-11-12 2019-03-22 上海商米科技有限公司 二维码的解码方法和装置
CN111209766A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 奇酷互联网络科技（深圳）有限公司 二维码识别方法、智能终端以及具有存储功能的装置
CN110197096A (zh) * 2019-06-10 2019-09-03 阿里巴巴集团控股有限公司 二维码校正方法、装置及设备
CN111046996A (zh) * 2019-11-27 2020-04-21 湖南省科腾信安智能科技有限公司 一种彩色qr码生成和识别方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QR码直接扩容技术;贾丹;尤飞;张庆立;;包装工程(01);202-207 *
可拆分彩色二维码方案设计;王超;冉鑫泽;刘毅;;计算机应用与软件(07);110-113 *

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