二维条码(QR Code )识别的主要步骤-上届学生的PPT
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二维条形码的识别
2. 条码图像灰度化和滤波
一组数而X21，X2，X3，⋯，Xn，把n个数按 照大小顺序排列后X1≤ X2 ≤ X3≤⋯≤ Xn ，那么 这组数的中值y就是:
1 2 x n 1 xn 2 2 x 1 1 2
二维条码的信息密度高，信息容量大可以
不依赖于数据库。传统的一维条码只有校验功 能没有纠错能力。二维条码具有错误校验和错
误纠正功能，即使条码符号有污点、残缺也能
被识出。
1.二维条形码和PDF417条码介绍
二维条码有许多不同的编码方法，或称码制。
就这些码制的编码原理而言，通常可分为以下两
种类型： 矩阵式二维条码：矩阵式二维条形码(又称棋盘式 二维条形码)它是在一个矩形空间通过黑、白像素 在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素 位置上，用点(方点、圆点或其他形状)的出现表 示二进制“1"，点的不出现表示二进制的“0”， 点的排列组合确定了矩阵式二维条形码所代表的 意义。
3.二值化以及改进的全局阈值方法
本文的重点是对摄像头采集到的条码图像进 行识别，不仅仅重视算法的抗干扰性，更重要的 是识别算法的实时性。 所以改进了一般的图像全局阈值求取方法来 对条码图像进行阈值分割，实验证明该算法不仅 在分割效果上可以满足条码识别的需要，而且算 法简单、复杂度低，很好地处理了效果和效率的 关系。该方法分为三个部分： (1)使用2x3的掩膜扫描整幅图像，并计算出该区 域中的阈值level(i)(i=1,2⋯n”)，如下图所示
图3.PDF417条码结构
2. 条码图像灰度化和滤波
灰度化 由彩色图像转化为灰度图像的过程称为灰度 化处理过程 由于采集到的PDF417条码图像是通过数码相机 、摄像头等摄入设备在自然环境下拍摄后得到 的，因此全部都是彩色图像。彩色图像包含大 量的颜色信息在内，在存储上开销很大，进行 图像处理的过程复杂而且运算量也比较大。因 此在对图像进行识别等处理前通常将彩色图像 转变为灰度图像，以减少后续运算和提高运算 效率。
二维码二位条码2DCODEppt课件PPT文档共19页
照相手机须支持微距 普通照相手机即可 功能
DM码普通照相手机， QR码须微距功能
二维码作为功能卖点， 二维码作为业务平台，
按互联网方式发展， 产业链规划好，企业、
市场完全开放，运营 行业应用潜力大，普及
商无控制，未形成产 稍慢。码型受一家企业
业链
控制
二维码作为业务平台， 产业链规划好，企业、 行业应用潜力大，码型 开放，不受控制
企业应用
行业应用
个人应用
应
用
服 务 商
广 告
， 如
营
：销
产 品 防 伪
移 动 商 务
海 关 物 流
质 量 监 控
媒 体 互 动
移 动 名 片
移 动 博 客
SP
业 务
银
河
运营商
二维码平台商（如：中国移动的卓望信息）
以平台为依托，支持合作伙伴开展应用服务，横向平台+垂直应用的牙刷模式
手机二维码用户群
百万
200
180
150
100
100
50
50
0.2 3
0 2006 2007
2008
2009
2010
用户数
200
150
100
30,000,000
50
用户数
0 2006 2007 2008 2009 2010
o 3000万用户是二维码广告应用的爆发点 o 2008年奥运会, 3G的启动都是二维码广告应用的助推器
负责平台运 营，产品规 划，终端软 件管理，业 务管理。
负责平台开 发，产品开 发，终端软 件开发，应 用服务，营 销渠道。
政府 行业 企业 个人
第2讲条码基础知识PPT课件
２.12 条码系统：由条码符号设计、制作及 扫描识读组成的自动识别系统。
26.07.2020
条码基础知识
16
3 条码的分类
世界上目前正在使用的条码有250种之多，通常按条码的基本性 质分为一维条码和二维条码。 一维条码可如下分类： （1）按条码长度：定长和非定长条码； （2）按排列方式：连续型和非连续型； （3）按校验方式：自校验型和非自校验型。 常见的一维条码有：EAN码、UPC码、128码、ITF码、39码、库 德巴（Codabar）码等。 二维条码根据构成原理及结构形状分为： 1）行排式二维条码（2D stacked bar code）：PDF417 2）矩阵式二维条码（2D matrix bar code）：QR
