基于ARM的二维条码识别及语音播报
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摘要
条码是众多信息图形标示符中的一种，它用一组比较规则的空、条和若干相应字符组成的标记。空和条共同组成的数据是在表达着条码蕴含着的信息，且可以被辨识读取出来，最后转换成为计算机语言即二进制数据。条码系统是由以下几部分构成：条码、条码符号生成、条码扫描模块等若干部分。对应的条码系统就是能够自动识别的系统，相应的技术即是条码技术。条码技术现已经应用到了各个领域，比如物资管理、安全检查、邮电通信业、票证管理、交通运输、仓库、商业、工业及军事装备、工程项目等。该技术极大的推动了社会现代化的发展进程，因为使用条码技术能够提高效率和处理信息的速率。
语音合成，也可以叫做文语转换(Text to speech，TTS)技术，它可以把任意的文字信息及时的转化成标准通顺的语音朗读出来。它是一项融合了声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等众多门类知识的技术，也已经成为了中文信息处理领域的一项比较前沿的技术，它的核心技术是怎样把文字信息转化为能够听见的声音信息并进行播报。
能够将语音合成技术很好的融合到二维条码识别系统中，就使得条码识别技术更加完美和人性化。
本课题的主要工作就是，二维条码（QR码、PDF417码）的识别及其将条码识别信息用语音播报出来。先是用条码识别引擎(图像传感器)采集条码图像数据，然后利用算法解码出条码信息，最后通过ARM处理器将解码出的信息送到语音芯片里将其播报出来。其中软件方面要做的是，把实时μC/OS-II操作系统移植到ARM处理器上，且开发了条码的采集、条码的识别、语音播报任务的软件。通过大量实验表明，本课题设计出的二维条码识别及语音播报系统能够正确识别和播报条码所蕴含的信息。
Barcode is one kind of information graphics identifier,it uses empty,and a numberof the corresponding character tags which are normative.The data thatempty and barjointly composed show the information which barcode contained,and the informationcan be identified,last transformed into computer language also known as binarydata.The system called the barcode system is made of several parts,they are barcode,generation of barcode symbol,scan reading.Barcode technology is that implementinginformainon processing with barcode system. Barcode technology is currently applliedto various fields,such as materials management,safety inspections,pos andtelecommunications, ticket management,transportation,storage,commercial, industrialand military equipment,enginerring projects. The application of barcode technology hasgreatly improved work efficiency, significantly improved the speed of data acquisitionand prosessing infomation,it has maked a great contribution for the socialmodernization.
Speech synthesis,can also be called TTS(text to speech) technology,it can makeany text information converted into standard fluent speech,and reading out in realtime.It is a blend of acoustics,linguistics,digital signal processing,computer science andmany other categories of knowledge techologies,and has become a cutting-edgetechnology in the field of Chinese information processing,its core technology is how tomake text massage into sound that can hear and can be broadcasted.
If we can make speech synthesis technology added into two-dimensional barcoderecognition system,that will make barcode recognition technology more perfect andhumane.
The main job of this subject is,identification of two-dimensional bar code(QRCode,PDF Code) and reading they out with voice broadcasting.Firsly, use barcoderecognition engine(image sensor)into capturing barcode image data,and then use thealgorithm to decode the barcode information,finally,the ARM processor send theinformation decoded to voice chip to read out.On the software side wo should do thatmake real-time μC/OS-II operating system ported to the ARM processor,and developthe software that can collcect barcode data,identificating bar code,broadcast voiceinformation.Large number of experiments show that the system can correctly identifybarcode and broadcast the information which contained in barcode.
语音合成，也可以叫做文语转换(Text to speech，TTS)技术，它可以把任意的文字信息及时的转化成标准通顺的语音朗读出来。它是一项融合了声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等众多门类知识的技术，也已经成为了中文信息处理领域的一项比较前沿的技术，它的核心技术是怎样把文字信息转化为能够听见的声音信息并进行播报。
能够将语音合成技术很好的融合到二维条码识别系统中，就使得条码识别技术更加完美和人性化。
本课题的主要工作就是，二维条码（QR码、PDF417码）的识别及其将条码识别信息用语音播报出来。先是用条码识别引擎(图像传感器)采集条码图像数据，然后利用算法解码出条码信息，最后通过ARM处理器将解码出的信息送到语音芯片里将其播报出来。其中软件方面要做的是，把实时μC/OS-II操作系统移植到ARM处理器上，且开发了条码的采集、条码的识别、语音播报任务的软件。通过大量实验表明，本课题设计出的二维条码识别及语音播报系统能够正确识别和播报条码所蕴含的信息。
Barcode is one kind of information graphics identifier,it uses empty,and a numberof the corresponding character tags which are normative.The data thatempty and barjointly composed show the information which barcode contained,and the informationcan be identified,last transformed into computer language also known as binarydata.The system called the barcode system is made of several parts,they are barcode,generation of barcode symbol,scan reading.Barcode technology is that implementinginformainon processing with barcode system. Barcode technology is currently applliedto various fields,such as materials management,safety inspections,pos andtelecommunications, ticket management,transportation,storage,commercial, industrialand military equipment,enginerring projects. The application of barcode technology hasgreatly improved work efficiency, significantly improved the speed of data acquisitionand prosessing infomation,it has maked a great contribution for the socialmodernization.
