二维码生成与识别原理_修订版
二维码的生成原理和工作原理是什么？
二维码的生成原理和工作原理是什么？
二维码的原理可以分为生成原理和工作原理。
首先是生成原理：
该原理是，用特定的几何图形按编排规律
在二维方向上分布，采用黑白相见的图形来记
录数据符号信息。
为了利用计算机内部逻辑，用数字“0”和数字“1”作为代码，同时使用若干个与二进制相对应的几何形体表示文字数值信息。
这里面我有几个小知识点想提一提。
知识点一：二维码共有40个尺寸
也就是版本version，Version 1.0是21 x 21的正方形，Version 2.0是 25 x 25的（公式：(V-1)*4 + 21）。
所以最大的尺寸就是177 x 177 的正方形。
知识点二：三个点确定一个面
二维码只有三个角上有位置探测图案，就是这个就是为了更好的读取二维码。
那有人问为什么不是四个能，这个角也不是多余的，可以镶嵌别的信息。
知识点三：旋转二维码，也可以识别
因为有知识点二中所说的位置探测图案和分隔符，所以，无论是正着扫码，还是竖着扫码，或者斜着扫码，信息都可以被识别。
再来看看，二维码的工作原理：
通过常见的图象输入设备或光电扫描设备，它们可以自动读取，并且会对识别出的信息进行自动处理。
二维码生成与识别讲解
南京航空航天大学课程设计题目二维码的生成及识别何俊豪韩怀晓晋晓飞小组成员：瞿诗华薛莉二〇一五年十一月第一章QR码简介QR码是由日本Denso公司与1994年制定出来的一种矩阵二维码符号，它除了具有信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图像信息、保密性强等优点外，还具有超高速响应、全方位识别等特点。
QR码符号是由正方形的细小模块构成，分为功能区和编码区。
功能图形包括位置探测图形、分隔符、定位图形、校正图形、格式信息、版本信息等，编码区域包括数据编码块和纠错码图形。
普通QR码基本图形及区域功能对照图如图1.1所示。
图1.1 QR码基本结构1.1 QR码的密度标识图形位于两个“回”字标识符之间的黑白相间的条纹，用红色线标注的，这个区域可以用于确定QR码符号的像素方块的密度（即一个像素的大小），标识识别模块如图1.2所示。
图1.2 QR码密度标识图形1.2 位置探测图形位置探测图形由三个重叠的同心正方形构成，如图1.3所示。
通过探测位置探测图形可以迅速的从背景图像中判断出QR码符号的大致位置。
图1.3 QR码探测图形二维码定位就是找到二维码符号的位置探测图形，对有明显条码特征的区域进行定位，然后根据图形结构特征值对不同的条码符号进行进一步的处理。
通过QR码的定位图形，可以得到左上角位置探测图形的边界点和左下角位置探测图形的边界点如图1.4（a）所示，因此可以采用鲁棒性较好的算法拟合条码左边框，然后通过直线拟合得到条码的上边框直线。
在此基础上构建直角三角形，寻找出图形中心，如图1.4（b）所示，并可以得到第四个交点，如图1.4（c）所示。
（a）确定左边界和上边界（b）确定探测图形中心（c）确定第四个交点图1.4 条码图像初步定位流程1.3 版本信息QR码符号共有40种规格，版本1的规格为21模块×21模块，版本2为25模块×25模块，以此类推，每一版本符号比前一版本每边增加4个模块，直到版本40，规格为177模块×177模块。
二维码的原理及组成
二维码的原理及组成二维码（QR code）是一种能够存储大量信息的矩阵条码，它广泛应用于商业、物流、支付和身份验证等领域。
它的使用方便快捷，成为现代社会不可或缺的一部分。
本文将介绍二维码的原理及其组成。
一、二维码的原理二维码的原理基于编码与解码两个核心过程。
当我们使用二维码工具扫描二维码时，二维码内的编码信息将被传输并转换为可识别的文本、链接地址或其他数据类型。
在编码过程中，二维码生成器将输入的信息通过特定的算法转化为一串黑白像素点图案。
这些像素点按照特定的规则进行排列，形成一张二维码图片。
每个像素点表示一个二进制数字，其中白色代表0，黑色代表1。
这种编码方式为二维码提供了高密度的信息存储能力。
在解码过程中，二维码扫描器通过摄像头捕捉二维码图片，并将其转化为可识别的数据。
