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  • 二维码识别

    千次阅读 2018-12-06 09:58:10
    版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。...二维码 (2-dimensional bar code),是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。 在许多种类...
    版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/sdlypyzq/article/details/78073640

    1 什么是二维码

    二维码 (2-dimensional bar code),是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。

    在许多种类的二维条码中,常用的码制有:Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K等。

    二维条码/二维码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。

    1.堆叠式/行排式二维条码,堆叠式/行排式二维条码又称堆积式二维条码或层排式二维条码,其编码原理是建立在一维条码基础之上,按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点,识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加,需要对行进行判定,其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有:Code 16K、Code 49、PDF417、MicroPDF417 等。

    2.矩阵式二维码,最流行莫过于QR CODE ,我们常说的二维码就是它了。矩阵式二维条码(又称棋盘式二维条码)它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上,用点(方点、圆点或其他形状)的出现表示二进制“1”,点的不出现表示二进制的“0”,点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有:Code One、MaxiCode、QR Code、 Data Matrix、Han Xin Code、Grid Matrix 等。

    二维码在现实生活中的应用越来越普遍由于QR CODE的流行,二维码又称QR code。

    2 QR码的特点

    1.存储大容量信息

    传统的条形码只能处理20位左右的信息量,与此相比,QR码可处理条形码的几十倍到几百倍的信息量。

    另外,QR码还可以支持所有类型的数据。(如:数字、英文字母、日文字母、汉字、符号、二进制、控制码等)。一个QR码最多可以处理7089字(仅用数字时)的巨大信息量。

    2.在小空间内打印

    QR码使用纵向和横向两个方向处理数据,如果是相同的信息量,QR码所占空间为条形码的十分之一左右。(还支持Micro QR码,可以在更小空间内处理数据。)
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    3.有效表现各种字母

    QR码是日本国产的二维码,因此非常适合处理日文字母和汉字。QR码字集规格定义是按照日本标准“JIS第一级和第二级的汉字”制定的,因此在日语处理方面,每一个全角字母和汉字都用13比特的数据处理,效率较高,与其他二维码相比,可以多存储20%以上的信息。
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    4.对变脏和破损的适应能力强

    QR码具备“纠错功能”,即使部分编码变脏或破损,也可以恢复数据。数据恢复以码字为单位(是组成内部数据的单位,在QR码的情况下,每8比特代表1码字),最多可以纠错约30%(根据变脏和破损程度的不同,也存在无法恢复的情况)。

    5.可以从任意方向读取

    QR码从360°任一方向均可快速读取。其奥秘就在于QR码中的3处定位图案,可以帮助QR码不受背景样式的影响,实现快速稳定的读取。
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    6.支持数据合并功能

    QR码可以将数据分割为多个编码,最多支持16个QR码。使用这一功能,还可以在狭长区域内打印QR码。另外,也可以把多个分割编码合并为单个数据。
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    3 QR码的信息量和版本

    QR码设有1到40的不同版本(种类),每个版本都具备固有的码元结构(码元数)。(码元是指构成QR码的方形黑白点。)

    “码元结构”是指二维码中的码元数。从版本1(21码元×21码元)开始,在纵向和横向各自以4码元为单位递增,一直到版本40(177码元×177码元)。
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    QR码的各个版本结合数据量、字符类型和纠错级别,均设有相对应的最多输入字符数。也就是说,如果增加数据量,则需要使用更多的码元来组成QR码,QR码就会变得更大。

    例如,需要输入的数据为100位的数字时,通过以下步骤来选定。
    1.假设要输入的数据种类为“数字”
    2.从“L”“M”“Q”“H”中选择纠错级别。(假设选择“M”)
    3.查看下表,先从数字列找出数字为100以上且接近100的,其次找出纠错级别“M”,两者交叉的部分就是最佳版本。
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    通过下面的计算为每个字符类型,总比特数的计算方法。
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    4 QR码的纠错

    QR码具有“纠错功能”。即使编码变脏或破损,也可自动恢复数据。这一“纠错能力”具备4个级别,用户可根据使用环境选择相应的级别。调高级别,纠错能力也相应提高,但由于数据量会随之增加,编码尺寸也也会变大。
    用户应综合考虑使用环境、编码尺寸等因素后选择相应的级别。 在工厂等容易沾染赃物的环境下,可以选择级别Q或H,在不那么脏的环境下,且数据量较多的时候,也可以选择级别L。一般情况下用户大多选择级别M(15%)。
    这里写图片描述
    纠错级别的比率,是指全部码字与可以纠错的码字的比率。
    例如,需要编码的码字数据有100个,并且想对其中的一半,也就是50个码字进行纠错,则计算方法如下。纠错需要相当于码字2倍的符号(RS编码※),因此在这种情况下的数量为50个×2=100码字。因此,全部码字数量为200个,其中用作纠错的码字为50个,所以计算得出,相对于全部码字的纠错率就是25%。这一比率相当于QR码纠错级别中的“Q”级别。

