二維碼 QR碼編碼原理詳解

QR(Quick-Response) code是被廣泛使用的一種二維碼，解碼速度快。

它可以存儲(chǔ)多用類(lèi)型

如上圖時(shí)一個(gè)qrcode的基本結(jié)構(gòu)，其中：

位置探測(cè)圖形、位置探測(cè)圖形分隔符、定位圖形：用于對(duì)二維碼的定位，對(duì)每個(gè)QR碼來(lái)說(shuō)，位置都是固定存在的，只是大小規(guī)格會(huì)有所差異;

校正圖形：規(guī)格確定，校正圖形的數(shù)量和位置也就確定了;

格式信息：表示改二維碼的糾錯(cuò)級(jí)別，分為L(zhǎng)、M、Q、H;

版本信息：即二維碼的規(guī)格，QR碼符號(hào)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(hào)比前一版本 每邊增加4個(gè)模塊。

數(shù)據(jù)和糾錯(cuò)碼字：實(shí)際保存的二維碼信息，和糾錯(cuò)碼字(用于修正二維碼損壞帶來(lái)的錯(cuò)誤)。

簡(jiǎn)要的編碼過(guò)程：

1. 數(shù)據(jù)分析：確定編碼的字符類(lèi)型，按相應(yīng)的字符集轉(zhuǎn)換成符號(hào)字符; 選擇糾錯(cuò)等級(jí)，在規(guī)格一定的條件下，糾錯(cuò)等級(jí)越高其真實(shí)數(shù)據(jù)的容量越小。

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(gè)碼字，整體構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)的碼字序列。其實(shí)知道這個(gè)數(shù)據(jù)碼字序列就知道了二維碼的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

數(shù)據(jù)可以按照一種模式進(jìn)行編碼，以便進(jìn)行更高效的解碼，例如：對(duì)數(shù)據(jù)：01234567編碼(版本1-H)，

1)分組：012 345 67

2)轉(zhuǎn)成二進(jìn)制：012→0000001100

345→0101011001

67 →1000011

3)轉(zhuǎn)成序列：0000001100 0101011001 1000011

4)字符數(shù) 轉(zhuǎn)成二進(jìn)制：8→0000001000

5)加入模式指示符(上圖數(shù)字)0001：0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011

對(duì)于字母、中文、日文等只是分組的方式、模式等內(nèi)容有所區(qū)別?；痉椒ㄊ且恢碌?/p>

3. 糾錯(cuò)編碼：按需要將上面的碼字序列分塊，并根據(jù)糾錯(cuò)等級(jí)和分塊的碼字，產(chǎn)生糾錯(cuò)碼字，并把糾錯(cuò)碼字加入到數(shù)據(jù)碼字序列后面，成為一個(gè)新的序列。

在二維碼規(guī)格和糾錯(cuò)等級(jí)確定的情況下，其實(shí)它所能容納的碼字總數(shù)和糾錯(cuò)碼字?jǐn)?shù)也就確定了，比如：版本10，糾錯(cuò)等級(jí)時(shí)H時(shí)，總共能容納346個(gè)碼字，其中224個(gè)糾錯(cuò)碼字。

就是說(shuō)二維碼區(qū)域中大約1/3的碼字時(shí)冗余的。對(duì)于這224個(gè)糾錯(cuò)碼字，它能夠糾正112個(gè)替代錯(cuò)誤(如黑白顛倒)或者224個(gè)據(jù)讀錯(cuò)誤(無(wú)法讀到或者無(wú)法譯碼)，

這樣糾錯(cuò)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(duì)每一塊進(jìn)行計(jì)算，得出相應(yīng)的糾錯(cuò)碼字區(qū)塊，把糾錯(cuò)碼字區(qū)塊 按順序構(gòu)成一個(gè)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，...