解码器通过解析图案中的像素点，还原出二进制编码，然后根据特定的规则将其转换为人们可以理解的信息。
二、二维码的组成二维码的构成主要包括定位图案、对齐图案、定时图案和数据区域。
1. 定位图案：定位图案位于二维码的角落，用于指示扫描器确定二维码的边界和方向。
它通常是一对尺寸不同的正方形图案。
2. 对齐图案：对齐图案用于帮助扫描器在扫描过程中对齐图案的角度和大小。
这些图案通常是一些规则排列的方格。
3. 定时图案：定时图案用于帮助扫描器正确读取二维码的数据。
它会根据规定的规则生成特定的图案。
4. 数据区域：数据区域是二维码中存储实际信息的区域。
它通常为方形，并由黑白像素点组成。
扫描器通过解析数据区域中的图案，将其转换为可读取的信息。
除了以上基本组成部分，二维码还可能包含纠错码等附加信息，用于在二维码受损时进行修复。
纠错码可以提高二维码的容错率，使得即使在部分损坏或污损的情况下，二维码仍然可以被正确解码。
总结：二维码的原理是通过编码和解码的过程将输入的信息转化为可识别的数据。
它由定位图案、对齐图案、定时图案和数据区域组成，每个部分都起到特定的作用。
二维码生成原理
二维码生成原理二维码，作为一种快速、便捷的信息识别方式，已经在我们的生活中得到了广泛的应用。
它可以储存各种类型的数据，如文字、网址、电话号码等，同时还可以通过扫描快速识别，方便了我们的生活。
那么，二维码是如何生成的呢？接下来，我们将探讨二维码生成的原理。
首先，二维码的生成是基于编码原理的。
在二维码的生成过程中，需要将输入的数据进行编码处理，然后转换成特定的图案。
这个编码过程是通过一系列的算法来完成的，其中最常用的编码方式是QR码（Quick Response Code）。
其次，二维码的生成涉及到数据的纠错处理。
在实际的使用中，由于各种原因，二维码可能会受到损坏或者部分遮挡，为了提高二维码的容错率，需要在生成过程中加入一定的纠错码。
这些纠错码可以帮助二维码在一定程度上修复受损的部分，提高了二维码的稳定性和可靠性。
另外，二维码的生成还需要考虑图案的布局和排列。
在生成二维码时，需要将编码后的数据以特定的规则进行排列，并且在图案的布局上要考虑到容错处理和扫描识别的便利性。
这就需要在生成过程中进行合理的布局设计，以确保二维码的可读性和稳定性。
此外，二维码的生成还要考虑到不同的应用场景和需求。
在实际的使用中，二维码可能会被应用到不同的领域，比如商业营销、物流追踪、信息识别等。
因此，在生成二维码时，需要根据不同的应用场景和需求来进行定制化的设计，以满足不同的功能和要求。
最后，二维码的生成还需要考虑到图案的美观性和实用性。
在设计二维码时，需要考虑到图案的美观程度，以及在实际使用中的可读性和便捷性。
这就需要在生成过程中进行合理的设计和优化，以确保二维码既能够传达信息，又能够吸引人们的注意。
综上所述，二维码的生成涉及到编码原理、纠错处理、图案布局和排列、应用场景和需求、以及图案的美观性和实用性等多个方面。
通过对这些原理的深入理解和应用，我们可以更好地进行二维码的生成和设计，以满足不同领域的需求和应用。
希望本文对你理解二维码生成原理有所帮助。
qr二维码原理及识别流程
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二维码的原理及组成
二维码的原理及组成二维码（QR Code）是一种矩阵条形码，由黑色模块组成，可以被二维码扫描器或智能手机摄像头等设备进行扫描。
二维码的原理是利用不同模块的排列组合来编码信息，它能够存储大量的数据，并且具有快速读取、易于生成和识别的特点。
本文将详细介绍二维码的原理及其组成。
一、二维码的原理二维码的原理基于信息的编码和解码过程。
它采用了矩阵式编码方式，将信息以黑白块的形式表示。
在二维码中，每个模块代表一个二进制数，通过模块的位置和颜色来表示不同的编码结果。
黑色模块代表“1”，白色模块代表“0”，通过这种编码方式，可以将数字、字母、汉字等各种字符转化为二维码的形式。
二维码的生成是通过一系列算法将字符信息转化为特定的模块排列。
生成后的二维码需要满足纠错码和对齐模式等要求，以保证在一定程度上抵御经过扫描、传输及打印等过程中产生的误差影响。