    另外,在上述例子当中,也可以认为相对于码字数据的纠错率为50%,但变脏或破损的部位不仅仅局限于码字数据部分,因此,在QR码中,还是用相对于全部码字的比率来描述纠错率。

    ※ RS编码:QR码的纠错功能是通过将RS编码附加到原数据中的方式实现的。RS编码是应用于音乐CD等用途的数学纠错方法。它能以字节为单位进行纠错,适合用于错误位置会集中的突发错误。

    5 QR码的种类

    这里写图片描述

    6 QR码的基本结构

    QR(Quick-Response) code是被广泛使用的一种二维码,解码速度快。它可以存储多用类型,下图是qrcode的基本结构:
    这里写图片描述
    位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形:用于对二维码的定位,对每个QR码来说,位置都是固定存在的,只是大小规格会有所差异;
    校正图形:规格确定,校正图形的数量和位置也就确定了;
    格式信息:表示改二维码的纠错级别,分为L、M、Q、H;

    版本信息:即二维码的规格,QR码符号共有40种规格的矩阵(一般为黑白色),从21x21(版本1),到177x177(版本40),每一版本符号比前一版本 每边增加4个模块。

    数据和纠错码字:实际保存的二维码信息,和纠错码字(用于修正二维码损坏带来的错误)。

    7 QR码的编码过程

    下面是简要QR编码过程:

    1.数据分析:确定编码的字符类型,按相应的字符集转换成符号字符; 选择纠错等级,在规格一定的条件下,纠错等级越高其真实数据的容量越小。

    2.数据编码:将数据字符转换为位流,每8位一个码字,整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。

    容量如下:

    格式容量
    数字最多7089字符
    字母最多4296字符
    二进制数(8 bit)最多2953字节
    日文汉字/片假名最多1817字符(采用Shift JIS)
    中文汉字最多984字符(采用UTF-8)
    中文汉字最多1800字符(采用BIG5)

    模式编码如下:

    模式指示符
    ECI0111
    数字0001
    字母数字0010
    8位字节0100
    日本汉字1000
    中文汉字1101
    结构链接0011
    FNCI0101(第一位置)
    1001(第二位置)
    终止符(信息结尾)0000

    数据可以按照一种模式进行编码,以便进行更高效的解码,例如:对数据:01234567编码(版本1-H),
    1)分组:012 345 67
    2)转成二进制:
    012→0000001100
    345→0101011001
    67 →1000011
    3)转成序列:0000001100 0101011001 1000011
    4)字符数 转成二进制:8→0000001000
    5)加入模式指示符(上图数字)0001:0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011

    对于字母、中文、日文等只是分组的方式、模式等内容有所区别。基本方法是一致的。

    3.纠错编码:按需要将上面的码字序列分块,并根据纠错等级和分块的码字,产生纠错码字,并把纠错码字加入到数据码字序列后面,成为一个新的序列。

    纠错等级纠错水平
    L7%字码修正
    M15%字码修正
    Q25%字码修正
    H30%字码修正

    在二维码规格和纠错等级确定的情况下,其实它所能容纳的码字总数和纠错码字数也就确定了,比如:版本10,纠错等级时H时,总共能容纳346个码字,其中224个纠错码字。

    就是说二维码区域中大约1/3的码字时冗余的。对于这224个纠错码字,它能够纠正112个替代错误(如黑白颠倒)或者224个据读错误(无法读到或者无法译码),这样纠错容量为:112/346=32.4%。

    4.构造最终数据信息:在规格确定的条件下,将上面产生的序列按次序放如分块中。

    按规定把数据分块,然后对每一块进行计算,得出相应的纠错码字区块,把纠错码字区块 按顺序构成一个序列,添加到原先的数据码字序列后面。
    如:D1, D12, D23, D35, D2, D13, D24, D36, … D11, D22, D33, D45, D34, D46, E1, E23,E45, E67, E2, E24, E46, E68,…

    5.构造矩阵:将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块放入矩阵中。

    8 QR码的应用

    QR码可以很“方便”地应用于各种场合。除了传单和名片等印刷物之外,还可以应用于各种广泛领域,如结算系统等与生活息息相关的领域以及工厂、流通等各种商业领域。QR码已经成为日常生活不可或缺的工具。2012年,公益财团法人日本设计振兴会对QR码表示了高度评价,由于QR码的功能非常贴近生活,设计精致,在其主办的设计推荐制度中授予QR码“优秀设计奖”。

