二维条码QR Code纠错算法的研究与实现

摘要

条码技术是以计算机技术、光电传感技术和通信技术为基础发展起来的一项自动识别技术，现在已经成为信息数据自动输入、识别的重要方法和手段。二维条码QR Code(快速响应矩阵码)具有超高速识读、全方位识读、更有效地表示汉字、信息存储量大、纠错能力强等特点。因此，QR Code在国民经济的各个领域应用特别广泛，在我国具有广阔的发展前景。 QR Code编码和译码技术的核心之一是QR Code的纠删纠错算法，从而保证识别出的码字数据完整、正确。本文着重分析了QR Code编译码技术的理论基础，重点研究了QR Code纠删纠错算法，完成了纠删纠错算法的程序设计的方法和核心代码，具体介绍了本课题完成的QR Code纠删纠错算法的纠错效果和实验结果。经过测试，本课题完成的QR Code纠删纠错译码器能成功地纠正QR Code的40个版本的全部纠错等级，最多能恢复33.33％的数据。 QR Code译码产品多是用硬件实现的专用译码设备，在普通计算机上用Visual C++实现QR Code纠删纠错功能，具有成本低廉和通用性强的优点。本课题实现的QR Code纠删纠错功能能将纠删纠错的中间结果和参数显示出来，能清晰地反映出纠删纠错过程。通过修正纠错算法，纠错器不仅能纠正错误(替代错误)还能纠正删除(拒读错误)，具有良好的纠删纠错特性和实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1条码技术概述

1.2二维条码技术简介

1.2.1二维条码简介

1.2.2二维条码的技术特点

1.2.3二维条码的分类

1.3快速响应矩阵码QR Code概述

1.3.1 QR Code的构成

1.3.2 QR Code的技术特点

1.3.3 QR Code的纠错能力

1.3.4 QR Code技术在我国的研究现状

1.3.5 QR Code的应用前景

1.4研究内容和课题意义

第2章纠删纠错理论基础

2.1差错控制编译码技术

2.1.1差错控制技术原理

2.1.2差错控制系统分类

2.1.3纠错码的分类

2.1.4信道错误和错误图样

2.2线性分组码

2.2.1码的校验矩阵和生成矩阵

2.2.2伴随算子

2.3多项式环与有限域

2.4有限域元素的运算

2.5循环码

2.6 BCH码

2.6.1 BCH码的描述

2.6.2 BCH码的一般纠错方法

第3章Reed-Solomon码代数纠错算法

3.1 Reed-Solomon码编码算法

3.1.1 Reed-Solomon码时域编码算法

3.1.2 Reed-Solomon码频域编码算法

3.2 Reed-Solomon码的迭代纠错算法

3.3 Reed-Solomon码的纠删纠错算法

第4章二维条码QR Code纠删纠错算法

4.1二维条码QR Code纠删纠错原理

4.2二维条码QR Code纠删纠错流程

4.3伴随矩阵和修正伴随矩阵的计算算法

4.4错误多项式位置的计算算法

4.4.1 Peterson算法

4.4.2 Euclid算法

4.4.3 Berlekamp-Messay迭代算法

4.4.4纠错算法的分析和选择

4.5错误位置的计算算法

4.6错误幅值的计算算法

第5章二维条码QR Code纠删纠错算法的程序设计

5.1构造伽罗华域(Galois)的程序设计

5.2构造纠错码词生成多项式的程序设计

5.3 QR Code编码的程序设计

5.4计算伴随算子和修正伴随算子的程序设计

5.5构造删错位置多项式的程序设计

5.5.1构造错误位置多项式的程序设计

5.5.2构造删除位置多项式的程序设计

5.5.3构造总的删错位置多项式的程序设计

5.6计算错误位置的程序设计

5.7计算错误值的程序设计

第6章二维条码QR Code纠删纠错算法的实现

6.1伽罗华域元素构造的实现

6.2读取信息与编码

6.3纠删纠错过程

第7章结论与展望

7.1结论

7.2课题总结

7.3课题展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果