QR码编码的面向对象设计及实现
QR的具体实施步骤
QR的具体实施步骤1. QR代码简介QR代码（Quick Response Code）是一种二维码标准，可以存储大量的信息，并且读取速度快。
它由黑白色方块组成，可以用于各种应用场景，如商品标识、移动支付、活动邀请等。
2. QR的具体实施步骤2.1 确定使用QR代码的目的在开始实施QR代码之前，首先需要明确你的QR代码的使用目的。
你可能需要QR代码来进行产品标识，链接到某个网址、支付信息，或者用于其他特定目的。
2.2 选择QR代码生成工具在选择QR代码生成工具时，需要考虑以下几个因素：•生成的QR代码的可读性和可识别性。
•根据使用场景选择生成的QR代码尺寸。
•是否需要自定义QR代码的外观样式。
2.3 生成QR代码生成QR代码的步骤如下：1.打开QR代码生成工具。
2.输入所需的信息，如URL、文本内容等。
3.根据需要选择QR代码的尺寸和样式。
4.点击生成按钮，生成QR代码。
2.4 测试QR代码的可用性在使用QR代码之前，务必进行测试以确保其可用性。
测试步骤如下：1.使用手机或平板电脑打开QR代码扫描器应用程序。
2.扫描生成的QR代码。
3.检查扫描结果是否正确，包括链接是否有效、内容是否正确等。
2.5 使用QR代码完成QR代码的测试后，你可以开始在你的应用场景中使用QR代码了。
以下是几个常见的应用场景：•产品标识：将QR代码放置在产品包装上，供消费者扫描以获取产品信息。
•支付信息：在商店或餐馆中，让顾客扫描QR代码以进行移动支付。
•活动邀请：在活动宣传中使用QR代码，让用户扫描以获取详细信息并确认参加。
2.6 QR代码的维护与更新一旦你开始使用QR代码，你需要注意QR代码的维护与更新。
以下是几个需要注意的方面：•确保QR代码的链接有效。
•定期检查QR代码的可读性和可识别性。
•根据需要更新QR代码的内容。
•监控QR代码的使用状况，评估QR代码的效果和效益。
3. 结论QR代码是一种强大而灵活的工具，可用于各种应用场景。
QR码算法的实现与优化
QR码算法的实现与优化随着移动支付的普及，二维码也变得越来越常见。
其中最常见的就是QR码，它是由日本DENSO公司于1994年开发出来的，现已成为一种国际标准。
QR码通常用于存储网址、文本、电话号码、电子邮件等信息，其优势在于存储量大、易识别、快速扫描等。
但是，QR码的实现和优化并不是一件简单的事情。
本文将从QR码的算法入手，探讨QR码的实现和优化。
一、QR码的算法QR码采用的是可纠错码（Reed-Solomon Code），这种码可以在一定程度上抵抗数据损坏。
每个QR码都由多个版本和多个纠错等级组成，根据不同需求可以选择不同版本和纠错等级。
QR码共有40个版本，从版本1到版本40，对应的编码长度从21个字节到177个字节。
版本1的尺寸为21×21个模块，而版本40的尺寸则为177×177个模块。
版本号越高，尺寸和存储能力越大，但同时也意味着扫描速度可能会变慢。
QR码的纠错等级分为L、M、Q、H四个级别，分别代表7%、15%、25%和30%的码字错误的恢复能力。
举个例子，如果QR码的纠错等级为M，则当二维码数据块受到不超过15%的损坏时，仍然可以被成功还原。
QR码的编码规则比较复杂，这里只简单介绍一下：首先将文本或数据转换为二进制码，然后通过一系列的算法，将二进制码映射到相应的数字和字母上，最终得到QR码。
二、QR码的实现1. QR码的生成Qt等多种库。
这些库封装了QR码的算法，使用起来非常方便。
以下是使用Python3的qrcode库生成QR码的简单示例代码：```import qrcodeqr = qrcode.QRCode(version=1,error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,box_size=10,border=4,)qr.add_data("hello, world!")qr.make(fit=True)img = qr.make_image(fill_color="black", back_color="white")img.save("hello.png")```这段代码使用qrcode库生成版本1、纠错等级为L的QR码，数据为“hello, world!”，保存到hello.png文件中。
