包含商标信息的二进制定位码生成方法、系统及设备

专利名称：包含商标信息的二进制定位码生成方法、系统及设备

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410411222.6

专利申请（专利权）人：北京睛采智能科技有限公司
权利人地址：北京市丰台区南四环西路188号十六区19号楼9层101内1573号

专利发明（设计）人：张引,陈旭,邢硕,徐薛楠,李尧

专利摘要：本发明属于图像处理领域，具体涉及了一种包含商标信息的二进制定位码生成方法、系统及设备，旨在解决现有的基准标记生成方法无法兼顾机器识别和人眼识别的便捷性的问题。本发明包括：基于商标二值图像，划分多个字符尺寸的图案方格；填充前景颜色和背景颜色；若填充颜色图像出现中心旋转对称情况，根据商标二值图像的图案方格中的黑色像素数，将填充颜色图像中的图案方格的颜色进行反转；再进行二进制编码，进而生成包含商标信息的二进制定位码。本发明生成的二进制定位码，不仅相机可以快速捕获和识别，通过人眼也能够直观地进行分辨，提高了泛用性。

主权利要求：
1.一种包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S10，基于商标二值图像，划分多个字符尺寸的图案方格；
步骤S20，根据图案方格内黑色像素数和白色像素数，为图案方格填充前景颜色或背景颜色，获得填充颜色图像；
步骤S30，若所述填充颜色图像中存在中心旋转对称情况，以对应的商标二值图像每个图案方格内的黑色像素数占比的偏离值由小到大的顺序依次反转图案方格的前景颜色和背景颜色，获得非中心旋转对称图像；
步骤S40，基于非中心旋转对称图像进行二进制编码；
步骤S50，将二进制编码后的非中心旋转对称图像作为包含商标信息的二进制定位码。
2.根据权利要求1所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，所述步骤S20，具体包括：统计每个商标二值图像中的图案方格内的黑色像素数占比；
若当前图案方格内的黑色像素数占比高于设定的阈值th，则为当前图案方格填充前景颜色；若当前图案方格内的黑色像素数占比低于设定的阈值th，则为当前图案方格填充背景颜色；
若当前图案方格内的黑色像素数占比等于设定的阈值th，则搜索当前图案方格的8邻域图案方格，若所述8邻域方格中存在填充了前景颜色的图案方格，则为当前图案方格填充前景颜色；若所述8邻域方格中不存在填充了前景颜色的图案方格，则为当前图案方格填充背景颜色；
获得填充颜色图像。
3.根据权利要求2所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，若当前图案方格内的黑色像素数占比等于设定的阈值th，处理方法还包括：对当前图案方格进行前景颜色或背景颜色的随机填充。
4.根据权利要求2所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，所述中心旋转对称情况，其判断方法为：将填充颜色图像中除外框部分的图案方格进行二值编码，若当前图案方格填充了前景颜色则赋值为1，若当前图案方格填充了背景颜色则赋值为0；依照设定顺序进行转换获得当前二进制编码序列，记为第一序列；
将填充颜色图像中除外框部分的图案方格分别进行逆时针旋转90°、180°和270°，获取第二序列、第三序列和第四序列；
若第一序列、第二序列、第三序列和第四序列中存在任意两个序列相同，则认为存在中心旋转对称情况。
5.根据权利要求4所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，所述非中心旋转对称图像，其获得方法具体为：计算当前图案方格内对应商标二值图像的黑色像素数占比与设定的阈值th的差值的第一绝对值；
将所述第一绝对值由小到大进行排序获得第一排序表；
根据第一排序表将填充颜色图像的图案方格逐个进行前景颜色与背景颜色的反转，直至不出现中心旋转对称情况，获得转换后的填充颜色图像。
6.根据权利要求5所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，所述方法还包括检验生成的包含商标信息的二进制定位码是否合格的步骤，具体为：步骤A1，将多个原始商标图案，通过如步骤S10至步骤S50的方法生成k个包含商标信息的二进制定位码；
