Java使用opencv识别二维码的完整步骤

2024-04-02 19:55

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前言

OpenCV的全称是Open Source Computer Vision Library，它是一个跨平台的计算机视觉库，由英特尔公司发起并参与开发，以BSD许可证授权发行，可以在商业和研究领域中免费使用。OpenCV本身由C++语言开发，但也具有各种其他语言的接口，并支持windows、linux、ios、android等各种操作系统。本文将介绍如何使用OpenCV与Java语言进行二维码识别。

OpenCV的安装

目前OpenCV最新的版本是4.5.2，根据所在平台不同，OpenCV有多种安装方式。可以下载编译好的包，也可以编译安装。这里我们介绍一下如何在Mac系统通过homebrew编译安装支持Java的OpenCV。其他系统的安装方式请自行在搜索相关文章。

1. 通过brew安装ant


brew install ant

2. 修改opencv homebrew fomula。


brew edit opencv

找到 -DBUILD_opencv_java=OFF 这一行，并修改为 -DBUILD_opencv_java=ON 保存

3. 安装openCV


brew install opencv --build-from-source

编译安装完成后，java Jar包和库文件会出现在 /usr/local/homebrew/Cellar/opencv/4.5.2/share/java/opencv4 目录。（M1芯片的mac会出现在/opt/homebrew/Cellar/opencv/4.5.2/share/java/opencv4下）

开发环境配置

在您使用的IDE中，引入上述目录下的opencv-452.jar包。并且在启动命令后加上


-Djava.library.path=/usr/local/homebrew/Cellar/opencv/4.5.2/share/java/opencv4

将java.library.path设置为编译出来的opencv动态链接库的地址

识别二维码

首先加载Opencv对应的library


System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);

OpenCV的二维码识别有两个方案，一个是使用org.opencv.objdetect.QRCodeDetector，另一个是使用微信贡献的二维码识别算法org.opencv.wechat_qrcode.WeChatQRCode。微信的二维码识别类无论在准确度和识别成功率上都大大超过了opencv的QRCodeDetector，并且使用起来也非常简单，所以今天我们主要介绍微信包的二维码识别。

首先我们通过Imgcodecs加载包含二维码的图像文件


var img = Imgcodecs.imread(file.getPath())

然后初始化WeChatQRCode对象并识别二维码

其中，detect.prototxt与detect.caffemodel文件是检测的DNN的模型文件和参数文件，不传这两个文件也可以解析一些二维码，但是最后的返回值无法定位准确的二维码在图像中的坐标，只能显示整个图像的完整大小。sr.prototxt, sr.caffemodel文件是超分辨率图像增强的DNN模型文件和参数文件，可以帮助分析定位大图片中的比较小的二维码。以上四个文件都可以在这里下载：https://github.com/WeChatCV/opencv_3rdparty/

这里最关键的代码是detector.detectAndDecode()，他接收两个参数，第一个参数是图像的Mat对象（彩色或灰度皆可），第二个参数是返回参数，会将定位到的二维码所在范围的坐标放在这个列表里面。列表的长度代表了识别到了几个二维码，每个列表对象是一个4*2*1的矩阵Mat对象，矩阵每一行代表了图片上的一个坐标，第一列是x坐标值，第二列是y坐标值。函数的返回值是一个字符串列表。列表的长度和第二个参数列表相等，里面存放了每个二维码解析后的字符串

有了坐标数组我们就可以很方便的把二维码区域在图像中标记出来，例如：


if (results.size() > 0) {
    System.out.println("识别到的二维码个数为: " + results.size());
    for (var resultStr : results) {
        System.out.println(“识别到的二维码内容为：" + resultStr);
    }


    for (var points : pointsOfRect ) {
        int noOfRows = points.rows();
        int noOfCols = points.cols();
        for (int row = 0; row < noOfRows; row++) {
            Imgproc.line(result, new Point(points.get(row, 0)[0], points.get(row, 1)[0]),
                    new Point(points.get((row + 1) % noOfRows, 0)[0], points.get((row + 1) % noOfRows, 1)[0]),
                    new Scalar(255, 0, 0), 3);
        }
    }
} else {
    System.out.println("未识别到二维码.");
};

结果示例如下：