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1、安徽建筑大学电子与信息工程学院本科毕业设计（论文）开题报告课 题： 图像的信息算法实现 -图像识别算法实现专 业： 电子信息工程 班 级： 10电子1班 学生姓名： 周巧梅 学 号： 指导教师： 冯俊 填表日期： 2014.5.1 安徽建筑大学 电子与信息工程学院 二一四年四月 制表一、简表学 生 简 况姓 名周巧梅性 别女出生年月1992.08入学时间2010.09学 号专 业 电子信息工程班 级1毕 业 设 计 （论 文） 课 题课题名称 图像的信息算法实现子课题 图像识别算法实现课题名称1.纵向课题 2.横向委托 3.自拟 4.其他类 型1工程设计（实践）2理论研究 3实验研究4计算机软
2、件设计 5. 综合类 研究（ 设 计） 内 容 摘 要图像识别，是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别的目的在于用计算机自动处理图像信息,以代替人去完成图像分类及辨识的任务。二维条码（2D Barcode）是用某种特定的集合图形按一定的规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据信息的符号。不同于一维条码，其可以在纵向和横向两个方位同时表达信息，因此具有很大的信息密度。二维条码可以分为矩阵式和堆叠式二维条码。目前世界上主流的二维条码，有QR码（快速响应矩阵码）、Data Matrix码、PDF码等。本文以应用最广泛的PDF417二维条码为例，在对条码符
3、号结构及编码原理研究的基础上,探讨完成二维条形码识别的软件算法实现。整个识别算法由图像预处理、图像校正和译码三部分组成。最后通过Matlab7.0仿真试验，将PDF417中的图像复原出来。二、 选题依据1. 阐述该选题的研究意义，分析跟该课题有关的国内外研究概况和发展趋势。 图像信息给人们以直观、生动的形象，正成为人们获取外部信息的重要途径。条码（bar code）技术最早产生于上世纪二十年代，诞生于Westinghouse的实验室里，由一位名叫John Kermode的发明家发明，最初的目的是为了实现对对邮政单据实现自动分检。随着技术的发展和条码技术的应用需求，到目前为止，世界上出现了大约2
4、25种以上的一维条码，同时一维条码被应用于很多场合。一维条码的出现极大地提高了数据采集和信息处理的速度，提高了工作效率，并为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。然而一维条码的缺点也日渐显现出来，比如说：一维条码资料容量太小，纠错能力差，识读过程要复杂（因为一维条码的容量小，所以它并不能把商品或者其他信息编入条码种，而是相当于编写了一个序列号，一维条码被识读出来后，系统要根据该序列号，到电脑中读取数据库，才能得到用户所需信息，因此在没有数据库和不便联网的地方，一维条码的使用受到了较大的限制） 上世纪九十年代，二维条码的出现大大改进了一维条码的缺点。它不但具有一维条码的优点，同时还有信息量大、可靠
5、性高、保密防伪性等优点。因此二维条码的应用和研究很快成为了条码技术的热点，而如何快速准确的识别条码又是条码技术研究的重点。二维条码是在一维条码的基础上发展起来的，所谓的二维条码就是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“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，通过图像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
6、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。由于人脸肖像的图像采集方便，且易于识别，因此可以把人脸肖像经过数据压缩后生成PDF417条码用于身份的识别和验证。本文提出了一种PDF417二维条码中图像信息的识别方法，通过摄像头采集PDF417条码图像，然后通过多种图像处理手段实现原始图像的复原。 2. 国内外主要参考文献（列出作者，论文名称， 期刊名称，出版年月）1 阮秋琦.数字图像处理学M.北京：电子工业出版社，20012 赵荣椿.数字图像处理导论M.西安：西北工业大学出版社，19993 K.R.Castleman.数字图像处理M.北京：
