CN113515965A - 二维码检测装置、二维码检测方法及存储介质 - Google Patents

二维码检测装置、二维码检测方法及存储介质 Download PDF

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CN113515965A CN202010274347.0A CN202010274347A CN113515965A CN 113515965 A CN113515965 A CN 113515965A CN 202010274347 A CN202010274347 A CN 202010274347A CN 113515965 A CN113515965 A CN 113515965A
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Abstract

本公开内容涉及二维码检测装置、二维码检测方法及存储介质。根据本公开内容的一个实施例，该二维码检测装置包括：确定单元，被配置成确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；移除单元，被配置成通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及检测单元，被配置成检测第二图块集中各图块以确定二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息。本公开内容的方法、装置和存储介质至少能有助于实现以下效果之一：能够检测多种二维码、召回率高、准确率高、执行速度快以及占用资源少。

Description

二维码检测装置、二维码检测方法及存储介质
技术领域
本公开内容总体上涉及图像处理，更具体的，涉及二维码检测装置、二维码检测方法及存储介质。
背景技术
在日常生活中，用于解析二维条码(2-dimensional barcode；有时也简称“二维码”)的二维码应用已经非常广泛。二维条码中保存着各种各样有用的信息。若要解析二维条码中的信息，就必须先定位到二维条码的具体位置。
另外，存在诸如QR码(即，快速反应条码，也可称为快速反应码，Quick Responsebarcode)、Aztec码(即，阿兹特克条码，也可称为阿兹特克码，Aztec barcode)、DM码(即，数据矩阵条码，也可称为数据矩阵码，DataMatrix barcode)及PDF417码(即，PDF417条码，也可称为PDF417码，PDF417 barcode)的各种类型的二维条码。图1示出了四种示例二维码：快速反应码101、阿兹特克码103、数据矩阵码105和PDF417条码107。每一种二维条码都有它自己的特点和规则。所以解析二维条码中信息的时候还需要知道二维条码的类别，以便于使用相应的解析函数得到二维条码中保存的信息。
发明内容
在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容的某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
在诸如智能电话的移动终端上实现二维码应用是期望的。因此需要这种二维码应用有很好的实时性。基于深度学习的二维码解析方法由于速度慢而不适合用于二维码应用。鉴于此，发明人在本公开内容中提出一种不使用深度学习的二维码检测技术。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种二维码检测装置，其特征在于，二维码检测装置包括：确定单元，被配置成确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；移除单元，被配置成通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及检测单元，被配置成检测第二图块集中各图块以确定二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；其中，第一图块集为N个连通域图块集的并集；N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；N为大于1的自然数；并且确定单元被配置成以各相应结构体对二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种二维码检测方法，其特征在于，二维码检测方法包括：确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及检测第二图块集中各图块以确定二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；其中，第一图块集为N个连通域图块集的并集；N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；N为大于1的自然数；并且检测第二图块集中各图块包括以各相应结构体对二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种其上存储有程序的计算机可读存储介质，其特征在于，程序使得在程序被处理器执行时实现二维码检测方法，二维码检测方法包括：确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及检测第二图块集中各图块以确定二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码码中的至少一种有关的二维码信息；其中，第一图块集为N个连通域图块集的并集；N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；N为大于1的自然数；并且检测第二图块集中各图块包括以各相应结构体对二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