步骤A2，计算不同的包含商标信息的二进制定位码的二进制序列汉明距离，若第i个二进制序列与第j个二进制序列之间的汉明距离小于设定的汉明距离阈值d，则判定生成的包含商标信息的二进制定位码不合格，否则为合格。
7.根据权利要求6所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，在判定生成的包含商标信息的二进制定位码不合格之后，还包括纠错的步骤，具体为：步骤A3，将第i个包含商标信息的二进制定位码和第j个包含商标信息的二进制定位码中划分为多个图案方格，并计算每个图案方格对应的商标二值图像的黑色像素数占比与设定的阈值th的差值的第二绝对值；
步骤A4，将所述第二绝对值由小到大进行排序，分别获得第二排序表SortTable(i)和第三排序表SortTable(j)；
步骤A5，将第二排序表SortTable(i)和第三排序表SortTable(j)进行合并，并重新排序，并依次反转图案方格中的前景颜色与背景颜色，每反转1个图案方格，依次计算第i个码字与第j个码字之间的汉明距离；
步骤A6，若第i个码字与第j个码字之间的汉明距离小于设定的汉明距离阈值d，重复步骤A5直至若第i个码字与第j个码字之间的汉明距离大于或等于设定的汉明距离阈值d，获得纠错的包含商标信息的二进制定位码。
8.根据权利要求1所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法，其特征在于，所述方法还包括对非中心旋转对称图像的反色处理的方法替换步骤S40，具体为：判断基于非中心旋转对称图像中的前景颜色像素数与背景颜色像素数之比；
若所述前景颜色像素数与背景颜色像素数之比大于设定的反色阈值，则对基于非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理，将反色后的图像进行二进制编码获得二进制编码后的非中心旋转对称图像，进入步骤S50。
9.一种包含商标信息的二进制定位码生成系统，其特征在于，所述系统包括：方格划分模块，配置为基于商标二值图像，划分多个字符尺寸的图案方格；
颜色填充模块，配置为根据图案方格内黑色像素数和白色像素数，为图案方格填充前景颜色或背景颜色，获得填充颜色图像；
对称去除模块，配置为若所述填充颜色图像中存在中心旋转对称情况，以对应的商标二值图像每个图案方格内的黑色像素数占比的偏离值由小到大的顺序依次反转图案方格的前景颜色和背景颜色，获得非中心旋转对称图像；
二进制编码模块，配置为基于非中心旋转对称图像进行二进制编码；
二进制定位码生成模块，配置为将二进制编码后的非中心旋转对称图像作为包含商标信息的二进制定位码。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求1‑8任一项所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求1‑8任一项所述的包含商标信息的二进制定位码生成方法。 说明书 : 包含商标信息的二进制定位码生成方法、系统及设备技术领域[0001] 本发明属于图像处理领域，具体涉及了一种包含商标信息的二进制定位码生成方法、系统及设备。背景技术[0002] 基于视觉的基准标记（visualfiducialtags）在自然场景中的目标跟踪、相机和多传感器标定任务以及SLAM等问题中非常有用。因为计算机视觉任务中经常需要建立真实环境和图像投影之间的对应关系，这通常比较困难，而使用人工标记物则可以简化这个过程。基准标记就是为自动检测而设计的人工视觉特征。[0003] 日常生活中使用的二维码（QR码）也是同样原理，不过设计目标不同。二维码的图案复杂度较高，需要包含大量的信息，这会使得二维码在分辨率低或光线不足等情况下更难以识别。而定位码则图案相对简单，编码信息相对较少，因此其图案识别度更高，即使在分辨率很低、光线不均匀、各种角度旋转或背景杂乱时也能自动检测和定位。[0004] 现有技术中的基准标记一般是基于二进制的方形标记，包括黑色边框和内部二进制矩阵组成的合成标记。