QR码编码原理范文
QR码编码原理范文QR码的编码原理涉及到数据编码、数据结构和纠错码等方面。
下面将详细讲解QR码的编码原理。
1.数据编码：QR码使用了特殊的编码方式，将数据分成字符、数字和字节三种模式进行编码。
-字符模式：用于存储ASCII字符集中的字符，每个字符占据5-6个比特。
-数字模式：用于存储数字，每个数字占据3-3.5个比特。
-字节模式：用于存储二进制数据，每个字节占据8个比特。
2.数据结构：QR码被分成了多个区域，包括定位图案、校准图案、定时图案、格式信息和版本信息等。
其中最重要的是定位图案，它用来定位QR码在图像中的位置。
-定位图案：它由三个小正方形组成，用于确定QR码在图像中的位置。
-校准图案：用于比例校准，确保QR码在不同尺寸的图像中都能被正确定位。
-定时图案：用于确定QR码的扫描速度。
-格式信息：包含了QR码的版本和编码模式信息。
-版本信息：用于确定QR码的容量大小。
3.纠错码：QR码引入了纠错码来提高数据的可靠性和容错性。
纠错码指的是一组额外的数据，用于恢复被损坏的或遗失的数据。
QR码采用了Reed-Solomon纠错码算法，可以使QR码在一定范围内具备纠错能力。
QR码的纠错能力与纠错等级有关，共有四个纠错等级，分别为L、M、Q和H。
纠错等级越高，纠错能力越强，但QR码的容量也会减少。
4.编码流程：QR码的编码流程可以简单概括为以下几个步骤：-输入数据：将需要编码的数据按照要求转换成字符、数字或字节模式的数据。
-数据分段：根据QR码版本和纠错等级，将数据分成多个段，每个段限制为最大长度。
-添加纠错码：对每个数据段添加纠错码，增强QR码的纠错能力。
-填充数据：将数据和纠错码填充到矩阵中的相应位置，生成最终的QR码矩阵。
-生成图像：将QR码矩阵转换为图像，通过图像显示QR码。
总结：QR码编码原理主要涉及数据编码、数据结构和纠错码等方面的技术。
通过特殊的编码方式和结构设计，QR码可以存储大量的文本信息，并具备一定的纠错能力。
qr码编码原理
qr码编码原理QR码（QuickResponseCode），是由日本丰田公司开发的一种矩阵二维码。
它具有容错率高、数据密度大、信息存储量大、易扫描等特点，广泛用于物流、广告、票务、移动支付等领域。
QR码的编码原理是基于信息在矩阵中的位置和颜色来表示，采用了纠错码技术，可以容忍少量损坏和污损，从而提高了解码的可靠性。
具体的编码步骤如下：1. 选择编码方式：QR码有四种编码方式，分别是数字、字母、汉字和二进制编码。
不同的编码方式有不同的数据存储能力，可以根据需要选择相应的编码方式。
2. 数据分段：将要编码的数据按照规定的格式进行分段，每段数据的长度不超过规定的最大长度。
3. 数据编码：将分段后的数据编码为二进制码，用0和1表示。
不同的编码方式有不同的编码规则，需要按照规定的方式进行编码。
4. 纠错码生成：针对编码后的数据进行纠错码生成。
QR码采用了Reed-Solomon纠错码，可以容忍一定数量的错误。
5. 布局生成：根据编码后的数据和纠错码，生成QR码的布局。
QR码的布局分为功能图案、对齐图案、定位图案、分隔符和数据区。
6. 颜色和尺寸处理：根据需要，对QR码的颜色和尺寸进行处理。
QR码的解码原理是通过扫描二维码图案，将图案中的信息转化为数字信号，再对数字信号进行解码，得到原始的数据。
解码时需要注意扫描角度和距离，以及读取速度等因素，影响解码的准确性和速度。
总之，QR码编码原理是将信息编码为二进制码，并采用纠错码技术，最终生成QR码的布局。
