二维码的生成和解析原理

二维码结构
1.版本信息：version1（21*21），version2，...，version40，一共40个版本。版本代表每行有多少模块，每一个版本比前一个版本增加4个码元，计算公式为（n-1）*4+21，每个码元存储一个二进制0或者 1。1代表黑色，0表示白色。比如，version1表示每一行有21个码元。
2：格式信息：存储容错级别L(7%),M(15%),Q(25%),R(35%）。容错：允许存储的二维码信息出现重复部分，级别越高，重复信息所占比例越高。目的：即使二维码被图标遮住一部分，一样可以获取全部二维码内容。有图片的二维码， 图片不算二维码的一部分，它遮住一部分码元，但还是可以扫描到所有内容。
3.数据和纠错码字：实际保存的二维码信息，和纠错码字（用于修正二维码损坏带来的错误，就是说当码元被图片遮住，可以通过纠错码字来找回）。
4.位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形，校正图形：用于对二维码的定位。位置探测图形用于标记矩形大小，3个图形确定一个矩形。定位符是因为二维码有40个版本尺寸,当尺寸过大后需要有根标准线，不然扫描的时候可能会扫歪。


二维码的生成
信息按照一定的编码规则后变成二进制，通过黑白色形成矩形。
1、根据version和纠错级别（纠错码的数量）编码生成一个二进制序列，序列包含
编码类型的二进制（数字类型，字符类型有特定的编码）     编码内容的长度的二进制      编码内容的二进制    结束符（4个0）
2、将序列按8bits为一组重排，如果所有的编码加起来不是8个倍数，还要在后面加上足够的0。
3、补码。如果序列还没有达到最大的bits数的限制，还要加一些补齐码（Padding Bytes），Padding Bytes就是重复下面的两个bytes：11101100 00010001。每种版本的bits的位数是不同的。
4、生成纠错码。可以查看文档的第30页到44页的Table-13到Table-22的定义表，可以知道生成纠错码的过程。
5、穿插放置。把数据码和纠错码的各个8位一组的十进制数（codewords）交替放在一起。如何交替呢，规则如下：
对于数据码：把每个块的第一个codewords先拿出来按顺度排列好，然后再取第一块的第二个，如此类推。
对于纠错码：规则也是一样。
然后按数据码在前纠错码在后合并起来。
6、加上Reminder Bits，对于某些Version的QR，上面的还不够长度，还要加上Remainder Bits，比如：5Q版的二维码，还要加上7个bits，Remainder Bits加零就好了。关于哪些Version需要多少个Remainder bit，可以参看文档的第15页的Table-1的定义表。
7、按照一定规则进行掩码，就是进行异或，分散数据，进行画图。

二维码的解析

1、定位图形：首先寻找探测图形，就是二维码上的三个方块。这三个方块的作用就是不管在哪个方向扫描图形，都可以扫到，不信可以将手机翻转测试一下。在通过二维码上的定位图形和分隔符确定二维码信息的图像。定位图形确定二维码符号中模块的坐标，二维码中的模块都是固定的，包括校正图形，版本信息，数据和纠错码。分隔符呢，就是将探测图形与二维码信息图像分开。

2、灰度化二维码信息像素：手机拍到的图像都是彩色的，所以拍摄到二维码也不列外，它也是彩色的，只不过除了黑白，其他颜色非常浅而已。灰度化是指通过颜色的深浅来识别二维码，就是说颜色深的按深灰处理，浅色的按浅灰处理，去掉其他颜色。

3、去掉二维码信息像素的噪点：相机的传感器在把光线作为接收信号和输出过程产生的粗糙像素，这些粗糙的像素是照片中不应该出现的干扰因素。噪点就是指这些粗糙的像素。

4、二值化二维码信息像素：二值化是说将图像上像素灰度值设置为0或者255，也就是变成只有黑白两种颜色。第一步已经灰度化变成只有深灰和浅灰两种颜色，现在二值化是将深灰变成黑色，浅灰变成白色。为什么变成黑白色呢。因为二维码图像其实是由二进制的0或者1组成，0代表白色，1代表黑色。二维码在二值化时会将二维码图像变成只有黑白色的条码，然后根据解析公式什么的(因为像素是0-255之间，要全部转变成0或者255，估计得经过一些计算，然后0就是0,255变为1)转化成二进制信息。

5、二维码译码和纠错：将得到的二进制信息进行译码和纠错。得到的二进制信息是版本格式信息、数据和纠错码经过一定的编码方式生成的，所以译码是对版本格式信息，数据和纠错码进行解码和对比。纠错是和译码同时进行的，将数据进行纠错。

得到数据

文档连接：http://download.csdn.net/detail/kelindame/8614203