【摘 要】本文的電子車(chē)票業(yè)務(wù)以二維碼技術(shù)及手機(jī)支付技術(shù)為基礎(chǔ)，從如何提高二維碼電子憑證識(shí)別準(zhǔn)確率出發(fā)，分析傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)的不足，考慮手機(jī)屏幕的磨損及屏幕保護(hù)膜的因素，提出“邊框?qū)Ρ热毒馑惴ā?，可以有效解決屏幕磨損及磨砂貼膜情況下的二維碼電子憑證識(shí)別準(zhǔn)確率問(wèn)題，對(duì)于二維碼電子憑證業(yè)務(wù)的推廣應(yīng)用具有借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】二維碼 磨砂保護(hù)膜 屏幕磨損 電子憑證

一、研究背景與現(xiàn)狀

隨著手機(jī)發(fā)展，手機(jī)的應(yīng)用不僅只限于簡(jiǎn)單通話和發(fā)信息了，也可應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中去。筆者所在的江門(mén)移動(dòng)公司與汽運(yùn)集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)了全國(guó)第一套基于二維碼電子憑證技術(shù)的電子車(chē)票系統(tǒng)，并成功的進(jìn)行了商用。通過(guò)研究二維碼的編碼及識(shí)別算法，有效的提高二維碼電子憑證的識(shí)別準(zhǔn)確率，在手機(jī)屏幕2級(jí)以上磨損及安裝了磨砂保護(hù)膜的情況下，二維碼電子憑證識(shí)別準(zhǔn)確率超過(guò)99%。

二、二維碼電子車(chē)票系統(tǒng)介紹

客戶登錄電子車(chē)票票務(wù)系統(tǒng)，購(gòu)買(mǎi)車(chē)票后，系統(tǒng)將生成一個(gè)包含乘車(chē)信息的二維碼憑證，并以彩信的形式發(fā)到客戶的手機(jī)上?？蛻粼诔塑?chē)前，在專(zhuān)用設(shè)備上掃描手機(jī)上的二維碼憑證，驗(yàn)證通過(guò)后可以乘車(chē)。

三、國(guó)內(nèi)技術(shù)對(duì)比

手機(jī)二維碼的應(yīng)用有兩種模式：主讀與被讀。目前國(guó)內(nèi)二維碼在手機(jī)方面主要應(yīng)用在是主讀模式。在被讀模式下由于手機(jī)上顯示信息需要經(jīng)過(guò)手機(jī)屏幕，部分手機(jī)還外加了一個(gè)保護(hù)膜，這樣屏幕的反光度、弧度、透明度、保護(hù)膜的厚度、顆粒程度、磨損程度對(duì)會(huì)對(duì)二維碼的識(shí)別產(chǎn)生影響，市面上的二維碼識(shí)別設(shè)備沒(méi)有考慮到手機(jī)屏幕的影響，識(shí)別準(zhǔn)確率較低，目前主要應(yīng)用在電子飛機(jī)票方面，針對(duì)商務(wù)人士使用。

在國(guó)內(nèi)針對(duì)手機(jī)二維碼信息識(shí)別的研究才剛剛起步，市場(chǎng)面上產(chǎn)品在識(shí)別方面的算法主要是基于直方圖均衡化算法。直方圖均衡化就是對(duì)圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像像素值，使一定灰度范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)量大致相同。相當(dāng)于增加了象素灰度值的動(dòng)態(tài)范圍從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對(duì)比度的效果。直方圖均衡化算法能改善二維碼信息的識(shí)別準(zhǔn)確率，但沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)手機(jī)屏幕磨損情況下及磨砂屏幕保護(hù)膜的識(shí)別情況進(jìn)行處理，在手機(jī)屏幕磨損達(dá)到2級(jí)或以上或手機(jī)有磨砂屏幕保護(hù)膜的情況下，識(shí)別準(zhǔn)確率約為80%。

四、二維碼Data Matrix格式介紹

電子車(chē)票系統(tǒng)使用Data Matrix格式，該格式的特點(diǎn)是尺寸與其編入資料量相互獨(dú)立的特點(diǎn)，其最小尺寸是目前所有條碼中最小的，具有固定的尋邊區(qū)，編碼具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。