QR码的解码原理是将二维码图案转化为数字信号，再进行解码得到原始数据。
QR码在现代社会中发挥了重要的作用，成为信息传输和交流的重要工具。
QR二维码的安全实现与设计分析的开题报告
QR二维码的安全实现与设计分析的开题报告一、选题背景QR（Quick Response）码，也称为二维码，是一种能够存储及传输大量信息的矩阵码，它在日常生活中得到了广泛的应用，例如用于扫描支付、地铁闸机的进出站等等。
然而，QR码的广泛使用也让安全技术人员开始思考如何保护QR码上的信息不被篡改或者泄漏，特别是在一些重要场合（例如金融、公共交通等领域）对QR码安全的要求更高。
本文选题即在这个背景下，探讨QR二维码的安全实现与设计分析。
二、研究目的本文旨在研究QR二维码的安全实现与设计分析，具体目标包括：1.分析常见的QR码安全攻击方式以及防范措施。
2.探究QR码加密算法的设计与实现，分析其安全性。
3.从设计层面分析QR码的安全特性，并提出相应的设计与实现方案。
三、研究内容本文的研究内容主要分为以下三个方面：1. QR码的安全攻击方式与防范措施研究针对QR码常见的安全攻击方式，如篡改、伪造、监听等方式，考察防范措施如校验码、加密等技术手段的安全性以及在现实应用中的可行性。
2. QR码加密算法的设计与实现深入分析现有QR码加密算法，提出针对特定应用场景的新算法设计及实现方案，并进行实验验证算法的安全性、效率性等指标。
3. QR码安全设计与实现从QR码设计层面入手，结合加密技术等手段，提出更加安全的设计方案，并进行实验验证安全性、可行性等方面的指标。
四、研究方法本文主要采用文献调研和实验研究两种方法进行研究：1.文献调研：收集相关论文、技术报告、安全漏洞分析报告等，掌握QR码安全攻击方式、加密算法及相关应用的研究进展情况，系统总结和分析现有研究成果。
2.实验研究：从设计、安全性、可行性等角度入手，设计相关的实验方案，通过实验验证安全特性、效率等指标。
五、预期成果1.针对QR码安全攻击方式的分析以及提出可行有效的防范措施；2.针对现有QR码加密算法的分析以及提出新算法设计与实现方案；3.针对QR码的安全特性进行设计方案提出以及实验验证；4.展示实验结果，并结合比较分析反映出该方案的优点和不足之处。
制作QR码与链接的互动课件
QR码的特点
高密度编码
可以在较小的面积内编码大量 的信息，包括文本、网址、二
进制数据等。
快速识别
通过专门的扫描设备或手机应 用程序，可以快速准确地识别 和解码QR码。
纠错能力
QR码具有强大的纠错能力，即 使在部分损坏的情况下也能正 常解码。
多样化的数据类型
除了文本信息，QR码还可以存 储图片、音频、视频等多种类
制作QR码与链接的互动课件
汇报人：可编辑 2024-01-08
目 录
• QR码的简介 • 如何制作QR码 • 如何设置QR码链接 • QR码与链接的互动课件制作 • 注意事项
01
QR码的简介
QR码的定义
• QR码是一种二维条码，由日本Denso公司于1994年发明 ，主要用于储存数据信息，并通过特定的软件进行解码。
输入需要转化的信息
将要转化为QR码的信息输入到生成 器中，可以是文本、网址、电话号码 等。
在输入信息时，要确保信息的准确性 和简洁性，避免使用过于复杂的字符 或格式。同时，也要考虑信息的可读 性和扫描的便利性。
调整QR码的参数
根据需要，调整QR码的参数，如尺寸、颜色、对比度等，以 提高扫描的准确性和识别率。
在使用QR码和链接时，应警惕可能存 在的恶意软件和钓鱼网站，避免用户 设备被感染或个人数据被窃取。
定期检查链接有效性
在将链接嵌入到课件中后，应定期检 查其有效性，以确保链接始终能够正 确地导向预期的页面或资源。
注意QR码和链接的兼容性
测试不同设备和浏览器
在制作课件时，应尽可能测试QR码和链接在不同设备和 浏览器上的兼容性，以确保用户在不同环境下都能顺利地 访问和使用。
确保输入的链接准确无误，并测试链 接的有效性。
qrcode实现原理
