基于NiosⅡ的QR条码识别系统的设计

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二维条码具有高容量、高密度、纠错能力强、安全强度高等特点,它作为信息的载体在信息自动化领域里发挥着越来越重要的作用。二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种图形符号自动识读处理码制。由于二维条码的信息密度比较高,识别技术相对复杂,因此对其有效快速识别成为当前重要的研究课题。   论文在分析QR二维条码译码原理基础上,通过内嵌NIOSII软核方式构建了基于FPGA的识别系统。采用摄像头拍摄条码图像,经过图像预处理和条码译码,将QR码所携带的原始信息显示出来。   论文主要工作包括:   1.结合SOPC理念,在FPGA芯片上搭建了基于NIOSII的QR码识别系统,首先分析了系统的功能,然后规划了各个功能模块,最后完成了从图像采集、图像处理、条码译码到输出显示的全过程。   2.分析了RS纠错码和BCH码的原理,研究各自在伽罗华域GF(256)域内的译码方法及其程序设计,实现了对错误码流的正确纠正。   3.根据QR码的物理特征,对条码的图像处理算法和取样网络进行了改进,减少了运算复杂度,提高了运行效率,使之更适合应用于嵌入式系统。   4.对QR码的译码算法进行了研究,完成了QR码在三种不同编码模式下的译码实现,能够准确地将条码的数字码流还原成原始信息。   5.利用SOPC中自定义外设、自定义指令和C2H等不同的方法,分别对对系统中复杂度较高,耗时较多的算法模块进行了硬件化,提高了系统的实时性。   经实验验证,本文所设计的QR码识别系统有效可行,能够正确地还原出英文、数字和中文三种不同模式下的QR条码携带的原始信息,同时也具有很好的实时性。
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