二、二维码的组成1. 定位点与对齐模式二维码中的定位点是其最基本的组成部分，它由三个角相连的大正方形构成，用于确定二维码的位置和方向。
二维码扫描器通过识别定位点来定位二维码的位置，使得二维码的读取更加准确。
对齐模式是一组小正方形模块的集合，用于检测扫描时二维码的倾斜和损坏程度。
对齐模式可以保证将扫描器对准二维码时获得更好的识别效果。
2. 数据编码区域数据编码区域是二维码的核心部分，它包括了二维码的有效载荷，即用来存储实际信息的部分。
数据编码区域由一系列模块组成，每个模块都代表一个特定的二进制数。
在数据编码区域，二维码可以存储包括数字、字母、汉字、链接等各种类型的信息。
不同的编码规则和版本决定了二维码可以存储的最大数据容量。
3. 格式信息区域格式信息区域用于存储二维码的版本信息和纠错级别等参数。
二维码的版本决定了二维码的大小和容量，纠错级别决定了二维码的容错性能。
格式信息区域由固定位置的模块组成，通过特定的编码方式存储对应的参数信息。
扫描时，二维码扫描器会解析格式信息区域的内容，并根据其内容进行二维码的解码和纠错。
二维码原理及制作方法
二维码原理及制作方法二维码（QR Code），又称快速响应码，是一种可以储存数据的矩阵条码。
它可以在垂直方向和水平方向上扫描，将数据以二维的形式进行编码，因此相对于一维条码来说，它可以存储更多的信息。
二维码已经被广泛应用于各个领域，如支付、物流、广告等，它的原理和制作方法是我们需要了解的。
下面，我们将详细介绍二维码的原理及制作方法。
二维码的原理主要是利用黑白像素点的排列组合来表示特定的信息。
在二维码的图案中，黑色像素点代表数字1，白色像素点代表数字0。
通过这种编码方式，可以将文本、链接、图片等信息转化为二维码的形式。
当我们用手机或扫描设备对二维码进行扫描时，设备会解析出二维码中所包含的信息，并进行相应的处理，比如打开链接、显示文本等。
制作二维码的方法非常简单，我们可以通过在线生成器或专业的二维码制作软件来实现。
首先，我们需要确定要转化为二维码的信息，比如网址、文本、联系方式等。
然后，我们可以选择合适的二维码生成工具，将信息输入到工具中，并进行生成。
在生成的过程中，我们可以对二维码的颜色、尺寸等进行调整，以满足实际应用的需求。
最后，我们将生成的二维码保存或导出，就可以在需要的场合使用了。
除了生成二维码外，我们还可以在二维码中添加一些特定的设计元素，以增加二维码的美观性和辨识度。
比如，在二维码的中心位置加入Logo，或者在二维码的周围添加一些装饰性的图案。
这些设计元素可以让二维码更具吸引力，同时也能够提升用户对二维码的识别和记忆度。
总的来说，二维码是一种非常便捷和实用的信息传递方式，它的原理简单易懂，制作方法也非常灵活多样。
在实际应用中，我们可以根据需要灵活运用二维码，将其应用于各个领域，为我们的生活和工作带来便利。
希望通过本文的介绍，大家对二维码的原理和制作方法有了更深入的了解，能够更好地利用二维码这一工具。
二维码生成原理和识别原理
二维码生成原理和识别原理二维码（QR Code）是一种能够存储数据的矩阵条形码，它可以通过扫描设备快速读取信息。
二维码技术已经被广泛应用于各个领域，如支付、物流、门禁等。
那么，二维码是如何生成的呢？它又是如何被识别的呢？本文将对二维码的生成原理和识别原理进行介绍。
首先，我们来了解一下二维码的生成原理。
二维码的生成是通过编码器将输入的数据转换成矩阵条形码的过程。
在编码的过程中，数据被转换成黑白块的排列，形成了二维码的图案。
生成二维码的过程主要包括以下几个步骤：1. 数据编码，将输入的数据经过编码算法进行处理，生成对应的矩阵条形码的数据。
2. 掩模模式选择，在生成二维码时，需要选择合适的掩模模式，以保证二维码的识别准确性和容错能力。
3. 纠错码添加，为了提高二维码的容错能力，通常会在生成的二维码中添加一定的纠错码，以保证在一定程度的损坏情况下仍然能够正确识别。
4. 图案生成，根据编码后的数据，生成对应的黑白块图案，形成最终的二维码图案。
其次，我们来了解一下二维码的识别原理。
二维码的识别是通过扫描设备将二维码图案转换成可识别的数据的过程。
