二维码生成与识别原理_修订版

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1、QR二维码的生成与识别原理一、简介二维码（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。二维码的种类包括：QRCode,DataMatrix,MaxiCode,Aztec,Vericode,PDF417,Ultracode,Code49,Code16K等。其中QRCode是被广泛使用的二维码，QR全称QuickResponse，与其他编码方式相比，QR二维码具有存储容量大、编码速度快的特点，并且它也能表示更多的数据类型：比如：

2、字符，数字，日文，中文等等。随着近几年智能手机的迅猛发展，QR二维码得到了广泛的应用。关于QR二维码的标准，可参见标准文档（QRCodeSpec）：http://raidenii.net/files/datasheets/misc/qr_code.pdf二、应用现状随着智能机的普及和手机摄像头成像能力的提升，为了提高向机器内输入信息的速度，QR二维码得到迅猛发展，在许多行业中得到应用。在一维码时代，“扫码”主要应用在超市或图书馆等场所，以获取商品价格或图书分类等有限的特定信息。二维码可以存储大容量数据，给人们的生活

3、带来巨大方便。从开始的扫描二维码提取文字或网址，到后来“扫一扫”添加好友、关注个人或公司微信或微博，再到扫码支付，二维码的应用已经非常普遍。三、基础知识QR码可分为不同的尺寸，或者叫版本Version。Version1是21x21的矩阵，Version2是25x25的矩阵，Version3是29的尺寸，每增加一个version，就会增加4的尺寸，公式是：(V-1)*4+21（V是版本号）最高Version40，(40-1)*4+21=177，所以最高是177x177的正方形。样例如下：定位图案PositionDet

4、ectionPattern是定位图案，用于标记二维码的矩形大小。这三个定位图案有白边叫SeparatorsforPostionDetectionPatterns。之所以三个而不是四个意思就是三个就可以标识一个矩形了。TimingPatterns也是用于定位的。原因是二维码有40种尺寸，尺寸过大了后需要有根标准线，不然扫描的时候可能会扫歪了。AlignmentPatterns只有Version2以上（包括Version2）的二维码需要这个东东，同样是为了定位用的。功能性数据FormatInformation存在于所有

5、的尺寸中，用于存放一些格式化数据的。VersionInformation在Version7以上，需要预留两块3x6的区域存放一些版本信息。数据码和纠错码除了上述的那些地方，剩下的地方存放DataCode数据码和ErrorCorrectionCode纠错码。一、数据编码QR码支持如下的编码：Numericmode：数字编码，从0到9。如果需要编码的数字的个数不是3的倍数，那么，最后剩下的1或2位数会被转成4或7bits，则其它的每3位数字会被编成10，12，14bits，编成多长还要看二维码的尺寸。Alphanume

6、ricmode：字符编码，包括0-9，大写的A到Z（没有小写），以及符号$%*+–./:包括空格。这些字符会映射成一个字符索引表。如下所示：（其中的SP是空格，Char是字符，Value是其索引值）编码的过程是把字符两两分组，然后转成下表的45进制，然后转成11bits的二进制，如果最后有一个落单的，那就转成6bits的二进制。而编码模式和字符的个数需要根据不同的Version尺寸编成9,11或13个二进制（如下表中Table3）Bytemode：字节编码，可以是0-255的ISO-8859-1字符。有些二维码的扫

7、描器可以自动检测是否是UTF-8的编码。Kanjimode：日文编码，也是双字节编码。同样，也可以用于中文编码。ExtendedChannelInterpretation(ECI)mode：主要用于特殊的字符集。并不是所有的扫描器都支持这种编码。StructuredAppendmode：用于混合编码，也就是说，这个二维码中包含了多种编码格式。FNC1mode：这种编码方式主要是给一些特殊的工业或行业用的。比如GS1条形码之类的。这里我们主要介绍最常用的数字编码和字符编码。下面两张表中，Table2是各个编码格式的“

8、编号”（注：中文是1101），编号要写在FormatInformation中。Table3表示了不同版本（尺寸）的二维码，对于数字、字符、字节和Kanji模式下，对于单个编码的2进制的位数。（编码规范表可参见二维码规格说明书）举例说明：示例一：数字编码例如，在Version1的尺寸下，纠错级别为H的情况下，编码：01234567的编码方式如下：1.把上述数字