本公开内容的方法、装置和存储介质至少能有助于实现如下效果之一：能够检测多种二维码、召回率高、准确率高、执行速度快、占用资源少。
附图说明
参照附图下面说明本公开内容的实施例，这将有助于更加容易地理解本公开内容的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本公开内容的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。相同的附图标记可以表示相同的特征。在附图中：
图1示出了四种示例二维码；
图2示出了根据本公开内容的一个实施例的二维码检测装置；
图3示出了两个倾斜的PDF417码；
图4示出了三幅示例文档图像；
图5示出了根据本公开内容的一个实施例的移除单元；
图6示出了根据本公开内容的一个实施例的检测操作的流程图；
图7示出了根据本公开内容的一个实施例的检测操作的流程图；
图8示出了根据本公开内容的一个实施例的检测操作的流程图；
图9示出了根据本公开内容的一个实施例的二维码检测方法的流程图；
图10示出了根据本公开内容的一个实施例的移除处理的流程图；以及
图11示出了根据本公开内容的一个实施例的信息处理设备的示例性框图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开内容的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开内容，在附图中仅仅示出了与根据本公开内容的方案密切相关的装置结构，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。
应理解的是，本公开内容并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。
本公开内容的一个方面提供用于检测二维码的二维码检测装置。该二维码检测装置能够对输入图像进行检测，以确定输入图像中所包含的二维码的位置及二维码类型。更具体的，可以确定输入图像中所包含的二维码是否为QR码、Aztec码、DM码或PDF417码。下面参照图2对该装置进行示例性描述。
图2示出了根据本公开内容的一个实施例的用于检测二维码的二维码检测装置200。二维码检测装置200包括：确定单元203、移除单元205以及检测单元207。确定单元203用于确定包括二值化图像Im1中的多个矩形图块的第一图块集SB1。移除单元205用于通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集SB1移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集SB2。检测单元207用于检测第二图块集SB2中各图块以确定二值化图像Im1的与QR码、Aztec码和DM码中的至少一种有关的二维码信息。可选的，二维码检测装置200还可以包括二值化单元201，以用于通过对图像Im0进行二值化得到二值化图像Im1。图像Im0可以是二维码检测装置200的输入图像。二值化单元201可以在输入图像不是二值化图像时，将输入图像转换为二值化图像。二值化图像Im1的前景为黑色，背景为白色。本领域技术人员能够理解：二维码检测装置200确定的二维码信息可以被认为是图像Im0的二维码信息，也可以被认为是二值化图像Im1的二维码信息。第一图块集SB1为N个连通域图块集SBC1、SBC2、……、SBCn、……、SBCN的并集，N为大于1的自然数。例如，N在2到20之间。优选的，N在5到9之间。N个连通域图块集中的每个连通域图块集(SBCn)与N个不同大小的结构体S1、S2、……、Sn、……、SN中的相应结构体(Sn)相关联。确定单元203能够以各相应结构体(Sn)对二值化图像Im1进行缩小白色图像区的形态学处理(例如，腐蚀处理)，以及确定二值化图像Im1中的与各形态学处理生成的相应中间图像(In)中的各黑色连通域Cni的外接矩形包围的图块Bni对应的对应图块B’ni作为相应连通域图块集(SBCn)中的连通域图块，即，SBCn＝{B’n1，B’n2，……，B’ni，……B’nmaxi}，maxi为连通域图块集SBCn的元素总数。检测单元可以被配置成确定二值化图像的与PDF417码有关的二维码信息。
在一个变型例中，检测单元还被配置成直接检测二值化图像以确定二值化图像的与PDF417码有关的二维码信息。这简称PDF417码直接检测方式，以区别于通过检测第二图块集来确定二值化图像的与PDF417码有关的二维码信息的间接检测方式。即，检测单元具备基于二值化图像的局部图像特征检测(识别)二值化图像中的PDF417码的能力。参见图1中的PDF417码，起始标识符区(左侧多个规则的黑色矩形竖条构成的区域)和结束标识符区(右侧多个规则的黑色矩形竖条构成的区域)里存在两个相同大小的宽黑色矩形块及多个窄矩形块，因此可以基于该特点检测PDF417码。例如，通过以下步骤检测二值化图像的与PDF417码有关的二维码信息：确定二值化图像中的黑色矩形连通域构成的黑色矩形连通域集；通过从黑色矩形连通域集选择长宽比在预定长宽比范围且面积在预定面积范围的矩形连通域确定矩形连通域集；确定矩形连通域集是否存在取向基本平行、高度基本相同、宽度基本相同且附近存在多个窄矩形连通域的两个矩形连通域；如果存在，则基于两个矩形连通域及多个窄矩形连通域的分布特征确定矩形框，并将该矩形框内的图块识别为PDF417码，其中，窄矩形连通域的宽度与两个矩形连通域中任选一个的宽度比在预定范围(例如小于0.2)内，窄矩形连通域的高度与两个矩形连通域中任选一个的高度基本相同。另外，还可以通过PDF417码中间的各不规则连通域具有基本相同的外接矩形来判断二值化图像中是否存在PDF417码。该判断方式可以单独或结合前面的涉及宽黑色矩形块判断方式。图3示出了两个倾斜的PDF417码，其中，还附加示出了PDF417码中间的各不规则连通域的外接矩形，例如外接矩形301。外接矩形的底边均在水平方向。对每个PDF417码，中间的各不规则连通域区的外接矩形具有基本相同的形状，例如，长度、宽度、取向基本相同。检测二值化图像中的PDF417码可以包括：检测二值化图像中是否包括具有三个或三个以上相邻不规则连通域的图块，其中，三个或三个以上相邻不规则连通域具有基本相同的外接矩形。进一步的，可以限定这样的图块的相邻不规则连通域数量为3至10，和/或相邻不规则连通域的面积在预定面积范围内。当检测结果为“是”时，确定二值化图像中存在PDF417码，并且，进一步的，可以基于图块及图块周围的图像信息，确定该PDF417码所在矩形区域。
