图像信息融合方法及系统与流程

本发明实施例涉及图像信息处理技术领域，具体涉及一种图像信息融合方法及系统。

背景技术：

在信息技术的飞速发展过程中，信息采集与信息获取问题始终是信息技术研发与应用过程中的核心问题。在目前，信息自动化获取主要方式有两种，一种为通过图像摄像头、温湿度传感器、麦克风等传感信息采集的方式，将传感设备信息采集区域的信号转化为数据信息，并进一步通过模式识别与分类提取特征的方式，进行加工处理转化为信息系统可以进行利用的有价值信息。比如通过普通摄像头等，拍车牌进行自动识别的场景，实际上是将图像采集回系统后，直接处理图像进行ocr识别(本质上是图像分割和分类等模式识别)进行加工提炼出车牌号信息，通过所谓智能器件获取特征信息，进行相关的信息加工，处理都是相似的过程。

另一种，是通过条码、二维码、rfid等自动识别与数据采集技术，这类技术的特点是通过摄像头等图像采集装置、射频识别问询器等装置，获取标准化数据载体中的存储的信息，从而直接进行信息处理或加工。条码、二维码、rfid是一种承载信息的数据载体，对于二维码来说，本质上二维码是一种图像编码载体，通过标准的识读方法，可以将编码图像还原为原始的信息。

从技术发展现状来看，目前应用最广泛、分布最广泛、最为成熟的模式采集技术是图像信息采集技术，目前的工业摄像头、交通摄像头以及大众手中的手机，早已成为采集和处理信息的最重要信息终端。而以条码、二维码为代表的自动识别技术，服务于全球的物流商贸已经超过40年，以商品上的商品条码为例，通过采集条码信息完成商品结算、盘点以及追溯等是商品零售的主流模式。

近年来，二维码技术成为自动识别技术和商品标识、移动营销以及产品追溯等技术与应用发展的最重要热点技术。二维码技术，特别是以汉信码、qr码为代表的矩阵式二维码，本质是一种特殊的结构化图形，该图形由将该二维码与其他二维码区别开来，具有宏观特征的特征性图形框架和分布在图形框架内的，具有特定信息排布方式与编码定义的数据模块序列或组合组成。二维码的数据采集方式为摄像头等图像采集装置，通过分析处理采集获取的图像，在图像中寻找二维码的特征图形，从而探测获取二维码的图像位置、取向等基本信息，进而从二维码的图形框架内，利用二维码标准中定义的信息排布方式，获取二维码中的信息编码矩阵。

随着二维码的广泛应用，特别是二维码在商品、移动营销、广告等类与消费者直接相关，通过网络可直接获取信息的新型二维码技术的应用模式的快速成熟与大规模应用，在传统的二维码中，增加图形、颜色等，从而改变二维码的人眼视觉效果，使二维码与包装或图形设计融为一体的方案已经开始大行其道，特别是利用二维码技术本身具有一定的纠错功能，在二维码图像中叠加图形logo，或改变二维码图像中的功能图形形状或数据模块形状，使二维码增加设计美感的应用已经非常常见。然而，这些技术方案绕不开的问题是：

第一、这些方案仅仅利用了二维码的图形信息冗余(功能图形)和信息冗余(纠错)，仍是传统的二维码技术框架内的技术方案，二维码与商品或产品的logo等包装设计元素或图像元素仍是分离的，不能称为已经一体化。

第二、现有的这些技术方案，都是以降低二维码的识读性能(可以识读的软件类型受限、软件识读平均速度慢、环境要求提高等)为代价的，如果过度考虑图形视觉效果，则不可避免的会造成二维码难以识读。这是因为虽然美化了二维码，但实际上是在二维码上叠加图形的噪声，这些二维码的识读性能下降很大。

另一方面来看，目前的图像模式识别技术取得了飞速的发展，随着深度神经网络技术软硬件的成熟与芯片化，具有图像模式识别功能的设备，特别是手机等个人移动通讯设备已经逐渐成为主流，原有的图形模式识别广受诟病的实时图像辨识和图形特征提取与处理问题已经逐步得到解决，在移动终端的图像识别与智能图像处理也已经成为目前发展的主流商业趋势之一。

然而，现有的移动终端的智能图像识别技术面临着以下挑战：

第一、现有的移动终端的智能图像识别技术本质上属于模式识别与分类技术的范畴，通过深度学习等方式，确定识别对象(实际上是图像样本)的特征值，并给出最可能的识别分类结果。由于在移动端的实时性和计算存储资源的限制，相关分类计算与特征值的提取都较为受限，从而意味着相关的模式识别准确性与效率较为受限，容易出现差错。

