二维码生成与识别
Zxing和QRCode生成和解析二维码
Zxing和QRCode⽣成和解析⼆维码 ⼀、⼆维码的分类 线性堆叠式⼆维码、矩阵式⼆维码、邮政码。
⼆、⼆维码的优缺点 优点：1. ⾼密度编码，信息容量⼤；2.编码范围⼴；3.容错能⼒强；4.译码可靠性⾼；5.可引⼊加密措施；6.成本低，易制作，持久耐⽤。
缺点：1.⼆维码技术成为⼿机病毒、钓鱼⽹站传播的新渠道；2.信息容易泄露。
三、三⼤国际标准 1.PDF417：不⽀持中⽂； 2.DM：专利未公开，需要⽀付专利费⽤； 3.QR Code：专利公开，⽀持中⽂。
其中，QR Code具有识读速度快、数据密度⼤、占⽤空间⼩的优势。
四、纠错能⼒ L级：约可纠错7%的数据码字 M级：约可纠错15%的数据码字 Q级：约可纠错25%的数据码字 H级：约可纠错30%的数据码字 五、ZXing⽣成/读取⼆维码 再次，创建⼀个Java项⽬。
将ZXing源⽂件中的core/src/main/java/com和javase/src/main/java/com两个⽂件复制到项⽬中，编译成jar⽂件； 最后，在以后的开发中就可以使⽤该jar⽂件。
ZXing⽣成⼆维码的代码如下：1import java.io.File;2import java.nio.file.Path;3import java.util.HashMap;45import com.google.zxing.BarcodeFormat;6import com.google.zxing.EncodeHintType;7import com.google.zxing.MultiFormatWriter;8import com.google.zxing.WriterException;9import com.google.zxing.client.j2se.MatrixToImageWriter;10import mon.BitMatrix;11import com.google.zxing.qrcode.decoder.ErrorCorrectionLevel;1213//⽣成⼆维码14public class CreateQRCode {1516public static void main(String[] args) {17int width = 300; //⼆维码宽度18int height = 300; //⼆维码⾼度19 String format = "png"; //⼆维码图⽚格式20 String content = ""; //⼆维码内容2122//定义⼆维码参数23 HashMap hints = new HashMap();24 hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, "utf-8"); //定义内容字符集的编码25 hints.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, ErrorCorrectionLevel.L); //定义纠错等级26 hints.put(EncodeHintType.MARGIN, 2); //边框空⽩2728try {29 BitMatrix bitMatrix = new MultiFormatWriter().encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, width, height);3031 Path file = new File("E:/img.png").toPath();3233 MatrixToImageWriter.writeToPath(bitMatrix, format, file);34//MatrixToImageWriter.writeToStream(bitMatrix, format, stream);3536 } catch (Exception e) {37 e.printStackTrace();38 }39 }40 } ZXing读取⼆维码信息的代码如下：1import java.awt.image.BufferedImage;2import java.io.File;3import java.io.IOException;4import java.util.HashMap;56import javax.imageio.ImageIO;78import com.google.zxing.Binarizer;9import com.google.zxing.BinaryBitmap;10import com.google.zxing.EncodeHintType;11import com.google.zxing.LuminanceSource;12import com.google.zxing.MultiFormatReader;13import com.google.zxing.NotFoundException;14import