条码生成与调制技术综述探讨

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　　摘 要：在手持式电子设备之间进行无线数据传输时，使用HC2D条形码的概念具有重要意义。在典型的设置中，通过LCD上的图像串联方式，可以将手机上的任何文件通过第二手机的摄像头传输到第二手机，然后对其进行捕获和解码。在本研究中，在HC2D条形码中引入了一种新的数据调制方法，并且对于其他标准条形码调制方法，其性能进行了比较评估。在这种新方法中，在相邻模糊的LCD的相邻像素内和光泄漏中，使用正交频分复用（OFDM）调制以及差分相移键控（DPSK）。
　　关键词：HC2D条码;数据传输;差分相移键控;正交频分复用（OFDM）调制
　　一、绪论
　　在促进众多识别过程中，条形码自1952年发明以来就发挥了重要作用[1]。事实上，对于存储在产品包装或纸张上的机器可读数字数据，条形码是一种具有成本效益的且简单的方法。在原始条形码设计中出现了更快的数据传输来满足迫切的需求，并且已经出现了许多具有高可靠性的改进。对于这些具有成本效益的代码及其应用，在存储联系信息（如传输更复杂的数据，URL等）的情况下，通过HC2D条形码的发明开辟了新的前沿，QR码越来越受欢迎[2]。在二维条码的比较中可以发现相机手机应用的性能[3]。在矩阵条形码开发中，已经在一张纸张上投入了大量的精力来显示条形码，通常使用这种方式。可以考虑使用平板电脑和智慧型手机及电子书阅读器的LCD显示屏来取代纸张二维条形码。使用LCD显示器代替纸张可以考虑选用平板电脑，而用电子书阅读器代替纸质书籍以更广泛地使用2D条形码，则有可能为数据传输开辟另一个有希望的领域。此外，对于最终的数据传输流，LCD可以向接收电子设备显示不同于静态纸的时变条形码。
　　通过一系列HC2D条形码，研究了在两个手机之间传输数据，用于实现比特率低于10kbps的现有技术的移动设备。对于发送和接收，比特率超过14Mbps后，使用数码相机和计算机监视器。在对接的发射器和接收器条件下实现了长达4米的距离。但是，当距离增加到14米时，此速率降至略高于2Mbps。使用更有效的编码和调制方案，实现了后续实现的优越性能，用于减轻像素和图像模糊以及像素漏光。为了调制LCD像素，使用诸如OFDM的数据的逆傅里叶变换（IFT）。QR解码器的性能通过图像光减少并且大大模糊了泄漏。此外，对于解码数据的已知部分，限制了它们的性能降级。基于如[4]中关于自适应误差校正的非均匀误差概率的数据区域可以用于编码该先验知识。在设计以及基于LCD-Camera的通信系统的实现中，如[5]-[7]所示，人们越来越感兴趣。对于这种类型的创新通信介质，在确定最佳解调和调制方案时，这将需要进一步的研究。
　　二、文献综述
　　（一）任意获取图像中的QR码检测
　　通过在Internet资源和物理对象之间创建链接，可以通过快速响应（QuickResponse QR）码的应用程序实现丰富的上下文交互。尽管人们和视觉上受损的机器人被广泛使用，但是这种条形码應用并不常见，因为在图像获取期间，假设符号适当地由现有的解码器构成。为了执行QR码符号的精确检测，本工作提出的基于两阶段组件的方法是在任意获取的图像中。
　　
　　 在框架的帮助下，检测到Viola-Jones提出的物体，以检测符号的部分被训练，第一阶段的级联分类器。在第二阶段中，为了评估检测到的图案，如果它们以几何上一致的方式与QR码符号的分量在空间上排列，则进行聚合。对两个阶段参数变化进行了广泛的研究，并在计算效率，召回率和精确度方面对结果进行了分析。精确度为76.8%，所提出的QR码检测器的平均召回率为91.7%，而22fps则能够处理640×480像素的视频流。对于实时应用程序实现，这些结果支持移动硬件中的视觉障碍人员和机器人，通过多种媒体中的QR码获取可用的大量信息，从而允许他们访问。
　　（二）在拍照手机上读取1D条形码
