基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡水表的設計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設計基于單片機技術(shù)的WDR-01型聚氨酯導熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結(jié)構(gòu)8位單片機的設計與實現(xiàn)基于單片機的公寓用電智能管理系統(tǒng)設計基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在溫室大棚中的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的數(shù)字化超聲電源的研制基于ADμC841單片機的防爆軟起動綜合控制器的研究基于單片機控制的井下低爆綜合保護系統(tǒng)的設計基于單片機的空調(diào)器故障診斷系統(tǒng)的設計研究單片機實現(xiàn)的尋呼機編碼器單片機實現(xiàn)的魯棒MRACS及其在液壓系統(tǒng)中的應用研究自適應控制的單片機實現(xiàn)方法及基上隅角瓦斯積聚處理中的應用研究基于單片機的鍋爐智能控制器的設計與研究超精密機床床身隔振的單片機主動控制PIC單片機在空調(diào)中的應用單片機控制力矩加載控制系統(tǒng)的研究項目論證，項目可行性研究報告，可行性研究報告，項目推廣，項目研究報告，項目設計，項目建議書，項目可研報告，本文檔支持完整下載，支持任意編輯！選擇我們，選擇成功！項目論證，項目可行性研究報告，可行性研究報告，項目推廣，項目研究報告，項目設計，項目建議書，項目可研報告，本文檔支持完整下載，支持任意編輯！選擇我們，選擇成功！單片機論文，畢業(yè)設計，畢業(yè)論文，單片機設計，碩士論文，研究生論文，單片機研究論文，單片機設計論文，優(yōu)秀畢業(yè)論文，畢業(yè)論文設計，畢業(yè)過關(guān)論文，畢業(yè)設計，畢業(yè)設計說明，畢業(yè)論文，單片機論文，基于單片機論文，畢業(yè)論文終稿，畢業(yè)論文初稿，本文檔支持完整下載，支持任意編輯！本文檔全網(wǎng)獨一無二，放心使用，下載這篇文檔，定會成功！畢業(yè)論文（設計）論文（設計）題目：基于圖像處理的QR碼的識別和譯碼系統(tǒng)系別：專業(yè)：學號：姓名：指導教師：時間：畢業(yè)論文（設計）開題報告系別:計算機與信息科學系專業(yè):網(wǎng)絡工程學號姓名劉鵬顯論文（設計）題目基于圖像處理的QR碼的識別和譯碼系統(tǒng)命題來源eq\o\ac(□,√)教師命題□學生自主命題□教師課題選題意義：眾所周知，一維的條形碼經(jīng)過十幾年的發(fā)展，其應用從超市、便利店為代表的商品管理開始，已經(jīng)成為各行業(yè)有效的信息輸入手段，然而隨著信息化的急速發(fā)展，一些新的需求顯現(xiàn)出來：收納更多的信息、印刷在更小的空間里。隨著網(wǎng)絡的高速發(fā)展，表面上看，企業(yè)間的信息交換和共享—電子數(shù)據(jù)交換所需的網(wǎng)絡基礎設施已經(jīng)建立，但實際上由于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議以及安全等問題，短期內(nèi)還無法用互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，因此需要使用二維碼進行紙面上電子數(shù)據(jù)交換的行動。二維碼正是為了適應這樣的需求而開發(fā)的，QR碼具有高密度、大容量、糾錯能力強等特點，拓寬了應用領域?，F(xiàn)在二維碼的應用越來越廣泛，其應用與手機網(wǎng)絡除了可以用來掃描名片，管理個人聯(lián)絡電話能力之外，還可以拿來網(wǎng)絡購物、實現(xiàn)手機的自動上網(wǎng)、還可以實現(xiàn)結(jié)賬時的數(shù)據(jù)處理，又或者是以QR碼代替入場券等等。二維條碼的廣泛應用必將帶來條碼識別技術(shù)的新要求和新問題。比如需要在圖像采集失真，圖像背景更復雜，圖像變形嚴重等情況下還能很好的識別并解碼二維條碼。這對研究二維條碼技術(shù)的廣大科研人員既是挑戰(zhàn)也是動力。研究綜述:條形碼技術(shù)是集條碼理論、光電技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)，起源于20世紀40年代。它具有輸入速度快、可靠性高、采集信息量大、成本低等特點，近年來發(fā)展十分迅速，在國際上廣泛應用于商品流通、物流倉儲、信息服務等各個領域，極大地提高了生產(chǎn)效率。近幾年，另一個廣泛得到普及的領域就是手機。