一种二维条码自动识别读取方法及系统与流程

本发明涉及二维条码自动识别，具体为一种二维条码自动识别读取方法及系统。

背景技术：

1、二维条码作为一种高效的信息存储和传输手段，在各个领域得到了广泛应用，如零售、物流、制造业和医疗行业。它们能够存储大量信息于小空间内，并且可以通过各种设备，如智能手机和专业扫描器快速读取。随着技术的发展，二维条码的应用变得越来越普遍，对其自动识别和读取的需求也随之增长。

2、传统的二维条码识别技术对环境条件有较高要求。例如，在光线不足或反射强烈的环境中，条码可能难以被准确识别。现有技术对条码的质量非常敏感。如果条码模糊、损坏或部分遮挡，识别准确率会大大降低。在处理大量或复杂的二维条码时，现有技术可能无法快速准确地完成识别任务，特别是在需要实时处理的场景中。对于弯曲或扭曲的二维条码，现有技术往往难以准确识别，因为这些情况会改变条码的几何形状和结构。在一个场景中同时存在多个条码时，现有技术可能无法有效区分和同时处理这些条码，尤其是在条码彼此靠得很近或部分重叠时。为了克服这些劣势，新的二维条码自动识别读取方法需要采用更先进的图像处理技术，提高对不同环境和条码质量的适应性，同时优化处理速度和用户交互体验。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的二维条码识别方法存在识别条件苛刻，以及如何提高识别速度的优化问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种二维条码自动识别读取方法，包括：

4、采集二维条码信息；

5、对采集到的二维条码进行清晰化处理；

6、将清晰化处理后的二维条码进行识别位置的调整；

7、利用调整后的二维条码与储存的二维条码进行对比，从而读取二维条码信息。

8、作为本发明所述的二维条码自动识别读取方法的一种优选方案，其中：所述采集二维条码信息包括，利用图像采集装置实时获取到的图像信息；

9、若所述图像信息中未监测到二维条码的图像特征，则不保存此时的图像信息；若所述图像信息中监测到二维条码的图像特征，则进入维条码自动识别读取流程；

10、配置n个识别单元，以识别单元的平均识别时间t作为量度；在所述图像信息中监测到二维条码的图像特征时，获取连续的图像画面，将每间隔t/n时间的二维条码传输到闲置的识别单元，进行识别；若任一识别单元识读取到二维条码的信息，则其他识别单元清除数据；若获取的图像画面中断且未监测到新的二维条码，则继续执行原识别任务；若获取的图像画面中断且检测到新的二维条码，则所有识别单元清除数据，执行新的识别任务。

11、作为本发明所述的二维条码自动识别读取方法的一种优选方案，其中：所述清晰化包括，清晰图像中画面的轮廓，表示为：

12、

13、其中，e(i)表示增强后的图像轮廓；ω表示图像域；表示梯度算子；表示一个非线性函数，用于根据图像梯度的大小调整滤波强度；i表示原始图像；积分表示在整个图像域上应用这个操作；

14、清晰画面中每个轮廓线两侧对应的颜色，表示为：

15、

16、其中，c(i,x,y)表示在坐标(x,y)处轮廓两侧的颜色信息；n(x,y)表示以(x,y)为中心的邻域；|n(x,y)|表示邻域中的像素数量；α表示调节参数，用于控制边缘强度对颜色分析的影响；表示一个指数衰减函数，用于减少边缘附近颜色的权重；∑表示对邻域内的所有像素进行求和；i(u,v)表示在坐标点(u,v)上的像素值。

17、作为本发明所述的二维条码自动识别读取方法的一种优选方案，其中：所述识别位置的调整包括，使用边缘检测算法来识别二维条码的边缘，计算边缘的斜率：

18、k(i)＝{k(p)∣p∈edges(i)}

19、其中，k(i)表示图像i中边缘点的弯曲程度集合；edges(i)是边缘检测函数，用于检测二维条码的边缘；k(p)表示在边缘点p处的斜率；

20、

21、其中，s表示沿着边缘曲线的弧长参数，用于表示边缘曲线上的位置；

22、根据边缘的斜率，得到图像分区的节点：

23、{i1，i2，…，in}＝partition(i，k(i))