图像Im0可以含有QR码、Aztec码、DM码和PDF417码中的至少一个二维码。例如含有2个QR码和1个PDF417码。图像Im0还可以含有文字、符号和线条等。图像Im0可以是含二维码的文档图像。图4(a)、图4b)和图4(c)分别示出了示例文档图像，其中，每个文档图像都含有一个二维码，并且为了强调，已用粗线条的椭圆标识了每个文档图像中的二维码。需要说明的是，输入二维码检测装置200的示例文档图像本身并不包括这样的粗线条的椭圆标识。二维码检测装置200能够对图像Im0进行检测，以确定其中所含的二维码的数量、各二维码的位置及类型。这里的类型选自QR码、Aztec码、DM码和PDF417码构成的预定组。例如，检测单元对含6个图块的第二图块集进行检测，确定这6个图块分别为QR码、Aztec码、DM码、PDF417、QR码、非预定组内二维码，则确定的二维码数量为5。由于每个图块具有相应的在二值化图像或输入图像的位置(例如，中心位置的坐标)，因此，二维码检测装置200能够输出每个被确定了二维码类型的二维码图块的位置信息。
在本实施例中，为了确定图像Im0中的二维码的位置，二维码检测装置200被配置成对二值化图像Im1进行单一类型的形态学处理，具体可以为腐蚀处理，也可以称为腐蚀操作。更具体的，确定单元203分别使用N个不同大小的结构体对二值化图像Im1进行N个形态学处理得到N个中间图像。例如，当N＝3时，第一个形态学处理包括使用第一大小(例如3*3)的结构体S1对二值化图像Im1进行形态学处理得到中间图像I1，第二个形态学处理包括使用第二大小(例如5*5)的结构体S2对二值化图像Im1进行形态学处理得到中间图像I2，以及第三个形态学处理包括使用第三大小(例如7*7)的结构体S3对二值化图像Im1进行形态学处理得到中间图像I3。各结构体构成结构体集。优选的，结构体集的结构体大小范围覆盖二值化图像中二维码的黑或白区域的所有最小宽度。各结构体的大小例如为(2m+1)*(2m+1)，m为1至N(例如，N＝7)的自然数。N可以根据经验确定。形态学处理(腐蚀处理)可以使二值化图像中的二维码区内的白色连通域缩小，甚至消失，从而可以使二值化图像中的二维码区内的分立的相邻黑色连通域合并为一个连通域。相对的，前述形态学处理使得图像中的黑色区域膨胀。这有利于定位图像中的二维码候选区域。黑色连通域包括最左侧点、最右侧点、最高点、最低点。黑色连通域的外接矩形例如可以由过最左侧点的垂线、过最右侧点的垂线、过最高点的水平线、过最低点的水平线来确定。也可以基于黑色连通域中相距最远的两个点来确定黑色连通域的外接矩形。中间图像In中的每个矩形图块(Bni)例如可以用其四个顶点中的三个顶点的坐标(x1，y1)、(x2，y2)及(x3，y3)的坐标组合(x1，y1，x2，y2，x3，y3)来标识。该坐标组合可以被称为坐标组合标识。与图块Bni对应的对应图块B’ni也可以使用其坐标组合来标识，并且可以与图块Bni的坐标组合标识相同。
针对二值化图像Im1，其第一图块集SB1通常会含有大量连通域图块，但仅有少量连通域图块对应要分类的二维码。因此，需要对第一图块集SB1中的连通域图块进行筛选。
相对于二值化图像，过大或过小的连通域图块被认为不可能是二维码。因此，可以考虑将过大的连通域图块及过小的连通域图块从第一图块集SB1移除，以使用移除处理后的第一图块集构建第二图块集SB2。移除单元205可以包括用于执行第一移除处理的第一移除单元。第一移除单元基于图块尺寸移除第一图块集中的不满足预定尺寸条件的矩形图块，其中，图块尺寸是指第一图块集中的待评估的目标图块。预定尺寸条件包括以下中的至少一个：图块尺寸中的宽度在预定宽度范围内；图块尺寸中的长度在预定长度范围内；图块尺寸中的宽度与二值化图像的宽度的比在预定宽度比范围内；图块尺寸中的长度与二值化图像的长度的比在预定长度比范围内；图块尺寸所对应的图块面积在预定面积范围内；以及图块尺寸所对应的图块面积与二值化图像的面积的比在预定面积比范围内。考虑到QR码、Aztec码、DM码或PDF417码的长宽比是在一定的范围内，进一步的，预定尺寸条件还可以包括：图块尺寸中的长度和宽度的比在预定长宽比范围内。例如长宽比范围可以是[0.1,10]。
第一图块集SB1中可能存在彼此交叠程度很高的图块，其中，对于二维码检测而言，在二维码候选图块中，在面积上交叠的两个二维码候选图块中，较小的图块是冗余图块，优选从第二图块集中移除。移除单元205可以包括用于执行第二移除处理的第二移除单元。第二移除单元通过使用非极大值抑制(NMS)算法基于交叠面积移除第一图块集中的冗余图块，以使用移除处理后的第一图块集构建第二图块集SB2。具体的，第二移除单元可以被配置成：当第一图块集中的两个图块(目标图块和另一图块)的交并比(IOU，intersection over union)大于预定阈值且目标图块的面积比另一图块小时，从第一图块集移除目标图块。这里，目标图块图块与另一图块的交并比大于预定阈值意味着：目标图块图块与另一图块在面积上有交叠，且交叠程度高；并且如果该目标图块是两个图块中较小的一个，则该目标图块是冗余图块。一个示例是：另一图块是涵盖整个二维码的矩形图像块，目标块是涵盖了该二维码的矩形图像块的90％的图块。
