專利名稱：一種基于Hough變換的條碼層分界線方向確定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于Hough變換的條碼層分界線方向確定裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種條碼層分界線方向確定裝置，特別涉及一種基于Hough變換 的條碼層分界線方向確定裝置。
背景技術(shù)：
條碼技術(shù)是在計算機技術(shù)與信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門容編碼、印刷、識別、 數(shù)據(jù)采集和處理于一身的新興技術(shù)。條碼技術(shù)由于其識別快速、準確、可靠以及成本低等優(yōu) 點，被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、圖書管理、倉儲、郵電、交通和工業(yè)控制等領(lǐng)域，并且勢必在逐漸興 起的“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用中發(fā)揮重大的作用。目前被廣泛使用的條碼包括一維條碼及二維條碼。一維條碼又稱線形條碼是由平 行排列的多個“條”和“空”單元組成，條形碼信息靠條和空的不同寬度和位置來表達。一 維條碼只是在一個方向(一般是水平方向)表達信息，而在垂直方向則不表達任何信息，因 此信息容量及空間利用率較低，并且在條碼損壞后即無法識別。二維條碼是由按一定規(guī)律在二維方向上分布的黑白相間的特定幾何圖形組成，其 可以在二維方向上表達信息，因此信息容量及空間利用率較低，并具有一定的校驗功能。二 維條碼可以分為堆疊式二維條碼和矩陣式二維條碼。堆疊式二維條碼是由多行短截的一 維條碼堆疊而成，代表性的堆疊式二維條碼包括PDF417、Code 49、Code 16K等。矩陣式 二維條碼是由按預(yù)定規(guī)則分布于矩陣中的黑、白模塊組成，代表性的矩陣式二維條碼包括 Codeone、Aztec、Date MatriX、QR 碼等。條碼圖像往往存在一定的傾斜角度，并且在解碼過程中需要通過條碼層分界線的 方向來確定上述傾斜角度并對其進行校正。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中條碼層分界線的方向一般 僅是由一個條碼層分界線來決定的，存在一定誤差。因此，需要一種能夠準確確定條碼圖像 傾斜角度的裝置。

實用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種基于Hough變換的條碼層分界線 方向確定裝置，由此可準確地確定條碼層分界線的方向。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種基于Hough變換的 條碼層分界線方向確定裝置，該條碼層分界線方向確定裝置包括掃描區(qū)域與坐標原點確 定單元；離散化單元，與掃描區(qū)域與坐標原點確定單元連接；Hough變換單元，與離散化單 元連接；統(tǒng)計單元，與Hough變換單元連接；初選單元，與統(tǒng)計單元連接；加權(quán)求和單元，與 初選單元連接；參數(shù)選擇單元，與加權(quán)求和單元連接。通過上述裝置，通過對多個條碼層分界線上的分界點進行Hough變換來確定條碼 層分界線的方向，可提高條碼層分界線方向確定的準確性。
[0009]圖1是根據(jù)本實用新型的條碼層分界線方向確定裝置的示意框圖；圖2是根據(jù)本實用新型的掃描區(qū)域及坐標原點確定過程的示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型的二維累加器矩陣的示意圖。
具體實施方式本實用新型提供了一種基于Hough變換的條碼層分界線方向確定裝置，該裝置通 過對多個條碼層分界線上的分界點進行Hough變換來提高條碼層分界線方向確定的準確 性。如圖1所示，本實用新型的條碼層分界線方向確定裝置包括掃描區(qū)域與坐標原點 確定單元、離散化單元、Hough變換單元、統(tǒng)計單元、初選單元、加權(quán)求和單元以及參數(shù)選擇 單元。掃描區(qū)域與坐標原點確定單元用于在條碼圖像上確定掃描區(qū)域與坐標原點。具體來說，如圖2所示，掃描區(qū)域與坐標原點確定單元利用多條掃描線在條碼圖 像中搜索條碼邊界。例如，以PDF417條碼為例，掃描區(qū)域與坐標原點確定單元沿每一掃描 線對條碼圖像進行掃描，在掃描到一個黑白邊界點后，以該黑白邊界點為基準向前繼續(xù)掃 描8個黑白邊界點，并確定各黑白邊界點之間的間距(例如，模塊數(shù))，并利用對應(yīng)的邊界判 斷規(guī)則判斷各黑白邊界點之間的間距是否符合相應(yīng)的邊界規(guī)則。