论文总字数：23455字

摘 要

二维条码是用于对物品进行描述的一种手段，它是一种在信息技术迅速发展的情况下产生的一种识别技术，其中QR二维条码最为典型，它以其存储容量大，可靠性高，尺寸小等特点受到了全世界的广泛关注，也在我国普遍应用起来。然而如何将QR二维条码识别出来便成为了关键的一步。本设计主要根据QR二维条码的特性和符号结构，详细分析并采用图像处理方法识别同一QR码，同时能够将任意旋转的QR图像进行图像校正并识别。本文用的方法有首先是对图像进行灰度转化，然后采用中值滤波法对图像进行滤波，来尽量消除在图像采集过程中产生的噪声影响，之后运用Otsu 阈值算法进行二值化，再采用 Sobel 算子进行边缘检测，以及采用最邻近插值法进行插值运算，最后对两幅QR码图像进行比较识别判断是否为同一二维条码。经过本文实验表明，在曝光方面以及噪声等方面的问题上采用本文采用的算法能够很好的解决。在图像校正的问题上，在比较 Hough 变换以及 Radon变换的优缺点之后，本文采用Hough 变换，进行直线检测然后来确定倾斜角度，这种方法很大程度减少了运算量和并且也提高了结果的准确度。

关键词：QR码，条码识别，图像处理，中值滤波，Hough变换

Image recognition of QR code

Abstract

Two-dimensional bar code is used as a means to describe items. It is a kind of identification technology, which is produced under the condition of the rapid development of information technology. One of the most typical is QR two-dimensional bar code, which is also widely used in our country, with its large storage capacity, high reliability, small size and other characteristics has been widely concerned all over the world. However ,how to identify the QR two-dimensional code has become a key step. According to the characteristics and structure of QR two-dimensional bar code，the design particularly analyzes the QR two-dimensional code. The design uses image processing method to identify the same QR code,and any rotated image can be corrected and recognized at the same time. This article firstly uses the image gray transformation,then filters the image with the median filtering method to eliminate more noise effect in the process of the image acquisition,then binaizes the image with the Otsu algorithm of threshold value,and detects the edge with Sobel operator,and makes interpolation operation with the nearest interpolation method,and finally compares and recognizes the two images to determine whether they are the same two-dimensional bar code . The experiment in this artical shows that the algorithm proposed in this article can solve the problem of exposure and noise well.About the image crrection problem,after comparing the advantages and disadvantages of Hough transform and Radon transform,this article uses Hough transform to detect the line, and then to determine the tilt angle.This method greatly reduces the amount of computation and also improves the accuracy of the results.

KeyWords: QR code ; Bar code recognition ; Image process ; Median filter ; Hough transform

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 2

1.1 论文的研究背景及意义 2

1.2 论文的主要研究内容及其文章组织结构 2

第二章 QR二维条码介绍 4

2.1 二维条码介绍 4

2.1.1 二维条码产生的背景 4

2.1.2 二维条码的主要分类 5

2.1.3 二维条码在我国的发展及其应用 6

2.2 QR二维条码介绍 7

2.2.1 QR二维条码的主要特性 7

2.2.2 QR二维条码的符号特性 8

2.3 QR二维条码的研究现状及应用现状 12

2.3.1 QR二维条码的研究现状 12

2.3.2 QR二维条码的应用现状 13

2.4 本章小结 13

第三章 QR二维条码图像的图像预处理技术 14

3.1 QR码图像的选取 14

3.2 QR码图像的灰度化 15

3.3 QR码图像的中值滤波 16

3.4 QR码图像的二值化 18

3.4.1 阈值法分类 18

3.4.2 全局阈值法 19

3.4.3 局部阈值法 20

3.4.4 动态阈值法 21

3.5 QR码图像的定位 21

3.5.1 边缘检测 21

3.5.2 Hough变换 24

3.6 QR码图像的矫正 26

3.6.1 QR码图像的旋转 26

3.6.2 QR码图像的插值 27

3.7 本章小结 28

第四章 QR图像识别 29

4.1 QR码程序设计思想及流程图介绍 29

4.2 QR码识别程序介绍 30

4.2.1 程序中用到的程序 30

4.2.2 识别源程序展现 32

4.2.3 成果展现 32

4.3 本章小结 32

第五章 GUI界面设计 34

5.1 GUI界面设计概述 34

5.1.1 GUI的设计原则 34

5.1.2 GUI的设计步骤 35

5.2 GUI界面的建立 35

5.2.1 GUIDE的启动 35

5.2.2 创建GUI界面的常用工具 37

5.2.3 建立GUI界面 39

5.3 GUI界面的调试结果 41

5.4 本章小结 42

第六章 总结与展望 43

6.1 总结 43

6.2 展望 43

致谢 44

参考文献 48

第一章 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

随着互联网技术和信息技术的飞速发展，我们身处的世界已逐渐被信息化所包围^[1]，信息的传播和识别也成为当今人们讨论的重要话题。因此随着信息化时代的不断发展^[2]，为了提高工作效率^[3]，条码识别技术的应用在社会商品流通中越来越广泛。在各种商品包装上的条形码通常是一维条码。一维条码在许多领域得到了广泛应用，大大提高了数据采集的速度。但是一维条码只可以表示数据，不能代表信息密度高低的缺点使得它只能识别货物，不能详细描述物品，而且一些汉字信息想要用一维条码表示也是不大可能的，因此使用一维条码在某些场合就显得很不方便，效率也很低。为了弥补一维条码的这些不足，上世纪80年代末产生了另一种条码——二维条码，二维条码的优点有高密度^[4][5][6]，大容量等。二维条码拓宽了条码的应用领域，使得条码受到越来越多的应用。它除了可以用来购物，还可以用来代替入场券等等。为了更好的实现二维码的功能，适应快速发展的信息时代，图像识别技术越来越多的在二维码的识别中得到使用，如何识别出QR二维码成了关键的一步。究竟如何将QR二维码识别出来？在识别过程中运用什么方法更简洁，更迅速？这就是本次课程设计要研究的问题。本次设计主要根据QR二维码的各种特性和结构，详细分析并采用图像处理方法识别同一QR码，同时能够将任意旋转的QR图像进行图像校正并识别。

1.2 论文的主要研究内容及其文章组织结构

本文研究的主要内容是根据QR二维条码的各种结构和特性，详细分析并采用图像处理方法识别同一QR码，同时能够将任意旋转的QR图像进行图像校正并识别。本文设计的关键是对倾斜QR图像的旋转问题。

本篇文章组织结构如下：

请支付后下载全文，论文总字数：23455字