二維碼原理及應(yīng)用

二維碼原理及應(yīng)用2-DimensionalBarCode2023/9/281二維碼概念介紹二維碼原理介紹二維QR碼特點二維碼現(xiàn)實應(yīng)用二維條形碼識別2023/9/282194019501960197019801949年美國喬·伍德蘭德、伯尼·西爾沃發(fā)明了第一個條形碼專利。60年代西爾沃尼亞發(fā)明一套條形碼系統(tǒng)并在北美鐵路系統(tǒng)成功應(yīng)用。1959年吉拉德·費伊塞爾申請了用條形碼表示數(shù)字的專利。1988年中國成立了中國物品編碼中心。199070年代UPC碼（UniversalProductCode）

在北美超市得到廣泛應(yīng)用。

1997、2000年確定了國家標準。20世紀20年代約翰·科芒德實現(xiàn)郵政單據(jù)自動分檢方法。20001920一、條形碼簡史2023/9/283

二維碼，又稱二維條碼，最早起源于日本，原本是DensoWave公司為了追蹤汽車零部件而設(shè)計的一種條碼。它是用特定的幾何圖形按一定規(guī)律在二維平面上分布的黑白相間的圖形，是所有信息數(shù)據(jù)的一把鑰匙。在現(xiàn)代商業(yè)活動中，可實現(xiàn)的應(yīng)用十分廣泛。

1.條形碼(barcode)是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。

2.一維條碼是由一組粗細不同、黑白(或彩色)相間的條、空及其相應(yīng)的字符(數(shù)字字母)組成的標記，即傳統(tǒng)條碼。

3.二維條碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向)上分布的條、空相間的圖形來記錄數(shù)據(jù)符號信息。二維碼簡介2023/9/284二、二維碼原理1矩陣式二維碼行排式二維碼22023/9/285矩陣式二維碼（又稱棋盤式二維碼）是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。右圖是國內(nèi)常用的矩陣式二維碼實例，手機正常掃描后會跳出高可靠性的信息：在矩陣元素位置上，出現(xiàn)方點、圓點或其他形狀點表示二進制“1”，不出現(xiàn)點表示二進制的“0”，點的排列組合確定了矩陣式二維碼所代表的意義。矩陣式二維碼是建立在計算機圖像處理技術(shù)、組合編碼原理等基礎(chǔ)上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。具有代表性的矩陣式二維碼有：CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。圖21*21的矩陣中，黑白的區(qū)域在QR（QuickResponse）碼規(guī)范中被指定為固定的位置，稱為尋像圖形和定位圖形。尋像圖形和定位圖形用來幫助解碼程序確定圖形中具體符號的坐標。黃色的區(qū)域用來保存被編碼的數(shù)據(jù)內(nèi)容以及糾錯信息碼。藍色的區(qū)域，用來標識糾錯的級別（也就是LevelL到LevelH)和所謂的"Maskpattern",這個區(qū)域被稱為“格式化信息”。二、矩陣式二維碼2023/9/286行排式二維碼(又稱：堆積式二維碼或?qū)优攀蕉S碼)，其編碼原理是建立在一維碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設(shè)計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維碼的一些特點，識讀設(shè)備與條碼印刷與一維碼技術(shù)兼容，但由于行數(shù)的增加，需要對行進行判定、其譯碼算法與軟件也不完全相同于一維碼。有代表性的行排式二維碼有CODE49CODE16K1PDF4171.1行排式二維碼2023/9/2871.1常見二維碼條碼QR碼

2023/9/288

項目條碼類型信息密度與信息容量錯誤校驗及糾錯正能力垂直方向是否攜帶信息用途對數(shù)據(jù)庫和通訊網(wǎng)絡(luò)的依賴識讀設(shè)備一維條碼信息密度低，信息容量較小可通過校驗字符進行錯誤校驗，沒有錯糾能力不攜帶信息對物品的標識多數(shù)應(yīng)用場合依賴數(shù)據(jù)庫及通訊網(wǎng)絡(luò)可用線掃描器識讀，如光筆、線陣CCD、激光槍等二維條碼信息密度高，信息容量大具有錯誤校驗和糾錯能力，可根據(jù)需求設(shè)置不同的糾錯級別攜帶信息對物品的描述可不依賴數(shù)據(jù)庫及通訊網(wǎng)絡(luò)而單獨應(yīng)用對于行排式二維條碼可用線掃描器的多次掃描識讀；對于矩陣式二維條碼僅能用圖像掃描器識讀1.1二維條碼與一維條碼比較2023/9/289（1）可靠性強