　　在本文中，使用VGA照相手机上的条形码读取算法，我们提出了研究工作。从劣质图像中提取条形码字符，应用基于知识的条形码分割和基于小波的条形码区域定位方案。对于识别引擎，输入所有作为分段条形码的字符，并且条形码字符串作为具有最小总距离的最终识别结果，基于识别距离输出条形码。为了优化类参考矢量和特征提取矩阵以便训练有效的识别引擎，设计了修改的广义学习矢量量化（GLVQ）方法。通过照相从超过1000个条形码图像中捕获，584个样本分段参与了培训过程。通过同一部手机对292条码拍摄的图像进行测试，整个条形码设置的正确识别率达到85.62%。
　　
　　（三）二维条码的检测和解码算法
　　可以将2D条形码主要分为两种类型，即矩阵2D条形码堆叠2D条形码。本文简要讨论了二维条码类型的结构。检测二维条码的流程图提出了本文，二维条码也进行了解码。
　　
　　（四）基于动态模板的线性条形码扫描系统匹配模糊图像
　　在空间域中，所提出的系统完全起作用，并且从严重的OOF模糊包含低分辨率图像能够读取线性条形码。在变形二进制波形分类分析的角度，本文处理线性条码扫描。在用于表征模糊条形码的波形与其对应符号的值之间的关系的任何特定模糊等级下，设计有向图形模型。为了实现实时解码，检索最优状态序列，在有限处理能力的移动设备上设计了基于动态编程的推理算法。
　　
　　（五）用于移动电话的二维条形码
　　对于高数据密度条形码，移动电话有几种潜在的应用，可以很容易地解码和拍照，但目前还没有这种符号系统。因此，为了利用相机电话频道的低通特性，设计了新的条形码，并且提供了移动电话作为促进无线光通信的手段。通过在离散余弦变换域中完成编码，建立了通道模型，并且随后的模拟结果导致了彩色条形码的设计。
　　通过注水过程提高性能，而对于旋转和尺寸不变性，噪声整形算法，一种新的快速采集方法允许。根据具有变化率的空间频率，使用外部的AccumulateRepeat-Accumulate代码，通过随后的内部Reed Muller代码。 　　对于领先的照相手机所造成的各种障碍已经证明并且符号系统的稳健性，最终条形码数据密度是其3.5倍。
　　
　　（六）QR初始：条形码条形码攻击
　　在本文中，当特别制作的条形码基于故意引起的模糊性时，我们会对多种标准提出新的攻击。解碼器锁定的标准由实现细节决定。这样，对于不同的电话或应用程序，两个用户扫描相同的条形码，这将接收不同的内容。对于与安全相关的多个问题，这可能会打开方式。用于执行网络钓鱼攻击以及目标攻击如何将一个条形码符号嵌入到另一个中进行描述此外，对于这些条形码条形码攻击智能手机是易受欢迎的二维条形码阅读器应用程序进行估。针对此类攻击，我们将进一步讨论缓解技术。
　　
　　三、结论
　　为了将数据流调制成可视的HC2D条形码，本文将差分相移键控与正交频分复用相结合。在减轻照相机LCD移动方面，存在严重的缺点，即示出了QPSK-OFDM调制，其中连续改变每个元件相位。另一方面，从OFDM之前的理想相位开始，由于接收信号的逐个变化，在接收信号中添加了差分相位调制器，并且由于很小的偏差而导致相邻信号的相位差（DPSK-OFDM）调制数据流导致运动效果逐渐减弱。
　　参考文献：
　　[1]N.J.伍德兰和B.西尔韦.分类设备和方法.1952-10-7.美国专利2612994.
　　[2]信息技术-自动识别和数据捕获技术-QR Code 2005条码符号规范.ISO/IEC18004：2006.2006.
　　[3]H.卡托和K.Tan.用于照相手机应用的普及二维条码.普适计算，2007-10，6（4）：76-85.
　　[4]S.D.佩尔利，N.阿麦德和D.卡塔比.使用LCD摄像机的无干扰无线链接.巴黎，MobiCom会议.文献，2010：137-148.
　　[5]J.梅梅蒂，F.桑托斯，M.瓦尔德布格，和B.斯蒂勒.使用摄像机和三维代码进行数据传输，实践信息与通讯.2013，36（3）：31-37.
　　[6]实时投影机-墙-摄像机通信系统.ICCE，2013-1：100-101.
　　[7]S.库斯德巴，A.M.维格林斯基和B.霍姆斯.文献中的使用视频图像的视觉通信系统的原型实现.CCNC，2013：184-189.
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