7、电子工业出版社，20024 刘榴梯，刘明奇，党长民等著.实用数字图像处理M.北京理工大学出版社，19985郑文超.条码技术指南M.中国标准出版社,2003:46何斌，马天予，王运坚，朱红莲.VisualC+数字图像处理（第二版）M.人民邮电出版社,20027AnalogDeviees.ADV-JP2000JPEG2000Co-ProeessorJ.PreliminaryTeehniealData，20018 TAYLORWF.The Geometry of Computer GraphicsM.Wadsworth Inc,19929 Elad M Feuer A.Restoration of
8、a Single Superresolution Image from Several Blurred Noisy and Undersampled Measured Images.IEEE Trans,199710 J.K.Paik,A.K.Katsaggelos.Image restoration using a modified Hopfield network.JIEEE Transactions on Image Processing,199211 Pavlidis T. A new p/computer interface: two-dimensional symbologies
9、J. IEEE Computer Maganize, 2000: 145-151. 12 Afzel Noore, Nikhil Tungala, Max M. Houck. Embedding biometric identifiers in 2D barcodes for improved security J. Computers & Security, 2004, 23: 679-686. 三 、设计方案拟采用的研究方法，技术路线，实验方案的可行性分析。1、研究方法 本课题选用Matlab7.0软件作为图像识别算法编程实现平台，主要研究了二维条码中的一个常用的编码标准 PDF417，分
10、析了二维条码PDF417的译码理论，对二维条码PDF417的检测算法和识别算法进行了改进和研究。2、设计方案 本次设计中二维码是PDF417码。由于二维码的特性，使得对其的解码不同于一位条形码，但又和其他的图像处理过程有着相似之处。首先要获得肖像上的二维码，可以通过摄像头获得条码图像。在图像的获取过程中，可能存在一些影响，使获得的图像质量下降或者图像有一定角度的倾斜。所以要对原始的图像进行二值化，方向校正等预处理来提高图像质量，使得条空对比比较清晰从而更好的提取出二维条码。在提取的过程中，始终以条为前景，空和其他区域为背景。在二值化的过程中有可能引发图像的毛刺，在条空间可能会有一些毛刺出现或者
11、其他的噪声干扰，因此应该对二值图像进行去噪，可以选用形态学的方法或者中值滤波法去除噪声。接下来的主要任务就是对分割出的二维码的处理。在扫描图像的过程中难免会使图片发生倾斜，因此首先对条码图片进行倾斜校正，使条码转到水平位置，为下一步的工作奠定基础。然后可以采用投影的方式分别对条码进行水平投影以获得条码的行数和条码的高度，从而可以计算出行高，在此基础上可以进行单行条码的分割，这样就可以实现对单行条码的字符条空的识读，最后通过数据库查询的方式实现对二维码的识读获得人脸肖像的相关信息。3、可行性分析：设计中首先获得二维码人脸肖像的二维码的图像，然后采用各种数字图像处理的基本方法实现对含有肖像信息的二
12、维码图像的二值化、滤波去噪、定位、分割、译码识别等处理。通过二维码解码识读系统，能够实现在无干扰的情况下对条形码的译码正确率达到80%以上。 Matlab的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用Matlab来解算问题要比用C，Fortran等语言完成相同的事情简捷得多，并且Matlab也吸收了像Maple等软件的优点，使Matlab成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，Fortran，C+，Java的支持，可以直接调用。新版本的Matlab语言是基于最为流行的C+语言基础上的，因此语法特征与C+语言极为相似，而且更加简单，而且这种语言可移植性好、可
13、拓展性极强。四、工作进度的大致安排序号设计（论文）各阶段名称日 期1选题第1周2课题讲解第2周3开题准备第3周4设计及对设备的熟悉第45周5实习第68周6确定算法、编程第915周7整理材料第16周8撰写论文、提交成果第17周9毕业答辩第18周五、设计成果1.对课题设计做整体规划，并规划设计流程。2.在网络搜索课题相关资料，对该课题的来源及意义，国内外发展状况进行了初 步了解，熟悉图像识别算法。3.整理资料，在全面分析课题的基础上，进行课题的初步设计。4.熟悉Matlab7.0软件的各项功能，5.对设计的二维码图像的识别系统进行论证，并确定最终方案。指导教师意见指导教师签名：日期：系教学委员会意见主任签名： 日期：