Halcon的二维码解码步骤和解码技巧

一、二维码简介

1 . 类型多样，常见的有QR Code二维码、 Data Matrix二维码等。

2．高密度编码，信息容量大。

3．容错能力强，具有纠错功能：二维码因穿孔、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。

二、图像预处理和二维码增强

对比度太低：scale_image（或使用外部程序scale_image_range），增强图像的对比度。

图像模糊：emphasize锐化图像，使二维码看起来更清晰。

三、解码涉及的主要算子

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

下面用一个完整的例子来演示一下：

 *提高解码率的设置项：
 *、'default_parameters', ''enhanced_recognition''
 *、'polarity', 'dark_on_light'
 *、['module_size_min','module_size_max']
 *、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
 *、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', )
 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', )
 * set_data_code_2d_param(DataCodeHandleQR,'symbol_size_max', )

 count :=
 dev_set_line_width ()
 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:=  to |ImageFiles|- by
     read_image(Image,ImageFiles[i])  

     *挖出条码区域，提高解码率和解码速度
     gen_rectangle1 (Rectangle, , , , )
     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'], [,])

     *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个
 *     find_data_code_2d (Image2, SymbolXLDs, DataCodeHandleQR, [], [], ResultHandles, DecodedDataStrings)
     find_data_code_2d (Image2, SymbolXLDs, DataCodeHandleQR, 'stop_after_result_num', , ResultHandles, DecodedDataStrings)

     tuple_length (DecodedDataStrings, Length)

     *找不到的话，改一下参数再找一遍
     if (Length == )
         set_data_code_2d_param (DataCodeHandleQR, ['module_size_min','module_size_max'], [,])
         find_data_code_2d (Image2, SymbolXLDs, DataCodeHandleQR, [], [], ResultHandles, DecodedDataStrings)
     endif

     tuple_length (DecodedDataStrings, Length)
     if (Length >  )
         count := count +
     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 (, '解码结果：' + DecodedDataStrings, 'image', , , 'black', 'true')
     disp_message (, '解码成功率：' + count + '/' +|ImageFiles| , 'image', , , 'black', 'true')
 *      stop ()
 endfor

函数enhanced_contrast (ImagePart, Image2, 40, 180)的具体实现是：

Mult := 255.0 / (Max - Min)
Add := -Mult * Min
scale_image (Image, Image2, Mult, Add)
return ()

执行结果：

参考资料：

1、halcon例程学习笔记（11） 一维码、二维码识别

2、浅谈Halcon二维码识别技巧