自90年代初以來，無線移動技術(shù)和市場應用得到飛速發(fā)展和成功。從尋呼機到目前3G手機的面市，中國人已經(jīng)習慣了手中的移動手機不停地變化。移動通信發(fā)展的焦點已經(jīng)由用戶數(shù)量的增長，轉(zhuǎn)為業(yè)務量和新業(yè)務的增長;由技術(shù)驅(qū)動轉(zhuǎn)為業(yè)務驅(qū)動。在激烈的市場競爭中，越來越成熟的手機用戶不僅注重手機硬件的外觀，更注重手機所賦予的強大功能。以上兩個普及領域催生了一個新的需求:即將二維碼和手機結(jié)合起來，利用手機作為讀取設備，實現(xiàn)條碼識別。二維條碼是為了解決一維條碼無法解決的問題而產(chǎn)生的。它除具備一維條碼的優(yōu)點外，突破了一維條碼的限制，具有如下特點:1.信息密度大。二維條碼是在水平和垂直兩個方向的二維空間上存儲信息的符號，通常情況下其密度是一維條碼的幾十到幾百倍.2.編碼范圍廣。不僅可以存儲數(shù)字、字符，還可以存儲多種語言文字、圖片(如照片、指紋等)、聲音等信息。3.糾錯能力強。二維條碼引入錯誤糾正機制。這種糾錯機制使得二維條碼因污染、破壞引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀。4.保密性能好?？梢杂眉用芩惴▽D像信息加密后，再用二維條碼表示。識別二維條碼時，用相應的解密算法，就可以恢復原來的圖像，這樣便可以防止各種證件、卡片等的偽造。研究的目標和主要內(nèi)容本課題主要研究二維條碼QRCode的識別程序及譯碼方法，使用WindowsC#來開發(fā)QR識別程序，通過Microsoft的.NET平臺，能很方便地實現(xiàn)移植。

為了便于調(diào)試，本文設計了一個QR編碼的方法，用于生成QR圖像，再把生成的圖像用識別器進行識別其中實現(xiàn)QR編譯的類為QRCodeEncoder，主要的屬性有：QRCodeEncodeMode、QRCodeScale、QRCodeVersion、QRCodeErrorCorrect，編譯方法聲明為BitmapEncode(String,Encoding)，設置好QRCodeEncoder的屬性后，再調(diào)用QRCodeEncoder.Encode(需編碼的字符串，字符串的字符集)就可以得到字符串對應的QR碼，結(jié)果是一個Bitmap類，可以保存為圖片。QR碼的識別處理，封裝在QRCodeDecoder類中，該類有一個解碼方法聲明為Stringdecode(QRCodeImage)，其中QRCodeImage為需要識別的圖片，返值為識別后的字符串，要使用QRCodeImage，可以在生成QRCodeImage對象的時候，傳一個Bitmap對象。擬采用的研究方法a）查找并閱讀相關(guān)資料，了解基本的內(nèi)容,利用需求分析文檔，對整個系統(tǒng)有個初步的架構(gòu)。b）搜尋實驗用的文件文檔集和研究過程中用到的各種工具軟件。c）根據(jù)已有的資料并借助面向?qū)ο蟮某绦蛟O計思想對系統(tǒng)各模塊進行分析、建模、設計。d）使用WindowsC#來開發(fā)QR識別程序，通過Microsoft的.NET平臺，能很方便地實現(xiàn)移植。研究工作的進度安排2010年11月15號－11月22號與指導老師溝通交流，完成畢業(yè)論文選題。2010年11月23號－11月31號搜集資料，查閱文獻，完成開題報告。 2011年01月10號－2011年02月10日完成文獻綜述 2011年02月21號—03月10號定出QR碼的識別和解碼系統(tǒng)的需求分析文檔 2011年03月11號—04月20號整理相關(guān)資料并完成概要和詳細設計 2011年04月21號—05月10號進行編碼工作及過程中的必要性測試 2011年05月11號—05月16號后期的聯(lián)機調(diào)試和測試 20111年05月17號—05月25號總結(jié)畢業(yè)設計的整個過程，完成畢業(yè)設計論文初稿20111年05月26號—05月30號修改畢業(yè)論文定稿，打印裝訂，參加答辯參考文獻目錄（作者、書名或論文題目、出版社或刊號、出版年月日或出版期號）[1]李弼程，彭天強，彭波.智能圖像處理技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2004[2]于殿漲.圖像檢測與處理技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學出版社,2006[3]楊淑瑩.VC+十圖像處理程序設計[M].北京：北方交通大學出版社,2003[4]孫家廣.計算機圖形學[M].北京：清華大學出版社,2002[5]何斌，馬天予，王運堅.VisualC++數(shù)字圖象處理[M].北京：人民郵電出版社,2002[6]中國物品編碼中心.