CN113076768A - 一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法 - Google Patents

一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，包括获取经过畸变的BR码的图像并进行预处理；对预处理后的图像进行边缘提取，记录边缘信息，将图像中边缘形状为椭圆的边缘信息进行记录，获取椭圆边缘信息并计算各个椭圆的参数并对所有参数进行判断，确定在图像中的目标BR码；依据椭圆参数中的圆心参数判定BR码的版本信息，对畸变图像中BR码进行校正；将校正后的图像输入到解码器中进行解码，完成BR码图像的畸变校正。本发明的BR码的定位、畸变校正方法，不仅仅对BR码畸变无法定位的问题的解决，还通过简单的椭圆检测缩短了定位时间；同时，能通过外圆环相交重叠的四个实心圆盘的椭圆圆心坐标信息对BR码进行畸变校正，以便于后续快速识别。

Description

一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法
技术领域
本发明涉及二维码应用技术领域，特别是涉及一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法。
背景技术
随着物联网技术的发展，信息网络连接和服务的对象从人扩展到物。二维码作为一种重要的图形标识技术，其技术被广泛用于对物联网感知层的物品进行身份标识，例如：零售行业、物流行业、工业领域。
但随着物联网应用普及推广，其应用场景随之复杂化，也对应着对相应二维码标签的采集和识别技术的要求也越来越高。当被标识的物品在移动或者位置不固定时，摄像头往往无法获取到清晰的二维码图像。对此，为对抗二维码模糊问题，一种模糊可识别二维码的发明应运而生。但在模糊可识别二维码应对模糊场景的识别的过程中，由于拍摄条件产生复杂也会产生相应的畸变问题，因此需要对模糊可识别二维码进行校正。
公开号为CN110348264A的中国发明专利申请于2019年10月18日公开了一种QR二维码图像校正方法及系统，通过对QR二维码图像进行预处理得到灰度图像；对灰度图像进行二值化处理得到二值化图像；通过QR二维码图像中的定位图像得到变换参数矩阵；将二值化图像通过所述变换参数矩阵转换得到校正后的二维码图像，从而实现对QR二维码图像进行快速高效的校正，提高从二维码图像中提取的信息的准确度。但该方法仅适用于QR二维码图像的校正，并不适用于模糊可识别二维码的校正。
发明内容
本发明的目的是解决现有的二维码校正方法不适用于模糊可识别二维码图像校正，无法在二维码图像中畸变情况下进行准确定位并识别解码的技术缺陷，提供一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，包括以下步骤：
S1：获取经过畸变的模糊可识别二维码的图像，记为BR码的图像并对图像进行预处理；其中，所述BR码中存储有版本信息；
S2：对预处理后的图像进行边缘提取，记录边缘信息；
S3：根据边缘信息进行椭圆拟合，将图像中边缘形状为椭圆的边缘信息进行记录，获取椭圆边缘信息；
S4：根据椭圆边缘信息的表达式计算各个椭圆的参数；
S5：对所有椭圆参数进行判断，检测得到存在满足BR码的定位图案数学参数的椭圆边缘，确定在图像中的目标BR码；
S6：依据椭圆参数中的圆心参数判定BR码的版本信息，对畸变图像中BR码进行校正；
S7：将校正后的图像输入到解码器中进行解码，完成BR码图像的畸变校正。
其中，在所述步骤S1中，所述BR码的图像具体包括定位图案、格式信息和数据；
所述定位图案由模糊不变形状组成；
所述格式信息存储于由模糊不变形状组成的定位图案的模糊不变特征中；
所述定位图案间设置有数据带，所述数据存储于所述数据带上；
