专利名称：一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种透视QR(快速响应矩阵二维码)图案校正的方法及系统。
背景技术：
目前，《快速响应矩阵码QR Code》(中华人民共和国国家标准GB/T18284-2000)给出的参考译码算法首先根据横向和纵向的扫描确定寻像图形(Finder Pattern，FP)，根据寻像图形，确定校正图形(AlignmentPattern，AP)，然后根据FP和AP建立采样网格，获取格式解码前的信息。在实践中，对于QR码图案经过旋转变换后得到的图像，为了准确得到寻像图形的位置，一般除了横向和纵向的扫描外，还增加45度交叉方向的扫描。
然而，由于成像条件的限制，QR码图案往往会产生透视变换，以上的方法即使能够顺利地找到FP，也无法根据参考译码算法得到正确的AP位置和采样网格。因此，解决透视变换带来的译码困难是许多应用无法回避的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种透视QR码图案校正的方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的
一种透视快速响应矩阵码图案校正的方法，包括以下步骤a获取透视QR码图案；b根据Sklansky算法(一种已知算法)求取QR码图案的凸包围盒，在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点，采用SVD(奇异值分解)来估计透视变换参数；c根据得到的透视变换参数，对原图像进行重新采样，得到校正的QR码图案。
其中，步骤c之后还包括，对校正后的QR码图案，根据国标的参考译码算法进行重新解码。
其中，步骤b中所述在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点进一步包括以下步骤b1根据国标参考译码算法得到寻像图形；b2通过DDA(数字微分分析)算法扫描得到四个外围边的分布点；b3根据由Sklansky算法得到的凸包围盒来估计所述图像坐标下的四个顶点。
其中，步骤b中所述采用SVD来估计透视变换参数具体包括，使用图像坐标系下的四个顶点和对应的世界坐标系下的四个顶点，根据透视参数，形成线形方程组，采用SVD来求解透视变换参数的值。
一种透视QR码图案校正的系统，包括图像获取模块、图像校正模块；图像获取模块用于获取透视QR码图案；
图像校正模块用于根据由Sklansky算法得到的凸包围盒，估计其图像坐标下的四个顶点，并建立图像坐标和世界坐标系之间的点的对应关系，并根据得到的透视变换参数，对原图像进行重新采样，得到校正的QR码图案；其中，还包括图像识别模块；图像识别模块用于对校正后的图案，根据国标的参考译码算法进行重新解码，得到校正后的图像。
本发明具有如下有益效果本发明通过采用Sklansky算法，准确得到QR码图案的四个顶点的图像坐标，然后采用求解线性方程的方法来估计透视矩阵的参数，达到校正图像，正确解码的目的，从而解决了透视QR码图案解码困难的问题。
图1为本发明系统结构图；图2A/2B/2C/2D为本发明顶点获取示意图；图3为图2中透视图案经过校正后的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述请参阅图1所示系统结构图，包括图像获取模块101、图像校正模块102、图像识别模块103；图像获取模块101可以通过摄像头直接获取图像，也可以通过图像文件等其他手段获取图像；图像校正模块102利用Sklansk算法得到凸包围盒并估计其图像坐标下的四个顶点，建立图像坐标和世界坐标系之间的点的对应关系，并根据得到的透视变换参数，对原图像进行重新采样，得到校正的QR码图案；图像识别模块103用于对校正后的图案，根据国标的参考算法进行重新解码，得到校正后的图像。
本发明中通过图像校正模块可以得到校正后的QR码图像。主要步骤如下(1)首先，图像校正模块根据国家标准提出的参考译码算法，利用横向和纵向扫描，加上45度交叉扫描，得到三个FP点(P1，P2，P3)；如图2A所示；(2)图像校正模块以P1为起点，分别以P3-＞P1和P1-＞P3为方向，扫描出一组起始点集S1；从S1中点开始，以P2-＞P1为方向，扫描出一组分布点L1；同理，得到分布点L2，L3和L4；方向扫描采用DDA方法；如图2B所示；(3)图像校正模块根据点集L1，L2，L3和L4，求取外围掩模，去处背景图象；如图2C所示；(4)图像校正模块采用Sklansky算法求取凸包围盒，如图2D所示；得到凸包围盒的n个顺序顶点，n1，n2，...np；(5)如果p＞4，