一種透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的方法及系統的製作方法
2023-06-11 13:01:41
專利名稱：一種透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及網絡通信技術領域，尤其涉及一種透視QR(快速響應矩陣二維碼)圖案校正的方法及系統。
背景技術：
目前，《快速響應矩陣碼QR Code》(中華人民共和國國家標準GB/T18284-2000)給出的參考解碼算法首先根據橫向和縱向的掃描確定尋像圖形(Finder Pattern，FP)，根據尋像圖形，確定校正圖形(AlignmentPattern，AP)，然後根據FP和AP建立採樣網格，獲取格式解碼前的信息。在實踐中，對於QR碼圖案經過旋轉變換後得到的圖像，為了準確得到尋像圖形的位置，一般除了橫向和縱向的掃描外，還增加45度交叉方向的掃描。
然而，由於成像條件的限制，QR碼圖案往往會產生透視變換，以上的方法即使能夠順利地找到FP，也無法根據參考解碼算法得到正確的AP位置和採樣網格。因此，解決透視變換帶來的解碼困難是許多應用無法迴避的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種透視QR碼圖案校正的方法及系統。
為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的
一種透視快速響應矩陣碼圖案校正的方法，包括以下步驟a獲取透視QR碼圖案；b根據Sklansky算法(一種已知算法)求取QR碼圖案的凸包圍盒，在包圍盒的頂點中尋找圖像坐標下的四個頂點，採用SVD(奇異值分解)來估計透視變換參數；c根據得到的透視變換參數，對原圖像進行重新採樣，得到校正的QR碼圖案。
其中，步驟c之後還包括，對校正後的QR碼圖案，根據國標的參考解碼算法進行重新解碼。
其中，步驟b中所述在包圍盒的頂點中尋找圖像坐標下的四個頂點進一步包括以下步驟b1根據國標參考解碼算法得到尋像圖形；b2通過DDA(數字微分分析)算法掃描得到四個外圍邊的分布點；b3根據由Sklansky算法得到的凸包圍盒來估計所述圖像坐標下的四個頂點。
其中，步驟b中所述採用SVD來估計透視變換參數具體包括，使用圖像坐標系下的四個頂點和對應的世界坐標系下的四個頂點，根據透視參數，形成線形方程組，採用SVD來求解透視變換參數的值。
一種透視QR碼圖案校正的系統，包括圖像獲取模塊、圖像校正模塊；圖像獲取模塊用於獲取透視QR碼圖案；
圖像校正模塊用於根據由Sklansky算法得到的凸包圍盒，估計其圖像坐標下的四個頂點，並建立圖像坐標和世界坐標系之間的點的對應關係，並根據得到的透視變換參數，對原圖像進行重新採樣，得到校正的QR碼圖案；其中，還包括圖像識別模塊；圖像識別模塊用於對校正後的圖案，根據國標的參考解碼算法進行重新解碼，得到校正後的圖像。
本發明具有如下有益效果本發明通過採用Sklansky算法，準確得到QR碼圖案的四個頂點的圖像坐標，然後採用求解線性方程的方法來估計透視矩陣的參數，達到校正圖像，正確解碼的目的，從而解決了透視QR碼圖案解碼困難的問題。
圖1為本發明系統結構圖；圖2A/2B/2C/2D為本發明頂點獲取示意圖；圖3為圖2中透視圖案經過校正後的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述請參閱圖1所示系統結構圖，包括圖像獲取模塊101、圖像校正模塊102、圖像識別模塊103；圖像獲取模塊101可以通過攝像頭直接獲取圖像，也可以通過圖像文件等其他手段獲取圖像；圖像校正模塊102利用Sklansk算法得到凸包圍盒並估計其圖像坐標下的四個頂點，建立圖像坐標和世界坐標系之間的點的對應關係，並根據得到的透視變換參數，對原圖像進行重新採樣，得到校正的QR碼圖案；圖像識別模塊103用於對校正後的圖案，根據國標的參考算法進行重新解碼，得到校正後的圖像。
本發明中通過圖像校正模塊可以得到校正後的QR碼圖像。主要步驟如下(1)首先，圖像校正模塊根據國家標準提出的參考解碼算法，利用橫向和縱向掃描，加上45度交叉掃描，得到三個FP點(P1，P2，P3)；如圖2A所示；(2)圖像校正模塊以P1為起點，分別以P3-＞P1和P1-＞P3為方向，掃描出一組起始點集S1；從S1中點開始，以P2-＞P1為方向，掃描出一組分布點L1；同理，得到分布點L2，L3和L4；方向掃描採用DDA方法；如圖2B所示；(3)圖像校正模塊根據點集L1，L2，L3和L4，求取外圍掩模，去處背景圖象；如圖2C所示；(4)圖像校正模塊採用Sklansky算法求取凸包圍盒，如圖2D所示；得到凸包圍盒的n個順序頂點，n1，n2，...np；(5)如果p＞4，則求取相鄰兩點之間的距離，找到最小的距離的兩個點nk和nl，根據相鄰點ni、nk確定的線段l1，根