CN100589116C - 一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法及***,所述方法包括以下步骤:a:获取透视快速响应矩阵二维码图案;b:根据Sklansky算法求取快速响应矩阵二维码图案的凸包围盒,在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点;采用奇异值分解法来估计透视变换参数;c:根据得到的透视变换参数,对原图像进行重新采样,得到校正的快速响应矩阵二维码图案。本发明通过采用Sklansky算法,准确得到QR码图案的四个顶点的图像坐标,然后采用求解线性方程的方法来估计透视矩阵的参数,达到校正图像,正确解码的目的,解决了透视QR码图案解码困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域,尤其涉及一种透视QR(快速响应矩阵二维码)图案校正的方法及***。
背景技术
目前,《快速响应矩阵码QR Code》(中华人民共和国国家标准GB/T 18284-2000)给出的参考译码算法首先根据横向和纵向的扫描确定寻像图形(Finder Pattern,FP),根据寻像图形,确定校正图形(AlignmentPattern,AP),然后根据FP和AP建立采样网格,获取格式解码前的信息。在实践中,对于QR码图案经过旋转变换后得到的图像,为了准确得到寻像图形的位置,一般除了横向和纵向的扫描外,还增加45度交叉方向的扫描。
然而,由于成像条件的限制,QR码图案往往会产生透视变换,以上的方法即使能够顺利地找到FP,也无法根据参考译码算法得到正确的AP位置和采样网格。因此,解决透视变换带来的译码困难是许多应用无法回避的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种透视QR码图案校正的方法及***。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种透视快速响应矩阵码图案校正的方法,包括以下步骤:
a:获取透视QR码图案;
b:根据Sklansky算法(一种已知算法)求取QR码图案的凸包围盒,用以下方法在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点:
b1:根据国标参考译码算法得到寻像图形;
b2:通过数字微分分析算法扫描得到四个***边的分布点;
b3:根据由Sklansky算法得到的凸包围盒,得到凸包围盒的n个顺序顶点,n1,n2,...np;如果p>4,则求取相邻两点之间的距离,找到最小的距离的两个点nk和nl,根据相邻点ni、nk确定的线段l1,根据相邻点nl、nm确定的线段l2,用l1和l2的交点取代nk和nl点,直到只剩下四个顶点(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)为止;
采用SVD(奇异值分解)来估计透视变换参数:使用图像坐标系下的四个顶点和对应的世界坐标系下的四个顶点,根据透视参数,形成线形方程组,采用奇异值分解法来求解透视变换参数的值;
c:根据得到的透视变换参数,对原图像进行重新采样,得到校正的QR码图案。
其中,步骤c之后还包括,对校正后的QR码图案,根据国标的参考译码算法进行重新解码。
一种透视QR码图案校正的***,包括:图像获取模块、图像校正模块;
图像获取模块用于获取透视QR码图案;
图像校正模块根据Sklansky算法求取快速响应矩阵二维码图案的凸包围盒,用以下方法在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点:
b1:根据国标参考译码算法得到寻像图形;
b2:通过数字微分分析算法扫描得到四个***边的分布点;
b3:根据由Sklansky算法得到的凸包围盒,得到凸包围盒的n个顺序顶点,n1,n2,...np;如果p>4,则求取相邻两点之间的距离,找到最小的距离的两个点nk和nl,根据相邻点ni、nk确定的线段l1,根据相邻点nl、nm确定的线段l2,用l1和l2的交点取代nk和nl点,直到只剩下四个顶点(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)为止;
采用奇异值分解法来估计透视变换参数:使用图像坐标系下的四个顶点和对应的世界坐标系下的四个顶点,根据透视参数,形成线形方程组,采用奇异值分解法来求解透视变换参数的值;
根据得到的透视变换参数,对原图像进行重新采样,得到校正的快速响应矩阵二维码图案。
上述方案,还包括图像识别模块;图像识别模块用于对校正后的图案,根据国标的参考译码算法进行重新解码,得到校正后的图像。
本发明具有如下有益效果:
本发明通过采用Sklansky算法,准确得到QR码图案的四个顶点的图像坐标,然后采用求解线性方程的方法来估计透视矩阵的参数,达到校正图像,正确解码的目的,从而解决了透视QR码图案解码困难的问题。
附图说明
图1为本发明***结构图;
图2A/2B/2C/2D为本发明顶点获取示意图;
图3为图2中透视图案经过校正后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述:
请参阅图1所示***结构图,包括:图像获取模块101、图像校正模块102、图像识别模块103;图像获取模块101可以通过摄像头直接获取图像,也可以通过图像文件等其他手段获取图像;图像校正模块102利用Sklansk算法得到凸包围盒并估计其图像坐标下的四个顶点,建立图像坐标和世界坐标系之间的点的对应关系,并根据得到的透视变换参数,对原图像进行重新采样,得到校正的QR码图案;图像识别模块103用于对校正后的图案,根据国标的参考算法进行重新解码,得到校正后的图像。