26.07.2020
条码基础知识
28
5 条码的校验与纠错方式
一维码在纠错上主要采用校验码的方法。即从代码位置序号第 二位开始，所有的偶（奇）数的数字代码求和的方法来校验条码的 正确性。
26.07.2020
条码基础知识
29
5 条码的校验与纠错方式
二维码在保障识读正确方面采用了更为复杂、技术含量更高的 方法。例如PDF417码，在纠错方法上采用索罗门算法。不同二维条码 可能采用不同的纠错算法。纠错是为了当二维条码存在一定局部破损 情况下还能采用替代运算还原出正确的码词信息。
条码基础知识
22
4.2 编码方法
2）模块组配法
组成条码符号的基本单位是模块；由不同数量的模块 组成一个条或一个空；再由不同数量的条和空组成一个 条码字符。
二进制表示：一个条模块用“1”表示；
一个空模块用“0”表示。
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条码基础知识
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4.2 编码方法
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条码基础知识
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3 条码的分类
世界上目前正在使用的条码有250种之多，通常按条码的基本性 质分为一维条码和二维条码。 一维条码可如下分类： （1）按条码长度：定长和非定长条码； （2）按排列方式：连续型和非连续型； （3）按校验方式：自校验型和非自校验型。 常见的一维条码有：EAN码、UPC码、128码、ITF码、39码、库 德巴（Codabar）码等。 二维条码根据构成原理及结构形状分为： 1）行排式二维条码（2D stacked bar code）：PDF417 2）矩阵式二维条码（2D matrix bar code）：QR
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条码基础知识
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5 条码的校验与纠错方式
一维码在纠错上主要采用校验码的方法。即从代码位置序号第 二位开始，所有的偶（奇）数的数字代码求和的方法来校验条码的 正确性。
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条码基础知识
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5 条码的校验与纠错方式
二维码在保障识读正确方面采用了更为复杂、技术含量更高的 方法。例如PDF417码，在纠错方法上采用索罗门算法。不同二维条码 可能采用不同的纠错算法。纠错是为了当二维条码存在一定局部破损 情况下还能采用替代运算还原出正确的码词信息。
条码基础知识
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4.2 编码方法
2）模块组配法
组成条码符号的基本单位是模块；由不同数量的模块 组成一个条或一个空；再由不同数量的条和空组成一个 条码字符。
二进制表示：一个条模块用“1”表示；
一个空模块用“0”表示。
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条码基础知识
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4.2 编码方法
第五章 二维条码与条码识读 第一部分： 二维条码
对于行排式二 维条码可用线 扫描器的多次 扫描识读；对 于矩阵式二维 条码仅能用图 像扫描器识读
2．二维条码的特点
• 二维条码与磁卡、IC卡、光卡的比较
比较点 抗磁力 二维条码 强 磁卡 弱 IC卡 中等 光卡 强