條碼技術(shù)與應用[M].北京：清華大學出版社,2004[7]張成海，郭衛(wèi)華.QRCode一一種新型的矩陣符號[M].北京：中國標準出版社,2000。[8]中國物品編碼中心.QRCode二維碼技術(shù)與應用[M].北京：中國標準出版社,2002。[9]王新梅.糾錯碼與差錯控制.北京：人民郵電出版社[M],1989.[10]朱詩兵，劉作學，李迎春.信息論與編碼理論[M].北京：科學出版社,2005[11]劉宏偉，嚴妍.快速響應碼的識別和解碼[M].北京：計算機工程與設計,2005.6[12]梁鵬.手機二維碼業(yè)務研究.北京：研究與設計,2006[13]王郁.基于圖像方式的二維條碼譯碼研究[M].北京：北京工業(yè)大學,2001[14]董強.QR碼識別技術(shù)及在手機中的應用[M].山東：青島大學,2006[15]沈庭芝，方子文.數(shù)字圖像處理及模式識別[M].北京:北京理工大學出版社,2005指導教師意見該生選題在基于圖像處理的QR碼的識別與譯碼程序，開發(fā)環(huán)境為Microsoft.NET，充分利用面向?qū)ο蟮姆椒?，結(jié)合圖像處理技術(shù)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)移植，技術(shù)上比較新穎，難度適中，也有實用價值，工作量符合要求，同意開題。簽名：年月日教研室主任意見同意指導教師意見，同意開題。簽名：年月日目錄摘要 1關(guān)鍵詞 11引言 11.1QR碼簡介 11.2QR碼的分類 11.3QR碼的特點 11.4QR碼的應用 21.5國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.6本文的相關(guān)工作 32QR碼的識別算法 32.1QR碼的識別流程 32.2圖像的灰度化 42.3圖像的降噪處理 52.4圖像的二值化處理 62.5圖形的定位 72.6常規(guī)掃描方法 82.7掃描線段分類 93QR碼譯碼過程 113.1RS碼在QR碼解碼中的應用 113.2QRCode碼譯碼中幾個關(guān)鍵問題 124系統(tǒng)算法的實現(xiàn) 135實驗結(jié)果與分析 156總結(jié)與展望 16參考文獻目錄 16Abstract 18Keywords 18致謝 18PAGE6PAGE18基于圖像處理的QR碼的識別和譯碼系統(tǒng)網(wǎng)絡工程專業(yè)指導教師［摘要］隨著信息技術(shù)的發(fā)展，條碼在更多的領域中得到了廣泛的應用，大大提高了各行各業(yè)的生產(chǎn)工作效率。條碼識別是以條碼理論、光電技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎的綜合性技術(shù)，是信息數(shù)據(jù)自動輸入、識別的重要方法。本文基于WindowsC#來開發(fā)QR識別和譯碼程序，運用圖像校正、二值化、邊緣檢測等各種圖像處理方法實現(xiàn)條碼的預處理，并進行QR碼的解碼和Reed-Solomon糾錯算法，充分利用面向?qū)ο蟮姆椒?，結(jié)合圖像處理技術(shù)，完成了基于圖像處理的QR碼快速識別的解碼系統(tǒng)。［關(guān)鍵詞］二維條碼快速響應碼.NET條碼識別二值化

1引言1.1QR碼簡介QR碼是二維條碼的一種，由日本的Denso-Wave公司在1994發(fā)明。其英文“QuickResponse”的縮寫，意思為快速反應，源于發(fā)明者希望QR碼可讓其內(nèi)容快速被解碼。其最常見于日本，并為目前日本最流行的二維空間條碼。其比普通條碼可儲存更多資料，亦無需像普通條碼般在掃描時需直線對準掃描器。其呈正方形，只有黑白兩色,在3個角落，印有較小，像“回”字的正方圖案。這3個是幫助解碼軟件定位的圖案，使用者不需要對準，無論以任何角度掃描，資料仍可正確被讀取。1.2QR碼的分類二維條碼的出現(xiàn)是條碼發(fā)展歷史上的一個里程碑，它從本質(zhì)上提高了條碼技術(shù)的應用水平，拓寬了條碼技術(shù)的應用領域，國外對二維條碼的技術(shù)研究始于80年代末，目前主要有Code49、Code16K、Codeone、四一七條碼、QR條碼等。1.3QR碼的特點（1）高密度編碼，信息容量大：可容納多達1850個大寫字母或2710個數(shù)字或1108個字節(jié)，或500多個漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍。（2）編碼范圍廣：該條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進行編碼，用條碼表示出來；可以表示多種語言文字；可表示圖像數(shù)據(jù)。