检测边框的四个角可以获得相机姿态，而内部的二进制编码增强了健壮性。此类标记有ARTag,ArUco和AprilTag等。不过，由于二进制编码对机器友好，对人则不友好，看起来不能理解，而且不够美观。[0005] 另外一种人工标识系统ARToolKit使用带有内部图案的黑色边框，甚至可以支持自然图片，广泛应用在增强现实领域。不过，要求使用特征比较明显的图案或图像，否则不易识别。发明内容[0006] 为了解决现有技术中的上述问题，即现有的基准标记生成方法无法兼顾机器识别和人眼识别的便捷性的问题，本发明提供了一种包含商标信息的二进制定位码生成方法，所述方法包括：[0007] 步骤S10，基于商标二值图像，划分多个字符尺寸的图案方格；[0008] 步骤S20，根据图案方格内黑色像素数和白色像素数，为图案方格填充前景颜色或背景颜色，获得填充颜色图像；[0009] 步骤S30，若所述填充颜色图像中存在中心旋转对称情况，以对应的商标二值图像每个图案方格内的黑色像素数占比的偏离值由小到大的顺序依次反转图案方格的前景颜色和背景颜色，获得非中心旋转对称图像；[0010] 步骤S40，基于非中心旋转对称图像进行二进制编码；[0011] 步骤S50，将二进制编码后的非中心旋转对称图像作为包含商标信息的二进制定位码。[0012] 统计每个商标二值图像中的图案方格内的黑色像素数占比；[0013] 若当前图案方格内的黑色像素数占比高于设定的阈值th，则为当前图案方格填充前景颜色；若当前图案方格内的黑色像素数占比低于设定的阈值th，则为当前图案方格填充背景颜色；[0014] 若当前图案方格内的黑色像素数占比等于设定的阈值th，则搜索当前图案方格的8邻域图案方格，若所述8邻域方格中存在填充了前景颜色的图案方格，则为当前图案方格填充前景颜色；若所述8邻域方格中不存在填充了前景颜色的图案方格，则为当前图案方格填充背景颜色；[0015] 获得填充颜色图像。[0016] 进一步的，若当前图案方格内的黑色像素数占比等于设定的阈值th，处理方法还包括：[0017] 对当前图案方格进行前景颜色或背景颜色的随机填充。[0018] 进一步的，所述中心旋转对称情况，其判断方法为：[0019] 将填充颜色图像中除外框部分的图案方格进行二值编码，若当前图案方格填充了前景颜色则赋值为1，若当前图案方格填充了背景颜色则赋值为0；依照设定顺序进行转换获得当前二进制编码序列，记为第一序列；[0020] 将填充颜色图像中除外框部分的图案方格分别进行逆时针旋转90°、180°和270°，获取第二序列、第三序列和第四序列；[0021] 若第一序列、第二序列、第三序列和第四序列中存在任意两个序列相同，则认为存在中心旋转对称情况。[0022] 进一步的，所述非中心旋转对称图像，其获得方法具体为：[0023] 计算当前图案方格内对应商标二值图像的黑色像素数占比与设定的阈值th的差值的第一绝对值；[0024] 将所述第一绝对值由小到大进行排序获得第一排序表；[0025] 根据排序表将填充颜色图像的图案方格逐个进行前景颜色与背景颜色的反转，直至不出现中心旋转对称情况，获得转换后的填充颜色图像。[0026] 进一步的，所述方法还包括检验生成的包含商标信息的二进制定位码是否合格的步骤，具体为：[0027] 步骤A1，将多个原始商标图案，通过如步骤S10至步骤S50的方法生成k个包含商标信息的二进制定位码；[0028] 步骤A2，计算不同的包含商标信息的二进制定位码的二进制序列汉明距离，若第i个二进制序列与第j个二进制序列之间的汉明距离小于设定的汉明距离阈值d，则判定生成的包含商标信息的二进制定位码不合格，否则为合格。[0029] 进一步的，在判定生成的包含商标信息的二进制定位码不合格之后，还包括纠错的步骤，具体为：[0030] 步骤A3，将第i个包含商标信息的二进制定位码和第j个包含商标信息的二进制定位码中划分为多个图案方格，并计算每个图案方格对应的商标二值图像的黑色像素数占比与设定的阈值th的差值的第二绝对值；[0031] 步骤A4，将所述第二绝对值由小到大进行排序，分别获得第二排序表SortTable(i)和第三排序表SortTable(j)；[0032] 步骤A5，将第二排序表SortTable(i)和第三排序表SortTable(j)进行合并，并重新排序，并依次反转图案方格中的前景颜色与背景颜色，每反转1个图案方格，依次计算第i个码字与第j个码字之间的汉明距离；[0033] 步骤A6，若第i个码字与第j个码字之间的汉明距离小于设定的汉明距离阈值d，重复步骤A5直至若第i个码字与第j个码字之间的汉明距离大于或等于设定的汉明距离阈值d，获得纠错的包含商标信息的二进制定位码。