com.google.zxing.Result;15import com.google.zxing.client.j2se.BufferedImageLuminanceSource;16import mon.BitArray;17import mon.BitMatrix;18import mon.HybridBinarizer;1920public class ReadQRCode {2122public static void main(String[] args) {2324try {25 MultiFormatReader formatReader = new MultiFormatReader();2627 File file = new File("E:/img.png");2829 BufferedImage image = ImageIO.read(file); //读取此⽂件识别成⼀个图⽚3031 BinaryBitmap binaryBitmap = new BinaryBitmap(new HybridBinarizer(new BufferedImageLuminanceSource(image))); 3233//定义⼆维码参数34 HashMap hints = new HashMap();35 hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, "utf-8"); //定义内容字符集的编码363738 Result result = formatReader.decode(binaryBitmap,hints);3940 System.out.println("解析结果：" + result.toString());41 System.out.println("⼆维码格式类型：" + result.getBarcodeFormat());42 System.out.println("⼆维码⽂本内容：" + result.getText());43 } catch (Exception e) {44 e.printStackTrace();45 }46 }47 } 六、QRCode⽣成/读取⼆维码 QRCode⽣成和读取⼆维码的jar是分开的，下载⽹址如下： QRCode⽣成⼆维码代码如下：1import java.awt.Color;2import java.awt.Graphics2D;3import java.awt.image.BufferedImage;4import java.io.File;5import java.io.IOException;6import java.io.UnsupportedEncodingException;78import javax.imageio.ImageIO;910import com.swetake.util.Qrcode;1112//⽣成⼆维码13public class CreateQRCode {1415public static void main(String[] args) throws IOException {1617//计算⼆维码图⽚的⾼宽⽐18//API⽂档规定计算图⽚宽⾼的⽅式，v是版本号(1~40)19int v = 7;20int width = 67 + 12 * (v - 1); //计算公式21int height = 67 + 12 * (v - 1);2223 Qrcode x = new Qrcode();2425/**26 * 纠错等级分为27 * level L : 最⼤ 7% 的错误能够被纠正；28 * level M : 最⼤ 15% 的错误能够被纠正；29 * level Q : 最⼤ 25% 的错误能够被纠正；30 * level H : 最⼤ 30% 的错误能够被纠正；31*/32 x.setQrcodeErrorCorrect('L'); //设置纠错等级33 x.setQrcodeEncodeMode('B'); //N代表数字 A代表a-Z B代表其他字符34 x.setQrcodeVersion(v); //版本号(1~40)35 String qrData = ""; //内容信息3637//缓冲区38 BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); 3940//绘图41 Graphics2D gs = bufferedImage.createGraphics();4243 gs.setBackground(Color.WHITE); //背景⾊44 gs.setColor(Color.black);45 gs.clearRect(0, 0, width, height); //清除画板内容4647//偏移量 2或748int pixoff = 2;4950/**51 * 1.