QR碼識(shí)別方法研究

1、中南大學(xué) 碩士學(xué)位論文 qr碼識(shí)別方法研究姓名：黃婷婷 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：控制科學(xué)與工程 指導(dǎo)教師：唐琎 20080515摘要在我國(guó)，二維碼已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，用普通的攝入設(shè)備拍 攝二維碼將其識(shí)別出來是二維碼應(yīng)用的一個(gè)重要的發(fā)展方向。本文介 紹了二維碼的編碼規(guī)則，論述了二維碼的解碼過程，提出了一個(gè)基于 手機(jī)拍攝方式的考生身份認(rèn)證系統(tǒng)的qr碼應(yīng)用方案，針對(duì)攝像頭拍 攝的qr碼圖像，對(duì)比和研究了己有的圖像處理方式識(shí)別條碼的方法。 己有的方法是利用hough變換與邊緣檢測(cè)把條碼圖像從原始圖 像中分割出來，用flourier濾波變換自適應(yīng)地選取閾值去除噪聲導(dǎo)致 的無效邊界，從而得到條碼的基

2、本模塊，但對(duì)散焦模糊圖像的檢測(cè)效 果不是很好，flourier變換濾波的復(fù)雜度高且不能通用。本文通過灰 度化、中值濾波、二值化、圖像定位、旋轉(zhuǎn)、分割、譯碼來完成識(shí)別。 其中主要?jiǎng)?chuàng)新在于改進(jìn)了中值濾波算法降低了噪聲，以及在hough 變換前，劃水平和豎直方向的直線，用直線探測(cè)點(diǎn)來減少運(yùn)算量。在中值濾波中，本文結(jié)合極值中值濾波與自適應(yīng)中值濾波的優(yōu) 點(diǎn)，改進(jìn)了自適應(yīng)中值濾波方法。主要思想是：將信號(hào)分為信號(hào)點(diǎn)和 可疑噪聲點(diǎn)進(jìn)行二次處理，降低將某些信號(hào)誤判為噪聲的可能。對(duì)于 低密度區(qū)和高密度區(qū)噪聲區(qū)別處理，緩和了保護(hù)細(xì)節(jié)和濾噪的矛盾。 對(duì)圖像中的可疑噪聲點(diǎn)采用二次檢測(cè)窗口再次檢測(cè)，提高了噪聲 檢測(cè)的準(zhǔn)確

3、性，且不會(huì)對(duì)運(yùn)算速度造成大的影響。對(duì)在第1層的濾窗 中能找到中值，且在第2層中已被二次檢測(cè)確定為噪聲的像素點(diǎn)，采 取8個(gè)典型紋理子窗口的窗口，根據(jù)濾窗內(nèi)圖像的紋理走向進(jìn)行濾 波。對(duì)在濾窗內(nèi)可以找到中值的低密度噪聲區(qū)的噪聲點(diǎn)，可充分考慮 其局部細(xì)節(jié)特征進(jìn)行中值濾波。對(duì)于在第1層中濾窗尺寸取到最大時(shí) 仍沒有找到中值的高密度噪聲區(qū)的像素點(diǎn)，如果在經(jīng)典的自適應(yīng)濾波 算法的第2層的判定中被認(rèn)定為可疑噪聲點(diǎn)，則采用二次檢測(cè)窗口對(duì) 該點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。如果二次檢測(cè)被判定為信號(hào)點(diǎn)則原灰度值輸 出，如果仍舊判定為噪聲點(diǎn)則選擇窗口內(nèi)幾個(gè)特定方向上像素的灰度 值排序后的各中值的加權(quán)求和運(yùn)算值輸出。在hough前增加

4、一個(gè)處理步驟，在圖像的豎直方向過所有像素 列劃直線，記錄下每條直線遇到的第一個(gè)點(diǎn)，舍棄其他點(diǎn)，接下來的 hough變換就可以只對(duì)這些點(diǎn)做處理了，大大地減少了運(yùn)算量。關(guān)鍵詞二維條碼，條碼識(shí)別，中值濾波，hough變換abstractin our country two-dimensional bar code has been widely used in many industry. to shoot two-dimensional bar code with universal shooting equipment and recognize it is one of the importa

5、nt trend on two-dimensional bar code's development.in the article coding and decoding qr code is discussed. aiming at blurry qr code image which is captured by camera, a application scheme of examinee identity authentication using qr code is put forward.conventional two-dimensional bar code'

6、s recognition with image technology is contrasted and researched.conventional method departs code image from originally captured image using hough transform and edge examination, adaptively chooses threshold to wipe off inefficative borderline caused by noise using flourier transform, to get basic m

7、odule of code, but its inspect efficiency to defocused image is not stable, and the complexity of flourier transform is somewhat high. the article uses median filtering, binarization, image orientation，image rotation, image partition and decoding to get recognition. major innovation is improving med

8、ian filtering to decrease noise and choosing dots with beeline before hough transform.in frondose median filtering method, the article combines the excellence of extremum median filtering and self-adaptive median filtering, to improve on classical self-adaptive median filtering. major antilogy is: d

9、eparting all pels into doubtful noise and signal to dispose secondly for decreasing miscarriage of justice, and disposing differently on low-density area and high-density area to relax the conflict of protecting detail and filtering noise.checking doubtful pels secondly with second checking-window i

10、mproves veracity of noise-detect, and won't cause too much affect to calculating speed. the pels which can be found median in layer one and is detected as noise, are filtered according to texture tend using eight representative texture child-window. the pels which can be found median in low-dens

11、ity area can be filtered considering local detail. the pels in high-density area which still can't be found median in layer one when the window size is max, are detected secondly if they are judged as noise in layer two. if they are judged as signal then they are output, if they are still judged

12、 as noise then their curve imitate join are output.one step is added before hough transform, that is drawing line in horizontal and vertical direction, noting the first pel every line meets, abandoning others. latter hough transform can be disposed only to those pels, the calculating quantity is muc

13、h reduced.key words： two-dimensional bar code, bar code recognition， median filtering, hough transform原創(chuàng)牲聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究 工作及取得的研究成果。盡我所知，除了論文中特別加以標(biāo)注和致謝 的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不 包含為獲得中南大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我 共同工作的同志對(duì)本研究所作的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。kv ifsy作者簽名：” 日期：年5月3日學(xué)隹論文版杈使用提杈書本人了解中南大學(xué)有

