条码应用在我国已经走过了二十多年的路程,但大部分应用仍然是一维条码。与国外大量普及应用二维条码相比较,我国应用落后的一个重要因素是我们没有掌握二维条码阅读的核心技术。条码阅读技术从红外及激光技术进入到基于图像识别的技术时代,虽然RFID(Radio Frequency Identification)技术已经开始应用,并拥有很多的优势,但成本及可靠性等问题都没有使人们看到完全替代条码技术的前景。二维条码阅读的核心技术是图像扫描引擎,即具有高速处理速度的CPU及条码图像识别软件的嵌入式系统。由于条码图像采集环境的不确定性及可采用技术的多样性,高可靠性的条码图像识别算法研究越来越引起人们的研究兴趣,并取得了多项研究成果。但由于条码图像扫描引擎是由多种软件与硬件技术的集成,其复杂性与特殊性使研究成果还不多见。基于图像处理的嵌入式条码识别系统不但要求能够适用于光线相对恒定的条码扫描引擎中,近年来随着智能手机的普及与应用,在国外还大量地移植到光线不确定的智能手机中。如何解决条码图像识别系统的可移植性与高可靠性是国内外研究的热点。因此,基于图像处理的嵌入式条码识别系统及应用的研究无论是在理论上还是在实践中都具有十分重要的意义。本文利用多种技术与方法,解决了目前基于图像处理的嵌入式条码识别系统及应用遇到的多种核心问题,主要内容如下:1.相对于软件工程的成熟度而言,嵌入式系统的设计方法学还处于理论探索阶段。本文首先研究了嵌入式系统开发存在的问题,通过采用基于平台设计的方法,提出了条码图像扫描引擎的分层概念及软件开发平台与通用体系结构开发栈之间的映射。另外,本文也对实际采用的条码图像引擎的体系结构进行了描述与分析,并分别给出了硬件的体系结构与软件的分层与功能。2.在光线环境不确定的智能手机应用中,利用手机的摄像头作为图像采集的设备,关键的问题是将复杂光线条件下的图像进行二值化处理。本文利用全局阈值的处理方法解决了光线不均衡问题,采用自适应阈值的方法避免了使用者选择参数问题,另外,也给出了参数的近似取值的快速自适应阈值算法,提高了算法的速度。3.一维条码的识别算法大部分是基于统计的匹配方法,同样在光线环境不确定的智能手机应用中,由于一维条码的噪音较大,需要采用新的方法进行条码的识别,采用盲解卷积在不用先验性知识的情况下完成条码的重构。4.能够存放大量信息的矩阵码是近年来国外推广的二维条码,本文对QR码(Quick Response Code)的编码规则与纠错进行了深入的研究,并完成了QR码的识别算法。5.基于图像处理的条码识别系统是图像条码扫描引擎的核心,在实际的应用过程中,PDT(Portable Data-collection Terminal,便携式数据采集终端)中采用图像条码引擎需要解决两个系统之间的通讯问题。本文也给出了PDT的硬件结构与软件组成。另外,本文也介绍了条码识别软件系统移植到智能手机的方法与智能手机的软件环境。最后一部分总结了论文的主要工作,并且对基于图像处理的嵌入式条码识别系统及应用研究进行了展望。