淺談QR碼圖片處理及識別算法的研究

朱瓊瑤

摘要：第二次科技革命使信息技術得到迅速發展，二維條碼技術的應用愈來愈廣泛，在現代的生活中隨處可見，體現在購物、社交等方面。QR碼作為一種比較完善的二維條碼，在我國具有良好的發展優勢，QR碼可表示漢字及圖像多種文字信息，保密防偽性強，QR圖像處理與識別軟件的出現是信息技術發展的突出表現，具有一定的推廣和發展意義。

關鍵詞：QR碼 二維條碼 圖像處理與識別

中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）09-0125-01

1 QR碼的概述

1.1 QR碼的含義

QR全稱是Quick Response即快速反應。QR原本是供應鏈管理中的術語，指通過信息資源共享建立一個快速供應體系，其目的是為了實現銷售額增長，從而最大程度地服務顧客，實現顧客服務庫存量最大化以及實現商品缺貨、商品風險和減價最小化。QR碼作為二維條碼的一種，是由Denso公司在1994年9月研制的一種矩陣二維條碼符號，其最初的設計目的是實現內容的快速解碼。它具有很多優點如信息容量大、可靠性強、可表示漢字及圖像多種文字信息、保密性好、超高速識讀、全方位識讀、能夠有效表示中日文字等，它被廣泛應用于商業流通、生產自動化管理等領域，實現了條碼對物品的描述和識別，是信息技術史上的一大發展。

1.2 QR的應用概述

（1）用于存貨管理。QR碼最初的設計目的是為了便于在汽車制造廠追蹤零件，如今QR碼已經在各行各業的存貨管理中得到普遍運用。使用者可透過設有RS-232C界面的個人電腦及解碼程式，連接掃描器或攝影機取得QR碼中的資料，十分適合存貨管理等企業應用，應用在食品物流、隱形眼鏡、服裝等領域。

（2）用于發布和獲取信息。QR碼在日本、韓國的應用越來越普及，商家在雜志、宣傳海報上通過QR碼的簡單快捷的特點提供優惠券，而消費者就可用手機對QR碼進行掃描和識別來獲取各家店鋪的優惠信息。中國移動推出QR碼的離線業務，使QR碼貼近平民的生活，可預測QR碼將會越來越貼近普通人的生活。

（3）用于電子票務管理。電子票務通常是發短信給手機用戶，其內容包含一張QR碼的圖片，用戶只需在指定地點的二維碼識別終端上掃一下就可以讀取相關信息。為適應時代發展和要求，鐵道部也在2009年12月10日開始對鐵路車票進行改版升級， 新的車票采用QR碼作為防偽措施，取代以前的一維條碼。

2 QR碼面臨的問題和挑戰

（1）QR碼應用的不具有普遍性和廣泛性。因為人們的知識水平和認識水平有限，大部分的普通用戶對QR碼認識仍然不足，他們認為通過手機的應用程序掃描二維碼是一件麻煩又花時間的事情，他們需要掌握相關知識和有關人士的指導才能熟悉操作，因此QR碼的推廣與使用就顯得十分困難，具有長期性。

（2）QR碼缺乏資金的投入。QR碼的開發與應用前期需要投入大量的資金，特別是對于需要利用二維碼進行營銷的企業來說，他們需要監控QR碼真正帶來的訪問量，這都需要資金的投入。但是很多企業沒有長遠的目光，擔心投入與產出構不成比例，害怕挑戰新事物。因此，他們在QR碼的項目投入并不理想，并不敢過多的投入，導致推廣QR碼困難重重。

（3）QR碼面臨著強烈的市場競爭。市場本來就是存在優勝劣汰的規則，QR碼并不是唯一的營銷方式，同樣道理，QR碼并不一定是消費者最受歡迎的方式，隨著技術的發展和市場的需求，QR的代替品應運而生，因此，QR碼面臨著激烈的競爭環境，若不更新可能面臨淘汰的危機。

（4）QR碼圖像采集存在差異。通過攝像頭、相機或掃描儀獲取到的圖像都與直接采集到的圖像存在明顯差異，在采集過程中，可能會出現噪聲、聚焦模糊、光照不均和圖像扭曲畸形甚至是二維碼本身的部分污損。要想還原原有的QR碼圖像，必須對其進行圖像預處理。

3 解決QR碼存在問題的對策

（1）通過各種方式對QR碼的大力宣傳。由于人們知識水平有限，接受新事物還需一段時間，因此，要想讓QR碼能夠被廣泛使用且平民化，必須對其進行大力宣傳，利用節假日、促銷等契機推廣QR碼的使用，對使用和宣傳QR碼的群眾給予不同的獎勵，特別是在商場、學校周邊、廣場等人口密集的地方進行宣傳，通過講解和群眾體驗等環節擴大宣傳影響力，讓百姓感受到QR碼與生活息息相關，運用QR碼可以方便快捷的進行購物和社交等。同時，要不斷完善和優化QR碼，使得QR碼使用更加簡單便捷，讓每個人都能夠欣然接受并使用。

（2）加大QR碼研究和營銷的資金投入。QR碼研究和推廣遇到資金鏈問題，有些企業對此信心不足，不敢下大賭注對QR進行包裝和管理，因此，要破除這個瓶頸，必須要加大QR碼的資金投入，增強企業的信心，通過技術研發申請資金和企業自身籌備資金兩種方式對QR碼進行資金提供，同時，盡可能降低研發和推廣成本，從而節約資金，為QR碼的推廣與運用提供保障。

（3）不斷更新和完善QR碼。市場是優勝劣汰的過程，要想在市場立足，就必須不斷完善QR碼，只有研制出更簡單方便快速符合大眾需求的QR碼才能更穩妥的占領市場，此外，QR碼的功能跟不上時代發展同樣被替代，研發過程中更加注重開發QR碼的使用功能，不能僅僅局限于購物和社交，應拓展到其他領域，比如理財、生活優惠、學校課堂、政府公開工作等等，讓更多的人群了解和運用QR碼的使用功能，從而推廣到更廣泛的人群中。

（4）加強QR碼圖像采集和識別的預處理。針對出現噪聲問題主要采用中值濾波處理，對于噪聲的識別取得較好效果；針對聚焦模糊問題，可以通過采用圖像灰度化的方式處理，通過模糊圖像的邊緣計算得到PSF函數再進行圖像恢復；針對QR碼扭曲失真的情況可以采用圖像二值化處理，通過改進雙線性變換校對和逐模塊垂直投影提取條碼信息，扭曲失真問題得到一定恢復。

4 結語

如今，信息技術越來越發達，二維條碼之所以從誕生之始受到國際社會的廣泛關注是因為它作為一種新的信息存儲和傳遞技術廣泛傳播著。經過多年的努力，現已廣泛地應用在多領域比如國防、公共安全、交通運輸及政府管理等。本文從多角度對QR圖像的處理和識別進行多維度剖析，指出其存在的不足并相對應地提出解決對策，這對QR碼的推廣和發展具有一定的意義。

參考文獻：

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