qrcode实现原理qrcode实现原理什么是二维码•二维码是一种可以被扫描且储存信息的方形图像•二维码由黑白方块组成，可储存文本、URL、联系方式等信息•二维码的使用范围广泛，如支付、电子票务、企业广告等领域二维码的结构•二维码由若干方块（称为模块）组成•每个模块可以是黑色或白色•二维码的大小由模块的数量决定二维码的编码方式•二维码可以使用多种编码方式，包括数字、字母、汉字等•二维码编码方式多样，如ASCII码、Unicode等二维码的实现原理•二维码的实现原理基于错误校正编码•错误校正编码确保二维码在受损时仍能正确解码•二维码中包含了可以纠错的冗余信息数据编码•将要储存的信息转换为数字或字符编码•使用适当的编码算法将数据转换为二进制码流•编码算法可以根据需求选择，如ASCII、Unicode、UTF-8等容错编码•容错编码用于添加冗余信息以纠正二维码的损坏•常用的容错编码算法包括Reed-Solomon编码•通过算法计算，将纠错码添加到二维码中二维码生成•使用编码后的数据和校正码生成二维码的矩阵•矩阵由黑白模块组成，每个模块对应编码数据的一位•根据编码规则，设置模块的颜色以显示编码数据二维码扫描•扫描设备读取二维码的矩阵•解码算法对矩阵进行解码，提取编码数据和冗余信息•校正算法使用冗余信息来纠正可能出现的错误二维码的应用•二维码在移动支付中广泛应用，如支付宝、微信支付等•二维码可以用于企业广告，提供更多信息和互动方式•二维码可以用于电子票务、签到等场景总结•二维码是一种方便储存和获取信息的工具•二维码的实现基于错误校正编码的原理•二维码的应用广泛，方便快捷错误校正编码的原理•错误校正编码是为了提高二维码的容错性而设计的•主要采用的错误校正编码算法是Reed-Solomon编码Reed-Solomon编码•Reed-Solomon编码是一种使用多项式的编码方法•它可以在一定程度上纠正一定数量的错误多项式的概念•多项式是一个数学表达式，由一组项组成•项由系数和指数决定，如x²、3x³等Reed-Solomon编码的原理•Reed-Solomon编码将消息数据看作多项式的系数•通过计算多项式的余数，将编码添加到二维码中编码步骤1.将消息数据视为多项式的系数2.使用生成多项式进行除法运算，得到余数3.余数即为编码数据，将其添加到二维码中纠错原理•当二维码受损时，部分模块可能被改变•Reed-Solomon编码可以通过计算来纠正这些错误•纠错的原理是通过求解多项式的零点来获得错误的位置和值二维码的生成与扫描•二维码的生成是通过编码和校正步骤实现的•二维码的扫描是通过读取和解码二维码的矩阵来实现的二维码的生成步骤1.将要储存的信息进行编码2.添加错误校正编码3.根据编码和校正码生成二维码的矩阵4.设置模块的颜色以显示编码数据二维码的扫描步骤1.使用扫描设备读取二维码的矩阵2.使用解码算法对矩阵进行解码3.提取编码数据和冗余信息4.使用校正算法纠正可能的错误总结•二维码的实现原理基于错误校正编码•错误校正编码使用Reed-Solomon算法•二维码的生成和扫描分别涉及编码、校正和解码步骤•二维码的应用广泛，方便快捷，适用于支付、广告和票务等场景。
如何在编码中应用面向对象编程(OOP)
如何在编码中应用面向对象编程（OOP）在编码中应用面向对象编程（OOP）是一种强大且广泛应用的编程范式。
面向对象编程将现实世界中的实体和概念抽象为对象，并通过对象之间的交互和组织来构建复杂的软件系统。
本文将从三个方面介绍如何在编码中应用面向对象编程。
首先，面向对象编程将数据和行为封装在对象中。
对象是对某个现实世界的实体或概念的抽象，它具有属性和方法。
属性表示对象的状态，方法表示对象可以执行的操作。
为了在编码中应用面向对象编程，我们需要将现实世界中的事物抽象为对象，并将其属性和方法定义在对象中。
例如，如果我们要编写一个学生管理系统，可以将“学生”抽象为一个对象，该对象包含属性如姓名、年龄和成绩，以及方法如添加课程、修改成绩等。