则求取相邻两点之间的距离，找到最小的距离的两个点nk和nl，根据相邻点ni、nk确定的线段l1，根据相邻点nl、nm确定的线段l2，用l1和l2的交点取代nk和nl点，直到只剩下四个顶点(x0，y0)，(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)为止；(6)由于世界坐标中的四个矩形顶点(u0，v0)，(u1，v1)，(u2，v2)，(u3，v3)是已知的，因此，可以使用矩阵Cc00c01c02c10c11c12c20c21c22]]>建立图像坐标系和世界坐标系之间的点的对应关系ui＝(c00*xi+c01*yi+c02)/(c20*xi+c21*yi+c22)vi＝(c10*xi+c11*yi+c12)/(c20*xi+c21*yi+c22)并得到线形方程组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是矩阵系数，c22＝1；(7)图像校正模块采用SVD解上述线形方程，得到矩阵C的解；(8)图像校正模块根据得到的透视变换参数C，对原图像进行重新采样，得到校正的QR码图案，如图3所示；(9)图像识别模块对校正后的图案，根据国标的参考算法进行重新解码，即可解码。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法，其特征在于，包括以下步骤a获取透视快速响应矩阵二维码图案；b根据Sklansky算法求取快速响应矩阵二维码图案的凸包围盒，在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点；采用奇异值分解法来估计透视变换参数；c根据得到的透视变换参数，对原图像进行重新采样，得到校正的快速响应矩阵二维码图案。
2.如权利要求1所述的透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法，其特征在于，步骤c之后还包括，对校正后的快速响应矩阵二维码图案，根据国标的参考译码算法进行重新解码。
3.如权利要求1或2所述的透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法，其特征在于，步骤b中所述在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点进一步包括以下步骤b1根据国标参考译码算法得到寻像图形；b2通过数字微分分析算法扫描得到四个外围边的分布点；b3根据由Sklansky算法得到的凸包围盒来估计所述图像坐标下的四个顶点。
4.如权利要求1或2所述的透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法，其特征在于，步骤b中所述采用奇异值分解法来估计透视变换参数具体包括，使用图像坐标系下的四个顶点和对应的世界坐标系下的四个顶点，根据透视参数，形成线形方程组，采用奇异值分解法来求解透视变换参数的值。
5.一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的系统，其特征在于，包括图像获取模块、图像校正模块；图像获取模块用于获取透视快速响应矩阵二维码图案；图像校正模块用于根据由Sklansky算法得到的凸包围盒，估计其图像坐标下的四个顶点，并建立图像坐标和世界坐标系之间的点的对应关系，并根据得到的透视变换参数，对原图像进行重新采样，得到校正的快速响应矩阵二维码图案；
6.如权利要求5所述透视快速响应矩阵二维码图案校正的系统，其特征在于，还包括图像识别模块；图像识别模块用于对校正后的图案，根据国标的参考译码算法进行重新解码，得到校正后的图像。
全文摘要
本发明公开了一种透视快速响应矩阵二维码图案校正的方法及系统，所述方法包括以下步骤a.获取透视快速响应矩阵二维码图案；b.根据Sklansky算法求取快速响应矩阵二维码图案的凸包围盒，在包围盒的顶点中寻找图像坐标下的四个顶点；采用奇异值分解法来估计透视变换参数；c.根据得到的透视变换参数，对原图像进行重新采样，得到校正的快速响应矩阵二维码图案。本发明通过采用Sklansky算法，准确得到QR码图案的四个顶点的图像坐标，然后采用求解线性方程的方法来估计透视矩阵的参数，达到校正图像，正确解码的目的，解决了透视QR码图案解码困难的问题。
文档编号G06K9/18GK101093544SQ20071007503
公开日2007年12月26日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日
发明者尚国强 申请人:中兴通讯股份有限公司