二維碼編碼規(guī)則

1、二維碼編碼規(guī)則(1）QR碼符號結(jié)構(gòu)設(shè)計中，每個QR碼由一個個正方形模塊構(gòu)成，排列組成正方形陣列，其中有編碼區(qū)域和功能區(qū)域，符號的四周是空區(qū)。如圖所示：1.符號規(guī)格和版本QR碼總共有40種規(guī)格的符號，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，編號分別為規(guī)格1到規(guī)格40，規(guī)格1為21*21個模塊，規(guī)格2為25*25模塊，以此類推。版本N的規(guī)格每行每列為21+4（N-1）個模塊。2.尋像圖形一般來說，尋像圖形會分布在3個位置，且圖形均相同。這些圖形分別位于符號的、右上角和左下角，如圖2-1所示。以三個重疊的同心的正方形組成探測圖形，這些圖形的模塊寬度比為1：1: 3: 1: 1，分別為7*7個深色模塊、5*5個淺色模塊、3*3個深

2、色模塊。由于該符號中在其它地方遇到類似圖形的可能性極小，所以組成尋像圖形的3個位置探測圖形可以明確地確定視場中符號的位置和方向5。3.分隔符探測圖形所在的位置和編碼區(qū)域之間分隔符寬度為1個模塊，如圖2-1所示。全部由淺色模塊組成。4.定位圖形定位圖形有列和行在垂直和水平方向，組成色由深色淺色交替。深色模塊在開始和結(jié)尾，如圖2-1所示。5.校正圖形3個重疊的同心正方形組成校正圖形，由5*5個深色模塊、3*3個淺色模塊以及位于中心的一個深色模塊組成。校正圖形的數(shù)量由QR碼的版本號決定，版本號2及以上的符號均有校正圖形，本設(shè)計采用的版本號為7。6.編碼區(qū)域在設(shè)計中規(guī)定有編碼區(qū)域，編碼區(qū)域中有多種符號

3、字符，包括數(shù)據(jù)碼字、糾錯碼字、版本信息和格式信息等。7.空白區(qū)空白區(qū)即為環(huán)繞在符號四周的區(qū)域，它有4個模塊寬的區(qū)域，空白區(qū)反射率與淺色模塊相同。（2）QR碼編碼方法國家對QR碼規(guī)定有一定的標(biāo)準(zhǔn)，其中編碼步驟如圖所示： 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)編碼糾錯編碼構(gòu)造最終信息掩模生成版本和格式信息 1.數(shù)據(jù)編碼在數(shù)據(jù)編碼過程中，將輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個位流，若ECI為缺省狀態(tài)，那么一個數(shù)據(jù)流將包括模式指示符、字符計數(shù)指示符和數(shù)據(jù)，最終以4位終止符0000表示。其結(jié)構(gòu)如圖所示：模式指示符字符數(shù)指示符數(shù)據(jù)模式指示符.0000（1）數(shù)字模式在本次設(shè)計中的數(shù)字模式下，必須將待輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)，具體方法為每三位分為一組

4、，剩余位轉(zhuǎn)化為7位或4位二進制數(shù)。把指示符和數(shù)字計數(shù)指示符加在前面并將二進制數(shù)據(jù)連接起來。（2）字母模式在本次設(shè)計中的字母模式下，具體方法為：將前面字符乘以45之后再與第二個字符相加，再將其結(jié)果轉(zhuǎn)化為11位二進制數(shù)，并將輸入的數(shù)據(jù)以兩個字符分為一組，若剩余一位，則將其轉(zhuǎn)化為6位二進制數(shù)。最后把指示符和數(shù)字計數(shù)指示符加在前面并將二進制數(shù)據(jù)連接起來即可。（3）8位字節(jié)模式在8位字節(jié)模式下，把指示符和數(shù)字計數(shù)指示符加在前面并直接將二進制數(shù)據(jù)連接起來。2. 糾錯編碼QR糾錯碼字采用糾錯算法，為了符號在遇到損壞時不至丟失數(shù)據(jù)，把糾錯碼添加在數(shù)字碼字序列的后面。糾錯等級共有四級，分別為：L級糾錯容量：7%

5、；M級糾錯容量：15%；Q級糾錯容量：25%；和H級糾錯容量：30%。3. 構(gòu)造最終信息在該步驟中，在確定規(guī)格之后，必須按次序把產(chǎn)生的序列放入每一分塊中，再按規(guī)定將數(shù)據(jù)分塊，之后再對每一塊進行單獨計算。在得出相應(yīng)的糾錯碼字區(qū)塊后，按順序把糾錯碼字區(qū)塊排列，構(gòu)成一個序列，添加到數(shù)據(jù)碼字序列后面6。如D1，D12，D25，D35，D2，, . D11，D22，D33，D45，D34，D46，E1.E23，E45，E67，E2，E24，.4. 構(gòu)造矩陣在這一步中，需要將探測圖形、分隔符、定位圖形、校正圖形和碼字模塊放入同一矩陣中，并把算出的序列填充到相應(yīng)區(qū)域中。5. 掩模掩模的作用主要是安排深色與淺

6、色模塊，除此之外還要盡可能地避免位置探測圖形的位圖1011101出現(xiàn)在符號的其他區(qū)域。具體使用過程中，我們需要對不同掩模圖形的結(jié)果進行計分，最后選擇得分最低的掩模方案，這樣便最可靠。6. 格式和版本信息二維碼上包含版本信息共18位，均放在兩個位置。例如：6*3的矩陣，其中6位是數(shù)據(jù)位。本次設(shè)計主要目的是實現(xiàn)QR的編碼，圖像采集以及譯碼功能。QR編碼是QR生成的主要方式。通過對數(shù)據(jù)進行分析、編碼、糾錯、確定格式版本信息等幾大主要步驟。編碼語言采用Java，使用MyEclipse 10軟件編程，需要下載使用QR code.jar包，生成二維碼的版本是版本號7，最終生成的圖片需要保存為bmp格式6；在這生成的二維碼必須要采集到相應(yīng)的上位機上進行圖像采集，采集過程中用STM32開發(fā)板驅(qū)動OV7670攝像頭進行拍照，拍照后的圖片緩存到攝像頭自帶的緩存器中