通过将数据和行为封装在对象中，我们可以更好地组织和管理代码，提高代码的可维护性和可复用性。
其次，面向对象编程通过继承实现代码的重用。
继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许我们创建新的类，并从现有的类中继承属性和方法。
通过继承，我们可以基于已有的类创建新的类，并在新的类中添加或修改属性和方法，从而减少重复代码的编写。
例如，学生管理系统中除了学生类，还可以创建教师类、课程类等，它们可以继承学生类中的一些通用属性和方法。
这样一来，我们可以在不同的类中实现不同的功能，同时又能共享一些共同的代码，极大地提高了代码的可维护性和可扩展性。
最后，面向对象编程通过多态实现代码的灵活性和扩展性。
多态是面向对象编程的又一重要特性，它允许不同的对象对同一消息作出不同的响应。
通过多态，我们可以定义一个通用的接口，并由不同的对象实现这个接口。
这样一来，我们可以在不修改原有代码的情况下，增加新的功能或修改现有的功能。
例如，学生管理系统中可以定义一个通用的“记录成绩”接口，由不同的对象如学生和教师来实现该接口，分别实现不同的记录成绩的方式。
这样，我们可以根据具体的需求来选择使用不同的对象，从而实现更灵活和可扩展的代码。
qr的含义和实施步骤
QR的含义和实施步骤1. QR码的含义QR码（Quick Response Code）是一种二维码，它能够储存大量数据，并且可以在相对较小的区域内进行高速读取。
QR码以其快速的读取速度和较大的数据储存量，在各种场景下被广泛应用，包括商品的标识码、支付码、广告宣传等。
2. QR码的实施步骤QR码的实施分为以下几个步骤：步骤一：确定QR码的用途在实施QR码之前，首先需要确定QR码的用途。
QR码可以应用于不同的场景，包括产品标识、广告宣传、活动推广等。
根据QR码的用途，可以确定后续的实施步骤和设计要求。
步骤二：选择QR码生成工具在选择QR码生成工具时，需要考虑以下几个方面：•QR码生成工具的稳定性和适用性；•生成的QR码的图片质量和可读性；•QR码生成工具的功能和扩展性。
常见的QR码生成工具有ZXing、ZBar等，可以根据具体需求选择合适的工具。
步骤三：设计QR码的内容和样式在设计QR码的内容时，需要注意以下几点：•QR码中储存的数据量不能过大，以免导致QR码过于密集，难以识别；•QR码的内容应与其用途相对应，例如产品标识需要包含产品的基本信息，广告宣传需要包含相关链接或信息；•QR码的样式可以根据需要进行定制，包括颜色、背景图案等。
步骤四：生成QR码根据QR码的设计要求，使用选择的QR码生成工具来生成QR码。
在生成QR码时，需要设置相关参数，如容错率、大小、边距等。
生成的QR码可以保存为图片文件，或直接输出到打印机等输出设备。
步骤五：测试QR码的可读性生成QR码后，需要进行可读性测试。
可读性测试可以通过使用不同的设备和扫描应用程序来进行。
测试时需要确保QR码在不同大小、角度和距离下都能够被准确识别。
步骤六：发布和使用QR码生成的QR码可以发布到不同的媒体平台上，如网站、社交媒体、印刷品等。
发布时需要确保QR码能够被目标用户轻松访问到，并提供相应的说明和指导。
用户可以使用手机或其他设备扫描QR码，获取其中的信息。
qr的实施步骤有哪些
QR的实施步骤有哪些1. 确定QR的目的和范围•确定QR的目的是为了解决什么问题或实现什么目标。
例如，QR的目的可能是提高产品的溯源能力，加强物流管理，或者增进消费者的互动体验。
•确定QR的应用范围，例如是应用于产品包装上、企业宣传物料上、或者是特定活动中使用。
2. 选择QR生成器•选择适合自己需求的QR生成器工具。
常见的QR生成器有在线生成工具、手机应用程序、以及开源库等。
•确保QR生成器能够生成符合标准的QR码，并支持所需的自定义功能。
3. 设计QR的内容和样式•确定QR码要包含的内容，例如网址、产品信息、联系方式等。
