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1、QR二维码的原理与识别方法QR码呈正方形,只有黑白两色。在3个角落,印有较小,像「回」字的的正方图案。这三个是帮助解码软件定位的图案,使用者不需要对准,无论以任何角度拍摄,内容仍可正确被读取。日本QR码的标准JIS X0510在1999年1月发布,而其对应的ISO国际标准ISO/IEC18004,在2000年6月获得批准。根据DensoWave公司的资料,QR码是属于开放式的标准,QR码虽然由DensoWave公司持有的专利,但不会被执行。一、什么是二维码: 二维码(2-dimensionalbarcode),是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图
2、形记录数据符号信息的。在许多种类的二维条码中,常用的码制有:DataMatrix,MaxiCode,Aztec,QRCode,Vericode,PDF417,Ultracode,Code49,Code16K等。 1.堆叠式/行排式二维条码,如,Code16K、Code49、PDF417(如下图)等2.矩阵式二维码,最流行莫过于QRCODE二维码的名称是相对与一维码来说的,比如以前的条形码就是一个“一维码”,它的优点有:二维码存储的数据量更大;可以包含数字、字符,及中文文本等混合内容;有一定的容错性(在部分损坏以后可以正常读取);空间利用率高等。二、QRCODE介绍QR(Quic
3、k-Response)code是被广泛使用的一种二维码,解码速度快。它可以存储多用类型1.位置探测图形、位置探测图形分隔符:用于对二维码的定位,对每个QR码来说,位置都是固定存在的,只是大小规格会有所差异;这些黑白间隔的矩形块很容易进行图像处理的检测。2.校正图形:根据尺寸的不同,矫正图形的个数也不同。矫正图形主要用于QR码形状的矫正,尤其是当QR码印刷在不平坦的面上,或者拍照时候发生畸变等。3.定位图形:这些小的黑白相间的格子就好像坐标轴,在二维码上定义了网格。4.格式信息:表示该二维码的纠错级别,分为L、M、Q、H;5.数据区域:使用黑白的二进制网格编码内容。8个格子可以编码
4、一个字节。6.版本信息:即二维码的规格,QR码符号共有40种规格的矩阵(一般为黑白色),从21x21(版本1),到177x177(版本40),每一版本符号比前一版本每边增加4个模块。7.纠错码字:用于修正二维码损坏带来的错误。 三.简要的编码过程: 1.数据分析:确定编码的字符类型,按相应的字符集转换成符号字符;选择纠错等级,在规格一定的条件下,纠错等级越高其真实数据的容量越小。 2.数据编码:将数据字符转换为位流,每8位一个码字,整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。数据可以按照一种模式进行编码,以便进行更高效的解码,例如:对数据
5、:01234567编码(版本1-H),1)分组:012345672)转成二进制:012→0000001100345→010101100167→10000113)转成序列:0000001100010101100110000114)字符数转成二进制:8→00000010005)加入模式指示符(上图数字)0001:00010000001000000000110001010110011000011对于字母、中文、日文等只是分组的方式、模式等内容有所区别。基本方法是一致的 3.纠错编码:按需要将上面的码字序列分块,并根据纠错等级和分块的码字,产生纠错码字,并把纠错码字加入到数据码字序列后
6、面,成为一个新的序列。在二维码规格和纠错等级确定的情况下,其实它所能容纳的码字总数和纠错码字数也就确定了,比如:版本10,纠错等级时H时,总共能容纳346个码字,其中224个纠错码字。就是说二维码区域中大约1/3的码字时冗余的。对于这224个纠错码字,它能够纠正112个替代错误(如黑白颠倒)或者224个据读错误(无法读到或者无法译码),这样纠错容量为:112/346=32.4% 4.构造最终数据信息:在规格确定的条件下,将上面产生的序列按次序放如分块中按规定把数据分块,然后对每一块进行计算,得出相应的纠错码字区块,把纠错码字区块按顺序构成一个序列,添加到原先的数据码字序列后面。
7、如:D1,D12,D23,D35,D2,D13,D24,D36,...D11,D22,D33,D45,D34,D46,E1,E23,E45,E67,E2,E24,E46,E68,...5.构造矩阵:将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块放入矩阵中。把上面的完整序列填充到相应规格的二维码矩阵的区域中 6.掩摸:将掩摸图形用于符号的编码区域,使得二维码图形中的深色和浅色(黑色和白色)区域能够比率最优的分布。一个算法,不研究了,有兴趣的同学可以继续。 7.格式和版本信