第二、现有的的移动终端的智能图像识别技术只能提取出图像的分类特征信息，即只能在训练集的基础上，利用深度神经网络芯片获取图像的指纹特征信息，即使利用同属模式识别技术的ocr技术，获取的文字信息的错误率仍较高，因此对于需要进行精准个体识别的场合仍不适用。

综上，亟需一种新的图像融合信息的技术方案。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种图像信息融合方法及系统，实现图像识别与二维码识别的有效融合，通过综合利用图像识别与自动识别技术，将规则排列的数据模块按照特定的叠加方法放置到图像的特定位置或特定区域，从而实现在不影响图像整体结构的同时，将可机器识读信息附加到图像信息中，同时解决二维码图形美化和图形识别缺少先验信息两方面的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种图像信息融合方法，包括：

1)选定模版图形，将所述模版图形作为汉信标识码的主体图形，所述汉信标识码包括主体图形和分布在所述主体图形外部相关指定区域的信息承载单元；

2)根据外部输入生成所述主体图形的图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区的信息内容；

3)在选定的所述指定区域，按照给定的调制方式，将信息排布在汉信标识码的确定区域中；

4)在媒体上按照所述主体图形的设置状态进行印制或显示。

作为图像信息融合方法的优选方案，所述步骤2)中包括：

21)根据外部输入的设置，生成图像特征格式信息区的编码信息；

22)将预编码信息转化为预编码信息字符串；

23)根据所述图像特征格式信息字符串和预编码信息字符串，生成相应纠错码。

作为图像信息融合方法的优选方案，所述步骤21)中包括：

211)当在所述汉信标识码中编入图像特征格式信息时，提取图像的特征索引值，所述特征索引值(特征判别信息)可包括图像类型索引、图像外形索引和图像纹理索引等。

212)根据预编码的信息类型、纠错等级和信息长度，生成相关的格式信息字符串，按照有分隔或无分隔附加到图像特征格式信息的末尾，构成图像特征格式信息字符串；

213)在所述图像特征格式信息字符串末尾附加信息保护字符串。

作为图像信息融合方法的优选方案，所述步骤3)中包括：

31)根据模版图形的绝对尺度或相对尺度，确定信息模块的尺度；

32)分别确定所述汉信标识码的图像特征格式信息区、编码信息区与纠错信息区的调制与模块设置方式；所述调制与模块设置方式包括在主体图形的边缘外部或外部相交邻接区域内部，改变主体图形颜色或叠加相应的模块图形，所述颜色改变方式包括颜色取反、叠加颜色、更改颜色或亮度色度，模块图形为至少一个对称轴的图形；

33)在所述图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区中排布所述汉信标识码的信息区，所述图像特征格式信息区至少排布1个，在指定区域排布汉信标识码的预编码信息和纠错信息。

作为图像信息融合方法的优选方案，所述信息区是指在生成汉信标识码时，生成的信息模块序列，所述信息模块序列为连续或非连续，信息承载单元为名义规则图形或非规则图形；

所述信息区的信息内容包括预编码信息。

作为图像信息融合方法的优选方案，所述信息区的信息内容还包括根据图像信息和输入信息，采用纠错算法生成的冗余信息。

作为图像信息融合方法的优选方案，所述媒体采用纸质媒体或电子媒体；所述主体图形为商标、图标、商品宣传文字、图案或标识。

本发明实施例还提供一种图像信息融合系统，包括：

主体选定模块，用于选定模版图形作为汉信标识码的主体图形，所述汉信标识码包括主体图形和分布在所述主体图形外部相关指定区域的信息承载单元；

信息区生成模块，用于根据外部输入生成主体图形的图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区的信息内容；

信息排布模块，用于在选定的指定区域按照给定的调制方式将信息排布在汉信标识码的确定区域中；

展示模块，用于在媒体上按照主体图形的设置状态进行印制或显示。

作为图像信息融合系统的优选方案，所述信息区生成模块包括编码信息生成单元、转化单元和纠错码生成单元；

所述编码信息生成单元用于根据外部输入的设置，生成图像特征格式信息区的编码信息；编码信息生成单元当在汉信标识码中编入图像特征格式信息时，提取图像的特征索引值；根据预编码的信息类型、纠错等级和信息长度，生成相关的格式信息字符串，按照有分隔或无分隔附加到图像特征格式信息的末尾，构成图像特征格式信息字符串；在图像特征格式信息字符串末尾附加信息保护字符串；

