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1、中南大学 硕士学位论文 QR码识别方法研究姓名：黄婷婷 申请学位级别：硕士 专业：控制科学与工程 指导教师：唐琎 20080515摘要在我国，二维码已经广泛应用于各种行业，用普通的摄入设备拍 摄二维码将其识别出来是二维码应用的一个重要的发展方向。本文介 绍了二维码的编码规则，论述了二维码的解码过程，提出了一个基于 手机拍摄方式的考生身份认证系统的QR码应用方案，针对摄像头拍 摄的QR码图像，对比和研究了己有的图像处理方式识别条码的方法。 己有的方法是利用Hough变换与边缘检测把条码图像从原始图 像中分割出来，用Flourier滤波变换自适应地选取阈值去除噪声导致 的无效边界，从而得到条码的基
2、本模块，但对散焦模糊图像的检测效 果不是很好，Flourier变换滤波的复杂度高且不能通用。本文通过灰 度化、中值滤波、二值化、图像定位、旋转、分割、译码来完成识别。 其中主要创新在于改进了中值滤波算法降低了噪声，以及在Hough 变换前，划水平和竖直方向的直线，用直线探测点来减少运算量。在中值滤波中，本文结合极值中值滤波与自适应中值滤波的优 点，改进了自适应中值滤波方法。主要思想是：将信号分为信号点和 可疑噪声点进行二次处理，降低将某些信号误判为噪声的可能。对于 低密度区和高密度区噪声区别处理，缓和了保护细节和滤噪的矛盾。 对图像中的可疑噪声点采用二次检测窗口再次检测，提高了噪声 检测的准确
3、性，且不会对运算速度造成大的影响。对在第1层的滤窗 中能找到中值，且在第2层中已被二次检测确定为噪声的像素点，采 取8个典型纹理子窗口的窗口，根据滤窗内图像的纹理走向进行滤 波。对在滤窗内可以找到中值的低密度噪声区的噪声点，可充分考虑 其局部细节特征进行中值滤波。对于在第1层中滤窗尺寸取到最大时 仍没有找到中值的高密度噪声区的像素点，如果在经典的自适应滤波 算法的第2层的判定中被认定为可疑噪声点，则采用二次检测窗口对 该点进行进一步检测。如果二次检测被判定为信号点则原灰度值输 出，如果仍旧判定为噪声点则选择窗口内几个特定方向上像素的灰度 值排序后的各中值的加权求和运算值输出。在Hough前增加
4、一个处理步骤，在图像的竖直方向过所有像素 列划直线，记录下每条直线遇到的第一个点，舍弃其他点，接下来的 Hough变换就可以只对这些点做处理了，大大地减少了运算量。关键词二维条码，条码识别，中值滤波，Hough变换ABSTRACTIn our country two-dimensional Bar Code has been widely used in many industry. To shoot two-dimensional Bar Code with universal shooting equipment and recognize it is one of the importa
5、nt trend on two-dimensional Bar Codes development.In the article coding and decoding QR Code is discussed. Aiming at blurry QR code image which is captured by camera, a application scheme of examinee identity authentication using QR Code is put forward.conventional two-dimensional Bar Codes recognit
6、ion with image technology is contrasted and researched.Conventional method departs code image from originally captured image using Hough transform and edge examination, adaptively chooses threshold to wipe off inefficative borderline caused by noise using Flourier transform, to get basic module of c
7、ode, but its inspect efficiency to defocused image is not stable, and the complexity of Flourier transform is somewhat high. The article uses median filtering, binarization, image orientation，image rotation, image partition and decoding to get recognition. Major innovation is improving median filter
8、ing to decrease noise and choosing dots with beeline before Hough transform.In frondose median filtering method, the article combines the excellence of extremum median filtering and self-adaptive median filtering, to improve on classical self-adaptive median filtering. Major antilogy is: departing a
9、ll pels into doubtful noise and signal to dispose secondly for decreasing miscarriage of justice, and disposing differently on low-density area and high-density area to relax the conflict of protecting detail and filtering noise.iiChecking doubtful pels secondly with second checking-window improves
10、veracity of noise-detect, and wont cause too much affect to calculating speed. The pels which can be found median in layer one and is detected as noise, are filtered according to texture tend using eight representative texture child-window. The pels which can be found median in low-density area can
11、be filtered considering local detail. The pels in high-density area which still cant be found median in layer one when the window size is max, are detected secondly if they are judged as noise in layer two. If they are judged as signal then they are output, if they are still judged as noise then the
12、ir curve imitate join are output.One step is added before Hough transform, that is drawing line in horizontal and vertical direction, noting the first pel every line meets, abandoning others. Latter Hough transform can be disposed only to those pels, the calculating quantity is much reduced.KEY WORD
13、S： two-dimensional Bar Code, Bar Code recognition， median filtering, Hough transform原创牲声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。KV IFsy作者签名：” 日期：年5月3日学隹论文版杈使用提杈书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校
14、 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库, 并通过网络向社会公众提供信息服务。 0作者签名:导师签名日期：地年月/T日第一章绪论1.1课题背景人们通常所看到的印刷在商品包装上的条码是一维条码，它广泛应用于多种 领域，极大地提高了数据采集和信息处理的速度。因仅在横向上表示数据，纵向 上没有信息，密度较低，故仅能够标识物品而不能描述物品。要知道产品的有关 信息，必须通过识读条码而进入数据库。这就要
15、求人们必须事先建立以条码所表 示的代码为索引字段的数据库，在没有数据库和不能联网的地方应用受到限制。 另外，要用一维条码表示汉字信息几乎是不可能的，这在有些应用汉字的场合， 显得十分不方便，而且效率很低。为了弥补一维码的不足，80年代末二维条码 应运而生，由于具有高密度、大容量、纠错能力强等特点，拓宽了条码的应用领QR码是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵二维码符号，它 除具有一维条码及其它二维条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及 图像多种文字信息、保密防伪性强等优点外，还具有超高速、全方位识别等特点， 并且QR码具有对汉字信息进行独特优化处理的功能，非常适合汉字国家
16、的市场 应用，因此在我国有巨大的市场潜力2。.二维条码的使用，将对我国经济发展起到巨大的促进作用。但是我国二维条 形码的研究工作起步较晚，绝大多数的二维码是由国外进行研制的，虽然很多的 二维条码己经成为国际或国内的标准，但是对各种二维条码识别的关键技术仍然 由国外公司掌握，阻碍了我国二维条码技术的推广和应用，因此研究二维条形码 的识别，显得尤为必要。1.2 二维条码的起源和发展一维条码是由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的，表示一定信息的 标识。其中，条为深色，空为浅色，用于条码识读设备的扫描识读；对应字符由 一组阿拉伯数字组成，供人直接识读，如图1-1所示的ISBN维条码，这组条、 空和相应得字符所表示的信息是一致的4。它自70年代初问世以来，由于其快 速、准确、成本低、可靠性高等优点，很快受到了人们的青睐，发展十分迅速， 仅仅二十多年的时间，它已广泛应用于商业流通、仓储、图书情报、邮政、铁路、 交通运输、生