[0034] 进一步的，所述方法还包括基于非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理的方法，具体为：[0035] 判断基于非中心旋转对称图像中的前景颜色像素数与背景颜色像素数之比；[0036] 若所述前景颜色像素数与背景颜色像素数之比大于设定的反色阈值，则对基于非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理，将反色后的图像进行二进制编码获得二进制编码后的非中心旋转对称图像，进入步骤S50。[0037] 本发明的另一方面，提出了一种包含商标信息的二进制定位码生成系统，所述系统包括：[0038] 方格划分模块，配置为基于商标二值图像，划分多个字符尺寸的图案方格；[0039] 颜色填充模块，配置为根据图案方格内黑色像素数和白色像素数，为图案方格填充前景颜色或背景颜色，获得填充颜色图像；[0040] 对称去除模块，配置为若所述填充颜色图像中存在中心旋转对称情况，以对应的商标二值图像每个图案方格内的黑色像素数占比的偏离值由小到大的顺序依次反转图案方格的前景颜色和背景颜色，获得非中心旋转对称图像；[0041] 二进制编码模块，配置为基于非中心旋转对称图像进行二进制编码；[0042] 二进制定位码生成模块，配置为将二进制编码后的非中心旋转对称图像作为包含商标信息的二进制定位码。[0043] 本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：[0044] 至少一个处理器；以及[0045] 与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，[0046] 所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的包含商标信息的二进制定位码生成方法。[0047] 本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的包含商标信息的二进制定位码生成方法。[0048] 本发明的有益效果：[0049] （1）本发明生成的二进制定位码，不仅相机可以快速捕获和识别，通过人眼也能够直观地进行分辨，提高了生成的二进制定位码的泛用性，并且由于人眼可进行识别，对于商标的推广提供了便利。同时实现了通过商标即可实现视觉定位，提高了便捷性。[0050] （2）本发明将便于人理解的图案转化为轮廓近似的二进制图案，不仅具有二进制标记易于识别检测鲁棒的优点，同时内部图案更加美观，且可以根据商标或者文字生成，在提供视觉定位作用的同时还能起到宣传的效果。[0051] （3）本发明通过根据人眼识别的倾向性对生成的包含商标信息的二进制定位码进行前景颜色和背景颜色的设置，避免了由于原始商标设计的显示效果直接转化获得的二进制标记人眼可识别度不佳和辨识困难的问题。附图说明[0052] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：[0053] 图1是本发明实施例中包含商标信息的二进制定位码生成方法的流程示意图。具体实施方式[0054] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。[0055] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。[0056] 为了更清晰地对本发明包含商标信息的二进制定位码生成方法进行说明，下面结合图1对本发明实施例中各步骤展开详述。