二維碼的生成與識別技術(shù)

1、www .Io V. I JlliJ I llllLlrl )Sl.l-lwww .Io 龍圖教育，全球游戲50強教育品牌二維碼的生成與識別二維碼二維碼又稱QR Code，QR全稱Quick Response，是一個近幾年來移動設(shè)備上超流 行的一種編碼方式，它比傳統(tǒng)的Bar Code條形碼能存更多的信息，也能表示更多的數(shù)據(jù)類 型。二維條碼/二維碼(2-dimensional bar code)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；在代碼編制上巧妙地利用 構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾 何形

2、體來表示文字?jǐn)?shù)值信息通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處 理：它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有一定的寬度; 具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化點。二維碼的結(jié)構(gòu)1、版本信息：version1 ( 21*21)，version2，.，version40，共 40 個版本。版 本代表每行有多少模塊，每一個版本比前一個版本增加4個碼元/計算公式為(n -1)*4+21, 每個碼元存儲一個二進制0或者1。1代表黑色，0表示白色。比如，version1表示每一 行有21個碼元。龍圖教育，全球游戲50龍圖教育，全球

3、游戲50強教育品牌www .Io 2、格式信息：存儲容錯級別L(7%),M(15%),Q(25%),R(35%)。容錯：允許存儲的二維碼信息出現(xiàn)重復(fù)部分，級別越高，重復(fù)信息所占比例越高。目的：即使二維碼被圖標(biāo)遮住部分，一樣可以獲取全部二維碼內(nèi)容。有圖片的二維碼，圖片不算二維碼的一部分，它 遮住一部分碼元，但還是可以掃描到所有內(nèi)容。3、碼字：實際保存的二維碼信息，和糾錯碼字(用于修正二維碼損壞帶來的錯誤，就 是說當(dāng)碼元被圖片遮住，可以通過糾錯碼字來找回)。4、位置探測圖形、位置探測圖形分隔符、定位圖形，校正圖形：用于對二維碼的定位。 位置探測圖形用于標(biāo)記矩形大小，3個圖形確定一個矩形。定位符是因

4、為二維碼有40個版 本尺寸，當(dāng)尺寸過大后需要有根標(biāo)準(zhǔn)線，不然掃描的時候可能會掃歪。具體的二維碼結(jié)構(gòu)如圖1-1所示?？兆^(qū)位毘採測圖林 分隔符位毘採測圖形分隔符功能；編碼區(qū)格式數(shù)據(jù)和糾鉗屈字位毘採測圖林 分隔符位毘採測圖形分隔符功能；編碼區(qū)格式數(shù)據(jù)和糾鉗屈字wwwo ngtuedu.co m. cnwww .Io wwwo ngtuedu.co m. cnwww .Io 圖：1-1二維碼結(jié)構(gòu)示意圖二維碼的生成過程信息按照一定的編碼規(guī)則后變成二進制，通過黑白色形成矩形。1、數(shù)據(jù)分析：確定編碼的字符類型，按相應(yīng)的字符集轉(zhuǎn)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

5、小。格式容量數(shù)字最多7089字符字母最多4296字符二進制數(shù)（8 bit）最多 2953字節(jié)日文漢字/片假名最多1817字符（采用Shift JIS）中文漢字最多984字符（采用UTF-8）中文漢字最多1800字符（采用BIG5）2、數(shù)據(jù)編碼：將數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為位流，每8位一個碼字，整體構(gòu)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(nèi)容。www Jongt uedu.co in - www Jongt uedu.co in - cn龍圖教育，全球游戲50強教育品牌www .Io 3糾錯編碼：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(chǎn)生糾錯碼字，并把糾錯碼字加

6、入到數(shù)據(jù)碼字序列后面，成為一個新的序列。糾錯等級糾錯水平L7%字碼修正M15%字碼修正Q25%字碼修正H30%字碼修正在二維碼規(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?jǐn)?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），這樣糾 錯容量為：112/346=32.4%。4構(gòu)造最終數(shù)據(jù)信息：在規(guī)格確定的條件下，將上面產(chǎn)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，

7、得出相應(yīng)的糾錯碼字區(qū)塊，把糾錯碼字區(qū)塊按 順序構(gòu)成一個序列，添加到原先的數(shù)據(jù)碼字序列后面。v;vv, lony I iKlLiAoni.i-ci龍圖教育，全球游戲50強教育品牌 HYPERLINK 5構(gòu)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。6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。7格式和版本信息：生成格式和版本信息放入相應(yīng)區(qū)域內(nèi)。二維碼的識別1定位圖形：首先尋找探測圖形，就是二維碼上的三個方塊。這三個方塊的作用就是 不管在哪個方向掃描圖形，都可以掃到，不信可以將手機翻轉(zhuǎn)測試一下。在通過二維碼上的 定

8、位圖形和分隔符確定二維碼信息的圖像。定位圖形確定二維碼符號中模塊的坐標(biāo)，二維碼 中的模塊都是固定的，包括校正圖形，版本信息，數(shù)據(jù)和糾錯碼。分隔符呢，就是將探測圖 形與二維碼信息圖像分開。2、灰度化二維碼信息像素：手機拍到的圖像都是彩色的，所以拍攝到二維碼也不列外， 它也是彩色的，只不過除了黑白，其他顏色非常淺而已?；叶然侵竿ㄟ^顏色的深淺來識別 二維碼，就是說顏色深的按深灰處理，淺色的按淺灰處理，去掉其他顏色。3、去掉二維碼信息像素的噪點：相機的傳感器在把光線作為接收信號和輸出過程產(chǎn)生 的粗糙像素這些粗糙的像素是照片中不應(yīng)該出現(xiàn)的干擾因素。噪點就是指這些粗糙的像素。4、二值化二維碼信息像素：二值化是說將圖像上像素灰度值設(shè)置為0或者255，也就 是變成只有黑白兩種顏色。第一步已經(jīng)灰度化變成只有深灰和淺灰兩種顏色,現(xiàn)在二值化是龍圖教育，全球游戲50龍圖教育，全球游戲50強教育品牌www .Io 將深灰變成黑色，淺灰變成白色。為什么變成黑白色呢。因為二維碼圖像其實是由二進制的0或者1組成，0代表白色，1代表黑色。二維碼在二值化時會將二維碼圖像變成只有黑白色的條碼，然后根據(jù)解析公式什么的（因為像素是0-255之間，要全部轉(zhuǎn)變成0或者255， 估計得經(jīng)過一些