其中，所述定位图案由两个同心圆环和五个实心圆盘组成模糊不变形状；其中：两个同心圆环的内侧半径成固定的比例关系，该比例关系用于对二维码进行快速定位；五个实心圆盘的半径相等，并在与同心圆环内侧半径之间的比例关系也固定不变；五个实心圆盘的一个圆心设置在同心圆环的圆心上，其余四个的圆心设置在大的同心圆环的内侧圆周上，构成两个等腰三角形，其内角大小是一种模糊不变特征，用于存储格式信息。
其中，在所述步骤S1中，所述对图像进行预处理为对图像进行二值化处理，具体为：
选择使用最大类间方差法找到图像的一个合适的阈值，以此阈值对图像进行二值化。
其中，在所述步骤S2中，依据BR码原图像性质，以及定位符所需的图案形状，确立提取的目标轮廓是实心圆盘的轮廓，因此，选择提取边缘的外部轮廓，建立坐标系，在畸变图像进行边缘提取，记录边缘信息。
其中，在所述步骤S3中，已知椭圆的圆锥方程表达式为：
Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F＝0 (1)
其中，A、B、C、D、E、F均为椭圆参数；步骤S2中提取的边缘信息包含各个边缘的坐标点，利用这些坐标点并采用最小二乘法对椭圆表达式进行拟合，拟合过程中同时筛选出不符合椭圆形状的边缘，将保留下来的椭圆边缘及表达式进行记录，获取得到椭圆边缘信息。
其中，在所述步骤S4中，所述参数包括圆心坐标、长轴倾角、长轴和短轴；其中：
考虑到获取的椭圆边缘信息可能为倾斜椭圆，难以计算相应的椭圆参数，为得到不倾斜的标准方程，先通过旋转坐标轴以得到与坐标轴平行的椭圆，再根据椭圆的性质，得到不倾斜的标准椭圆方程，进而解出相应的长轴倾角，得到具体椭圆方程；最后将椭圆方程转化为标准方程，得到椭圆的圆心坐标、长轴和短轴。
其中，在所述步骤S4中，所述的通过旋转坐标轴以得到与坐标轴平行的椭圆具体计算过程为：利用坐标轴逆时针旋转α角度以得到与坐标轴平行的椭圆，即令c＝cosα，s＝sinα，用cx+sy代替x，用-sx+cy代替y，使二次曲线(1)表示为：
A(cx+sy)2+B(cx+sy)(-sx+cy)+C(-sx+cy)2+D(cx+sy)+E(-sx+cy)+F＝0 (2)
展开得到：
(Ac2-Bcs+Cs2)x2+xy(2Acs+(c2-s2)B-2Ccs)
+(As2+Bcs+Cc2)y2+x(Dc-Es)+y(Ds-Ec)+F＝0 (3)
从椭圆的性质出发，当(3)式中xy项的系数B＝0时，得到不倾斜的标准方程，即(2Acs+(c2-s2)B-2Ccs)＝0，从而解出相应长轴倾角β；最终得到的椭圆方程表示为：
A2x2+C2y2+D2x+E2y+F2＝0 (4)
其中，A2、B2、C2、D2、E2、F2均为最终得到的椭圆参数；将(4)式化成标准方程，表示为：
Figure BDA0003012115240000031
由式(5)最终得到倾斜坐标系下的椭圆的圆心坐标为(x0,y0)，最终通过(x0,y0)逆变换得到坐标变换前椭圆的圆心坐标(x1,y1)、长轴为2A3和短轴2B3，其中A3>B3。
其中，在所述步骤S5中，依据BR码的定位图案确定其具备以下几何性质：
4)BR码图像中存在五个完整的外圆边缘，其中四个圆盘中心落在同一个圆上；
5)BR码定位符设置的基本几何性质，未产生畸变的BR码中存在于中心的圆盘与该圆盘外围的第一个同心圆环具有相同的圆心，且他们的半径关系满足一定关系；
6)BR码图案中，经过中心圆盘的圆心做一条横线，一共有三个圆盘圆心落在这条横线上；在畸变后图案中，也相应的找到三个椭圆中心大致落在一条直线上；
依据以上三个定位图案相关的数据性质在畸变图像中进行检测条件的检索，按相应的顺序进行检测判断，不满足其中一个不再对下一个条件进行判定，最终完成存在满足BR码的定位图案数学参数的椭圆边缘的检测，确定在图像中的目标BR码。
其中，在所述步骤S5中，所述检测条件具体为：
01)图像中是否检测出超过五个椭圆边缘；
02)其中四个椭圆中心大致落在同一个椭圆上；
03)图像中是否存在两个中心位置极为接近的椭圆；
