開題報告-周巧梅

安徽毫筑龍微電3星傳息工程等相

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題：圖像的信息算法實現(xiàn)—圖像識別算法實現(xiàn)專業(yè)：電子信息工程班級：10電子1班同學(xué)姓名：周巧梅指導(dǎo)老師：贖填表日期：202251安徽建筑高校電子與信息工程學(xué)院

二O一四年四月制表學(xué)生簡況姓名周巧梅性別女誕生年月1992.08入學(xué)時間2022.09學(xué)號專業(yè)電子信息工程班級1設(shè)計z*\論課題名稱圖像的信息算法實現(xiàn)子課題圖像識別算法實現(xiàn)課題名稱1.縱向課題J2.橫向托付3.自擬4.其他類型1.工程設(shè)計（實踐）2.理論討論3.試驗討論4.計算機軟件設(shè)計5.綜合類J討論設(shè)計內(nèi)容摘要圖像識別，是采用計算機對圖像進行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象的技術(shù)。圖像識別的目的在于用計算機自動處理圖像信息，以代替人去完成圖像分類及辨識的任務(wù)。二維條碼（2DBarcode）是用某種特定的集合圖形按肯定的規(guī)律在平面分布的黑白相間的圖形紀錄數(shù)據(jù)信息的符號。不同于一維條碼，其可以在縱向和橫向兩個方位同時表達信息，因此具有很大的信息密度。二維條碼可以分為矩陣式和堆疊式二維條碼。目前世界上主流的二維條碼，有QR碼（快速響應(yīng)矩陣碼）、DataMatrix碼、PDF碼等。本文以應(yīng)用最廣泛的PDF417二維條碼為例，在對條碼符號結(jié)構(gòu)及編碼原理討論的基礎(chǔ)上，研討完成二維條形碼識別的軟件算法實現(xiàn)。整個識別算法由圖像預(yù)處理、圖像校正和譯碼三部分組成。最終通過Matlab7.0仿真試驗，將PDF417中的圖像復(fù)原出來。選題依據(jù).闡述該選題的討論意義，分析跟該課題有關(guān)的國內(nèi)外討論概況和進展趨勢。圖像信息給人們以直觀、生動的形象，正成為人們獵取外部信息的重要途徑。條碼（barcode）技術(shù)最早產(chǎn)生于上世紀二十年月，誕生于Westinghouse的試驗室里，由一位名叫JohnKermode的創(chuàng)造家創(chuàng)造，最初的目的是為了實現(xiàn)對對郵政單據(jù)實現(xiàn)自動分檢。隨著技術(shù)的進展和條碼技術(shù)的應(yīng)用需求，到目前為止，世界上消失了大約225種以上的一維條碼，同時一維條碼被應(yīng)用于許多場合。一維條碼的消失極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度，提高了工作效率，并為管理的科學(xué)化和現(xiàn)代化做出了很大貢獻。然而一維條碼的缺點也日漸顯現(xiàn)出來，比如說：一維條碼資料容量太小，糾錯力量差，識讀過程要簡單（由于一維條碼的容量小，所以它并不能把商品或者其他信息編入條碼種，而是相當(dāng)于編寫了一個序列號，一維條碼被識讀出來后，系統(tǒng)要依據(jù)該序列號，到電腦中讀取數(shù)據(jù)庫,才能得到用戶所需信息，因此在沒有數(shù)據(jù)庫和不便聯(lián)網(wǎng)的地方，一維條碼的使用受到了較大的限制）上世紀九十年月，二維條碼的消失大大改進了一維條碼的缺點。它不但具有一維條碼的優(yōu)點，同時還有信息量大、牢靠性高、保密防偽性等優(yōu)點。因此二維條碼的應(yīng)用和討論很快成為了條碼技術(shù)的熱點，而如何快速精確的識別條碼又是條碼技術(shù)討論的重點。二維條碼是在一維條碼的基礎(chǔ)上進展起來的，所謂的二維條碼就是用某種特定的幾何圖形按肯定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形紀錄數(shù)據(jù)符號信息的；在代碼編制上奇妙地采用構(gòu)成計算機內(nèi)部規(guī)律基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)施或光電掃描設(shè)施自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有肯定的寬度；具有肯定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點。二維條碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達信息，因此能在很小的面積內(nèi)表達大量的信息、。由于人臉肖像的圖像采集便利,且易于識別，因此可以把人臉肖像經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮后生成PDF417條碼用于身份的識別和驗證。本文提出了一種PDF417二維條碼中圖像信息的識別方法，通過攝像頭采集PDF417條碼圖像，然后通過多種圖像處理手段實現(xiàn)原始圖像的復(fù)原。.國內(nèi)外主要參考文獻（列出作者，論文名稱，期刊名稱，出版年月）[1]阮秋琦.數(shù)字圖像處理學(xué)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001[2]趙榮椿.