    9 QR码的标准化

    “想让更多人使用QR码”,秉承这一理念,DENSO WAVE全面公开了QR码的相关标准。目前,QR码已经在国家标准和国际标准中实现标准化,任何人都可以随意查看该标准。

    ※DENSO WAVE INCORPORATED已宣布,不行使本公司就标准QR码拥有的专利权(专利第2938338号)。

    1997年 10月 被采纳为AIM International(国际自动识别工业会)标准(ISS - QR Code)
    1998年 3月 被采纳为JEIDA(日本电子工业振兴协会)标准(JEIDA-55)
    1999年 1月 被采纳为JIS(日本工业标准)(JIS X 0510)
    2000年 6月 被采纳为ISO国际标准 (ISO/IEC18004)
    2004年 11月 Micro QR码被采纳为JIS(日本工业标准)(JIS X 0510)
    2011年 12月 国际标准化组织GS1将QR码采纳为面向移动终端的标准

    QR码的简要标准
    这里写图片描述

    QR码标准文件下载

    QR码在ISO(ISO/IEC18004)中得到 标准化。因此,请从以下团体的网站购买QR码标准文件,在下面网址中搜索18004。

    http://www.iso.ch/iso/en/prods-services/ISOstore/store.html

    不过2016标准版的价格略贵,可到下面的资源中下载2006标准版的,链接如下:

    http://download.csdn.net/detail/u012611878/9687105

    另外,这里提供一个c++编写的qrcode编码解码工具,基于zxing的编码库,libqrcode的解码库,通过命令行完成二维码图片与文本之间的相互转换,链接如下:

    http://download.csdn.net/detail/u012611878/9705048

    欢迎下载。

    开源项目

    zxing/zxing
    oostendo/python-zxing
    ZBar/ZBar
    Polyconseil/zbarlight

    参考资料

    二维码的生成和解析原理
    二维码(QR code)基本结构及生成原理
    二维码的生成细节和原理

    展开全文
  • 树莓派二维码识别

    2021-04-14 20:24:23
    “0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文输入设备或光电扫码设备自动识读以实现信息自动处理技术的一些共性:每种码制有其特定的字符集同时还具有对不同行的信息自动识别功能要还是...

    1.1 二维码简介
    二维码(2-dimensional bar code)
    的黑白相间的图形记录数据符号信息的
    “0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文输入设备或光电扫码设备自动识读以实现信息自动处理技术的一些共性:每种码制有其特定的字符集同时还具有对不同行的信息自动识别功能要还是针对二维 QR Code(Quick Response Code)
    既然识别二维码,那么二维码是如何制作的呢。那么接下来教大家制作属于自己的二维脑采用生成二维码:采用草料二维码制作属
    片的顺序即可。
    3.11.2 二维码识别技术
    现在二维码活跃在我们身边的大街小巷,基本上每天都会和二维码打交道,共享单车,付等。那么如何实现二维码的识别呢,其实我们仔细观察二维码的特征的话,树莓派二维码识别 dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上的黑白相间的图形记录数据符号信息的;在代码编制上巧妙地利用构成计算机内比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文 字数值信息,通过图象输入设备或光电扫码设备自动识读以实现信息自动处理:它具有条码每种码制有其特定的字符集;每个字符占有一定的宽度;具有一定的校验功能等同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。本项目的二维码识别技术主QR Code(Quick Response Code),对 QR 码的信息进行。
    在这里插入图片描述
    现在二维码活跃在我们身边的大街小巷,基本上每天都会和二维码打交道,共享单车,付等。那么如何实现二维码的识别呢,其实我们仔细观察二维码的特征的话,可能会

    dimensional bar cod

    展开全文
  • halcon二维码识别

    千次阅读 2019-10-18 14:57:55
    一维条码:由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记,“条”指对光线反射率较低的部分,“空”指对光线反射率较高的部分,这些条和空组成的数据表达一定的信息,并能够用特定的设备识读,转换成与计算机兼容...

    1、一维条码
    一维条码:由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记,“条”指对光线反射率较低的部分,“空”指对光线反射率较高的部分,这些条和空组成的数据表达一定的信息,并能够用特定的设备识读,转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。

    一维条码的码制: EAN码、39码、交叉25码、UPC码、128码、93码,ISBN码,及Codabar(库德巴码)等。

    EAN 码:是国际通用的符号体系,是一种长度固定、无含意的条码,所表达的信息全部为数字,主要应用于商品标识
    39码和128码:为目前国内企业内部自定义码制,可以根据需要确定条码的长度和信息,它编码的信息可以是数字,也可以包含字母,主要应用于工业生产线领域、图书管理等
    93码:是一种类似于39码的条码,它的密度较高,能够替代39码
    25码:主要应用于包装、运输以及国际航空系统的机票顺序编号等
    Codabar码:应用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理
    ISBN:用于图书管理