抗静电
强
强 可折叠 可局部穿孔 可局部切割
中等
弱 不可折叠 不可穿孔 不可切割
中等
弱 不可折叠 不可穿孔 不可切割
PDF417条码的特性
项 目 特 性 可编码字符集 类型 字符自校验功能 符号尺寸 双向可读 错误纠正码词数 全ASCII字符或8位二进制数据，可表示汉字 连续、多层 有 可变，高度3到90行，宽度90到583个模块宽度 是 2到512个
1850个文本字符 最大数据容量（错 或2710个数字 误纠正级别为0时） 或1108个字节 附加属性 可选择纠错级别、可跨行扫描、宏PDF417条码、全球标记标识符等
2．Code 49条码
一种多层、连续型、可变长度的条码符号，它可以表示全部 的128个ASCII（American Standard Code for Information Interchange， 美国信息互换标准代码 ）字符。每个Code 49条码符号由2到8层 组成，每层有18个条和17个空。层与层之间由一个层分隔 条分开。每层包含一个层标识符，最后一层包含表示符号 层数的信息。
第五章 二维条码与条 码识读
第一部分： 二维条码
第一节 二维条码简介 第二节 行排式二维条码
第三节 矩阵式二维条码 第四节 二维条码应用
第一节 二维条码简介
1．二维条码的起源与发展 2．二维条码的特点 • 2．1二维条码与一维条码的区别与比较 • 2．2二维条码与磁卡、IC卡、光卡之比较 3．二维条码的分类 4．二维条码识读设备
2．二维条码的特点
• 二维条码与磁卡、IC卡、光卡的比较
比较点 抗磁力 二维条码 强 磁卡 弱 IC卡 中等 光卡 强
抗静电
强
强 可折叠 可局部穿孔 可局部切割
中等
弱 不可折叠 不可穿孔 不可切割
中等
弱 不可折叠 不可穿孔 不可切割
PDF417条码的特性
项 目 特 性 可编码字符集 类型 字符自校验功能 符号尺寸 双向可读 错误纠正码词数 全ASCII字符或8位二进制数据，可表示汉字 连续、多层 有 可变，高度3到90行，宽度90到583个模块宽度 是 2到512个
1850个文本字符 最大数据容量（错 或2710个数字 误纠正级别为0时） 或1108个字节 附加属性 可选择纠错级别、可跨行扫描、宏PDF417条码、全球标记标识符等
2．Code 49条码
一种多层、连续型、可变长度的条码符号，它可以表示全部 的128个ASCII（American Standard Code for Information Interchange， 美国信息互换标准代码 ）字符。每个Code 49条码符号由2到8层 组成，每层有18个条和17个空。层与层之间由一个层分隔 条分开。每层包含一个层标识符，最后一层包含表示符号 层数的信息。
第五章 二维条码与条 码识读
第一部分： 二维条码
第一节 二维条码简介 第二节 行排式二维条码
第三节 矩阵式二维条码 第四节 二维条码应用
第一节 二维条码简介
1．二维条码的起源与发展 2．二维条码的特点 • 2．1二维条码与一维条码的区别与比较 • 2．2二维条码与磁卡、IC卡、光卡之比较 3．二维条码的分类 4．二维条码识读设备
qr二维码原理及识别流程
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条码识别技术基础知识ppt课件
一般情况下，条码字符集中所表示的字符数量小于条码字符的编码容量。
3、纠错方式
为了保证正确识读，条码一般具有校验功能或纠错功能。一维码一般具有 校验功能，即通过字符的校验来防止错误识读。
而二维条码则具有纠错功能，这种功能使得二维条码在有局部破损的情况 下仍可被正确地识读出来。
20
3、 纠错方式
图4-1即是标识在一瓶古井贡酒上的条码符号。条 码不仅可以用来标识物品，还可以用来标识资产、 位置和服务关系等。
图4-1 标识在一瓶古井 贡酒上的条码符号
3
1、 基本概念
（2）代码（code） 代码即一组用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。
代码必须具备鉴别功能，即在一个信息分类编码标准中，一个代码只能 惟一地标识一个分类对象，而一个分类对象只能有一个惟一的代码，比 如按国家标准“人的性别代码”规定，代码“1”表示男性，代码“2”表 示女性，而且这种表示是惟一的。
