基于IOS平台的QR码识别系统的设计与实现硕士学位论文 精品文档格式.docx

1、由于二维条码的信息密度比较高，尤其对于QR码，其识别技术比一维条码的识别更为复杂，因此如何实现二维条码有效快速的识别成为当前重要的研究领域。基于图像处理的二维条码手机识别系统及其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。随着移动互联网和手机操作系统的发展，越来越多的手机应用出现在了windows phone、iOS、android等平台上，本人在国内某互联网公司参加完成了一款iOS平台热门app的项目，负责其中图像识别功能模块的开发，本文结合该项目完成了以下几项内容：第一、介绍了QR码的码字特点及编码相关理论。第二、详细介绍了在手机上进行二维条码图像处理的步骤和方法，包括灰度化

2、、二值化、图像裁剪、再次二值化、投影、图像旋转、二值形态滤波等。第三、将QR码的检测、识别和解码的算法通过C实现，然后设计并实现了基于iOS平台的QR码识别系统，重点分析了iOS平台开发的特点，以及开发过程中所遇到的图像采集、内存泄露等多方面的技术问题和解决方法。最后本程序进行了详细的测试，证明在各种复杂环境下，程序都可以快速而准确的识别出QR码，具有非常良好的性能以及可用性。关键词：二维码，QR码，图像处理，iOS开发AbstractThe two-dimensional bar code recognition is a hot topic in the field of image re

3、cognition. Two-dimensional bar code in both horizontal and vertical orientation record data with the specific geometry of the black and white color at the same time. It has advantages of density, error correction, high capacity, easy to carry and can be expressed large amounts of data file.As a two-

4、dimensional bar code, QR code is a built in computer image processing technology, combined coding theory on the basis of a special code system. Two-dimensional bar code information density is high, especially for the QR Code recognition technology than the one-dimensional bar code identification is

5、more complex, so how to implement the two-dimensional bar code effective and rapid identification of important research areas. Processing two-dimensional bar code image-based phone recognition system and its applications, whether in theory or in practice, have a great significance.With the developme

6、nt of mobile Internet and mobile phone operating system, a growing number of mobile phone applications appear in the windows phone, iOS, android and other platforms. I participate in an Internet company completed a iOS platform popular app project, responsible for the development of functional modul

7、es of which the image recognition, this paper combined with the completion of the project the following content:First, the introduction of QR Code the codeword features and coding theory.Second, details on the phone with two-dimensional bar code image processing steps and methods, including grayscal

8、e, binary, image cropping, again binarization, projection, image rotation, binary morphological filtering.Third, QR Code detection, identification and decoding algorithm through C, and then designed and implemented based iOS platform QR code recognition system, the focus of the iOS platform developm

9、ent features, and images encountered in the development processcollection, memory leaks, and many other technical issues and solutions.Finally, the program has carried out detailed tests, to prove in a variety of complex environments, the program can be quickly and accurately identify the QR Code, h

10、as a very good performance and availability.Key Words: two-dimensional code, QR code, image processing, iOS development 图目录表目录第1章 绪论本章主要介绍了论文的课题背景和二维码的国内外研究状况，以及本人在撰写论文期间所做的工作。1.1 课题背景 信息技术的飞速发展，促进了信息开发和信息服务产业的诞生和发展，计算机在性能上日臻完善。人们一直在研究如何改变手工数据输入，提高输入质量和输入速度。条码自动识别技术就是在这样的环境下应运而生的。条码识别技术是以计算机、光电技术和通信

11、技术的发展为基础的一项综合性科学技术，是信息数据自动识别、输入的重要方法。在众多自动识别技术中，条码技术越来越被人们所认识和接受，已经成为当今主要的计算机自动识别技术之一。一维条码给人们的工作和生活带来巨大的变化。然而，一维条码所包含的信息有限。随着商品种类的多样化和信息传输的高速要求，人们迫切希望能直接从条码中获得大量产品信息，而不需要从数据库中检索信息。二维条码正是为了解决这个问题而产生的。在有限的几何空间内印刷大量的信息，这一问题的解决可用两种方法：一是在一维条码的基础上向二维条码方向发展，采用行排式结构，把几层一维条码叠在一起，如PDF417，Code 49条码等；二是利用图像识别原理

12、，采用新的几何图像和结构设计出二维条码码制，如 Maxicode、QR Code、Data Matrix等。快速响应矩阵码（QR Code）是一种矩阵式二维条码，具有信息容量大、可靠性高、超高速全方位识读、高效汉字表示等优点，广泛应用于工商、金融、税务、物流、海关等领域1。近来，随着手机的普及和配置的不断提高，特别是摄像功能越来越强大，使 用范围越来越广泛，手机摄像功能潜力开发越来越受到人们的关注。其中，利用 手机拍摄条形码获取信息进而实现某种服务的应用模式特别受到青睐。在国内 外，已经开始了通过手机拍照对物品条码识别的研究与应用。手机二维码具有信息量大，纠错能力强，识读速度快，全方位识读等特

13、点，可以印刷在报纸、杂志、广告、图书、包装以及个人名片等多种载体上，用户通过手机扫描二维码或输入二维码下面的号码即可实现快速手机上网，随时下载图文、音乐、视频、获取优惠券、参与抽奖、了解企业产品信息。同时，还可以方便地用手机识别和存储名片、自动输入短信，获取公共服务（如天气预报），实现电子地图查询定位、手机阅读等多种功能。随着3G的到来，二维码可以为在线视频、网上购物、网上支付等提供方便的入口。 条码识别应用为用户使用手机上网提供了极大便利，省去了输入较长地址的麻烦，同时也可直接进入自己想看的网页，节省了上网的费用。此外，条码识别应用也为平面媒体、增值服务商和企业提供了一个与用户随时随地沟通的

14、方式。 条码识别的上网应用旨在进一步为用户提供便捷、高质量的移动互联网服 务，同时打造有中国特色的手机二维码产业链，为企业和行业应用开辟空间，国内各互联网巨头也在大力推动手机厂商对条码识别软件进行手机内置。手机二维码与手机菜单、搜索引擎并称为手机上网三大入口，可以让用户在任何地点、通过任何媒体、获取任何内容，同时通过这种平台服务，为媒体、企业、品牌创造价值。本课题研究来源于国内某互联网公司基于iOS平台的搜索类应用，该应用需要实现图像识别功能模块，结合强大的服务端和本地图像处理库，对文字和条形码进行识别。为了缓解服务器的压力，需要尽可能精准的在本地库中将条码识别出来，由于识别设备采用手机，故二

15、维码识别存在一些困难，一是图像质量问题，手机拍出来的图片可能会对焦不准，造成图像模糊，或者光线较暗，造成图像噪点很多，或者环境光线复杂，造成图像难以识别等等。1.2 二维条形码简介1.2.1 二维条形码二维条码是用某种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，在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”和“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，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，它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。二维条码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。目前，根据二维条码实现原理、结构形状的差异，可分为堆积式或层叠式二维条码和棋盘式或矩阵式二维条码两大类型。堆积式二维条码的编码原理建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或 多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的特点，识读、设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，行的鉴定、译码