據相鄰點nl、nm確定的線段l2，用l1和l2的交點取代nk和nl點，直到只剩下四個頂點(x0，y0)，(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)為止；(6)由於世界坐標中的四個矩形頂點(u0，v0)，(u1，v1)，(u2，v2)，(u3，v3)是已知的，因此，可以使用矩陣Cc00c01c02c10c11c12c20c21c22]]>建立圖像坐標系和世界坐標系之間的點的對應關係ui＝(c00*xi+c01*yi+c02)/(c20*xi+c21*yi+c22)vi＝(c10*xi+c11*yi+c12)/(c20*xi+c21*yi+c22)並得到線形方程組x0y01000-x0*u0-y0*u0x1y11000-x1*u1-y1*u1x2y21000-x2*u2-y2*u2x3y31000-x3*u3-y3*u2000x0y01-x0*v0-y0*v0000x1y11-x1*v1-y1*v1000x2y21-x2*v2-y2*v2000x3y31-x3*v3-y3*v3c00c01c02c10c11c12c20c21=u0u1u2u3v0v1v2v3]]>其中，cij是矩陣係數，c22＝1；(7)圖像校正模塊採用SVD解上述線形方程，得到矩陣C的解；(8)圖像校正模塊根據得到的透視變換參數C，對原圖像進行重新採樣，得到校正的QR碼圖案，如圖3所示；(9)圖像識別模塊對校正後的圖案，根據國標的參考算法進行重新解碼，即可解碼。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的方法，其特徵在於，包括以下步驟a獲取透視快速響應矩陣二維碼圖案；b根據Sklansky算法求取快速響應矩陣二維碼圖案的凸包圍盒，在包圍盒的頂點中尋找圖像坐標下的四個頂點；採用奇異值分解法來估計透視變換參數；c根據得到的透視變換參數，對原圖像進行重新採樣，得到校正的快速響應矩陣二維碼圖案。
2.如權利要求1所述的透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的方法，其特徵在於，步驟c之後還包括，對校正後的快速響應矩陣二維碼圖案，根據國標的參考解碼算法進行重新解碼。
3.如權利要求1或2所述的透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的方法，其特徵在於，步驟b中所述在包圍盒的頂點中尋找圖像坐標下的四個頂點進一步包括以下步驟b1根據國標參考解碼算法得到尋像圖形；b2通過數字微分分析算法掃描得到四個外圍邊的分布點；b3根據由Sklansky算法得到的凸包圍盒來估計所述圖像坐標下的四個頂點。
4.如權利要求1或2所述的透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的方法，其特徵在於，步驟b中所述採用奇異值分解法來估計透視變換參數具體包括，使用圖像坐標系下的四個頂點和對應的世界坐標系下的四個頂點，根據透視參數，形成線形方程組，採用奇異值分解法來求解透視變換參數的值。
5.一種透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的系統，其特徵在於，包括圖像獲取模塊、圖像校正模塊；圖像獲取模塊用於獲取透視快速響應矩陣二維碼圖案；圖像校正模塊用於根據由Sklansky算法得到的凸包圍盒，估計其圖像坐標下的四個頂點，並建立圖像坐標和世界坐標系之間的點的對應關係，並根據得到的透視變換參數，對原圖像進行重新採樣，得到校正的快速響應矩陣二維碼圖案；
6.如權利要求5所述透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的系統，其特徵在於，還包括圖像識別模塊；圖像識別模塊用於對校正後的圖案，根據國標的參考解碼算法進行重新解碼，得到校正後的圖像。
全文摘要
本發明公開了一種透視快速響應矩陣二維碼圖案校正的方法及系統，所述方法包括以下步驟a.獲取透視快速響應矩陣二維碼圖案；b.根據Sklansky算法求取快速響應矩陣二維碼圖案的凸包圍盒，在包圍盒的頂點中尋找圖像坐標下的四個頂點；採用奇異值分解法來估計透視變換參數；c.根據得到的透視變換參數，對原圖像進行重新採樣，得到校正的快速響應矩陣二維碼圖案。本發明通過採用Sklansky算法，準確得到QR碼圖案的四個頂點的圖像坐標，然後採用求解線性方程的方法來估計透視矩陣的參數，達到校正圖像，正確解碼的目的，解決了透視QR碼圖案解碼困難的問題。
文檔編號G06K9/18GK101093544SQ20071007503
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月14日 優先權日2007年6月14日
發明者尚國強 申請人:中興通訊股份有限公司