[0057] 本发明第一实施例的包含商标信息的二进制定位码生成方法，包括步骤S10‑步骤S50，各步骤详细描述如下：[0058] 在进行二进制定位码生成时，先设置字符尺寸、前景颜色和背景颜色；如将字符尺寸设置为n×n，选用黑色作为前景颜色和白色作为背景颜色，或黑白互换或别的颜色；[0059] 本实施例选用ArUco码作为待生成的图案，即原始商标图案；[0060] ArUco码广泛应用在机器人导航、增强现实和姿态估计等众多应用领域，ArUco码为正方形，边框黑色，用于快速检测和定位图像；边框内部为二进制矩阵。通过图像处理和分析，二进制矩阵可以转化成二进制编码，得到ArUco码的ID信息；ArUco标记的编码方式可以根据需要进行修改和扩展，以适应不同的应用场景。通过一定的编码方式重新设计ArUco码，将商标图案与ArUco码相结合，不只是相机可以捕获码的不同ID，人眼也可以直观的分辨识别，对于标注商标的产品有很好的推广作用；同时对重新生成的ArUco码进行排列，代替普通的棋盘格标定板，生成结合商标信息的标定板，进行相机校准和标定，通过商标即可实现视觉定位，更加快捷方便。[0061] 将原始商标图案进行缩放、拆分、像素删除和/或像素填充，获得标准化商标图像；[0062] ArUco码的字典是标记的集合，每个字典是由不同数目的标记组成的。同一个字典内部，ArUco码的大小是相同的。ArUco码的大小（不包括黑色外框）可以为n×n，n=4、5等，其中每小格大小为单位边长，ArUco码黑色外框必须为单位边长的整数倍。首先选择合适的n，n越大，码表越大，可识别的不同图案就越多，且生成的二进制图案越接近原图案，但占用空间也越大。同时选择颜色，一般为黑白色块。也可以选用有强烈对比度的两种颜色，用来区分前景与背景，背景颜色需要与ArUco码外框一致，同时和周围环境有所区分。[0063] 本实施例选用LOGO作为原始商标图案。[0064] 通常原始商标图案为长w个像素*高h个像素的图像。如果图像长度和高度不等，则需要进行缩放、拆分、删除像素或填补像素的方式得到正方形图像。[0065] 也可根据原始商标图案的构成，拆分为多个字母或字元分别通过本实施例所述的方法进行二进制码的生成。[0066] 基于所述标准化商标图案，进行二值化处理获得商标二值图像；商标二值图像为黑白图像；[0067] 步骤S10，基于商标二值图像，划分多个字符尺寸的图案方格；将商标二值图像划分为n×n的图案方格，n可以根据需要设定；[0068] 步骤S20，根据图案方格内黑色像素数和白色像素数，为图案方格填充前景颜色或背景颜色，获得填充颜色图像；本步骤含义为对属于前景部分的图案方格填充前景颜色，对属于背景部分的图案方格填充背景颜色，获得填充颜色图像；[0069] 在本实施例中，所述步骤S20，具体包括：[0070] 统计每个商标二值图像中的图案方格内的黑色像素数占比；[0071] 若当前图案方格内的黑色像素数占比高于设定的阈值th，则为当前图案方格填充前景颜色；若当前图案方格内的黑色像素数占比低于设定的阈值th，则为当前图案方格填充背景颜色；[0072] 若当前图案方格内的黑色像素数占比等于设定的阈值th，则搜索当前图案方格的8邻域图案方格，若所述8邻域方格中存在填充了前景颜色的图案方格，则为当前图案方格填充前景颜色；若所述8邻域方格中不存在填充了前景颜色的图案方格，则为当前图案方格填充背景颜色；[0073] 通常阈值th选取50%，可根据图案中想要表达的精神内涵、图案的内容、图案的颜色或转换的需要进行修改。[0074] 获得填充颜色图像。[0075] 若当前图案方格内的黑色像素数占比等于设定的阈值th，处理方法还包括：[0076] 对当前图案方格进行前景颜色或背景颜色的随机填充。[0077] 步骤S30，若所述填充颜色图像中存在中心旋转对称情况，以对应的商标二值图像每个图案方格内的黑色像素数占比的偏离值由小到大的顺序依次反转图案方格的前景颜色和背景颜色，获得非中心旋转对称图像；[0078] 在本实施例中，所述中心旋转对称情况，其判断方法为：[0079] 将填充颜色图像中除外框部分的图案方格进行二值编码，若当前图案方格填充了前景颜色则赋值为1，若当前图案方格填充了背景颜色则赋值为0；依照设定顺序进行转换获得当前二进制编码序列，记为第一序列；[0080] 将填充颜色图像中除外框部分的图案方格分别进行逆时针旋转90°、180°和270°，获取第二序列、第三序列和第四序列；[0081] 若第一序列、第二序列、第三序列和第四序列中存在任意两个序列相同，则认为存在中心旋转对称情况。