论文部分内容阅读
摘 要：二维码在生活中的应用越来越多，商家、软件、个人对于二维码的熟悉度越来越高，二维码在存储信息上极具优势，并且传播方式简单。本文主要讨论了二维码的图像预处理技术，并对二维码在实际的感知识别应用进行了简析。
关键词：二维码；感知识别；图像预处理
随着计算机技术的发展，互联网应用的频率增加，二维码也应运而生。二维码的核心技术就是二维码图像预处理技术，可以实现对于信息的识别，保证存储信息的有效传播。在整个社会中，现在随处可以见到二维码的踪迹，二维码不仅仅可以生成个人名片，也是商家进行商品销售以及知名度传播的有力武器。
1 二维码识别技术中的图像预处理技术
1.1 二维码技术概述
二维码技术作为一门新兴的技术，作为一个迅速发展的技术，在九十年代其概念就已经出现于世界，并且随着科技的进步，在不断发展前进，目前二维码技术已经被应用于许许多多的行业，几乎所有软件都对二维码技术有所偏爱，很多软件都包含二维码生成和扫描功能，是应用软件的人更加容易传播自己信息，为别人所知。现在的二维码技术主要是应用在电子凭证上，随着计算机的进步，节省了信息传播时间，达到了信息实时追踪的目的，并且其运行速度也在不断加快。
1.2 二维码的图像预处理技术
二维码技术作为对于图像进行处理的技术，对于像素的要求是识别的基本要求，二维码图像的预处理技术是二维码识别成功的基础，图像预处理工作不仅仅是要对图像进行认知识别，更是要对图像的增强、削弱等进行处理，还要保证图像的解压和压缩并不造成失真。
1.2.1 二维码灰度图像的二值化处理
二维码灰度图像的二值化处理就是讲彩色图片转化为灰度图片的过程，灰度值仅包含0-250个灰度值，在二维码灰度转换的数值处理中，将彩色图片的坐标数据一一对应规则进行转换工作，实现二维码的二值化处理工作。
1.2.2 二维码图像的降噪实现
在人们进行信息传输的过程中，使用传感器进行信息传输的时候不免会造成图像在传输过程中引入噪声，所以降噪的工作必不可免。噪声的存在会影响图像识别清晰度。主要的噪声包括高斯噪声、脉冲噪声等各种噪声，在处理方式上主要有空域滤波、频域滤波等几种噪声处理方式。空域滤波作为最常用的而滤波方式，主要是以图像的某个中心点作为依据，以灰度值代替中心点数值，来进行滤波计算，保证中值滤波的窗口和所需要的窗口大小一致，避免丢失边缘的图像信息，还要保证各种细小几何轮廓的信息都包含在内。
1.2.3 二维码数字图像的边缘检测
二维码数字图像的边缘检测主要是对于图像进行分割的工作，在分割过程中只使用黑白两个像素，对于以下灰度级较简单的图像处理较为便捷，但是对于图像信息较为复杂的彩色图像，需要先进行灰度转换工作，在进行边缘检测，在出咯中要保证对于图像的边缘和背景信息提取正确，不能有遗留信息。主要的边缘检测算法是Sobel检测算法，这种算法在使用过程中对于数值进行梯度的计算，一般保证二维坐标的最大变化率之后，再以其为主要物理量进行边缘计算。
1.2.4 二维码图像的畸变矫正
二维码图像的畸变矫正对于整个二维码识别工作来说，主要是保证不会造成二维码识别图像失真、畸形，或者出现其他问题。只有保证二维码的识别出图像与原图像方向、大小以及像素都保持一致，才能保证信息传递正确，不造成信息破坏或者丢失。
2 二维码识别技术中的Reed-Solomon纠错算法
RS码是由里德（Reed）和索罗门（Solomon）在1960年共同提出来的，它是BCH码的一个重要子类，因而其具有BCH码的全部性质特点。RS线性码是一类具有很强纠错能力的随机差错码，不但能够纠正随机错误而且也能纠正突发的错误。特别是在较短和中等码长的条件下，其性能优势接近于理论值。它具有BCH码的构造方便，编解码较简单的优点，而且还有较严格的代数结构所以会大大提高其编解码的性能。经过科研人士的不断研究及其发展，RS码已经成为了研究最详尽，分析最透彻及应用最广泛的码类之一，成为了最先进的纠错控制码类之一。RS码是目前应用于数字信号传输中最广泛的纠错译码技术。
3 二维码感知识别技术的应用分析
3.1 二维码在人机定位系统中的应用
由于我国的地势环境，地下工作环境恶劣及矿难事故的频发，导致矿井工作难于推进。因此需要利用先进的技术和设备，加强井下人员的考勤，推行井下人员管理监测系统，提高井下作业的安全性。本小结提出了基于二维码技术的矿井人机定位系统的设计。
