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1、上海交通大学硕士学位论文二维条码的编解码及系统实现姓名：万菁申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：施鹏飞20070101V二维条码的编解码及系统实现二维条码的编解码及系统实现 C摘 要摘 要C 随着信息科学技术的发展，自动识别技术得到了广泛的应用，大大提高了各行业的生产工作效率。条码识别是以计算机图像处理、模式识别、光电技术和通信技术为基础的综合性技术，是信息数据自动输入、识别的重要方法，已经成为当今主要的自动识别技术之一。 H条码H可分为一维H条码H (One Dimensional Bar Code) 和二维条码(Two Dimensional Bar Code)两大类。 一
2、维条码受到容量的限制， 仅能标识商品，而不能描述商品。二维条码解决了一维条码面临的容量问题，具有信息量大、可靠性高、保密防伪等优点，并可以用来表示多种语言文字、图象数据等信息。与其他自动识别技术如磁卡技术、射频技术、光学字符识别技术相比，二维条码也具有抗干扰，识别速度快，成本低廉等优势。随着我国市场经济的不断完善和信息技术的迅速发展，国内对二维条码这一新技术的需求与日俱增。 本文在研究二维条码的码制标准的基础上，设计并实现了 Data Matrix 和 QR Code 两种二维条码的编解码系统，提出了针对不同二维条码的图像识别方法。 （1）在编码方面，主要研究多种格式数据的压缩编码算法，提出最
3、VI优编码算法。 （2）在解码方面，主要研究不同格式数据的解码和 Reed-Solomon纠错算法在二维条码中的应用。 （3）在条码图像识别方面，研究如何克服图像采集中的误差和条码流通中的受损以及在复杂背景下，准确、高速的识别不同种类的条码。运用图像校正、二值化、去噪、边缘检测、Hough 变换、图像旋转等多种图像处理方法实现条码图像的预处理、条码定位、条码分割和数据提取。 （4） 在实现方面，通过 VC6.0 开发平台编写 DataMatrix、QRCode 两种二维条码的生成、识别和解码软件，并在用户和软件交互功能方面进行改进，从而改善了条码软件的操作性，提高了条码方案的通用性。 TC关键
4、词：关键词：CTT二维条码，QR Code，DataMatrix，Reed-Solomon， T RS纠错，条码识别T VIIENCODING AND DECODING SYSTEM OF TWO-DIMENSIONAL BAR CODE AND ITS REALIZATION ABSTRACT With the development of information technologies, automatic recognition technologies have been widely used in various applications, and greatly improve
5、 work efficiency of industries. The bar code recognition technology, which is based on computer technologies, pattern recognition, image processing, photo-electricity technologies and communication technologies, is an important approach to automatic input and recognition. It now becomes one of the m
6、ain computer automatic recognition technologies. The bar code can be categorized into two classes. One class is the one-dimensional bar code, and the other class is the two-dimensional bar code. The one-dimensional bar code is limited by its capacity, and thus it can only identify merchandises and c
7、annot describe merchandises. In contrast, the two-dimensional bar code solves the capacity problem. It has many advantages, such as large information capacity, good reliability, secrecy and anti-counterfeit. Besides, it can also be used to express text and image information. Compared with other auto
8、matic recognition technologies, such as VIIIthe magnetic card technology, the radio frequency (RF) technology and the optical character recognition technology, the two-dimensional bar code technology also has advantages in anti-interference ability, fast recognition speed, and low cost. Therefore, w
9、ith the improvement of Chinese market economy and development of information technologies, the demand for the two-dimensional bar code technology is increasing. Based on the research on international symbology specification of two-dimensional bar codes, the thesis designs and realizes the Data Matri
10、x and the QR Code encoding and decoding systems of two-dimensional bar codes, and proposes image recognition methods for two-dimensional bar codes. (1) In the aspect of encoding, the thesis researches on compress encoding algorithms for data with a few of formats, and proposes an optimal compress en
11、coding algorithm. (2) In the aspect of decoding, the thesis researches on decoding algorithms for data with a number of formats, and researches on the application of the Reed-Solomon Error Correction Algorithm to two-dimensional bar codes. (3) In the aspect of bar code image recognition, the thesis
12、researches on how to overcome the errors in bar code image sampling and the image destruction in bar code circulation, and how to accurately and quickly IXrecognize all kinds of bar codes. The thesis uses image correction, image binarization, image denoising, edge detection, Hough transform, and ima
13、ge rotation etc. to complete the preprocessing, localization, segmentation and data extraction of bar codes. (4) In the aspect of software realization, based on VC+6.0 a software for generating, recognizing and decoding the DataMatrix and QRCode two-dimensional bar codes is developed. The user-softw
14、are interface is further improved, and thus the software can be easily operated and the general adaptability of bar code scheme is enhanced. KEY WORDS: Two-dimensional bar code, QR code, DataMatrix, Reed-Solomon, RS error correction, Bar code recognition III上海交通大学 学位论文原创性声明 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所
15、呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：万菁 日期： 2007 年 1 月 30 日 IV上海交通大学 学位论文版权使用授权书 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内
16、容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名：万菁 指导教师签名：施鹏飞 日期： 2007 年 1 月 30 日 日期：2007 年 1 月 30 日 上海交通大学硕士学位论文 13第一章第一章 绪论绪论 11 概述 11 概述 条形码是由美国的NTWoodland在 1949 年首先提出的，在十九世纪五十年代开始得到了应用， 出现了商品标识一维条码P1P。 条码是由不同宽度的浅色和深色的条组成的图形，代表数字、字母或标点符号。条码是一种十分有效的识别工具，它提供准确及时的信息支持不同的管理系统，节省开支并改进业务操作。自出现以来，条码受到各领域的广泛关注和应用，如交通运输业、商业贸易、生产制造业、医疗卫生、仓储业。 目前使用频率较高的几种一维条码码制是:EAN, UPC, 三九