所述转化单元用于将预编码信息转化为预编码信息字符串；

所述纠错码生成单元用于根据图像特征格式信息字符串和预编码信息字符串，生成纠错码。

作为图像信息融合系统的优选方案，所述信息排布模块包括尺度确定单元和设置单元；

尺度确定单元用于根据模版图形的绝对尺度或相对尺度，确定信息模块的尺度；

设置单元用于确定汉信标识码的图像特征格式信息区与纠错信息区的调制与模块设置方式；所述调制与模块设置方式包括在主体图形的边缘外部或外部相交邻接区域，改变主体图形颜色或叠加相应的模块图形，所述颜色改变方式包括颜色取反、叠加颜色、更改颜色或亮度色度，模块图形为至少一个对称轴的图形；

在所述图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区中排布所述汉信标识码的信息区，所述图像特征格式信息区至少排布1个，在指定区域排布汉信标识码的预编码信息和纠错信息。

根据本发明的实施方式具有如下优点：通过对图形模式识别、定向和判断，利用图像的特定信息，实现了二维码与图像的完美融合；将规则排列的数据模块按照特定的叠加方法放置到图像的特定位置或特定区域，从而实现在不影响图像整体结构的同时，将可机器识读信息附加到图像信息中，同时解决二维码图形美化和图形识别缺少先验信息两方面的问题；

通过在图像相应位置增加预编码信息的方式，实现了对图像处理与模式识别的信息验证与校验，图像的识别分类如果提取特征值与符号中存储的特征值不符，则说明图像识别的内容是有错误的，需要重新进行图像采集，避免了图像处理与模式识别不可避免的错判与错误分类问题，提高了图像识读的准确性；

汉信标识码本质上是一种特殊的二维码，能够在图像技术上，提供更多的，更细颗粒度的信息，可以实现对文字信息、网络地址、验证信息等等各类信息的编码与标识，相比于传统的图像识别，提供的信息量更多更细，同时结合和先验信息和边缘计算的优势，能够极大提升图像模式识别获取信息的效率和效果；

图像美观，节省印制区域，简化人机接口，汉信标识码首先就是图形图像，其次才是二维码，因此不需要有单独的印制二维码的区域，节省印制区域，同时图像识读和自动识别已经融合起来，不需要像目前一样，图像识别需要摄像头，识读二维码需要专用识读器两个设备，而是只需要一个摄像头或一个识读设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的一种图像信息融合方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种图像信息融合系统示意图；

图3为本发明实施例提供的汉信标识码信息区域与图像区域示意图；

图4为一个实践过程汉信标识码的信息内容示意图；

图中：1、主体选定模块；2、信息区生成模块；201、编码信息生成单元；202、转化单元；203、纠错码生成单元；3、信息排布模块；301、尺度确定单元；302、设置单元；4、展示模块。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例中涉及的“技术标准”或“应用标准”，并没有特殊的指代含义，根据不同的主体图形可以制定不同的技术标准或应用标准。“技术标准”或“应用标准”是对标准化领域中需要协调统一的技术事项所制订的标准，根据不同时期的科学技术水平和实践经验，针对具有普遍性和重复出现的技术问题，提出的最佳解决方案，既可以是物质的(如产品、材料、工具)，也可以是非物质的(如概念、程序、方法、符号)。“主体图形外部指定区域”限制在主体图形的外部或与图像边缘相交和邻接区域的一种或多种方式。