    组成:

    一个完整的条码的组成次序依次为:静区(前)、起始符、数据符、(中间分割符,主要用于EAN码)、(校验符)、终止符、静区(后),
    如图:

    静区,指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域,它能使阅读器进入准备阅读的状态,当两个条码相距距离较近时,静区则有助于对它们加以区分,静区的宽度通常应不小于6mm(或10倍模块宽度)。
    起始/终止符,指位于条码开始和结束的若干条与空,标志条码的开始和结束,同时提供了码制识别信息和阅读方向的信息。
    数据符,位于条码中间的条、空结构,它包含条码所表达的特定信息。
    构成条码的基本单位是模块,模块是指条码中最窄的条或空,模块的宽度通常以mm或mil(千分之一英寸)为单位。构成条码的一个条或空称为一个单元,一个单元包含的模块数是由编码方式决定的,有些码制中,如EAN码,所有单元由一个或多个模块组成;而另一些码制,如39码中,所有单元只有两种宽度,即宽单元和窄单元,其中的窄单元即为一个模块。

    2、二维条码
    二维条码是指在一维条码的基础上扩展出另一维具有可读性的条码,使用黑白矩形图案表示二进制数据,被设备扫描后可获取其中所包含的信息。一维条码的宽度记载着数据,而其长度没有记载数据。二维条码的长度、宽度均记载着数据。二维条码有一维条码没有的“定位点”和“容错机制”。容错机制在即使没有辨识到全部的条码、或是说条码有污损时,也可以正确地还原条码上的信息。

    ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
    二维条码的码制:

    1. 堆叠式/行排式二维条码
      堆叠式/行排式二维条码(又称堆积式或层排式二维码),其编码原理是建立在一维条码基础之上,按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点,识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加,需要对行进行判定,其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有:Code 16K、Code 49、PDF417等。
    2. 矩阵式二维码
      短阵式二维条码(又称棋盘式二维码)它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上,用点(方点、圆点或其他形状)的出现表示二进制“1”,点的不出现表示二进制的“0”,点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有:Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
      整体说下二维码的码制:PDF417二维条码, Datamatrix二维条码, Maxicode二维条码, QR Code, Code 49, Code 16K ,Code one,等,除了这些常见的二维条码之外,还有Vericode条码、CP条码、Codablock F码、田字码、 Ultracode码,Aztec条码。
      ×××××××××××××××××××××××××××××××××××××
      特点:

    二维条码/二维码的特点
    1.高密度编码,信息容量大:可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节,或500多个汉字,比普通条码信息容量约高几十倍。
    2.编码范围广:该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码,用条码表示出来;可以表示多种语言文字;可表示图像数据。
    3.容错能力强,具有纠错功能:这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时,照样可以正确得到识读,损毁面积达50%仍可恢复信息。
    4.译码可靠性高:它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多,误码率不超过千万分之一。
    5.可引入加密措施:保密性、防伪性好。
    6.成本低,易制作,持久耐用。
    7.条码符号形状、尺寸大小比例可变。
    8.二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。

    3、halcon中支持的一维条码与二维码
    HALCON支持的一维码的码制:
    ‘2/5 Industrial’, ‘2/5 Interleaved’, ‘Codabar’, ‘Code 128’, ‘Code 39’, ‘Code 93’, ‘EAN-13 Add-On 2’, ‘EAN-13 Add-On 5’, ‘EAN-13’, ‘EAN-8 Add-On 2’, ‘EAN-8 Add-On 5’, ‘EAN-8’, ‘GS1 DataBar Expanded Stacked’, ‘GS1 DataBar Expanded’, ‘GS1 DataBar Limited’, ‘GS1 DataBar Omnidir’, ‘GS1 DataBar Stacked Omnidir’, ‘GS1 DataBar Stacked’, ‘GS1 DataBar Truncated’, ‘GS1-128’, ‘MSI’, ‘PharmaCode’, ‘UPC-A Add-On 2’, ‘UPC-A Add-On 5’, ‘UPC-A’, ‘UPC-E Add-On 2’, ‘UPC-E Add-On 5’, ‘UPC-E’, ‘auto’

    用到的函数:
    create_bar_code_model
    find_bar_code
    clear_bar_code_model
    ×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
    HALCON支持的二维码的码制:
    ‘Aztec Code’, ‘Data Matrix ECC 200’, ‘GS1 Aztec Code’, ‘GS1 DataMatrix’, ‘GS1 QR Code’, ‘Micro QR Code’, ‘PDF417’, ‘QR Code’
    用到的函数:
    create_data_code_2d_model
    find_data_code_2d
    clear_data_code_2d_model