14、關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校 有權(quán)保留學(xué)位論文并根據(jù)國(guó)家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文， 允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi) 容，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科 學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫, 并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。 0¾作者簽名:導(dǎo)師簽名日期：地年月/t日第一章緒論1.1課題背景人們通常所看到的印刷在商品包裝上的條碼是一維條碼，它廣泛應(yīng)用于多種 領(lǐng)域，極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度。因僅在橫向上表示數(shù)據(jù)，縱向 上沒有信息，密度較低，故僅能夠標(biāo)識(shí)物品而不能描述物品。要知道產(chǎn)品的

15、有關(guān) 信息，必須通過識(shí)讀條碼而進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。這就要求人們必須事先建立以條碼所表 示的代碼為索引字段的數(shù)據(jù)庫，在沒有數(shù)據(jù)庫和不能聯(lián)網(wǎng)的地方應(yīng)用受到限制。 另外，要用一維條碼表示漢字信息幾乎是不可能的，這在有些應(yīng)用漢字的場(chǎng)合， 顯得十分不方便，而且效率很低。為了彌補(bǔ)一維碼的不足，80年代末二維條碼 應(yīng)運(yùn)而生，由于具有高密度、大容量、糾錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，拓寬了條碼的應(yīng)用領(lǐng)qr碼是由日本denso公司于1994年9月研制的一種矩陣二維碼符號(hào)，它 除具有一維條碼及其它二維條碼所具有的信息容量大、可靠性高、可表示漢字及 圖像多種文字信息、保密防偽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)外，還具有超高速、全方位識(shí)別等特點(diǎn)， 并且qr碼具有對(duì)

16、漢字信息進(jìn)行獨(dú)特優(yōu)化處理的功能，非常適合漢字國(guó)家的市場(chǎng) 應(yīng)用，因此在我國(guó)有巨大的市場(chǎng)潛力2。.二維條碼的使用，將對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到巨大的促進(jìn)作用。但是我國(guó)二維條 形碼的研究工作起步較晚，絕大多數(shù)的二維碼是由國(guó)外進(jìn)行研制的，雖然很多的 二維條碼己經(jīng)成為國(guó)際或國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)各種二維條碼識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)仍然 由國(guó)外公司掌握，阻礙了我國(guó)二維條碼技術(shù)的推廣和應(yīng)用，因此研究二維條形碼 的識(shí)別，顯得尤為必要。1.2 二維條碼的起源和發(fā)展一維條碼是由一組規(guī)則排列的條、空及其對(duì)應(yīng)字符組成的，表示一定信息的 標(biāo)識(shí)。其中，條為深色，空為淺色，用于條碼識(shí)讀設(shè)備的掃描識(shí)讀；對(duì)應(yīng)字符由 一組阿拉伯?dāng)?shù)字組成，供人直接識(shí)讀

17、，如圖1-1所示的isbn維條碼，這組條、 空和相應(yīng)得字符所表示的信息是一致的4。它自70年代初問世以來，由于其快 速、準(zhǔn)確、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，很快受到了人們的青睞，發(fā)展十分迅速， 僅僅二十多年的時(shí)間，它已廣泛應(yīng)用于商業(yè)流通、倉儲(chǔ)、圖書情報(bào)、郵政、鐵路、 交通運(yùn)輸、生產(chǎn)自動(dòng)化管理等領(lǐng)域38。條碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用，極大地提高了數(shù) 據(jù)采集和信息處理的速度，為管理的科學(xué)化和現(xiàn)代化做出了重要貢獻(xiàn)。97880722610249得到條碼數(shù)據(jù)后 輸入電腦檢索圖1-1 一維條碼(isbn ) 二維條碼技術(shù)是在一維條碼無法滿足以下實(shí)際應(yīng)用需求的前提下產(chǎn)生的。一 方面，由于受信息容量的限制，一維條碼僅僅是對(duì)物

18、品的標(biāo)識(shí)，而不是對(duì)物品的 描述。所謂對(duì)物品的標(biāo)識(shí)，簡(jiǎn)單地講，就是給某物品分配一個(gè)代碼，代碼以條碼 的形式標(biāo)識(shí)在物品上，用來標(biāo)識(shí)該物品以便自動(dòng)掃描設(shè)備的識(shí)讀代碼或一維條 碼本身不表示該產(chǎn)品的其它特定信息。因此，在一維條碼的應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)商品 信息如生產(chǎn)日期、價(jià)格等的描述只能依賴數(shù)據(jù)庫的支持。在沒有預(yù)先建立商品數(shù) 據(jù)庫或不便聯(lián)網(wǎng)的地方，一維條碼的使用受到了較大的限制，有時(shí)甚至變得毫無 意義；另一方面，要用一維條碼表示漢字和圖像等信息幾乎是不可能的，即使可 以表示，也顯得十分不便且效率很低。當(dāng)今現(xiàn)代高科技術(shù)的發(fā)展，迫切需要用條 碼在有限的幾何空間表示更多的信息，以滿足千變?nèi)f化的信息表示的需要。二維

19、條碼工作流程不同于一維條碼，如圖1-2所示，二維條碼無需數(shù)據(jù)庫的支持，真 正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的便攜化，而且二維條碼可以表示漢字圖像等信息7。一維條碼二維條碼，f1r掃描識(shí)讀掃描識(shí)讀1得到條碼數(shù)據(jù)后 輸入電腦檢索兩步走 一步走查找數(shù)據(jù)庫 f輸出需要信息圖1-2 維條碼與二維條碼的不同堆疊式二維條碼堆疊式二維條碼（又稱堆積式二維條碼或?qū)优攀蕉S條碼)，其編碼原理是 建立在一維條碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設(shè)計(jì)、校驗(yàn)原理、 識(shí)讀方式等方面繼承了一維條碼的一些特點(diǎn)，識(shí)讀設(shè)備與條碼印刷與一維條碼技術(shù)兼容。但由于行數(shù)的增加，需要對(duì)行進(jìn)行判定，其譯碼算法與軟件也不完全相 同于一維條碼。有代表性的行

20、排式二維條碼有：codel6k、code49、pdf417等。為了在相同的條碼面積內(nèi)裝入更多信息，1987年符號(hào)設(shè)計(jì)專家davidallals 博士提出一種稱為code49的二維條碼，實(shí)際上是把一維條碼的高度截短并按照 行堆積，由2到8行構(gòu)成，5位數(shù)字用3個(gè)字符表示，使用2字符為碼詞，是一 種多行連續(xù)型，且長(zhǎng)度可變的條碼，可使用現(xiàn)有的條碼閱讀設(shè)備和打印設(shè)備。 code49具有信息容量大和使用靈活等優(yōu)點(diǎn)而受到重視，幵創(chuàng)了進(jìn)行二維條碼研 究的先河，codel6k碼近似code49碼，由2到16行組成，分隔條分離各行， 利用upc碼和128碼字符集，最大信息長(zhǎng)度可達(dá)77個(gè)ascii字符。pavlid

