摘 要：裝備管理科學(xué)化建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，把信息技術(shù)和手段引入裝備管理領(lǐng)域是其中關(guān)鍵的內(nèi)容，本文研究的是利用二維碼PDF417編碼技術(shù)將警用裝備信息數(shù)字化，利于計(jì)算機(jī)管理軟件快速讀取，實(shí)現(xiàn)高效信息化管理。

關(guān)鍵詞：二維碼；PDF417；裝備管理；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP399-C1

裝備管理科學(xué)化建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，把信息技術(shù)和手段引入裝備管理領(lǐng)域是其中關(guān)鍵的內(nèi)容，計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天，為適用新形勢下社會(huì)治安的管控，公安警用裝備更新速度必須與時(shí)俱進(jìn)，要提高整個(gè)隊(duì)伍的快速反應(yīng)能力，警用裝備網(wǎng)絡(luò)信息化管理需要快速有序的調(diào)出調(diào)入各種警用裝備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化操作。傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型管理模式及一維條碼技術(shù)已經(jīng)不能滿足要求，本文研究的是利用二維碼PDF417編碼技術(shù)將警用裝備信息數(shù)字化，利于計(jì)算機(jī)管理軟件快速讀取，實(shí)現(xiàn)高效信息化管理。

1 二維碼技術(shù)介紹

條碼技術(shù)是在20世紀(jì)20—30年代隨著各個(gè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)識(shí)別的需求而萌生的，是一門集編碼、印刷、識(shí)別、數(shù)據(jù)采集和處理于一身的新興技術(shù)。目前被廣泛應(yīng)用在防偽證件、物流、電子票務(wù)等場合[1]。根據(jù)二維條碼的編碼原理、結(jié)構(gòu)形狀差異，可分為堆疊式和矩陣式兩大類型。典型的堆疊式二維條碼有PDF417，Code16K，Code 49等[2]。應(yīng)用廣泛的PDF417碼每個(gè)條形碼符號(hào)字符由4個(gè)條和4個(gè)空構(gòu)成，條形碼的最窄條或空稱為一個(gè)模塊，每個(gè)條或空包含1～6個(gè)模塊，總模塊數(shù)是17，故又稱為417碼或PDF417碼（如圖1）。

圖1 PDF417碼一個(gè)字碼圖

2 裝備PDF417碼的生成

要實(shí)現(xiàn)警務(wù)裝備信息化管理，需要對(duì)每一件裝備進(jìn)行PDF417編碼，生成唯一的條碼。PDF417碼具有成本低、譯碼可靠性高、編碼范圍廣、信息容量大、安全性高、抗損性強(qiáng)、制作方便、條碼符號(hào)的外形可變等特點(diǎn)，因此采用PDF417編碼方式進(jìn)行信息化管理完全滿足目前及今后警務(wù)裝備管理發(fā)展需求。PDF417條形碼的碼字集包括929個(gè)碼字，取值范圍為0～928。字符集由3個(gè)簇構(gòu)成，每個(gè)簇包括以不同的條、空形式表示的所有929個(gè)碼字，序號(hào)對(duì)應(yīng)為0～928。對(duì)于某一行來說，其簇號(hào)=[（行號(hào)- 1）mod 3]×3。這樣，便得到了條碼圖各行的條空寬度值的序列，據(jù)此可以生成黑（條）、白（空）兩色的PDF417條碼圖。

3 PDF417碼譯碼模塊設(shè)計(jì)

裝備編碼生成后，計(jì)算機(jī)通常采用圖像處理方式或激光掃描方式快速識(shí)別編碼信息。計(jì)算機(jī)高速的處理能力可以高效處理二維條形碼的數(shù)字圖像，相比普通的機(jī)械方式掃描更有速度優(yōu)勢。激光掃描器價(jià)格相對(duì)昂貴，而采用攝像頭或手機(jī)照相方式采集條碼可有效節(jié)約系統(tǒng)開支，并且可以靈活、機(jī)動(dòng)作業(yè)。因此裝備譯碼采用數(shù)字圖像處理的方法。基于圖像方式的PDF417碼的處理識(shí)別過程為：先期圖像預(yù)處理，再進(jìn)行圖像識(shí)別，最后進(jìn)行譯碼處理還原條碼信息。

