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研究生: 賴羿瑄
Yi-Hsuan Lai
論文名稱: 應用於行動裝置之高度視覺性QR碼識別
QR Codes with High Visual Comprehensibility via Mobile Device Recognition
指導教授: 賴坤財
Kuen-Tsair Lay
口試委員: 賴坤財
Kuen-Tsair Lay
方文賢
Wen-Hsien Fang
曾德峰
Der-Feng Tseng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: QR碼錯誤更正碼里德-所羅門碼高度視覺性
外文關鍵詞: QR Code, Error correction code, Reed–Solomon code, High Visual Comprehensibility
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QR Code因其快速解碼及高資訊容量的特性被廣泛使用在我們的生活中,但綜觀現今市面上的QR Code都以黑白兩色所組成,並不具有視覺性及美術價值,使用者只能透過手機掃碼後得知該碼所要表達的內容。本論文將就QR Code提出美化的方法,配合其RS Code編碼性質來進行圖像的嵌入,並對原先他篇論文提出的嵌入方法做改良,以及在手機上實作該碼的辨識,藉由改寫QR Code的標準解碼器來解決無法在實際環境中解碼的問題,讓我們的高度視覺性QR Code具有更高的視覺性及商業價值
首先編碼部份我們將具有大標誌性質的QR Code又稱基線QR Code做小部分的更動,接著挑選QR Code的視覺區域,經同位檢測矩陣來編出合法的RS Code,獲得可由標準解碼器解碼的基線QR Code,而由於解碼端需讀取資料長度因此會對圖像做一些處裡,最後將彩色圖像嵌入即完成高度視覺性QR Code的編碼。解碼部份則使用開源的掃碼資料庫來進行的改寫,將拍攝後圖像經解碼器的徵測及校正後,讀取資料長度來建立一個遮罩好讓我們還原校正完的QR Code至嵌入前的基線QR Code,最後將基線QR Code透過標準解碼器做解碼即可獲得其中的資訊。


QR Code is widely used in our daily life because of its fast decoding and high information capacity. The QR Code on the market today is composed of black and white modules, and it does not have visual and artistic value. Users can only know the content of the code after scanning it on the mobile phone. In this paper, we will propose a beautification method for QR Code, and embed the image through its RS Code encoding property. Also, we will improve the embedding method proposed in the previous paper, and implement the identification of the code on the mobile phone. By rewriting the standard decoder of the QR Code to solve the problem of being unable to decode in the actual environment, so that our highly visual QR Code has higher visibility and commercial value.

In the encoding part, we make a small part of the change to the QR Code with a large logo image, which can be called the baseline QR Code. Next, we select the visual area of the QR Code and compile the legal RS Code through the parity check matrix to obtain a baseline QR Code that can be decoded by a standard decoder. After that, because the decoder needs to read the data length, it will do some processing on the image. And finally, the color image is embedded to complete QR Code with high visual comprehensibility encoding.

In the decoding part, we modified the algorithm of part of the open-source bar code scanner database. After the captured image is decoded and corrected by the decoder, the data length will be read to create a mask. This mask is for us to restore the corrected QR Code to the baseline QR Code, and finally decoding the baseline QR Code is performed by a standard decoder to obtain the information.

摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目錄 iv 圖表索引 vii 中英文對照表 vii 符號索引 xii 第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2 QR Code簡介 1 1.3研究動機 2 1.4 論文章節 3 第二章 QR Code相關技術及介紹 4 2.1 QR Code基本構造 4 2.1.1外觀特徵 4 2.1.2圖式架構 6 2.1.3錯誤更正能力 8 2.2 QR Code編碼 9 2.2.1編碼模式 9 2.2.2資料編碼 10 2.2.3 RS Code編碼 11 2.3 QR Code填入方式 11 2.4遮罩(Mask) 13 第三章 高度視覺性QR碼之編碼 14 3.1基線QR Code 14 3.2基底圖像進行遮罩 14 3.3 QR Code在GF(28)下的二元本原元素 16 3.4 基線QR Code之編碼 17 3.4.1訊息碼 17 3.4.2視覺區域挑選 18 3.4.3視覺碼回填 22 3.4.4以同位檢測矩陣生成基線QR Code 23 3.5在QR Code中填入訊息碼長度 25 3.6去除校正點、時間標誌 26 3.7圖像覆蓋 27 3.8編碼流程圖 28 第四章 高度視覺性QR碼之解碼 29 4.1程式開發環境及資料庫介紹 29 4.2對QR Code取直方圖均衡並二值化 30 4.3尋找定位點 31 4.4計算模組大小及版本數 34 4.5尋找校正點 35 4.6使用透視轉換(Perspective Transformation)回正影像 37 4.7基底遮罩(Base Mask) 39 4.7.1讀取訊息碼長度 41 4.7.2基底遮罩Block 1視覺區排序 43 4.7.3 基底遮罩Block 1回填 46 4.8遮罩後之QR Code解碼 47 4.9解碼流程圖 49 第五章 實驗結果與討論 50 5.1 高度視覺性QR Code解碼器介面 50 5.2 相同版本嵌入不同圖片的高度視覺性QR Code 51 5.3 不相同版本嵌入相同圖片的高度視覺性QR Code 52 第六章 結論與未來展望 53 參考文獻 55

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