二維碼原理及應(yīng)用

二維碼原理及應(yīng)用2-DimensionalBarCode2023/9/281二維碼概念介紹二維碼原理介紹二維QR碼特點(diǎn)二維碼現(xiàn)實(shí)應(yīng)用二維條形碼識(shí)別2023/9/282194019501960197019801949年美國(guó)喬·伍德蘭德、伯尼·西爾沃發(fā)明了第一個(gè)條形碼專利。60年代西爾沃尼亞發(fā)明一套條形碼系統(tǒng)并在北美鐵路系統(tǒng)成功應(yīng)用。1959年吉拉德·費(fèi)伊塞爾申請(qǐng)了用條形碼表示數(shù)字的專利。1988年中國(guó)成立了中國(guó)物品編碼中心。199070年代UPC碼（UniversalProductCode）

在北美超市得到廣泛應(yīng)用。

1997、2000年確定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)20年代約翰·科芒德實(shí)現(xiàn)郵政單據(jù)自動(dòng)分檢方法。20001920一、條形碼簡(jiǎn)史2023/9/283

二維碼，又稱二維條碼，最早起源于日本，原本是DensoWave公司為了追蹤汽車零部件而設(shè)計(jì)的一種條碼。它是用特定的幾何圖形按一定規(guī)律在二維平面上分布的黑白相間的圖形，是所有信息數(shù)據(jù)的一把鑰匙。在現(xiàn)代商業(yè)活動(dòng)中，可實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用十分廣泛。

1.條形碼(barcode)是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。

2.一維條碼是由一組粗細(xì)不同、黑白(或彩色)相間的條、空及其相應(yīng)的字符(數(shù)字字母)組成的標(biāo)記，即傳統(tǒng)條碼。

3.二維條碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向)上分布的條、空相間的圖形來(lái)記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息。二維碼簡(jiǎn)介2023/9/284二、二維碼原理1矩陣式二維碼行排式二維碼22023/9/285矩陣式二維碼（又稱棋盤式二維碼）是在一個(gè)矩形空間通過(guò)黑、白像素在矩陣中的不同分布進(jìn)行編碼。右圖是國(guó)內(nèi)常用的矩陣式二維碼實(shí)例，手機(jī)正常掃描后會(huì)跳出高可靠性的信息：在矩陣元素位置上，出現(xiàn)方點(diǎn)、圓點(diǎn)或其他形狀點(diǎn)表示二進(jìn)制“1”，不出現(xiàn)點(diǎn)表示二進(jìn)制的“0”，點(diǎn)的排列組合確定了矩陣式二維碼所代表的意義。矩陣式二維碼是建立在計(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碼有：CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。圖21*21的矩陣中，黑白的區(qū)域在QR（QuickResponse）碼規(guī)范中被指定為固定的位置，稱為尋像圖形和定位圖形。尋像圖形和定位圖形用來(lái)幫助解碼程序確定圖形中具體符號(hào)的坐標(biāo)。黃色的區(qū)域用來(lái)保存被編碼的數(shù)據(jù)內(nèi)容以及糾錯(cuò)信息碼。藍(lán)色的區(qū)域，用來(lái)標(biāo)識(shí)糾錯(cuò)的級(jí)別（也就是LevelL到LevelH)和所謂的"Maskpattern",這個(gè)區(qū)域被稱為“格式化信息”。二、矩陣式二維碼2023/9/286行排式二維碼(又稱：堆積式二維碼或?qū)优攀蕉S碼)，其編碼原理是建立在一維碼基礎(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碼的一些特點(diǎn)，識(shí)讀設(shè)備與條碼印刷與一維碼技術(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碼。有代表性的行排式二維碼有CODE49CODE16K1PDF4171.1行排式二維碼2023/9/2871.1常見(jiàn)二維碼條碼QR碼

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項(xiàng)目條碼類型信息密度與信息容量錯(cuò)誤校驗(yàn)及糾錯(cuò)正能力垂直方向是否攜帶信息用途對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和通訊網(wǎng)絡(luò)的依賴識(shí)讀設(shè)備一維條碼信息密度低，信息容量較小可通過(guò)校驗(yàn)字符進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)，沒(méi)有錯(cuò)糾能力不攜帶信息對(duì)物品的標(biāo)識(shí)多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合依賴數(shù)據(jù)庫(kù)及通訊網(wǎng)絡(luò)可用線掃描器識(shí)讀，如光筆、線陣CCD、激光槍等二維條碼信息密度高，信息容量大具有錯(cuò)誤校驗(yàn)和糾錯(cuò)能力，可根據(jù)需求設(shè)置不同的糾錯(cuò)級(jí)別攜帶信息對(duì)物品的描述可不依賴數(shù)據(jù)庫(kù)及通訊網(wǎng)絡(luò)而單獨(dú)應(yīng)用對(duì)于行排式二維條碼可用線掃描器的多次掃描識(shí)讀；對(duì)于矩陣式二維條碼僅能用圖像掃描器識(shí)讀1.1二維條碼與一維條碼比較2023/9/289（1）可靠性強(qiáng)