21、is教 授等人進(jìn)行了二維條碼譯碼解碼算法的研究，longacre教授著手進(jìn)行堆疊式二維 條碼符號(hào)學(xué)基礎(chǔ)理論的研究，大大促進(jìn)了堆疊式二維條碼的發(fā)展5】。1990年，美國(guó)symbol技術(shù)公司的臺(tái)灣赴美學(xué)者王寅君博士等人設(shè)計(jì)了一種 便攜式數(shù)據(jù)文件條碼。pdf417(portable data file)高密度條碼6，利用行鑒別原理, 錯(cuò)誤檢測(cè)校正等技術(shù)正確地收集組織數(shù)據(jù)，在識(shí)讀設(shè)備與印刷技術(shù)上兼容條碼工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如圖l-3(a)所示。.1.2.2矩陣式二維條碼短陣式二維條碼(又稱棋盤式二維條碼)它是在一個(gè)矩形空間通過黑、白像素 在矩陣中的不同分布進(jìn)行編碼。在矩陣相應(yīng)元素位置上，用點(diǎn)(方點(diǎn)、圓點(diǎn)或其

22、他形狀)的出現(xiàn)表示二進(jìn)制“1”，點(diǎn)的不出現(xiàn)表示二進(jìn)制的“0”，點(diǎn)的排列組合確 定了矩陣式二維條碼所代表的意義。矩陣式二維條碼是建立在計(jì)算機(jī)圖像處理技 術(shù)、組合編碼原理等基礎(chǔ)上的一種新型圖形符號(hào)自動(dòng)識(shí)讀處理碼制。具有代表性 的矩陣式二維條碼有：code one、maxi code, qrcode、data matrix 等。data matrix 原名 data code,由美國(guó)國(guó)際資料公司(international data matrix) 于1989年發(fā)明s】。data matrix是一種矩陣式二維條碼，其發(fā)展的構(gòu)想是希望在 較小的條碼標(biāo)簽上存入更多的資料信息。data matrix的最小

23、尺寸是目前所有條碼 中最小的，尤其適用于小零件的標(biāo)識(shí)，直接印刷在實(shí)體上。data matrix又可以分 為ecc000-140和ecc200兩種類型，ecc000-140具有多種不同等級(jí)的錯(cuò)誤糾 錯(cuò)功能，而ecc200則通過reed-solomon糾錯(cuò)算法產(chǎn)生多項(xiàng)式計(jì)算出錯(cuò)誤糾正 碼，其尺寸可以依據(jù)需求印刷成不同大小。由于data matrix只需要讀取資料 的20%就可以精確辨認(rèn)，因此適合應(yīng)用在條碼容易受損的場(chǎng)合，例如印在暴露在 高溫、化學(xué)清洗劑、機(jī)械剝蝕等特殊環(huán)境的零件上，如圖l-3(b)所示。qr code碼是日本denso公司于1994年9月研制的一種矩陣二維條碼符 號(hào)，它除具有一維條

24、碼及其他二維條碼所具有的信息容量大、可靠性高、可表示漢字及圖像多種文字信息、保密防偽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，如圖l-3(c)所示。中國(guó)在2000 年12月28日發(fā)布了 qr碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 18284-2000。 tar -au (a).pdf417(b). dalamalrix (c).qr 碼圖1-3幾種常用二維碼近幾年來，國(guó)內(nèi)大力進(jìn)行條碼推廣應(yīng)用，并積極跟蹤國(guó)外技術(shù)發(fā)展，進(jìn)行條 碼理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)的研究。中國(guó)物品編碼中心條碼高新技術(shù)研究立項(xiàng)進(jìn)行二 維碼研究工作。在二維碼制設(shè)計(jì)、編碼原理等方面進(jìn)行了探索，提出了一種自動(dòng) 識(shí)別方位進(jìn)行校正的結(jié)構(gòu)方案與中心符相結(jié)合的二維碼制初步編碼方案。對(duì)二維 碼圖

25、像處理譯碼解碼算法以及隱形碼等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得一些初步成 果。上海龍貝信息科技有限公司研發(fā)的龍貝二維條碼和矽感公司發(fā)明的矽感g(shù)m 碼，已經(jīng)通過相關(guān)認(rèn)證并進(jìn)入實(shí)用階段hshn eh<b)矽感ql碼(a>龍貝碼 圖1-4我國(guó)研制的二維碼.1.3 二維條碼旳應(yīng)用現(xiàn)狀目前許多部門已有使用二維條碼用于人員管理和物品管理的愿望，如：公安 部門欲將二維條形碼應(yīng)用于身份證和流動(dòng)人員管理上，進(jìn)出管理部門正在操討二 維條碼應(yīng)用于護(hù)照上，海關(guān)也將嘗試將其應(yīng)用在報(bào)關(guān)單上。根據(jù)目前狀況，預(yù)計(jì) 未來五年內(nèi)，二維條碼在我國(guó)將有較大的發(fā)展。(1) 二維條碼將首先在我國(guó)的人員管理中得到廣泛的應(yīng)用 隨著我國(guó)

26、社會(huì)和科技的進(jìn)步，對(duì)人員進(jìn)行現(xiàn)代化管理的需要與日劇增，這就 需要在證件上對(duì)管理對(duì)象進(jìn)行精確的描述。二維條碼這種成本優(yōu)勢(shì)較大的自動(dòng)識(shí) 別技術(shù)較易被各個(gè)管理部門所接受。在我國(guó)的人口管理綜合數(shù)據(jù)庫較難建立的情 況下，一個(gè)隨身攜帶的身份證卡上的二維條碼便可包括其身份的全部信息，并可包括其照片信息。這種技術(shù)的推廣將比在發(fā)達(dá)國(guó)家更具優(yōu)勢(shì)。(2) 二維條碼亦將在物流管理中得到較大發(fā)展 用二維條碼描述物品是二維條碼應(yīng)用的又一方面。在貨物的存儲(chǔ)、運(yùn)輸中對(duì) 其進(jìn)行描述必不可少?，F(xiàn)在的情況大多是自然語言描述，這大大影響了信息的采 集速度和精度。將二維條碼應(yīng)用于物流，即將二維條碼制作在貨物的包裝上，這 是其它自動(dòng)技術(shù)