注意for循环⾥⾯的i，j的顺序，52 * s[j][i]⼆维数组的j，i的顺序要与这个⽅法中的 gs.fillRect(j*3+pixoff,i*3+pixoff, 3, 3);53 * 顺序匹配，否则会出现解析图⽚是⼀串数字54 * 2.注意此判断if (d.length > 0 && d.length < 120)55 * 是否会引起字符串长度⼤于120导致⽣成代码不执⾏，⼆维码空⽩56 * 根据⾃⼰的字符串⼤⼩来设置此配置57*/58//把要填充的内容转化成字节数59byte[] d = qrData.getBytes("utf-8"); //汉字转化格式60if (d.length > 0 && d.length < 120) {61boolean[][] s = x.calQrcode(d);6263for (int i = 0; i < s.length; i++) {64for (int j = 0; j < s.length; j++) {65if (s[j][i]) {66//把d中的内容填充67 gs.fillRect(j * 3 + pixoff, i * 3 + pixoff, 3, 3);68 }69 }70 }71 }7273 gs.dispose(); //结束写⼊74 bufferedImage.flush(); //结束buffered75 ImageIO.write(bufferedImage, "png", new File("E:/img.png")); //将图⽚写⼊到指定路径下7677 }78 } QRCode解析⼆维码代码如下：1import java.awt.image.BufferedImage;2import java.io.File;3import java.io.IOException;45import javax.imageio.ImageIO;67import jp.sourceforge.qrcode.QRCodeDecoder;89public class ReadQRCode {1011public static void main(String[] args) throws IOException {1213//图⽚路径14 File file = new File("E:/img.png");15//读取图⽚到缓冲区16 BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(file);17//QRCode解码器18 QRCodeDecoder codeDecoder = new QRCodeDecoder();1920/**21 *codeDecoder.decode(new MyQRCodeImage())22 *这⾥需要实现QRCodeImage接⼝，MyQRCodeImage.java实现接⼝类23*/24//通过解析⼆维码获得信息25 String result = new String(codeDecoder.decode(new MyQRCodeImage(bufferedImage)), "utf-8");26 System.out.println(result);27 }28 } MyQRCodeImage.java类实现QRCodeImage接⼝1import java.awt.image.BufferedImage;23import jp.sourceforge.qrcode.data.QRCodeImage;45public class MyQRCodeImage implements QRCodeImage{67 BufferedImage bufferedImage;89public MyQRCodeImage(BufferedImage bufferedImage) {10this.bufferedImage = bufferedImage;11 }1213//宽14 @Override15public int getWidth() {16return bufferedImage.getWidth();17 }1819//⾼20 @Override21public int getHeight() {22return bufferedImage.getHeight();23 }2425//颜⾊26 @Override27public int getPixel(int i, int j) {28return bufferedImage.getRGB(i, j);29 }30 } 七、注意事项 jar包可放置在lib包下，还要设置此项⽬的builde path，选中项⽬，右击，选择Builde Path，点击Configure Builde Path，在libraries下点击Add Jars添加jar⽂件。
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。
毕业设计二维码生成与识别系统的设计与实现