在本實施例中，在掃描區(qū) 域與坐標原點確定單元未確定出條碼邊界類型之前，優(yōu)選利用81111113邊界判斷規(guī)則、 31111118邊界判斷規(guī)則、71111113邊界判斷規(guī)則以及31111117邊界判斷規(guī)則一條掃描線 上的各黑白邊界點之間的間距進行并行判斷，由此提高判斷速度。在掃描區(qū)域與坐標原點 確定單元確定出條碼邊界之后，可根據(jù)每一掃描線上的兩側(cè)黑白邊界點的間距確定參考列 寬W。隨后，掃描區(qū)域與坐標原點確定單元利用多條掃描線上的靠近條碼內(nèi)部的黑白邊 界點確定條碼列邊界ab。在優(yōu)選實施例中，可利用傳統(tǒng)Hough變化方法計算經(jīng)過多個黑白 邊界點的最佳直線方程，由此確定條碼列邊界ab。在確定條碼列邊界ab后，掃描區(qū)域與坐標原點確定單元在條碼列邊界ab上選擇 距離為H的第一點A及第二點B，并在經(jīng)過第一點A及第二點B且垂直于條碼列邊界ab的 垂直直線上分別選擇距離第一點A及第二點B為W(參考列寬)的第三點C及第四點D。隨 后，以第一點A、第二點B、第三點C及第四點D為頂點確定一個寬為W且高為L的矩形區(qū)域， 并以此矩形區(qū)域作為掃描區(qū)域。在確定了掃描區(qū)域后，掃描區(qū)域與坐標原點確定單元在掃描區(qū)域的外側(cè)設(shè)置坐標 原點0。具體來說，在優(yōu)選實施例中，可以在第一點A與第三點C或者第二點B與第四點D 所定義的區(qū)域邊界的外側(cè)設(shè)置坐標原點0，坐標原點0距離區(qū)域邊界為L，并且在優(yōu)選實施 例中，L小于等于50個像素。在掃描區(qū)域與坐標原點確定單元確定掃描區(qū)域與坐標原點0后，離散化單元根 據(jù)掃描區(qū)域與坐標原點0確定條碼層分界線的方位角取值范圍以及原點距離取值范圍， 并在方位角取值范圍內(nèi)選擇多個角度離散值，在原點距離取值范圍內(nèi)選擇多個距離離散 值。具體來說，離散化單元將原點距離取值范圍取為(H，H+L)。此外，離散化單元進一步 確定條碼列邊界ab的垂直方向相對坐標原點0的方位角θ ’，并將方位角取值范圍取為 (Θ ‘ -Δ θ 1, θ，+Δ θ 1)。在優(yōu)選實施例中，Δ θ 1 < 30°。離散化單元優(yōu)選通過以固定角度步長(例如，1弧度)依次遞增來獲得角度離散值，離散化單元優(yōu)選通過以固定距離步 長(例如，1像素)依次遞增來距離離散值。隨后，Hough變換單元獲取掃描區(qū)域內(nèi)的至少兩個條碼層分界線上的多個層分 界點的直角坐標，并分別將多個層分界點的直角坐標以及各角度離散值代入公式P = xcos θ +ysin θ，以針對每一層分界點確定各角度離散值所對應(yīng)的距離離散值，其中χ、y為 直角坐標，θ為角度離散值，P為各角度離散值所對應(yīng)的距離離散值。接著，統(tǒng)計單元利用二維累加器矩陣對角度離散值及其所對應(yīng)的距離離散值進行 統(tǒng)計。具體來說，統(tǒng)計單元產(chǎn)生一二維累加器矩陣Α，并將各矩陣元素A[i，j]置O。統(tǒng)計單 元根據(jù)通過上述計算得出的各角度離散值與對應(yīng)距離離散值對二維累加器矩陣A中的對 應(yīng)矩陣元素A[i，j]進行累加。也就是，統(tǒng)計單元根據(jù)各角度離散值和計算得出的距離離散 值將對應(yīng)的矩陣元素A[i，j]進行加1，使得二維累加器矩陣中的各矩陣元素A[i，j]的累 加值表示角度離散值和距離離散值的對應(yīng)組合的出現(xiàn)次數(shù)。在對全部邊界點進行上述操作 后，可如圖3所示的累加值矩陣。隨后，初選單元確認每一距離離散值所對應(yīng)的多個矩陣元素中累加值最大的矩陣 元素，并從累加值最大的矩陣元素中選擇預(yù)定數(shù)量的矩陣元素作為初選矩陣元素。例如，在 本實施例中，如圖3所示，初選單元首先分別確認距離離散值PO至P6所對應(yīng)的矩陣元 素列中選擇累加值最大的矩陣元素，并從中選擇6個累加值最大的矩陣元素A[2，5] = 17， A[4，6] = 17，A[3，4] = 16,A[0,1] = 16，A[4，3] = 14，A[6，2] = 14，作為初選矩陣元素。在初選單元確定初選矩陣元素后，加權(quán)求和單元將每一初選矩陣元素的累加值與 其他初選矩陣元素的累加值進行加權(quán)求和，其中加權(quán)求和的權(quán)重值由每一初選矩陣元素與 其他矩陣元素所對應(yīng)的角度離散值的差值決定。具體來說，每一初選矩陣元素與其他矩陣 元素的角度離散值差值的絕對值越大，加權(quán)求和的權(quán)重值越小。 