[0082] 在本实施例中，字母L在四个旋转方向上对应的二进制编码：[0083] Rotation0:1000010000100001000011111[0084] Rotation1:0000100001000010000111111[0085] Rotation2:1111100001000010000100001[0086] Rotation3:1111110000100001000010000[0087] 字母O在四个旋转方向上对应的二进制编码：[0088] Rotation0:1111110001100011000111110[0089] Rotation1:1111010001100011000111111[0090] Rotation2:0111110001100011000111111[0091] Rotation3:1111110001100011000101111[0092] 字母G在四个旋转方向上对应的二进制编码：[0093] Rotation0:1111110000101111000111111[0094] Rotation1:1011110101101011000111111[0095] Rotation2:1111110001111010000111111[0096] Rotation3:1111110001101011010111101[0097] 在本实施例中，所述非中心旋转对称图像，其获得方法具体为：[0098] 计算当前图案方格内对应商标二值图像的黑色像素数占比与设定的阈值th的差值的第一绝对值；黑色像素数占比与设定的阈值th的差值即为偏离值；[0099] 将所述第一绝对值由小到大进行排序获得第一排序表；[0100] 根据排序表将填充颜色图像的图案方格逐个进行前景颜色与背景颜色的反转，直至不出现中心旋转对称情况，获得转换后的填充颜色图像。[0101] 该步骤的目的是保证图像发生旋转时识别算法仍具有鲁棒性，保持了生成的包含商标信息的二进制定位码具有指示方向和姿态的功能。[0102] 定位码与普通用于识别信息的二维码不同，普通的二维码通常需要携带大量信息，仅用于储存大量的信息，并不介意是否存在中心旋转对称的情况；而本实施例中要求生成的二进制定位码，不仅需要用于储存大量信息，还需要进行辅助定位，为避免在指示方向和姿态中出现错误因此需要对中心旋转对称的情况进行消除。[0103] 步骤S40，基于非中心旋转对称图像进行二进制编码；在本实施例中，所述方法还包括对非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理的方法，具体为：[0104] 判断基于非中心旋转对称图像中的前景颜色像素数与背景颜色像素数之比；[0105] 若所述前景颜色像素数与背景颜色像素数之比大于设定的反色阈值，则对基于非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理，将反色后的图像进行二进制编码获得二进制编码后的非中心旋转对称图像，进入步骤S50。[0106] 将非中心旋转对称图像反色处理的方法，实质是针对人眼对图像进行识别时，会具有将像素较多的部分视为背景，而对像素较少的部分视为包含信息的“内容”，如白纸黑字或者黑板上的白粉笔字，因此本实施例提供了根据像素数的占比，确定前景颜色和背景颜色选择的步骤。[0107] 同样出于对人眼识别的倾向性的考虑，本发明提供一种基于图像中心连贯性对生成的包含商标进行反色的步骤，具体为：[0108] 设置预设尺寸的连贯性判别窗；[0109] 所述连贯性判别窗可以为同一直线上连续的2个或多个像素、4个像素组成的方格或中间留空的厚度为1的像素边框（包括方形、矩形或类圆形）；[0110] 将所述连贯性判别窗遍历整个非中心旋转对称图像；遍历时不改变连贯性判别窗的朝向；[0111] 连贯性判别窗每移动一次位置判断一次连贯性判别窗内的像素是否为同一颜色，若为同一颜色则将当前连贯性判别窗所在区域的坐标标记该同一颜色，否则不标记颜色，生成连贯性判别图；[0112] 基于连贯性判别图，为每个像素以图像中心至边缘由大到小设置连贯性判别权重；连贯性判别图中的每个像素的基数设置为1，计算所有像素基数与连贯性判别权重的乘积，分别得到中心连贯性系数；[0113] 若前景颜色中心连贯性系数与背景颜色中心连贯性系数的比值低于设定的连贯性反色阈值，则将整个非中心旋转对称图像进行反色处理，进入步骤S50。