本發(fā)明涉及二維碼領(lǐng)域，具體涉及一種二維碼的二值化處理方法。
背景技術(shù)：
二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面也就是二維方向上分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實(shí)現(xiàn)信息自動處理：它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有一定的寬度；具有一定的校驗(yàn)功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化點(diǎn)。二維碼是一種圖像標(biāo)識技術(shù)，因?yàn)榫哂写鎯θ萘看?，存儲信息種類多，糾錯能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在物品編碼，移動支付等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
二維碼應(yīng)用范圍廣，因此其應(yīng)用環(huán)境相對復(fù)雜。目前，在光照不均，陰影阻擋等條件下，二維碼的解碼率不高。在光照不均時，光照強(qiáng)度高區(qū)域的灰度值普遍較高，因此易黑色區(qū)域誤判為白色區(qū)域；受陰影影響時，圖像的灰度值普遍較低，易將白色區(qū)域誤判為黑色區(qū)域。綜上所述，在圖像受到外界影響時，例如光照不均，陰影的影響，圖像在二值化時，容易出現(xiàn)黑白誤判。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種二維碼的二值化處理方法。本發(fā)明提供的一種二維碼的二值化處理方法，在光照不均和陰影影響下提高二維碼二值化的準(zhǔn)確率。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種二維碼的二值化處理方法，包括如下步驟：
S1，獲取待處理二維碼圖像；
S2，將步驟S1獲取的二維碼圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；
S3，中值濾波；
S4，圖像二值化；
其中，步驟S4包括：
S41，將步驟S3輸出的圖像劃分為若干不相交的小區(qū)域；
S42，判斷S42中各個小區(qū)域的亮度值的高低；
S43，將亮度值高的區(qū)域轉(zhuǎn)換變暗；
S44，使用積分圖的方法求取閾值，對S43輸出的圖像進(jìn)行二值化處理。
上述的一種二維碼的二值化處理方法，其中，所述步驟S42包括如下步驟：
S421，針對S41中的每一個小區(qū)域，選取像素點(diǎn)A(x，y)，則像素點(diǎn)A的鄰域的面積為C，C＝(x2-x1)×(y2-y1)，其中，(x1，y1)為以像素點(diǎn)A為正方形中心的正方形的左下角的坐標(biāo)，(x2，y2)為以像素點(diǎn)A為正方形中心的正方形的右上角的坐標(biāo)，所述正方形為選取的濾波器對應(yīng)的窗口；
S422，計算像素點(diǎn)A的鄰域的灰度均值Rs：
Rs＝I(x2,y2)-I(x1,y2)-I(x2,y1)+I(x1,y1)
其中，I(x，y)表示對應(yīng)點(diǎn)(x，y)的積分圖像；
S423，判斷該區(qū)域是否滿足以下條件：Rs≤C*(m+d)，當(dāng)滿足時，判斷該區(qū)域?yàn)榘祬^(qū)域，否則，判斷該區(qū)域?yàn)榱羺^(qū)域；m為整幅圖像的像素均值，d為整幅圖像的標(biāo)準(zhǔn)差。
上述的一種二維碼的二值化處理方法，其中，所述步驟S43具體包括，用255減去將亮區(qū)域的灰度值得到的新的灰度值即為該亮區(qū)域轉(zhuǎn)換成的暗區(qū)域?qū)?yīng)的灰度值。
上述的一種二維碼的二值化處理方法，其中，所述步驟S44具體包括：使用積分圖的方法對S43輸出的圖求取二值化閾值，滿足下式則判斷為黑，否則為白：
i(x,y)*C≤Rs*(1-t)
其中，i(x,y)為經(jīng)過步驟S43處理后的圖像的灰度值，t為調(diào)整系數(shù)。
上述的一種二維碼的二值化處理方法，其中，所述容錯率t的取值范圍是0到0.19。
上述的一種二維碼的二值化處理方法，其中，所述步驟S2具體包括：步驟S1獲取的圖像，用R、G、B分別表示彩色圖像中每個像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)分量，轉(zhuǎn)換后的灰度圖像對應(yīng)的像素點(diǎn)的亮度值為I，則：
I＝0.3*R+0.59*G+0.11*B。
本發(fā)明所述的二維碼圖像的二值化方法及系統(tǒng)，每一個分塊區(qū)域的灰度閾值都不相同，因此對于每一個分塊區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)在二維碼圖像被還原的過程中是判定為黑還是判定為白，并不是單純由其自身的灰度值來決定的，而是考慮到該像素點(diǎn)所在分塊區(qū)域的預(yù)定范圍的平均灰度值。即當(dāng)一個分塊區(qū)域所在的預(yù)定范圍的灰度值整體偏大時，那么該分塊區(qū)域中所對應(yīng)的灰度閾值就會偏大，反之亦然。即每一個分塊區(qū)域的灰度閾值是根據(jù)其所在區(qū)域的背景灰度密切相關(guān)的，因此得到的二值化結(jié)果可以排除外界環(huán)境的干擾，可以清晰呈現(xiàn)出二值化圖像。本發(fā)明所述的二維碼圖像的二值化方法，算法簡單，沒有過于繁雜的計算。本發(fā)明所述的二維碼圖像的二值化方法,分塊區(qū)域互不相交，使得獲得的二值化圖像的效果很好，不會出現(xiàn)邊緣模糊的效果，為后續(xù)的解碼步驟打下了良好的基礎(chǔ)。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明一種二維碼的二值化處理方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例