    4、一维条码halcon中实战
    首先测试 一维码。 码制选择为:Code 128
    相关资料:http://www.systron.com.cn/128.htm
    素材见下图:

    read_image(Image,‘128.jpg’)
    rgb1_to_gray (Image, GrayImage)
    dev_set_draw (‘margin’)
    *第一步:读取模板
    *创建一个条形码阅读器的模型。
    *参数一:输入 通用参数可以调整条形码模型的名称。
    *参数二:通用参数可以调整条形码模型值。
    *参数三: 返回的条码模板句柄
    create_bar_code_model ([], [], BarCodeHandle)
    *第二步:使用模板
    *检测和读取条形码符号中的图像。
    **参数以此是:
    *输入的图像,输出的区域。
    *输入的模板句柄,输入条码的码制
    *返回所有成功解码的条码数据字符串。
    find_bar_code (GrayImage, SymbolRegions, \
    BarCodeHandle, ‘auto’, \
    DecodedDataStrings)
    **既然读取来就显示一下吧
    disp_message (3600, DecodedDataStrings, \
    ‘window’, 12, 12, ‘black’, ‘true’)
    *第三步:从内存中把模板清理掉,当然了 你想叫销毁也可以
    clear_bar_code_model (BarCodeHandle)

    read_image :读图

    create_data_code_2d_model :创建二维码模型

    find_data_code_2d :查找二维码

    clear_data_code_2d_model :清除二维码模型

    还有几个算子也值得注意一下:

    set_data_code_2d_param :设置解码时的参数

    get_data_code_2d_param :获取解码时的参数(如果没有设置过,则获得的是默认值)

    get_data_code_2d_results :获得解码后的一些结果
    四、提高解码能力的其他措施

    如果二维码图像预处理以后,仍旧解码困难或者解码率不高,那么可以通过以下措施进一步提高解码能力:

    1、如果整张图信息太多,则可以先把二维码区域挖出来,使用reduce_domain和crop_domain算子,这样不仅可以降低解码难度,还可以减少解码时间。

    2、当二维码很小的时候,可以尝试用zoom_image_factor放大了二维码图像。

    3、create_data_code_2d_model (‘QR Code’, [], [], DataCodeHandleQR)

    创建模型时,[ ]中不填内容,实际默认属性名是‘default_parameters’,默认属性值是‘standard_recognition’。

    如果想大幅度提高解码成功率,可以将属性值置为‘enhanced_recognition’或者‘maximum_recognition’。注意:解码能力越强,解码时间越长。

    4、find_data_code_2d (Image, SymbolXLDs, DataCodeHandle, ‘train’, ‘all’, ResultHandles, DecodedDataStrings)

    该算子中的GenParamNames、GenParamValues默认是空的,就是说直接找,找不到拉倒。如果是’train’,就是一面找一面调整模板参数。

    默认情况下,它只会最多找到1个二维码。如果想找出更多的二维码(例如3个),可以这样:

    find_data_code_2d (Image2, SymbolXLDs, DataCodeHandle, ‘stop_after_result_num’, 3, ResultHandles, DecodedDataStrings)

    5、如果对于质量很差的二维码,可以模拟日常手机扫码时的操作,即多次改变曝光,多次解码的方式,参考文章:

    https://www.cnblogs.com/xh6300/p/9809692.html

    6、通过set_data_code_2d_param算子设置解码时的参数,可以有效提高解码能力。(见下文)

    五、set_data_code_2d_param算子的参数解析

    ‘default_parameters’

    ‘standard_recognition’、‘enhanced_recognition’、‘maximum_recognition’

    ‘timeout’

    延迟时间,超过这个时间还没找到就不找了

    ‘polarity’

    极性,可设置’dark_on_light’(白色背景黑码)或者’light_on_dark’

    ‘module_size_min’

    最小码粒像素大小,码粒大小指的二维码中矩形颗粒的宽度(存疑)

    ‘module_size_max’

    最大码粒像素大小
    5、二维码识别halcon中实战
    素材:

    read_image(Image,‘222.jpg’)
    rgb1_to_gray (Image, GrayImage)
    第一步:创建模板***************************************************************************
    *初学者创建模板时建议选择使用默认参数集(参数集,是多个参数构成的集合):‘default_parameters’
    *default_parameters有3种识别模式(识别模式越强,适应场合越广,适应能力和识别能力越强,但耗时越多):
    *standard_recognition 标准模式
    *enhanced_recognition 加强模式
    *maximum_recognition 最强模式
    *建议初学者选用 ‘maximum_recognition’
    *参数一:输入你要读取的二维码的码制
    *参数二:通用参数可以调整为二维码数据模型的名称。
    *参数三:通用参数可以调整为二维码数据模型的价值。
    *参数四:返回二维码模板句柄

    create_data_code_2d_model (‘QR Code’,\
    ‘default_parameters’, \
    ‘maximum_recognition’,\
    DataCodeHandle)
    **第二步:使用模板
    find_data_code_2d (GrayImage,\
    SymbolXLDs,\
    DataCodeHandle, ‘train’, ‘all’,\
    ResultHandles, DecodedDataStrings)