Speech synthesis,can also be called TTS(text to speech) technology,it can makeany text information converted into standard fluent speech,and reading out in realtime.It is a blend of acoustics,linguistics,digital signal processing,computer science andmany other categories of knowledge techologies,and has become a cutting-edgetechnology in the field of Chinese information processing,its core technology is how tomake text massage into sound that can hear and can be broadcasted.
If we can make speech synthesis technology added into two-dimensional barcoderecognition system,that will make barcode recognition technology more perfect andhumane.
The main job of this subject is,identification of two-dimensional bar code(QRCode,PDF Code) and reading they out with voice broadcasting.Firsly, use barcoderecognition engine(image sensor)into capturing barcode image data,and then use thealgorithm to decode the barcode information,finally,the ARM processor send theinformation decoded to voice chip to read out.On the software side wo should do thatmake real-time μC/OS-II operating system ported to the ARM processor,and developthe software that can collcect barcode data,identificating bar code,broadcast voiceinformation.Large number of experiments show that the system can correctly identifybarcode and broadcast the information which contained in barcode.
引文
[1]王新梅，肖国镇．纠错码－原理与方法[M]．西安电子科技大学出版社．2001
[2]Sriram T,Rao V K．Applications of Barcode Technology in Automated Storage&RetrievalSystems[M]．IECON Proceedings．1996.1:p5-10
[3]姜伟，罗鸣，林化芝，刘晶维．二维条码技术及其应用[J]．电测与仪表．1999(5)：56-58
[4]刘宏伟，苗东，李志刚，韦有华．二维条码的识别方法[J]．微计算机信息．2004(4)：72—73
[5]PDF417_二维条码．Systron希创技术[EB/OL]．http：／／www．systron．com．cnpdf417．htm
[6]陈晓平．条码印刷技术[M]．清华大学出版社．1993：1-14，166—171.
[7]王贵涛．二维条码识别工具的构建[D]．北京工业大学硕士学位论文．2004：1-3
[8]国家质量技术监督局．中华人民共和国国家标准－快速响应矩阵码（QR Code）GB/T18284-2000[S]，2000-12-28发布，2001-07-01实施
[9]刘新春．二维条形码——库存数据管理的新选择[M]．物流技术．1998(5)：42
[10]王新梅，肖国镇．纠错码－原理与方法[M]．西安电子科技大学出版社．2001
[11]吴佳鹏.二维条码识读技术及应用研究[D].天津大学硕士论文.2009
[12]刘悦，刘明业．QR Code二维条码数据编码的研究[J]．北京理工大学学报．2005.4:p51-54
[13]Theo Pavlidis,Jerome Swartz,Yn jiun P Wang．Information Encoding with Two-Dimensional Bar Codes[J]．IEEE Computer．1992,27(6):p18-27
[14]黄宏博，肖峻岭，佟俐鹃．基于Reed-solomon算法的QR码纠错编码[J]．计算机工程．2003.1:p14-16
[15]李佑军．嵌入式系统综述[J]．现代电子技术．2003(06)：90_91
[16]马义德，刘映杰，张新国．嵌入式系统的现状及发展前景[J]．信息技术．2001(12)：57—59
[17]张玲，胡东红等．二维条码的码图结构设计中的若干问题[J]．计算机与数字工程．2004.2:p11-14
[18刘会杰，景卓．一种快速BCH编译码算法设计[J]．通信技术．2003.8:p64-66]
[19]凌志浩，张文超，俞金寿．嵌入式系统结构及其发展概况[J]．自动化仪表．2003(04)：3-7
[20]罗从难，孙玉芳．嵌入式系统及其特点[J]．信息系统工程．2000(10)：32
[21]Edwards S，Lavagno L，Lee E A，etc．Design of embedded systems：formal models，validation，synthesis[J]．Proceedings of the IEEE．1997，85(3)：366-390
[22]WOLF W H．Hardware software co-design of embedded systems[J]．Proceedings oftheIEE．1994，82(7)：967-989
[23] Miller，Byron．Porting an RTOS to a new hardware platform．Dr．Dobb’sJoumal[J]．2006，3l(2)：5．67
[24] Kozaczynski W，Booch G．Component-based embedded sottware engineering[J]．IEEESoftware．1998(155)：34-36
