專(zhuān)利名稱(chēng)：一種透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種透視QR(快速響應(yīng)矩陣二維碼)圖案校正的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，《快速響應(yīng)矩陣碼QR Code》(中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18284-2000)給出的參考譯碼算法首先根據(jù)橫向和縱向的掃描確定尋像圖形(Finder Pattern，F(xiàn)P)，根據(jù)尋像圖形，確定校正圖形(AlignmentPattern，AP)，然后根據(jù)FP和AP建立采樣網(wǎng)格，獲取格式解碼前的信息。在實(shí)踐中，對(duì)于QR碼圖案經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)變換后得到的圖像，為了準(zhǔn)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，由于成像條件的限制，QR碼圖案往往會(huì)產(chǎn)生透視變換，以上的方法即使能夠順利地找到FP，也無(wú)法根據(jù)參考譯碼算法得到正確的AP位置和采樣網(wǎng)格。因此，解決透視變換帶來(lái)的譯碼困難是許多應(yīng)用無(wú)法回避的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種透視QR碼圖案校正的方法及系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種透視快速響應(yīng)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(jù)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(diǎn)中尋找圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)，采用SVD(奇異值分解)來(lái)估計(jì)透視變換參數(shù)；c根據(jù)得到的透視變換參數(shù)，對(duì)原圖像進(jìn)行重新采樣，得到校正的QR碼圖案。
其中，步驟c之后還包括，對(duì)校正后的QR碼圖案，根據(jù)國(guó)標(biāo)的參考譯碼算法進(jìn)行重新解碼。
其中，步驟b中所述在包圍盒的頂點(diǎn)中尋找圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)一步包括以下步驟b1根據(jù)國(guó)標(biāo)參考譯碼算法得到尋像圖形；b2通過(guò)DDA(數(shù)字微分分析)算法掃描得到四個(gè)外圍邊的分布點(diǎn)；b3根據(jù)由Sklansky算法得到的凸包圍盒來(lái)估計(jì)所述圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)。
其中，步驟b中所述采用SVD來(lái)估計(jì)透視變換參數(shù)具體包括，使用圖像坐標(biāo)系下的四個(gè)頂點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的世界坐標(biāo)系下的四個(gè)頂點(diǎn)，根據(jù)透視參數(shù)，形成線(xiàn)形方程組，采用SVD來(lái)求解透視變換參數(shù)的值。
一種透視QR碼圖案校正的系統(tǒng)，包括圖像獲取模塊、圖像校正模塊；圖像獲取模塊用于獲取透視QR碼圖案；
圖像校正模塊用于根據(jù)由Sklansky算法得到的凸包圍盒，估計(jì)其圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)，并建立圖像坐標(biāo)和世界坐標(biāo)系之間的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)得到的透視變換參數(shù)，對(duì)原圖像進(jìn)行重新采樣，得到校正的QR碼圖案；其中，還包括圖像識(shí)別模塊；圖像識(shí)別模塊用于對(duì)校正后的圖案，根據(jù)國(guó)標(biāo)的參考譯碼算法進(jìn)行重新解碼，得到校正后的圖像。
本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明通過(guò)采用Sklansky算法，準(zhǔn)確得到QR碼圖案的四個(gè)頂點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，然后采用求解線(xiàn)性方程的方法來(lái)估計(jì)透視矩陣的參數(shù)，達(dá)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(wèn)題。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2A/2B/2C/2D為本發(fā)明頂點(diǎn)獲取示意圖；圖3為圖2中透視圖案經(jīng)過(guò)校正后的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述請(qǐng)參閱圖1所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括圖像獲取模塊101、圖像校正模塊102、圖像識(shí)別模塊103；圖像獲取模塊101可以通過(guò)攝像頭直接獲取圖像，也可以通過(guò)圖像文件等其他手段獲取圖像；圖像校正模塊102利用Sklansk算法得到凸包圍盒并估計(jì)其圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)，建立圖像坐標(biāo)和世界坐標(biāo)系之間的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)得到的透視變換參數(shù)，對(duì)原圖像進(jìn)行重新采樣，得到校正的QR碼圖案；圖像識(shí)別模塊103用于對(duì)校正后的圖案，根據(jù)國(guó)標(biāo)的參考算法進(jìn)行重新解碼，得到校正后的圖像。