27、（如ic卡）無法做到的。二維條碼在物流的應(yīng)用必將加快物流 管理現(xiàn)代化的進(jìn)程?？傊S條碼的應(yīng)用深度和廣度將在條碼技術(shù)發(fā)展中起著重要的更新?lián)Q代 作用，是條碼發(fā)展史上的里程碑。二維條碼技術(shù)的成功應(yīng)用，必定會(huì)極大地推動(dòng) 我國(guó)乃至世界的信息化水平，提高社會(huì)管理效率和經(jīng)濟(jì)效益.因此對(duì)二維條碼的 研究有著重要的意義和使用價(jià)值11】。1.4課題研究目的和內(nèi)容國(guó)外的二維條碼技術(shù)已經(jīng)處于應(yīng)用階段，并以生產(chǎn)出性能較好的二維條碼識(shí) 別系統(tǒng)。而我國(guó)還處在研究階段，與國(guó)外水平還有很大差距。制約二維條碼技術(shù) 在我國(guó)發(fā)展的主要原因是目前市場(chǎng)上銷售的二維條碼識(shí)別系統(tǒng)價(jià)格十分昂貴，國(guó) 內(nèi)雖然也出現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)和生產(chǎn)二維條碼閱讀

28、器的公司，但其產(chǎn)品大多數(shù)是基于 美國(guó)symbo丨公司的激光閱讀器，價(jià)格相對(duì)較高。本課題研究條碼系統(tǒng)的純軟件 實(shí)現(xiàn)，可以拓寬條碼應(yīng)用領(lǐng)域，節(jié)約條碼應(yīng)用成本。國(guó)內(nèi)對(duì)于二維條碼的研究大多數(shù)集中于pdf417這種堆疊式二維條碼上，對(duì) 其它的矩陣式二維條碼研究較少，對(duì)于二維條碼在識(shí)別前的圖像預(yù)處理的具體步 驟和方法涉及得也很少。本課題主要研究qr code這種二維條碼的識(shí)別及應(yīng)用， 包括數(shù)據(jù)編碼、糾錯(cuò)編譯碼、條碼識(shí)別和應(yīng)用等各個(gè)部分。識(shí)別前提是不使用專 用的條碼掃描識(shí)讀器而是使用普通的攝入設(shè)備在自然環(huán)境下采集圖像，對(duì)這樣得 到的噪聲較高的圖像分離出qr碼并進(jìn)行識(shí)別。 本文所做的主要工作有-(1) 以攝像

29、頭拍攝的模糊的qr碼圖像為例，針對(duì)圖像預(yù)處理部分，在劉 宏偉u2】提出的經(jīng)典的圖像處理方式識(shí)別qr碼方法基礎(chǔ)上，增加了一些處理方 法，實(shí)現(xiàn)了普通攝像頭采集下的在一定噪聲影響下的二維碼識(shí)別方法。(2) 對(duì)經(jīng)典的自適應(yīng)中值濾波進(jìn)行了改進(jìn)，采取了對(duì)可疑噪聲點(diǎn)進(jìn)行二次 檢測(cè)的方法及對(duì)高密度噪聲區(qū)進(jìn)行區(qū)別濾波和對(duì)低密度噪聲區(qū)依據(jù)圖像紋理進(jìn) 行濾波的方法,這種處理方式在濾除噪聲的同時(shí)，更好地保護(hù)了圖像的細(xì)節(jié)，優(yōu)于 原有的自適應(yīng)濾波算法和傳統(tǒng)的中值濾波算法。(3) 根據(jù)qrcode的諸多優(yōu)點(diǎn)，以及現(xiàn)今手機(jī)的普及，將二者有機(jī)結(jié)合起 來，提出了一個(gè)qr code條碼技術(shù)在基于手機(jī)拍攝方式下的考生身份認(rèn)證系統(tǒng) 的

30、應(yīng)用方案。本文各章內(nèi)容具體安排如下：第一章是對(duì)二維條碼技術(shù)的概述，分堆疊碼和矩陣碼兩類介紹了二維條碼的 起源和發(fā)展，并介紹了二維條碼的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用。第二章是二維條碼理論，介紹了二維條碼的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹qr碼特性和符 號(hào)結(jié)構(gòu)，探討了 qr碼的編碼和譯碼理論。提出了一個(gè)qrcode條碼技術(shù)在基于 互聯(lián)網(wǎng)和短信增值業(yè)務(wù)平臺(tái)下的考生身份認(rèn)證系統(tǒng)中的應(yīng)用方案，對(duì)此方案以及 可行性分析進(jìn)行了描述。第三章研究和對(duì)比前人對(duì)于二維碼圖像的處理方法，提出了一套圖像處理方 法，對(duì)自適應(yīng)中值濾波算法做出改進(jìn)。 第四章總結(jié)與展望。第二章qr碼的編碼、識(shí)別與應(yīng)用2.1 二維條碼的特性1、高密度一維條碼，因密度較低，故僅

31、作為一種標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，不能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行描述。 我們要知道產(chǎn)品的有關(guān)信息，必須通過識(shí)讀條碼而進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。這就要求我們必 須事先建立以條碼所表示的代碼為索引字段的數(shù)據(jù)庫.二維條碼通過利用垂直方向的尺寸來提高條碼的信息密度。通常情況下其密 度是一維條碼的幾十到幾百倍，這樣我們就可以把產(chǎn)品信息全部存儲(chǔ)在一個(gè)二維 條碼中，要查看產(chǎn)品信息，只要用識(shí)讀設(shè)備掃描二維條碼即可，因此不需要事先 建立數(shù)據(jù)庫，真正實(shí)現(xiàn)了用條碼對(duì)“物品”的描述12。一維碼與二維碼的比較如 圖2-1所示。一維碼二維碼fmhmiy 雄舊 |mmmm llili電含偏惠17102248 圖2-1 維條碼與二維條碼比較2、具有糾錯(cuò)功能一維條碼的應(yīng)用

32、建立在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，那就是識(shí)讀時(shí)拒讀(即讀不出)要比 誤讀(讀錯(cuò))好。因此一維條碼通常同其表示的信息一同印刷出來當(dāng)條碼受到損 壞(如污染，脫墨等)時(shí)，可以通過鍵盤錄入代替掃描條碼。鑒于以上原則，一維 條碼沒有考慮到條碼本身的糾錯(cuò)功能，盡管引入了校驗(yàn)字符的概念，但僅限于防 止讀錯(cuò)"】二維條碼可以表示數(shù)以千計(jì)字節(jié)的數(shù)據(jù)，通常情況下，所表示的信息不可能 與條碼符號(hào)一同印刷出來。如果沒有糾錯(cuò)功能，當(dāng)二維條碼的某部分損壞時(shí)，該 條碼便變得毫無意義，因此二維條碼引入錯(cuò)誤糾正機(jī)制。這種糾錯(cuò)機(jī)制使得二維 條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時(shí)，照樣可以正確得到識(shí)讀。即使破損面積不 超過50%,條碼由于沾