04)条件03)中检测到的椭圆中，其长短轴比例关系是否满足相应的几何关系；
05)检测图像中是否存在三个中心位置大致呈一条直线的椭圆；
当一个图像中满足以上所有条件时，确定在该图像中找到目标BR码；将该图像中其他不属于定位用的椭圆信息删除，再次记录用于定位的五个椭圆的参数。
其中，所述步骤S6中，设未畸变BR码图像中，包含四个实心圆盘，四个实心圆盘的中心坐标满足一定的几何性质，即几个实心圆盘中心点O'、A'、B'、C'、D'中，构成两个等腰三角形ΔA'O'D'和ΔB'O'C'；其中ΔA'O'D'＝Δ＝15°；其中C'点用于确认版本信息，C'所在的实心圆盘可进行位置变换，位置满足ΔBOC＝iΔ，i＝1，2，3，Λ，BR码包含10个版本，∠B'O'C'的大小存储了BR码的版本信息，由i进行确认；在畸变图像中两个等腰三角形发生一定程度的畸变，其中的∠A'O'D'，∠B'O'C'不再维持原角度大小，故不能直接计算出i的数值，需要利用其它方法先对图像进行校正再计算i值得大小从而确立版本信息。
因此，所述步骤S6中，对畸变图像中BR码进行校正的具体步骤为：
S61：确立10个版本中C'实心圆盘的位置以及圆心点坐标，记录各个版本A'、B'、C'、D'点位置作为设立规范化坐标点；
S62：以检测到畸变BR码中的四个外围实心圆盘为定位点，对步骤S61中10个规范化坐标点进行透视变换，得到10个校正结果图像；
S63：对10个校正结果图像进行椭圆检测，检测其中的椭圆信息，记录检测结果中椭圆长轴短轴；
S64：检测结果中长轴短轴最为接近的椭圆，即检测到最接近圆的对象，将该对象作为BR码校正结果，同时确立版本信息。
在实际应用场景中，拍摄产生的畸变以透视变换畸变为主。依据透视形变中，圆形图像会形成椭圆，因此BR码图像中五个实心圆盘在畸变图像中会相应的形变成为五个实心椭圆，圆环的边缘会变成椭圆外边缘。在此方法中对畸变图像中所有椭圆进行识别获取，并通过相应比例关系确立哪些椭圆属于BR码的定位图案，并通过椭圆坐标进行快速定位，不仅仅对BR码畸变无法定位的问题进行解决，还通过简单的椭圆检测缩短了定位的时间。同时能通过与外圆环相交重叠的四个圆盘的椭圆圆心坐标信息对BR码进行畸变校正，以便于后续快速识别。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，对畸变图像中的所有椭圆进行识别获取，并通过相应的比例关系确立哪些椭圆属于BR码的定位图案，并通过椭圆坐标进行快速定位，不仅仅对BR码畸变无法定位的问题的解决，还通过简单的椭圆检测缩短了定位时间；同时，能通过外圆环相交重叠的四个实心圆盘的椭圆圆心坐标信息对BR码进行畸变校正，以便于后续快速识别。
附图说明
图1为本发明所述方法流程示意图；
图2为本发明所述BR码的结构组成示意图；
图3为本发明所述坐标系变换示意图；
图4为一实施例中版本4图像BR码校正实例示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，包括以下步骤：
S1：获取经过畸变的模糊可识别二维码的图像，记为BR码的图像并对图像进行预处理；其中，所述BR码中存储有版本信息；
S2：对预处理后的图像进行边缘提取，记录边缘信息；
S3：根据边缘信息进行椭圆拟合，将图像中边缘形状为椭圆的边缘信息进行记录，获取椭圆边缘信息；
S4：根据椭圆边缘信息的表达式计算各个椭圆的参数；
S5：对所有椭圆参数进行判断，检测得到存在满足BR码的定位图案数学参数的椭圆边缘，确定在图像中的目标BR码；
S6：依据椭圆参数中的圆心参数判定BR码的版本信息，对畸变图像中BR码进行校正；
S7：将校正后的图像输入到解码器中进行解码，完成BR码图像的畸变校正。
在具体实施过程中，对畸变图像中的所有椭圆进行识别获取，并通过相应的比例关系确立哪些椭圆属于BR码的定位图案，并通过椭圆坐标进行快速定位，不仅仅对BR码畸变无法定位的问题的解决，还通过简单的椭圆检测缩短了定位时间；同时，能通过外圆环相交重叠的四个实心圆盘的椭圆圆心坐标信息对BR码进行畸变校正，以便于后续快速识别。