移除单元205还可以包括用于执行第三移除处理的第三移除单元。第三移除单元基于目标图块的在至少一个方向上的颜色分布来确定是否从第一图块集移除目标图块，以使用移除处理后的第一图块集构建第二图块集SB2。对于二维码图块，例如沿对角线方向，一定会同时有黑色和白色的区域，不可能只有黑色或白色像素。第三移除单元可以在第一图块集中的目标图块的在至少一个方向上的颜色分布满足预定分布条件时，从第一图块集移除目标图块。预定分布条件可以是：在选定方向上仅存在单一颜色分布。选定方向可以是目标图块的对角线方向。在一个示例中，第三移除单元可以检测目标图块在水平方向和垂直方向的远离中轴的两个虚拟直线上的颜色分布，如果均为单颜色分布，则移除该目标图块。
移除单元205还可以包括用于执行第四移除处理的第四移除单元。第四移除单元可以在第一图块集中的目标图块的在至少两个方向上的颜色切换次数中的每个小于预定切换次数阈值时，从第一图块集移除目标图块，以使用移除处理后的第一图块集构建第二图块集SB2。例如，如果目标图块是文字图像，则相对于是二维码的情况，通常在某一随机方向上的黑白颜色切换次数会较小。至少两个方向可以是指定方向或随机方向，优选不是水平方向也不是垂直方向。
移除单元205还可以包括用于执行第五移除处理的第五移除单元。第五移除单元可以在第一图块集中的目标图块的矩形虚拟内框上的颜色切换次数小于预定切换阈值时，从第一图块集移除所述目标图块。例如，如果目标图块是文字图像，则相对于是二维码的情况，通常在该目标图块的矩形虚拟内框上的黑白颜色切换次数会较小。这里的内框是指位于该目标图块的外框(外接矩形)的内部。该目标图块的长度和高度中的较小尺寸记为x，例如可以选择距离外框x/4虚拟框作为这里的虚拟内框。
图5示出了根据本公开内容的一个实施例的移除单元505。移除单元505包括第一移除单元501、第二移除单元503、第三移除单元505、第四移除单元507及第无移除单元509。各移除单元的功能如上所述，在此不再赘述。后一移除单元可以在前一移除单元的输出结果的基础上继续作移除处理。
可选的，移除单元可以包括附加移除单元，附加移除单元被配置成从第一图块集移除明显为长方形的矩形图块，即，从第一图块集选择基本为正方形的矩形图块。另外，第一至第五移除单元可以基于基本为正方形的矩形图块构成的图块集进行移除处理，而二值化图像的关于PDF417码的二维码信息采用PDF417码直接检测方式。
第二图块集中的图块有可能是倾斜的。例如QR二维码图块的各边均不在水平方向。为了便于后续确定分类时容易提取/分析特征，可以对图块执行旋转操作。检测单元207可以包括旋转子单元。旋转子单元用于旋转第二图块集中的图块使得该图块的一个边在水平方向。
对第二图块集SB2包括的图块均为基本为正方形的图块的情况，检测单元207可以执行图6所示的检测操作60以检测二值化图像中的三种正方形二维码；QR码、Aztec码和DM码；针对二值化图像中PDF417码的检测，可以使用前述PDF417码直接检测方式。对于第二图块集SB2中的每个图块Bj(基本为正方形)，检测单元207可以执行图6所示的检测操作60。二值化图像Im1的二维码信息包括该二值化图像Im1中的每个图块的二维码信息。图块的二维码信息可以包括：该图块的二维码类型为QR码、Aztec码或DM码。
在步骤S601处，确定图块Bj是否为QR码。在确定结果为“是”的情况下，进行步骤S607；在判断结果为“否”的情况下，进行步骤S603。具体的，检测单元207可以检测图块Bj中是否存在QR码的用于定位图案的三个角部(参见图1中QR码的三个“回”字形定位角部；以及在图块Bj中存在QR二维码的用于定位图案的三个角部的情况下，将Bj的二维码信息添加指示Bj为QR码的信息，即将图块Bj分类为QR码。
在步骤S603处，确定图块Bj是否为Aztec码。在确定结果为“是”的情况下，进行步骤S607；在判断结果为“否”的情况下，进行步骤S605。具体的，检测单元207可以检测图块Bj中央处是否存在Aztec二维码标志(参见图1中Aztec码中央的多框嵌套图案)；以及在图块Bj中央处存在Aztec二维码标志的情况下，将Bj的二维码信息添加指示Bj为Aztec码的信息，即将图块Bj分类为Aztec码。
在步骤S605处，判定图块Bj是DM码。也就是说，在本实施例中，检测单元可以在确定图块Bj的长宽比基本为1，且图块Bj不是QR码，也不是Aztec码的情况下，将图块分类为DM码。
在步骤S607处，检测单元207设定目标图块Bj的二维码信息(例如，基于先前步骤S601-S605的处理结果，给二维码信息变量赋予相应的数据)。
考虑到图6中的检测操作60中在图块Bj不是QR码，也不是Aztec码的情况下，将图块分类为DM码，这可能导致将非DM码图块分类为DM码。因此，可以考虑在检测操作60的基础上改进的另一种检测操作流程。图7示出了根据本公开内容的一个实施例的检测操作70的流程图。检测操作70中的步骤S601、S603和S607同图6中的相应步骤，在此不再赘述。在步骤S705处，确定图块Bj是否为DM码。可以基于DM码的图案分布特点来确定图块Bj是否为DM码。例如，通常，在DM码图块中，与DM码具有相同中心的封闭路径上，会有较高的颜色转变次数(沿封闭路径行进，当前像素点颜色与下一像素点颜色不同，记为1次颜色转变)，因此可以设定颜色转变次数范围，仅当颜色转变次数在该颜色转变次数范围内时，才判定图块Bj为DM码。封闭路径可以是矩形、圆形或正三角形。可以根据封闭路径的长度与图块Bj的周长比设置颜色转变次数范围。在步骤S705的确定结果为“否”的情况下，进行步骤S707：判定Bj不是正方形二维码，或者判定Bj不是QR码、Aztec码和DM码中的任一个。替选的，封闭路径可以选多条，仅当每条封闭路径的颜色转变次数都满足相应颜色转变次数范围时，才判定图块Bj是DM码。
