二维码在身份识别系统中的一个应用 文献综述

中国计量学院现代科技学院

毕业设计（论文）文献综述

学生姓名：蒋乐陶学号： 0830332131 专业：计算机科学与技术

班级： 081 设计（论文）题目：

二维码在身份识别系统中的一个实现

指导教师：曾宪庭

系：信息工程

2012年3 月5日

二维码在身份识别系统中的一个实现

文献综述

一、二维条码概述

1.二维条码的产生

条码技术于1 974年首次应用于零售业．美国俄亥俄州的一家超市出售的口香糖的包装上印有此种代码，当时使用条码的目的是加快收银台的结帐速度，解除对商品进行的手工标价的繁琐工作[1]。

二维条码技术是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。由于受信息容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而不是对物品的描述。所谓对物品的标识，就是给某物品分配一个代码，代码以条码的形式标识在物品上，用来标识该物品以便自动扫描设备的识度，代码或一维条码本身不代表该产品的描述性信息。这种条码可以用来表示数据文件(包括汉字文件)、图像等。因为二维条码通过利用垂直方向的尺寸来提高条码的信息密度。通常情况下其密度是一维条码的几十列几百倍，这样我们就可以把产品信息全部存储在一个二维条码中，要查看产品信息，只要用识读设备扫描二维条码即可，因此不需要事先建立数据库，真正实现了用条码对“物品”的描述[1]。

二维条码（2-dimensional barcode）实际上是用点代替原来一维条码中的条，它是用某种特定的几个图像按一定的规律在屏幕（二维放心上）分布的黑白相间的图形计量数据库符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入社会或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理；它具有条码技术的一些共性；妹子码制有其特定的字符集；每个字符战友一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图像旋转变化等特点。二维条码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。

2.二维条码的分类

在许多种类的二维条码中，常用的码制有：PDF417码、Data Matrix码、Maxi Code码、Aztee码、QR Code码、Veri code码、Ultra code码、Code49码、Code 1 6K码等，主要分为堆积层排式和棋盘矩阵式两大类，另外还有一类是邮政码。

⑴线性堆叠式二维条码

线性堆叠式二维条码是在一维条码编码原理的基础上，将多个一维条码在纵向堆叠而产生的。典型的码制如：Code 16K、Code 49、PDF41 7等。

⑵矩阵式二维码

矩阵式二维码是在一个矩形空间通过黑、白象素在矩阵中的不同分布进行编码。典型的码制如：Aztec、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等

⑶邮政码

邮政码是通过不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如：Post net、BPO 4-State。

⑷ PDF417码

PDF417二维条码是一种堆叠式二维条码，目前在我国应用最为广泛，也是我国目前唯一的二维条码码制。PDF417条码是由留美华人王寅敬博士发明的，由美国SYMB0L公司研制，PDF(PortableData File)意思是“便携数据文件”因为组成条码的每一个码诃都是由4个条和4个空构成，并且4个条和4个空的宽度加起来总是17个模块(每个条或空的宽度可以是一到六个模块宽)，所以称为417码或PDF417码[2]。

二、二维条码识别算法以及存在的问题

当前，PDF417的码字提取方法，一般都是基于边缘图像的，在预处理后的条码图像中，检测出图像的边缘，再通过边缘图像的投影进行图像分割和码字的提取。这种方法在边缘能够完整提取时，原理简单、结构明了，能够得到很好的结果[3]。

但是由于条码图像在获取前可能已经被部分磨损或者被油污污染，预处理后的图像也一定难免存在一些噪声污染，我们在对这样的图片进行边缘检测时通常不能十分正确地提取出条码图像的边缘，因此最后会出现码字丢失、错码等问题。

本系统的关键技术之一就是使在读取二维条码时脱离专用识渎器，而采用通用的扫描仪来读取二维条码并进行自动识别。因此，对读入二维条码(图像)的预处理就显得尤为重要。预处理主要分成阈值的选取、条码的自动查找和倾斜条码的旋转校正三个部分[8]。

⑴阈值的选取由于从扫描仪获得的二维条码图像是灰度图像，因此为了识别条码中所承载的信息，必须对灰度图像进行阈值处理，以便后续的操作中可以根据正确的“条、空”进行识读。本系统采用灰度直方图的最大熵阈值法来获得最佳阈值，该阈值可明确区分二维条码图像的“条、空”。

⑵条码的自动查找阈值处理后，PDF417条码的目标信息被提取出来，但由于目标信息还可能包括其它的非条码信息，如字符、直线和环境噪声等，因此必须从中识别出条码区域，才有可能识别条码。系统采取了模板匹配的方法，利用

PDF417条码的起始符和终始符作为模板，只要匹配这两个模板就可提取出该条码所在的区域。实验结果表明，即使条码的起始符和终始符被部分破坏也能提取出条码，对噪声具有较高的鲁棒性。

⑶倾斜条码的自动校正由于在通用扫描仪的识读过程中，二维条码常常不能保持完全的规正，而是可能有任意角度的倾斜。为了正确地判断条码的信息，必须将倾斜的条码图像自动校正过来。因此系统采用如下方法：当匹配条码时记录下条码起始符的位置坐标后，据此进行直线拟合，得到拟合直线的倾角a，再按式(1)进行校正处理：

2°< a< 90°条码逆时针旋转a

一9O°< a< 一2°条码顺时针旋转a

三、二维条码的数据加密技术

二维条码防伪加密技术是在二维条码的基础上运用密码学的原理，把密钥的私钥或公钥体制于二维条码的编码技术结合起来，从而克服了二维条码所载信息在网上和其他物理空间传输时容易被破译和复制的缺点。软件加密首先要选择加密的算法，鉴于DEs的算法比较简单是通过循环和迭代，将简单的运算和变换构着成数据流的非线性变换，其算法设计的核心就是让所有的秘密寓于密钥之中。加密软件可以将密钥直接封装起来，解密的时候自动识别加密的密钥及算法，这样也对密钥起了保护的作用，除了软件的开发者任何人将永远也不会知道密钥，也就无法解密来保证加密软件的安全性，因此在这里可以选用DEs加密算

法来对信息进行加密[3]。生成和识别条码的过程如图.