实施例2
更具体的，在实施例1的基础上，在所述步骤S1中，如图2所示，所述BR码的图像具体包括定位图案、格式信息和数据；
所述定位图案由模糊不变形状组成；
所述格式信息存储于由模糊不变形状组成的定位图案的模糊不变特征中；
所述定位图案间设置有数据带，所述数据存储于所述数据带上；
更具体的，所述定位图案由两个同心圆环和五个实心圆盘组成模糊不变形状；其中：两个同心圆环的内侧半径成固定的比例关系，该比例关系用于对二维码进行快速定位；五个实心圆盘的半径相等，并在与同心圆环内侧半径之间的比例关系也固定不变；五个实心圆盘的一个圆心设置在同心圆环的圆心上，其余四个的圆心设置在大的同心圆环的内侧圆周上，构成两个等腰三角形，其内角大小是一种模糊不变特征，用于存储格式信息。
在具体实施过程中，首先对定位图案进行设计，当同心圆环内部被数据填满时，同心圆环可以近似认为是一个实心圆盘，而实心圆盘是一种模糊不变形状，即在模糊前与模糊后都能是相似的形状，不会因为模糊而变成另外的形状，因此可以在模糊图像中被快速识别出来。当两个实心圆盘都被识别出来后，可以通过简单比较两个同心圆环的半径比来排除图中二维码以外的圆形。五个实心圆盘中，一个处于同心圆环的中心，四个处于大的同心圆环上。处于圆环中心的实心圆盘用于估计同心圆环的半径，进而利用估计到的半径对另外四个圆盘进行精确定位。
更具体的，在所述步骤S1中，所述对图像进行预处理为对图像进行二值化处理，具体为：
选择使用最大类间方差法找到图像的一个合适的阈值，以此阈值对图像进行二值化。
更具体的，在所述步骤S2中，依据BR码原图像性质，以及定位符所需的图案形状，确立提取的目标轮廓是实心圆盘的轮廓，因此，选择提取边缘的外部轮廓，建立坐标系，在畸变图像进行边缘提取，记录边缘信息。
更具体的，在所述步骤S3中，已知椭圆的圆锥方程表达式为：
Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F＝0 (1)
其中，A、B、C、D、E、F均为椭圆参数；步骤S2中提取的边缘信息包含各个边缘的坐标点，利用这些坐标点并采用最小二乘法对椭圆表达式进行拟合，拟合过程中同时筛选出不符合椭圆形状的边缘，将保留下来的椭圆边缘及表达式进行记录，获取得到椭圆边缘信息。
更具体的，在所述步骤S4中，所述参数包括圆心坐标、长轴倾角、长轴和短轴；其中：
考虑到获取的椭圆边缘信息可能为倾斜椭圆，难以计算相应的椭圆参数，为得到不倾斜的标准方程，先通过旋转坐标轴以得到与坐标轴平行的椭圆，再根据椭圆的性质，得到不倾斜的标准椭圆方程，进而解出相应的长轴倾角，得到具体椭圆方程；最后将椭圆方程转化为标准方程，得到椭圆的圆心坐标、长轴和短轴。
更具体的，在所述步骤S4中，所述的通过旋转坐标轴以得到与坐标轴平行的椭圆具体计算过程为：利用坐标轴逆时针旋转α角度以得到与坐标轴平行的椭圆，即令c＝cosα，s＝sinα，用cx+sy代替x，用-sx+cy代替y，使二次曲线(1)表示为：
A(cx+sy)2+B(cx+sy)(-sx+cy)+C(-sx+cy)2+D(cx+sy)+E(-sx+cy)+F＝0 (2)
展开得到：
(Ac2-Bcs+Cs2)x2+xy(2Acs+(c2-s2)B-2Ccs)
+(As2+Bcs+Cc2)y2+x(Dc-Es)+y(Ds-Ec)+F＝0 (3)
从椭圆的性质出发，当(3)式中xy项的系数B＝0时，得到不倾斜的标准方程，即(2Acs+(c2-s2)B-2Ccs)＝0，从而解出相应长轴倾角β；最终得到的椭圆方程表示为：
A2x2+C2y2+D2x+E2y+F2＝0 (4)
其中，A2、B2、C2、D2、E2、F2均为最终得到的椭圆参数；将(4)式化成标准方程，表示为：
Figure BDA0003012115240000081
