二维码原理及应用

（9）多语言形式，可表示图像
二维条码具有字节表示模式，即提供了一种表示字节流的 机制。不论何种语言文字它们在计算机中存储时以机内码的形式 表现，而内部码都是字节码，可识别多种语言文字的条码。
（10）具有加密机制
可以先用一定的加密算法将信息加密，再用二维条码表示。 在识别二维条码时，再加以一定的解密算法，便可以恢复所表示 的信息。
（4）易于制作
条形码制作：条形码的编写很简单，制作也仅仅需要印 刷，被称作为“可印刷的计算机语言”。
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1.1 二维条码特点
（5）构造简单
条形码识别设备的构造简单，使用方便。
（6）灵活实用
条形码符号可以手工键盘输入，也可以和有关设备组成识 别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整 个系统的自动化管理。
1960 1970
1988年 中国成立了中国物品 编码中心。
1980 1990
2000
20世纪20年代 约翰·科芒德 实现邮政单据自动分检方法。
1959年 吉拉德·费伊塞尔申请 了用条形码表示数字的专利。
70年代 UPC 码（Universal Product Code） 在北美超市 得到广泛应用。
图21*21的矩阵中，黑白的区域在QR（Quick Response）码规范中被指定 为固定的位置，称为寻像图形和定位图形。寻像图形和定位图形用来帮助解码程 序确定图形中具体符号的坐标。黄色的区域用来保存被编码的数据内容以及纠错 信息码。蓝色的区域，用来标识纠错的级别（也就是Level L到Level H)和所谓的 "Mask pattern",这个区域被称为“格式化信息”。
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1.1 行排式二维码
❖ 行排式二维码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维 码基础之上，按需要堆积成二行或多行。
❖ 它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维码的一些特点，识读设备 与条码印刷与一维码技术兼容，但由于行数的增加，需要对行进行判定、其译码 算法与软件也不完全相同于一维码。
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二、二维码原理
1 矩阵式二维码
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行排式二维码
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二、矩阵式二维码
矩阵式二维码（又称棋盘式二维码）是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩 阵中的不同分布进行编码。右图是国内常用的矩阵式二维码实例，手机正常扫描 后会跳出高可靠性的信息：
在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状点表示二进 制“1”，不出现点表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式 二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技 术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码 制。具有代表性的矩阵式二维码有：Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
可通过校 验字符进 行错误校 验，没有 错纠能力
不携带信息
二维条码
信息密 度高， 信息容 量大
具有错误 校验和纠 错能力， 可根据需 求设置不 同的纠错 级别
携带信息
对物品 的标识
多数应用 场合依赖 数据库及 通讯网络
可用线扫描 Βιβλιοθήκη Baidu识读，如 光笔、线阵 CCD、激光枪 等
对物品 的描述
可不依赖 数据库及 通讯网络 而单独应 用
1997、2000年确定了国家标准。
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二维码简介
二维码，又称二维条码，最早起源于日本，原本是Denso Wave公司为了追踪汽 车零部件而设计的一种条码。它是用特定的几何图形按一定规律在二维平面上分布 的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。在现代商业活动中，可实现的应 用十分广泛。 ❖ 1.条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列， 用以表达一组信息的图形标识符。 ❖ 2.一维条码是由一组粗细不同、黑白(或彩色)相间的条、空及其相应的字符(数字 字母)组成的标记，即传统条码。 ❖ 3.二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向)上分布的条、空 相间的图形来记录数据符号信息。
二维码原理及应用
2-Dimensional Bar Code
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二维码概念介绍 二维码原理介绍 二维QR码特点 二维码现实应用 二维条形码识别
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一、 条形码简史
1920
1949年美国乔·伍德兰德 、伯 尼·西尔沃发明了第一个条形码 专利。
1940 1950
60年代 西尔沃尼亚发明一套 条形码系统并在北美铁路系统 成功应用。
除此之外二维码还具有可表示信息量密度高、尺寸大小比例 可变、可以使用激光或CCD阅读器方便识读等众多优点。
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1.1 QR码
QR Code是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵式二维条码，它具有 以下特点： ❖ 1.高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字 节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。 ❖ 2.编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进 行编码，用条码表示出来；可以表示多种语言文字；可表示图像数据。 ❖ 3.容错能力强，具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照 样可以正确得到识读，损毁面积达50%仍可恢复信息。 ❖ 4.译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万 分之一。 ❖ 5.可引入加密措施：保密性、防伪性好。 ❖ 6.成本低，易制作，持久耐用。 ❖ 7.条码符号形状、尺寸大小比例可变。 ❖ 8.二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读, QR Code具有全方位（360°）识读特点。 ❖ 9.能够有效地表示中国汉字
对于行排式二 维条码可用线 扫描器的多次 扫描识读；对 于矩阵式二维 条码仅能用图 像扫描器识读
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三、 二维条码特点
（1）可靠性强
条形码的读取准确率远远超过人工记录，平均每15000个 字符才会出现一个错误。
（2）效率高
条形码的读取速度很快，相当于每秒40个字符。
（3）成本低
与其它自动化识别技术相比较，条形码技术仅仅需要一 小张贴纸和相对构造简单的光学扫描仪，成本相当低廉。
有代表性的行排式二维码有CODE49
CODE16K
1
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1.1 常见二维码条码
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QR 码
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1.1 二维条码与一维条码比较
项目 条码类型
信息密 度与信 息容量
错误校验 及纠错正
能力
垂直方向是 否携带信息
用途
对数据库 和通讯网 络的依赖
识读设备
一维条码
信息密 度低， 信息容 量较小
（7）高密度
二维条码通过利用垂直方向的堆积来提高条码的信息密度， 而且采用高密度图形表示，因此不需事先建立数据库，真正实 现了用条码对信息的直接描述。
（8）纠错功能
二维条形码不仅能防止错误，而且能纠正错误，即使条形 码部分损坏，也能将正确的信息还原出来。
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1.1 二维条码特点