在本實施例中，加權(quán)求和單元通過如下方式確定每一初選矩陣元素的加權(quán)求和 值s[2,5]=17X 100/ ( I 2-2I +1)+ 17 X 100/2-4 I —-1)+ 16X100(|2-3+D+16X100,2-0 |+1)+14X100/2-4 I-fl)+14X100/2-6l+i)=4345[0025]s[4，6]=17X 100/ ( I 4-4I +1)+ 17 X 100/4-2 I —-1)+ 16X100(|4-3+D+16X100,4-0 |+1)+14X100/4-4 I-fl)+14X100/4-6l+i)=5252[0026]S[3，4]=16X 100/ ( I 3-3I +1)+1/X100/3-2 I —-1)+1/X100(|3-4+D+16X100,3-0 |+1)+14X100/3-4 I-H)+14X100/3-6+1)=4750[0027]S[0，1]=16X 100/ (I 0-0I +1)+ 17 X 100/o-2 I —-1)+ 17X100(|0-4+D+16X100,0-3 |+1)+14X100/0-41-fl)+14X100/0-6l+i)=3386[0028]S[4，3]=14 X 100/ ( I 4-4I +1)+ 17 X 100/4-2 I —-1)+ 17X100(|4-4+D+16X100,4-3 I+1)+16 X 100/4-0 I-fl)+14X100/4-6l+i)=5252[0029]S[6，2]=14 X 100/ ( I 6-6I +1)+ 17 X 100/6-2 I —-1)+ 17X100(|6-4+D+16X100,6-3 I+1)+16 X 100/6-41-H)+14X100/6-4+1)=3400 在本實施例中，為了方便計算，角度離散值差值直接由該矩陣元素的對應(yīng)于角度 離散值的下標的差值所代替，并以下標差值的絕對值加N的倒數(shù)乘以M作為權(quán)重值(在本 實施例中，N= 1，M= 100)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以設(shè)計出其他的加權(quán)求和的權(quán)重值，只要該權(quán)重值隨著每一初選矩陣元素與其他矩陣元素的角度離散值差值的絕對值增大 而變小。在加權(quán)求和單元對上述初選矩陣元素的累加值進行上述加權(quán)求和后，參數(shù)選擇單 元選擇加權(quán)求和值最大的初選矩陣元素所對應(yīng)的角度離散值作為條碼層分界線的方向參 數(shù)。例如，在本實施例中，參數(shù)選擇單元選擇加權(quán)求和值為5252的初選矩陣元素A[4，6]和 A[4，3]所對應(yīng)的角度離散值θ 4作為本實用新型中的條碼層分界線的方向參數(shù)。通過上述裝置，通過對多個條碼層分界線上的分界點進行Hough變換來確定條碼 層分界線的方向，可提高條碼層分界線方向確定的準確性。在上述實施例中，僅對本實用新型進行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱 讀本專利申請后可以在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下對本實用新型進行各種 修改。
權(quán)利要求1. 一種基于Hough變換的條碼層分界線方向確定裝置，其特征在于，所述條碼層分界 線方向確定裝置包括掃描區(qū)域與坐標原點確定單元；離散化單元，與所述掃描區(qū)域與坐標原點確定單元連接；Hough變換單元，與所述離散化單元連接；統(tǒng)計單元，與所述Hough變換單元連接；初選單元，與所述統(tǒng)計單元連接；加權(quán)求和單元，與所述初選單元連接；參數(shù)選擇單元，與所述加權(quán)求和單元連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于Hough變換的條碼層分界線方向確定裝置，包括掃描區(qū)域與坐標原點確定單元；離散化單元，與掃描區(qū)域與坐標原點確定單元連接；Hough變換單元，與離散化單元連接；統(tǒng)計單元，與Hough變換單元連接；初選單元，與統(tǒng)計單元連接；加權(quán)求和單元，與初選單元連接；參數(shù)選擇單元，與加權(quán)求和單元連接。通過上述裝置，通過對多個條碼層分界線上的分界點進行Hough變換來確定條碼層分界線的方向，可提高條碼層分界線方向確定的準確性。
文檔編號G06K7/10GK201927055SQ20102021314
公開日2011年8月10日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者王賢福, 蔡強, 陳文傳, 陳海涵 申請人:福建新大陸電腦股份有限公司