QRCode-编码解码标准

11范围本标准规定了QR码符号的要求。它规定了QR码模式2符号的特征，数据字符编码，符号格式，尺寸特征，错误纠正纠错规则，参考译码算法，符号质量要求，以及可由用户选择的应用参数，在附录中给出了QR码模式1符号不同于模式2的特性。2一致性QR码符号（及设计用于生成或识读QR码符号的设备）如果满足QR码模式2或模式1规定的要求，应认作符合本规范。然而要注意，模式2是推荐用于新的和开放式系统应用的符号方式。3引用标准下列标准文件所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。对于注明日期的引用标准，以后进行的补充和修改并不适用，然而，鼓励基于国际标准的协议各方对应用以下标准文件最新版本的可能性进行调研，无注明日期的引用标准适用于提交应用的最近的版本。ISO和IEC的成员仍然是当前有效标准的注册机构。ISO/IEC15424信息技术——自动识别和数据采集技术——数据载体/符号标识ISO/IEC15416信息技术——自动识别和数据采集技术——条码印刷质量测试规范——线性条码EN1556条码——术语JISX0201信息交换用JIS8位字符集JISX0208—1997信息交换用日语图形字符集ANSIX3.4编码字符集——信息交换用7位美国国家标准码（7位ASCII）AIM国际技术规范扩展解释：第一部分：识别方案与协议（称作“AIMECI规范”）4术语和定义EN1556中的术语和下列各项适用于本标准：4.1校正图形(AlignmentPattern)用于确立矩阵符号位置的一个固定的参照图形，解码译码软件可以通过它在图象有中等程度损坏的情况下，再同步图像模块的坐标映象。4.2字符计数指示符（CharacterCountIndicator）定义某一模式下的数据串长度的位序列。4.3ECI指示符（ECIdesignator）6位数字，用于标识具体的ECI任务。4.4编码区域（encodingregion）在符号中没有被功能图形占用，可以对数据或错误纠正纠错码字进行编码的区域。4.5扩充解释（ExtendedChannelInterpretation(ECI)）在某些码制中，对输出数据流允许有与缺省字符集有不同的解释的协议。24.6扩展图形（ExtensionPattern）模式1中，不表示数据的一种功能图形。4.7格式信息（FormatInformation）一种功能图形，它包含符号使用的错误纠正纠错等级以及使用的掩模图形的信息，以便对编码区域的剩余部分进行译码。4.8功能图形（functionpattern）包含帮助译码的符号定位或者它的特征识别信息的符号附加成分，。符号中用于符号定位与特征识别的特定图形。4.9掩模图形参考（MaskPatternReference）用于符号中的三位三位掩模图形标识符。4.10掩模（masking）在城内编码区域内，用掩模图形对在城内编码区的位图进行XOR操作，其目的是使符号中深色与浅色模块数的比例均衡，并且减少影响图像快速处理的图形出现。4.11模式（mode）将特定的字符集表示成位串的方法。4.12模式指示符（ModeIndicator）4位标识符，指示随后的数据序列所用的编码模式。4.13填充位（PaddingBit）值为0，不表示数据，用于填充数据位流最后一个码字中终止符后面的空位。4.14位置探测图形（PositionDetectionPattern）组成寻象图形的三个相同的图形之一。4.15剩余位（RemainderBit）值为0，不表示数据，当编码区域不能正好被8位的码字填满时，用于填充最后一个码字后的空位。4.16剩余码字（RemainderCodeword）一种填充码字，当所有的数据码字和错误纠正纠错码字不能正好填满符号的容量时，用于填充一种填充码字所空码字位置，它们紧跟在最后一个错误纠正纠错码字之后。4.17段（segment）以同一ECI或编码模式编码的数据序列。4.18分隔符（Separator）全部由浅色模块组成的功能图形，宽度为一个模块，用于将位置探测图形与符号的其余部分分开。4.19终止符（Terminator）用于结束表示数据位流的位图0000。4.20定位图形（TimingPattern）深色与浅色模块交错的图形，便于决定符号中模块的坐标。34.21版本（Version）用于表示符号规格的系列。某一特定版本是根据它在所允许的规格系列中的位置来确定的。QR码所允许规格系列为21×21模块（版本1）～177×177模块（版本40）。它也可同时指示符号所应用的纠错等级。4.22版本信息（VersionInformation）在模式2符号中，包含符号版本的信息及该数据错误纠正纠错位的功能图形。5运算符（缩略符）在公式和方程中使用的数学符号，是在它们所在的公式或方程之后定义的。本规范中使用的数学运算符定义如下：div整除运算符mod整除后的余数XOR逻辑‘异或’功能，当两个输入不等时，它的输出为1。其符号表示为。6有关QR码的约定6.1模块位置为便于参照参考，用在符号中的行、列坐标表示模块的位置，格式为（i,j）。其中，i表示模块所在行数（从上向下计算），j表示列数（从左向右计算），记数从0开始，因此模块（0，0）是符号中左上角的模块。6.2字节表示字节的内容用16进制表示。6.3版本参考符号版本用版本V-E的方式表示，其中V标识表示版本号（1-40），E表示错误纠正纠错等级（L，M，Q，H）。7符号描述本标准的条款规定了QR码模式2符号的技术规范，除非在附录M中作特别说明说明，否则也适用于模式1符号。7.1基本特征QR码为矩阵式二维码，具有如下特征：a)编码字符集1）数字型数据（数字0～9）；2）字母数字型数据（数字0～9；大写字母A～Z；9个其他字符：space，$,%,*,+,-,.,/,：）；3）8位字节型数据（与JISX020１一致的JIS8位字符集（拉丁和假名））；4）日语日本汉字字符（与JISX0208附录1：变化转换代码表示法一致的变化转化JIS字符集。