利用二维码编码软件，首先将矿下工人的基本信息进行采集例如姓名，年龄，工作情况，出勤记录等，然后利用编码软件生成特定的二维码图形，打印出二维码标签将其印制在工作服等特定的位置上便于识读器进行识读。
基于二维码的矿井人机定位系统是利用矿下每个工人身上印制的二维码图像记录相关信息，在每个工作地点都安有二维码自动识别仪器，当工人在某个工段经过二维码扫描设备时，识别器将扫描二维码标签，同时利用通信技术将信息传送至地表控制室进行监测控制，从而使地表工作人员能够实时的监测工人的位置并读取工人的信息。
3.2 二维码在医疗卫生领域的应用
针对于我国目前医药界药品的安全及质量存在的问题及医药医疗事故的纠纷，考虑二维码在其上的应用将对医药卫生领域起着重要作用。其应用理念是：在病人进行诊治的过程中，医生只需要通过扫描病例上的二维码图像就可以了解到病人的基本的信息，同时在计算机上会进入医疗系统专用的界面，医生根据诊断结果在医疗系统中录入诊疗信息以及处方药物，完成后自动生成二维码图像，同时将此二维码立即传送到药房系统，药房接收到信息后，工作人员即进行开药并打出含有药品信息的二维码信息单等待病人取药。由此可以大大节省人力物力资源，避免了排队取药的过程，提高了医疗领域工作效率。
二维码在定位系统中的应用是一种新的理念，其具体的实施应用还有待于进行深入的探索研究。还可以考虑将其应用在我国安检系统，海关安检时通过扫描货物上的二维码标签信息可以及时准确的获得与进出口货物所有相关信的息，出现问题时及时准确的查找，保证了我国安检系统的工作高效安全有序的进行，避免了进出口贸易中许多问题的出现。同时还可以与加密技术相结合将其应用在我国各领域部门资料的管理系统中，节省人力资源，提高工作效率等。
4 结论
二维码的出现降低了信息破解的難度，将信息传输变得更加简单，也避免信息传输的不准确性。相信随着二维码核心技术的进步发展，二维码的应用领域会更加广泛，其优势也会更加明显，作为一门新型的数据信息实时传输工具，相信二维码可以更好的实现信息的有效传输，为人们生活、企业发展带来更多的便利。
参考文献
[1]韩艳革，余飞，高纯正.二维码感知识别技术的应用实例分析[J].电子技术与软件工程，2014.
[2]文国军.基于手机二维码支付的售货机物联网平台的设计与实现[D].长沙：中南大学，2013.
关键词：二维码；感知识别；图像预处理
随着计算机技术的发展，互联网应用的频率增加，二维码也应运而生。二维码的核心技术就是二维码图像预处理技术，可以实现对于信息的识别，保证存储信息的有效传播。在整个社会中，现在随处可以见到二维码的踪迹，二维码不仅仅可以生成个人名片，也是商家进行商品销售以及知名度传播的有力武器。
1 二维码识别技术中的图像预处理技术
1.1 二维码技术概述
二维码技术作为一门新兴的技术，作为一个迅速发展的技术，在九十年代其概念就已经出现于世界，并且随着科技的进步，在不断发展前进，目前二维码技术已经被应用于许许多多的行业，几乎所有软件都对二维码技术有所偏爱，很多软件都包含二维码生成和扫描功能，是应用软件的人更加容易传播自己信息，为别人所知。现在的二维码技术主要是应用在电子凭证上，随着计算机的进步，节省了信息传播时间，达到了信息实时追踪的目的，并且其运行速度也在不断加快。
1.2 二维码的图像预处理技术
二维码技术作为对于图像进行处理的技术，对于像素的要求是识别的基本要求，二维码图像的预处理技术是二维码识别成功的基础，图像预处理工作不仅仅是要对图像进行认知识别，更是要对图像的增强、削弱等进行处理，还要保证图像的解压和压缩并不造成失真。
1.2.1 二维码灰度图像的二值化处理
二维码灰度图像的二值化处理就是讲彩色图片转化为灰度图片的过程，灰度值仅包含0-250个灰度值，在二维码灰度转换的数值处理中，将彩色图片的坐标数据一一对应规则进行转换工作，实现二维码的二值化处理工作。
1.2.2 二维码图像的降噪实现
在人们进行信息传输的过程中，使用传感器进行信息传输的时候不免会造成图像在传输过程中引入噪声，所以降噪的工作必不可免。噪声的存在会影响图像识别清晰度。主要的噪声包括高斯噪声、脉冲噪声等各种噪声，在处理方式上主要有空域滤波、频域滤波等几种噪声处理方式。空域滤波作为最常用的而滤波方式，主要是以图像的某个中心点作为依据，以灰度值代替中心点数值，来进行滤波计算，保证中值滤波的窗口和所需要的窗口大小一致，避免丢失边缘的图像信息，还要保证各种细小几何轮廓的信息都包含在内。