33、污、破損等所丟失的信息，可以照常破譯出丟失的信息。 二維條碼的糾錯(cuò)算法與人造衛(wèi)星和vcd等所用的糾錯(cuò)算法相同。這種糾錯(cuò)機(jī)制使得二維條碼成為一種安全可靠的信息存儲(chǔ)和識(shí)別的方法，這是一維條碼無法相 比的14。3、可以表示多種語言文字多數(shù)一維條碼所能表示的字符集不過是10個(gè)數(shù)字，26個(gè)英文字母及一些特 殊字符。條碼字符集最大的code 128條碼，所能表示的字符個(gè)數(shù)也不過是128 個(gè)ascii符。因此要用一維條碼表示其它語言文字(如漢字、曰文等)是不可能的。 多數(shù)二維條碼都具有字節(jié)表示模式，即提供了一種表示字節(jié)流的機(jī)制我們知 道，不論何種語言文字，它們?cè)谟?jì)算機(jī)中存儲(chǔ)時(shí)都以機(jī)內(nèi)碼的形式表現(xiàn)，而內(nèi)部 碼

34、都是字節(jié)碼。這樣我們就可以設(shè)法將各種語言文字信息轉(zhuǎn)換成字節(jié)流，然后再 將字節(jié)流用二維條碼表示，從而為多種語言文字的條碼表示提供了一條前所未有 的途徑。4、可表示圖像數(shù)據(jù)既然二維條碼可以表示字節(jié)數(shù)據(jù)，而圖像多以字節(jié)形式存儲(chǔ)，因此使圖像(如 照片、指紋等)的條碼表示成為可能。二維條碼編碼范圍廣，可以將照片、指紋、 掌紋、簽字、聲音、文字等凡可數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼。5、可引入加密機(jī)制加密機(jī)制的引入是二維條碼的又一優(yōu)點(diǎn)。比如我們用二維條碼表示照片時(shí)， 我們可以先用一定的加密算法將圖像信息加密，然后再用二維條碼表示。在識(shí)別 二維條碼時(shí)，再加以一定的解密算法，就可以恢復(fù)所表示的照片。這樣便可以防 止各種證

35、件、卡片等的偽造，因此具有極強(qiáng)的保密防偽性能。6、容易制作且成本低利用現(xiàn)有的點(diǎn)陣、激光、噴墨、熱敏/熱轉(zhuǎn)印、制卡機(jī)等打印技術(shù)，即可在 紙張、卡片、pvc、甚至金屬表面上印出二維條碼。由此所增加的費(fèi)用僅是油墨 的成本，因此人們又稱二維條碼是“零成本”技術(shù)。由于二維條碼這種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有著其它自動(dòng)識(shí)別技術(shù)無法比擬的 優(yōu)勢(shì)，它一出現(xiàn)便受到我國(guó)條碼管理部門和有關(guān)政府部門的重視。中國(guó)物品編碼 中心自1993年便開始了對(duì)二維條碼技術(shù)的和研究。為了對(duì)二維條碼技術(shù)幵展全面研究并開辟應(yīng)用試點(diǎn)，中國(guó)物品編碼中心的課 題二維條碼技術(shù)研究與應(yīng)用試點(diǎn)己列入國(guó)家科委“九五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。該 課題將從基礎(chǔ)研究、標(biāo)準(zhǔn)制

36、定、設(shè)備開發(fā)和試點(diǎn)建立方面幵展工作，旨在推動(dòng)二 維條碼在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)程。另外，許多科研單位、開發(fā)公司、大專院校都已開始 著手進(jìn)行二維條碼技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)m。目前，許多部門已有的使用二維條碼用于人員管理和物品管理的愿望，如公 安部門想將二維條碼應(yīng)用于身份證和流動(dòng)人員管理上，進(jìn)出境管理部門欲正在探討將二維條碼應(yīng)用在護(hù)照上，海關(guān)也想嘗試將其用在報(bào)關(guān)單上。有的甚至已經(jīng)開 始應(yīng)用，例如，上汽車銷售中心已將二維條碼應(yīng)用于車輛信息的跟蹤管理。根據(jù) 目前狀況，預(yù)計(jì)二維條碼在我國(guó)的應(yīng)用五年內(nèi)將有較大發(fā)展。2. 2 qr碼介紹 2.2.1主要特點(diǎn)qr碼是由日本denso公司于1994年9月研制的一種矩陣二維碼符號(hào)，

37、它 除具有一維條碼及其它二維條碼所有的信息容量大、可靠性高、可表示漢字及圖 象多種文字信息、保密防偽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)23】：(1) 超高速識(shí)讀：超高速識(shí)讀特點(diǎn)是qr碼區(qū)別于四一七條碼、data matrix等二維碼的主要特 性。由于在用ccd識(shí)讀qr碼時(shí)，整個(gè)qr碼符號(hào)中信息的讀取是通過qr碼 符號(hào)的位置探測(cè)圖形，用硬件來實(shí)現(xiàn)，因此，信息識(shí)讀過程所需時(shí)間很短，它具 有超高速識(shí)讀特點(diǎn)。用ccd 二維條碼識(shí)讀設(shè)備，每秒可識(shí)讀30個(gè)含有100個(gè)字 符的qr code碼符號(hào)；對(duì)于含有相同數(shù)據(jù)信息的四一七條碼符號(hào)，每秒僅能識(shí) 讀3個(gè)符號(hào)；對(duì)于data martix矩陣碼，每秒僅能識(shí)讀23個(gè)符

38、號(hào)。qr code碼 的超高速識(shí)讀特性是它能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線管理等領(lǐng)域。(2) 全方位識(shí)讀：qr碼具有全方位（360° )識(shí)讀特點(diǎn)，這是qr碼優(yōu)于行排式二維條碼如四 一七條碼的另一主要特點(diǎn)，由于四一七條碼是將一維條碼符號(hào)在行排高度上的截 短來實(shí)現(xiàn)的，因此，它很難實(shí)現(xiàn)全方位識(shí)讀，其識(shí)讀方位角僅為±10。(3) 能夠有效地表示中國(guó)漢字、日本漢字：由于qr code碼用特定的數(shù)據(jù)壓縮模式表示中國(guó)漢字和日本漢字，它僅用 13bit可表示一個(gè)漢字，而四一七條碼、data martix等二維碼沒有特定的漢字表 示模式，因此僅用字節(jié)表示模式來表示漢字，在用字節(jié)模式表示漢字時(shí)，

