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微信二维码



来源:  作者:管理员  日期:2014-12-17   点击:511
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一、什么是二维码:
二维码 (2-dimensional bar code),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。
在许多种类的二维条码中,常用的码制有:data matrix, maxi code, aztec, qr code, vericode, pdf417, ultracode, code 49, code 16k等。
1.堆叠式/行排式二维条码,如,code 16k、code 49、pdf417(如下图)等
2.矩阵式二维码,最流行莫过于qr code ,我们常说的二维码就是它了。
二维码的名称是相对与一维码来说的,比如以前的条形码就是一个“一维码”,
它的优点有:二维码存储的数据量更大;可以包含数字、字符,及中文文本等混合内容;有一定的容错性,二维码的容错率后面会介绍,这个很重要,一般的二维码你遮住部分任然能够解码,这是因为生成器会将部分信息重复表示(也就是冗余)来提高其容错度,所以你看到很多二维码中间还带了logo;空间利用率高等。

二、qr code 介绍
qr(quick-response) code是被广泛使用的一种二维码,解码速度快。它可以存储多用类型

如上图时一个qrcode的基本结构,其中:
位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形:用于对二维码的定位,对每个qr码来说,位置都是固定存在的,只是大小规格会有所差异;
校正图形:规格确定,校正图形的数量和位置也就确定了;
格式信息:表示改二维码的纠错级别,分为l、m、q、h;

版本信息:即二维码的规格,qr码符号共有40种规格的矩阵(一般为黑白色),从21x21(版本1),到177x177(版本40),每一版本符号比前一版本 每边增加4个模块。
数据和纠错码字:实际保存的二维码信息,和纠错码字(用于修正二维码损坏带来的错误)。

简要的编码过程:
1. 数据分析:确定编码的字符类型,按相应的字符集转换成符号字符; 选择纠错等级,在规格一定的条件下,纠错等级越高其真实数据的容量越小。

2. 数据编码:将数据字符转换为位流,每8位一个码字,整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。



数据可以按照一种模式进行编码,以便进行更高效的解码,例如:对数据:01234567编码(版本1-h),
1)分组:012 345 67
2)转成二进制:012→0000001100
345→0101011001
67 →1000011
3)转成序列:0000001100 0101011001 1000011
4)字符数 转成二进制:8→0000001000
5)加入模式指示符(上图数字)0001:0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011
对于字母、中文、日文等只是分组的方式、模式等内容有所区别。基本方法是一致的

3. 纠错编码:按需要将上面的码字序列分块,并根据纠错等级和分块的码字,产生纠错码字,并把纠错码字加入到数据码字序列后面,成为一个新的序列。



在二维码规格和纠错等级确定的情况下,其实它所能容纳的码字总数和纠错码字数也就确定了,比如:版本10,纠错等级时h时,总共能容纳346个码字,其中224个纠错码字。
就是说二维码区域中大约1/3的码字时冗余的。对于这224个纠错码字,它能够纠正112个替代错误(如黑白颠倒)或者224个据读错误(无法读到或者无法译码),
这样纠错容量为:112/346=32.4%

4. 构造最终数据信息:在规格确定的条件下,将上面产生的序列按次序放如分块中
按规定把数据分块,然后对每一块进行计算,得出相应的纠错码字区块,把纠错码字区块 按顺序构成一个序列,添加到原先的数据码字序列后面。
如:d1, d12, d23, d35, d2, d13, d24, d36, ... d11, d22, d33, d45, d34, d46, e1, e23,e45, e67, e2, e24, e46, e68,...

5.构造矩阵:将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块放入矩阵中。



把上面的完整序列填充到相应规格的二维码矩阵的区域中
6. 掩摸:将掩摸图形用于符号的编码区域,使得二维码图形中的深色和浅色(黑色和白色)区域能够比率最优的分布。
7. 格式和版本信息:生成格式和版本信息放入相应区域内。
版本7-40都包含了版本信息,没有版本信息的全为0。二维码上两个位置包含了版本信息,它们是冗余的。
版本信息共18位,6x3的矩阵,其中6位时数据为,如版本号8,数据位的信息时 001000,后面的12位是纠错位。




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