对第二图块集包括的图块不限于基本为正方形的图块的情况，检测单元207可以执行图8所示的检测操作80。在步骤S801处，确定图块Bj是否为QR码。在确定结果为“是”的情况下，进行步骤S811；在判断结果为“否”的情况下，进行步骤S803。具体的，检测单元可以检测图块Bj中是否存在QR码的用于定位图案的三个角部；以及在图块Bj中存在QR二维码的用于定位图案的三个角部的情况下，将Bj的二维码信息添加指示Bj为QR码的信息，即将图块Bj分类为QR码。检测单元还可以被配置成检测图块Bj的长宽比是否基本为1，在长宽比基本为1的情况下，才将图块Bj分类为QR码。例如，当长宽比在[0.9,1.1]范围内，认定长宽比基本为1。
在步骤S803处，确定图块Bj是否为Aztec码。在确定结果为“是”的情况下，进行步骤S811；在判断结果为“否”的情况下，进行步骤S805。具体的，检测单元可以检测图块Bj中央处是否存在Aztec二维码标志；以及在图块Bj中央处存在Aztec二维码标志的情况下，将Bj的二维码信息添加指示Bj为Aztec码的信息，即将图块Bj分类为Aztec码。检测单元还可以被配置成检测图块Bj的长宽比是否基本为1，在长宽比基本为1的情况下，才将图块Bj分类为Aztec码。例如，当长宽比在[0.9,1.1]范围内，认定长宽比基本为1。
在步骤S805处，确定图块Bj是否为DM码。在确定结果为“是”的情况下，进行步骤S811；在判断结果为“否”的情况下，进行步骤S807。具体的，检测单元208可以检测图块Bj的长宽比是否基本为1，以及图块Bj内的封闭路径的颜色转变次数的颜色转变次数，在长宽比基本为1且颜色转变次数在预定范围内的情况下，将图块Bj分类为DM码。例如，当长宽比在[0.9,1.1]范围内，认定长宽比基本为1。
在步骤S807处，确定图块Bj是否为PDF417码。在确定结果为“是”的情况下，进行步骤S811；在判断结果为“否”的情况下，进行步骤S809。具体的，检测单元可以在第二图块集中的目标图块满足以下条件的情况下，将该目标图块分类为PDF417码：目标图块的长宽比在预定范围(例如2至8)内；并且目标图块的长轴的两端部存在满足预定条件的两个基本相同的黑色矩形连通域。该预定条件可以是：在目标图块的中位长轴上，这两个黑色矩形连通域是中位长轴宽度最宽的前两个连通域。连通域的中位长轴宽度是指连通域与目标图块的中位长轴的重叠部分的长度。确定图块Bj是否为PDF417码还可以基于在前述PDF417码直接检测方式中考虑的判别规则。
在步骤S811处，检测单元设定目标图块Bj的二维码信息(例如，基于先前步骤S801-S809的确定结果，给二维码信息变量赋予相应的数据)。
在步骤S809，确定目标图块Bj的二维码类型不是四种二维码(QR码、Aztec码、DM码和PDF417码)中的任一个。
本公开内容的一个方面提供用于检测二维码的二维码检测方法。该二维码检测方法能够对输入图像进行检测，以确定输入图像中所包含的二维码的位置及二维码类型。更具体的，可以确定所包含的二维码是否为QR码、Aztec码或DM码。下面参照图9对该方法进行示例性描述。
图9示出了根据本公开内容的一个实施例的二维码检测方法900的流程图。二维码检测方法900包括：确定第一图块集SB1的步骤S901、得到第二图块集SB2的步骤S903和检测第二图块集SB2的步骤S905。在步骤S901处，确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集SB1。在步骤S903处，通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集SB1移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集SB2。在步骤S905处，检测第二图块集中各图块以确定二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息。在方法900中，第一图块集SB1为N个连通域图块集SBC1、SBC2、……、SBCn、……、SBCN的并集；N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体S1、S2、……、Sn、……、SN中的相应结构体相关联；N为大于1的自然数；并且检测第二图块集中各图块包括以各相应结构体对二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。方法900还可以包括：通过对图像进行二值化得到二值化图像。除了步骤S905，方法900还可以包括检测二值化图像以确定二值化图像的关于PDF417码的二维码信息。检测第二图块集中各图块及检测二值化图像的设置可以参考先前已描述的对检测单元的配置。
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集可以包括第一移除处理：基于图块尺寸移除第一图块集中的不满足预定尺寸条件的矩形图块。预定尺寸条件包括以下中的至少一个：图块尺寸中的宽度在预定宽度范围内；图块尺寸中的长度在预定长度范围内；图块尺寸中的宽度与二值化图像的宽度的比在预定宽度比范围内；图块尺寸中的长度与二值化图像的长度的比在预定长度比范围内；图块尺寸所对应的图块面积在预定面积范围内；以及图块尺寸所对应的图块面积与二值化图像的面积的比在预定面积比范围内。
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集可以包括第二移除处理：通过使用非极大值抑制算法基于交叠面积移除第一图块集中的冗余图块。具体的，当第一图块集中的两个图块(目标图块和另一图块)的交并比(IOU，intersection over union)大于预定阈值且目标图块的面积比另一图块小时，从第一图块集移除目标图块。这里，目标图块图块与另一图块的交并比大于预定阈值意味着：目标图块图块与另一图块在面积上有交叠，且交叠程度高；并且如果该目标图块是两个图块中较小的一个，则该目标图块是冗余图块。
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集可以包括第三移除处理：在第一图块集中的目标图块的在至少一个方向上的颜色分布满足预定分布条件时，从第一图块集移除目标图块。