[25] Moses J．PSO select the smallest modular real．time operating system forembeddedapplications[J]．Real-time Magazine．1995(2)：66-68
[26]杨中国.基于ARM的PDF417二维条码识别[D].山东大学硕士论文.2008:1-5
[27]彭国盛．基于ARM和以太网的振动信号采集器设计[D]．电力自动化设备．2007(01)：87—89
[28]邹少文.基于ARM的二维条码语音阅读装置的研究及实现[D].湖北工业大学硕士论文.2011
[29]王田苗．嵌入式系统设计与实例开发[M]．北京：清华大学出版社．2002：1-30
[30]余明杨，朱峰．基于ARM7的中央空调网络集中控制器的研究[J]．计算机系统应用．2007(07)：117一119
[31]万晨妍，侯颖欣．基于ARM7TDMI的嵌入式系统设计与实现[J]．计算机工程．2003(18)：166-168
[32]何荣森，何希顺，张跃．从ARM体系看嵌入式处理器的发展[J]．微电子学与计算机．2002(05)：42—45
[33]张思齐．基于lI C／0S-II嵌入式开发平台的设计与实现[D]．西北工业大学硕士论文．2006
[34]张静，张凯．实时操作系统uC／OS-II在ARM7上移植的研究与实现[J]．计算机工程与应用．2004(04)：100—102
[35]Jean J Labrosse．pc／os．II：The real time kernel．Lawrence Kansas：R&DPublications[J]．1992：1．3
[36]韩志耕，王健．实时内核uC／OS-II在S3C4480X上移植的研究与实现[J]．计算机工程与设计．2006(05)：828—830
[37]Miller，Byron．Porting all RTOS to a new hardware platform．Dr．Dobb’SJournal[J]．2006，3l(2)：65．67
[38]宁杰城，王春，周新志．ARM7内核上的uC／oS—II嵌入式系统移植[J]．中国测试技术．2005(02)．65-66
[39]张骏．基于u C／OS-II的嵌入式系统[D]．哈尔滨工程大学硕十生论文．2005：2-23
[40]赵宁，陈明，何鹏举．嵌入式操作系统u C／0S—II在ARM上的移植与应用[J]．航空计测技术．2004(04)：29-31
[41]Weszka J S。 Ronsenfeld A． Histogram Modification for ThresholdSelection[J]．IEEE．SMC．1979(9)：38-72
[42]余玲，刘幺和，邹绍文.基于物联网的二维条码识别及语音播报的研究[J].计算机与数字工程.2010.11
[43]杨志,刘幺和，杨世耀.基于ARM和GSM的二维码数据无线发送系统设计[J].计算机与数字工程.2011.9
[44]吕超军，刘幺和.基于物联网Online售票支付系统的设计与实现[J].计算机与数字工程.2011.3
[45]肖佩岚.基于嵌入式平台的语音合成技术的研究及实现[D].北京交通大学硕士学位论文.2011:3-9
[46]王仁华.语音合成技术及国内外发展现[J].状产品与技术.2000.3
[47]杨世耀,刘幺和,杨志.基于ARM的二维条码识别与语音播报研究[J].计算机科学与应用.2011.9
[48]Sorin Zoican．Imp roved median filter for impulse noise removal[J]．TELSIKS Serbiaand Motenegra，Ni．2003，10(123)：681～684
[49]Wang Zhou，Zhang David．Progressive switching median filter for the removal ofimpulse noise from highly corrupted images[J]．IEEE Transactionsons on Circuitsand Systems．1999，46(1)：78～80
[50]夏爱华，黄永强，刘聪，张辉.具有语音合成功能的嵌入式车载终端的设计[J].国外电子元器,2007.8.65-67
[51]Yang Yang,Yan Wenjun.Software Design of an intelligent car System based onμC/OS-II[R].Chinese Control Conference (CCC),Harbin,China,2006.
[52]Normand N．and Viard-Guadin C Two dimensional bar code reader[J].Processing ofSPIE.1994:125-132
[53]Shellllammer S．J．，Goren David P．and Pavlidis，T．．Novel signal．Processingtechniques in barcodes canning[J]．IEEE Robotics and Automation Magazine．1999，6(1)：57-65
[54]Maxim/Dallas Crop. MAX3222/MAX3232/MAX3237/MAX3241Data Sheet, Rev6，2003.30-39.
[55]陈是知《μC/OS-II内核分析、移植与驱动程序开发》[M]p30-32
[56]朱华军，μC/OS-II操作系统在ARM处理器上的移植[J].计算机工程.2004年12月.
[57]蒋利军,陈庆荣, μC/OS-II操作系统在ARM处理器上的移植[J].实践与经验，2006.8
[58]祝裕璞,基于ARM实时操作系统移植的实现[J].电脑学习,2008年6月第三期
[59]丁金德．二维条码PDF417的识别[D]．北京工业大学硕士学位论文．2001：1-2
[60]萨其容贵.蒙古语语音合成技术的研究[D].内蒙古大学硕士论文.2005
[61]李锐.语音技术在塔台模拟机上的应用[D].四川大学硕士论文.2004
[2]Sriram T,Rao V K．Applications of Barcode Technology in Automated Storage&RetrievalSystems[M]．IECON Proceedings．1996.1:p5-10
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[35]Jean J Labrosse．pc／os．II：The real time kernel．Lawrence Kansas：R&DPublications[J]．1992：1．3
[36]韩志耕，王健．实时内核uC／OS-II在S3C4480X上移植的研究与实现[J]．计算机工程与设计．2006(05)：828—830
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[61]李锐.语音技术在塔台模拟机上的应用[D].四川大学硕士论文.2004