（3）容錯能力強，具有糾錯功能：這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達50％仍可恢復信息。（4）譯碼可靠性高：它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。（5）可引入加密措施：保密性、防偽性好。（6）成本低，易制作，持久耐用。（7）條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。（8）二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識讀。1.4QR碼的應用QR碼原本是為了在汽車制造廠便于追蹤零件而設計，然而隨著時代的發(fā)展它的應用也越來越多，主要表現(xiàn)在四個方面上：（1）自動化文字傳輸：通常應用在文字的傳輸，利用快速方便的模式，讓人可以輕松輸入如地址、電話號碼、行事歷等，進行名片、行程資料等的快速交換。（2）數(shù)位內(nèi)容下載：通常應用在電信公司游戲及影音的下載，在帳單中打印相關(guān)的QR碼資訊供消費者下載，消費者透過QR碼的解碼，就能輕易連線到下載的網(wǎng)頁，下載需要的數(shù)位內(nèi)容。(3）網(wǎng)址快速連結(jié)：以提供使用者進行網(wǎng)址快速連結(jié)、電話快速撥號等。(4）身分鑒別與商務交易：許多公司現(xiàn)在正在推行QR碼防偽機制，利用商品提供的QR碼連結(jié)至交易網(wǎng)站，付款完成后系統(tǒng)發(fā)回QR碼當成購買身份鑒別，應用于購買票卷、販賣機等。在消費者端，也開始有企業(yè)提供了商品品牌確認的服務，透過QR碼連結(jié)至統(tǒng)一驗證中心，去核對商品資料是否正確，并提供生產(chǎn)履歷供消費者查詢，消費者能夠更明白商品的資訊，除了能夠杜絕仿冒品，對消費者的購物更是多了一層保護。1.5國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外對二維條碼技術(shù)的研究始于20世紀80年代末。1987年符號設計專家戴維.阿利爾(DavidAnais)博士提出了一種稱為Code49的二維條碼，開創(chuàng)了進行二維條碼研究的先河。特德·威廉斯(予記Williams)于1988年推出codel6K碼，s帥b01公司于1991年正式推出PDF417碼，美國國際資料公司(Intel，ationaiDataMatrix)1989年發(fā)明DataMatrix碼.DENso公司于1994年9月研制QR碼…這些二維條碼的密度都比傳統(tǒng)的一維條碼有了較大的提高，如PDF417的信息密度是一維條碼Code39的20多倍。在二維條碼標準化研究方面，國際自動識別制造商協(xié)會(A且以)、美國標準化協(xié)會(ANsl)已完成了PDF417，QR，Code49，le16K，Codeo等碼制的符號標準。我國對二維條碼技術(shù)的研究始于1993年。中國物品編碼中心對幾種常用的二維條碼pDF417，QR碼，nataMatrix，eode49，eede16K等技術(shù)規(guī)范進行T翻譯和跟蹤研究，并制定了兩個二維條碼的國家標準:GB廳17172一1997《四一七條碼》，GB廳18284一2000《快速響應矩陣碼》。國內(nèi)的一些企業(yè)也提出了自主研發(fā)的二維條碼。如:深圳矽感科技的CM緊密矩陣碼(CompactMatrixcede)、GM網(wǎng)格矩陣碼(GridMatrixCode)以及上海龍貝科技的“龍貝碼”。它們的多項技術(shù)指標超過國際上現(xiàn)有的同類碼制，整體技術(shù)達到國際先進水平，實用性強，并且已在民航等領域得到了實際的應用。為加快二維條碼在我國的研究及應用，中國物品編碼中心與各地分支機構(gòu)進行了許多二維條碼的應用試點工作。1999年3月在北京舉行的全國人大第九屆三次全體會議和全國政協(xié)第九屆三次會議期間，在隨行人員證件、記者證、旁聽證上成功地應用了二維條碼技術(shù)，引起了與會代表和新聞界的極大關(guān)注;在專利收費、郵政管理、財政管理、暫住人口管理、部隊倉庫管理上的應用等，都取得了很好的效果。目前，我國香港特別行政區(qū)己將二維條碼應用在特別行政區(qū)的護照上;我國的汽車行業(yè)自動化生產(chǎn)線、醫(yī)療急救服務卡、涉外專利案件收費、珠寶玉石飾品管理及銀行匯票上也已取得了良好的應用;由于二維條碼信息容量大，對主系統(tǒng)和網(wǎng)絡依賴性能低，保密防偽性能好，并且成本低，壽命長，適合我國人口眾多、經(jīng)濟發(fā)展不平衡、計算機建設還很不完善的國情。隨著信息技術(shù)和現(xiàn)代化管理的發(fā)展，人們對其認識的提高、理解的加深以及人們對產(chǎn)品不同需求的增加，二維條碼技術(shù)在我國有著更加廣闊的發(fā)展前景。