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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:邱柏瑄
研究生(外文):PO-Xuan Chiu
論文名稱:QRCode解碼器的實現
論文名稱(外文):Implement of QR Code Decoder
指導教授:簡丞志
指導教授(外文):Cheng-Chih Chien
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:電機工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:錯誤糾正碼錯誤糾正
外文關鍵詞:ECCMaskError correction capabilityRS Code
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本文中所提及之視能障礙輔助器學習平台,其架構分為八個部分,包含資料建檔、資料編碼、樣本產生、影像擷取、影像處理、錯誤修正、資料解碼、音源連結。

我們在本文中會提出具有錯誤修正能力的QR Code,可以解決影像擷取與影像處理時所發生的錯誤,並且敘述QR Code之特性,編碼方式,錯誤修正等級和編碼的驗證。

我們把解碼分為兩部份,第一部份為小解碼,包含樣本的大小、儲存的模式、資料的擺放、MASK種類的資料編碼、修正等級…等。第二部份是採用錯誤控制碼中名為Reed-Solomon Code來實現錯誤的修正,我們將這部份歸納為大解碼,負責修正接受到的錯誤資料。

本文採用Shortened Reed-Solomon Code演算法與生成多項式結合來達成QR Code樣本的增加,在修正能力的範圍內,可完全修正其錯誤,驗證結果則以Visual C++模擬,未來致力於將平台以DSP實現。
The learning platform for visual disabilities referred to in this paper. Its structure is divided into eight parts, including establishing data base, data encoding, pattern product, image capturing, image processing, error correction, decoding and audio connection.

In this paper we will propose QR Code with error-correction capability, which can be solve the errors occurring in image capturing or image processing, and QR code characteristics, encoding modes, ECC levels and encoding verification are introduced in this text.

We divide the decoding into two parts. The first part of a small decoding includes the pattern size, storage modes, data placement, encoding MASK types of data, MASK level, etc. The second part takes ECC code named Reed-Solomon Code to achieve the error correction, we summarized this part is responsible for correcting the received error data.

This work combine the algorithm of Shortened Reed-Solomon Code with generator polynomial to increase in QR Code patterns. We can correct errors completely within the range of correction capability. Afterward, the results are simulated by Visual C ++. We will achieve that the learning platform can be implemented by DSP hardware in the future.
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
頁目錄 Ⅴ
圖目錄 Ⅷ
表目錄 Ⅹ
第一章緒論.......................................1
1.1研究動機與目的................................1
1.2 盲人點字法之改良.............................2
1.3 研究流程簡介.................................3
第二章 QR Code之背景.............................5
2.1 選用之考量因素...............................5
2.2 QR Code發展史................................6
2.3 QR Code之特性................................7
2.3.1 High Capacity Encoding of Data.............7
2.3.2 Small Printout Size........................8
2.3.3 Dirt and Damage Resistant..................9
2.3.4 Kanji and Kana Capability..................9
2.3.5 Readable from any direction in 360°........10
2.3.6 Structured Append Feature..................10
2.4 QR Code之編碼方式............................11
2.4.1 QR Code之容量..............................11
2.4.2錯誤修正....................................13
2.4.3 QR Code之結構..............................15
第三章 QR Code編碼...............................18
3.1 概述.........................................18
3.2 編碼實例.....................................19
3.3 編碼之驗證...................................28
3.4 結論.........................................30
第四章 QR Code解碼器之ECC研究....................32
4.1 概述.........................................32
4.2 解碼.........................................33
4.2.1資訊區之解碼................................34
4.2.2 反Mask動作.................................40
4.2.3 錯誤數量變換公式...........................42
4.2.4 Error Correction之研究.....................43
4.2.5 資料區之解碼...............................45
4.2.6錯誤修正之結果模擬..........................49
4.3 結論.........................................54
第五章 結論......................................55
5.1 總結.........................................55
5.2 未來研究方向.................................56
參考文獻.........................................57


