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二维码感知识别技术的研究

作　者: 周娣
导　师: 孙涛
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 自动识别技术图像预处理 RS译码快速傅里叶变换 BM迭代算法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

针对目前迅速发展的自动识别技术，二维码作为此技术最底层的信息存储载体之一，承载着它自己的优势（低成本、高存储密度、超高速识读、较强的纠错能力等），将在信息识别领域发挥着重要作用。本文针对于二维码识别的译码技术，通过深入研究其存在的不足及缺点，对其核心RS译码算法进行优化改进，改善其性能。二维码的核心技术包括二维码图像预处理技术，编解码算法及纠错控制技术，加密技术等。本文首先探讨了二维码图像的预处理技术，并且提出了针对于二维码图像进行处理的最佳匹配算法，包括滤波去噪、边缘检测、定位矫正等内容，每步算法都有发挥最优性能的使用条件，同时对其进行了结果分析。其次本文重点研究了二维码识别技术中的RS纠错理论算法，在分析了传统的求解错误位置多项式BM迭代算法的基础上，提出了利用快速傅里叶变换进行计算，避免求解联立方程组和评估多项式的一种简化算法。此改进的BM算法简化了求解方程组的迭代过程，使译码性能更加优化，大大降低了译码的复杂度，同时通过软件仿真进行验证，对其译码时间进行了分析，并与目前存在的几种译码算法进行了比较。结果证明了此算法能够提高译码速率，很大程度上减少译码时间。因此，基于FT变换的BM迭代算法是一种有效的优化算法。本文还提出将基于此改进BM算法的RS译码技术应用于我国的汉信码识别中，并通过仿真观察其性能优势，但是其结果有待于进一步的研究。最后针对我国目前的二维码技术的应用水平，提出了二维码识别技术在矿井人机定位系统、医疗卫生等领域的应用理念。虽然其在某些行业有了初步应用，但在其他行业领域的应用探索还处于孕育阶段，需要更加成熟的二维码核心技术的支持。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第1章绪论  10-14
  1.1 二维码技术研究现状  10-11
  1.2 本课题的主要研究内容  11-12
  1.3 本课题的研究意义  12-14
第2章二维码识别技术中的图像预处理技术  14-32
  2.1 二维码技术概述  14-20
    2.1.1 二维码技术的发展  14-15
    2.1.2 二维码简介  15-16
    2.1.3 常用二维码介绍  16-20
    2.1.4 二维码与 RFID 技术比较  20
    2.1.5 二维码的识读  20
  2.2 二维码图像预处理技术  20-29
    2.2.1 二维码灰度图像的二值化处理  21-22
    2.2.2 二维码图像的降噪实现  22-25
    2.2.3 二维码数字图像的边缘检测  25-28
    2.2.4 二维码图像的畸变矫正  28-29
  2.3 本章小结  29-32
第3章二维码识别技术中的 Reed-Solomon 纠错算法  32-48
  3.1 近世代数基础  32-35
    3.1.1 基本概念  32-33
    3.1.2 线性分组码  33-34
    3.1.3 BCH 循环码  34-35
  3.2 RS 码的编码  35-39
    3.2.1 RS 码的编码算法  35-36
    3.2.2 RS 码的编码电路  36-39
    3.2.3 RS 编码的软件实现  39
  3.3 RS 码的纠错译码  39-47
    3.3.1 基于 BM 迭代算法的 RS 译码  40-45
    3.3.2 BM 迭代算法的电路实现  45-46
    3.3.3 译码软件实现  46-47
  3.4 本章小结  47-48
第4章 RS 译码的改进算法及仿真结果分析  48-62
  4.1 RS 译码算法的比较  48-51
    4.1.1 PGZ 算法  48-49
    4.1.2 欧几里德（Euclidean）算法  49-51
    4.1.3 算法比较分析  51
  4.2 改进的高速 BM 算法  51-60
    4.2.1 Lin-Chen-Trunog(LCT)算法  52-54
    4.2.2 改进的高速 BM 算法  54-58
    4.2.3 仿真结果分析  58-60
  4.3 高速 BM 算法的电路实现  60
  4.4 本章小结  60-62
第5章 RS 译码算法在汉信码中的应用分析  62-68
  5.1 汉信码介绍  62
  5.2 汉信码的译码  62-64
    5.2.1 汉信码的识别流程  62-64
  5.3 RS 纠错译码的仿真及性能分析  64-67
    5.3.1 汉信码的 RS 纠错译码  64-66
    5.3.2 RS 码的 MATLAB 仿真实现  66-67
  5.4 本章小结  67-68
第6章二维码感知识别技术的应用分析  68-72
  6.1 二维码在人机定位系统中的应用  68-70
    6.1.1 人机定位系统的构建  68-69
    6.1.2 定位系统的软件界面  69-70
  6.2 二维码在医疗卫生领域的应用  70
  6.3 本章小结  70-72
第7章总结与展望  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-80
在学期间主要科研成果  80
  一、发表学术论文  80

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