基于NiosII的二維條碼識別系統(tǒng)設(shè)計
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3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件是在Nios II的μC／OSII操作系統(tǒng)下進行C語言編程的。系統(tǒng)初始化主要包括對采集芯片、射頻傳輸控制模塊、網(wǎng)絡(luò)接口的初始化，整個系統(tǒng)動態(tài)掃描條碼圖像和實時譯碼。系統(tǒng)主要流程如圖9所示。其中，系統(tǒng)初始化時利用函數(shù)IOWR(SIGNAL_CAP_O_BASE，O，1)將采集模塊全局信號復(fù)位，然后使用函數(shù)alt_irq_register。(SIGNAL_CAP_0_IRQ，NULL，sig_cap_irq_proc)來建立一個用戶中斷程序，對按鍵中斷響應(yīng)進入中斷服務(wù)程序sig_cap_irq_proc，向攝像頭發(fā)送采集指令。當(dāng)采集模塊完成一幅條碼圖像采集后，產(chǎn)生一個硬件中斷，將標(biāo)志FLAG置1。當(dāng)主循環(huán)程序判斷FLAG為1時，就可以從外擴的SRAM中將圖像數(shù)據(jù)讀入SDRAM中，接著進行圖像預(yù)處理和譯碼，其中包括用自定義用戶指令和硬件模塊實現(xiàn)的一些運算量大的部分。射頻傳輸與NiosII的PIO口相連，通過函數(shù)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DA_TA來實現(xiàn)。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/192009.htm
4 實驗與分析
本識別系統(tǒng)工作頻率為100 MHz，圖像采樣分辨率為320×240，一幅條碼圖像識別時間為60 ms。本系統(tǒng)有如下幾個特點：
①利用PDF417碼本身的特點來定位分割條碼，與傳統(tǒng)的條碼定位分割算法相比，大大提高了條碼識別速率。傳統(tǒng)二維條碼定位分割多采用Hough變換來確定條碼傾斜角度，不能滿足手持式嵌入式條碼識讀器的實時性要求。
②在FPGA中嵌入NioslI軟核處理器，簡化硬件設(shè)計，同時使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。FPGA的可重配置以及SOPC的可裁減使系統(tǒng)具有很高的資源利用率，而且方便升級和維護。
③利用自定義模塊、自定義指令、C2H硬件加速等方法刮對部分耗時算法進行優(yōu)化，大大提高了整個系統(tǒng)識別速率。
筆者針對不同環(huán)境下采集的300幅條碼圖像進行了三次測試：第一次是在條碼無破損的情況下，第二次是在條碼有5％破損和污染的情況下，第三次隨機識別100幅條碼。本文所采用的算法平均識別率達(dá)96．7％，耗時60ms，如表1所列。
結(jié) 語
二維條形碼誕生后，條碼技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，不僅應(yīng)用于物流運輸，還滲透到生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。本文介紹了一種基于SOPC的二維條碼識別系統(tǒng)的設(shè)計，提出了一種軟硬件綜合的解決方案，由于涉及底層的硬件系統(tǒng)設(shè)計和相應(yīng)的軟件設(shè)計，在系統(tǒng)性能優(yōu)化方面有著很大的空間。
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