    • 参数依次是
      *参数一:输入的图像
      *参数二:XLD轮廓包围成功解码后的数据代码符号。 就是如果找到二维码所在的区域 ,
      *就将那个区域的XLD返回,注意可能输组
      *参数三:所使用的模板句柄
      *参数四:查找模式。 默认是空的 就是说直接找,找不到拉倒。 如果是train,就是一面找一面调整模板参数。
      *参数五:可选的泛型参数的值。
      *参数六:所有成功解码二维码数据符号的句柄。为啥是句柄呢? 如果解码的数据可能很多了。
      *参数七:返回图像中的所有检测到的二维码的数据符号的译码数据串。
      **第三步: 释放模板
      clear_data_code_2d_model(DataCodeHandle)
      ————————————————
    *提高解码率的设置项:
    *1'default_parameters', ''enhanced_recognition''
    *2'polarity', 'dark_on_light'
    *3['module_size_min','module_size_max']
    *4、挖出二维码区域,挖得越精确越好(周围最好不要有其他黑色像素块干扰),这一部分我现在只是粗略挖了一下
    *5、增强图像对比度,我设计的函数enhanced_contrast (将图像色阶从0-255重新映射到Min到Max之间)
    
    * create_data_code_2d_model ('QR Code', 'default_parameters', 'enhanced_recognition', DataCodeHandleQR) 
    create_data_code_2d_model ('QR Code', [], [], DataCodeHandleQR) 
    
    set_data_code_2d_param (DataCodeHandleQR, 'default_parameters', 'enhanced_recognition')
    set_data_code_2d_param (DataCodeHandleQR, 'timeout', 200)
    set_data_code_2d_param (DataCodeHandleQR, 'polarity', 'dark_on_light')
    
    * 码粒个数设置(有几种二维码设置这个参数非法)
    * set_data_code_2d_param(DataCodeHandleQR,'symbol_size_max', 11)
    * set_data_code_2d_param(DataCodeHandleQR,'symbol_size_max', 31)
    
    count := 0
    dev_set_line_width (3)
    dev_set_draw('margin')
    
    list_files ('OK_NG', ['files','follow_links','recursive'], ImageFiles)
    tuple_regexp_select (ImageFiles, ['\\.(tif|tiff|gif|bmp|jpg|jpeg|jp2|png|pcx|pgm|ppm|pbm|xwd|ima|hobj)$','ignore_case'], ImageFiles)
    for i:= 0 to |ImageFiles|-1 by 1       
        read_image(Image,ImageFiles[i])  
        
        *挖出条码区域,提高解码率和解码速度
        gen_rectangle1 (Rectangle, 50, 100, 560, 700)  
        reduce_domain (Image, Rectangle, ImageReduced)
        crop_domain (ImageReduced, ImagePart)
        
        *增强图像对比度(后文有该函数说明)
        enhanced_contrast (ImagePart, Image2, 40, 180)
       
        * 码粒像素设置
        set_data_code_2d_param(DataCodeHandleQR, ['module_size_min','module_size_max'], [12,40])
        
        *如果GenParamNames, GenParamValues不填,那么默认只找一个二维码,将'stop_after_result_num'设置为3指最多找3*     find_data_code_2d (Image2, SymbolXLDs, DataCodeHandleQR, [], [], ResultHandles, DecodedDataStrings)
        find_data_code_2d (Image2, SymbolXLDs, DataCodeHandleQR, 'stop_after_result_num', 3, ResultHandles, DecodedDataStrings)
    
        tuple_length (DecodedDataStrings, Length)
        
        *找不到的话,改一下参数再找一遍
        if (Length == 0)
            set_data_code_2d_param (DataCodeHandleQR, ['module_size_min','module_size_max'], [20,40])
            find_data_code_2d (Image2, SymbolXLDs, DataCodeHandleQR, [], [], ResultHandles, DecodedDataStrings)
        endif
        
        tuple_length (DecodedDataStrings, Length)
        if (Length > 0 )
            count := count + 1
        endif
        