數(shù)字圖像處理導(dǎo)論[M].西安：西北工業(yè)高校出版社，19993]K.R.Castleman.數(shù)字圖像處理[M].北京:電子工業(yè)出版社，2002[4]劉榴梯，劉明奇，黨長民等著.有用數(shù)字圖像處理[M].北京理工高校出版社，1998[5]鄭文超.條碼技術(shù)指南[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003:4[6]何斌，馬天予，王運堅，朱紅蓮.VisualC++數(shù)字圖像處理（其次版）[M].人民郵電出版社,2002[7]AnalogDeviees.ADV-JP2000JPEG2000Co-Proeessor[J].PreliminaryTeehniealData,2001TAYLORWF.TheGeometryofComputerGraphics[M].WadsworthInc,1992EladMFeuerA.RestorationofaSingleSuperresolutionImagefromSeveralBlurredNoisyandUndersampledMeasuredImages.IEEETrans,1997J.K.Paik,A.K.Katsaggelos.ImagerestorationusingamodifiedHopfieldnetwork.[J]IEEETransactionsonImageProcessing,1992PavlidisT.Anewp/computerinterface:two-dimensionalsymbologies[J].IEEEComputerMaganize,2000:145-151.AfzelNoore,NikhilTungala,MaxM.Houck.Embeddingbiometricidentifiersin2Dbarcodesforimprovedsecurity[J].Computers&Security,2004,23:679-686.三、設(shè)計方案擬采納的討論方法，技術(shù)路線，試驗方案的可行性分析。1、討論方法本課題選用Matlab7.0軟件作為圖像識別算法編程實現(xiàn)平臺，主要討論了二維條碼中的一個常用的編碼標(biāo)準(zhǔn)一一PDF417,分析了二維條碼PDF417的譯碼理論，對二維條碼PDF417的檢測算法和識別算法進行了改進和討論。2、設(shè)計方案本次設(shè)計中二維碼是PDF417碼。由于二維碼的特性，使得對其的解碼不同于一位條形碼，但又和其他的圖像處理過程有著相像之處。首先要獲得肖像上的二維碼，可以通過攝像頭獲得條碼圖像。在圖像的獵取過程中，可能存在一些影響，使獲得的圖像質(zhì)量下降或者圖像有肯定角度的傾斜。所以要對原始的圖像進行二值化，方向校正等預(yù)處理來提高圖像質(zhì)量，使得條空對比比較清楚從而更好的提取出二維條碼。在提取的過程中，始終以條為前景，空和其他區(qū)域為背景。在二值化的過程中有可能引發(fā)圖像的毛刺，在條空間可能會有一些毛刺消失或者其他的噪聲干擾，因此應(yīng)當(dāng)對二值圖像進行去噪，可以選用形態(tài)學(xué)的方法或者中值濾波法去除噪聲。接下來的主要任務(wù)就是對分割出的二維碼的處理。在掃描圖像的過程中難免會使圖片發(fā)生傾斜，因此首先對條碼圖片進行傾斜校正，使條碼轉(zhuǎn)到水平位置，為下一步的工作奠定基礎(chǔ)。然后可以采納投影的方式分別對條碼進行水平投影以獲得條碼的行數(shù)和條碼的高度，從而可以計算出行高，在此基礎(chǔ)上可以進行單行條碼的分割，這樣就可以實現(xiàn)對單行條碼的字符條空的識讀，最終通過數(shù)據(jù)庫查詢的方式實現(xiàn)對二維碼的識讀獲得人臉肖像的相關(guān)信息。3、可行性分析：設(shè)計中首先獲得二維碼人臉肖像的二維碼的圖像，然后采納各種數(shù)字圖像處理的基本方法實現(xiàn)對含有肖像信息的二維碼圖像的二值化、濾波去噪、定位、分割、譯碼識別等處理。通過二維碼解碼識讀系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在無干擾的狀況下對條形碼的譯碼正確率達到80%以上。Matlab的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式非常相像，故用Matlab來解算問題要比用C,Fortran等語言完成相同的事情簡捷得多，并且Matlab也汲取了像Maple等軟件的優(yōu)點，使Matlab成為一個強大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對C,Fortran,C++,Java的支持，可以直接調(diào)用。新版本的Matlab語言是基于最為流行的C++語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與C++語言極為相像，而且更加簡潔，而且這種語言可移植性好、可拓展性極強。四、工作進度的大致支配序號設(shè)計（論文）各階段名稱日期1選題第1周2課題講解第2周3開題預(yù)備第3周4設(shè)計及對設(shè)施的熟識第4?5周5實習(xí)第6?8周6確定算法、編程第9?15周7整理材料第16周8撰寫論文、提交成果