根据QR的目的，决定QR码中应该包含哪些信息。
•根据需要，可以对QR码进行样式设计，如改变颜色、添加公司Logo等。
但要确保QR码的可识别性和可扫描性。
4. 生成QR码•使用选择的QR生成器工具，按照要求输入内容和样式，并生成QR 码。
•检查生成的QR码是否符合要求，并预览效果。
5. 打印或应用QR码•如果需求是将QR码应用到产品包装上或企业宣传物料上，可以进行印刷或应用。
•定制化打印或应用QR码时，要确保QR码的清晰度和可读性。
6. 部署QR码扫描系统•如果QR码的实施需要扫码系统，需要部署相应的扫码设备和软件。
•测试QR码的扫描和解码功能，确保系统的正常运行。
7. 推广和使用QR码•在适当的渠道进行QR码的推广，例如产品包装上、宣传物料上、社交媒体上等。
•持续监测和收集QR码的使用数据，根据数据进行调整和优化。
8. 定期检查和更新QR码•定期检查QR码的可用性和有效性，确保QR码能够长期使用。
•根据需求，对QR码进行更新和更换，以满足不同的业务需求。
以上是QR实施的一般步骤，实际操作中可能会有些差异，具体根据实际需求和情况灵活调整。
QR码的实施需要综合考虑技术、设计和推广等因素，以确保能够实现预期的效果。
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文章编号:1008-1658(2002)04-0006-06QR 码编码的面向对象设计及实现黄宏博,佟俐鹃(北京机械工业学院 计算机及自动化系, 北京100085)摘 要:随着信息技术的发展,二维条码技术的应用越来越广泛,QR 码作为一种优秀的二维条码,在我国具有特别的发展优势。
为了在Windows 平台下更容易地进行条码应用的开发,分析了QR 码的编码原理及生成方法,用面向对象的方法设计了一个C γγ类,实现了QR 码的编码、纠错、生成及绘图等功能。
经过测试,可良好地运行。
关 键 词:QR 码;面向对象程序设计;纠错编码中图分类号:TP 391.1 文献标识码:A由于一维条码具有信息采集速度快、准确度高、成本低、可靠性强等优点,因此在各行业中得到了广泛的应用。
但随着应用领域的不断扩展,传统一维条码信息量小、表示信息范围窄等等的缺点也逐渐暴露出来。
二维条码的诞生解决了一维条码不能解决的问题,它能够在横向和纵向2个方向同时表示信息,不仅能在很小的面积内表达大量的信息,而且能够表示汉字和存储图像。
二维条码的出现拓展了条码的应用领域,因此它的应用会越来越广。
QR 码是日本Denso 公司于1994年9月研制的一种矩阵式二维条码。
它具有全方位超高速识读的特性,而且能够有效地表示中国汉字和日本汉字。
QR 码有40个版本,4个纠错等级,单个符号最大可以容纳1817个字符,最高纠错等级可以纠错约30%的数据码字[1]。
QR 码的这些特点使得它在我国具有良好的使用前景。
本文对QR 码的编码和生成过程进行了分析,用VC 开发了一个C γγ类CQR ,对编码和绘图等功能进行了封装。
该类可以在开发条码的应用平台时使用。
1 类的功能CQR 类应该具有对输入的数据,经过编码和纠错,形成对应的二进制位流,然后进行位流排列,图形绘制等功能。
对应这些功能,分别设计编码模块,纠错模块,位流排列模块,和绘图模块来进行程序实现。
2 类的设计类的成员变量包括QR 码的系统参数、性能参数、编码和纠错要用的参数,以及绘图参数等等。
系统参数包括QR 码整体一级的参数,由于需要与外界进行通信,从调用方获取这些收稿日期:2002-07-10项目来源:黑龙江省自然科学基金[F98-01];北京市教委科技发展基金项目[2002K J -188]作者简介:黄宏博(1976-),男,山东菏泽人,北京机械工业学院计算机及自动化系硕士研究生,主要从事二维条码技术方面的研究。
第17卷 第4期2002年12月 北京机械工业学院学报Journal of Beijing Institute of Machinery Vol.17 No.4Dec.2002值,故把它们设为public 型的成员变量。
