1. 研究目的与意义（文献综述）

1目的及意义

随着移动互联网、智能手机、平板电脑的普及和各种移动终端的开发，人们越来越习惯于使用手持移动终端获取信息、交友聊天与支付消费。其中二维码作为便捷，实用的移动信息载体深受人们喜爱，手机扫码成为了时尚的生活方式。

二维码(2-dimensional bar code)是指用特定的几何图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形，用来记录数据符号信息，它利用计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何图形来表示文字数据信息，并通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。它具有储存容量大、可靠性高、保密防伪性强、成本低等优点，可以用来储存多国文字，数据文件、图像等信息。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

随着二维码的广泛应用和安卓手机的进一步普及，通过Android平台下的摄像和绘图功能，利用二维码的编码和解码原理，通过Android手机对二维码的数据进行解析和编码，实现对二维码识别和生成的系统。

本课题的主要内容分为以下两部分：

1）二维码的生成：应用Android的绘图功能，对二维码进行绘制。

2）二维码的识别：调用系统的摄像头进行识别，完成摄像头的对焦，回传图像信息，图像信息识别等步骤。

2.2技术方案：

2.2.1 QR码概述

QRCode二维码是1994年由日本Denso－Wave公司发明研制的一种二维码，属于矩阵式二维码。Quick Response的缩写即为QR，即快速响应的意思。它具有许多优秀的特点：容量大、超高速识读、可以纠错、具有防伪加密性能；而且对汉字具有优秀的表示方式。

2.2.2 QR二维码编码流程

QR二维码编码流程如图2-1所示

开始

数据分析

纠错编码

数据编码

构造最终信息

在矩阵中布置功能图形

放置格式版本信息

二维码符号生成

掩膜

结束

图2-1 QR码编码流程

QR码编码流程大致可分为以下几步：

（1）分析数据，确认需要编码的数据类型，参考编码模式的分类：NC（数字模式），AC（字母数字模式），中国汉字模式等来进行下一步的编码。

（2）数据编码。从第一步得到数据模式从而进行数据转换，然后把数据字符转换为位流。

（3）纠错编码。将第二步产生的码字序列分块，并且按块生成纠错码字，然后根据QRCode编码的标准，放入数据和纠错码字，如有必要可加上剩余位。

（4）构造矩阵。把位置探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块一起放到矩阵当中。

（5）掩膜处理。对编码区域进行掩膜处理，选择其中使黑白模块的比例最优的结果，最后再填充格式和版本信息。

2.2.3 Android平台的QR码识别系统

本设计环境选择了Android移动客户端，Android是一个开源平台，这对进行设计是很好的选择。

识别成功

图像获取成功

本设计主要分为图像釆集模块和QR识别译码模块：首先通过程序调用手机摄像头进行拍摄，然后将图像传递给程序入口进行一系列的图像预处理，再经过对位置探测图形和定位图形的分析以及后续的纠错、去掩膜、重组等步骤，最终得出解码结果。整个软件的运行流程如图2-2所示。

Y

开始

调用摄像头驱动程序

摄像头拍摄开始

N

结束

获取一帧图像

Y

QR码识别

N

图2-2识别系统运行流程图

启动二维码识别程序，调用系统底层摄像头驱动程序，该驱动程序由Android系统底层驱动包提供，摄像头进行二维码图片的获取。

系统每隔一定时间从摄像头采集一帧图像进行处理，经过灰度化，中值滤波、图像二值化，定位和旋转矫正等处理流程后输出图像釆集矩阵。

若能成功定位条码将会进入下一步，解码流程，否则系统将会继续读取图像中帧。

解码模块算法将会对数据进行ＱＲ解码。得出原始编码版本和纠错等级，对数据进行纠错解码及解出原始信息数据，完成整个解码过程并把这些解码结果界面上显示。

识别完成后，关闭摄像头程序。

3. 研究计划与安排

第01周～第03周 查阅相关文献资料，提交开题报告并完成英文翻译；

第04周～第06周 系统结构设计、界面设计；

第07周～第09周 应用andorid的绘图功能，进行二维码绘制；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 郭敏.基于android的二维码生成与识别研究及软件实现.广西师范大学，2015

[2] 马鸣，李海波. 基于android的二维码生成与识别系统的设计与实现.电脑知识与技术，2012

[3] 付峥.智能手机二维码识别系统设计与实现.电子科技大学，2011