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摘要：由于QR 码具有存储信息量大、信息密度高、纠错能力强、安全性高及可以储存文字等特点，并且随着智能手机及各种移动智能设备的普及，QR 码将在商业、邮政、电信、仓储、交通运输等国民经济的各个领域得到广泛的应用。本文研究了数字图像处理中的相关理论以及 QR 码解码方面的算法，采用以Xilinx FPGA作为主要芯片的DIGILENT Zynq-7000 Development Board 开发板为平台，并设计了一种可行的QR码解码系统。系统通过摄像头获取QR码图像，然后进行图像的灰度化、滤波、二值化等图像预处理工作，接着再进行定位、模块采样、格式版本信息提取、纠错数据与编码数据提取、检错纠错等，最后获得字符信息。通过实验证明了该方案的可行性。31598
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毕业论文关键词： QR码 ；FPGA ；图像预处理 ；QR码解码
Design of the QR Code Decoding System Based on FPGA
Abstract: QR code has a large amount of advantages, such as informative ,large information density and the decoding error correction ability ,high safety ,can store text. With the popularity of smart phones and all kinds of mobile intelligent device ,QR code will be widely used in various fields of national economy ,such as commercial, postal , telecom , storage ,transportation and so on .The main purpose of this paper is to build a QR code decoding system ,based on digital image preprocessing theories ,as well as some algorithms related to QR decoding ,and using the Xilinx FPGA as the main chip ,DIGILENT Zynq-7000 Development Board as a hardware platform .The system first gets its image from a camera ,then goes through several steps such as grayscale , filtering , binarization , location , module sampling , acquisition of format and version data , error correcting data coding data , and error detection and correction ,read character from QR code at last .The feasibility of the scheme is proved by experiments.
Key words: QR code ; FPGA ; Image preprocessing ; QR code decoding
目 录
摘要.i
Abstract.ii
目录...iii
1 绪论..........1
1.1 引言.....1
1.2 二文码简介.....1
1.2.1 二文码简介..1
1.2.2 国内外二文码应用现状......2
1.3 QR码简介..3
1.3.1 QR码结构.......3
1.3.2 QR码主要特点.......5
1.4 课题研究目的及意义.............5
1.5 课题研究的主要内容.............6
2 QR码编码.......7
2.1 QR码编码流程..7
2.2 数据编码.8
2.2.1 数字模式..8
2.2.2 字母数字模式..9
2.2.3 8位字节模式.........10
2.2.4 中国汉字模式........10
2.2.5 混合模式和终止符........11
2.3 位流与码字转换...11
2.4 本章小结...12
3 QR码图像预处理.13
3.1 QR码图像灰度化.....13
3.2 中值滤波...............14
3.3 二值化...15
3.4 边缘检测...16
3.5 Hough变换...16
3.6 图像纠正...18
3.7 本章小结...18
4 QR码译码.19
4.1 图形定位算法...19
4.2 版本信息确定算法...20
4.3 采样网格算法...22
4.3.1 版本1的采样网格算法...22
4.3.2 版本2及以上版本的采样网格算法....23
4.4 读取格式信息...........................25
4.5 读取数据位流...........................26
4.6 不同位流模式译码...................27
4.7 本章小结...28
5 二文码识别系统方案和硬件设计29
5.1 ZYBO开发平台简介...29
5.2 译码系统设计...30