        *这个算子好像并不能评价质量
        get_data_code_2d_results (DataCodeHandleQR, 'all_candidates', 'quality_isoiec15415_labels', ResultValues)
        get_data_code_2d_param (DataCodeHandleQR, 'polarity', GenParamValues)
        dev_display(SymbolXLDs)
        disp_message (3600, '解码结果:' + DecodedDataStrings, 'image', 20, 50, 'black', 'true')
        disp_message (3600, '解码成功率:' + count + '/' +|ImageFiles| , 'image', 40, 50, 'black', 'true')
    *      stop ()
    endfor
    
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  • Atitit java 二维码识别 图片识别   1.1. 解码11.2. 首先,我们先说一下二维码一共有40个尺寸。官方叫版本Version。11.3. 二维码的样例:21.4. 定位图案21.5. 数据编码31.6. 错误修正容量L水平7%的字码可被修正M...

    Atitit java 二维码识别 图片识别

     



    1.1. 解码1
    1.2. 首先,我们先说一下二维码一共有40个尺寸。官方叫版本Version。1
    1.3. 二维码的样例:2
    1.4. 定位图案2
    1.5. 数据编码3
    1.6. 错误修正容量L水平7%的字码可被修正M水平15%的字码可被修正Q水平25%的字码可被修正H水平30%的字码可被修正3
    1.7. QR是怎么对数据码加上纠错码的?3
    1.8. 画二维码图4
    1.9. 简要的编码过程:数据分析:确定编码的字符类型,按相应的字符集转换成符号字符; 选择纠错等级,7
    1.10. qr长度容量7




    1.1.解码
    编码lib:Qrcode_swetake.jar   (官网介绍-- http://www.swetake.com/qr/index-e.html)             
    解码lib:qrcode.jar                 (官网介绍-- http://sourceforge.jp/projects/qrcode/)




    1.2.首先,我们先说一下二维码一共有40个尺寸。官方叫版本Version。
    Version 1是21 x 21的矩阵,Version 2是 25 x 25的矩阵,Version 3是29的尺寸,每增加一个version,就会增加4的尺寸,公式是:(V-1)*4 + 21(V是版本号) 最高Version 40,(40-1)*4+21 = 177,所以最高是177 x 177 的正方形。




        /**
         * @param args the command line arguments
         */ 
        public static void main(String[] args) { 
            QRCodeDecoderHandler handler = new QRCodeDecoderHandler(); 
            String imgPath = "c:\\3bf33a87e950352a5936aa0a5543fbf2b2118b59.jpg"; 
            String decoderContent = handler.decoderQRCode(imgPath,"gbk"); 
            System.out.println("解析结果如下:"); 
            System.out.println(decoderContent); 
            System.out.println("========decoder success  !!!"); 
        } 
    1.3. 二维码的样例:




     
    1.4.定位图案
    Position Detection Pattern是定位图案,用于标记二维码的矩形大小。这三个定位图案有白边叫Separators for Postion Detection Patterns。之所以三个而不是四个意思就是三个就可以标识一个矩形了。
    Timing Patterns也是用于定位的。原因是二维码有40种尺寸,尺寸过大了后需要有根标准线,不然扫描的时候可能会扫歪了。
    Alignment Patterns 只有Version 2以上(包括Version2)的二维码需要这个东东,同样是为了定位用的。


    功能性数据
    Format Information 存在于所有的尺寸中,用于存放一些格式化数据的。
    Version Information 在 >= Version 7以上,需要预留两块3 x 6的区域存放一些版本信息。
    数据码和纠错码
    除了上述的那些地方,剩下的地方存放 Data Code 数据码 和 Error Correction Code 纠错码。
    1.5.数据编码
    我们先来说说数据编码。QR码支持如下的编码:数字,字符,byte


    1.6.错误修正容量L水平7%的字码可被修正M水平15%的字码可被修正Q水平25%的字码可被修正H水平30%的字码可被修正


    1.7.QR是怎么对数据码加上纠错码的?
    首先,我们需要对数据码进行分组,也就是分成不同的Block,然后对各个Block进行纠错编码,对于如何分组,我们可以查看QR Code Spec的第33页到44页的Table-13到Table-22的定义表。注意最后两列:




    1.8.画二维码图
    Position Detection Pattern
    首先,先把Position Detection图案画在三个角上。


    1.8.1.1.1.Alignment Pattern
    然后,再把Alignment图案画上


    关于Ali
    1.8.1.1.2.Timing Pattern
    接下来是Timing Pattern的线(这个不用多说了)


    1.8.1.1.3.Format Information
    再接下来是Formation Information,下图中的蓝色部分。


    Format Information是一个15个bits的信息,每一个bit的位置如下图所示:(注意图中的Dark Module,那是永远出现的)


