[发明专利]基于三角定位符的字符二维条码快速定位方法

权利要求书

1.基于三角定位符的字符二维条码快速定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对字符二维条码图像进行灰度化处理，并采用中值滤波法去噪；

(2)采用基于任意全局阈值化算法的全局阈值与局部阈值相结合的阈值化算法解决临界点像素分割不确定的问题；并引入积分图像技术来加速局部阈值的求解速度；

(3)采用基于统计分析的自适应γ值选取算法对图像进行增强处理；

(4)采用基于点间距离的任意三角形图形三个角点定位算法对具有明显朝向特征的等腰直角三角符号进行快速定位实现，实现图像中等腰直角三角形的精确探测；

(5)利用三角形的边缘特性，基于适应畸变以及退化等腰直角三角形的图形检测算法，利用等腰直角三角形其面积与周长关系，建立基于边缘长度与面积的等腰直角三角形描述子，以中心角度变化与边长比例变化这两个尺度来描述三角形的畸变，实现对畸变较大的三角形图像进行检测、定位，实现字符二维条码的定位。

2.根据权利要求1所述的基于三角定位符的字符二维条码快速定位方法，其特征在于：所述步骤(2)具体如下：

(2.1)利用全局阈值化算法计算整幅图像的全局阈值τ，并确定一个灰度区间G＝{g|τ-δ≤g≤τ+δ}，在区间G内的像素点即为临界点，采用局部阈值法来确定区间G内的像素点；其中，δ为给出的灰度区间G的半径；在灰度区间G内的像素点则可以根据临近像素均值法进行阈值化，设邻域边长为2d；

(2.2)迭代整幅图像，针对像素点P(x,y)

a)若P(x,y)τ-δ，则P(x,y)＝0

b)若P(x,y)τ+δ，则P(x,y)＝255

c)若则P(x,y)＝255

d)否则P(x,y)＝0；

(2.3)引入积分图像技术以加速局部阈值的求解；其中，计算一个原始图像指定边长大小为2δ的子图像像素和，可以下式快速计算：

其中，

3.根据权利要求1所述的基于三角定位符的字符二维条码快速定位方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为：对于一张256级灰度的图片，假定以第τ级为阈值，将像素分为前景C₀与背景C₁，分别统计两类像素各自在图像中的分布概率P₀与P₁，计算两者的比值，即可得出前景与背景之间的关系如式如下所示：

γ₁＝P₁/P₀

为了使得算法更加有效，采用阈值分割算法作为分割阈值的选取器对图像像素点进行分类；并对上式以指数函数进行重构，得：

其中，β是指数函数的幂。

4.根据权利要求1所述的基于三角定位符的字符二维条码快速定位方法，其特征在于：所述步骤(4)通过基于点间距离的任意三角形三个角点定位算法确定定位符的三个顶点；在本方法中，对于任意的一个三角形其角点必服从如下三条定理：

定理1：三角形边缘上离三角形重心最远的点P1是三角形的一个角点；

定理2：三角形边缘上离点P1最远的点P2是三角形的一个角点；

定理3:三角形边缘上离点P1与点P2距离之和最大点P3是三角形的一个角点；

通过上述三则定理可实现对三角形的三个角点进行相对精确的探测，尤其对边缘不清晰的三角形角点定位。

5.根据权利要求1所述的基于三角定位符的字符二维条码快速定位方法，其特征在于：所述步骤(5)中采用的适应畸变以及退化等腰直角三角形的图形检测算法，以解决当三角形定位符图形发生了严重退化，仅依据三角形区域判别精确度不够时，需以其边缘特性作为三角形区域的判别依据，提出根据等腰三角形周长与面积的性质，对于一个标准的等腰直角三角形，其周长与面积服从如下定理4：对于标准等腰直角三角形其面积S与周长C满足关系K:

定理4：

检测到的退化等腰直角三角形的图形特征值K与标准等腰直角三角形的特征值23.31的比值被称为等腰直角三角形度，用描述子T₁来表示：

当T₁∈R,R＝{x|x∈[0.8,1.2]}时为三角形，为了解决退化问题，提出以中心角度变化α与边长比例变化k两个尺度描述探测图形的畸变：

其畸变后的值T₂为

其中，k∈[0,+∞),α∈(0,π)。