[00843105]二维码设计与分析中的特征方法

传统一维条码携带的信息量有限，常用作对物品的一种标识，更多信息需查询数据库得到。近年来，二维条码逐渐成为信息存储和识别的重要技术手段。二维条码信息量较大、可靠性高、防伪能力强，可以表示文字、声音以及图像信息等。二维条码无需数据库支持，直接解码得到数据，真正实现了数据的便携化。作为一种高容量的信息存储和识别技术，二维条码自诞生之日起就得到了世界上许多国家的关注。中国对二维条码技术的应用始于90年代，已广泛应用于工业自动化、医疗服务、物流管理、公安交通及金融保险系统。除了在上述传统应用中获得成功，随着移动通信技术的快速发展，二维条码结合3G技术也产生众多新兴应用。用户通过智能手机摄像头识别二维条码完成网上支付、防伪认证、电子票务等功能。但是使用的二维码系统也存在一些难题。主要是聚焦不准和数据存贮量有限，容易使图像模糊等问题。该课题旨在利用分析、代数和数论的工具和方法解决上述问题，得到了以下创新性成果：(1)发展了二维码理论，指出了二维码与差集之间的对应关系，创新性地利用特征方法研究差集的构造，提出了具有低差分性质的置换多项式的统一构造，得到了大批具有良好密码性质的序列和阵列。(2)利用筛法证明了有限域上某些特殊本原元的存在性，证明了Gao-Vanstone猜想，从理论上保证了有限域上某些快速算法的有效性，为二维码的设计和识别算法提供了理论支持。(3)提出了移位序列的系统构造方法，得到了具有灵活参数的无限类集合，构造了多类具有最优周期相关和最优非周期相关的跳频序列，突破了跳频序列部分相关研究瓶颈，打破其研究10余年来停滞不前的局面，给出了理想自相关序列和三类重要纠错编码：常重复合码、常重码、同步码之间的联系和统一构造。(4)创新性地提出了一种快速有效的基于多特征融合的条码检测分割算法，算法能够适用于多种环境下条码图像的检测问题，设计了快速的迭代约束最小方差滤波算法以处理条码图像，设计了快速的几何透视变换纠正算法，第一次设计出带有自动纠错功能的二维码的设计和识别设备，这种带有自动纠错功能的二维码的研究填补了国内外的空白。与该课题相关的研究成果共完成论文121篇，其中SCI检索论文91篇，重要会议论文13篇。论文引用总次数883次。所选8篇论文代表作中，有5篇是高被引论文，其中IEEE Transaction on Information Theory与Finite Fields and TheirApplications都是该方向的top期刊。研究成果获2009年微软杯IEEE优秀论文奖，被裴定一教授(中国当代密码学领袖人物、国家科学技术奖获得者、国家科技进步一等奖获得者)、香港科技大学丁存生教授(国际著名编码密码专家、国家科学技术奖获得者)以及S.D.Cohen教授(国际著名数论及编码大师)等人多次引用和高度评价。获得发明专利一项，软件著作权5项。