由式(5)最终得到倾斜坐标系下的椭圆的圆心坐标为(x0,y0)，最终通过(x0,y0)逆变换得到坐标变换前椭圆的圆心坐标(x1,y1)、长轴为2A3和短轴2B3，其中A3>B3。
更具体的，在所述步骤S5中，依据BR码的定位图案确定其具备以下几何性质：
7)BR码图像中存在五个完整的外圆边缘，其中四个圆盘中心落在同一个圆上；
8)BR码定位符设置的基本几何性质，未产生畸变的BR码中存在于中心的圆盘与该圆盘外围的第一个同心圆环具有相同的圆心，且他们的半径关系满足一定关系；
9)BR码图案中，经过中心圆盘的圆心做一条横线，一共有三个圆盘圆心落在这条横线上；在畸变后图案中，也相应的找到三个椭圆中心大致落在一条直线上；
依据以上三个定位图案相关的数据性质在畸变图像中进行检测条件的检索，按相应的顺序进行检测判断，不满足其中一个不再对下一个条件进行判定，最终完成存在满足BR码的定位图案数学参数的椭圆边缘的检测，确定在图像中的目标BR码。
更具体的，在所述步骤S5中，所述检测条件具体为：
01)图像中是否检测出超过五个椭圆边缘；
02)其中四个椭圆中心大致落在同一个椭圆上；
03)图像中是否存在两个中心位置极为接近的椭圆；
04)条件03)中检测到的椭圆中，其长短轴比例关系是否满足相应的几何关系；
05)检测图像中是否存在三个中心位置大致呈一条直线的椭圆；
当一个图像中满足以上所有条件时，确定在该图像中找到目标BR码；将该图像中其他不属于定位用的椭圆信息删除，再次记录用于定位的五个椭圆的参数。
更具体的，所述步骤S6中，如图2所示，设未畸变BR码图像中，包含四个实心圆盘，四个实心圆盘的中心坐标满足一定的几何性质，即几个实心圆盘中心点O'、A'、B'、C'、D'中，构成两个等腰三角形ΔA'O'D'和ΔB'O'C'；其中ΔA'O'D'＝Δ＝15°；其中C'点用于确认版本信息，C'所在的实心圆盘可进行位置变换，位置满足ΔBOC＝iΔ，i＝1，2，3，Λ，BR码包含10个版本，∠B'O'C'的大小存储了BR码的版本信息，由i进行确认；在畸变图像中两个等腰三角形发生一定程度的畸变，其中的∠A'O'D'，∠B'O'C'不再维持原角度大小，故不能直接计算出i的数值，需要利用其它方法先对图像进行校正再计算i值得大小从而确立版本信息。
在实际应用场景中，拍摄产生的畸变以透视变换畸变为主。故选择使用透视变换对畸变进行逆变换，对图像进行校正，寻找可能的原图像。未畸变BR码图像中，除图像中心圆盘外的四个圆盘可以确立四个规范化坐标点，在已经成功定位的畸变图像中可以找到相应的四个椭圆，以四个椭圆中心确立四个定位点进行透视变换还原图像，具体如图3。
因此，所述步骤S6中，对畸变图像中BR码进行校正的具体步骤为：
S61：确立10个版本中C'实心圆盘的位置以及圆心点坐标，记录各个版本A'、B'、C'、D'点位置作为设立规范化坐标点；
S62：以检测到畸变BR码中的四个外围实心圆盘为定位点，对步骤S61中10个规范化坐标点进行透视变换，得到10个校正结果图像；
S63：对10个校正结果图像进行椭圆检测，检测其中的椭圆信息，记录检测结果中椭圆长轴短轴；
S64：检测结果中长轴短轴最为接近的椭圆，即检测到最接近圆的对象，将该对象作为BR码校正结果，同时确立版本信息。如4为版本4图像BR码校正实例。
更具体的，在所述步骤S7中，输入解码器的信息包含校正后的图像、版本信息确立的圆盘中心点O'、A'、B'、C'、D'点的位置、中心圆盘半径。依据以上获取信息进行解码，解码成功，则成功下一帧BR码的图像畸变校正。
