首页

首页

文档扫描与图像处理

© 2025

二维码识别SDK性能测试与比较
2021年9月10日

二维码广泛应用于我们的日常生活中。常见的二维码类型有QR Code、PDF417和DataMatrix。二维码可以存储比一维条码更多的数据。它通常需要使用相机捕获，然后用图像处理方法解码。

在现实世界中阅读二维码是很有挑战性的。例如下图中的二维码，它存在损坏、起皱，读取的难度会大大提高。

损坏的二维码

有许多可以读取二维码的开源和商业的类库或 SDK。我们需要进行基准测试来对它们进行评估以找到适合的SDK。

读取二维码基准测试不多。开源计算机视觉库Boofcv的作者做了一个较为全面的测试。他收集了一个QR图片集，并对它们做了分类。在这个图片集上进行性能测试，评估了五个开源类库。

该数据集有536幅图像，包含1232个二维码，共有16个类别：模糊、亮点、亮度变化、近距离、弯曲、损坏、反光、高版本、多码、屏幕上显示、日常生活中、不标准、缺损、倾斜、旋转和阴影。在本文中，我们将使用此数据集进行QR码的读取基准测试。

性能测试工具

为了运行基准测试，编写了一个性能测试工具。

可以在这里找到它的代码。

测试将在配备 Intel i5-10400 CPU 和 16GB 内存的 PC 设备上运行。

评估的类库

我们将评估 7 个类库和SDK：

  1. Dynamsoft Barcode Reader （版本：9.6.20，商业软件）
  2. Commercial SDK A（版本：6.16，商业软件）
  3. Commercial SDK B（版本：13.9，商业软件）
  4. BoofCV（版本：0.43.1，开源软件）
  5. ZXing（版本：3.5.1，开源软件）
  6. ZBar（版本：pyzbar 0.1.9，开源软件）
  7. OpenCV中的微信二维码检测器（版本：OpenCV 4.7.0.72，开源软件）

如果SDK支持多种条码格式，则修改其解码设置为仅解码QR码。

评价指标

性能由读取率和运行时间来评估。

通过将检测到的二维码数除以图像中的总二维码数，可以得到读取率。

读取率 = 检测到的二维码数 / 总二维码数

如何判断正确检测到了二维码？如果检测到的二维码的多边形和标注中的多边形区域的存在重叠，则可以判断该结果为正确。

以下是该操作的简要版代码：

function isDetected(barcodeResult){
  for (let j = 0; j < groundTruthList.length; j++) {
    const groundTruth = groundTruthList[j];
    let percent;
    const points1 = getPointsFromBarcodeResultResult(barcodeResult);
    const points2 = getPointsFromGroundTruth(groundTruth);
    percent = overlappingPercent(points1,points2);
    if (percent > 0.20) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

重叠百分比使用以下代码计算：

export function overlappingPercent(pts1:Point[] ,pts2:Point[]) : number {
  const rect1 = getRectFromPoints(pts1);
  const rect2 = getRectFromPoints(pts2);

  let leftRect;
  let rightRect;
  if (rect1.left<rect2.left) {
    leftRect = rect1;
    rightRect = rect2;
  }else{
    leftRect = rect2;
    rightRect = rect1;
  }
  let upperRect;
  let lowerRect;
  if (rect1.top<rect2.top) {
    upperRect = rect1;
    lowerRect = rect2;
  }else{
    upperRect = rect2;
    lowerRect = rect1;
  }
  if (leftRect.right > rightRect.left && upperRect.bottom>lowerRect.top) {
    const overlappedX = Math.min(leftRect.right,rightRect.right) - rightRect.left;
    const overlappedY = Math.min(upperRect.bottom,lowerRect.bottom) - lowerRect.top;
    const overlappedArea = overlappedX * overlappedY;
    const area1 = rect1.width * rect1.height;
    const area2 = rect2.width * rect2.height;
    const smallerArea = Math.min(area1,area2);
    return overlappedArea/smallerArea;
  }else{
    return 0;
  }
}

由于所有库都能正确读取二维码的文本，因此这里不考虑二维码文本结果。

注:

ZXing仅返回二维码中位置模式的三个点的坐标。测试时会将三个点转换为多边形。

ZXing检测结果

运行时间使用以下代码计算的：

start_time = time.time()
results = self.reader.decode_bytes(file_bytes)
end_time = time.time()
elapsedTime = int((end_time - start_time) * 1000)

检测结果

不同分类的读取率（百分比）：

类别 Dynamsoft BoofCV ZXing ZBar OpenCV WeChat Commercial SDK A Commercial SDK B
模糊（blurred） 66.15 38.46 21.54 35.38 46.15 33.85 36.92
亮度变化（brightness） 81.18 78.82 52.94 50.59 23.53 52.94 51.76
亮点（bright_spots） 43.3 27.84 20.62 19.59 24.74 8.25 29.9
近距离（close） 95 100 5 12.5 67.5 22.5 25
弯曲（curved） 70 56.67 31.67 35 43.33 31.67 36.67
损坏（damaged） 51.16 16.28 20.93 25.58 30.23 27.91 27.91
反光（glare） 84.91 32.08 20.75 35.85 58.49 43.4 20.75
高版本（high_version） 97.3 40.54 5.41 27.03 18.92 78.38 35.14
多码（lots） 100 99.76 82.86 18.1 0 14.52 97.14
屏幕上显示（monitor） 100 82.35 0 0 94.12 11.76 5.88
日常生活中（nominal） 93.59 89.74 53.85 66.67 71.79 64.1 65.38
不标准（noncompliant） 92.31 3.85 15.38 50 76.92 61.54 11.54
缺损（pathological） 95.65 43.48 34.78 65.22 91.3 0 78.26
倾斜（perspective） 62.86 80 37.14 42.86 42.86 65.71 34.29
旋转（rotations） 99.25 96.24 42.11 48.87 32.33 99.25 69.17
阴影（shadows） 100 85 65 90 60 90 95
平均 83.29 60.69 31.87 38.95 48.89 44.11 45.04
模糊（blurred）
亮点（bright_spots）
亮度变化（brightness）
近距离（close）
弯曲（curved）
损坏（damaged）
反光（glare）
高版本（high_version）
多码（lots）
屏幕上显示（monitor）
日常生活中（nominal）
不标准（noncompliant）
缺损（pathological）
倾斜（perspective）
旋转（rotations）
阴影（shadows）
平均

我们可以看到，Dynamsoft Barcode Reader在大多数类别中排名第一。它在近距离类中排名第二，在透视类中排名第三。

注:某些类别的读取率不是很高，因为里面的一些二维码本来就是不可读。

运行时间结果

平均运行时间（毫秒，按图片）：

SDK 结果
Dynamsoft 195.01
Commercial SDK A 1400.43
Commercial SDK B 346.27
ZXing 179.57
ZBar 157.31
BoofCV 104.95
OpenCV Wechat 757.71

运行时间图表（按图片）

结论

我们可以看到，Dynamsoft Barcode Reader的二维码读取率是测试集中最好的，速度也相当不错。如果条件允许，最好选择它作为二维码识别的SDK。

可以在这里浏览具体的测试结果。

#基准测试 
上一篇  下一篇 编辑本页