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集可以包括第四移除处理：在第一图块集中的目标图块的在至少两个方向上的颜色切换次数中的每个小于预定切换次数阈值时，从第一图块集移除该目标图块。
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集可以包括第五移除处理：在第一图块集中的目标图块的矩形虚拟内框上的颜色切换次数小于预定切换阈值时，从第一图块集移除该目标图块。
本领域人员能够理解本公开内容的二维码检测方法可以被设置成先将第二图块集的图块按基本为正方形、剩余图块(明显长方形图块)分类；然后判断基本为正方形的图块是否为QR码、Aztec码，如果不是QR码，也不是Aztec码，则分类为DM码；再判断剩余图块中的图块是否为PDF417码。
图10示出了根据本公开内容的一个实施例的移除处理10的流程图。在步骤S1001-S1009分别指向第一至第五移除处理。第一至第五移除处理的设置情况可参考前面的描述。
虽然上面已经通过举例说明了方法900中的移除处理的多种方式，但是本公开内容不限于上述示例移除方式。
二维码检测方法900和二维码检测装置200有对应关系，因此可以参考二维码检测装置200的配置方式来设计二维码检测方法900。
本公开内容的一个方面提供一种二维码识别方法，包括：检测图像中的二维码；以及基于检测出的图像的二维码信息解析图像中的二维码；其中，检测图像中的二维码包括使用根据本公开内容的二维码检测方法。
本公开内容的一个方面提供一种二维码识别装置，包括：二维码检测装置，其用于检测图像中的二维码；以及二维码解析装置，用于基于检测出的图像的二维码信息解析图像中的二维码；其中，二维码检测装置通过采用本公开内容实施例中描述的二维码检测装置来获得图像中的二维码的二维码分类信息。
本公开内容的一个方面提供一种其上存储有程序的计算机可读存储介质。程序使得在程序被处理器执行时实现二维码检测方法，二维码检测方法包括：确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及检测第二图块集中各图块以确定二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；其中，第一图块集为N个连通域图块集的并集；N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；N为大于1的自然数；并且检测第二图块集中各图块包括以各相应结构体对二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
本公开内容的一个方面提供一种其上存储有程序的计算机可读存储介质。程序使得在程序被处理器执行时实现根据本公开内容的二维码识别方法。
根据本公开内容一个方面，还提供一种信息处理设备。
图11是根据本公开内容的一个实施例的信息处理设备1100的示例性框图。在图11中，中央处理单元(CPU)1101根据存储在只读存储器(ROM)1102中的程序或从存储部分1108加载到随机存取存储器(RAM)1103的程序来进行各种处理。在RAM 1103中，也根据需要来存储在CPU 1101执行各种处理时所需的数据等。
CPU 1101、ROM 1102以及RAM 1103经由总线1104彼此连接。输入/输出接口1105也连接至总线1104。
下述部件连接至输入/输出接口1105：包括软键盘等的输入部分1106；包括诸如液晶显示器(LCD)等的显示器以及扬声器等的输出部分1107；诸如硬盘的存储部分1108；以及包括网络接口卡如LAN卡、调制解调器等的通信部分1109。通信部分1109经由诸如英特网、局域网、移动网络的网络或其组合执行通信处理。
驱动器1110根据需要也连接至输入/输出接口1105。可拆卸介质1111如半导体存储器等根据需要安装在驱动器1110上，使得从其中读取的程序根据需要被安装到存储部分1108。
CPU 1101可以运行用于实现根据本公开内容的二维码检测方法或二维码识别方法的程序。
本公开内容的方案不使用机器学习，从而有利于提高执行速度，减少资源占用，降低运行应用所需的硬件要求。本公开内容的方法、装置、信息处理设备和存储介质至少能有助于实现如下效果之一：能够检测多种二维码、召回率高、准确率高、执行速度快、占用资源少。
尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改(包括在行的情况下，各实施例之间特征的组合或替换)、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
此外，本发明的各实施例的方法不限于按照说明书中描述的或者附图中示出的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。
附记
1.一种二维码检测装置，其特征在于，所述二维码检测装置包括：
确定单元，被配置成确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；
移除单元，被配置成通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及
检测单元，被配置成检测所述第二图块集中各图块以确定所述二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；
其中，所述第一图块集为N个连通域图块集的并集；
所述N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；
N为大于1的自然数；并且
所述确定单元被配置成以各相应结构体对所述二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定所述二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
