呈现人脸显著性特征的二维码视觉优化

摘要

快速二维码(quick response code，QR code)最早由日本Denso Wave公司发明并被用于跟踪汽车零件，它具有可靠性高、信息密度大、识别速度快、抗干扰性好、占用空间小等优势。它最初主要应用在产品跟踪、物体识别、文件管理等方面。近些年，随着移动互联网的迅速发展，扫码上网、扫码购物、扫码交友、扫码支付等应用已成为人们日常生活的一部分。但是传统的二维码在生成时没有考虑视觉信息，得到的二维码在人眼看来只是黑白的“噪声”图案。因此，视觉美化的艺术二维码生成方法已经成为研究二维码的热点。
　　目前该领域已有许多相关的工作，这些方法大体可以被分为2类：修改原始图案的色彩和亮度，或者替换二维码原始Module(模块)。修改原始图案色彩和亮度的方法可以产生良好的具有视觉效果的艺术二维码图片，但是受实际扫码环境光线的影响，其解码效率不能保证；替换二维码原始Module的方法其解码性较好，但由于受限于Module黑白色的表现形式，其视觉效果不能令人满意。
　　为了在保证解码率的基础上得到视觉美观的二维码艺术图片，本文在替换Module方法的基础上开展研究，以人脸为研究对象，提出了一种考虑图像内部特征的二维码美化方法:以迭代FDoG算法提取的人脸的显著性特征为导向，配合人脸检测算法，重点优化人脸区域的视觉效果，来寻找原始二维码每一个Module对应的最优替换模式，并使用这些替换模式重新生成二维码图片。本文方法生成的二维码图案仅使用黑白两色，最大限度地降低了扫码环境的光照因素影响，保证了扫码速度和正确率；同时，以显著性特征为导向，可以更有效地呈现原始图案的视觉信息，使二维码整体呈现出更好的整体艺术效果。实验结果表明，在保证扫码速度和准确率的基础上，文中方法产生的二维码具有良好的视觉效果。同时，为了加速二维码生成速度，本文提出了一种针对视频流二维码的优化方法。实验结果显示，该方法可以有效提高视频流二维码的生成速度。

目录

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中文摘要

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目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究综述

1.3 论文组织结构

2 背景知识

2.1 二维码生成

2.2 Adaboost算法

2.3 DoG算子

2.4 本章小结

3 二维码视觉优化方法

3.1 替换模式与模式二维码

3.2 人脸检测算法

3.3 人脸显著性图像提取

3.4 优化方程

3.5 实验结果

3.6 本章小结

4 视频流二维码生成方法

4.1 GIF二维码

4.2 视频流二维码

4.3 二维码视频流生成速度对比

4.4 背景剔除与掩码选择

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

个人简历、在学期间参加的科研项目及发表的论文

致谢