[0114] 增加基于图像中心连贯性对生成的商标进行反色的步骤实质在于考虑到人眼识别内容时，倾向于认为具有连贯性的内容更容易储存信息，并且在图像中心存在较多连续的内容更可能是需要识别的对象，如书法汉字、部分信息被挖空的商标等，本方案通过对连贯性进行判别，并为更靠近图像中心的连贯的像素进行加权和判断，使得最终生成的包含商标信息的二进制定位码最符合人眼识别的倾向，同时便于机器识别。[0115] 本实施例中还包括对生成的商标二值图像的原始商标图像的类型进行识别并选择是否进行基于图像中心连贯性对生成的包含商标进行反色的步骤，或根据像素数对非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理的方法；如判断原始商标图像为字符组合，则选用根据像素数对非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理的方法；如判断原始商标图像为艺术图案，则采用基于图像中心连贯性对生成的包含商标进行反色的步骤。[0116] 本实施例中还包括根据图像的平均宽度、目标数量和平滑度判定是否进行反色的步骤。还包括通过对原始商标图像进行语义识别，将识别出语义更多的部分对应的图案方格附上前景颜色的步骤。[0117] 步骤S50，将所述非中心旋转对称图像作为包含商标信息的二进制定位码。[0118] 相较于生成二维码的现有技术，本实施例生成的二进制定位码相当于更换了个码表，即使在复杂光线的影响下，仍然能保持稳定的检测率，而不会像二维码一样改变颜色即无法识别。且本实施例生成的二进制定位码相当于把肉眼识别的图案修改为符合码表格式的图案，不会受限于原图案；而现有技术中生成二维码时为了能够让肉眼识别，通常进行改变二维码的部分像素，会受到原图像像素的制约，如原来的像素比较稀疏时，改变颜色也会比较稀疏，有可能会影响识别率。[0119] 在本实施例中，可为包含商标信息的二进制定位码添加识别外框，以便进行机器识别时确定该包含商标信息的二进制定位码的待识别区域，提高机器识别的精确性。可以将添加了识别外框的包含商标信息的二进制定位码用于生成组合的商标。[0120] 在本实施例中，所述方法还包括检验生成的包含商标信息的二进制定位码是否合格的步骤，具体为：[0121] 步骤A1，将多个原始商标图案，通过如步骤S10至步骤S50的方法生成k个包含商标信息的二进制定位码；[0122] 步骤A2，检查不同的包含商标信息的二进制定位码码字的汉明距离，若第i个码字与第j个码字之间的汉明距离小于设定的汉明距离阈值d，则判定生成的包含商标信息的二进制定位码不合格，否则为合格。[0123] 在本实施例中，在判定生成的包含商标信息的二进制定位码不合格之后，还包括纠错的步骤，具体为：[0124] 步骤A3，将第i个码字和第j个码字中划分为多个图案方格，并计算每个图案方格对应的商标二值图像的黑色像素数占比与设定的阈值th的差值的第二绝对值；[0125] 步骤A4，将所述第二绝对值由小到大进行排序，分别获得第二排序表SortTable(i)和第三排序表SortTable(j)；[0126] 步骤A5，将第二排序表SortTable(i)和第三排序表SortTable(j)进行合并，并重新排序，并依次反转图案方格中的前景颜色与背景颜色，每反转1个图案方格，依次计算第i个码字与第j个码字之间的汉明距离；[0127] 步骤A6，若第i个码字与第j个码字之间的汉明距离小于设定的汉明距离阈值d，重复步骤A5直至若第i个码字与第j个码字之间的汉明距离大于或等于设定的汉明距离阈值d，获得纠错的码字；[0128] 步骤A7，基于所述纠错的码字，填充到二进制定位码的外框部分，生成包含商标信息的二进制定位码。[0129] 重新生成不同商标的ArUco码及其二进制编码，并加入到识别算法库的码表字典里。