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系統識別號 U0002-2106200810173300
中文論文名稱 QR Code解碼器的實現
英文論文名稱 Implement of QR Code Decoder
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 邱柏瑄
研究生英文姓名 PO-Xuan Chiu
學號 695460237
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-06-13
論文頁數 58頁
口試委員 指導教授-簡丞志
委員-鄭智湧
委員-陳明達
中文關鍵字 錯誤糾正碼  錯誤糾正 
英文關鍵字 ECC  Mask  Error correction capability  RS Code 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 本文中所提及之視能障礙輔助器學習平台,其架構分為八個部分,包含資料建檔、資料編碼、樣本產生、影像擷取、影像處理、錯誤修正、資料解碼、音源連結。

我們在本文中會提出具有錯誤修正能力的QR Code,可以解決影像擷取與影像處理時所發生的錯誤,並且敘述QR Code之特性,編碼方式,錯誤修正等級和編碼的驗證。

我們把解碼分為兩部份,第一部份為小解碼,包含樣本的大小、儲存的模式、資料的擺放、MASK種類的資料編碼、修正等級…等。第二部份是採用錯誤控制碼中名為Reed-Solomon Code來實現錯誤的修正,我們將這部份歸納為大解碼,負責修正接受到的錯誤資料。

本文採用Shortened Reed-Solomon Code演算法與生成多項式結合來達成QR Code樣本的增加,在修正能力的範圍內,可完全修正其錯誤,驗證結果則以Visual C++模擬,未來致力於將平台以DSP實現。
英文摘要 The learning platform for visual disabilities referred to in this paper. Its structure is divided into eight parts, including establishing data base, data encoding, pattern product, image capturing, image processing, error correction, decoding and audio connection.

In this paper we will propose QR Code with error-correction capability, which can be solve the errors occurring in image capturing or image processing, and QR code characteristics, encoding modes, ECC levels and encoding verification are introduced in this text.

We divide the decoding into two parts. The first part of a small decoding includes the pattern size, storage modes, data placement, encoding MASK types of data, MASK level, etc. The second part takes ECC code named Reed-Solomon Code to achieve the error correction, we summarized this part is responsible for correcting the received error data.

This work combine the algorithm of Shortened Reed-Solomon Code with generator polynomial to increase in QR Code patterns. We can correct errors completely within the range of correction capability. Afterward, the results are simulated by Visual C ++. We will achieve that the learning platform can be implemented by DSP hardware in the future.
論文目次 中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
頁目錄 Ⅴ
圖目錄 Ⅷ
表目錄 Ⅹ
第一章緒論.......................................1
1.1研究動機與目的................................1
1.2 盲人點字法之改良.............................2
1.3 研究流程簡介.................................3
第二章 QR Code之背景.............................5
2.1 選用之考量因素...............................5
2.2 QR Code發展史................................6
2.3 QR Code之特性................................7
2.3.1 High Capacity Encoding of Data.............7
2.3.2 Small Printout Size........................8
2.3.3 Dirt and Damage Resistant..................9
2.3.4 Kanji and Kana Capability..................9
2.3.5 Readable from any direction in 360°........10
2.3.6 Structured Append Feature..................10
2.4 QR Code之編碼方式............................11
2.4.1 QR Code之容量..............................11
2.4.2錯誤修正....................................13
2.4.3 QR Code之結構..............................15
第三章 QR Code編碼...............................18
3.1 概述.........................................18
3.2 編碼實例.....................................19
3.3 編碼之驗證...................................28
3.4 結論.........................................30
第四章 QR Code解碼器之ECC研究....................32
4.1 概述.........................................32
4.2 解碼.........................................33
4.2.1資訊區之解碼................................34
4.2.2 反Mask動作.................................40
4.2.3 錯誤數量變換公式...........................42
4.2.4 Error Correction之研究.....................43
4.2.5 資料區之解碼...............................45
4.2.6錯誤修正之結果模擬..........................49
4.3 結論.........................................54
第五章 結論......................................55
5.1 總結.........................................55
5.2 未來研究方向.................................56
參考文獻.........................................57


圖目錄

圖1.1 中文點字範例 2
圖1.2 QR Code點字教材範例 2
圖1.3 平台流程圖 4
圖2.1 QR Code之高容量特性 7
圖2.2 一維條碼及QR Code輸出大小比較圖 8
圖2.3 Micro QR Code與QR Code輸出大小比較圖 8
圖2.4 QR Code之修正特性 9
圖2.5 QR Code支援片假名及漢字之特性 9
圖2.6 QR Code可360度讀取之特性 10
圖2.7 QR Code可分割讀取之特性 10
圖2.8 QR Code結構圖 15
圖2.9 資料區填入方式示意圖 16
圖2.10資訊區分佈圖 17
圖3.1 RS Code編碼電路 21
圖3.2 資料區填入後之QR Code圖形 24
圖3.3 編碼之最終圖形 27
圖3.4 QR Code編碼程式 28
圖3.5 編碼程式輸出結果 28
圖3.6 程式產生之QR Code範例 29
圖4.1解碼流程圖 33
圖4.2影像處理後之矩陣值 34
圖4.3資訊區讀取範例 35
圖4.4設定三個錯誤之範例 37
圖4.5反Mask之範例 40
圖4.6 Mask之實例 41
圖4.7解碼範例 50
圖4.8錯誤修正結果範例 51
圖4.9錯誤修正的幾個範例 52


表目錄

表2.1 QR Code之Data容量表 7
表2.2 Version1~Version10的Data容量 12
表2.6 各錯誤修正等級之修正能力 13
表2.7 Version1~Version8錯誤修正特性 14
表3.1 Version1之容量表 19
表3.2字元符號對照表 20
表3.3 Reed-Solomon Code之生成多項式對照表 22
表3.4 多項式之α對照表 23
表3.5 Mask對照表 25
表3.6修正等級之二進制表示 26



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