2.根据附记1二维码检测装置，其中，所述检测单元还被配置成确定所述二值化图像的与PDF417码有关的二维码信息。
3.根据附记1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第一移除单元，被配置成基于图块尺寸移除所述第一图块集中的不满足预定尺寸条件的矩形图块。
4.根据附记3所述的二维码检测装置，其中，所述预定尺寸条件包括以下中的至少一个：
所述第一图块集中的目标图块的图块尺寸中的宽度在预定宽度范围内；
所述图块尺寸中的长度在预定长度范围内；
所述图块尺寸中的宽度与所述二值化图像的宽度的比在预定宽度比范围内；
所述图块尺寸中的长度与所述二值化图像的长度的比在预定长度比范围内；
所述图块尺寸所对应的图块面积在预定面积范围内；
所述图块尺寸所对应的图块面积与所述二值化图像的面积的比在预定面积比范围内；以及
所述图块尺寸中的长度和所述图块尺寸中的宽度的比在预定长宽比范围内。
5.根据附记1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第二移除单元，被配置成通过使用非极大值抑制算法基于交叠面积移除所述第一图块集中的冗余图块。
6.根据附记1二维码检测装置，其中，所述第二移除单元被配置成：当所述第一图块集中的目标图块与述第一图块集中的另一图块的交并比大于预定阈值且所述目标图块的面积小于所述另一图块，则从所述第一图块集移除所述目标图块。
7.根据附记1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第三移除单元，被配置成在所述第一图块集中的目标图块的在至少一个方向上的颜色分布满足预定分布条件时，从所述第一图块集移除所述目标图块。
8.根据附记1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第四移除单元，被配置成在所述第一图块集中的目标图块的在至少两个方向上的颜色切换次数中的每个小于预定切换次数阈值时，从所述第一图块集移除所述目标图块。
9.根据附记1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第五移除单元，被配置成在所述第一图块集中的目标图块的矩形虚拟内框上的颜色切换次数小于预定切换阈值时，从所述第一图块集移除所述目标图块。
10.根据附记1二维码检测装置，其中，所述检测单元包括旋转子单元，所述旋转子单元用于旋转所述第二图块集中的图块使得该图块的一个边在水平方向。
11.根据附记1二维码检测装置，其中，所述检测单元被配置成针对所述第二图块集中的每个图块，检测所述图块中是否存在快速反应码的用于定位图案的三个角部；以及
在所述图块中存在所述快速反应码的用于定位图案的三个角部的情况下，将所述图块分类为所述快速反应码。
12.根据附记1二维码检测装置，其中，所述检测单元被配置成针对所述第二图块集中的每个图块，检测所述图块中央是否具有阿兹特克码标志；以及
在所述图块在图块中央具有所述阿兹特克码标志的情况下，将所述图块分类为所述阿兹特克码。
13.根据附记1二维码检测装置，其中，所述检测单元被配置成针对所述第二图块集中的目标图块，在确定所述目标图块的长宽比基本为1，且所述目标图块不是快速反应码，也不是阿兹特克码的情况下，将图块分类为数据矩阵码。
14.根据附记1二维码检测装置，其中，所述检测单元被配置成在所述第二图块集中的目标图块满足以下条件的情况下，将所述目标图块分类为PDF417码：
所述目标图块的长宽比在预定范围内；并且
所述目标图块的长轴的两端部存在满足预定中位长轴宽度条件的两个基本相同的黑色矩形连通域。
15.一种二维码检测方法，其特征在于，所述二维码检测方法包括：
确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及
检测所述第二图块集中各图块以确定所述二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；
其中，所述第一图块集为N个连通域图块集的并集；
所述N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；
N为大于1的自然数；并且
检测所述第二图块集中各图块包括以各相应结构体对所述二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定所述二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
16.根据附记15所述的二维码检测方法，其特征在于，所述二维码检测方法还包括：
通过对图像进行二值化得到所述二值化图像。
17.根据附记15所述的二维码检测方法，其中，通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集包括：
基于图块尺寸移除所述第一图块集中的不满足预定尺寸条件的矩形图块。
18.根据附记15所述的二维码检测方法，其中，通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集包括：
通过使用非极大值抑制算法基于交叠面积移除所述第一图块集中的冗余图块。
19.根据附记15所述的二维码检测方法，其中，通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集包括：
在所述第一图块集中的目标图块的在至少一个方向上的颜色分布满足预定分布条件时，从所述第一图块集移除所述目标图块。
20.一种其上存储有程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序使得在所述程序被处理器执行时实现二维码检测方法，所述二维码检测方法包括：
确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及
