【《QR码理论基础综述》1600字】

QR码理论基础综述目录TOC\o"1-3"\h\u21761QR码理论基础综述 1136031.1.1QR码结构 180301.1.2QR码编码流程 3312941.1.3QR码解码流程 4QR码是在1994年9月由日本的Denso-Wave公司提出[35]。中国物品编码中心在2000年发布了中国国家标准GB/T18284-2000《快速响应矩阵码》[36]对QR码编码标准进行规范。QR码结构QR码是一种基于图像数据的编码符号，呈现为一个由深浅两种模块随机排列成的正方形阵列。两种模块也都为正方形，经常使用的QR码是黑白的。黑色模块和白色模块表示不同的数据信息，前者表示二进制数“1”，后者表示二进制数“0”。图2-1为版本7的QR码符号结构图。QR码符号可以分为功能图形区域和编码区域两部分[37]。图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s11QR码结构图（版本7）Fig.2-1QRcodestructurediagram(version7)符号版本与规格QR码符号共有40个版本规格。设版本为V，规格为S，则QR码符号规格可表示为：S=（V*4+17）模块×（V*4+17）模块寻像图形A：3模块A：3模块B：5模块C：7模块图STYLEREF1\s22位置探测图形结构图Fig.2-2Positiondetectiongraphicstructurediagram位置探测图形分隔符位置探测图形分隔符是包裹在位置探测图形周围的1个模块宽度的浅色区域。分隔符可以使位置探测图形的结构特征在视觉上更显著。定位图形定位图形在QR码中共有水平和垂直两个，分别连接同行或同列的两个位置探测图形之间。定位图形的头尾都是深色模块，中间部分由两种交替组成。定位图形除能为找到模块坐标的位置提供基准还能提供QR码的版本号和密度。校正图形QR码每隔一段都配置了校正图形，校正图形也呈现为“回”字型结构。但是与位置探测图形的正方形的比例关系不同，校正图形水平方向上的深浅模块宽度比是1：1：1：1：1。校正图形分布位置和个数都不相同，取决于QR码的版本。校正图形存在的作用是当QR码发生卷曲、变形等失真时，重新映射模块坐标，完成失真校正。格式信息格式信息包含了QR码编码时所用的纠错等级和掩膜符号。版本信息版本信息仅出现在版本7~版本40的QR码中。，由于寻像图形在高版本的QR码中占整个QR码的比例太小，无法精确表示模块大小，所以需要通过版本信息确认版本号。版本信息也采用了冗余设计[39]。数据和纠错码字数据和纠错码字是QR码的数据编码部分。数据信息是用来编码源信息的，纠错信息是为了在QR码图像出现一定程度的失真时也可正确解码而额外添加的。纠错等级对应的恢复码字容量[40]如表2-1所示。表2-1纠错等级对应的恢复容量Tab.2-1Recoverycapacitycorrespondingtoerrorcorrectionlevel纠错等级恢复的容量（%）L7M15Q25H30空白区空白区是指围绕在符号外围的4个模块宽的浅色静态区域。QR码编码流程开始数据开始数据分析数据编码纠错编码构造最终信息布置模块掩膜选择格式和版本信息结束开始开始数据分析数据编码纠错编码构造最终信息布置模块掩膜选择格式和版本信息结束图STYLEREF1\s23QR码编码流程Fig.2-3QRcodeencodingprocess数据分析通过输入数据的字符类型确定合适的编码方式。QR码有ECI、FNCI、混合模式等9种编码方式。然后选择合适的纠错等级，最后根据版最大数据容纳量确定最低可用版本[41]。数据编码首先对源信息进行分组，按照分组将信息转换成二进制并在其中加入填充位、填充码字、终止符和模式指示符。然后按照一个码字占8位的规则输出。如果编码方式为混合模式，则先需将源信息分类编码，然后转换拼接成二进制数据位流后输出。纠错编码进行RS纠错编码，将每块的纠错码字放在数据码字后面，在QR码遇到损坏时保证数据不丢失，构造最终信息上述步骤得到的数据编码与纠错编码需要按照规则排列到每一块中，必要时还需加入剩余位。在矩阵中布置模块在对应位置放置码字和功能图形，构造基础图形。掩膜运算掩膜是连续用矩阵形状的掩膜图形与基础图形进行异或运算，将连续的深浅模块均匀分开。可选择的掩膜图形共有8种。格式和版本信息确定QR码的格式和版本信息，填充到相应位置，完成QR码的编码。QR码解码流程开始识别深/开始识别深/浅模块