24、其中，{i1，i2，…，in}表示节点集合；partition表示图像分区函数，定义为：随机取二维条码边缘四角顶点中的一点作为起点，按固定方向进行斜率k(i)的对比，计算起点的斜率k0(i)在所述固定方向上的斜率变化θ；当θ大于或等于分区的弯曲程度阈值θcurvature时，则作为分区的节点，同时，更新当前的边缘点作为新的起点，直到循环一周后结束；

25、若图像中每对对边上的节点数量都相同，则判断二维条码完整，将完整的二维条码作为识别位置；

26、若图像中对边上的节点数量不相同，则判断二维条码存在遮挡，将所述节点和二维条码边缘的四角顶点作为分区节点，随机选取2个分区节点进行连接，对连接线的两侧分别进行识别，当a侧被识别为图像未发现异常，则判定a侧不存在遮挡；不断重复分区节点的连接和对两侧的识别过程，使每两个点之间仅连接一次；通过对正常区域的排除，得到异常区域，将异常区域作为遮挡区域，在读取二维条码信息时，不对所述遮挡区域进行读取，仅获取遮挡区域的位置大小；若在图像中的二维条码上方直接识别出其他遮挡物遮挡，则识别遮挡物的轮廓并根据轮廓确定遮挡区域；将所有的遮挡区域在二维条码中剔除，得到二维条码的识别位置。

27、作为本发明所述的二维条码自动识别读取方法的一种优选方案，其中：所述利用调整后的二维条码与储存的二维条码进行对比包括，两次读取；

28、第一次读取时，获取识别位置中每个像素x的信息，将白色部分定义为0，其余部分定义为1，对空白的二维条码模板进行重构，使遮挡区域的像素x全部定义为0，形成标准的二维条码，计算整个二维条码的识别位置中的x：

29、x＝∑x∈xsx

30、其中，x表示对像素x定义为1的累计，xs表示所有像素集合；

31、在与数据库中的二维条码进行比对时，将与所述遮挡区域相同位置的像素x全部定义为0，计算数据库中每个二维条码的x值；若数据库中二维条码的x值与需要识别的二维条码的x相同，则调取与需要识别的二维条码进行比对；当比对结果吻合时，输出读取结果。

32、作为本发明所述的二维条码自动识别读取方法的一种优选方案，其中：所述两次读取还包括，第二次读取时，识别采集到二维条码的几何形态特征，将数据库中的二维条码进行临时的变形，使数据库中的二维条码具有采集到二维条码的几何形态特征；

33、若采集到二维条码存在遮挡物的遮挡，则对比剔除遮挡物后的图像，并复制遮挡物的部分对数据库中变形后的二维条码在相同位置进行遮挡；

34、将数据库中变形后的二维条码与采集到二维条码进行比对；当比对结果吻合时，输出读取结果。

35、作为本发明所述的二维条码自动识别读取方法的一种优选方案，其中：所述利用调整后的二维条码与储存的二维条码进行对比还包括，在进行第一次读取时，识别数据库中所有筛选出的二维条码，若读取结果为1个，则确认输出；若读取结果多于1个，则判定第一次读取失败；

36、当第一次读取不到二维条码信息时，则进行第二次的读取；在第二次读取中，对比结果吻合时，直接输出读取结果；

37、当两次读取都无法输出读取结果，则清除当前识别单元的图像信息，重新采样识别。

38、另一方面，一种采用如本发明所述方法的二维条码自动识别读取系统，其特征在于：

39、采集单元，采集二维条码信息；

40、识别单元，包括清晰化模块、调整模块、识别模块；

41、清晰化模块，对采集到的二维条码进行清晰化处理；

42、调整模块，将清晰化处理后的二维条码进行识别位置的调整；

43、识别模块，利用调整后的二维条码与储存的二维条码进行对比，从而读取二维条码信息。

44、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

45、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

46、本发明的有益效果：本发明提供的二维条码自动识别读取方法，在条码模糊、损坏或部分遮挡的情况下，能准确识别二维条码，这得益于其先进的清晰化处理和错误容错机制。针对大量或复杂的二维条码，本发明能够快速准确地完成识别任务，特别适用于需要实时处理的场景，如快速结账和物流跟踪。能够有效识别和处理弯曲或扭曲的二维条码，这一点对于处理不规则表面或柔性材料上的条码尤为重要。