4.2.1 条码的符号结构 一个完整的条码是由两侧空白区、起始字符、数据字符、校验字符
（可选）和终止字符以及供人识读字符组成，如图4-2所示。
图4-2条码符号的结构
14
4.2.2 条码的编码理论
条码表示数字和字符的条码符号是按照编码规则组合排列的，故当各种码 制的条码的编码规则一旦确定，我们就可将数字转换化成条码符号。
条码符号的双向可读性，是指从左、右两侧开始扫描都可被识别的特 性。绝大多数码制都可双向识读，所以都具有双向可读性。
事实上，双向可读性不仅仅是条码符号本身的特性，它也是条码符号 和扫描设备的综合特性。对于双向可读的条码，识读过程中译码器需 要判别扫描方向。
有些类型的条码符号，其扫描方向的判定是通过起始符与终止符来完 成的，例如39码、交插25码、库德巴条码。
3、纠错方式
为了保证正确识读，条码一般具有校验功能或纠错功能。一维码一般具有 校验功能，即通过字符的校验来防止错误识读。
而二维条码则具有纠错功能，这种功能使得二维条码在有局部破损的情况 下仍可被正确地识读出来。
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3、 纠错方式
图4-1即是标识在一瓶古井贡酒上的条码符号。条 码不仅可以用来标识物品，还可以用来标识资产、 位置和服务关系等。
图4-1 标识在一瓶古井 贡酒上的条码符号
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1、 基本概念
（2）代码（code） 代码即一组用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。
代码必须具备鉴别功能，即在一个信息分类编码标准中，一个代码只能 惟一地标识一个分类对象，而一个分类对象只能有一个惟一的代码，比 如按国家标准“人的性别代码”规定，代码“1”表示男性，代码“2”表 示女性，而且这种表示是惟一的。
4.2.1 条码的符号结构 一个完整的条码是由两侧空白区、起始字符、数据字符、校验字符
（可选）和终止字符以及供人识读字符组成，如图4-2所示。
图4-2条码符号的结构
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4.2.2 条码的编码理论
条码表示数字和字符的条码符号是按照编码规则组合排列的，故当各种码 制的条码的编码规则一旦确定，我们就可将数字转换化成条码符号。
条码符号的双向可读性，是指从左、右两侧开始扫描都可被识别的特 性。绝大多数码制都可双向识读，所以都具有双向可读性。
事实上，双向可读性不仅仅是条码符号本身的特性，它也是条码符号 和扫描设备的综合特性。对于双向可读的条码，识读过程中译码器需 要判别扫描方向。
有些类型的条码符号，其扫描方向的判定是通过起始符与终止符来完 成的，例如39码、交插25码、库德巴条码。
第五章二维条码
矩阵式二维条码
• 矩阵式二维条码以矩阵的形式组成。在矩 阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或 其他形状的点）的出现表示二进制的“1”， 点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组 合确定了矩阵码所代表的意义。矩阵码是 建立在计算机图像处理技术、组合编码原 理等基础上的一种新型图形符号自动识读 处理码制。具有代表性的矩阵码有Code one，Data Matrix，Maxicode等。
矩阵式二维条码
• Data Matrix条码 • Data Matrix条码是矩阵式二维条码符 号。它有两种类型即ECC000-140和 ECC200。ECC000-140具有几种不同等级 的卷积错误纠正功能，而ECC200则通过 Reed-Solomon算法利用生成多项式计算错 误纠正码词。不同尺寸的ECC200符号应用 不同数量的错误纠正码词。
PDF417条码