注意：在QR码中的日语日本汉字字符的值为：8140HEX-9FFCHEX和E040HEX–EBBFHEX,可以压缩为13位。）5）中国汉字字符（与GB18030-2000附录A双字节字符表表示的字符集）b)数据表示法4深色模块表示二进制1，浅色模块表示二进制0。c)符号规格（不包括空白区）21×21模块到177×177模块（版本1到40，每版本符号每边增加4个模块）。d)每个符号的数据字符数（最大规格的符号—版本40-L）1)数字数据7089个字符2)字母数字数据4296个字符3)8位字节数据2953个字符4)日本汉字数据1817个字符5)中国汉字数据21008个字符e)错误纠正纠错的选择4种错误纠正纠错等级，可恢复的码字比例为：L7%M15%Q25%H30%f)符号类型：矩阵g)独立定位：是图1为QR码符号版本1的示例。图1QR码符号的示例7.2其他特征综述以下QR码特征有些是固有的，有些是可选的：a)结构链接（可选）允许把数据文件用最多16个QR码符号在逻辑上连续地表示。它们可以以任意的顺序扫描，而原始数据能正确地重新连接起来。b)掩模（固有）可以使符号中深色与浅色模块的比例接近1：1，使因相邻模块的排列造成译码困难的可能性降为最小。c)扩充解释（可选）这种方式使符号可以表示缺省字符集以外的数据（如阿拉伯字符、古斯拉夫字符、希腊5字母等），以及其他解释（如用一定的压缩方式表示的数据）或者对行业特点的需要进行编码。7.3符号结构每个QR码符号由名义上的正方形模块构成，组成一个正方形阵列，它由编码区域和包括寻象图形、分隔符、定位图形和校正图形在内的功能图形组成。功能图形不能用于数据编码。符号的四周由空白区包围。图2为QR码版本7符号的结构图。图2QR码符号的结构7.3.1符号版本和规格QR码符号共有40种规格，分别为版本1、版本2„„版本40。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。图3至8为版本1，2，6，7，14，21和40的符号结构。空白区位置探测图形定位图形位置探测图形分隔符校正图形功能图形数据和纠错码字符号格式信息版本信息编码区格式6版本1版本225模块25模块99数据和纠错码字格式信息及其纠错码版本信息及其纠错码剩余位521模块521模块图3版本1和版本2的符号7版本641模块41模块2525图4版本6的符号8版本745模块45模块2929图5版本7的符号9版本1473模块73模块5757图6版本14的符号10版本21101模块101模块8585图7版本21的符号11版本40161161177模块177模块图8版本40的符号7.3.2寻象图形寻象图形包括三个相同的位置探测图形，分别位于符号的左上角、右上角和左下角，如图2所示。每个位置探测图形可以看作是向由3个重叠的同心的正方形组成，它们分别为77个深色色模块、55个浅模块和33个深色模块。如图9所示，位置探测图形的模块宽度比为1：1：3：1：1。符号中其他地方遇到类似图形的可能性极小，因此可以在视场中迅速地识别可能的QR码符号。识别组成的寻象图形的三个位置探测图形，可以明确地确定视场中符号的位置和方向。12A:3模块B:5模块C:7模块1:1:3:1:1ABC图9位置探测图形的结构7.3.3分隔符在每个位置探测图形和编码区域之间有宽度为1个模块的分隔符，如图2所示，它全部由浅色模块组成。7.3.4定位图形水平和垂直定位图形分别为一个模块宽的一行和一列，由深色浅色模块交替组成，其开始和结尾都是深色模块。水平定位图形位于上部的两个位置探测图形之间，符号的第6行。垂直定位图形位于左侧的两个位置探测图形之间，符号的第6列。它们的作用是确定符号的密度和版本，提供决定模块坐标的基准位置。7.3.5校正图形每个校正图形可看作是3个重叠的同心正方形，由5×5个的深色模块，3×3个的浅色模块以及位于中心的一个深色模块组成。校正图形的数量视符号的版本号而定，在模式2的符号中，版本2以上（含版本2）的符号均有校正图形，详见附录E。7.3.6编码区域编码区域包括表示数据码字，、错误纠正纠错码字，、版本信息和格式信息的符号字符。符号字符的详细内容见8.7.1，格式信息的详细内容见8.9，版本信息的详细内容见8.10。7.3.7空白区空白区为环绕在符号四周的4个模块宽的区域，其反射率应与浅色模块相同。8要求符号表示方法8.1编码方法综述第一步数据分析分析所输入的数据流，确定要进行编码的字符的类型。QR码支持扩充解释，可以对与缺省的字符集不同的数据进行编码。QR码包括几种不同的模式（见8.3），以便高效的地将不同的字符子集转换为符号字符。必要时可以进行模式之间的转换更高效地将数据转换，以便为二进制串。选择所需的错误检测和纠正等级。如果用户没有指定所采用的符号版本，则选择与数据相适应的最小的版本。表1为全部符号版本及其容量。13表1QR码各版本符号的数据容量版本每边的模块数（A）功能图形模块数(B)格式及版本信息模块数(C)除C以外的数据模块数(C)(D=A2-B-C)数据容量[码字]*(E)剩余位1212023120826022523531359447329243315677074332513180710075372593110791347641267311383172774539067156819608493986719362420953406672336292010574146727683460116142267323240401265430673728466013694386742565320147361167465158131577619675243655316816276758677333178563567652381531889643677211901319936516779319913209765967868310853211018