性能参数包括编码位流长度、编码字符数等等,用于给调用方提供QR 编码的一些性能方面的信息。
编码参数有编码后的数据串和数据位流,都是字符串类型的变量,前者是输入数据经过编码后的原始位流,后者指经过填充后的数据位流。
纠错参数是纠错运算过程中需要的参数,绘图参数是指条码的模块排列矩阵,类由成员函数实现所有功能。
public ://系统参数int m nModel ;//码的模式int m nVersion ;//版本TCHAR m cECL ;//纠错等级int m nMask ;//掩模图形int m nRotation ;//旋转角度CString m str InputData ;//输入数据int m nUnit ;//绘图模块大小protected ://性能参数long m lBitsLength ;//位流长度long m lCodedCharactor ;//编码字符数//编码参数CString m strCodedData ;//编码后的数据串CString m strFinalBit Stream ;//最终位流//纠错参数......//绘图参数int m nMetrix[177][177];public :long CodeInputData ();//编码输入数据long FillBit Stream ();//数据位流填充int G enerator ECCode ();//生成纠错码long CreateFinalBit Stream ();//构造信息的最终位流序列void Set FunctionPattern (int max );//设置功能图形(包含了数组的初始化)void AlignCodeWordInMetrix ();//在矩阵中布置码字void DrawPattern (CWnd 3pWnd ,CPoint point ,int max );//绘制图形3 类的实现3.1 编码QR 码的编码字符集包括数字型数据(数字0～9)、字母数据型数据(数字0～9;大写字母A ～Z;9个其他字符:space ,＄,%,3,+,-,.,/,:)、8位字节型数据(ASCII 字符集)、中国汉7第4期 黄宏博等:QR 码编码的面向对象设计及实现 表1 模式指示符模式模式指示符数字0001字母数字00108位字节0100中国汉字1101终止符0000字字符。
对应不同的字符集,QR 码使用不同的模式来进行编码,在编码时,可以在模式之间进行转换,以便高效地将数据转化为二进制位流。
编码后的位流由一个或多个不同模式的段组成,每一段由模式指示符(4位)、字符计数指示符、数据位流组成。
每个模式的模式指示符如表1所示[1]。
编码的程序实现时,设一模式子串,用于存放输入数据中相邻字符中属于同一模式的字符串。
并设一变量指示当前模式,依次从输入串中取字符,每一字符逐个判断。
如果与当前模式相同,则加入到模式子串中;如果不同,则把模式子串中的字符用当前模式转化为位流,加入数据位流串m strCodedData 中,然后把当前模式设为该字符的模式,并把模式子串清空,该字符放进模式子串中。
继续以上操作,直到输入数据中字符取完为止。
下面介绍不同的模式下,如何把数据转化为位流。
(1)数字模式将输入的数据每3位分为一组,每一组数据转化为10位二进制数。
如果输入的数据位数不是3的整数倍,则将所余的1位和2位数字分别转化为4位或7位二进制数。
(2)字母数字模式在此模式下,每个输入的字符被赋予一个0～44的数值,编码时,将输入的字符每2个分为一组,将前面字符的值乘以45与第二个字符的值相加,将所得结果用11位二进制数表示。
如果输入的数据字符数不是2的整数倍,将最后一个字符编码为6位二进制数。
(3)8位字节模式在此模式下,一个8位二进制数直接表示一个输入数据字符的ASCII 字符值。
(4)中国汉字模式每个汉字字符是由2个字节表示的,字符值为G B 2312中规定的内码值。