毕业设计二维码生成与识别系统的设计与实现毕业设计：二维码生成与识别系统的设计与实现随着科技的快速发展，二维码技术已经广泛应用于生活的各个领域。
为了更好地研究和应用二维码技术，本文将设计并实现一个二维码生成与识别系统。
本系统将提供二维码生成、存储、识别等功能，并针对不同的应用场景进行优化。
在系统开发初期，需要对目标用户的需求进行深入分析。
本系统的用户主要包括学生、教师和企业管理者。
学生和教师需要使用二维码进行个人信息存储、考试签到等操作；企业管理者需要使用二维码进行产品信息跟踪、员工信息管理等操作。
因此，系统应具备以下特点：易用性：系统界面应简洁明了，操作应简单易懂。
高效性：系统应具备高效的二维码生成与识别能力。
安全性：系统应保证用户数据的安全性，避免信息泄露。
可扩展性：系统应具备良好的可扩展性，方便未来功能扩展和升级。
本系统需要存储用户信息、二维码信息等数据。
为了确保数据的安全性和完整性，选用关系型数据库MySQL进行数据存储。
数据库主要包括用户表、二维码表等，每个表包含相应的字段，如用户ID、用户姓名、二维码ID、二维码内容等。
本系统采用B/S架构，用户可以通过浏览器访问系统。
系统主要包括用户接口、业务逻辑层和数据库接口三个部分。
用户接口负责与用户进行交互，业务逻辑层负责处理用户请求并调用数据库接口进行数据存储和读取，数据库接口负责与数据库进行交互。
（1）用户注册模块：用户可以通过该模块进行注册，填写个人信息并生成对应的二维码。
（2）用户登录模块：用户可以通过该模块进行登录，验证个人信息并进入系统主页面。
（3）二维码生成模块：用户可以在主页面选择生成二维码，填写相关信息并生成对应的二维码图片。
（4）二维码识别模块：用户可以通过该模块进行二维码扫描，识别二维码内容并返回相应的信息。
（5）数据管理模块：企业管理者可以通过该模块进行数据管理，查看用户信息和二维码信息，并对异常数据进行处理。
本系统使用Python中的qrcode库进行二维码生成。
qr二维码原理及识别流程
qr二维码原理及识别流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!QR 二维码是一种矩阵式二维码，它由黑白相间的小方块组成，可以存储大量的信息。
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。
二维码生成与识别原理_修订版
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。
PHP生成二维码与识别二维码的方法详解【附源码下载】
PHP⽣成⼆维码与识别⼆维码的⽅法详解【附源码下载】本⽂实例讲述了PHP⽣成⼆维码与识别⼆维码的⽅法。
分享给⼤家供⼤家参考，具体如下：⼆维码的分类线性堆叠式⼆维码矩阵式⼆维码⼆维码的优缺点优点信息容量⼤编码范围⼴容错能⼒强译码可靠性⾼可引⼊加密措施成本低，易制作缺点⼆维码技术成为⼿机病毒、钓鱼⽹站传播的新渠道信息泄密⽬前流⾏的三⼤国际标准PDF417:不⽀持中⽂DM:专利未公开，需⽀付专利费⽤QR CODE:专利公开，⽀持中⽂QR CODE 纠错能⼒L级:约可纠错7%的数据码字M级:约可纠错15%的数据码字Q级:约可纠错25%的数据码字H级:约可纠错30%的数据码字前提条件GD库⼀、PHP⽣成QR CODE官⽹:/下载源码：https:///endroid/qr-code⽬录结构1、qrcode_create.phpps:⽣成普通⼆维码<?phpinclude_once "./qrcode/phpqrcode.php";/*** 参数:p1:⼆维码包含的内容 p2:输出的⽂件名 p3:容错级别 p4:⼤⼩ p5:外边距margin p6:保存路径* 在浏览器上直接⽣成⼀个⼆维码(内容为abc)*/QRcode::png("abc");QRcode::png("ABC",false,QR_ECLEVEL_L,10,5,false);/*** ⽣成⽂件到本地* 参数:p1:⼆维码包含的内容 p2:输出的⽂件名 p3:容错级别 p4:⼤⼩ p5:外边距margin p6:是否保存并打印(false 直接⽣成 true ⽣成且打印)* PS:$saveandprint源码的p6参数做了修改*/QRcode::png("ABC","ABC.jpg",QR_ECLEVEL_H,10,2,false);2、qrcode_logo.phpps:⽣成带Logo的⼆维码<?php/*** Created by PhpStorm.