1.2.3 二维码数字图像的边缘检测
二维码数字图像的边缘检测主要是对于图像进行分割的工作，在分割过程中只使用黑白两个像素，对于以下灰度级较简单的图像处理较为便捷，但是对于图像信息较为复杂的彩色图像，需要先进行灰度转换工作，在进行边缘检测，在出咯中要保证对于图像的边缘和背景信息提取正确，不能有遗留信息。主要的边缘检测算法是Sobel检测算法，这种算法在使用过程中对于数值进行梯度的计算，一般保证二维坐标的最大变化率之后，再以其为主要物理量进行边缘计算。
1.2.4 二维码图像的畸变矫正
二维码图像的畸变矫正对于整个二维码识别工作来说，主要是保证不会造成二维码识别图像失真、畸形，或者出现其他问题。只有保证二维码的识别出图像与原图像方向、大小以及像素都保持一致，才能保证信息传递正确，不造成信息破坏或者丢失。
2 二维码识别技术中的Reed-Solomon纠错算法
RS码是由里德（Reed）和索罗门（Solomon）在1960年共同提出来的，它是BCH码的一个重要子类，因而其具有BCH码的全部性质特点。RS线性码是一类具有很强纠错能力的随机差错码，不但能够纠正随机错误而且也能纠正突发的错误。特别是在较短和中等码长的条件下，其性能优势接近于理论值。它具有BCH码的构造方便，编解码较简单的优点，而且还有较严格的代数结构所以会大大提高其编解码的性能。经过科研人士的不断研究及其发展，RS码已经成为了研究最详尽，分析最透彻及应用最广泛的码类之一，成为了最先进的纠错控制码类之一。RS码是目前应用于数字信号传输中最广泛的纠错译码技术。
3 二维码感知识别技术的应用分析
3.1 二维码在人机定位系统中的应用
由于我国的地势环境，地下工作环境恶劣及矿难事故的频发，导致矿井工作难于推进。因此需要利用先进的技术和设备，加强井下人员的考勤，推行井下人员管理监测系统，提高井下作业的安全性。本小结提出了基于二维码技术的矿井人机定位系统的设计。
利用二维码编码软件，首先将矿下工人的基本信息进行采集例如姓名，年龄，工作情况，出勤记录等，然后利用编码软件生成特定的二维码图形，打印出二维码标签将其印制在工作服等特定的位置上便于识读器进行识读。
基于二维码的矿井人机定位系统是利用矿下每个工人身上印制的二维码图像记录相关信息，在每个工作地点都安有二维码自动识别仪器，当工人在某个工段经过二维码扫描设备时，识别器将扫描二维码标签，同时利用通信技术将信息传送至地表控制室进行监测控制，从而使地表工作人员能够实时的监测工人的位置并读取工人的信息。
3.2 二维码在医疗卫生领域的应用
针对于我国目前医药界药品的安全及质量存在的问题及医药医疗事故的纠纷，考虑二维码在其上的应用将对医药卫生领域起着重要作用。其应用理念是：在病人进行诊治的过程中，医生只需要通过扫描病例上的二维码图像就可以了解到病人的基本的信息，同时在计算机上会进入医疗系统专用的界面，医生根据诊断结果在医疗系统中录入诊疗信息以及处方药物，完成后自动生成二维码图像，同时将此二维码立即传送到药房系统，药房接收到信息后，工作人员即进行开药并打出含有药品信息的二维码信息单等待病人取药。由此可以大大节省人力物力资源，避免了排队取药的过程，提高了医疗领域工作效率。
二维码在定位系统中的应用是一种新的理念，其具体的实施应用还有待于进行深入的探索研究。还可以考虑将其应用在我国安检系统，海关安检时通过扫描货物上的二维码标签信息可以及时准确的获得与进出口货物所有相关信的息，出现问题时及时准确的查找，保证了我国安检系统的工作高效安全有序的进行，避免了进出口贸易中许多问题的出现。同时还可以与加密技术相结合将其应用在我国各领域部门资料的管理系统中，节省人力资源，提高工作效率等。
4 结论
二维码的出现降低了信息破解的難度，将信息传输变得更加简单，也避免信息传输的不准确性。相信随着二维码核心技术的进步发展，二维码的应用领域会更加广泛，其优势也会更加明显，作为一门新型的数据信息实时传输工具，相信二维码可以更好的实现信息的有效传输，为人们生活、企业发展带来更多的便利。
参考文献
[1]韩艳革，余飞，高纯正.二维码感知识别技术的应用实例分析[J].电子技术与软件工程，2014.
[2]文国军.基于手机二维码支付的售货机物联网平台的设计与实现[D].长沙：中南大学，2013.