1.6本文的相關(guān)工作本設計的主要任務是在研究二維條碼的碼制標準的基礎上實現(xiàn)對二位條碼QR碼的告訴采集與識別本文簡要介紹了條碼的各種碼制與應用現(xiàn)狀，詳細分析了QR碼的基本特點、符號結(jié)構(gòu);在條碼圖像識別方面，研究了對采集的條碼圖像進行預處理的方法，即:對圖像進行整形。運用圖像校正、二值化、去噪、邊緣檢測、Hough變換、圖像旋轉(zhuǎn)等多種圖像處理方法實現(xiàn)條碼圖像的預處理、條碼定位、條碼分割和數(shù)據(jù)提取。對預處理后的條碼圖像進行譯碼，設計了QR碼的解碼和Reed一Solomon糾錯算法。2QR碼的識別算法2.1QR碼的識別流程灰度化灰度化去噪二值化尋找探測圖形確定旋轉(zhuǎn)角度定位旋轉(zhuǎn)獲得數(shù)據(jù)圖1-1圖像識別流程首先，對采集的彩色圖像進行灰度化，以提高后繼的運行速度。其次，去除噪聲。采用十字形中值濾波去除噪音對QR碼圖像的干擾主要是鹽粒噪聲。再次，利用灰度直方圖工具，使用迭代法選取適當?shù)拈撝担瑢R碼進行二值化處理，使其變?yōu)榘椎缀谏珬l碼。最后，確定QR碼的位置探測圖形，對條碼進行定位，旋轉(zhuǎn)至水平后，獲得條碼數(shù)據(jù)，以便下一步進行解碼。2.2圖像的灰度化手機拍攝的圖片都是RGB圖，將RGB圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的過程叫做灰度化?；叶然某Ｓ梅椒ㄓ袃煞N：（1）Gray(i,j)=0.299*R(i,j)+0.587*G(i,j)+0.114*B(i,j)（2）Gray(i,j)=[30*R(i,j)+59*G(i,j)+11*B(i,j)]/100第一種方法得到的結(jié)果精度較高，但會增加CPU的處理負擔，相反，第二種方法沒有涉及浮點運算，CPU的處理速度較快，但精度較低。本設計進行灰度化的實現(xiàn)函數(shù)如下：internalvirtualvoidimageToGrayScale(int[][]image){ for(inty=0;y<image[0].Length;y++) { for(intx=0;x<image.Length;x++) { intr=image[x][y]>>16&0xFF; intg=image[x][y]>>8&0xFF; intb=image[x][y]&0xFF; intm=(r*30+g*59+b*11)/100; image[x][y]=m; } }2.3圖像的降噪處理圖像拍攝后，可能會存在噪聲，噪聲的存在會影響到識別的結(jié)果，所以在進一步處理之前，應該先降低圖像的噪聲。降噪的方法很多，有高斯濾波、中值濾波、平滑濾波等，在此選用的是中值濾波法，因為中值濾波是一種非線性平滑濾波器。中值濾波在降低噪聲的同時，又可以保持圖像的細節(jié)，使用中值濾波時能較好保護圖像的邊緣。中值濾波算法的主要步驟為：將濾波窗口在圖中漫游，并將濾波窗口中心與圖像中的某個像素位置重合；讀取濾波窗口中所有像素的灰度值；將（2）中得到的灰度值從小到大排序；找出經(jīng)過排序的灰度值里排在中間的那個；將這個中間灰度值賦給對應濾波窗口中心位置的像素。中值濾波的濾波窗口的形狀和尺寸對濾波效果有一定的影響。常用的中值濾波窗口形狀一般為正方形、十字形等。就一般經(jīng)驗而言，對于有緩慢變化的較長輪廓線物體的圖像，適合使用正方形窗口；對于包含尖角物體的圖像，適合使用十字形窗口。窗口大小一般小于圖像中最小有效物尺寸為宜。中值濾波的函數(shù)實現(xiàn)如下：internalvirtualbool[][]applyMedianFilter(bool[][]image,intthreshold){ bool[][]filteredMatrix=newbool[image.Length][]; for(inti=0;i<image.Length;i++) { filteredMatrix[i]=newbool[image[0].Length]; } //filteringnoiseinimagewithmedianfilterintnumPointDark; for(inty=1;y<image[0].Length-1;y++) { for(intx=1;x<image.Length-1;x++) { //if(image[x][y]==true){ numPointDark=0; for(intfy=-1;fy<2;fy++) { for(intfx=-1;fx<2;fx++) { if(image[x+fx][y+fy]==true) { numPointDark++; } } } if(numPointDark>threshold) filteredMatrix[x][y]=POINT_DARK; } } returnfilteredMatrix;}2.4圖像的二值化處理二值化就是將圖像轉(zhuǎn)換成只有黑或白兩種顏色，二值的方法也有很多，一種較為常用的是閾值法，取一個合適的閾值，使圖像中每一個像素點應該屬于目標還是背景區(qū)域，從而產(chǎn)生相應的二值圖像。