一种矩阵式二维码的解码方法技术

本发明专利技术提供一种矩阵式二维码的解码方法，被解码的矩阵式二维码图像是以多个相同的单元码图组合而成的矩阵式二维码符号联结码阵；扫描获取的图像无需包含单个完整的单元码图，其解码过程为：获取一幅待解码的矩阵式二维码符号联结码阵的二值化图像，定位各数据点在其所属单元码图中的位置，以此还原一个完整的单元码图，然后解码。本发明专利技术在扫描取图条件最差的情况下解码，也仅需两倍单元码图的面积即可，而现有技术的解码方法在最差的扫描取图条件则至少需要6倍单元码图的面积才可以。此外，本发明专利技术的码图图像倾斜的情况也能够适用，且运算量比现有技术小，节约了资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二维码，尤其涉及。
技术介绍
传统的书籍、报纸等主要靠眼睛来阅读，这种获取信息的方式比较枯燥，时间长了眼睛容易疲劳。而且，盲人或者患有眼疾的人，无法阅读这种传统出版物。为此，近年来出现了语音阅读出版物，如专利号为ZL200610156879. 4的中国专利技术专利，针对MPRUultimediaprint reader)出版物，利用二维码语音阅读装置，可以对语音阅读出版物中的内容进行解码，供读者在阅读的同时还可接收音视频内容，提高了阅读或记忆的效率，更方便儿童或眼耳有残疾的人士学习。关于MPR 二维码，请见MPR出版物行业标准，包括MPR出版物第I部分(MPR码符号规范，标准编号CY/T 58. 1-2009)、第2部分(MPR码编码规则，标准编号CY/T 58. 2-2009)、第3部分(通用制作规范，标准编号CY/T 58. 3-2009)、第4部分(MPR码印制质量要求及检验方法，标准编号CY/T 58. 4-2009)和第5部分(基本管理规范，标准编号CY/T 58. 5-2009)。前述中国专利技术专利中的语音阅读出版物中印刷有码图阵列，码图阵列中的码图符号为矩形，所述码图符号中的条码单元为等间距排列的实心点，位于码图四角的单元是用于边界定位与识别的定位点，其余的单元是数据点，所述定位点的面积大于数据点的面积。所述码图符号在基底上重复排列，无缝拼接为码图阵列，码图阵列包括至少二个相同的码图符号，并且相邻码图共用定位点；所述数据点单元全部在由相邻的所述定位点单元的中心连接而成的矩形框之内。其解码方法是首先筛选出定位点；再对定位点单元作矩形匹配，选定一个单独的码图符号后，进行数据点分组，重构数据点矩阵。具体包括如下步骤 I)使用识读设备读取码图，获得灰度码像；2)对所述灰度码像作二值化处理，得到二值化图像；3)对二值化图像进行数据分析，检测出每一个点的边缘，得到边缘图像；4)对边缘图像进行数据分析，跟踪其中的闭合边界，舍弃其中的所有非闭合边界，得到闭合边界图像；5)对闭合边界图像做数据分析，计算每一个闭合边界内的面积，筛选出定位点单元；6)对定位点单元作矩形匹配，选定一个单独的码图符号的图像；7)对该码图符号的图像中的数据点分组；8)重构数据点矩阵；9)码字还原。该专利技术的解码方法因需要筛选出至少包含四个定位点的完整单元码图做矩形匹配，故需要获取的码图面积比较大。图I显示了本专利技术和现有技术在最差情况下所需获取的码图最小面积，外面较大的矩形是现有技术所需获取的码图最小面积，即6倍于单元码图的面积，而其内部虚线框内的较小矩形是本专利技术所需获取的码图最小面积，即2倍于单元码图的面积。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术的识读设备必须读取较大的码图面积引起的不便，提供一种识读设备读取码图面积较小即可解码的解码方法。、本专利技术的技术方案是，被解码的矩阵式二维码图像是以多个相同的单元码图组合而成的矩阵式二维码符号联结码阵；扫描获取的图像无需包含单个完整的单元码图，其解码过程为获取一幅待解码的矩阵式二维码符号联结码阵的二值化图像，定位各码点及定位点在其所属单元码图中的位置，以此还原一个完整的单元码图，然后解码。优选的，所述定位各码点及定位点在其所属单元码图中的位置是指对各码点及定位点赋坐标值，该坐标值所确定的各码点及定位点与所扫描获取的图像中各码点及定位点具有相同的相对位置关系。进一步优选的，对各码点及定位点赋坐标值包括如下步骤 分别确定各码点所处行线和列线的方向，称为行方向和列方向； 分别确定行方向和列方向的点间距； 以行方向上的点间距以及该方向上的投影波形标定各码点及定位点的行坐标，以列方向上的点间距以及该方向上的投影波形标定各码点定位点的列坐标。或者对各码点及定位点赋坐标值包括如下步骤 在图像中确定行方向和列方向； 根据所述行方向和列方向，分别画一组行平行线和一组列平行线，形成网格，行平行线和列平行线之间的距离分别为码图中列线和行线方向上的点间距； 计算该网格中各交叉点的坐标，以此对图像中各码点赋坐标值。再优选的，所述行方向和列方向的确定包括如下步骤 Al.对二值化图像进行识别，以确定各码点及定位点的重心； A2.将所获取的图像中各码点的重心向任一直线L投影，计算各投影点的个数及所有投影点个数的平均值，并计算均方差σ O ; A3.将所获取的图像旋转一预定的角度Θ，按照步骤Al的方法计算均方差σ I ; Α4.将所获取的图像再次旋转一预定的角度Θ，按照步骤Al的方法计算均方差σ 2，依次类推，直到旋转角度累计达到180°，计算出最后一个均方差on; A5.