    这15个bits中包括:
    5个数据bits:其中,2个bits用于表示使用什么样的Error Correction Level, 3个bits表示使用什么样的Mask
    10个纠错bits。主要通过BCH Code来计算
    然后15个bits还要与101010000010010做XOR操作。这样就保证不会因为我们选用了00的纠错级别,以及000的Mask,从重造
    1.8.1.1.4.Version Information
    再接下来是Version Information(版本7以后需要这个编码),下图中的蓝色部分。


    Version Information一共是18个bits,其中包括6个bits的版本号以及12个bits的纠错码,下面是一个示例:
    数据和数据纠错码
    然后是填接我们的最终编码,最终编码的填充方式如下:从左下角开始沿着红线填我们的各个bits,1是黑色,0是白色。如果遇到了上面的非数据区,则绕开或跳过。


    掩码图案
    这样下来,我们的图就填好了,但是,也许那些点并不均衡,所以,我们还要做Masking操作(靠,还嫌不复杂)QR的Spec中说了,QR有8个 Mask你可以使用,如下所示:其中,各个mask的公式在各个图下面。所谓mask,说白了,就是和上面生成的图做XOR操作。Mask只会和数据区进 行XOR,不会影响功能区。




    1.9.简要的编码过程:数据分析:确定编码的字符类型,按相应的字符集转换成符号字符; 选择纠错等级,
    在规格一定的条件下,纠错等级越高其真实数据的容量越小。数据编码:将数据字符转换为位流,每8位一个码字,整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。
    数据可以按照一种模式进行编码,以便进行更高效的解码,例如:对数据:01234567编码(版本1-H),1)分组:012 345 672)转成二进制:012→0000001100               345→0101011001                 67 →10000113)转成序列:0000001100 0101011001 10000114)字符数 转成二进制:8→00000010005)加入模式指示符(上图数字)0001:0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011对于字母、中文、日文等只是分组的方式、模式等内容有所区别。基本方法是一致的
    1.10.qr长度容量
    Cn utf8 984 
    Byte 2953byte 
    Ch 4296   num 7089








    1.11.二维码的解析


    1、定位图形:首先寻找探测图形,就是二维码上的三个方块。这三个方块的作用就是不管在哪个方向扫描图形,都可以扫到,不信可以将手机翻转测试一下。在通过二维码上的定位图形和分隔符确定二维码信息的图像。定位图形确定二维码符号中模块的坐标,二维码中的模块都是固定的,包括校正图形,版本信息,数据和纠错码。分隔符呢,就是将探测图形与二维码信息图像分开。


    2、灰度化二维码信息像素:手机拍到的图像都是彩色的,所以拍摄到二维码也不列外,它也是彩色的,只不过除了黑白,其他颜色非常浅而已。灰度化是指通过颜色的深浅来识别二维码,就是说颜色深的按深灰处理,浅色的按浅灰处理,去掉其他颜色。


    3、去掉二维码信息像素的噪点:相机的传感器在把光线作为接收信号和输出过程产生的粗糙像素,这些粗糙的像素是照片中不应该出现的干扰因素。噪点就是指这些粗糙的像素。


    4、二值化二维码信息像素:二值化是说将图像上像素灰度值设置为0或者255,也就是变成只有黑白两种颜色。第一步已经灰度化变成只有深灰和浅灰两种颜色,现在二值化是将深灰变成黑色,浅灰变成白色。为什么变成黑白色呢。因为二维码图像其实是由二进制的0或者1组成,0代表白色,1代表黑色。二维码在二值化时会将二维码图像变成只有黑白色的条码,然后根据解析公式什么的(因为像素是0-255之间,要全部转变成0或者255,估计得经过一些计算,然后0就是0,255变为1)转化成二进制信息。


    5、二维码译码和纠错:将得到的二进制信息进行译码和纠错。得到的二进制信息是版本格式信息、数据和纠错码经过一定的编码方式生成的,所以译码是对版本格式信息,数据和纠错码进行解码和对比。纠错是和译码同时进行的,将数据进行纠错。






    Atitit.二维码功能的设计实践 attilax 总结 - attilaxAti - 博客园.html
    atitit.二维码生成总结java zxing - attilax的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET.html
     
    Java实现二维码QRCode的编码和解码 - 记忆是夏天 - 博客频道 - CSDN.NET.html
    二维码的生成细节和原理 - 51CTO.COM.html
    二维码原理介绍_百度经验.html
    二维码的生成和解析原理 - kelindame的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET.html
    二维码的工作原理_百度知道.html


    作者:: 绰号:老哇的爪子 ( 全名::Attilax Akbar Al Rapanui 阿提拉克斯 阿克巴 阿尔 拉帕努伊 ) 
    汉字名:艾提拉(艾龙),   EMAIL:1466519819@qq.com
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空空如也

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