* User: user* Date: 2018/8/16* Time: 10:43*/include "./qrcode/phpqrcode.php";$txt = "测试内容";$picPathAndName = "./pic/ABC.jpg";//⼆维码保存路径和名称$level = 'L';$size = 5;$is_logo = 1;//是否包含Logo 0否 1是$margin = 2;//边距$saveAndPrint = true;//是否保存，保存时，$picPathAndName设置为true//⽣成⼆维码图⽚QRcode::png($txt, $picPathAndName, $level, $size, $margin,$saveAndPrint);if($is_logo == 1){$QR = $picPathAndName; //已经⽣成的原始⼆维码图$Logo = './pic/logo.png';$Logo_re = './pic/test_logo.png';$QR = imagecreatefromstring(file_get_contents($QR));$Logo = imagecreatefromstring(file_get_contents($Logo));$QR_width = imagesx($QR); //⼆维码图⽚宽度$QR_height = imagesy($QR); //⼆维码图⽚⾼度$logo_width = imagesx($Logo); //logo图⽚宽度$logo_height = imagesy($Logo); //logo图⽚⾼度$logo_qr_width = $QR_width / 5;$scale = $logo_width / $logo_qr_width;$logo_qr_height = $logo_height / $scale;$from_width = ($QR_width - $logo_qr_width) / 2;imagecopyresampled($QR, $Logo, $from_width, $from_width, 0, 0, $logo_qr_width, $logo_qr_height, $logo_width, $logo_height); //输出图⽚imagepng($QR, $Logo_re);}3、qrcode_vcard.php (⽣成电⼦签名)<?php/*** Created by PhpStorm.* User: user* Date: 2018/8/15* Time: 23:00*/require_once "./qrcode/phpqrcode.php";/*** ⽣成电⼦签名* PS;使⽤微信扫描⼆维码*/$content = 'BEGIN:VCARD' . "\n";//起始标志$content .= 'VERSION:2.1' . "\n";//当前版本$content .= 'N:周' . "\n";//姓$content .= 'FN:勇' . "\n";//名$content .= 'ORG:江苏东⼤集成电路系统有限公司' . "\n";//公司名称$content .= 'TITLE:PHP研发程序员' . "\n";//职位$content .= 'TEL;WORK;VOICE:0523-********' . "\n";//⼯作电话$content .= 'ADR;WORK:;;⾼新区星⽕路#2;南京市;江苏省;225762;中国' . "\n";//⼯作地址$content .= 'ADR;HOME:;;下圩镇王横村178号;兴化市;江苏省;225762;中国' . "\n";//家庭地址(街道,地级市,省,邮编,国家) $content .= 'TEL;TYPE:180********' . "\n";//移动电话$content .= 'EMAIL:123456@' . "\n";//邮箱$content .= 'URL:' . "\n";//个⼈主页$content .= 'END:VCARD' . "\n";//结束标志QRcode::png($content);⼆、JQUERY⽣成QR CODEjquery_create.php<!DOCTYPE html><html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><title>Jquery⽣成⼆维码</title><script src="https:///jquery-3.3.1.min.js"></script><script type="text/javascript" src="./jquery-qrcode/jquery.qrcode.min.js"></script></head><body><div id="qrcode"></div><script>//$('#qrcode').qrcode("this plugin is great");$('#qrcode').qrcode({width: 64,height: 64,text: "jason"});</script></body></html>三、PHP识别⼆维码1、⽅法⼀环境需求，安装如下扩展- ImageMagick- zbar- php-zbarcode2、⽅法⼆PHP识别⼆维码(⽆需安装扩展)，初步测试普通⼆维码可以，带Logo的⼆维码,容错级别需要设置⾼⼀点页可以<?phpinclude_once('./qrReader/lib/QrReader.php');$qrcode = new QrReader('./test_logo.png'); //图⽚路径$text = $qrcode->text(); //返回识别后的⽂本echo $text;附：完整实例代码点击此处。