[0130] 识别时，只需要使用自定义的码表字典，按照常规的ArUco算法逻辑，则可以识别出自定义的包含商标信息的ArUco码。本专利对商标中包含的字母大小写不进行限制，同时不限制图案表现形式，例如数字、字符和绘制图案等均可，易于应用和扩展。[0131] 本实施例中，以LOGO为例，生成4个5×5（不包含外框）大小的包含商标信息的二进制定位码；[0132] 同样的，将商标信息分割成不同图案，重复生成步骤，可生成多个包含不同商标信息的二进制定位码，将这些码排列成棋盘格形式，外框角点可以相邻，但外框边缘不可重叠或相邻，在需要进行相机标定的场合，代替普通的棋盘格标定板，生成结合商标信息的标定板，进行相机校准和标定，进而实现视觉定位。[0133] 本发明给出一种具有视觉定位作用的商标生成和识别方法，可以将包含商标信息的图案生成视觉定位码，比如自定义ArUco码，不仅供计算机视觉算法进行空间定位，而且同时起到商标的宣传和推广作用。其兼具美观、良好的可读性、算法易识别和检测鲁棒性。通过迭代的修正算法可以使得标记码识别位姿，并具备一定的纠错能力。根据应用场景可以生成结合商标信息的标定板，便于相机校准和标定。[0134] 上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。[0135] 本发明第二实施例的包含商标信息的二进制定位码生成系统，所述系统包括：[0136] 方格划分模块，配置为基于商标二值图像，划分多个字符尺寸的图案方格；[0137] 颜色填充模块，配置为根据图案方格内黑色像素数和白色像素数，为图案方格填充前景颜色或背景颜色，获得填充颜色图像；[0138] 对称去除模块，配置为若所述填充颜色图像中存在中心旋转对称情况，以对应的商标二值图像每个图案方格内的黑色像素数占比的偏离值由小到大的顺序依次反转图案方格的前景颜色和背景颜色，获得非中心旋转对称图像；[0139] 反色生成模块，配置为对基于非中心旋转对称图像进行前景颜色和背景颜色的反色处理，将反色后的图像进行二进制编码，获得二进制编码后的非中心旋转对称图像；[0140] 二进制定位码生成模块，配置为将二进制编码后的非中心旋转对称图像作为包含商标信息的二进制定位码。[0141] 所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0142] 需要说明的是，上述实施例提供的包含商标信息的二进制定位码生成系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。[0143] 本发明第三实施例的一种电子设备，包括：[0144] 至少一个处理器；以及[0145] 与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，[0146] 所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的包含商标信息的二进制定位码生成方法。[0147] 本发明第四实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的包含商标信息的二进制定位码生成方法。[0148] 所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0149] 本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD‑ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。[0150] 术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。[0151] 术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。[0152] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

专利地区：北京

专利申请日期：2024-04-08

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN118037884B