二维码的生成与识别技术.doc

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1、二维码的生成与识别二维码二维码又称QRCode，QR全称QuickResponse，是一个近几年来移动设备上超流行的一种编码方式，它比传统的BarCode条形码能存更多的信息，也能表示更多的数据类型。二维条码/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形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自

2、动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。二维码的结构1、版本信息：version1（21*21），version2，...，version40，一共40个版本。版本代表每行有多少模块，每一个版本比前一个版本增加4个码元，计算公式为（n-1）*4+21，每个码元存储一个二进制0或者1。1代表黑色，0表示白色。比如，version1表示每一行有21个码元。2、格式信息：

3、存储容错级别L(7%),M(15%),Q(25%),R(35%）。容错：允许存储的二维码信息出现重复部分，级别越高，重复信息所占比例越高。目的：即使二维码被图标遮住一部分，一样可以获取全部二维码内容。有图片的二维码，图片不算二维码的一部分，它遮住一部分码元，但还是可以扫描到所有内容。3、码字：实际保存的二维码信息，和纠错码字（用于修正二维码损坏带来的错误，就是说当码元被图片遮住，可以通过纠错码字来找回）。4、位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形，校正图形：用于对二维码的定位。位置探测图形用于标记矩形大

4、小，3个图形确定一个矩形。定位符是因为二维码有40个版本尺寸,当尺寸过大后需要有根标准线，不然扫描的时候可能会扫歪。具体的二维码结构如图1-1所示。图：1-1二维码结构示意图二维码的生成过程信息按照一定的编码规则后变成二进制，通过黑白色形成矩形。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。格式容量数字最多7089字符字母最多4296字符二进制数（8bit）最多2953字节日文汉字/片假名最多1817字符（采用ShiftJ

5、IS）中文汉字最多984字符（采用UTF-8）中文汉字最多1800字符（采用BIG5）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。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面，成为一个新的序列。纠错等级纠错水平L7%字码修正M15%字码修正Q25%字码修正H30%字码修正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

6、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。5.构造矩阵：将探测图形、分

7、隔符、定位图形、校正图形和码字模块放入矩阵中。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。7.格式和版本信息：生成格式和版本信息放入相应区域内。二维码的识别1、定位图形：首先寻找探测图形，就是二维码上的三个方块。这三个方块的作用就是不管在哪个方向扫描图形，都可以扫到，不信可以将手机翻转测试一下。在通过二维码上的定位图形和分隔符确定二维码信息的图像。定位图形确定二维码符号中模块的坐标，二维码中的模块都是固定的，包括校正图形，版本信息，数据和纠错码。

8、分隔符呢，就是将探测图形与二维码信息图像分开。2、灰度化二维码信息像素：手机拍到的图像都是彩色的，所以拍摄到二维码也不列外，它也是彩色的，只不过除了黑白，其他颜色非常浅而已。灰度化是指通过颜色的深浅来识别二维码，就是说颜色深的按深灰处理，浅色的按浅灰处理，去掉其他颜色。3、去掉二维码信息像素的噪点：相机的传感器在把光线作为接收信号和输出过程产生的粗糙像素，这些粗糙的像素是照片中不应该出现的干扰因素。噪点就是指这些