二维码的生成与识别技术
二维码的生成与识别二维码二维码又称QR Code，QR全称Quick Response，是一个近几年来移动设备上超流行的一种编码方式，它比传统的Bar Code条形码能存更多的信息，也能表示更多的数据类型。
二维条码/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；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。
同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。
二维码的结构1、版本信息：version1（21*21），version2，...，version40，一共40个版本。
版本代表每行有多少模块，每一个版本比前一个版本增加4个码元，计算公式为（n-1）*4+21，每个码元存储一个二进制0或者1。
1代表黑色，0表示白色。
比如，version1表示每一行有21个码元。
2、格式信息：存储容错级别L(7%),M(15%),Q(25%),R(35%）。
容错：允许存储的二维码信息出现重复部分，级别越高，重复信息所占比例越高。
目的：即使二维码被图标遮住一部分，一样可以获取全部二维码内容。
有图片的二维码，图片不算二维码的一部分，它遮住一部分码元，但还是可以扫描到所有内容。
3、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，就是说当码元被图片遮住，可以通过纠错码字来找回）。
4、位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形，校正图形：用于对二维码的定位。
位置探测图形用于标记矩形大小，3个图形确定一个矩形。
定位符是因为二维码有40个版本尺寸,当尺寸过大后需要有根标准线，不然扫描的时候可能会扫歪。
Python二维码的生成与识别
Python⼆维码的⽣成与识别⼀、什么是⼆维码⼆维码——百度百科：QRCode——百度百科：⼆、⼆维码相关的第三⽅库1.qrcode描述⼆维码的⽣成，可以设置⼆维码的前景⾊、背景⾊。
图⽚的类型主要是PNG和SVG(可缩放⽮量图形（Scalable Vector Graphics）).安装pip install qrcode⽰例 1import qrcodeimg = qrcode.make('⼈⽣苦短，我⽤Python！')img.show()效果如下图：⽰例 2import qrcodeqr = qrcode.QRCode(#version值范围[1-40]整数，1表⽰21x21矩阵，值为None，qr.make(fit=True),则系统⾃动调整⼤⼩version=4, #直观的感受是⼆维码中像素的密集程度，数越⼤，密集程度越⾼error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_M,#容错率 7%，15%，25%，30%box_size=8, #⼆维码的每个box像素块的⼤⼩是多少像素border=2, #⼆维码与图⽚的边缘的距离是多少个box)qr.add_data('⼈⽣苦短，我⽤Python！') # ⼆维码内容# qr.make(fit=True) # 图⽚中的⼆维码⼤⼩⾃适应，以保证⼆维码内容能完整绘制img = qr.make_image(fill_color="blue", back_color="white") #前景、背景⾊img.show() #也可以使⽤save()⽅法保存到本地效果如下图：之所以这个图⽚中超过了21x21的⼤⼩，是因为数据内容“⼈⽣苦短，我⽤Python！”超过了version=1的⼤⼩，实际的结果是是version=3了。
具体的⼆维码（QRcode）容量的计算与版本的说明，可以参考如下地址的说明：QRCode类其它⽐较实⽤的⽅法说明：get_matrix() ：返回值是⼀个⼆维的列表，表⽰的是如何逐⾏绘制这个⼆维码，当当值为1的True的时候，绘制前景box像素块，当值为False的时候，使⽤背景⾊绘制box像素块。
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，作为一种能够快速传递信息的工具，已经在我们的生活中得到了广泛的应用。
它的生成原理和识别原理是我们使用二维码时需要了解的基础知识。
下面我们将对二维码的生成原理和识别原理进行详细的介绍。
首先，我们来了解一下二维码的生成原理。
二维码是通过一系列黑白相间的方块来表示信息的。
它的生成过程主要包括编码、数据处理和图形生成三个步骤。
