二维码编码过程

第一步：数据编码第二步：结束码和补齐码第三步：纠错码第四步：最终编码NumericMode（数字编码）Alphanumericmode（字符编码）ChineseMode（中文编码）其他一共有40种版本，从1到40。每一种版本有4种纠错级。编码：1-H版本中的“01234567”首先将输入的数据每三位分为一组，将每组数据转换为10位二进制数据。余下的一或两位转换为4或7位的二进制数据012345670123456701200000011003450101011001671000011000000110001010110011000011000000110001010110011000011000000110001010110011000011在数据二进制之前加上字符个数的二进制数据（这个二进制数据的个数由表三决定）。1-H版本为10位，“01234567”有8个数字字符，将0000001000添加在数据之前：000000100000000011000101011001100001100000010000001最后由表二给出数字编码的标志：0001编码完成编码：1-H版本中的“AC-42”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)（45进制）-10x45+12=462（10进制）-00111001110（2进制）(41,4)-41x45+4=1849-11100111001(2)-转成000010（6位，最大44二进制位为6位）4.把这些二进制连接起来：00111001110111001110010000105.把字符的个数转成二进制(1-H版本9bits):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:00100000001010011100111011100111001000010假如我们有个“HELLOWORLD”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加上结束符：0000然后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，我们还要加上2个0，然后按8个bits分好组：00100000010110110000101101111000110100010111001011011100010011010100001101000000最后，如果如果还没有达到我们最大的bits数的限制（表七），我们还要加一些补齐码（PaddingBytes），补齐码就是重复下面的两个bytes：11101100和00010001。假设我们需要编码的是版本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PaddingBytes，我们就添加三个，于是得到下面的编码：00100000010110110000101101111000110100010111001011011100010011010100001101000000111011000001000111101100重复下面的两个bytes：11101100和00010001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。具体步骤：首先，我们需要对数据码进行分组，也就是分成不同的组（Block），然后对各个组进行纠错编码。对于如何分组，参见《QR码编码规范》(QRCodeSpecification)中的表13-表22.需要分多少块，每一块有多少个码字（8bits）举一个5-Q版本的例子：块数为2+2=4块，头一组（c，k，r）=（33，15，9），的两个Blocks中各15个bits数据+2*9个bits的纠错码。第二组同理，16+2*9=34bits下面是一个5-Q版本的示例：二进制写起来太庞大，所以这里用十进制写。纠错码主要通过里德-所罗门纠错算法算出来，太难，不做介绍。首先穿插放置：把数据码和纠错码的各个码字穿插放置。规则如下：对于数据码：把每个块的第一个码字先拿出来按顺度排列好然后再取第二列的：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先取第一列的：67，246，182，70纠错码也是一样和数据码取的一样，得到：213，87，148，235，199，204，116，159，…………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,。。。120,192,178,39,133,141,236最后根据表一，将剩余字（RemainderBits）补齐。5-Q版本还需要补7bits，7*8=56个0.第一步：位置探测图形第二步：矫正图形和校准线第三步：格式信息和版本信息第四步：画数据第五步：掩膜首先，先把位置探测图形（PositionDetection）图案画在三个角上。（无论是什么版本，这个图案的尺寸就是这么大）然后，再把矫正（Alignment）图案画上（无论什么版本，这个图案的尺寸就是这么大）接下来是校准的线（TimingPattern）完成前三部得到的图形。接下来是格式信息（FormationInformation）5个数据位：其中，2个bits用于表示使用什么样的纠错等级，3个bits表示使用什么样的掩膜。10个纠错位。主要通过附录C来计算。然后，将15位格式信息与掩模图形101010000010010进行XOR运算，以确保纠错等级和掩模图形合在一起的结果不全是0。格式信息出现了两次冗余，因为这对正确译码非常关键。例：设定纠错等级为M：00掩模图形参考：101数据：00101BCH位：0011011100掩模前的位序列：001010011011100用于XOR操作的掩模图形：101010000010010格式信息模块图形：100000011001110再接下来是版本信息（VersionInformation）（版本7以后需要这个编码）版本信息一共是18个bits，其中包括6个bits的版本号以及12个bits的纠错码（根据附录计算）例如：版本号：7数据：000111BCH位：110010010100格式信息模块图形：000111110010010100然后是填接我们的最终编码，最终编码的填充方式如下：从左下角开始沿着红线填我们的各个bits，1是黑色，0是白色。如果遇到了上面的非数据区，则绕开或跳过。这样下来，我们的图就填好了，但是，也许那些点并不均衡，如果出现大面积的空白或黑块，会造成扫描识别的困难。所以，我们还要做掩膜操作QR有8个掩膜可以使用，如下所示。所谓掩膜，就是和上面生成的图做异或（XOR）操作。掩膜只会和数据区进行异或，不会影响功能区。原始图形分别与8种掩膜做异或，然后评分，选出最好的一种。在依次用每一个掩模图形进行掩模操作之后，要通过对每一次如下情况的出现进行罚点记分，以便对每一个结果进行评估，分数越高，其结果越不可用。（大概意思就是相邻的小方块的颜色相同得越少越好。）最后便得到最终的QR二维码