如何优化MATLAB代码从复杂背景图像中提取QR码？

我正在开展一个项目，需要从包含各类背景元素的图像中分离出QR码，但始终难以实现QR码与背景的有效分离。

测试图像 #

目前我仅能分离出QR码的三个角块和部分白色区域，且分离区域存在多余伪影。我是图像处理领域的新手，正在项目实践中学习使用各类图像处理函数，若有基础疏漏敬请谅解。

遇到的挑战 #

• 分离区域存在多余伪影
• 不确定用于提取QR码的形态学运算结构元素是否合适
• 尝试过不同阈值，但效果差异极大

反馈请求 #

• 能否针对我的形态学处理给出改进思路？是否有特定技术或调整建议，可更好地从背景图像中分离QR码图案？

我的MATLAB代码 #

% 读取输入图像
img = imread('QR01.jpg');

% 若图像为RGB格式则转为灰度图
if size(img, 3) == 3
    img = rgb2gray(img);
end

% 设置阈值生成二值图像
thresholdVal = 0.5; % 按需调整
threshold_img = imbinarize(img, thresholdVal);

% 形态学运算突出方形特征
se = strel('square', 5); % 使用较小的结构元素以保留细节
cleaned_img = imopen(threshold_img, se); % 去除小噪声

% 识别清理后图像中的连通分量
bConnectedComponents = bwconncomp(cleaned_img, 4);
stats = regionprops(bConnectedComponents, 'Area', 'BoundingBox', 'Eccentricity', 'Extent');

% 初始化QR码区域的空白图像
qrCodeRegion = false(size(cleaned_img));

% 遍历每个分量寻找潜在QR码图案
for k = 1:bConnectedComponents.NumObjects
    area = stats(k).Area;
    bbox = stats(k).BoundingBox;
    aspectRatio = bbox(3) / bbox(4); % 宽高比
    extent = stats(k).Extent; % 区域面积与 bounding box 面积的比值

    % QR码定位图案近似方形，且extent值较高（实心形状约为1）
    if area > 100 && area < 1000 && aspectRatio > 0.8 && aspectRatio < 1.2 && extent > 0.6
        % 将该分量标记为QR码的一部分
        qrCodeRegion(bConnectedComponents.PixelIdxList{k}) = true;
    end
end

% 若需要可进一步膨胀以连接定位图案
%qrCodeRegion = imdilate(qrCodeRegion, strel('square', 10));

% 显示分离出的QR码区域
figure;
imshow(img);
title('Original QR Code image');

figure;
imshow(qrCodeRegion);
title('Isolated QR Code Region');

处理结果图像 #

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Omuse