在识别的过程中，扫描设备需要对图案进行处理，提取出其中的信息。
二维码的识别原理主要包括以下几个步骤：1. 图像采集，扫描设备通过摄像头对二维码进行图像采集，获取二维码的图案信息。
2. 图像预处理，对采集到的图像进行预处理，包括灰度化、二值化、去噪等操作，以提高后续的图像处理效果。
3. 定位图案定位，在预处理后的图像中，通过特定的算法定位二维码的位置和方向，以便后续的图案解析。
4. 图案解析，对定位后的二维码图案进行解析，提取其中的编码数据。
5. 数据解码，对提取出的编码数据进行解码，得到最终的数据信息。
综上所述，二维码的生成原理和识别原理分别涉及到了编码、图案生成、数据解析等技术。
通过对二维码的生成和识别原理进行了解，我们能更好地理解二维码技术的应用和发展，为相关领域的应用提供技术支持和指导。
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QR二维码的生成与识别原理一、简介二维码（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。
二维码的种类包括：QR Code ,Data Matrix, Maxi Code, Aztec , Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K等。
其中QR Code是被广泛使用的二维码，QR全称Quick Response，与其他编码方式相比，QR二维码具有存储容量大、编码速度快的特点，并且它也能表示更多的数据类型：比如：字符，数字，日文，中文等等。
随着近几年智能手机的迅猛发展，QR二维码得到了广泛的应用。
关于QR二维码的标准，可参见标准文档（QR Code Spec）：/files/datasheets/misc/qr_code.pdf二、应用现状随着智能机的普及和手机摄像头成像能力的提升，为了提高向机器内输入信息的速度，QR二维码得到迅猛发展，在许多行业中得到应用。
在一维码时代，“扫码”主要应用在超市或图书馆等场所，以获取商品价格或图书分类等有限的特定信息。
二维码可以存储大容量数据，给人们的生活带来巨大方便。
从开始的扫描二维码提取文字或网址，到后来“扫一扫”添加好友、关注个人或公司微信或微博，再到扫码支付，二维码的应用已经非常普遍。
三、基础知识QR码可分为不同的尺寸，或者叫版本Version。
Version 1是21 x 21的矩阵，Version 2是25 x 25的矩阵，Version 3是29的尺寸，每增加一个version，就会增加4的尺寸，公式是：(V-1)*4 + 21（V是版本号）最高Version 40，(40-1)*4+21 = 177，所以最高是177 x 177 的正方形。
样例如下：定位图案Position Detection Pattern是定位图案，用于标记二维码的矩形大小。
这三个定位图案有白边叫Separators for Postion Detection Patterns。
之所以三个而不是四个意思就是三个就可以标识一个矩形了。
Timing Patterns也是用于定位的。
原因是二维码有40种尺寸，尺寸过大了后需要有根标准线，不然扫描的时候可能会扫歪了。
Alignment Patterns 只有Version 2以上（包括Version2）的二维码需要这个东东，同样是为了定位用的。
功能性数据Format Information 存在于所有的尺寸中，用于存放一些格式化数据的。
Version Information 在Version 7以上，需要预留两块3 x 6的区域存放一些版本信息。
数据码和纠错码除了上述的那些地方，剩下的地方存放Data Code 数据码和Error Correction Code 纠错码。
四、数据编码QR码支持如下的编码：Numeric mode：数字编码，从0到9。
如果需要编码的数字的个数不是3的倍数，那么，最后剩下的1或2位数会被转成4或7bits，则其它的每3位数字会被编成10，12，14bits，编成多长还要看二维码的尺寸。
