基于移动终端彩色二维条码编解码算法研究与应用

摘要

本文通过研究国内外现有的黑白二维条码标准，设计彩色二维条码的编解码规则。剖析移动端主流操作系统Symbian OS体系结构及应用程序的开发。在此基础上，完成并实现移动端彩色二维条码识读系统。
　　 通过读取彩信或调用移动端内置的摄像头获取初始彩色二维条码图像。首先将原图保存，其次将其转成黑白图像，然后分割出条码区域，利用改进凸包算法精确定位条码顶点，接着结合原图使用空间映射进行样式校正，最后通过对样式校正完毕的图像进行偏色处理来得到最终可解码的图像。通过编码逆规则，将其信息解出，并在移动端显示。
　　 在彩色二维条码编解码规则方面，为提高条码的信息压缩比，设计实现多种编码模式，其中汉字库容量已能覆盖所有汉字，并按汉字使用频率进行分组，使出现较频繁的汉字的编码长度较短等方法来提高对汉字的压缩比。同时为适应移动端处理器速度和容量的限制。对耗时最长的条码定位过程进行详细研究，提出一种改进的凸包算法，主要是通过不同的采样方法及使用夹角来构建凸包点集来降低处理器需要的运算量，提高设备处理速度，并在文中对该算法时间性能进行了分析。
　　 在选择插值算法上，针对条码特点，使用统计模块像素点法与最近邻插值方法相结合来代替双线性插值，避免较多的浮点运算所消耗的时间。针对彩色二维条码特有的偏色问题，通过引入颜色参考板，提出自适应的对彩色二维条码偏色的纠正方法。
　　 本文完成彩色条码编解码设计后，在Series60平台上完成移动端彩色二维条码识读系统。在真机上的实验表明该系统具有较高的彩色二维条码识别率，能够满足移动端实时应用如：解码得出网址，调用移动端浏览器直接浏览该网站等功能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.2研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3研究目标及主要内容

1.4论文的组织与安排

第2章二维条码概述

2.1 Data Matrix码基本结构

2.2 QR条码基本结构

2.3 Reed-Solomon算法

2.3.1纠错码的计算

2.3.2纠错码分块计算

2.4移动端条码应用

2.5本章小结

第3章Symbian操作系统及开发平台概述

3.1 Series 60 3rd平台

3.2 Series 60 3rd图像采集

3.3 Series 60 3rd图像处理

3.4开发平台Carbide c++

3.5本章小结

第4章彩色二维条码的编码设计和实现

4.1彩色二维条码原理

4.1.1信息容量

4.1.2条码结构

4.1.2颜色值选取

4.2数据编码模式

4.2.1汉字库编码模式

4.2.2数字编码模式

4.2.3连续ASCII编码模式

4.2.4单个ASCII编码模式

4.3符号化过程

4.4编码流程

4.5编码结果对比图

4.6本章小结

第5章移动端彩色条码图像预处理及快速定位

5.1移动端彩色条码背景分离

5.2移动端彩色条码快速定位

5.2.1 PC端常见定位算法

5.2.2移动端常用的定位算法

5.2.3本文采用的定位算法

5.2.4算法效率分析及时间

5.3移动端彩色二维条码预处理

5.3.1倾斜、变形校正

5.3.2实际拍摄彩码图像偏色处理

5.4本章小结

第6章基于移动终端的彩色二维条码识读系统实现

6.1移动端彩色二维条码解码

6.1.1颜色信息转成数据位流

6.1.2数据信息进行解码

6.2部署到手机

6.3实验结果图

第7章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果