• PDF417条码是一种多层、可变长度、具有 高容量和错误纠正能力的连续型二维条码。 每个PDF417条码符号可以表示超过1100个 字节、1800个ASCII字符或2700个数字的 数据，具体数量取决于所表示数据的种类 及表示模式。PDF417可通过线性扫描器、 光栅激光扫描器或二维成像设备识读。
第五章、二维条码
• 二维条码概述 • 一维条码技术自问世以来ห้องสมุดไป่ตู้发展十分迅速， 仅仅20年时间，它已广泛应用于交通运输 业、商业、医疗卫生、制造业、仓储业等 领域。传统条码的使用极大地提高了数据 采集和信息处理的速度，改善了人们的工 作和生活环境，提高了工作效率，并为管 理的科学化和现代化做出了很大贡献。
•
二维条码
• 使用二维条码可以解决如下问题： • ●表示包括汉字在内的小型数据文件。 • ●在有限的面积（如电子芯片）上表示大 量信息。 • ●对“物品”进行精确描述。 • ●防止各种证件、卡片及单证的伪造。 • ●在远离数据库和不便连网的地方实现数 据采集。
二维码原理及应用PPT幻灯片课件
（4）易于制作
条形码制作：条形码的编写很简单，制作也仅仅需要印 刷，被称作为“可印刷的计算机语言”。
10 2019/10/7
1.1 二维条码特点
（5）构造简单
条形码识别设备的构造简单，使用方便。
（6）灵活实用
条形码符号可以手工键盘输入，也可以和有关设备组成识 别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整 个系统的自动化管理。
对于行排式二 维条码可用线 扫描器的多次 扫描识读；对 于矩阵式二维 条码仅能用图 像扫描器识读
9 2019/10/7
三、 二维条码特点
（1）可靠性强
条形码的读取准确率远远超过人工记录，平均每15000个 字符才会出现一个错误。
（2）效率高
条形码的读取速度很快，相当于每秒40个字符。
（3）成本低
与其它自动化识别技术相比较，条形码技术仅仅需要一 小张贴纸和相对构造简单的光学扫描仪，成本相当低廉。
图21*21的矩阵中，黑白的区域在QR（Quick Response）码规范中被指定 为固定的位置，称为寻像图形和定位图形。寻像图形和定位图形用来帮助解码程 序确定图形中具体符号的坐标。黄色的区域用来保存被编码的数据内容以及纠错 信息码。蓝色的区域，用来标识纠错的级别（也就是Level L到Level H)和所谓的 "Mask pattern",这个区域被称为“格式化信息”。
有代表性的行排式二维码有CODE49
CODE16K
1
PDF417
7 2019/10/7
1.1 常见二维码条码
2019/10/7
QR 码
8
1.1 二维条码与一维条码比较
项目 条码类型
信息密 度与信 息容量
条形码制作：条形码的编写很简单，制作也仅仅需要印 刷，被称作为“可印刷的计算机语言”。
10 2019/10/7
1.1 二维条码特点
（5）构造简单
条形码识别设备的构造简单，使用方便。
（6）灵活实用
条形码符号可以手工键盘输入，也可以和有关设备组成识 别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整 个系统的自动化管理。
对于行排式二 维条码可用线 扫描器的多次 扫描识读；对 于矩阵式二维 条码仅能用图 像扫描器识读
9 2019/10/7
三、 二维条码特点
（1）可靠性强
条形码的读取准确率远远超过人工记录，平均每15000个 字符才会出现一个错误。
（2）效率高
条形码的读取速度很快，相当于每秒40个字符。
（3）成本低
与其它自动化识别技术相比较，条形码技术仅仅需要一 小张贴纸和相对构造简单的光学扫描仪，成本相当低廉。
图21*21的矩阵中，黑白的区域在QR（Quick Response）码规范中被指定 为固定的位置，称为寻像图形和定位图形。寻像图形和定位图形用来帮助解码程 序确定图形中具体符号的坐标。黄色的区域用来保存被编码的数据内容以及纠错 信息码。蓝色的区域，用来标识纠错的级别（也就是Level L到Level H)和所谓的 "Mask pattern",这个区域被称为“格式化信息”。
有代表性的行排式二维码有CODE49
CODE16K
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PDF417