設原始圖像為f(x,y)，按照一定的準則在該圖像中找到特征閾值T，將圖像分割為兩部分，分割后的圖像為：SKIPIF1<0（2-1）其中，b0為黑，b1為白。在QR碼的圖像二值化中，一般取b0=1，b1=0，也就是：SKIPIF1<0（2-2）根據(jù)確定閾值的取樣范圍來分，二值化的方法可以分為全局閾值法與局部閾值法。全局閾值法對整幅圖像的所有像素點進行取樣，通過相關(guān)算法計算出一個閾值，進行二值化。而局部閾值法（又稱為自適應閾值法）是將整幅圖像劃分成若干區(qū)域（通常是均勻劃分），對每塊區(qū)域中的像素點進行閾值計算，每塊區(qū)域得出一個閾值，然后分塊進行二值化[9,10,11]。使用局部閾值法時，每一塊區(qū)域的二值化過程是獨立進行的。本文使用的是中間值法，先對區(qū)域中所有像素點進行遍歷，找出最大的灰度值Graymax和最小的灰度值Graymin，然后求出最大灰度值與最小灰度值的中間值Graymid，將該灰度值作為區(qū)域的閾值，即T=Graymid=(Graymax+Graymin)/2。2.5圖形的定位QR碼有三個形狀相同的位置探測圖形，在沒有旋轉(zhuǎn)的情況下，這三個位置探測圖形分別位于QR碼符號的左上角、右上角和左下角（見圖2-1）。三個位置探測圖形共同組成圖像圖形。圖2-1QR碼的位置探測圖形如圖2-2所示，每個位置探測圖形可以看作是由3個重疊的同心的正方形組成，它們分別為7*7個深色模塊、5*5個淺模塊和3*3個深色模塊。位置探測圖形的模塊寬度比為1:1:3:1:1。圖2-2位置探測圖形這種1:1:3:1:1的寬度比例特征在圖像的其他位置出現(xiàn)的可能性很小，故可以將此作為位置探測圖形的掃描特征?；诖颂卣?，當一條直線上（稱為掃描線）被黑白相間地截為1:1:3:1:1時，可以認為該直線穿過了位置探測圖形。另外，該掃描特征不受圖像傾斜的影響。對比圖2-3中的兩個QR碼符號可以發(fā)現(xiàn)，無論QR碼符號是否傾斜，都符合1:1:3:1:1的掃描特征。圖2-3位置探測圖形的掃描特征2.6常規(guī)掃描方法GB/T18284-2000中推薦的掃描方法如下：在X方向進行依次掃描。固定Y坐標的取值，在X方向上畫一條水平直線（稱為掃描線）進行掃描。當掃描線被黑白相間地截為1:1:3:1:1時，可以認為該直線穿過了位置探測圖形。在實際判定時，比例系數(shù)允許0.5的誤差，即比例系數(shù)為1的，允許范圍為0.5~1.5，比例系數(shù)為3的，允許范圍為2.5~3.5。當尋找到有直線穿過位置探測圖形時，記錄下位置探測圖形的外邊緣相遇的第一點和最后一點A和B（如圖2-4）。由A、B兩點為端點的線段稱為掃描線段。將掃描線段保存下來。圖2-4掃描線段用相同的方法，完成圖像中所有水平方向的掃描。在Y方向，使用相同的方法，進行垂直掃描，同樣保存掃描得到的掃描線段。2.7掃描線段分類掃描步驟獲得的掃描線段是沒有經(jīng)過分類的，也就是對于特定的一條掃描線段，無法獲知其具體對應于三個位置探測圖形中的哪一個。在計算位置探測圖形中心坐標之前，要將所有的掃描線段按照位置進行歸類。一般采用距離鄰域法進行掃描線段的分類。距離鄰域法的思想是：給定一個距離閾值dT。，當兩條掃描線段的中點的距離小于dT。時，認為兩條掃描線段在同一個鄰域內(nèi)，將它們分為一類，反之則歸為不同的類別。距離鄰域法的具體步驟如下：給定一個距離閾值dT。，dT。要求滿足以下條件：位于同一個位置探測圖形之中的任意兩點之間的距離小于dT。，位于不同位置探測圖形中的任意兩點之間的距離大于dT新建一個類別，將第1條掃描線段歸入其中。對于第i條掃描線段li（2≤i≤n），做以下操作：求出li的中點Ci。分別計算Ci與在已存在的每一個類別中的第一條掃描線段的中點的距離d，若d＜dT，則直接將li加入相應類別中。若無法找到li可以加入的類別，則新建一個類別，將li加入其中。將所有類別按照包含掃描線段的數(shù)目進行從大到小排序，保存前3個類別（即包含掃描線段數(shù)目最多的3個類別），其余的視為誤判得到的掃描線段（在位置探測圖形以外的位置得到的符合掃描特征的掃描線段），直接舍去。距離鄰域法結(jié)束后得到的分好3個類別的掃描線段就分別對應了3個位置探測圖形。距離鄰域法的關(guān)鍵就是距離閾值的選取。一般對于不同大小的QR碼圖像，要使用不同的距離閾值。其中GB/T18284-2000中推薦的位置探測圖形中心坐標的計算方法如下：如圖2-5，在X方向的掃描線段中找出最外側(cè)的兩條，分別取中點，記為A、B。