條形碼的讀取準確率遠遠超過人工記錄，平均每15000個字符才會出現(xiàn)一個錯誤。（2）效率高條形碼的讀取速度很快，相當于每秒40個字符。（3）成本低與其它自動化識別技術(shù)相比較，條形碼技術(shù)僅僅需要一小張貼紙和相對構(gòu)造簡單的光學掃描儀，成本相當?shù)土?。?）易于制作條形碼制作：條形碼的編寫很簡單，制作也僅僅需要印刷，被稱作為“可印刷的計算機語言”。三、二維條碼特點2023/9/28101.1二維條碼特點（5）構(gòu)造簡單條形碼識別設(shè)備的構(gòu)造簡單，使用方便。（6）靈活實用條形碼符號可以手工鍵盤輸入，也可以和有關(guān)設(shè)備組成識別系統(tǒng)實現(xiàn)自動化識別，還可和其他控制設(shè)備聯(lián)系起來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化管理。（7）高密度二維條碼通過利用垂直方向的堆積來提高條碼的信息密度，而且采用高密度圖形表示，因此不需事先建立數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了用條碼對信息的直接描述。（8）糾錯功能二維條形碼不僅能防止錯誤，而且能糾正錯誤，即使條形碼部分損壞，也能將正確的信息還原出來。2023/9/28111.1二維條碼特點（9）多語言形式，可表示圖像二維條碼具有字節(jié)表示模式，即提供了一種表示字節(jié)流的機制。不論何種語言文字它們在計算機中存儲時以機內(nèi)碼的形式表現(xiàn)，而內(nèi)部碼都是字節(jié)碼，可識別多種語言文字的條碼。（10）具有加密機制可以先用一定的加密算法將信息加密，再用二維條碼表示。在識別二維條碼時，再加以一定的解密算法，便可以恢復(fù)所表示的信息。除此之外二維碼還具有可表示信息量密度高、尺寸大小比例可變、可以使用激光或CCD閱讀器方便識讀等眾多優(yōu)點。2023/9/2812

QRCode是由日本Denso公司于1994年9月研制的一種矩陣式二維條碼，它具有以下特點：1.高密度編碼，信息容量大：可容納多達1850個大寫字母或2710個數(shù)字或1108個字節(jié)，或500多個漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍。2.編碼范圍廣：該條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進行編碼，用條碼表示出來；可以表示多種語言文字；可表示圖像數(shù)據(jù)。3.容錯能力強，具有糾錯功能：這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達50%仍可恢復(fù)信息。4.譯碼可靠性高：它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。5.可引入加密措施：保密性、防偽性好。6.成本低，易制作，持久耐用。7.條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。8.二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識讀,QRCode具有全方位（360°）識讀特點。9.能夠有效地表示中國漢字1.1QR碼2023/9/28131.1QR碼版本7結(jié)構(gòu)圖2023/9/2814碼制QRCodeDataMartixPDF417符號結(jié)構(gòu)研制公司DensoCorpMatrixInc.Symbol碼制分類矩陣式行排式識讀速度30個/秒2-3個/秒3個/秒識讀方向全方位（360°）±10°識讀方法深色/淺色模塊判別條空寬度尺寸判別漢字表示13bit16bit16bit1.1三種常見二維碼性能比較2023/9/28151.1數(shù)據(jù)密度比較實例：80個字符組成的信息:1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP60QRSTUVWX70YZABCDEF80

QRcode(M)

X=0.25mmX=0.35mmX=0.5mm8.2mmsq.11.5mmsq.16.5mmsq.

PDF417(level3)X=0.25mmX=0.35mmX=0.5mm34.2mm亊15mm47.9mm亊21mm68.5mm亊30mmDataMatrixX=0.25mmX=0.35mmX=0.5mm8.0mmsq.11.2mmsq.16.0mmsq.2023/9/28161.1數(shù)據(jù)密度比較300個字符或數(shù)字被編進這樣大小的QR碼里面同樣的數(shù)據(jù)只有條碼空間的1/11的大小2023/9/28171.信息獲取（名片、地圖、WIFI密碼、資料）2.網(wǎng)站跳轉(zhuǎn)（跳轉(zhuǎn)到微博、手機網(wǎng)站、網(wǎng)站）3.廣告推送（用戶掃碼，直接瀏覽商家推送的廣告）4.手機電商（用戶掃碼、手機直接購物下單）5.優(yōu)惠促銷（用戶掃碼，下載電子優(yōu)惠券，抽獎