基于嵌入式图像采集处理的QR码识别系统的研究

论文摘要

在我国经济迅速发展的同时,信息化领域的技术也在进行着更新换代。在自动识别技术中占据重要地位的条码识别也正在进行着从一维码识别到二维码识别的过度。二维码正在广泛应用于各行各业,而其中的QR码具有异于一般二维码的优势,并能够实现超高速、全方位识读和有效支持中国汉字,这使得QR码在我国拥有很好的应用前景。随着二维码应用领域的不断扩大,识别设备也逐渐呈现出微型化、智能化和网络化的趋势。二维码的有效快速识别已成为当前研究的一个重要领域,因此基于嵌入式图像采集处理的QR码识别系统的研究有着很重要的现实意义。本文主要研究内容是基于嵌入式系统的QR码识别技术,具体如下:1、设计了基于FPGA和DSP为主要芯片的嵌入式图像处理系统方案,完成了硬件电路板的设计、加工与调试工作。2、完成了底层软件的驱动与接口程序,包括基于FPGA的CMOS驱动和数据采集软件、RS232串口通信接口软件等。3、制定了图像预处理再译码的软件设计流程,并在DSP芯片中完成了这部分软件的设计。图像预处理包括图片的滤波、二值化、边缘提取、Hough变换和图像校正五部分,旨在方便后续的译码,提高译码的正确率。译码是编码的逆过程,译码部分的软件设计是在编码理论的基础上进行的。4、设计了相机框架,选择了镜头,搭建了实验平台,进行了图像采集和译码实验。实验结果表明,系统能正确进行图像采集和译码,达到了良好效果。在文章的最后对本系统设计进行了评定,并提出了可行的系统改进措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 二维码简介
• 1.2.1 二维码简介
• 1.2.2 二维码应用现状
• 1.3 基于嵌入式平台的二维码识读器的研究现状
• 1.4 QR 码简介
• 1.4.1 QR 码的结构
• 1.4.2 QR 码的特点
• 1.5 课题研究目的及意义
• 1.6 本课题的研究内容
• 第二章 二维码识别系统方案设计
• 2.1 系统整体方案设计
• 2.2 系统主要芯片选型
• 2.2.1 图像传感器选型
• 2.2.2 核心处理器DSP 选型
• 2.2.3 FPGA 选型
• 2.3 本章小结
• 第三章 二维码图像识别的硬件设计
• 3.1 系统硬件框架介绍
• 3.2 系统模块设计
• 3.2.1 图像采集模块设计
• 3.2.2 图像存储处理模块
• 3.2.3 FPGA 的设计
• 3.2.4 引导程序加载模块
• 3.3 本章小结
• 第四章 QR 码识别中的图像处理应用
• 4.1 QR 码编码规则简介
• 4.1.1 数字模式
• 4.1.2 字母数字模式
• 4.1.3 八位字节模式
• 4.1.4 中国汉字模式
• 4.1.5 混合模式
• 4.1.6 终止符
• 4.1.7 数据编码的位流结构
• 4.1.8 位流到码字的转换
• 4.2 图像预处理流程
• 4.2.1 中值滤波
• 4.2.2 二值化
• 4.2.3 边缘检测
• 4.2.4 Hough 变换
• 4.2.5 图像纠正
• 4.3 译码
• 4.3.1 QR 码图形定位
• 4.3.2 绘制采样网格
• 4.3.3 读取格式信息
• 4.3.4 读取版本信息
• 4.3.5 读取数据位流
• 4.3.6 不同模式位流译码
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统实验
• 5.1 机械结构设计
• 5.2 译码实验数据
• 5.3 系统评估
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