【導(dǎo)讀】一對(duì)應(yīng)關(guān)系，來解決車票的實(shí)名制問題。實(shí)名制問題提出了一個(gè)完整的解決方案。加困難，因此，車票實(shí)名制問題已經(jīng)成為備受關(guān)注的一個(gè)社會(huì)問題。信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了這套車票實(shí)名制系統(tǒng)。取存取在其中的信息。術(shù)，使車票與用戶身份信息一一對(duì)應(yīng)，達(dá)到實(shí)名的目的。

　　

【正文】 ,m 為正整數(shù) )在發(fā)送端發(fā)送信息之前 ,糾錯(cuò)編碼器根據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息計(jì)算相應(yīng)的糾錯(cuò)信息，并把糾錯(cuò)信息作為冗余校驗(yàn)和數(shù)據(jù)信息一起組成糾錯(cuò)碼。在接收端收到這些碼后 ,通過糾錯(cuò)編碼器不僅能自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤 ,而且能自動(dòng)地糾正碼字在傳輸過程中的錯(cuò)誤 ,這種差錯(cuò)控制的系統(tǒng)屬于前向糾錯(cuò)系統(tǒng)。 RS 碼是在現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信和媒體中應(yīng)用極其廣泛的信道糾錯(cuò)編碼。 伽羅華域 (GF)又稱有限域 ,是指按 域的構(gòu)成規(guī)則構(gòu)成的有限個(gè)元素的集合 ,要求滿足加法和乘法 2 種運(yùn)算的代數(shù)系統(tǒng)。如果域中有 q 個(gè)元素 ,則表示為 GF(q)。對(duì)于 GF( m2 ),加法是將二元域的算法擴(kuò)展 ,逐比特做異或運(yùn)算 ,得到的二進(jìn)制序列就是結(jié)果。從邏輯電路上來實(shí)現(xiàn) ,就是多個(gè)異或門并聯(lián) ,輸出端就是結(jié)果 ,而沒有進(jìn)位的概念。乘法是按照 GF( m2 )中所有的元素 ,除零元素外 ,都是用生成元的冪次表示的方法來定義的 。若生成元用 a 表示 ,如果A= ia ,B= ja ,則 C=AgB= )12mod()( ?? mjia 。 RS 的編碼就是計(jì)算信息碼多項(xiàng)式除以校驗(yàn)碼生成多項(xiàng)式之后的余數(shù)。在介紹之前需要說明一些符號(hào)。在 GF( m2 )域中 ,符號(hào) (n,k)RS 的含義如下 : m 表示符號(hào)的大小 ,如 m=8 表示符號(hào)由 8 位二進(jìn)制數(shù)組成 。 n 表示碼塊長度 。 k 表示碼塊中的信息長度 。 K=nk=2t 表示校驗(yàn)碼的符號(hào)數(shù) 。 t 表示能夠糾正的錯(cuò)誤數(shù)目。 例如 ,(30,24)RS 碼表示碼塊長度 共 30 個(gè)符號(hào) ,其中信息代碼的長度為 24,檢驗(yàn)碼有 6 個(gè)檢驗(yàn)符號(hào)。在這個(gè)由 30 個(gè)符號(hào)組成的碼塊中 ,可以糾正在這個(gè)碼塊中出現(xiàn)的 3 個(gè)分散的或者 3 個(gè)連續(xù)的符號(hào)錯(cuò)誤 ,但不能糾正 4 個(gè)或者 4 個(gè)以上的符號(hào)錯(cuò)誤。 對(duì)一個(gè)信息碼符多項(xiàng)式 ,RS 校驗(yàn)碼生成多項(xiàng)式的一般形式為 : ??? ??? 10 )()( 0Ki iKaxxG (1) 式 (1)中 ,通常取 0K =0 或者 0K =1。 B. 二維條碼區(qū)域的定位 二維條碼區(qū)域定位是識(shí)別算法的基礎(chǔ)，也是圖 像識(shí)別的預(yù)處理過程。該方法通過對(duì)條碼圖像的一些簡單的特征分析，從而縮小核心識(shí)別算法的計(jì)算 18 空間。由于條碼的核心算法（如 Hough 變換）的時(shí)間、空間復(fù)雜度較大，而且與識(shí)別區(qū)域成超線性增長關(guān)系，因此圖像的預(yù)處理和識(shí)別區(qū)域的縮小可以大大的提高識(shí)別算法的效率。 程序流程圖如下： 設(shè) 初 始 閾 值 為 1 2 8分 塊 掃 描 圖 像獲 取 圖 像 的特 征 值 數(shù) 組灰 度 直 方 數(shù) 組已 初 始 化從 取 特 征 值 數(shù) 組 中取 出 最 大 值由 該 特 征 值 位 置 獲取 條 碼 矩 形 區(qū) 域解 析 該 矩 形 區(qū) 域解 析 成 功返 回 識(shí) 別 結(jié) 果取 下 一 個(gè) 最優(yōu) 閾 值閾 值 用 畢返 回 空 值初 始 化 灰 度 直 方數(shù) 組獲 取 可 用 閾 值Y N取 下 一 條 碼 矩 形區(qū) 域特 征 數(shù) 組 全 0N NYY 圖 17 二維條碼區(qū)域定位流程圖 C. 條碼區(qū)域像素處理： 區(qū)域處理是條碼識(shí)別算法的核心，它包括 DataMatrix 二維條碼圖形邊界直線的檢測(cè) 、二維條碼圖形頂點(diǎn)定位，二維條碼的校正和復(fù)原等。該模塊算法比較復(fù)雜，時(shí)間消耗比較大，占整個(gè)識(shí)別過程所花時(shí)間的絕大部分。該模塊使用的直線檢測(cè)方法、頂點(diǎn)定位是基于 Hough 變換的。由于 Hough 變換對(duì)圖像噪聲的魯棒性，一直是參數(shù)化圖形檢測(cè)的主要工具，尤其在直線檢測(cè)方面，已成為一個(gè)經(jīng)典的檢測(cè)工具。 