圖目錄

圖1.1 中文點字範例 2
圖1.2 QR Code點字教材範例 2
圖1.3 平台流程圖 4
圖2.1 QR Code之高容量特性 7
圖2.2 一維條碼及QR Code輸出大小比較圖 8
圖2.3 Micro QR Code與QR Code輸出大小比較圖 8
圖2.4 QR Code之修正特性 9
圖2.5 QR Code支援片假名及漢字之特性 9
圖2.6 QR Code可360度讀取之特性 10
圖2.7 QR Code可分割讀取之特性 10
圖2.8 QR Code結構圖 15
圖2.9 資料區填入方式示意圖 16
圖2.10資訊區分佈圖 17
圖3.1 RS Code編碼電路 21
圖3.2 資料區填入後之QR Code圖形 24
圖3.3 編碼之最終圖形 27
圖3.4 QR Code編碼程式 28
圖3.5 編碼程式輸出結果 28
圖3.6 程式產生之QR Code範例 29
圖4.1解碼流程圖 33
圖4.2影像處理後之矩陣值 34
圖4.3資訊區讀取範例 35
圖4.4設定三個錯誤之範例 37
圖4.5反Mask之範例 40
圖4.6 Mask之實例 41
圖4.7解碼範例 50
圖4.8錯誤修正結果範例 51
圖4.9錯誤修正的幾個範例 52


表目錄

表2.1 QR Code之Data容量表 7
表2.2 Version1~Version10的Data容量 12
表2.6 各錯誤修正等級之修正能力 13
表2.7 Version1~Version8錯誤修正特性 14
表3.1 Version1之容量表 19
表3.2字元符號對照表 20
表3.3 Reed-Solomon Code之生成多項式對照表 22
表3.4 多項式之α對照表 23
表3.5 Mask對照表 25
表3.6修正等級之二進制表示 26
[1]財團法人愛盲基金會。
[2]陳威志,QR Code解碼器的設計與錯誤糾正碼的研究,淡江大學電機研究所碩論文,民國九十五年。
[3]Liangzheng Xia, Digital Image Processing, Southeast University Publishing House, NanJing, China, 1999.
[4]Garm Yu, Z. Y. Wang, Yi Li, Ling He, “An application and implementation of two-dimensional symbols for circuit board quality control system,” IEEE International Conference, June 2004, pp. 379-401.
[5]R. Muniz, L. Junco, and A. Otero. “A Robust Software Barcode Reader Using the Hough Transform,” 1999 International Conference on Information Intelligence and Systems, IEEE, IEEE Computer Society Press, 1999, pp. 313–319.
[6]H. Kurosaka, K. Miyamoto, Y. Nagase, H. Ikegami, K. Sato, and M. Otsubo. “Mobile Phone Application LSI Design Using C based Design Methodology,” Technical Report 4, NEC Corporation, Apr. 2003.
[7]Stephen B. Wicker, Error Control Systems for Digital Comunication and Storage, USA: 1995.
[8]ISO/IEC 18004:2005. Information technology – Automatic identification and data capture techniques – Bar code symbology – QR Code, 2005.
[9]http://www.denso-wave.com/qrcode/index-e.html
[10]http://www.swetake.com/whatsnew.html.
[11]陳政雄,利用VLSI設計一低複雜度的RS編/解碼架構,中正大學電機研究所碩士論文,民國九十年。
[12]Shu Lin, Daniel J. Costello, Error Control Coding, USA: 2004.
[13]O’Gorman, F., and M.B. Clowes, “Finding Picture Edges through Collinearity of Feature Points”, IEEE Transactions on Computers, vol. C-25, 1976, pp. 449-454.
[14]E. Ohbuchi, H. Hanaizumi, and L.A. Hock, “Barcode readers using the camera device in mobile phones,” International Conference on Cyberworlds, Nov. 2004, pp. 260-265.
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[16]Khan, M.A.; Afzal, S.; Manzoor, R., “Hardware implementation of shortened (48,38) Reed Solomon forward error correcting code, “Multi Topic Conference, 2003. INMIC 2003. 7th International, 8-9 Dec. 2003, pp. 90-95.
[17]劉悅; 尚振宏; 劉明業,快速響應矩陣碼糾錯算法的研究,2005/11。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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