由A、B兩點連一條直線。圖2-5對X方向掃描線段的處理如圖2-6，在Y方向的掃描線段中找出最外側(cè)的兩條，分別取中點，記為C、D。由C、D兩點連一條直線。圖2-6對Y方向掃描線段的處理如圖2-7，計算直線AB與直線CD的交點O，即為位置探測圖形中心點。圖2-7計算位置探測圖形中心點如圖2-8，將QR碼符號的左上、右上位置探測圖形的中心分別記為A、B。連接A、B。直線AB與水平線的夾角α即為QR碼符號的旋轉(zhuǎn)角度。圖2-8QR碼符號的旋轉(zhuǎn)角度的計算對于該旋轉(zhuǎn)角度α，求出其正弦值sinα與余弦值cosα即可。具體計算公式如下：SKIPIF1<0 （2-3）SKIPIF1<0 （2-4）其中，SKIPIF1<0 （2-5）在GB/T18284-2000中定義的位置探測圖形邊長的計算是基于無旋轉(zhuǎn)圖像的，在無旋轉(zhuǎn)圖像中，水平掃描線段的長度即為位置探測圖形的邊長。如圖2-9，水平掃描線段AB的長度即為位置探測圖形的邊長X。圖2-9位置探測圖形的邊長對于經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的QR碼圖像，先通過插值算法生成旋正的QR碼圖像，然后按照如上所述的方法進行位置探測圖形邊長的計算3QR碼譯碼過程3.1RS碼在QR碼解碼中的應用解碼器將QR碼符號數(shù)據(jù)按照QR碼標準進行解碼，從而得到存儲在條碼圖形中的用戶信息數(shù)據(jù)，根據(jù)國標GB/T18284—2000《快速響應矩陣碼》解碼的流程如下：（1）定位并獲取符號圖像，深色和淺色模塊識別為有“0”與“1”組成的陣列。（2）識讀格式信息（按需要去除掩膜圖形并完成對格式信息模塊的糾錯，識別糾錯等級與掩膜圖形參考）。（3）識別版本信息，確定符號的版本。（4）用掩膜圖形（掩膜圖形參考已經(jīng)從格式信息中得到）對編碼區(qū)域的位圖進行異或處理，消除掩碼。（5）根據(jù)模塊排列規(guī)則，識讀符號字符，回復信息的數(shù)據(jù)與糾錯碼字。（6）用與糾錯等級信息相對應的糾錯碼字檢測錯誤，則進行糾錯。（7）根據(jù)模式指示符和指示符將數(shù)據(jù)碼字劃分成多個部分。（8）最后，按照使用的模式進行譯碼，得出數(shù)據(jù)字符并輸出結(jié)果。3.2QRCode碼譯碼中幾個關(guān)鍵問題（1）有關(guān)有限域中的運算QR碼的多項式算法用位的模2算法和字節(jié)的模100011101算法。這是加羅瓦域2的8次方以100011101表示主模塊多項式：x^8+x^4+x^3+x^2+1。故譯碼始終在GF(2^8)中進行，超過GF(2^8)域的項必須通過mod((2^8))中。RS碼的譯碼運算屬于有限域上的運算。對于加法和減法，將符號以二進制的形式表示，兩個符號之間的加法和減法通過異或運算（XOR）來實現(xiàn)。對于乘法，將符號以加羅瓦域中的冪的形式表示，符號間的乘法通過冪之間的加法來完成，運算結(jié)果在模255后通過查表轉(zhuǎn)換成二進制的形式存儲，有限域的除法可以轉(zhuǎn)化成乘法來做。（2）關(guān)于在糾錯譯碼中伴隨多項式的計算設發(fā)送多項式：C(x)=Cn-1xn-1+Cn-2xn-2+…+C1x1+C0（3-1）接受多項式：R(x)=rn-1xn-1+rn-2xn-2+…+r1x1+r0（3-2）信道多項式：E(x)=en-1xn-1+en-2xn-2+…+e1x1+r0（3-3）碼的糾錯能力為，信道產(chǎn)生的實際錯誤個數(shù)為e≦t。因此信道錯誤圖樣為：E(x)=Y1xl1+Y2xl2+…+Yexle+Y0,其中l(wèi)1>l2…>le（3-4）并且滿足：R(x)=C(x)+E(x)；（3-5）因為任意一個碼多項式C(x)都是生成多項式g(x)的倍式，而α(j=0,1，…2t-1)是g(x)的根,所以α(j=0,1,2t-1)也是C(x)的根，即C(α)=0(j=0,1，…2t-1)（3-6）監(jiān)督矩陣：(α0)n-1(α0)n-2……(α0)1(α1)n-1(α1)n-2……(α1)1…………H=(αt)n-1(αt)n-2……(αt)1,則有:HCT=0。（3-7）…………(α2t-1)n-1(α2t-1)n-2…(α2t-1)1伴隨式：S0S1ST=HRT=…；即R(α)=Sj(j=1,1…2t-1)；（3-8）S2t-1（3）確定錯誤位置值求出錯誤多項式后，錯誤位置值即是錯誤多項式的根，用窮舉法求錯誤位置值，即依次將1，a，……a^n-1代入錯誤多項式中，便可求出根。（注：用窮舉法求錯誤位置的代數(shù)運算比較煩瑣，也可采用錢氏搜索法。（4）計算錯誤位置值σk0=σ0=1；σk1=σj+σk(j-1)；j=1,2,…，e-1（3-9）（3-10）由式（9）和式（10）求出錯誤位置值，結(jié)果即為第K個錯誤對應的錯誤值。（5）糾錯將求得的錯誤值的補數(shù)追加到每一個錯誤位置上來實現(xiàn)糾錯。4系統(tǒng)算法的實現(xiàn)本文使用WindowsC#來開發(fā)QR識別程序，通過Microsoft的.NET平臺，能很方便地實現(xiàn)移植。