本發(fā)明中通過(guò)圖像校正模塊可以得到校正后的QR碼圖像。主要步驟如下(1)首先，圖像校正模塊根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提出的參考譯碼算法，利用橫向和縱向掃描，加上45度交叉掃描，得到三個(gè)FP點(diǎn)(P1，P2，P3)；如圖2A所示；(2)圖像校正模塊以P1為起點(diǎn)，分別以P3-＞P1和P1-＞P3為方向，掃描出一組起始點(diǎn)集S1；從S1中點(diǎn)開(kāi)始，以P2-＞P1為方向，掃描出一組分布點(diǎn)L1；同理，得到分布點(diǎn)L2，L3和L4；方向掃描采用DDA方法；如圖2B所示；(3)圖像校正模塊根據(jù)點(diǎn)集L1，L2，L3和L4，求取外圍掩模，去處背景圖象；如圖2C所示；(4)圖像校正模塊采用Sklansky算法求取凸包圍盒，如圖2D所示；得到凸包圍盒的n個(gè)順序頂點(diǎn)，n1，n2，...np；(5)如果p＞4，則求取相鄰兩點(diǎn)之間的距離，找到最小的距離的兩個(gè)點(diǎn)nk和nl，根據(jù)相鄰點(diǎn)ni、nk確定的線(xiàn)段l1，根據(jù)相鄰點(diǎn)nl、nm確定的線(xiàn)段l2，用l1和l2的交點(diǎn)取代nk和nl點(diǎn)，直到只剩下四個(gè)頂點(diǎn)(x0，y0)，(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)為止；(6)由于世界坐標(biāo)中的四個(gè)矩形頂點(diǎn)(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(biāo)系和世界坐標(biāo)系之間的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系ui＝(c00*xi+c01*yi+c02)/(c20*xi+c21*yi+c22)vi＝(c10*xi+c11*yi+c12)/(c20*xi+c21*yi+c22)并得到線(xiàn)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*v3·c00c01c02c10c11c12c20c21=u0u1u2u3v0v1v2v3]]>其中，cij是矩陣系數(shù)，c22＝1；(7)圖像校正模塊采用SVD解上述線(xiàn)形方程，得到矩陣C的解；(8)圖像校正模塊根據(jù)得到的透視變換參數(shù)C，對(duì)原圖像進(jìn)行重新采樣，得到校正的QR碼圖案，如圖3所示；(9)圖像識(shí)別模塊對(duì)校正后的圖案，根據(jù)國(guó)標(biāo)的參考算法進(jìn)行重新解碼，即可解碼。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的方法，其特征在于，包括以下步驟a獲取透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案；b根據(jù)Sklansky算法求取快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案的凸包圍盒，在包圍盒的頂點(diǎn)中尋找圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)；采用奇異值分解法來(lái)估計(jì)透視變換參數(shù)；c根據(jù)得到的透視變換參數(shù)，對(duì)原圖像進(jìn)行重新采樣，得到校正的快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的方法，其特征在于，步驟c之后還包括，對(duì)校正后的快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案，根據(jù)國(guó)標(biāo)的參考譯碼算法進(jìn)行重新解碼。
3.如權(quán)利要求1或2所述的透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的方法，其特征在于，步驟b中所述在包圍盒的頂點(diǎn)中尋找圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)一步包括以下步驟b1根據(jù)國(guó)標(biāo)參考譯碼算法得到尋像圖形；b2通過(guò)數(shù)字微分分析算法掃描得到四個(gè)外圍邊的分布點(diǎn)；b3根據(jù)由Sklansky算法得到的凸包圍盒來(lái)估計(jì)所述圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的方法，其特征在于，步驟b中所述采用奇異值分解法來(lái)估計(jì)透視變換參數(shù)具體包括，使用圖像坐標(biāo)系下的四個(gè)頂點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的世界坐標(biāo)系下的四個(gè)頂點(diǎn)，根據(jù)透視參數(shù)，形成線(xiàn)形方程組，采用奇異值分解法來(lái)求解透視變換參數(shù)的值。
5.一種透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像獲取模塊、圖像校正模塊；圖像獲取模塊用于獲取透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案；圖像校正模塊用于根據(jù)由Sklansky算法得到的凸包圍盒，估計(jì)其圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)，并建立圖像坐標(biāo)和世界坐標(biāo)系之間的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)得到的透視變換參數(shù)，對(duì)原圖像進(jìn)行重新采樣，得到校正的快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案；
6.如權(quán)利要求5所述透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的系統(tǒng)，其特征在于，還包括圖像識(shí)別模塊；圖像識(shí)別模塊用于對(duì)校正后的圖案，根據(jù)國(guó)標(biāo)的參考譯碼算法進(jìn)行重新解碼，得到校正后的圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案校正的方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟a.獲取透視快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案；b.根據(jù)Sklansky算法求取快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案的凸包圍盒，在包圍盒的頂點(diǎn)中尋找圖像坐標(biāo)下的四個(gè)頂點(diǎn)；采用奇異值分解法來(lái)估計(jì)透視變換參數(shù)；c.根據(jù)得到的透視變換參數(shù)，對(duì)原圖像進(jìn)行重新采樣，得到校正的快速響應(yīng)矩陣二維碼圖案。本發(fā)明通過(guò)采用Sklansky算法，準(zhǔn)確得到QR碼圖案的四個(gè)頂點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，然后采用求解線(xiàn)性方程的方法來(lái)估計(jì)透視矩陣的參數(shù)，達(dá)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(wèn)題。
文檔編號(hào)G06K9/18GK101093544SQ20071007503
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者尚國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司