39、需用 16bit (二個(gè)字節(jié)）表示一個(gè)漢字，因此qr code碼比其它的二維條碼表示漢字 的效率提高了 20%。.(4) qr code與data martix和pdf417的比較，如表2-1所示。qr碼符號(hào)的 基本特性如表2-2所示：表2-1碼制比較碼制qr codedata martixpdf 417研制公司denso corp. (曰本i.d. matrix inc.(美國(guó)）symbol technolgies inc(美國(guó)）碼制分類矩陣式堆疊式識(shí)讀速度30個(gè)/每秒2-3個(gè)/秒3個(gè)/秒識(shí)讀方向全方位（360° )土 10°識(shí)讀方法深色/淺色模塊判別條空寬度尺寸判別漢字

40、表示13bit16bit16bit表2-2 qr code符號(hào)特性符號(hào)規(guī)格21x21模塊（版本1)-177x177模塊（版本40)(每一規(guī)格：每邊增加4個(gè)模塊）數(shù)據(jù)類型與容量 (指最大規(guī)格符號(hào)版本40-l 級(jí)）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：7，089個(gè)字符字母數(shù)據(jù)：4，296個(gè)字符 8位字節(jié)數(shù)據(jù)：2，953個(gè)字符中國(guó)漢字、日本漢字?jǐn)?shù)據(jù)：1，817個(gè)字符數(shù)據(jù)表示方法深色模塊表示二進(jìn)制“1”，淺色模塊表示二進(jìn) 制 “0”。糾錯(cuò)能力 l級(jí)：約可糾錯(cuò)7%的數(shù)據(jù)碼字 m級(jí)：約可糾錯(cuò)15%的數(shù)據(jù)碼字 q級(jí)：約可糾錯(cuò)25%的數(shù)據(jù)碼字 h級(jí)：約可糾錯(cuò)30%的數(shù)據(jù)碼字結(jié)構(gòu)鏈接（可選可用1-16個(gè)qr code碼符號(hào)表示一組信息掩模

41、（固有）可以使符號(hào)中深色與淺色模塊的比例接近1: 1, 使因相鄰模塊的排列造成譯碼困難的可能性降 為最小。擴(kuò)充解釋（可選）這種方式使符號(hào)可以表示缺省字符集以外的數(shù) 據(jù)（如阿拉伯字符、古斯拉夫字符、希臘字母等）， 以及其他解釋（如用一定的壓縮方式表示的數(shù) 據(jù)）或者對(duì)行業(yè)特點(diǎn)的需要進(jìn)行編碼。獨(dú)立定位功能有qr code碼可高效地表示漢字，相同內(nèi)容，其尺寸小于相同密度的pdf417條碼。目前市場(chǎng)上的大部分條碼打印機(jī)都支持qr code條碼，其專有的漢字模式 更加適合我國(guó)應(yīng)用。因此，qr code在我國(guó)具有良好的應(yīng)用前景。2. 2. 2 符號(hào)結(jié)構(gòu)24123 qr碼符號(hào)在排列和組成上與矩陣有一定的相似度

42、，由正方形模塊組成的一 個(gè)正方形陣列構(gòu)成。每個(gè)模塊顏色的深/淺來表示數(shù)據(jù)信息，用深色模塊表示二 進(jìn)制“1”，用淺色模塊表示二進(jìn)制“0”。數(shù)據(jù)碼字流通過分布在矩陣元素位置上 的單元模塊的不同組合來表示。見圖2-2是以版本1為例的模塊陣列結(jié)構(gòu)圖膽麵 00口穩(wěn) ddamiai鋪麵籌躍鼸口舊霸口 g 葡"腿纖 oodaohooad 藝 00 麵 dc3d誦隱羼0_c3 霸 0隱蘭口口口醒卩謹(jǐn)靈漏麗0>11da曰oaqg_q雌口漏 11陽0鼸ooooat漏聽隳口 _畫13oaooooaoccmioadcjejagga隱口 口 oil!atioti 圖2-2 qr碼模塊陣列結(jié)構(gòu)圖qrcod

43、e符號(hào)由編碼區(qū)域和包括尋像圖形、分隔符、定位圖形和校正圖形在 內(nèi)的功能圖形組成。功能圖形不用于數(shù)據(jù)編碼，符號(hào)的四周由空白區(qū)包圍。(1) 符號(hào)版本和規(guī)格qrcode符號(hào)共有40種規(guī)格，分別為版本1、版本2版本40。版本1 的規(guī)格為21x21模塊，版本2為25x25模塊，以此類推，每一版本符號(hào)比前一 版本每邊增加4個(gè)模塊，直到版本40,規(guī)格為177x177模塊。(2) 尋像圖形尋像圖形包括三個(gè)相同的位置探測(cè)圖形，分別位于符號(hào)的左上角、右上角和 左下角，見圖2-3所示。每個(gè)位置探測(cè)圖形可以看作是由3個(gè)重疊的同心正方形 組成，見圖2>4所示，它們分別為7x7個(gè)深色模塊、5x5個(gè)淺色模塊和3x3個(gè)

44、深 色模塊。位置探測(cè)圖形的模塊寬度比為1:1:3:1:1,符號(hào)中其它地方遇到類似圖形 的可能性極小，因此可以在視場(chǎng)中迅速地識(shí)別可能的qr碼符號(hào)。識(shí)別組成尋像 圖形的三個(gè)位置探測(cè)圖形，可以明確地確定視場(chǎng)中符號(hào)的位置和方向。(3) 分隔符在每個(gè)位置探測(cè)圖形和編碼區(qū)域之間有寬度為1個(gè)模塊的分隔符，全部由淺 色模塊組成。(4) 定位圖形水平和垂直定位圖形分別為一個(gè)模塊寬的一行和一列，由深/淺模塊交替組 成，其開始和結(jié)尾都是深色模塊。水平定位圖形位于上部的兩個(gè)位置探測(cè)圖形之 間，符號(hào)的第6行。垂直定位圖形位于左側(cè)的兩個(gè)位置探測(cè)圖形之間，符號(hào)的第 6列。它們的作用是確定符號(hào)的密度和版本，提供決定模塊坐標(biāo)的

