有时，当我们尝试使用高质量智能手机摄像头扫描二维码时，过程可能会失败。这通常是由于二维码的图像质量较低或打印在不平坦的表面上。这些表面可能包括快递包裹的包装或不平坦或具有不规则图案的食品托盘。巴塞罗那大学和加泰罗尼亚开放大学的一个团队现在开发了一种方法，使在这些复杂的物理环境中识别二维码变得更容易。
有时，当我们尝试使用高质量智能手机摄像头扫描二维码时，过程可能会失败。这通常是由于二维码的图像质量较低或打印在不平坦的表面上。这些表面可能包括快递包裹的包装或不平坦或具有不规则图案的食品托盘。巴塞罗那大学和加泰罗尼亚开放大学的一个团队现在开发了一种方法，使在这些复杂的物理环境中识别二维码变得更容易。
这种新方法并不完全依赖于表面的形状，可以用于在瓶子和食品托盘等曲面上找到的二维码。这是第一种将通用策略与二维条形码结合的技术方法，以简化数字数据的识别。
这项研究发表在《模式识别快报》上，由巴塞罗那大学物理学院和电子与生物医学工程系的伊斯梅尔·贝尼托教授领导，联合加泰罗尼亚开放大学的计算机科学、多媒体和电信系。合著者包括来自物理学院和巴塞罗那大学纳米科学与纳米技术研究所（IN2UB）的克里斯蒂安·法布雷加和胡安·丹尼尔·普拉德斯，以及来自巴塞罗那大学数学与计算机科学学院的专家汉娜·利扎扎布鲁-阿吉拉尔和大卫·马丁内斯·卡尔佩纳。所有参与的作者均参与了ColorSensing, SL的各方面工作，该公司是巴塞罗那大学的一个衍生企业，专注于智能标签解决方案。
是什么让一些二维码难以扫描？
二维码是传统条形码的高级版本，旨在以由黑白像素组成的二维格式保存数据。它们提供了快速访问重要信息的途径，节省了时间，减少了纸张使用，显著改变了我们数字获取信息的方式。
然而，在准确扫描条形码时可能会遇到挑战。根据来自巴塞罗那大学电子与生物医学工程系的贝尼托教授的说法，这种情况往往发生是由于几个因素：“首先，图像质量可能欠缺。如今，许多人有不错的数码相机，但它们并不总能正确捕捉二维码。其次，二维码的打印质量和使用的颜色可能并不总是提供足够的对比度。最后，如果二维码打印的表面不够平坦且与扫描平面不平行，就会增加读取过程的复杂性。”
“例如，这些问题在尝试用移动应用扫描Bicing二维码时会出现：表面是圆柱形的，使得从某些距离捕捉二维码变得困难——太近（5-10厘米）显示失真，太远（1米）使得二维码太小。清晰捕捉的最佳距离在30-50厘米之间，此时表面失真减少，图像质量足够，”贝尼托解释道。
利用二维码特性的算法
这项研究是伊斯梅尔·贝尼托在巴塞罗那大学的博士研究的一部分，提出了一种新颖的算法，利用二维码的内部模式重构其所在的表面。
使用称为样条的数学函数来恢复表面纹理，这些函数提供局部调整以遍历表面地形。贝尼托提到：“这些函数适应表面的轮廓，并在地质学和照片编辑中有应用，用于修正或创造表面变形。”
在增强二维码识别过程方面，依然存在许多技术障碍。对于使用用户扫描仪的商业应用，关键挑战是实现一致和准确的读取。“我们还专注于保护代码，防止使用虚假网址捕获敏感数据的操纵技术。在工业环境中，扫描是在受控条件下进行的，主要目标是加快捕捉过程，”他解释道。
ColorSensing于2020年在巴塞罗那大学由胡安·丹尼尔·普拉德斯教授和现任首席执行官玛丽亚·尤金妮亚·马丁创立，该公司因开发旨在最小化食品浪费的智能标签而获得2023年大都市商业创新奖。该公司还于2022年获得巴塞罗那大学的塞尼恩·维拉罗奖，成为最佳创新公司，并在2022年可持续发展奖的智能和活跃包装类别中获奖。此外，他们在美国和欧洲拥有专利，该专利由伊斯梅尔·贝尼托（巴塞罗那大学和加泰罗尼亚开放大学）、奥尔加·卡萨尔斯（巴塞罗那大学）、克里斯蒂安·法布雷加（巴塞罗那大学）、胡安·丹尼尔·普拉德斯（巴塞罗那大学和布伦斯维克工业大学）以及安德烈亚斯·瓦格（布伦斯维克工业大学）共同推广。