参见图1，提供一种图像信息融合方法，包括以下步骤：

s1：选定模版图形，将所述模版图形作为汉信标识码的主体图形，所述汉信标识码包括主体图形和分布在所述主体图形外部相关指定区域的信息承载单元；

s2：根据外部输入生成所述主体图形的图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区的信息内容；

s3：在选定的所述指定区域，按照给定的调制方式，将信息排布在汉信标识码的确定区域中；

s4：在媒体上按照所述主体图形的设置状态进行印制或显示。

具体的，图像信息融合方法的一个实施例中，所述步骤s2包括：

s21：根据外部输入的设置，生成图像特征格式信息区的编码信息；

s22：将预编码信息转化为预编码信息字符串；

s23：根据所述图像特征格式信息字符串和预编码信息字符串，生成纠错码。

具体的，图像信息融合方法的一个实施例中，所述s21包括：

s211：当在所述汉信标识码中编入图像特征格式信息时，提取图像的特征索引值；所述特征索引值包括图像类型索引、图像外形索引或图像纹理索引；

s212：根据预编码的信息类型、纠错等级和信息长度，生成相关的格式信息字符串，按照有分隔或无分隔附加到图像特征格式信息的末尾，构成图像特征格式信息字符串；

s213：在所述图像特征格式信息字符串末尾附加信息保护字符串。

图像信息融合方法的一个实施例中，所述s3包括：

s31：根据模版图形的绝对尺度或相对尺度，确定信息模块的尺度；

s32：分别确定所述汉信标识码的图像特征格式信息区、编码信息区与纠错信息区的调制与模块设置方式；所述调制与模块设置方式包括在主体图形的边缘外部或外部相交邻接区域，改变主体图形颜色或叠加相应的模块图形，所述颜色改变方式包括颜色取反、叠加颜色、更改颜色或亮度色度，模块图形为至少一个对称轴的图形；

s33：在所述图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区中排布所述汉信标识码的信息区，所述图像特征格式信息区至少排布1个，在指定区域排布汉信标识码的预编码信息和纠错信息。

具体的，根据模版图形的绝对尺度(非矢量图)或相对尺度(矢量图)，确定信息模块的尺度(像素尺度或矢量相对尺度)；绝对尺寸是指像素，相对尺寸是指相对与整体或参照物的矢量长度或方向取值。

根据相关的技术标准或应用标准(根据不同的主体图形可以制定不同的技术标准或应用标准)，分别确定汉信标识码图像特征格式信息区与信息纠错编码区的调制方式与模块设置。可以给出一些基本原则，例如，图像特征格式信息区需要模块比较大，尽量放置到相关的主体图形和符号边缘，但由于图像类型实在太多，可以根据不同的图像类型进行配置。

具体的，调制与模块设置方式包括不限于在图像的边缘内部、外部或图像的特定绝对相对位置或相对位置，改变图像颜色或叠加相应的模块图形，颜色改变方式为可以为颜色取反、叠加颜色、更改颜色(rgb)或亮度色度(hsl或灰度等)，模块图像可以为各种名义规则具有至少一个对称轴的图形。

具体的，根据相关技术标准或应用标准的规定，在符号相关区域，排布汉信码的信息区。根据不同的技术标准规定或应用标准的规定，图像特征格式信息区可以排布为1个或多个。根据相关技术标准规定或应用标准的规定，在选定区域排布汉信标识码的预编码信息和纠错信息。根据相关的印制或显示要求，在纸质媒体或电子媒体上，按照图像的设置状态进行印制或显示。需要注意的是，如果承载的预编码信息为一物一码信息或一批一码信息，则印制或显示过程应保证印制与显示与对应的汉信标识码应用需求保持一致。

图像信息融合方法的一个实施例中，所述信息区是指在生成汉信标识码时，生成的信息模块序列，所述信息模块序列为连续或非连续，信息承载单元为名义规则图形或非规则图形。所述信息区的信息内容包括预编码信息和特征判别信息，所述特征判别信包括图像类型索引、图像外形索引和图像纹理索引，从而在识读汉信标识码时，提供对图像模式识别的结果验证，尽可能避免出现误码。

具体的，本实施例涉及的汉信标识码包括主体图形和分布在主体图形外部相关指定区域的信息承载单元，同时也是通过特定方式进行信息识别的一种特殊二维码。参见图3，信息区域与图像区域的位置关系可以进行任意的设置和训练，信息区域可以设置为相连或不相连两大类型。

具体的，信息区是在生成汉信标识码时，根据主体图形特点以及根据相关标准生成的信息模块序列，该信息模块序列可以为连续或非连续，信息承载单元为名义规则图形(如名义为圆形、方形、三角形、心形等)或非规则图形，相关的信息承载单元的相互间关系相对固定，对于某一类型的排布方式，如图3的信息排布图形，具有确定的排布次序与不同含义，相关的定义由不同的技术方案或不同的技术与应用标准进行定义，具有相对的独立性。

汉信标识码本质上是一种特殊的二维码，能够在图像技术上，提供更多的，更细颗粒度的信息，可以实现对文字信息、网络地址、验证信息等等各类信息的编码与标识，相比于传统的图像识别，提供的信息量更多更细，同时结合和先验信息和边缘计算的优势，能够极大提升图像模式识别获取信息的效率和效果。