本发明中通过图像校正模块可以得到校正后的QR码图像。主要步骤如下:
(1)首先,图像校正模块根据国家标准提出的参考译码算法,利用横向和纵向扫描,加上45度交叉扫描,得到三个FP点(P1,P2,P3);如图2A所示;
(2)图像校正模块以P1为起点,分别以P3->P1和P1->P3为方向,扫描出一组起始点集S1;从S1中点开始,以P2->P1为方向,扫描出一组分布点L1;同理,得到分布点L2,L3和L4;方向扫描采用DDA方法;如图2B所示;
(3)图像校正模块根据点集L1,L2,L3和L4,求取***掩模,去处背景图象;如图2C所示;
(4)图像校正模块采用Sklansky算法求取凸包围盒,如图2D所示;得到凸包围盒的n个顺序顶点,n1,n2,...np;
(5)如果p>4,则求取相邻两点之间的距离,找到最小的距离的两个点nk和nl,根据相邻点ni、nk确定的线段l1,根据相邻点nl、nm确定的线段l2,用l1和l2的交点取代nk和nl点,直到只剩下四个顶点(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)为止;
(6)由于世界坐标中的四个矩形顶点(u0,v0),(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3)是已知的,因此,可以使用矩阵C
建立图像坐标系和世界坐标系之间的点的对应关系:
ui=(c00*xi+c01*yi+c02)/(c20*xi+c21*yi+c22)
vi=(c10*xi+c11*yi+c12)/(c20*xi+c21*yi+c22)
并得到线形方程组:
其中,cij是矩阵系数,c22=1;
(7)图像校正模块采用SVD解上述线形方程,得到矩阵C的解;
(8)图像校正模块根据得到的透视变换参数C,对原图像进行重新采样,得到校正的QR码图案,如图3所示;
(9)图像识别模块对校正后的图案,根据国标的参考算法进行重新解码,即可解码。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1、一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法,其特征在于,包括以下步骤:
a:获取透视快速响应矩阵二维码图案;
b:根据Sklansky算法求取快速响应矩阵二维码图案的凸包围盒,用以下方法在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点:
b1:根据国标参考译码算法得到寻像图形;
b2:通过数字微分分析算法扫描得到四个***边的分布点;
b3:根据由Sklansky算法得到的凸包围盒,得到凸包围盒的n个顺序顶点,n1,n2,...np;如果p>4,则求取相邻两点之间的距离,找到最小的距离的两个点nk和nl,根据相邻点ni、nk确定的线段l1,根据相邻点nl、nm确定的线段l2,用l1和l2的交点取代nk和nl点,直到只剩下四个顶点(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)为止;
采用奇异值分解法来估计透视变换参数:使用图像坐标系下的四个顶点和对应的世界坐标系下的四个顶点,根据透视参数,形成线形方程组,采用奇异值分解法来求解透视变换参数的值;
c:根据得到的透视变换参数,对原图像进行重新采样,得到校正的快速响应矩阵二维码图案。
2、如权利要求1所述的透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法,其特征在于,步骤c之后还包括,对校正后的快速响应矩阵二维码图案,根据国标的参考译码算法进行重新解码。
3、一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的***,其特征在于,包括:
图像获取模块、图像校正模块;
所述图像获取模块用于获取透视快速响应矩阵二维码图案;
所述图像校正模块根据Sklansky算法求取快速响应矩阵二维码图案的凸包围盒,用以下方法在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点:
b1:根据国标参考译码算法得到寻像图形;
b2:通过数字微分分析算法扫描得到四个***边的分布点;
b3:根据由Sklansky算法得到的凸包围盒,得到凸包围盒的n个顺序顶点,n1,n2,...np;如果p>4,则求取相邻两点之间的距离,找到最小的距离的两个点nk和nl,根据相邻点ni、nk确定的线段l1,根据相邻点nl、nm确定的线段l2,用l1和l2的交点取代nk和nl点,直到只剩下四个顶点(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)为止;
采用奇异值分解法来估计透视变换参数:使用图像坐标系下的四个顶点和对应的世界坐标系下的四个顶点,根据透视参数,形成线形方程组,采用奇异值分解法来求解透视变换参数的值;
根据得到的透视变换参数,对原图像进行重新采样,得到校正的快速响应矩阵二维码图案。
4、如权利要求3所述透视快速响应矩阵二维码图案校正的***,其特征在于,还包括图像识别模块;图像识别模块用于对校正后的图案,根据国标的参考译码算法进行重新解码,得到校正后的图像。
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