检测所述第二图块集中各图块以确定所述二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；
其中，所述第一图块集为N个连通域图块集的并集；
所述N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；
N为大于1的自然数；并且
检测所述第二图块集中各图块包括以各相应结构体对所述二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定所述二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。

Claims (10)

1.一种二维码检测装置，其特征在于，所述二维码检测装置包括：
确定单元，被配置成确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；
移除单元，被配置成通过基于所述第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及
检测单元，被配置成检测所述第二图块集中各图块以确定所述二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；
其中，所述第一图块集为N个连通域图块集的并集；
所述N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；
N为大于1的自然数；并且
所述确定单元被配置成以各相应结构体对所述二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定所述二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
2.根据权利要求1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第一移除单元，被配置成基于图块尺寸移除所述第一图块集中的不满足预定尺寸条件的矩形图块。
3.根据权利要求2所述的二维码检测装置，其中，所述预定尺寸条件包括以下中的至少一个：
所述第一图块集中的目标图块的图块尺寸中的宽度在预定宽度范围内；
所述图块尺寸中的长度在预定长度范围内；
所述图块尺寸中的宽度与所述二值化图像的宽度的比在预定宽度比范围内；
所述图块尺寸中的长度与所述二值化图像的长度的比在预定长度比范围内；
所述图块尺寸所对应的图块面积在预定面积范围内；
所述图块尺寸所对应的图块面积与所述二值化图像的面积的比在预定面积比范围内；以及
所述图块尺寸中的长度和所述图块尺寸中的宽度的比在预定长宽比范围内。
4.根据权利要求1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第二移除单元，被配置成通过使用非极大值抑制算法基于交叠面积移除所述第一图块集中的冗余图块。
5.根据权利要求4二维码检测装置，其中，所述第二移除单元被配置成：当所述第一图块集中的目标图块与述第一图块集中的另一图块的交并比大于预定阈值且所述目标图块的面积小于所述另一图块，则从所述第一图块集移除所述目标图块。
6.根据权利要求1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第三移除单元，被配置成在所述第一图块集中的目标图块的在至少一个方向上的颜色分布满足预定分布条件时，从所述第一图块集移除所述目标图块。
7.根据权利要求1二维码检测装置，其中，所述移除单元包括第四移除单元，被配置成在所述第一图块集中的目标图块的在至少两个方向上的颜色切换次数中的每个小于预定切换次数阈值时，从所述第一图块集移除所述目标图块。
8.根据权利要求1二维码检测装置，其中，所述检测单元还被配置成确定所述二值化图像的与PDF417码有关的二维码信息。
9.一种二维码检测方法，其特征在于，所述二维码检测方法包括：
确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及
检测所述第二图块集中各图块以确定所述二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；
其中，所述第一图块集为N个连通域图块集的并集；
所述N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；
N为大于1的自然数；并且
检测所述第二图块集中各图块包括以各相应结构体对所述二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定所述二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
10.一种其上存储有程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序使得在所述程序被处理器执行时实现二维码检测方法，所述二维码检测方法包括：
确定包括二值化图像中的多个矩形图块的第一图块集；
通过基于第一图块集中的图块的图块特征从第一图块集移除满足预定条件的矩形图块得到第二图块集；以及
检测所述第二图块集中各图块以确定所述二值化图像的与快速反应码、阿兹特克码和数据矩阵码中的至少一种有关的二维码信息；
其中，所述第一图块集为N个连通域图块集的并集；
所述N个连通域图块集中的每个与N个不同大小的结构体中的相应结构体相关联；
N为大于1的自然数；并且
检测所述第二图块集中各图块包括以各相应结构体对所述二值化图像进行缩小白色图像区的形态学处理，以及确定所述二值化图像中的与各形态学处理生成的相应中间图像中的各黑色连通域的外接矩形包围的图块对应的对应图块作为相应连通域图块集中的连通域图块。
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