图像信息融合方法的一个实施例中，所述信息区的信息内容还包括根据图像信息和输入信息，采用纠错算法生成的冗余信息。具体的，采用特定的纠错算法生成的冗余信息，纠错算法包括不限于reedsolomon算法、bch算法等线性分组码以及ldpc码等非分组码。冗余信息指的是保护信息，是指通过各类标准纠错算法，通过编码信息生成的的附加信息，这些附加信息与编码信息具有数学关系，在符号中同时进行存储，是编码信息的冗余，但如果符号发生污损褶皱等时，通过标准的纠错算法可以通过编码信息和纠错信息还原正确的编码信息，经常采用的算法包括rs、bch等。

图像信息融合方法的一个实施例中，所述媒体采用纸质媒体或电子媒体；所述主体图形为商标、图标、商品宣传文字、图案或标识。汉信标识码主体图形可以采用图片、文字、logo等供人识别的特定图像，包括但不限于各类图标、商标、图案等等，唯一的要求是其具有鲜明的特点与与其他图形的区别性。

具体的，参见图4，为一个实践过程汉信标识码的信息内容示意图，包括图像特征格式信息区、预编码信息区和纠错信息区，

其中，图像特征格式信息区为1个或多个(位于符号右上角的5个连续模块)，预编码信息区为1个，上部独立区域的圆形红蓝模块(由于黑白处理，未示意出具体颜色)，纠错信息区为1个，下部独立区域的圆形红蓝模块。

参见图2，本发明实施例还提供一种图像信息融合系统，包括：

主体选定模块1，用于选定模版图形作为汉信标识码的主体图形，所述汉信标识码包括主体图形和分布在所述主体图形外部相关指定区域的信息承载单元；

信息区生成模块2，用于根据外部输入生成主体图形的图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区的信息内容；

信息排布模块3，用于在选定的指定区域按照给定的调制方式将信息排布在汉信标识码的确定区域中；

展示模块4，用于在媒体上按照主体图形的设置状态进行印制或显示。

图像信息融合系统的一个实施例中，所述信息区生成模块2包括编码信息生成单元201、转化单元202和纠错码生成单元203。

所述编码信息生成单元201用于根据外部输入的设置，生成图像特征格式信息区的编码信息；编码信息生成单元201当在汉信标识码中编入图像特征格式信息时，提取图像的特征索引值；根据预编码的信息类型、纠错等级和信息长度，生成相关的格式信息字符串，按照有分隔或无分隔附加到图像特征格式信息的末尾，构成图像特征格式信息字符串；在图像特征格式信息字符串末尾附加信息保护字符串。

所述转化单元202用于将预编码信息转化为预编码信息字符串；

所述纠错码生成单元203用于根据图像特征格式信息字符串和预编码信息字符串，生成纠错码。

图像信息融合系统的一个实施例中，所述信息排布模块3包括尺度确定单元301和设置单元302；

尺度确定单元301用于根据模版图形的绝对尺度或相对尺度，确定信息模块的尺度；

设置单元302用于确定汉信标识码的图像特征格式信息区、编码信息区与纠错信息区的调制与模块设置方式；所述调制与模块设置方式包括在主体图形的边缘外部或外部相交邻接区域或主体图形的给定绝对位置或相对位置，改变主体图形颜色或叠加相应的模块图形，所述颜色改变方式包括颜色取反、叠加颜色、更改颜色或亮度色度，模块图形为至少一个对称轴的图形。

在所述图像特征格式信息区、编码信息区和纠错信息区中排布所述汉信标识码的信息，所述图像特征格式信息区至少排布1个，在指定区域排布汉信标识码的预编码信息和纠错信息。

本发明的实施方式通过对图形模式识别、定向和判断，利用图像的特定信息，实现了二维码与图像的完美融合；将规则排列的数据模块按照特定的叠加方法放置到图像的特定位置或特定区域，从而实现在不影响图像整体结构的同时，将可机器识读信息附加到图像信息中，同时解决二维码图形美化和图形识别缺少先验信息两方面的问题。通过在图像相应位置增加预编码信息的方式，实现了对图像处理与模式识别的信息验证与校验，图像的识别分类如果提取特征值与符号中存储的特征值不符，则说明图像识别的内容是有错误的，需要重新进行图像采集，避免了图像处理与模式识别不可避免的错判与错误分类问题，提高了图像识读的准确性。通过本发明实施例的技术方案开发的图像信息融合产品图像美观，节省印制区域，简化人机接口，汉信标识码首先就是图形图像，其次才是二维码，因此不需要有单独的印制二维码的区域，节省印制区域，同时图像识读和自动识别已经融合起来，不需要像目前一样，图像识别需要摄像头，识读二维码需要专用识读器两个设备，而是只需要一个摄像头或一个识读设备。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。