如圖1所示，一種二維碼的二值化處理方法，包括如下步驟：
S1，獲取待處理二維碼圖像；
S2，將步驟S1獲取的二維碼圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；步驟S1獲取的圖像，用R、G、B分別表示彩色圖像中每個像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)分量，轉(zhuǎn)換后的灰度圖像對應(yīng)的像素點(diǎn)的亮度值為I，則：
I＝0.3*R+0.59*G+0.11*B。
S3，中值濾波；獲取圖像時，可能會受到電流不穩(wěn)定等因素的影響，圖像會出現(xiàn)噪聲點(diǎn)，使用中值濾波，可以減少噪聲點(diǎn)的干擾。中值濾波法是一種非線性平滑技術(shù)，將每一像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值的中值。中值濾波是基于排序統(tǒng)計理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號處理技術(shù)，中值濾波的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。
S4，圖像二值化；由于二維碼最終只有黑和白兩種顏色，所以，最終需要對通過步驟S3獲取的二維碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成二值圖像。本步驟使用積分圖的方法對圖像進(jìn)行二值化處理。
所謂積分圖是指對于一幅灰度的圖像，積分圖中的任意一點(diǎn)(x,y)的值是指從圖像的左上角到這個點(diǎn)的所構(gòu)成的矩形區(qū)域內(nèi)所有的點(diǎn)的灰度值之和。I表示積分圖像，G表示原始圖像。則I(x,y)＝sum(G(i,j))，其中0<＝i<＝x,0<＝j(luò)<＝y(tǒng).
在實(shí)際的計算過程中，對于一個點(diǎn)(x,y)的值等于:
I(x,y)＝I(x-1,y)+I(x,y-1)-I(x-1,y-1)+G(i,j)，I:該點(diǎn)的積分圖像值，G:該點(diǎn)的灰度值。
在實(shí)際的編程實(shí)現(xiàn)過程中可以對有圖像的大小進(jìn)行擴(kuò)展，左邊擴(kuò)展一列，頂端擴(kuò)展一行,即：I(-1,j)＝0,I(i,-1)＝0；
因?yàn)槭褂梅e分圖像求取閾值然后二值化的方法，對陰影阻擋等使圖像變暗的情況效果理想，與此同時，為了進(jìn)一步的克服光照不均等使圖像亮度變亮的情況，故進(jìn)行如下步驟：
S41，將步驟S3輸出的圖像劃分為若干不相交的小區(qū)域；
S42，判斷S42中各個小區(qū)域的亮度值的高低；
積分圖像用下式表達(dá)：
I(i,j)＝I(i,j-1)+colSum(i,j)，
其中，colSum(i,j)表示原始圖像第j列前i個像素之和。
S421，針對S41中的每一個小區(qū)域，假設(shè)劃分區(qū)域的面積大小為S，任意選取像素點(diǎn)A(x，y)，則像素點(diǎn)A的鄰域的面積為C，C＝(x2-x1)×(y2-y1)，其中，(x1，y1)為以像素點(diǎn)A為正方形中心的正方形的左下角的坐標(biāo)，(x2，y2)為以像素點(diǎn)A為正方形中心的正方形的右上角的坐標(biāo)，所述正方形為步驟S3中中值濾波選取的濾波器對應(yīng)的窗口；
S422，計算像素點(diǎn)A的鄰域的灰度均值Rs：
Rs＝I(x2,y2)-I(x1,y2)-I(x2,y1)+I(x1,y1)
其中，I(x，y)表示對應(yīng)點(diǎn)(x，y)的積分圖像；
S423，判斷該區(qū)域是否滿足以下條件：Rs≤C*(m+d)，當(dāng)滿足時，判斷該區(qū)域?yàn)榘祬^(qū)域，否則，判斷該區(qū)域?yàn)榱羺^(qū)域。m為整幅圖像的像素均值，d為整幅圖像的標(biāo)準(zhǔn)差。
每個區(qū)域的每個像素點(diǎn)都要進(jìn)行步驟S421-S423的處理判斷。
S43，將亮度值高的區(qū)域轉(zhuǎn)換變暗；用255減去將亮區(qū)域的灰度值得到的新的灰度值即為該亮區(qū)域轉(zhuǎn)換成的暗區(qū)域?qū)?yīng)的灰度值。
S44，使用積分圖的方法求取閾值，對S43輸出的圖像進(jìn)行二值化處理。
所述步驟S44具體包括：使用積分圖的方法對S43輸出的圖求取二值化閾值，滿足下式則判斷為黑，否則為白：
i(x,y)*C≤Rs*(1-t)
其中，i(x,y)為經(jīng)過步驟S43處理后的圖像的灰度值，t為容錯率，優(yōu)選的，所述容錯率t的取值范圍是0到0.19。
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、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。