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1.1 常见二维码条码
2019/10/7
QR 码
8
1.1 二维条码与一维条码比较
项目 条码类型
信息密 度与信 息容量
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QR CODE示例
电气2班 dianqierban
设计流程
特别说明： 由于这次是小组合作，图 像预处理模块和后面的译 码模块是不同人负责的， 由于预处理模块的效果不 能很好地满足要求，所以 最后我们并没有把两个模 块合并在一起。
图像预处理
图像预处理包括：
灰度化 中值滤波 二
标准译码流程
这是标准的解码流程图。
针对这次课程的实际情况，我们选 择了必要的地方进行学习，而跳过 了一些复杂的译码部分。
这次我们跳过了精确定位和纠错两 个主要过程，所以，我们这次的成 果还不能应用于实际情况当中，它 将少了全方位适度和纠错两个重大 的功能。
简化译码流程
开始 简单定位 提取格式信息和版本号 数字图像转化为矩阵 （不是译码必须，仅为方便） 去除掩膜 去除功能模块 读取数据位流 数据位流译码 结束 由于详细的译码过程要点繁多，代码中已经 有详细的解析标注。 为了简单清晰的了解译码过程，本幻灯片上 只展示每个部分的译码流程。
QR code结构简介
分割图像
调用，X轴方向 边 缘 检 测 函 数 返回，Y轴方向 返回，X轴方向 分 割 函 数 调用，Y轴方向
进行分割操作
得出 DestImage
提取辅助信息
统计位置探测图形的像数个数 计算模块尺寸 计算版本号 将数字图像转换为矩阵 提取错误等级
提取最终信息
调用 结束 调用 译码主函数 （顺序控制） 结束 调用 结束 调用 译码结束 结束 数据位流译码函数 读取数据位流函数 去除功能模块函数 去除掩膜函数
本次课题重点——译码模块
要详细的弄懂如何去对二维码进行解码，你首先必须要完全的理解二 维码编码的整个过程。解码就是编码的逆过程！标准.pdf”和“QRCode_编码解码标准_附录.doc” 这两个文件。
针对于这次展示限制，这幻灯片直接进行解码讲述。同时，在讲述过 程中会将上面提到的两份文件简称为标准。
将初始数据位流进行分块整理
数据流译码函数
读取译码相关 辅助信息 本次模式译码完成 数字模式
字母数字模式 数 据 流 加 法 器 日本汉字模式 函 数 8位字节模式
是否结 束？
N
模式选择
Y 中国汉字模式 结束 不支持的模式
译码程序面板
译码展示 1
译码展示 2
本程序特别说明
本程序，理论上能够识别由 QRcode生成工具生成的所有版本，所 有错误纠错等级的二维条形码。生成 工具已经附带在“资料”文件夹当中。 生成的时候请选择“中国联通”— —“自定义”项目里生成，从这里生成的 二维码的内容全部都是你所填写的数 据。其他项目同样也可以识别，不过 识别的时候会多出一些项目的分割代 码，效果不是很直观。 但对于某些生成工具生成出来的 二维条形码，暂时发现，在识别“电”字 时，会错误识别为“垫”，具体原因未知。
去除掩膜函数
提取掩膜图形参考
计算掩膜矩阵
将数据矩阵和掩膜矩阵进 行掩膜运算
去除功能模块
所谓的去除，就是 将相关的模块标记 为数值2。 去除位置探测图形、分隔图 形和格式图形
去除定位图形
去除版本图形 一大难点！ 去除校正图形
读取数据位流函数
二大难点！！ 按照QR码的S型读法，读取初始数 据位流
最难的难 点！！！
数字图像处理
指导老师：邓继忠老师
题目：二维条码（QR Code ）的认 识与识别
QR CODE简介
常见的二维条码有PDF417 、QR Code 、Code49 、Code16K、Code One 等20 余种。其中QR 码具有超 高速识读、全方位识读、纠错能力 强、能有效表示汉字等特点,在我国 具有广泛的应用前景。因此对二维 QR码识别技术的研究有着深远的意 义。
存在的问题及改进设想
由于时间有限，这个题目又有一定的难度。另外， 网上可供参考的资料也非常有限，导致我们无法更全面 的了解，学习二维码的相关知识以及无法加深对CVI软 件的认识。 因此，我们的编程也存在一定的问题。不能完美识 别出所有二维码的图像。希望下一批的学生能够再接再 厉，修改和完善我们的程序。