在实际应用场景中，拍摄产生的畸变以透视变换畸变为主。依据透视形变中，圆形图像会形成椭圆，因此BR码图像中五个实心圆盘在畸变图像中会相应的形变成为五个实心椭圆，圆环的边缘会变成椭圆外边缘。在此方法中对畸变图像中所有椭圆进行识别获取，并通过相应比例关系确立哪些椭圆属于BR码的定位图案，并通过椭圆坐标进行快速定位，不仅仅对BR码畸变无法定位的问题进行解决，还通过简单的椭圆检测缩短了定位的时间。同时能通过与外圆环相交重叠的四个圆盘的椭圆圆心坐标信息对BR码进行畸变校正，以便于后续快速识别。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取经过畸变的模糊可识别二维码的图像，记为BR码的图像并对图像进行预处理；其中，所述BR码中存储有版本信息；
S2：对预处理后的图像进行边缘提取，记录边缘信息；
S3：根据边缘信息进行椭圆拟合，将图像中边缘形状为椭圆的边缘信息进行记录，获取椭圆边缘信息；
S4：根据椭圆边缘信息的表达式计算各个椭圆的参数；
S5：对所有椭圆参数进行判断，检测得到存在满足BR码的定位图案数学参数的椭圆边缘，确定在图像中的目标BR码；
S6：依据椭圆参数中的圆心参数判定BR码的版本信息，对畸变图像中BR码进行校正；
S7：将校正后的图像输入到解码器中进行解码，完成BR码图像的畸变校正。
2.根据权利要求1所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述BR码的图像具体包括定位图案、格式信息和数据；
所述定位图案由模糊不变形状组成；
所述格式信息存储于由模糊不变形状组成的定位图案的模糊不变特征中；
所述定位图案间设置有数据带，所述数据存储于所述数据带上；
其中，所述定位图案由两个同心圆环和五个实心圆盘组成模糊不变形状；其中：两个同心圆环的内侧半径成固定的比例关系，该比例关系用于对二维码进行快速定位；五个实心圆盘的半径相等，并在与同心圆环内侧半径之间的比例关系也固定不变；五个实心圆盘的一个圆心设置在同心圆环的圆心上，其余四个的圆心设置在大的同心圆环的内侧圆周上，构成两个等腰三角形，其内角大小是一种模糊不变特征，用于存储格式信息。
3.根据权利要求2所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述对图像进行预处理为对图像进行二值化处理，具体为：
选择使用最大类间方差法找到图像的一个合适的阈值，以此阈值对图像进行二值化。
4.根据权利要求2所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S2中，依据BR码原图像性质，以及定位符所需的图案形状，确立提取的目标轮廓是实心圆盘的轮廓，因此，选择提取边缘的外部轮廓，建立坐标系，在畸变图像进行边缘提取，记录边缘信息。
5.根据权利要求2所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S3中，已知椭圆的圆锥方程表达式为：
Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F＝0 (1)
其中，A、B、C、D、E、F均为椭圆参数；步骤S2中提取的边缘信息包含各个边缘的坐标点，利用这些坐标点并采用最小二乘法对椭圆表达式进行拟合，拟合过程中同时筛选出不符合椭圆形状的边缘，将保留下来的椭圆边缘及表达式进行记录，获取得到椭圆边缘信息。
6.根据权利要求5所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述参数包括圆心坐标、长轴倾角、长轴和短轴；其中：
考虑到获取的椭圆边缘信息可能为倾斜椭圆，难以计算相应的椭圆参数，为得到不倾斜的标准方程，先通过旋转坐标轴以得到与坐标轴平行的椭圆，再根据椭圆的性质，得到不倾斜的标准椭圆方程，进而解出相应的长轴倾角，得到具体椭圆方程；最后将椭圆方程转化为标准方程，得到椭圆的圆心坐标、长轴和短轴。
7.根据权利要求6所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述的通过旋转坐标轴以得到与坐标轴平行的椭圆具体计算过程为：利用坐标轴逆时针旋转α角度以得到与坐标轴平行的椭圆，即令c＝cosα，s＝sinα，用cx+sy代替x，用-sx+cy代替y，使二次曲线(1)表示为：