模塊的各功能的實(shí)現(xiàn)如下： 19 (1) 使用 Hough 變換獲取條碼區(qū)域的投影數(shù)組，繼而計(jì)算得出 DataMatrix 邊緣直線的弧度（極坐標(biāo)）； (2) 從條碼區(qū)域中獲取條碼圖形的四個(gè)特征值，結(jié)合以上求得的弧度得到DataMatrix 圖形的 L 形 邊沿位置，以及其四個(gè)頂點(diǎn)位置，并由此得到一個(gè)四邊形； (3) 參考所選閾值將矩形區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)二值化 (四邊形外的點(diǎn)均為 0，四邊形內(nèi)的大于閾值的為 1)，并將結(jié)果存入二位數(shù)組 C 中； (4) 根據(jù)二值化的數(shù)組判定條碼圖形的規(guī)格（在此系統(tǒng)中，我們要求其規(guī)格必須為 20*20），并進(jìn)行分塊處理； (5) 對(duì)二值化后的數(shù)組進(jìn)行校正和復(fù)原； (6) 提取條碼信息，并對(duì)其進(jìn)行糾錯(cuò)、解碼。 程序流程如 圖 18 象素處理算法流程圖 所示： 條 碼 區(qū) 域 圖 像 的H o u g h 變 換計(jì) 算 條 碼 的邊 緣 直 線 極 角獲 取 條 碼 圖 形 的 邊緣 及 條 碼 四 邊 形取 下 一 像 素 點(diǎn)灰 度 值條 碼 區(qū) 域 像 素點(diǎn) 分 析 完 畢 N初 始 化 條 碼 區(qū) 域 二值 二 維 數(shù) 組比 較 灰 度 值 和 閾 值 ，置 二 維 數(shù) 組 對(duì) 應(yīng) 位計(jì) 算 條 碼 的 規(guī) 格規(guī) 格 為2 0 * 2 0條 碼 區(qū) 域 分 塊對(duì) 條 碼 區(qū) 域 信 息 校 正和 復(fù) 原失 敗 返 回D a t a M a t r i x 條 碼的 解 碼Y YN 圖 18 象素處理算法流程圖 D. DataMatrix 條碼的解碼 DataMatrix 條碼信息的解碼可以分為 DataMatrix 二值矩陣的信息提取、 20 ReedSolomon 編碼的解碼和 DataMatrix 編碼的解碼三部分，條碼信息的解碼過程如下： (1) 通過查表方式獲取 ReedSolomon 循環(huán)碼的編碼矩陣； (2) 由編碼矩陣提取 DataMatrix 二值矩陣信息數(shù)組 X，并對(duì)其進(jìn)行循環(huán)校驗(yàn)及糾錯(cuò)，若校驗(yàn)失敗，則解碼失敗返回； (3) 使用 ECC200 符號(hào)體系對(duì)信息數(shù)組 X 進(jìn)行解碼，并將解碼信息串返回。 3 總結(jié)與展望 本系統(tǒng)綜合利用各種先進(jìn)的電子技術(shù)，為車票實(shí)名制問題的解決提出了一個(gè)完整的解決方案，通過模擬測(cè)試，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)。用戶只需要登陸網(wǎng)站，就可以查詢車票的相關(guān)信息，并直接進(jìn)行訂票業(yè)務(wù)，把一紙車票升級(jí)為電子票，規(guī)范了車票市場(chǎng)，用先進(jìn)的科技解決實(shí)際生活中的問題，提高了辦事效率，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義，有一定的應(yīng)用前途。 展望： (1) 便攜終端檢票機(jī)：為了更好的完善系統(tǒng)，因該開發(fā)一個(gè)在火車上應(yīng)用的便攜式檢票機(jī)，它可以掃描車票的二維條碼和 個(gè)人身份證，并通過無線系統(tǒng)與訂票服務(wù)器通信，完成車上檢票的過程。 (2) 藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用：隨著 3G 手機(jī)的開通，更多的智能手機(jī)都開通了近距離藍(lán)牙通信的功能，它可以作為解決票務(wù)系統(tǒng)的第三種方案。 (3) 技術(shù)的推廣：目前，只是模擬火車票務(wù)的管理系統(tǒng)，將來系統(tǒng)得到應(yīng)用的話，可以推廣到飛機(jī)、輪船、客運(yùn)、電影院等等其他的訂票機(jī)構(gòu)。 參考文獻(xiàn)： [1] 全國大學(xué)生嵌入式系統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽組委會(huì)．全國大學(xué)生嵌入式系統(tǒng)邀請(qǐng)賽優(yōu)秀作品選編．上海交通大學(xué)電子工程系， 2021 [2] 羅亞非等．凌陽 16 位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)．北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [3] 王宏 趙海濱．?dāng)?shù)字圖像處理 —— Java 語言實(shí)現(xiàn)．東北大學(xué)出版社， 2021 [4] 張鐸，王耀球．條碼技術(shù)與電子數(shù)據(jù)交換．北京，中國鐵道出版社， 1998 [5] Henstock PV , Chelberg D M. Automatic Gradient Threshold Determination for Edge Detection. IEEE Trans. on Image Processing. 1996 [6] ISO/IEC 16022 Information technology International symbology specification— Data Matrix. First [7] [8]