Halcon之二维码

1，简介。

        Halcon提供读取二维码格式类型为PDF417，数据矩阵ECC200、QR码，MicroQR码以及Aztec码。与条形码相似，均是对字符和数字进行编码，这些符号由暗条和亮条或成为模块的点组成。条形码使用黑色条和空格作为模块，由于单个暗条和亮条沿其高度具有恒定的宽度，因此可以沿符号的宽度在单个扫描线中读取条形码。与条形码相反，对于二维码符号，改变沿两个方向发生。因此相同的信息可以被编码到更小的符号中。符号的大小，由两个方向上的模块数量确定，以及编码信息的长度或者所读取信息所需要的纠错级别。后者需要可以完全解码的符号，即使符号具有小缺陷，比如，二维码中一些模块不可见模糊等。常见的两种不同类型的二维码为堆叠码与矩形码。

        在堆叠码中，Halcon支持PDF417，其符号由几个条形码组成，这些条形码按照行和列进行排列，每一个条形码对单个“码字”进行编码。根据符号类型的名称，每个码字由四个暗条和四个光条（空格）构成的17个模块组合而成。它总是从黑暗开始，以光条结束。PDF417符号的行数和列数在3到90行、1到30列的范围内变化。开始和停止模式框定左右边框上的符号。码字的第一和最后列被称为左和右行指示符。在符号边界周围，放置均匀帧，这称为静区。对于小符号，存在PDF417的变体，其中没有右行指示符，停止模式减少为一个模块宽的条。它被称为紧凑或截断PDF417。

        矩阵码使用的式图形模式，它主要由三部分组成：前景模块、背景模块和取景器。取景器用于查找符号在图像中的取向。Halcon支持的矩阵码为ECC200、QR、MicroQR、Aztec，如下图所示

        对于矩阵码其前景和背景模块通常是正方形或矩形，但也出现圆形前景模块。模块按照行和列排序，行和列的数量定义符号的大小，对于QR码可以直接连接到其版本号，版本号越高，符号越大。ECC200的取景器为L型，以及在对应的边界上由暗和亮模块交替组成。QR码的取景器由三个“正方形”组成，称为“位置检测图形”。较小的MicroQR码只有1个取景器图形 ，也是正方形位于这个“位置检测图形”位于符号的左上角。Aztec码的取景器元素有嵌套在位于代码中间的方块组成。

        尽管堆叠码也可以通过条形码读取器逐行读取，但是矩阵码只能通过检测图像来解码，即需要通过相机获取图像。每个二维码都可以使用不同格式的符号类型，只有在读取过程分配合适的参数，才能较好的实现对二维码符号内容的查找，解码。

2，参数解析。

2.1参数： 'default_parameters':

‌参数定义‌

        用于配置二维码识别性能模式，默认值为 standard_recognition，需在 create_data_code_2d_model 首位声明。

---

‌参数值‌	‌解码速度‌	‌识别精度‌	‌硬件资源占用‌	‌适用场景‌
standard_recognition	‌极快‌ (≤50ms)	基础容错（破损率≤10%）	CPU < 30%	常规印刷标签、流水线扫码
enhanced_recognition	‌中等‌ (≤120ms)	高精度（破损率≤25%）	CPU 50%-70%	反光金属表面、轻微畸变
maximum_recognition	‌慢‌ (≤300ms)	极限容错（破损率≤40%）	GPU ≥80%	强反光曲面、严重污损标签