45、基準(zhǔn)位置。(5) 校正圖形每個(gè)校正圖形可看作是3個(gè)重疊的同心正方形，由5x5個(gè)深色模塊，3x3 個(gè)淺色模塊以及位于中心的一個(gè)深色模塊組成。校正圖形的數(shù)量視符號(hào)的版本號(hào) 而定，版本2以上的（含版本2)的符號(hào)均有校正圖形。(6) 編碼區(qū)域編碼區(qū)域包括表示數(shù)據(jù)碼字、糾錯(cuò)碼字、版本信息和格式信息的符號(hào)字符。 (7)空白區(qū)空白區(qū)為環(huán)繞在符號(hào)四周的4個(gè)模塊寬度的區(qū)域，其反射率應(yīng)與淺色模塊相 同 務(wù)尋像翔形 分隔符 定位圖形 校正樹形 版本信息 格式信息 數(shù)據(jù)和糾锘碼字5 = a ill_5ib_ihimiims1kiim-圍a 3模塊 bt 5撈塊 c, 7摸塊數(shù)據(jù)編碼2.2.3.1編碼方法概述53 第一

46、步：數(shù)據(jù)分析分析所輸入的數(shù)據(jù)流，確定要進(jìn)行編碼的字符的類型。qr碼支持?jǐn)U充解釋, 可以對(duì)與缺省的子集不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。qr碼包括幾種不同的模式，以便高 效地將不同的字符子集轉(zhuǎn)換為符號(hào)字符。必要時(shí)可以進(jìn)行模式之間的轉(zhuǎn)換，以便 更高效地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制位流。選擇所需的糾錯(cuò)等級(jí)。如果沒有預(yù)先規(guī)定所采用的符號(hào)版本，則選擇與數(shù)據(jù) 相適應(yīng)的最小的版本 第二步：數(shù)據(jù)編碼圖2-3 qr碼符號(hào)結(jié)構(gòu)b c圖2-4位置探測(cè)圖形結(jié)構(gòu)圖對(duì)于采用的模式按照2.2.3.4中1到6所定義的規(guī)則，將數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為位 流。當(dāng)需要進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)，在新的模式段開始前加入模式指示符進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換,在數(shù)據(jù)序列后面加入終止符，將產(chǎn)生的位

47、流分為每8位一個(gè)碼字，必要時(shí)加入填 充字符以填滿按照版本要求的數(shù)據(jù)碼字?jǐn)?shù)。第三步：糾錯(cuò)編碼按需要將碼字序列分塊，以便按塊生成相應(yīng)的糾錯(cuò)碼字，并將其加入到相應(yīng) 的數(shù)據(jù)碼字序列的后面。第四步：構(gòu)造最終信息在每一塊中置入數(shù)據(jù)和糾錯(cuò)碼字，必要時(shí)加剩余位。第五步：在矩陣中布置模塊將尋像圖形、分隔符、定位圖形、校正圖形與碼字模塊一起放入矩陣。第六步：掩模用8種掩模圖形依次對(duì)符號(hào)的編碼區(qū)域的位圖進(jìn)行掩模處理，評(píng)價(jià)所得到的 8種結(jié)果，選擇最優(yōu)的一種。第七步：格式和版本信息生成版本信息（如果需要）和格式信息，構(gòu)成符號(hào)。 2.2.3.2數(shù)據(jù)分析分析輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)內(nèi)容選擇采用缺省的或者其他適當(dāng)?shù)膃ci與模式，對(duì)每

48、個(gè)序列編碼，其詳細(xì)描述見2.2.3.4。從數(shù)字模式到中國(guó)漢字模式，每種模式的字 符所需的位數(shù)依次增加。在符號(hào)中可以通過模式的轉(zhuǎn)換使數(shù)據(jù)的位流長(zhǎng)度最短。 數(shù)據(jù)的某些部分用一種模式編碼可能比用多種模式編碼效率更高。例如：數(shù)字序 列后跟隨字母數(shù)字序列。理論上說，用每個(gè)數(shù)據(jù)字符所需的位數(shù)最少的模式進(jìn)行 編碼是最高效的，但每次模式轉(zhuǎn)換時(shí)都需要有相關(guān)模式指示符和字符計(jì)數(shù)指示符 等形式的附加開銷，因此，對(duì)于較少的字符數(shù)，模式的轉(zhuǎn)換并不總是能使位流總 量最少。同時(shí)，由于各個(gè)版本的容量的增加不是連續(xù)的，所以不一定在任何情況 下都要達(dá)到最高的轉(zhuǎn)換效率。 2.233 模式26下列模式是根據(jù)缺省的eci有關(guān)的字符值與

49、任務(wù)定義的。如果采用其他的 eci,那么選擇最佳的壓縮模式就應(yīng)使用字節(jié)值而不是具體的字符任務(wù)。例如： 如果數(shù)據(jù)字節(jié)序列的值在至39；下之間，應(yīng)使用數(shù)字模式。這種情況下，用字節(jié)值相應(yīng)的缺省的數(shù)字或者字母數(shù)字進(jìn)行壓縮。 u擴(kuò)充解釋（eci)模式擴(kuò)充解釋（eci)協(xié)議允許輸出的數(shù)據(jù)流有與缺省的字符集不同的解釋。eci 協(xié)議在一些碼制中有一致的定義。qr碼支持4大類解釋。a) 國(guó)際字符集；b) 用于諸如加密或壓縮等一般目的的解釋；c)閉環(huán)系統(tǒng)中用戶自定義的解釋； d)無緩沖模式中用于結(jié)構(gòu)鏈接的控制信息。eci協(xié)議在aim eci規(guī)范中有全面的定義，協(xié)議提供了一個(gè)對(duì)印刷前和譯 碼后的字節(jié)值進(jìn)行詳細(xì)解釋的

50、方法。qr碼的缺省解釋是eci 000020，表示ascii字符集。2、數(shù)字模式數(shù)字模式對(duì)十進(jìn)制數(shù)字0-9 (ascii值30w£f至39皿）編碼，通常的密度為每10位表示3個(gè)字符。3、字母數(shù)字模式字母數(shù)字模式對(duì)45個(gè)字符的字符集進(jìn)行編碼，即：10個(gè)數(shù)字0-9 (ascii 值至39腳，26個(gè)字母字符a-z (ascii值41腳至)以及9個(gè)符號(hào) space、$、*、+、.、/、：（ascii 值分別為 20概，24, 25hex, 2ahex, 2bhex, 2dhex, 2ehex, 2fhex, 3ahex ).通常情況下，兩個(gè)輸入字符用11位表4、8位字節(jié)模式8位字節(jié)模式用于表

