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二维条形码手机识别系统的设计与实现

作　者: 高峰
导　师: 蔺志青
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机应用
关键词: 二维条码快速响应码条码识别数字图像处理
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 739次
引　用: 15次
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内容摘要

随着信息技术的发展,二维条码应运而生,并且具有良好的应用前景。作为二维条码的一种,QR码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种特殊码制。由于二维条码的信息密度比较高,尤其对于QR码,其识别技术比一维条码的识别更为复杂,因此如何实现二维条码有效快速的识别成为当前重要的研究领域。基于图像处理的二维条码手机识别系统及其应用的研究无论是在理论上还是在实践中都具有十分重要的意义。本文结合与企业合作的工程项目,完成了如下几项内容:第一,介绍了QR code的码字特点及编码相关理论,实现了基于固定版本(版本1和版本4)的编码器系统。第二,探讨了面向手机的图像处理技术。因为手机处理能力有限,一些效果不错但是处理时间开销大运算复杂的经典处理方法,如Hough变换等在此并不适用。如何使用时间开销小、复杂度较低的方法识别快速响应码成为本文探讨的焦点。本文详细介绍了在手机上进行二维条码图像处理的步骤和方法,包括灰度化、二值化、图像裁剪、再次二值化、投影、图像旋转、中值滤波等。其中通过两个方面技术创新提高了图像处理速度:一方面,在对二值图像投影将二维码图像旋转至水平位置时,由于仅选取二维条码的四个顶点进行投影运算,手机程序大大降低了其处理的时间开销;另一方面,通过两次进行图像二值化的方法,降低了对二值化阈值的选取的复杂度。第三,讨论了QR Code的解码理论及步骤,研究了使用J2ME开发手机软件的方法,开发实现了基于手机平台的二维条码识别系统。测试结果表明该二维条码手机识别系统在固定场景手机拍照时具有很好的抗噪性,初步满足了在系统资源受限的手机上识读二维条码的时间要求和准确度要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 课题背景  9-11
  1.2 二维条形码简介  11-14
    1.2.1 二维条形码  11
    1.2.2 QR Code快速响应码  11-12
    1.2.3 手机二维码应用模式与现状  12-14
  1.3 本课题的主要成果及论文结构  14-16
第二章 QR码的结构与编码理论  16-26
  2.1 QR码的符号特性与结构  16-20
    2.1.1 QR码基本特性  16-17
    2.1.2 QR码附加特性  17-18
    2.1.3 QR码的结构  18-20
  2.2 编码理论简介  20-25
    2.2.1 编码的分类  20
    2.2.2 线形分组码  20-22
    2.3.3 循环码  22-23
    2.3.4 BCH码  23-25
  2.3 RS码编码算法  25-26
第三章 QR码编码系统的设计与实现  26-33
  3.1 需求分析  26
  3.2 系统设计  26-32
    3.2.1 开发及运行环境  26
    3.2.2 图形结构  26-28
    3.2.3 编码流程  28-30
    3.2.4 模块结构  30-31
    3.2.5 函数说明  31-32
  3.3 界面及使用流程  32-33
第四章 QR码识别的图像处理  33-45
  4.1 图像处理概述  33-34
  4.2 图像的灰度化  34-35
  4.3 图像的二值化  35-40
    4.3.1 图像的直方图  35
    4.3.2 图像的二值化技术  35-39
    4.3.3 二值化阈值的算法  39-40
  4.4 图像裁剪  40
  4.5 将倾斜图像旋转至水平  40-43
    4.5.1 哈夫变换  40-41
    4.5.2 投影与图像旋转  41-43
  4.6 图像的中值滤波  43-45
第五章 QR码的译码  45-53
  5.1 RS码纠错译码算法  45-50
    5.1.1 RS纠错译码算法原理  45-49
    5.1.2 RS译码算法  49-50
  5.2 BCH译码流程  50-51
  5.3 QR CODE的译码流程  51-53
第六章二维条码手机识别系统设计  53-70
  6.1 需求分析  53-55
    6.1.1 QR码手机应用简介  53
    6.1.2 手机识别条码原理  53-55
    6.1.3 识别系统功能简介  55
  6.2 J2ME技术分析  55-60
    6.2.1 J2ME简介  55
    6.2.2 J2ME体系架构  55-57
    6.2.3 J2ME兼容性  57-58
    6.2.4 J2ME开发流程  58
    6.2.5 J2ME捕获摄像头  58-60
  6.3 开发与运行环境  60-61
  6.4 系统设计  61-63
    6.4.1 系统流程  61-62
    6.4.2 模块调用关系  62-63
  6.5 模块详细设计  63-68
    6.5.1 图像捕获模块  63-64
    6.5.2 图像处理模块  64-67
    6.5.3 解码器模块  67-68
  6.6 测试结果  68-69
  6.7 结论与展望  69-70
参考文献  70-72
致谢  72-73
作者攻读学位期间发表的学术论文目录  73

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