Alphanumeric mode：字符编码，包括0-9，大写的A到Z（没有小写），以及符号$ % * + –. / : 包括空格。
这些字符会映射成一个字符索引表。
如下所示：（其中的SP 是空格，Char是字符，Value是其索引值）编码的过程是把字符两两分组，然后转成下表的45进制，然后转成11bits的二进制，如果最后有一个落单的，那就转成6bits的二进制。
而编码模式和字符的个数需要根据不同的Version尺寸编成9, 11或13个二进制（如下表中Table 3）Byte mode：字节编码，可以是0-255的ISO-8859-1字符。
有些二维码的扫描器可以自动检测是否是UTF-8的编码。
Kanji mode：日文编码，也是双字节编码。
同样，也可以用于中文编码。
Extended Channel Interpretation (ECI) mode：主要用于特殊的字符集。
并不是所有的扫描器都支持这种编码。
Structured Append mode：用于混合编码，也就是说，这个二维码中包含了多种编码格式。
FNC1 mode：这种编码方式主要是给一些特殊的工业或行业用的。
比如GS1条形码之类的。
这里我们主要介绍最常用的数字编码和字符编码。
下面两张表中，Table 2 是各个编码格式的“编号”（注：中文是1101），编号要写在Format Information中。
Table 3 表示了不同版本（尺寸）的二维码，对于数字、字符、字节和Kanji模式下，对于单个编码的2进制的位数。
（编码规范表可参见二维码规格说明书）举例说明：示例一：数字编码例如，在Version 1的尺寸下，纠错级别为H的情况下，编码：01234567的编码方式如下：1. 把上述数字分成三组: 012 345 672. 把他们转成二进制: 012 转成0000001100；345 转成010*******；67 转成1000011。
3. 把这三个二进制串起来: 0000001100 010******* 10000114. 把数字的个数转成二进制(version 1-H是10 bits ): 8个数字的二进制是00000010005. 把数字编码的标志0001和第4步的编码加到前面: 0001 0000001000 0000001100 010******* 1000011示例二：字符编码同样，在Version 1的尺寸下，纠错级别为H的情况下，编码: AC-42的编码方式如下：1. 从字符索引表中找到AC-42 这五个字条的索引(10,12,41,4,2)2. 两两分组: (10,12) (41,4) (2)3. 把每一组转成11bits的二进制:(10,12) 10*45+12 等于462 转成00111001110(41,4) 41*45+4 等于1849 转成11100111001(2) 等于2 转成0000104. 把这些二进制连接起来：00111001110 11100111001 000010；5. 把字符的个数转成二进制(Version 1-H为9 bits ): 5个字符，5转成000000101；6. 在头上加上编码标识0010 和第5步的个数编码: 0010 00000010100111001110 11100111001 000010；五、结束符和补齐符假如我们有个HELLO WORLD的字符串要编码，根据上面的示例二，我们可以得到下面的编码还要加上结束符：按8bits重排如果所有的编码加起来不是8个倍数我们还要在后面加上足够的0，比如上面一共有78个bits，所以还要加上2个0，然后按8个bits分好组：00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000补齐码（Padding Bytes）最后，如果还没有达到最大的bits数的限制，还要加一些补齐码（Padding Bytes），Padding Bytes就是重复下面的两个bytes：11101100 00010001 （这两个二进制转成十进制是236和17，关于每一个Version的每一种纠错级别的最大Bits限制，可以参看QR Code Spec）假设我们需要编码的是Version 1的Q纠错级，那么，其最大需要104个bits，而我们上面只有80个bits，所以，还需要补24个bits，也就是需要3个Padding Bytes，我们就添加三个，于是得到下面的编码：00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000 11101100 00010001 11101100上面的编码就是数据码了，叫Data Codewords，每一个8bits叫一个codeword，我们还要对这些数据码加上纠错信息。