* Initialize visual settings
dev_update_off ()
dev_close_window ()
dev_open_window (0, 0, 512, 512, 'black', WindowHandle)
set_display_font (WindowHandle, 14, 'mono', 'true', 'false')
dev_set_color ('green')
dev_set_line_width (3)
Message := 'This program demonstrates how to read 2d data'
Message[1] := 'codes with the following default settings:'
Message[2] := ' \'standard recognition\''
Message[3] := ' \'enhanced recognition\''
Message[4] := ' \'maximum recognition\''
Message[5] := ' '
Message[6] := 'Note that you can choose the desired symbol'
Message[7] := 'types by (un)commenting the corresponding'
Message[8] := 'lines in the code.'
disp_message (WindowHandle, Message, 'window', 12, 12, 'black', 'true')
disp_continue_message (WindowHandle, 'black', 'true')
stop ()
* 
* Step 1: Choose the symbol type
* -------------------------------------------------------
* Choose the symbol types by (un)commenting the corresponding
* lines. Note that you can choose more than one symbol type.
SymbolType := []
SymbolType := [SymbolType,'QR Code']
SymbolType := [SymbolType,'Micro QR Code']
SymbolType := [SymbolType,'PDF417']
SymbolType := [SymbolType,'Aztec Code']
SymbolType := [SymbolType,'Data Matrix ECC 200']
* 
* Loop over all chosen symbol types
* -------------------------------------------------------
* Get images of the chosen symbol types, create the
* corresponding data code model with each default setting,
* read the data codes with each model and display the results
for Index := 0 to |SymbolType| - 1 by 1
    * 
    * Step 2 : Get image names for the current symbol type
    * ----------------------------------------------------
    * Ecc 200
    if (SymbolType[Index] == 'Data Matrix ECC 200')
        list_image_files ('datacode/ecc200', 'default', [], ImageFiles)
        ImageFiles := regexp_select(ImageFiles,'(ecc200_cpu_)|(ecc200_disturbed_0)')
        * QR Code
    elseif (SymbolType[Index] == 'QR Code')
        list_image_files ('datacode/qrcode', 'default', [], ImageFiles)
        ImageFiles := regexp_select(ImageFiles,'qr_workpiece')
        * Micro QR Code
    elseif (SymbolType[Index] == 'Micro QR Code')
        list_image_files ('datacode/micro_qr', 'default', [], ImageFiles)
        ImageFiles := regexp_select(ImageFiles,'micro_qr')
        * PDF417
    elseif (SymbolType[Index] == 'PDF417')
        list_image_files ('datacode/pdf417', 'default', [], ImageFiles)
        ImageFiles := regexp_select(ImageFiles,'(pdf417_hd)|(pdf417_misc)')
        * Aztec
    elseif (SymbolType[Index] == 'Aztec Code')
        list_image_files ('datacode/aztec', 'default', [], ImageFiles)
        ImageFiles := regexp_select(ImageFiles,'aztec')
    endif
    * 
    * Step 3: Create data code models
    * ---------------------------------------------------
    * Create a model of the current symbol type for each
    * default setting standard, enhanced, and maximum.
    create_data_code_2d_model (SymbolType[Index], 'default_parameters', 'standard_recognition', DataCodeHandleStandard)
    create_data_code_2d_model (SymbolType[Index], 'default_parameters', 'enhanced_recognition', DataCodeHandleEnhanced)
    create_data_code_2d_model (SymbolType[Index], 'default_parameters', 'maximum_recognition', DataCodeHandleMaximum)
    set_data_code_2d_param (DataCodeHandleMaximum, 'polarity', 'light_on_dark')
    * 
    * Loop over all images
    * ----------------------------------------------------
    * Search and read the data codes in each image and
    * display the decoded string for each found data code
    NLoops := 20
    for I := 0 to |ImageFiles| - 1 by 1
        read_image (Image, ImageFiles[I])
        dev_resize_window_fit_image (Image, 0, 0, -1, -1)
        dev_display (Image)
        * 
        * Step 4: Read the data codes
        * -------------------------------------------
        * Find and decode the data codes with each
        * data code model and measure the runtime
        * 
        * Standard mode
        find_data_code_2d (Image, SymbolXLDs, DataCodeHandleStandard, [], [], ResultHandles, DecodedDataStrings)
        count_seconds (T1)
        for N := 1 to NLoops by 1
            find_data_code_2d (Image, SymbolXLDs, DataCodeHandleStandard, [], [], ResultHandles, DecodedDataStrings)
        endfor
        count_seconds (T2)
        FoundStandard := |DecodedDataStrings|
        TimeStandard := 1000 * (T2 - T1) / real(NLoops)
        * 
        * Enhanced mode
        find_data_code_2d (Image, SymbolXLDs, DataCodeHandleEnhanced, [], [], ResultHandles, DecodedDataStrings)
        count_seconds (T1)
        for N := 1 to NLoops by 1
            find_data_code_2d (Image, SymbolXLDs, DataCodeHandleEnhanced, [], [], ResultHan