3.1 圖像預(yù)處理

圖像的預(yù)處理在整個(gè)譯碼模塊中起著至關(guān)重要的作用，直接影響譯碼的性能指標(biāo)，是整個(gè)譯碼的核心?；舅悸肥鞘紫纫獙?duì)采集的彩色圖像M（x，y），使用標(biāo)準(zhǔn)的灰度化公式進(jìn)行灰度化，然后對(duì)灰度圖像進(jìn)行濾波得到M’（x，y），用閾值T對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化，得二值化圖像N（x，y），接著掃描二值圖像中位置探測圖形，求出條碼的旋轉(zhuǎn)角度和條碼的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，然后把條碼圖像M’（x，y）旋轉(zhuǎn)到水平位置，并且把條碼從圖像M’（x，y）分割出來得到P（x，y）。Hough變換就是把在圖像空間中的直線檢測問題轉(zhuǎn)換到參數(shù)空間里對(duì)應(yīng)點(diǎn)的檢測問題，通過在參數(shù)空間里進(jìn)行簡單的累加統(tǒng)計(jì)完成檢測任務(wù)。圖像預(yù)處理模塊的流程圖如圖2所示。

圖2 圖像預(yù)處理模塊的流程圖

3.2 圖像識(shí)別

PDF417碼識(shí)別模塊主要是根據(jù)編碼黑白模塊均勻的特點(diǎn)，求出二值化圖像的閾值，對(duì)輸入的灰度圖像進(jìn)行二值化處理，實(shí)踐證明可抑制光照不均勻的影響。用投影算法以及邊緣檢測方法計(jì)算出水平邊界和垂直邊界峰點(diǎn)的集合。利用峰點(diǎn)對(duì)單元模塊進(jìn)行劃分，計(jì)算機(jī)出每個(gè)單元模塊對(duì)應(yīng)的圖像，得到識(shí)別后的符號(hào)矩陣。

3.3 譯碼處理

各種不可預(yù)見的原因都會(huì)導(dǎo)致PDF417碼圖像出現(xiàn)殘缺、污損，在數(shù)據(jù)傳輸中也可能發(fā)生錯(cuò)誤，所以必須取措施克服這些因素的影響。RS碼是一類具有很強(qiáng)糾錯(cuò)能力的多進(jìn)制BCH碼，特別適合糾正突發(fā)錯(cuò)誤和隨機(jī)錯(cuò)誤，雖然PDF417碼本身就具有糾錯(cuò)能力，但為了準(zhǔn)確識(shí)別，通常采用RS糾錯(cuò)碼進(jìn)行糾錯(cuò)譯碼。RS碼的譯碼方法可以分為時(shí)域譯碼和頻率譯碼兩大類[3]。時(shí)域譯碼是在時(shí)間域上直接利用碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行譯碼，頻域譯碼則是利用數(shù)字信號(hào)處理的基本方法在頻域內(nèi)譯碼。

4 系統(tǒng)構(gòu)成

二維碼應(yīng)用系統(tǒng)主要設(shè)備為編碼和譯碼設(shè)備，目前警務(wù)裝備管理系統(tǒng)只需增加設(shè)備應(yīng)用接口。警務(wù)裝備配發(fā)前，先經(jīng)過PDF417碼編碼，生成唯一信息條碼，各個(gè)應(yīng)用管理系統(tǒng)通過譯碼設(shè)備進(jìn)行設(shè)備信息讀取。

5 結(jié)束語

運(yùn)用PDF417碼技術(shù)對(duì)公安裝備進(jìn)行信息化處理，是將公安裝備管理從傳統(tǒng)管理模式轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)化信息化管理模式的途徑之一，實(shí)現(xiàn)高效信息化管理，提高整個(gè)隊(duì)伍的快速反應(yīng)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]矯云起，張成海.二維條碼技術(shù)[M].北京：中國物價(jià)出版社，1996.

[2]中國物品編碼中心.條碼技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3]侯正信，胡浩.RS碼的時(shí)域編碼/頻域譯碼技術(shù)[J].電視技術(shù)，2002（01）.

作者簡介：林鴻濱（1979-），男，福建泉州人，碩士研究生，研究方向：軟件工程。

作者單位：同濟(jì)大學(xué)，上海 201804