數(shù)據(jù)區(qū)是Data Matrix二維條碼中包含實(shí)際內(nèi)容的區(qū)域，它的每一個(gè)黑白小方格表示一個(gè)數(shù)據(jù)單位，通常黑色代表“1”，白色代表“0\"，對(duì)應(yīng)相應(yīng)的碼字的各個(gè)字節(jié)位。黑白小方格構(gòu)成了數(shù)據(jù)區(qū)對(duì)應(yīng)所有碼字的各個(gè)位，對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行解碼就可以得到二維碼攜帶的實(shí)際內(nèi)容。

五、影響二維碼識(shí)別準(zhǔn)確率的因素

（一）屏幕磨損

手機(jī)中在使用過(guò)程中，非常容易發(fā)生的情況就是手機(jī)外殼的屏幕磨損，出現(xiàn)刮花、裂痕、老化等，這對(duì)二維碼憑證的識(shí)別有非常大的影響。屏幕磨損是二維碼電子憑證識(shí)別過(guò)程中的難點(diǎn)。

為了便于理解，把屏幕磨損情況進(jìn)行分析，歸納為五個(gè)等級(jí)：1.0級(jí)磨損：看不到劃痕，屏幕光滑，具有良好的可用性。2.1級(jí)磨損：有輕微劃痕，劃痕不明顯，不影響手機(jī)的正常使用。3.2級(jí)磨損：明顯劃痕，劃痕清晰可見(jiàn)，但不影響手機(jī)的正常使用，劃痕占到屏幕總面積20%以下。4.3級(jí)磨損：屏幕模糊，有很多明顯劃痕，劃痕占到屏幕總面積的20%以上。5.4級(jí)磨損：屏幕有嚴(yán)重劃痕，表現(xiàn)為：屏幕碎裂或有裂紋。1級(jí)磨損不影響手機(jī)的正常使用，磨損當(dāng)屏幕磨損為2、3、4級(jí)時(shí)，有可能超出了二維碼自身的糾錯(cuò)，導(dǎo)致識(shí)別結(jié)果錯(cuò)誤。

（二）手機(jī)貼膜

磨砂貼膜由于磨砂表面的顆粒性，會(huì)對(duì)識(shí)別器所發(fā)出的光產(chǎn)生漫反射，使得光線散開(kāi)，會(huì)影響到識(shí)別的準(zhǔn)確度。當(dāng)手機(jī)屏幕上增加了磨砂防護(hù)膜后，識(shí)別器識(shí)別出的圖像有大量干擾信息，難以識(shí)別出有用的二維碼信息。

六、“邊框?qū)Ρ热毒狻彼惴ń榻B

“邊框?qū)Ρ热毒狻彼惴ǚ譃樗膫€(gè)步驟：

（1） 直方圖均衡化，取出噪音。

（2） 尺寸標(biāo)準(zhǔn)化（三倍均衡），識(shí)別的圖像整理為72*72尺寸。

（3） 尋邊區(qū)定位，把尋邊區(qū)從圖片中區(qū)分出來(lái)，計(jì)算出尋邊區(qū)的灰度值。

（4） 靜態(tài)銳化，通過(guò)尋邊區(qū)的灰度，對(duì)圖片有用信息進(jìn)行銳化。

考慮到目前手機(jī)屏幕最小分辨率達(dá)到120x120，在編碼時(shí)使用72*72的矩陣來(lái)表示24*24的二維碼。用3*3=9個(gè)像素表示一個(gè)數(shù)值，二維碼電子憑證的實(shí)際大小為72x72。

在識(shí)別過(guò)程中，以3*3為單位分組進(jìn)行識(shí)別，每組的數(shù)值取該組的平均值，在譯碼環(huán)節(jié)，把72x72的尺寸縮小到24x24的尺寸，完成譯碼。三倍均衡相當(dāng)于規(guī)定了手機(jī)中二維碼電子憑證的尺寸，以3*3為單位分組進(jìn)行處理。這樣相當(dāng)于擴(kuò)大了9倍的糾錯(cuò)能力。

“邊框?qū)Ρ热毒狻彼惴ǖ淖R(shí)別成功率達(dá)到了100%，在商用環(huán)境下識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了99.9%。

結(jié)束語(yǔ)

本文以探討實(shí)際應(yīng)用為目的，通過(guò)對(duì)影響手機(jī)上二維碼識(shí)別的因數(shù)分析，提出了提高二維碼識(shí)別準(zhǔn)確率的方法，并進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用。

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