[OpenCV] QR 코드 검출 방법

QR(Quick Response) 코드란

 

QR 코드란 컴퓨터가 만든 흑백 격자무늬 패턴 코드로, 정보를 나타내는 매트릭스 형식의 2차원 코드이다.

 

다른 2차원 코드로 비슷한 바코드가 존재한다.

QR 코드는 숫자, 영문자, 8비트 문자, 한자 등의 정보를 저장할 수 있다.

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QR 코드 검출 방법

 

입력 영상에서 QR 코드를 인식하기 위해서 먼저 QR 코드 세 모서리에 포함된 흑백 정사각형 패턴을 찾아

QR 코드 전체 영역 위치를 알아내야 한다.

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그리고 검출된 QR 코드를 정사각형 형태로 투시 변환한 후 QR 코드 내부에 포함된 흑백 격자 무늬를 해석하여 문자열을 추출해야 한다.

원래 이러한 작업은 매우 복잡하고 정교한 영상 처리를 필요로 하는데, OpenCV 4.0.0 버전부터 QR 코드를 검추랗고 해석하는 기능을 제공한다.

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QR 코드 인식 함수

 

OpenCV에서 QR 코드를 검출하고 해석하는 기능은 QRCodeDetector 클래스에 구현되어 있다.

QRCodeDetector 클래스를 이용하여 영상에서 QR 코드를 검출하거나 해석하려면 먼저 QRCodeDetector 객체를 생성해야 한다.

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QRCode 객체를 생성한 후 QRCodeDetector 클래스 멤버 함수를 이용하여 QR 코드를 검출하거나 문자열을 해석할 수 있다.

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입력 영상에서 QR 코드 영역을 검출하기 위해 QRCodeDetector::detect() 함수를 사용한다.

 

bool QRCodeDetector::detect(InputArray img, OutputArray points) const;

img : 입력 영상으로 CV_8U 또는 CV_8UC3 타입
points : QR 코드를 감싸는 사각형의 네 꼭지점 좌표
반환값 : QR 코드를 검출하면 true, 검출하지 못하면 false 반환

 

QRCodeDetector::detect() 함수는 입력 영상 img에서 QR 코드를 검출하고, QR 코드를 감싸는 사각형의 꼭지점 좌표를 반환한다.

points 인자에는 보통 vector<Point2f> 또는 vector<Point> 타입의 변수를 지정한다.

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검출된 QR 코드 영역에서 QR 코드에 저장된 문자열을 추출할 때는 QRCodeDetector::decode() 함수를 사용한다.

 

std::string QRCodeDetector::decode(InputArray img, InputArray points, OutputArray straight_qrcode = noArray());

img : 입력 영상
points : QR 코드를 감싸는 사각형의 네 꼭지점 좌표
straight_qrcode : 정사각형 QR 코드 영상으로 CV_8UC1 타입
반환값 : QR 코드에 포함된 문자열

 

QRCodeDetector::decode() 함수는 img 영상에서 QR 코드를 해석하여 QR 코드에 암호화되어 있는 문자열을 반환한다.

points 인자에는 보통 QRCodeDetector::detect() 함수로 구한 QR 코드 꼭지점 좌표를 전달한다.

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만약 straight_qrcode 인자에 Mat 자료형의 변수를 전달하면 정사각형 형태로 투명 변한된 QR 코드 영상이 반환된다.

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QR 코드에 포함된 문자열 추출에 실패하면 빈 문자열을 반환한다.

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입력 영상에서 QR 코드 검출과 해석을 한꺼번에 수행하는 함수도 제공한다.

 

std::string QRCodeDetector::detectAndDecode(InputArray img, OutputArray points = noArray(), 
                                           OutputARray straight_qrcode = noArray());

img : 입력 영상으로 CV_8U 타입
points : QR 코드를 감싸는 네 꼭지점 좌표
straight_qrcode : 정사각형 QR 코드 영상으로 CV_8UC1 타입
반환값 : QR코드에 포함된 문자열

 

QRCodeDetector::detectAndDecode() 함수는 기본적으로 입력 영상 img에서 QR코드의 검출과 해석을

동시에 수행하고 해석된 문자열을 반환한다.

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만약 QR 코드의 네 꼭지점 좌표 또는 정사각형 형태의 QR 코드 영상이 필요하다면 points와 straight_qrcode 인자를 전달하면 된다.

 

 

예제 코드

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
	
	VideoCapture cap(0);

	if (!cap.isOpened()) {
		cout << "Camera Open Fail" << endl;
	}
	QRCodeDetector detector;

	Mat frame;
	while (1) {
		cap >> frame;

		if (frame.empty()) {
			cout << "Frame Load Fail" << endl;
			break;
		}
		vector<Point> points;
		String info = detector.detectAndDecode(frame, points);

		if (!info.empty()) {
			polylines(frame, points, true, Scalar(0, 255, 255), 2);
			putText(frame, info, Point(10, 30), FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(255, 0, 0));
		}

		imshow("frame", frame);
		if (waitKey(1) == 27)
			break;
	}
}