A(cx+sy)2+B(cx+sy)(-sx+cy)+C(-sx+cy)2+D(cx+sy)+E(-sx+cy)+F＝0 (2)
展开得到：
(Ac2-Bcs+Cs2)x2+xy(2Acs+(c2-s2)B-2Ccs)+(As2+Bcs+Cc2)y2+x(Dc-Es)+y(Ds-Ec)+F＝0 (3)
从椭圆的性质出发，当(3)式中xy项的系数B＝0时，得到不倾斜的标准方程，即(2Acs+(c2-s2)B-2Ccs)＝0，从而解出相应长轴倾角β；最终得到的椭圆方程表示为：
A2x2+C2y2+D2x+E2y+F2＝0 (4)
其中，A2、B2、C2、D2、E2、F2均为最终得到的椭圆参数；将(4)式化成标准方程，表示为：
Figure FDA0003012115230000031
由式(5)最终得到倾斜坐标系下的椭圆的圆心坐标为(x0,y0)，最终通过(x0,y0)逆变换得到坐标变换前椭圆的圆心坐标(x1,y1)、长轴为2A3和短轴2B3，其中A3>B3。
8.根据权利要求2所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S5中，依据BR码的定位图案确定其具备以下几何性质：
1)BR码图像中存在五个完整的外圆边缘，其中四个圆盘中心落在同一个圆上；
2)BR码定位符设置的基本几何性质，未产生畸变的BR码中存在于中心的圆盘与该圆盘外围的第一个同心圆环具有相同的圆心，且他们的半径关系满足一定关系；
3)BR码图案中，经过中心圆盘的圆心做一条横线，一共有三个圆盘圆心落在这条横线上；在畸变后图案中，也相应的找到三个椭圆中心大致落在一条直线上；
依据以上三个定位图案相关的数据性质在畸变图像中进行检测条件的检索，按相应的顺序进行检测判断，不满足其中一个不再对下一个条件进行判定，最终完成存在满足BR码的定位图案数学参数的椭圆边缘的检测，确定在图像中的目标BR码。
9.根据权利要求8所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述检测条件具体为：
01)图像中是否检测出超过五个椭圆边缘；
02)其中四个椭圆中心大致落在同一个椭圆上；
03)图像中是否存在两个中心位置极为接近的椭圆；
04)条件03)中检测到的椭圆中，其长短轴比例关系是否满足相应的几何关系；
05)检测图像中是否存在三个中心位置大致呈一条直线的椭圆；
当一个图像中满足以上所有条件时，确定在该图像中找到目标BR码；将该图像中其他不属于定位用的椭圆信息删除，再次记录用于定位的五个椭圆的参数。
10.根据权利要求9所述的一种模糊可识别二维码的定位、畸变校正方法，其特征在于，所述步骤S6中，设未畸变BR码图像中，包含四个实心圆盘，四个实心圆盘的中心坐标满足一定的几何性质，即几个实心圆盘中心点O'、A'、B'、C'、D'中，构成两个等腰三角形ΔAOD和ΔBOC；其中ΔAOD＝Δ＝15°；其中C'点用于确认版本信息，C'所在的实心圆盘可进行位置变换，位置满足ΔBOC＝iΔ，i＝1，2，3，Λ，BR码包含10个版本，∠BOC的大小存储了BR码的版本信息，由i进行确认；因此，所述步骤S6中，对畸变图像中BR码进行校正的具体步骤为：
S61：确立10个版本中C'实心圆盘的位置以及圆心点坐标，记录各个版本A'、B'、C'、D'点位置作为设立规范化坐标点；
S62：以检测到畸变BR码中的四个外围实心圆盘为定位点，对步骤S61中10个规范化坐标点进行透视变换，得到10个校正结果图像；
S63：对10个校正结果图像进行椭圆检测，检测其中的椭圆信息，记录检测结果中椭圆长轴短轴；
S64：检测结果中长轴短轴最为接近的椭圆，即检测到最接近圆的对象，将该对象作为BR码校正结果，同时确立版本信息。
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