QR二维码编解码原理.ppt

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1、二维码基础--QR（QuickResponse）码QR码的编码QR码的解码纲要数据信息及数据信息的纠错码包含版本信息，只有版本7~40的符号有版本信息，其余版本全为0每个QR码符号由名义上的正方形模块构成，组成一个正方形阵列，它由编码区域和包括寻象图形、分隔符、定位图形和校正图形在内的功能图形组成。功能图形不能用于数据编码。符号的四周由空白区包围。下图为QR码版本7符号的结构图。迅速地识别可能的QR码符号，明确地确定视场中符号的位置和方向作用是确定符号的密度和版本，提供决定模块坐标的基准位置。补正QR码的歪斜。包含符号所使用的纠错等级和掩模图形信息

2、。编码编码：QR码符号的结构1.数据分析2.数据编码3.纠错编码4.构造最终信息5.在矩阵中布置模块6.掩模7.格式和版本信息确定要进行编码的字符类型，选择所需的版本信息和纠错等级。采用既定规则，数据字符转换为位流，加必要符号，后将位流转换为码字。生成纠错码字加到数据码字后。按规则将每一块中置入数据和纠错码字，必要时加剩余位。将寻像图形、分隔符、矫正图形与码字，按规则排列，放入二维码矩阵。用八种掩模图形依次对符号的编码区域的位图进行掩模处理，评价所得到的8种结果，选择最优的一种。生成版本信息（如果需要）和格式信息，构成符号。编码编码：QR码的编码流

3、程1.数据分析：确定要进行编码的字符类型，选择所需的版本信息和纠错等级编码例：对数字0123456789012345（16个数字字符）进行编码，生成QR码。1.扩充解释（ECI）模式，数字模式，字母数字模式，8位字节模式，中国汉字模式，日本汉字模式，混合模式，结构链接模式，FNCI模式2.2.数据编码：采用既定规则，数据字符转换为位流，加必要符号，后将位流转换为码字编码例：对数字0123456789012345（16个数字字符）进行编码，生成QR码。分为3位一组：01234567890123452)将每组转换为二进制：012→00000011003

4、45→0101011001678→1010100110901→1110000101234→00111010105→01013)将二进制数连接为一个序列：0000001100010101100110101001101110000101001110101001014)将字符计数指示符转换为二进制（查表知版本1-H为10位）：字符数为：16→00000100005)加入模式指示符0001（查表）以及字符计数指示符的二进制数据：00010000010000000000110001010110011010100110111000010100111010100

5、1016）数字模式中位流的长度计算公式：B=4+C+10（DDIV3）+R=4+10+50+4=682.数据编码：采用既定规则，数据字符转换为位流，加必要符号，后将位流转换为码字编码例：对数字0123456789012345（16个数字字符）进行编码，生成QR码。7）添加终止符：查表可知版本1-H的数据位数应为72，故需添加终止符序列0000，此时数据位流为72位，满足版本要求。8）填充位和填充码字：本例中，数据位流长度为72位，满足数据容量要求，无需添加填充位和填充码字。9）位流到码字的转换：所得的数据位流将被分为一个个码字，所有的码字长度都是8

6、位。综上，所得到的数据码字序列为：000100000100000000001100010101100110101001101110000101001110101001010000（共9个码字）3.纠错编码：生成纠错码字加到数据码字后编码例：对数字0123456789012345（16个数字字符）进行编码，生成QR码。编码码字矩阵校验矩阵编码码字多项式：前9位为数据码字后17位为纠错码字3.纠错编码：生成纠错码字加到数据码字后编码例：对数字0123456789012345（16个数字字符）进行编码，生成QR码。定义：在任何q阶伽罗华域GF（q）中都能

7、找到一个α，能用它的幂次表示q-1个非零元素。QR码的纠错码生成是通过GF（28）来进行的，GF（28）中的元素组成一个循环群：（1，α1，……，α254)，其中α255=α0=1，则称α是GF（28）的本原域元素。α0α254可用0000000111111111来表示同时，α为P（X）=0的根。其中，P（X）是以GF（28）上8次首一既约多项式，以P(X)为模的多项式剩余类环构成28阶伽罗华域。本例中，本原多项式为P(X)=X8+X4+X3+X2+1。用αi模P（α）可以得到域元素和二进制比特串的对照表（如图）。3.纠错编码：生成纠错码字加到数据

8、码字后编码例：对数字0123456789012345（16个数字字符）进行编码，生成QR码。3.纠错编码：生成纠错码字加到