均方差至σ η中最大值对应的图像状态下落在L线上投影点的个数最多的位置画垂直于L的线，即为行方向； Α6.将所述行方向对应的图像状态旋转±(90° ±21° )，并在此范围内取均方差的最大值，该最大值对应的图像状态下落在L线上投影点的个数最多的位置画垂直于L的线，SP为列方向。再优选的，所述点间距通过自相关法求离散信号周期的方法确定，具体如下 BI.沿行方向平移所述步骤Α5中均方差的最大值对应的图像状态下各码点m个像素，根据平移前后各码点的重心的投影值计算自相关系数Zl ;平移所获取的图像中各码点m+1个像素，根据平移前后各码点的重心的投影值计算自相关系数Z2，平移所获取的图像中各码点m+2个像素，根据平移前后各码点的重心的投影值计算自相关系数Z3，依此类推，直到平移所获取的图像中各码点m+n个像素，并计算出自相关系数Zn+1 ； B2.取Zl至Zn+1中的最大值，该最大值对应的码点的平移量即为行方向上的点间距e ； B3.同理，沿列方向平移所述步骤A6中均方差的最大值对应的图像状态下各码点η’次，并计算出最大自相关系数，可得列方向上的点间距f; 其中，e和f均是像素数，m彡I, m为自然数，m+n ^ e, m+n’ ^ f, m+n和m+n’分别为预估点间距对应的像素数。再优选的，所述图像旋转是以图像的中心点为旋转中心。所述行平行线和列平行线通过如下步骤确定 Cl.沿行方向分别在a ·θ±ρ的区域内计算码点的重心投影的峰值，并通过各区域内的峰值画列平行线； C2.沿列方向分别在a *f±P的区域内计算码点的重心投影的峰值，并通过各区域内的峰值画行平行线； 其中，P是自然数，且不大于e、f中较小者，a是自然数。所述还原二维码的方法如下 以定位点为参照，根据所述二维码的码结构特点对各码点进行标记，并根据各码点的标记还原一个完整的单元二维码。再优选的，所述还原二维码的方法如下 以定位点为参照，将其右侧或左侧各码点顺序标记为0，1，2至9，并以此顺序循环标记；将其左侧或右侧各码点顺序标记为9，8，7，至0，并以此顺序循环标记；将其上侧或下侧各码点顺序标记为0，1，2至9，并以此顺序循环标记；将其下侧或上侧各码点顺序标记为9，8，7，并以此顺序循环标记； 根据以上标记还原一个完整的单元二维码。本专利技术的有益效果是 通过定位各码点在其所属单元码图中的位置，以此还原至少一个完整的单元码图，从而解码的方法，使得本专利技术在码图旋转最为严重的情况下解码，也仅需两倍单元码图的面积即可，而现有技术的解码方法则至少需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矩阵式二维码的解码方法，其特征在于被解码的矩阵式二维码图像是以多个相同的单元码图组合而成的矩阵式二维码符号联结码阵；扫描获取的图像无需包含单个完整的单元码图，其解码过程为获取一幅待解码的矩阵式二维码符号联结码阵的二值化图像，定位各码点及定位点在其所属单元码图中的位置，以此还原一个完整的单元码图，然后解码。2.如权利要求I所述的矩阵式二维码的解码方法，其特征在于，所述定位各码点及定位点在其所属单元码图中的位置是指对各码点及定位点赋坐标值，该坐标值所确定的各码点及定位点与所扫描获取的图像中各码点及定位点具有相同的相对位置关系。3.如权利要求2所述的矩阵式二维码的解码方法，其特征在于对各码点及定位点赋坐标值包括如下步骤 分别确定各码点所处行线和列线的方向，称为行方向和列方向； 分别确定行方向和列方向的点间距； 以行方向上的点间距以及该方向上的投影波形标定各码点及定位点的行坐标，以列方向上的点间距以及该方向上的投影波形标定各码点及定位点的列坐标。4.如权利要求2所述的矩阵式二维码的解码方法，其特征在于对各码点及定位点赋坐标值包括如下步骤 在图像中确定行方向和列方向； 根据所述行方向和列方向，分别画一组行平行线和一组列平行线，形成网格，行平行线和列平行线之间的距离分别为码图中列线和行线方向上的点间距； 计算该网格中各交叉点的坐标，以此对图像中各码点及定位点赋坐标值。5.如权利要求3或4所述的矩阵式二维码的解码方法，其特征在于所述行方向和列方向的确定包括如下步骤 Al.对二值化图像进行识别，以确定各码点及定位点的重心； A2.将所获取的图像中各码点的重心向任一直线L投影，计算各投影点的个数及所有投影点个数的平均值，并计算均方差oO; A3.将所获取的图像旋转一预定的角度0，按照步骤Al的方法计算均方差0 I ; A4.将所获取的图像再次旋转一预定的角度0，按照步骤Al的方法计算均方差O 2，依次类推，直到旋转角度累计达到180°，计算出最后一个均方差on; A5.均方差。0至on中最大值对应的图像状态下落在L线上投影点的个数最多的位置画垂直于L的线，即为行方向； A6.将所述行方向对应的图像状态旋转±(90° ±21° )，并在此范围内取均方差的最大值，该最大值对应的图像状态下落在L线上投影点的个数最多的位置画垂直于L...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政放，常治国，吕迎丰，
申请(专利权)人：深圳市天朗时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：