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QR二维码编码译码算法研究及应用

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摘要

第1章 引言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与意义

第2章 QR二维码生成原理分析

2.1 QR Code二维码简介

2.2 数据编码

2.2.1 数据分析

2.2.2 编码模式

2.2.3 结束符和补齐码

2.3 纠错编码

2.3.1 纠错容量

2.3.2 纠错码字生成

2.4 生成最终码字序列

2.5 生成二维码图

2.5.1 功能区域

2.5.2 编码区

2.6 掩模

第3章 QR二维码编码译码算法

3.1 差错控制技术

3.1.1 差错控制编码的概念

3.1.2 信息检错纠错原理

3.2 RS码编码译码算法

3.2.1 RS码介绍

3.2.2 RS码生成多项式

3.2.3 编码算法

3.2.4 译码算法

3.3 QR Code二维码的RS码编码译码算法

3.3.1 编码算法

3.3.2 译码算法

第4章 QR Code二维码在文件单向传输中的应用

4.1 应用背景

4.2 总体设计

4.3 文件分割模块设计与实现

4.4 文件编码及二维码生成模块设计与实现

4.5 文件接收模块设计与实现

总结

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

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摘要

二维码是如今应用最为广泛的自动识别技术之一,虽然发明时间不长,但由于其优点众多,因而得到了迅速发展,从诞生到现在短短三十多年的时间里,二维码已经迅速在产品推广、商业服务、物流追踪、互联网浏览、在线支付等多个方面得到广泛应用,特别是随着智能手机和智能移动终端的普及,二维码已不知不觉已经融入到我们的生活中,在衣食住行等各个方面给人们提供着方便和便捷,渐渐成为人们快速获取信息,提高人们生活品质的不可或缺的一部分。
  为了推动我国二维码应用的发展,充分利用二维码的特性,使其在更多应用场景下发挥更大的作用,本文对二维码其中的一种码制QR Code二维码进行研究,包括QR Code二维码的生成原理,编码译码算法研究及在此研究基础上的实际应用三部分。生成原理主要对二维码的原理、生成规则、编码流程及标准进行研究,其编码流程分为数据分析、数据编码、纠错编码、构造最终信息码、生成图像信息、掩模几大部分;编码译码中最重要的是纠错算法,由于QR Code二维码采用RS(Reed-Solomon)纠错码,因此重点研究了RS纠错码的编码译码算法.编码算法是计算信息码多项式除以校验码生成多项式之后的余数,该余数即为纠错码;译码算法的步骤:①计算校验位的伴随多项式。②由伴随多项式计算错误位置多项式。③用钱搜索法解出错误位置多项式的根,得到错误位置数,确定错误位置。④计算错误值并对码词进行错误纠正。最后在此研究基础上讨论用多个QR Code二维码传输任意大小文件的可行性,提出一种基于QR Code二维码的文件通信方法,进行文件数据的单向传输,总体思路为:将文件分割为QR code二维码可存储大小的数据块,通过再将每个数据块编码生成一组QRcode二维码,通过识别设备接收这组二维码并解码,并将解码结果再次合并生成文件。

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