六、纠错码上面我们说到了一些纠错级别，Error Correction Code Level，二维码中有四种级别的纠错，这就是为什么二维码有残缺还能扫出来，也就是为什么有人在二维码的中心位置加入图标。
那么，QR是怎么对数据码加上纠错码的？首先需要对数据码进行分组，也就是分成不同的Block，然后对各个Block进行纠错编码，对于如何分组，可以查看QR Code Spec的定义表。
这里注意最后两列：Number of Error Code Correction Blocks ：需要分多少个块。
Error Correction Code Per Blocks：每一个块中的code个数，所谓的code的个数，也就是有多少个8bits的字节。
举例说明：上述的Version 5 + Q纠错级：需要4个Blocks（2个Blocks为一组，共两组），第一组的两个Blocks中各15个bits数据+ 各9个bits的纠错码（注：表中的codewords就是一个8bits的byte）（再注：最后一例中的（c, k, r ）的公式为：c = k + 2 * r，因为后脚注解释了：纠错码的容量小于纠错码的一半）下图给一个5-Q的示例（因为二进制写起来会让表格太大，这里使用十进制表示，可以看到每一块的纠错码有18个codewords，也就是18个8bits的二进制数）（注：二维码的纠错码主要是通过Reed-Solomon error correction（里德-所罗门纠错算法）来实现的）。
七、最终编码上述步骤完成之后，还要把数据码和纠错码的各个codewords交替放在一起。
交替规则如下：对于数据码：把每个块的第一个codewords先拿出来按顺度排列好，然后再取第一块的第二个，如此类推。
如上述示例中的Data Codewords如下：我们先取第一列的：67，246，182，70然后再取第二列的：67，246，182，70，85，246，230 ，247如此类推：67，246，182，70，85，246，230 ，247 (38)6，50，17，7，236对于纠错码，也是一样：39，133，141，236然后，再把这两组放在一起（纠错码放在数据码之后）得到：67, 246, 182, 70, 85, 246, 230, 247, 70, 66, 247, 118, 134, 7, 119, 86, 87, 118, 50, 194, 38,134, 7, 6, 85, 242, 118, 151, 194, 7, 134, 50, 119, 38, 87, 16, 50, 86, 38, 236, 6, 22, 82, 17, 18, 198, 6, 236, 6, 199, 134, 17, 103, 146, 151, 236, 38, 6, 50, 17, 7, 236, 213, 87, 148, 235, 199, 204, 116, 159, 11, 96, 177, 5, 45, 60, 212, 173, 115, 202, 76, 24, 247, 182, 133, 147, 241, 124, 75, 59, 223, 157, 242, 33, 229, 200, 238, 106, 248, 134, 76, 40, 154, 27, 195, 255, 117, 129, 230, 172, 154, 209, 189, 82, 111, 17, 10, 2, 86, 163, 108, 131, 161, 163, 240, 32, 111, 120, 192, 178, 39, 133, 141, 236这就是数据区。