在编码阶段，需要将需要传递的信息进行编码处理，将其转换为二维码可以识别的格式。
然后，在数据处理阶段，需要对编码后的数据进行处理，包括添加纠错码、数据压缩等操作，以确保二维码的可靠性和稳定性。
最后，在图形生成阶段，将处理后的数据转换为二维码的图形表示，生成最终的二维码图案。
这些步骤的顺利完成，是二维码生成的基础。
接下来，我们来介绍二维码的识别原理。
二维码的识别主要包括图像采集、图像处理和信息解码三个步骤。
在图像采集阶段，需要使用相机或者扫描仪等设备对二维码图案进行采集，获取二维码的图像信息。
然后，在图像处理阶段，对采集到的图像进行预处理，包括图像去噪、边缘检测等操作，以提高后续的信息解码效果。
最后，在信息解码阶段，对经过处理的图像进行解析，将其中的编码信息转换为可读的文本或者链接等内容，完成二维码的识别过程。
总的来说，二维码的生成原理和识别原理都是基于编码和解码的技术实现的。
在生成过程中，需要将信息编码为二维码图案，而在识别过程中，则需要对二维码图案进行解码，获取其中的信息内容。
这种基于编码和解码的原理，使得二维码成为了一种便捷高效的信息传递工具，被广泛应用于各个领域。
总结一下，二维码的生成原理和识别原理是基于编码和解码的技术实现的。
了解二维码的生成原理和识别原理，有助于我们更好地理解二维码的工作原理，提高二维码的应用效果。
希望本文能够帮助读者更加深入地了解二维码技术，为二维码的应用提供一定的参考和指导。
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航空航天大学课程设计题目二维码的生成及识别何俊豪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、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。
QR码的版本信息图形在整个二维码图像中的位置如图1.5所示，QR码最高版本40可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。
图1.5 版本信息图形1.4 纠错码QR码具有“纠错能力”，即使在使用过程中遇到污损、折叠等现象，也可以自动恢复数据。
这一“纠错能力”具备四个级别，级别越高，纠错能力越高，但是数据量也会增加，编码尺寸也会变大。
QR码各级别纠错码纠错能力如表1.1所示。
表1.1 纠错码级别纠错能力对照表QR码的纠错能力级别L 约7%级别M 约15%级别Q 约25%级别H 约30%第二章 QR码编码规则介绍将输入的数据转变为一个位流，如果最开始的模式指示符不是默认的，其前面要用ECI 标头，如果以默认的开始，位流的开头为第一个模式的指示符，如表 2.1 所示，该表定义了不同模式下的模式指示符。
表2.2定义了不同模式和符号版本下的字符计数指示符的长度。
表2.1 模式指示符模式指示符ECI 0111数字0001字母数字00108位字节0100日本汉字1000中国汉字1101结构0011FNCI 0101（第一位置）1001（第二位置）终止符（信息结尾）0000表2.2 字符计数指示符的位数版本数字模式字母数字模式8位字节模式中国汉字模式1~9 10 9 8 810~26 12 11 16 1027~40 14 13 16 122.1 数字模式编码实现将输入的数据从左至右每三位转化成一个10位的二进制数，剩余的一位或者两位数据分别转化成4位或7位二进制数。
然后在转换后的二进制数据前加上模式指示符和字符计数指示符。
例如输入数据：88899966，编码步骤如图2.1所示。
图2.1 数字模式编码流程2.2 字母模式编码实现字母模式编码规则与数字模式编码规则类似，不过首先要根据对应的字母模式编码转换表2.3将字符转化为相应的数值，再将每两个字母分为一组，前面字符的值乘以与第二个字符的值相加，所得的结果转换为位二进制数。
表2.3 字母模式编码转换表2.3 中国汉字模式编码实现GB2312标准规定的汉字字符为双字节表示。
QR的汉字编码模式将16位的转换为13位二进制字符序列，提高了编码效率。
编码具体步骤：（1）将第一字节值减去0xA6；（2）将（1）的结果乘以0x60；（3）将第二字节值减去0xA1；（4）将（2）的值加上（3）的值；（5）将结果转化成13位二进制。
2.4 纠错编码按需要将码字序列分块，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。
纠错码主要通过里德-所罗门纠错算法算出来，例如：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）。
在规格确定的条件下，将原先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，如图2.2所示。
图2.2 二维码矩阵构造2.5 Zxing简介Zxing是一个开放源码的，用Java实现的多种格式一维或者二维的条码图像处理库，它包含了联系到其他语言的端口，通常使用Zxing生成相应的二维码码以及解码。