條形碼的讀取準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人工記錄，平均每15000個(gè)字符才會(huì)出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤。（2）效率高條形碼的讀取速度很快，相當(dāng)于每秒40個(gè)字符。（3）成本低與其它自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)相比較，條形碼技術(shù)僅僅需要一小張貼紙和相對(duì)構(gòu)造簡(jiǎn)單的光學(xué)掃描儀，成本相當(dāng)?shù)土?。?）易于制作條形碼制作：條形碼的編寫很簡(jiǎn)單，制作也僅僅需要印刷，被稱作為“可印刷的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言”。三、二維條碼特點(diǎn)2023/9/28101.1二維條碼特點(diǎn)（5）構(gòu)造簡(jiǎn)單條形碼識(shí)別設(shè)備的構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。（6）靈活實(shí)用條形碼符號(hào)可以手工鍵盤輸入，也可以和有關(guān)設(shè)備組成識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化識(shí)別，還可和其他控制設(shè)備聯(lián)系起來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化管理。（7）高密度二維條碼通過(guò)利用垂直方向的堆積來(lái)提高條碼的信息密度，而且采用高密度圖形表示，因此不需事先建立數(shù)據(jù)庫(kù)，真正實(shí)現(xiàn)了用條碼對(duì)信息的直接描述。（8）糾錯(cuò)功能二維條形碼不僅能防止錯(cuò)誤，而且能糾正錯(cuò)誤，即使條形碼部分損壞，也能將正確的信息還原出來(lái)。2023/9/28111.1二維條碼特點(diǎn)（9）多語(yǔ)言形式，可表示圖像二維條碼具有字節(jié)表示模式，即提供了一種表示字節(jié)流的機(jī)制。不論何種語(yǔ)言文字它們?cè)谟?jì)算機(jī)中存儲(chǔ)時(shí)以機(jī)內(nèi)碼的形式表現(xiàn)，而內(nèi)部碼都是字節(jié)碼，可識(shí)別多種語(yǔ)言文字的條碼。（10）具有加密機(jī)制可以先用一定的加密算法將信息加密，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，便可以恢復(fù)所表示的信息。除此之外二維碼還具有可表示信息量密度高、尺寸大小比例可變、可以使用激光或CCD閱讀器方便識(shí)讀等眾多優(yōu)點(diǎn)。2023/9/2812

QRCode是由日本Denso公司于1994年9月研制的一種矩陣式二維條碼，它具有以下特點(diǎn)：1.高密度編碼，信息容量大：可容納多達(dá)1850個(gè)大寫字母或2710個(gè)數(shù)字或1108個(gè)字節(jié)，或500多個(gè)漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍。2.編碼范圍廣：該條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼，用條碼表示出來(lái)；可以表示多種語(yǔ)言文字；可表示圖像數(shù)據(jù)。3.容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能：這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，損毀面積達(dá)50%仍可恢復(fù)信息。4.譯碼可靠性高：它比普通條碼譯碼錯(cuò)誤率百萬(wàn)分之二要低得多，誤碼率不超過(guò)千萬(wàn)分之一。5.可引入加密措施：保密性、防偽性好。6.成本低，易制作，持久耐用。7.條碼符號(hào)形狀、尺寸大小比例可變。8.二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識(shí)讀,QRCode具有全方位（360°）識(shí)讀特點(diǎn)。9.能夠有效地表示中國(guó)漢字1.1QR碼2023/9/28131.1QR碼版本7結(jié)構(gòu)圖2023/9/2814碼制QRCodeDataMartixPDF417符號(hào)結(jié)構(gòu)研制公司DensoCorpMatrixInc.Symbol碼制分類矩陣式行排式識(shí)讀速度30個(gè)/秒2-3個(gè)/秒3個(gè)/秒識(shí)讀方向全方位（360°）±10°識(shí)讀方法深色/淺色模塊判別條空寬度尺寸判別漢字表示13bit16bit16bit1.1三種常見(jiàn)二維碼性能比較2023/9/28151.1數(shù)據(jù)密度比較實(shí)例：80個(gè)字符組成的信息:1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP60QRSTUVWX70YZABCDEF80

QRcode(M)

X=0.25mmX=0.35mmX=0.5mm8.2mmsq.11.5mmsq.16.5mmsq.

PDF417(level3)X=0.25mmX=0.35mmX=0.5mm34.2mm亊15mm47.9mm亊21mm68.5mm亊30mmDataMatrixX=0.25mmX=0.35mmX=0.5mm8.0mmsq.11.2mmsq.16.0mmsq.2023/9/28161.1數(shù)據(jù)密度比較300個(gè)字符或數(shù)字被編進(jìn)這樣大小的QR碼里面同樣的數(shù)據(jù)只有條碼空間的1/11的大小2023/9/28171.信息獲?。?、地圖、WIFI密碼、資料）2.網(wǎng)站跳轉(zhuǎn)（跳轉(zhuǎn)到微博、手機(jī)網(wǎng)站、網(wǎng)站）3.廣告推送（用戶掃碼，直接瀏覽商家推送的廣告）4.手機(jī)電商（用戶掃碼、手機(jī)直接購(gòu)物下單）5.優(yōu)惠促銷（用戶掃碼，下載電子優(yōu)惠券，抽獎(jiǎng)