為了便于調(diào)試，本文設計了一個QR編碼的方法，用于生成QR圖像，再把生成的圖像用識別器進行識別。界面如下：圖4-1系統(tǒng)界面其中實現(xiàn)QR編譯的類為QRCodeEncoder，主要的屬性有：QRCodeEncodeMode、QRCodeScale、QRCodeVersion、QRCodeErrorCorrect，編譯方法聲明為BitmapEncode(String,Encoding)，設置好QRCodeEncoder的屬性后，再調(diào)用QRCodeEncoder.Encode(需編碼的字符串，字符串的字符集)就可以得到字符串對應的QR碼，結(jié)果是一個Bitmap類，可以保存為圖片。：圖4-2信息保存在的圖像QR碼的識別處理，封裝在QRCodeDecoder類中，該類有一個解碼方法聲明為Stringdecode(QRCodeImage)，其中QRCodeImage為需要識別的圖片，返值為識別后的字符串，要使用QRCodeImage，可以在生成QRCodeImage對象的時候，傳一個Bitmap對象。譯碼界面如下：圖4-3圖像的譯碼5實驗結(jié)果與分析本文對QR碼的碼制原理，編解碼過程和條碼圖像識別技術(shù)進行了研究和實現(xiàn)，論述了條碼的各種碼制與應用現(xiàn)狀等基本知識，組織實施了從圖像處理到解碼輸出的整個過程.本文取得的成果有:(1)研究條碼圖像的識別技術(shù)。運用圖像校正、二值化、去噪、邊緣檢測、Hough變換、圖像旋轉(zhuǎn)等多種圖像處理方法實現(xiàn)條碼圖像的預處理、條碼定位、條碼分割和數(shù)據(jù)提取。這為后面實現(xiàn)正確譯碼打下基礎。(2)研究QR碼的解碼和Reed一Solomon糾錯算法在QR碼中的應用，得到條碼所表示的文本信息。(3)最終，根據(jù)設計的算法編寫代碼，使用編譯后的程序可以在電腦上快速對QR碼進行識別和譯碼。本文已詳細分析了圖像的識別技術(shù)、糾錯原理等，在此基礎上，根據(jù)新的應用需求也可以進行其它條碼的識別。但由于各方面的原因，仍然存在著許多問題有待于進一步研究，比如識別算法的單一性問題以及糾錯問題等，在穩(wěn)定性和高效性也有進一步改進的可能。希望在后續(xù)工作中進一步改進和完善系統(tǒng)的功能。6總結(jié)與展望二維條碼由于具有高密度、大容量、糾錯能力強、可表示文字圖像等信息、可加密等優(yōu)點，己廣泛應用于傳統(tǒng)的工業(yè)自動化生產(chǎn)線、醫(yī)療服務、收費系統(tǒng)、商品管理系統(tǒng)及信息查詢系統(tǒng)等各個領域。而且隨著當今信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡的普及，二維條碼將有更大的商機和更廣闊的發(fā)展前景。在3G技術(shù)發(fā)達的日韓等國家，QR碼早已廣泛應用與手機網(wǎng)絡出了可以用來掃描名片，管理個人聯(lián)絡電話能力之外，還可以拿來網(wǎng)絡購物、實現(xiàn)手機的自動上網(wǎng)、還可以實現(xiàn)結(jié)賬時的數(shù)據(jù)處理，又或者是以QR碼代替入場券等等。二維條碼作為載體，還可以結(jié)合生物識別技術(shù)，在個人身份防偽上發(fā)揮重要作用。生物特征識別技術(shù)包括職位、虹膜、人臉、掌紋、耳形等識別技術(shù)。二維條碼的廣泛應用必將帶來條碼識別技術(shù)的新要求和新問題。比如需要在圖像采集失真，圖像背景更復雜，圖像變形嚴重等情況下還能很好的識別并解碼二維條碼。這對研究二維條碼技術(shù)的廣大科研人員既是挑戰(zhàn)也是動力。參考文獻目錄：[1]李弼程,彭天強,彭波.智能圖像處理技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2004[2]于殿漲.圖像檢測與處理技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學出版社,2006[3]楊淑瑩.VC+十圖像處理程序設計[M].北京：北方交通大學出版社,2003[4]孫家廣.計算機圖形學[M].北京：清華大學出版社,2002[5]何斌,馬天予,王運堅.VisualC++數(shù)字圖象處理[M].北京：人民郵電出版社,2002[6]中國物品編碼中心.條碼技術(shù)與應用[M].北京：清華大學出版社,2004[7]張成海,郭衛(wèi)華.Q