生成二维码的编码技术是指基于给定容生成二维条码图片，Zxing可以对生成的二维码的图片格式、各项参数以及二维码类型进行设置，生成的图片包含给定的容，当使用识别设备进行扫描时，能够读出给定的容。
使用Zxing进行编码的步骤主要如下：首先，将所需的Zxing类库中的包导入工程；其次，对需要生成二维条码的给定容进行编码方式处理，防止在显示中文时出现乱码问题，并指定所生成二维条码图片的路径、名称和文件格式；然后，找到Zxing中二维码QR码所对应的编码类QR-CodeWriter，调用encode方法生成给定容对应的比特矩阵；最后将比特矩阵转化为制定的图片格式。
第三章处理流程及结果演示3.1 处理流程二维码处理流程如图3.1所示，若已有二维码图像，直接读取该图像，在此基础上完成解码识别等过程，用户也可按照自己的意愿在文本框里输入汉字或数值等容，调用Zxing，生成对应的二维码图像。
后对图像进行灰度化、加噪平滑、二值化、旋转校正、畸变校正等预处理，并在此基础上再次调用Zxing完成解码识别的过程。
图3.1 二维码生成及处理流程图3.2 界面设计本实验设计界面如图3.2所示，界面可实现功能：打开一幅二维码图像，对该图像进行灰度化、加噪平滑、二值化、旋转校正、畸变校正等预处理，并在这些过程的基础上完成对二维码图像的解码过程。
还可以对用户自身想要的文字或者网址进行二维码图形的制作，并完成解码显示。
图3.2 界面设计3.3 预处理及其结果演示通过读取图像打开待处理原始二维码图像，并显示该二维码图像如图3.3 所示。
根据待识别图像各自特点施以不同的预处理手段。
图3.3 原始QR图像3.3.1 灰度化处理通常情况下，使用数码相机等摄像设备获取的QR码是彩色的，和灰度图像相比，彩色图像含有的信息量较大，所占存储空间更多，将彩色图像转化成灰度图像是为了减少存储空间，降低运算量。
灰度化处理后图像如图3.4所示。
图3.4 灰度化处理图像3.3.2 平滑处理对图像加入椒盐噪声，然后采用中值滤波对图像进行平滑滤波处理，加噪及平滑处理后图像分别如图3.5（a）和（b）所示。
（a）加噪图像（b）平滑图像图3.5 加噪平滑处理3.3.3 二值化处理标准的二维码图像是由黑白两种小的模块组合而成的，灰度化之后需对图像进行二值化处理，以便数据的压缩、特征的突出以及图形的识别。
图像二值化的方法是通过预先设定的一个阈值，将灰度图像分为小于这个阈值和大于这个阈值的两部分，通过阈值的选取可以将图像的背景区和条码符号分开，本文采用自适应阈值法对图像进行二值化处理。
自适应阈值法的基本原理是采用某一假定的灰度值t将图像的灰度分为两组，当两组的类间方差最大时，此灰度值就是二值化的最佳阈值，二值化处理结果如图3.6所示。
图3.6 二值化处理3.3.4 旋转校正在二维码图像采集的过程之中，由于拍摄角度的问题，会导致图像产生一定的旋转畸变，本文采取霍夫变换的方法对此情况进行校正，旋转校正前后的图像如图3.7所示。
QR二维码平滑处理图3.7 原图（左）以及旋转校正后的图像（右）在旋转校正之前，需要对图像做边缘检测。
本实验使用的边缘检测算子为“canny”算子，“canny”算子可寻找图像梯度的局部最大值，且不易受噪声干扰，能够很好地检测出弱边缘，边缘检测结果如图3.8所示。
canny 边界图像图3.8 边缘检测采取霍夫变换的方法对图像进行旋转校正，主要是在图像空间和参数空间建立起一个“线-点”之间的对应关系，每条曲线表示一个点，Hough 变换统计所有变化的峰值，并标记，得到4个顶点，如图3.9所示。
θρ-80-60-40-20020406080图3.9 Hough 空间显示图使用Hough 变换检测线段，标出线段以及线段的起始和端点，得到每条线段的斜率，并计算倾斜角度值θ，最后将图像中的线条与点显示出来，如图3.10所示。
直线标识图像图3.10 直线标识图像图像的坐标原点默认为平面的左上角，根据得到的角度值θ，将图像按照θ角度进行旋转，便能够完成对图像的旋转校正。
3.3.5 畸变矫正可能会由于角度的问题，导致图像产生几何形变，使原来的QR码呈现不规则的四边形，从而影响二维码信息的正确提取。
使用双线性插值法将不规则则的四边形区域通过一定的映射关系变为QR码标准正方形，从而方便了对二维码信息的提取。
畸变校正前后如图 3.10所示。
图3.10 原图（左）以及畸变校正后的图像（右）3.4 QR码解码识别解码技术是指从二维码中读取出所包含的信息，本实验直接调用Zxing完成解码识别的过程，包括以下几个步骤：首先，导入Zxing类库中的包；其次，指定二维条码图片的路径；然后，找到 Zxing 中二维条码QR码所对应的解码类QR-CodeReader，调用其decode方法生成二维条码所包含信息对应的对象；最后，读取出对象中的信息。
3.5 结果展示本实验对不同的QR二维码图像进行解码识别，证明，对于不同的二维码图片，本文的处理效果具有普遍适应性，如图3.11，3.12，3.13，3.14，3.15所示。