汉字模式下的编码按照下述规则进行:①对于第一字节值在0xA1～0xAA 之间,第二字节值在0xA1～0xFE 之间的字符,第一字节值减去0xA1;第一字节值在0xB0～0xFA 之间,第二字节值在0xA1～0xFE 之间的字符,第一字节值减去0xA6;②将①的结果乘以0x60;③将第二字节值减去0xA1;④将②的结果加上③的结果;⑤将④的结果转化为13位二进制数。
在本模式中,需要注意的是,在模式指示符和字符计数指示符之间,需要加入中国汉字子集指示符(4位),对应于G B 2312的子集指示符是0001。
在把所有的输入字符都转化为位流存放到m strCodedData 之后,需要在最后一个模式段的后面加入终止符序列0000,如果数据位流数量正好填满符号容量它可以省略,或者当符号所余的容量不足4位时它可以截短。
把上述位流转化为长度为8位的码字组。
如果位流长度的最后一个码字不足8位,则用二进制0填充至8位。
然后,根据不同的版本和纠错等级要求,用填充码字11101100和8 北京机械工业学院学报 第17卷00010001交替添加到码字组,将位流扩展至填满符号数据容量[1]。
3.2 纠错QR 码具有很强的纠错能力,这种能力的获得是通过Reed 2Solomon 纠错控制编码来实现的。
Reed 2Solomon 纠错码的原理请参照参考文献[2],本文不再细述,在此仅说明一下如何应用。
把3.1中得到的码字组按照不同的版本和纠错等级分块(分块的具体规则及纠错的特性参见参考文献[1]表9),每一块分别进行纠错。
把各块的数据码字做为按降幂排列的多项式各项的系数,用纠错码字生成多项式g (x )去除该多项式,所得到的余数多项式的系数,就是各个纠错码字。
余数多项式的最高次项是第一个纠错码字,最低次项是最后一个纠错码字。
需要注意的是,上述运算都是在伽罗华域GF (28)中进行的,QR 码的多项式算法用位的模2算法(实际上就是异或算法)和字节的模10001101算法。
QR 码用该域的本原多项式x 8+x 4+x 3+x 2+1的本原域元素α来生成纠错码字生成多项式。
每一生成多项式是一次多项式x -α0,x -α1,…,x -αr -1的乘积,其中r 是生成多项式的次数[2]。
QR 码的纠错生成多项式共有31个,参考文献[1]附录A 的列出了各生成多项式,在程序中也可以把这些生成多项式先存储于文件中,在需要时从文件中读取。
各块的纠错码字都生成后,接着把数据码字和纠错码字排列成最终位流序列。
先排数据码字,所有的数据码字都应该在纠错码字的前面。
排列时,按如下规则进行:数据块1的码字1,数据块2的码字1,…数据块1的码字2,数据块2的码字2,…以此类推至数据块n 的最后一个码字;随后,纠错块1的码字1,纠错块2的码字1,…,纠错块2的码字2,纠错块2的码字2,…,以此类推至纠错块n 的最后一个码字。
如果在某些版本中不能填满符号的码字容量,需要在最终信息位流中添加3,4或7个剩余位。
3.3 在模块矩阵中布置功能图形和码字模块矩阵中的区域分为功能图形区和编码区,功能图形区包括寻像图形、分隔符、定位图形和校正图形,编码区域包括数字码字、纠错码字、版本信息和格式信息。
在矩阵中排列时,首先要把矩阵中各模块清零,然后排列功能图形。
为了在稍后的绘图和排列数据信息时方便,我们用整数2表示功能图形的浅色模块,3表示功能图形的深色模块,0表示数据信息的浅色模块,1表示数据信息的深色模块。
布置完功能图形后,再把版本信息和格式信息相应位置的模块置2,防止在排列数据信息时把信息放入到这些区域。
然后排列数据信息,把最终位流序列由最高位起,从矩阵的右下角开始,沿自右向左,交替的从下向上或从上向下排列于两个模块宽的纵列中,且跳过功能图形占用的区域(模块值为2或3的区域)。
在模块的顶部和底部改变方向(在顶部排列方向变为自上往下,在底部,排列方向变为自下往上),每一位都应放在第一个可用位置。