51、示ascii字符集（ascii值為00皿至ff)，其編碼密度為每個(gè)字符8位。5、中國(guó)漢字模式中國(guó)漢字模式用于表示gb2312規(guī)定的雙字節(jié)表示的中國(guó)漢字和非漢字字 符，其字符值為gb2312規(guī)定字符對(duì)應(yīng)的內(nèi)碼值，見gb18030。每個(gè)雙字節(jié)字符 由13位二進(jìn)制數(shù)表示。6、混合模式qr碼符號(hào)可以包含在上面五種描述的多種模式所表示的混合數(shù)據(jù)序列。7、結(jié)構(gòu)鏈接模式結(jié)構(gòu)鏈接模式用于把一個(gè)數(shù)據(jù)文件分開表示為多個(gè)qr碼符號(hào)的序列，要求 所有的符號(hào)可以識(shí)讀并且數(shù)據(jù)可以按正確的順序重新建立。每個(gè)符號(hào)都要有一個(gè) 結(jié)構(gòu)鏈接頭，以標(biāo)識(shí)這個(gè)序列的長(zhǎng)度及該符號(hào)在其中的位置，并且檢驗(yàn)是否所有 識(shí)讀的符號(hào)屬于同一個(gè)文件。8、

52、fnc1模式fnc1模式用于表示按ucc/ean應(yīng)用標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際aim協(xié)會(huì)已經(jīng)同意 的具體行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式化的數(shù)據(jù)。 2.2.3.4數(shù)據(jù)編碼將輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)位流，如果最初的eci不是缺省的eci，其前面要 有eci標(biāo)頭，后面為一個(gè)或多個(gè)不同模式的段，如果以缺省的eci開始，位流的開頭為第一個(gè)模式的指示符。eci標(biāo)頭（如果有）應(yīng)包含如下內(nèi)容 eci模式指示符（4位） eci指定符（8，16或24位） 位流的其余部分的每一段由以下內(nèi)容組成，它們包含- 模式指示符（4位） 字符計(jì)數(shù)指定符 數(shù)據(jù)位流eci標(biāo)頭由eci模式指示符的最高位開始，以eci指示符的最低位結(jié)束。每 個(gè)模式段以模式指示符的最高

53、位開始，以數(shù)據(jù)位流的最低位結(jié)束口由于段的長(zhǎng)度 已經(jīng)由采用模式的規(guī)則以及數(shù)據(jù)字符數(shù)明確地確定，因此，段與段之間沒有特定 的分隔。以下7條定義了在給定的模式中對(duì)輸入的數(shù)據(jù)序列編碼的步驟。表2-3定義 了每個(gè)模式的模式指示符。表24定義了采用不同模式和符號(hào)版本的字符計(jì)數(shù)指 示符的長(zhǎng)度。表2-3模式指示符模式指示符模式指不符eci0111中國(guó)漢字1101數(shù)字0001結(jié)構(gòu)鏈接0011字母數(shù)字0010fnc10101 (第一位置) 0101 (第一位置)8位字節(jié)0100終止符（信息結(jié)尾）0000整個(gè)符號(hào)的結(jié)束由4位終止符0000表示，當(dāng)符號(hào)數(shù)據(jù)位流后所余的容量不足 4位是，終止符將被截短。終止符本身不是模

54、式指示符。表2-4字符計(jì)數(shù)指示符的位數(shù)版本數(shù)字模式字母數(shù)字模式8位字節(jié)模式中國(guó)漢字模式191098810 261211161027 40141316121、擴(kuò)充解釋（eci)模式本模式用于按可選的字節(jié)值解釋(例如不同的字符集)對(duì)某類數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼, 可選的字節(jié)值解釋應(yīng)符合aim eci規(guī)范中對(duì)該類數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的規(guī)則。模式 用模式指示符0111引入。在符號(hào)的開始，不需要引入qr碼缺省擴(kuò)充解釋（eci 標(biāo)頭000020,對(duì)應(yīng)ascii字符集）。eci只能用于識(shí)讀器可以傳送符號(hào)標(biāo)識(shí)的情況，不能傳送符號(hào)標(biāo)識(shí)的識(shí)讀器 無法從包含eci的符號(hào)中傳輸數(shù)據(jù)。輸入的eci數(shù)據(jù)需要編碼系統(tǒng)作為一系列8位字節(jié)的值進(jìn)

55、行處理。 eci序列中的數(shù)據(jù)可以一種或幾種模式對(duì)其字節(jié)值進(jìn)行最高效編碼，而不必 考慮其實(shí)際意義。例如：值為xs+x4+x3+x2+l到39皿的數(shù)據(jù)序列可以當(dāng)作一個(gè)一個(gè)數(shù)字09序列，用數(shù)字模式進(jìn)行編碼，即使實(shí)際上它并不表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 字符計(jì)數(shù)指示符由字節(jié)的數(shù)量決定（在中國(guó)漢字模式中為雙字節(jié)）。. eci指示符、每個(gè)擴(kuò)充解釋被分配一個(gè)6位的任務(wù)號(hào)，它為緊接在qr碼符號(hào)的eci模式 指示符后的1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)碼字。其編碼規(guī)則見表2-5。eci指示符編碼為ascii 字符5chex (或岱0 646 irv中的反斜線)，其后跟隨6位任務(wù)號(hào)。如果ascii 字符scg本身是作為數(shù)據(jù)的內(nèi)容，在應(yīng)用eci協(xié)

56、議的符號(hào)編碼前，應(yīng)在數(shù)據(jù)串 中重復(fù)該字符。表2-5 eci任務(wù)號(hào)的編碼eci任務(wù)號(hào)碼字?jǐn)?shù)碼字值000000 至 0001271obbbbbbb000000 至 0163832lobbbbbb bbbbbbbb000000 至 9999993llobbbbb bbbbbbbb bbbbbbbbbb是eci任務(wù)號(hào)的二進(jìn)制值在譯碼時(shí)，第一個(gè)eci指示符碼字（eci模式中模式指示符后的碼字）的二 進(jìn)制位圖，確定eci指定符序列的長(zhǎng)度。第一個(gè)“0”前面的“1”的個(gè)數(shù)量表示 eci任務(wù)號(hào)的第一個(gè)碼字后的附加碼字的數(shù)量。第一個(gè)“0”后面的各位，是eci 任務(wù)號(hào)的二進(jìn)制表示。較低的eci任務(wù)號(hào)有多種編碼方式，

57、最短的方式為首選的。例如：假設(shè)編碼的數(shù)據(jù)為希臘字母，字符集為iso 8859-7 (eci 000009), 符號(hào)版本為1-h。.要編碼的數(shù)據(jù)： 符號(hào)中的位序列： eci模式指示符. eci 任務(wù)號(hào)（000009) 模式指示符（8位字節(jié)） 字符計(jì)數(shù)指示符（5) 數(shù)據(jù)：abrae (字符值）0111 00001001 0100 0000010110100001 10100010 10100011 10100100 10100101最終的位流：0111 00001001 0100 00000101 1010000110100010 10100011 10100100 10100101多種ecieci數(shù)