QR二維碼的原理與識別方法

1、QR二維碼的原理與識別方法QR碼呈正方形，只有黑白兩色。在3個角落，印有較小，像回字的的正方圖案。這三個是幫助解碼軟件定位的圖案，使用者不需要對準，無論以任何角度拍攝，內容仍可正確被讀取。日本QR碼的標準JISX0510在1999年1月發(fā)布，而其對應的ISO國際標準IS0/IEC18004,在2000年6月獲得批準。根據(jù)DensoWave公司的資料，QR碼是屬于開放式的標準，QR碼雖然由DensoWave公司持有的專利，但不會被執(zhí)行。一、什么是二維碼：二維碼（2-dimensionalbarcode），是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的。

2、在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：DataMatrix,MaxiCode,Aztec,QRCode,Vericode,PDF417,Ultracode.Code49,Code16K等。堆疊式/行排式二維條碼，如，Code16K、Code49、PDF417（如下圖）等2矩陣式二維碼，最流行莫過于QRCODE二維碼的名稱是相對與一維碼來說的，比如以前的條形碼就是一個“一維碼”，它的優(yōu)點有：二維碼存儲的數(shù)據(jù)量更大;可以包含數(shù)字、字符，及中文文本等混合內容；有一定的容錯性（在部分損壞以后可以正常讀?。豢臻g利用率高等。二、QRCODE介紹QR（Quick-Response）code是被廣泛使用的一

3、種二維碼，解碼速度快。它可以存儲多用類型空白區(qū)位置探測圖形位置探測圖形分隔符宦位圖形校正閽形格式信息版本信息數(shù)蠅和糾錯碼字位置探測圖形、位置探測圖形分隔符：用于對二維碼的定位，對每個QR碼來說，位置都是固定存在的，只是大小規(guī)格會有所差異；這些黑白間隔的矩形塊很容易進行圖像處理的檢測。校正圖形：根據(jù)尺寸的不同，矯正圖形的個數(shù)也不同。矯正圖形主要用于QR碼形狀的矯正，尤其是當QR碼印刷在不平坦的面上，或者拍照時候發(fā)生畸變等。定位圖形：這些小的黑白相間的格子就好像坐標軸，在二維碼上定義了網格。格式信息：表示該二維碼的糾錯級別，分為L、M、Q、H；數(shù)據(jù)區(qū)域：使用黑白的二進制網格編碼內容。8個格子可以編

4、碼一個字節(jié)。版本信息：即二維碼的規(guī)格，QR碼符號共有40種規(guī)格的矩陣（一般為黑白色），從21x21（版本1），到177x177（版本40），每一版本符號比前一版本每邊增加4個模塊。糾錯碼字：用于修正二維碼損壞帶來的錯誤。簡要的編碼過程：數(shù)據(jù)分析：確定編碼的字符類型，按相應的字符集轉換成符號字符；選擇糾錯等級，在規(guī)格一定的條件下，糾錯等級越高其真實數(shù)據(jù)的容量越小。數(shù)據(jù)編碼：將數(shù)據(jù)字符轉換為位流，每8位一個碼字，整體構成一個數(shù)據(jù)的碼字序列。其實知道這個數(shù)據(jù)碼字序列就知道了二維碼的數(shù)據(jù)內容。QR碼費斡容爲散字最7.089字符字母最多斗296字符二進制數(shù)（8bit）最2d953字節(jié)日文漢字/片假名最1

5、.817字符f采用shiftJIS5中文漢字最多9圮斗字符（采用UTF-8）中文漢字最1.800字苻（采用日1（3）數(shù)據(jù)可以按照一種模式進行編碼，以便進行更高效的解碼，例如：對數(shù)據(jù)：01234567編碼（版本1-H），1）分組:012345672）轉成二進制：012-0000001100345-010101100167-10000113）轉成序列:0000001100010101100110000114）字符數(shù)轉成二進制：8-00000010005）加入模式指示符（上圖數(shù)字）0001：00010000001000000000110001010110011000011對于字母、中文、日文等只是分

6、組的方式、模式等內容有所區(qū)別?；痉椒ㄊ且恢碌募m錯編碼：按需要將上面的碼字序列分塊，并根據(jù)糾錯等級和分塊的碼字,產生糾錯碼字，并把糾錯碼字加入到數(shù)據(jù)碼字序列后面，成為一個新的序列。常誤修正啻量L水平7%的字瑪可被幔正M水平15%的字碼可被修正Q水平25啊的字碼可被修正H水平字碼可被修正在二維碼規(guī)格和糾錯等級確定的情況下，其實它所能容納的碼字總數(shù)和糾錯碼字數(shù)也就確定了，比如：版本10，糾錯等級時H時，總共能容納346個碼字，其中224個糾錯碼字。就是說二維碼區(qū)域中大約1/3的碼字時冗余的。對于這224個糾錯碼字，它能夠糾正112個替代錯誤（如黑白顛倒）或者224個據(jù)讀錯誤（無法讀到或者無法譯碼）

7、，這樣糾錯容量為：112/346=32.4%構造最終數(shù)據(jù)信息：在規(guī)格確定的條件下，將上面產生的序列按次序放如分塊中按規(guī)定把數(shù)據(jù)分塊，然后對每一塊進行計算，得出相應的糾錯碼字區(qū)塊，把糾錯碼字區(qū)塊按順序構成一個序列，添加到原先的數(shù)據(jù)碼字序列后面。如：D1,D12,D23,D35,D2,D13,D24,D36,.D11,D22,D33,D45,D34,D46,E1,E23,E45,E67,E2,E24,E46,E68，.構造矩陣：將探測圖形、分隔符、定位圖形、校正圖形和碼字模塊放入矩陣中。把上面的完整序列填充到相應規(guī)格的二維碼矩陣的區(qū)域中掩摸：將掩摸圖形用于符號的編碼區(qū)域，使得二維碼圖形中的深色和淺色（黑色和白色）區(qū)域能夠比率最優(yōu)的分布。一個算法，不研究了，有興趣的同學可以繼續(xù)。格式和版本信息：生成格式和版本信息放入相應區(qū)域內。版本7-40都包含了版本信息，沒有版本信息的全為0。二維碼上兩個位置包含了版本信息，它們是冗余的。版本信息共18位，6X3的矩陣，其中6位時數(shù)據(jù)為，如版本號8，數(shù)據(jù)位的信息時001000，后面的12位是糾錯位。剩余位回回匸E4D20E