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二维QR码识别算法研究及在智能手机上的应用

作　者: 袁人杰
导　师: 茅耀斌
学　校: 南京理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 二维QR码 Gabor滤波器条码检测条码识别 Windows Mobile
分类号: TN929.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 90次
引　用: 1次
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内容摘要

二维QR码的识别技术是图像处理领域研究的一个热门课题。二维QR码具有信息容量大、可快速方便识别等优点,并已经开始广泛地应用于工业和商业领域,因此对二维QR码识别算法的研究具有重大意义。本文主要分析和研究了二维QR码识别技术,包括二维QR码的原理、基于Gabor滤波器的条码检测算法、二维QR码的检测与定位算法以及条码识别系统在智能手机上的应用。二维QR码的原理主要是研究二维QR码的结构、编解码规则和解码流程。基于Gabor滤波器的条码检测算法,主要内容是用不同尺度、不同方向的Gabor滤波器对图像进行滤波并提取特征,再对像素点进行归类以提取条码区域。本文首先以一维条码为例子,研究了基于Gabor滤波器的条码检测算法,随后深入研究了基于Gabor滤波器的二维QR码的定位算法。实验结果表明,针对特定背景下的二维QR码,Gabor滤波器能够很好的检测到二维QR码。针对光照不均、背景复杂的二维QR码图像,本文研究了一种基于像素点搜索QR码顶角的定位算法。首先确定QR码中的寻像图像,根据寻像图像的位置确定一个包含QR码的局部区域,再对QR码的边缘进行精确定位。实验结果表明,该算法原理简单,检测率高。在此基础上,本文又实现了一个二维QR码检测与解码程序,该程序在Windows XP平台下运行。本文最后介绍了二维QR码识别技术在智能手机平台Windows Mobile系统上的移植,包括Windows Mobile平台介绍,基于DirectShow的视频预览、拍照平台介绍和Windows Mobile平台上二维QR码识别算法的实现。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 二维QR码识别方法研究的目的和应用前景  8-9
  1.2 二维QR码识别方法的研究现状  9-12
  1.3 本文的主要研究工作和内容安排  12-14
2 二维QR码的结构和编码简介  14-26
  2.1 二维QR码简介  14-15
    2.1.1 二维QR码的原理简介  14
    2.1.2 二维QR码的特征与优点  14-15
  2.2 二维QR码的结构简介  15-18
    2.2.1 寻像图形  15-16
    2.2.2 分隔符  16
    2.2.3 定位图形  16
    2.2.4 校正图形  16
    3.2.5 格式信息  16-17
    2.2.6 版本信息  17-18
    2.2.7 编码区域与空白区  18
  2.3 二维QR码的编码解码规则  18-25
    2.3.1 二维QR码编码流程  18-22
    2.3.2 二维QR码解码及程序实现  22-25
  2.4 本章小结  25-26
3 基于Gabor滤波器的条码检测  26-44
  3.1 Gabor滤波器原理与实现  26-28
    3.1.1 Gabor滤波器的原理  26-27
    3.1.2 Gabor滤波器的数字域实现  27-28
  3.2 基于Gabor滤波器的条码检测算法实现流程  28-29
    3.2.1 算法的基本思想  28
    3.2.2 像素标记法  28-29
  3.3 一维条码检测算法  29-35
    3.3.1 获取一维条码特征向量  29-31
    3.3.2 一维条形码区域的提取  31-32
    3.3.3 实验结果与分析  32-35
  3.4 二维QR码检测算法  35-42
    3.4.1 获取二维QR码特征向量  35-37
    3.4.2 二维QR码条码区域提取  37-39
    3.4.3 实验结果与分析  39-42
  3.5 本章小结  42-44
4 二维QR码的检测与定位  44-58
  4.1 算法的基本思想  44-45
  4.2 QR码的寻像图形位置检测  45-47
    4.2.1 寻找寻像图形  45-46
    4.2.2 确定三个寻像图形的位置  46-47
  4.3 QR码图形边界的确定  47-51
    4.3.1 图像涂抹  47-48
    4.3.2 图像边缘化  48-49
    4.3.3 寻找QR码的角  49-50
    4.3.4 确定QR码的四个角  50-51
  4.4 QR码的校正  51-55
    4.4.1 透视变换  51-53
    4.4.2 图像灰度级插补  53-54
    4.4.3 QR码清晰化  54-55
  4.5 实验结果与分析  55-56
  4.6 本章小结  56-58
5 二维QR码识别系统在智能手机上的应用  58-74
  5.1 图像预处理  58-66
    5.1.1 中值滤波  58
    5.1.2 图像二值化处理  58-66
  5.2 Windows Mobile平台介绍  66
    5.2.1 Windows Mobile简介  66
    5.2.2 Windows Mobile的嵌入式应用  66
  5.3 Windows Mobile平台下应用程序的开发  66-69
    5.3.1 Windows Mobile平台开发环境搭建  67
    5.3.2 DirectShow介绍  67-68
    5.3.3 Windows Mobile程序开发特性  68-69
  5.4 Windows Mobile平台下的算法实现  69-70
  5.5 实验的结果与分析  70-71
  5.6 本章小结  71-74
6 总结与展望  74-76
  6.1 本文工作总结  74
  6.2 工作展望  74-76
致谢  76-78
参考文献  78-81

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