[译]ISO/IEC 18004-2015 二维码标准文档（1）

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http://www.duqingquan.com/website/qr/p

ISO/IEC 18004-2015  是目前最新的二维码标准文档。  

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前言：

前言

前言：

国际权威的标准化组织  ：ISO(国际标准化组织)和IEC（国际电气协会） ，其成员国家致力于创建一个互动的，国际性的标准化组织。去处理特殊领域的技术标准和活动。ISO和IEC的委员会欢迎感兴趣的人联系我们：包括其他国际组织，政府，非政府机构等，一起加入这项事业。在信息技术领域，ISO/IEC确立了一个加入制度，详细可参见 ISO/IEC JTC-1

用于文档开发，和有利于长远维护的程序在 ISO/IEC的 第一部分描述。不同的实现标准需要使用不同的文档类型，这是需要大家注意的地方。以本文档的撰稿是与ISO/IEC 第二部分的编辑规则保持一致的 （我特么也有点迷糊啥意思）

值得注意的是，文档中的部分元素，可能涉及一些专利的权利，ISO/IEC 没有辨认部分或者全部专利的责任。关于专利权利的详细鉴定内容可以在这个列表中找到 （www.iso.org/patents）

文档中出现的商业名称，都是为了用户的遍历，我们不做任何的背书。

用于阐述ISO的特殊关系，以及与WTO, TBT的一致性评估，请看这里：xxxx

ISO关于文档的责任声明看这里:xxx

这是关于QRCode的第三版文档，用于取代2006年的第二版。

 简介

简介

简介：

            区分下面的四个技术名词很有必要，他们是不同的，但又是QRCode家族中十分亲密的成员，在其进化过程中扮演着重要的角色。

            1    QR Code Model 1 是qrcode 的原型，最早发布 在AIM ITS  97-001 国际化符号简介：QRCode 上的

            2      QR Code Model 2 是传统功能的增强版（主要是增加了校正符，来提升大图像的扫描）这也是最早起18004文档的基础。

            3     QRCode（第二版  ISO/IEC 10084的基础）和 QRCode Model2 很相似。其区别只在于当符号展示在镜像图片方向颠倒反射的情况下的能力（亮色的符号在暗色的背景上）以及将制定的特殊字符集替换成默认的。

            4      Micro QRCode（与第二版的10084文档也有区别）它是QRCode的一个变种，通过减少多余的module数量，并且重新改变色点数量的范围，通过这些操作可以达到 用更小的符号去承载适量的数据的效果。适合应用于于指定的符号区域，以及其他空间有限的场景。

            QRCode 是一个符号矩阵，这些符号由一组方形的module组成了一个方形矩阵，这些符号包括一个独一无二的定位符：三个角落的符号（在Micro 中 只有一个角有），并且容易去定位他们的位置,大小和斜率。  在整个符号范围内的提供了四个级别的纠错码，module的大小时用户指定的使得符号可以呈现出各种形态。

                QR Code Model 2 标准完全兼容QRCode解析系统

                Model 1 QR Code符号 只能被用于封闭的系统应用程序，并且并不是被强制要求其环境一定遵从Model1 标准。当QRcode标准升级的时候，QRCode的开源程序和国际标准描述文档以及其他与Model1的区别 都被列在了这里 annex N

第三页

信息技术--自动识别和数据捕捉技术--二维码条形码技术说明

1  范围

技术标准轻易了 类似二维码这样符号技术所需要的内容：指定了符号的字符集，编码格式，符号格式，尺寸。纠错码级别，相关的解码算法，产的质量要求和用户可选择的应用参数。

2   一致性

QRCode的符号，以及其他被设计出来用于生产和识别二维码的工具，应该与国际标准文档中定义的特性兼容

在ISO/IEC 18004:2006中描述的 QRCode Model 1 标准，可能不被国际标准所兼容

在ISO/IEC 18004:2000中描述的 QRCode Model 2 标准，一定会被国际标准所兼容

符合ISO/IEC 18004:2000文档的实现，未必一定识别所有的QRCode符号， 新增的特性可能无法被这些标准识别。

符合ISO/IEC 18004:2000文档的实现，未必一定打印所有的QRCode符号， 新增的特性可能无法被这些标准打印。

需要注意的是，对于新的开源系统来说， Model2 和 microQR 都是其组成部分。

3   标准影响

下列文档的部分或者全部被这篇文档正常影响了。而且这些文档是目前文档中不可或缺的部分。

对于注明日期的引用，影响是注明日期的版本。 对于未注明日期的引用，影响的最近日期的版本。

ISO/IEC 8859-1 ：1998 信息技术------8比特单字节编码符号字符集----part1  拉丁语 alpha

ISO/IEC 15415   信息技术----自动识别和数据储存技术---条形码打印质量测试标准

ISO/IEC 19762-1  信息技术----自动识别和数据储存技术--- 协调词汇----part1 与aidc相关的普遍关系

ISO/IEC 19762-1  信息技术----自动识别和数据储存技术--- 协调词汇----part2 可读光学媒体

JISX 0201  7比特8比特编码字符集的交换

四  专业术语

这篇文档的目的，下列关系和定义是在19762-1和19762-2中给定的。

4.1 字符数量标识

在指定模式下，定义了数据字符串长度的比特序列

4.2  数据遮罩

通过对 编码数据区域 的bit数据进行 xor操作 来使得符号的 黑白module之间更加平衡. 减少发生内容模式影响快速扫描的情况

4.3 数据遮罩相关

符号上用于指定数据遮罩层的三比特长度的字段

4.4 编码区域

符号上没有被功能符号占用的区域，用于储存编码数据，纠错码，版本信息内容

4.5  专属子集

使用该模式编码后的字符内容，不能与其他模式子集的共享。

4.6   扩展模式

Model1 符号中定义的扩展模式，其中不包含数据内容

4.7   格式信息

符号的必备专属区域所包含的编码模式，他的作用是让剩余的信息可以被解析

4.8 二维码

符合QRCode 1-40版本内的内容符号，与micro qrcode有区别

4.9   功能区域

符号外围的组成部分（特征符，分隔符，定位符还有修正符）。 他们用于被定位符号，或者帮助解析。

4.10   遮罩动作

对图像的符号区域 与选中的一种遮罩模式进行 xor运算，来减少功能区之间的冲突。

4.11     微型版本

与micro qr符号有关，按照版本可以划分为  m1-m4. 有别于 qr code符号

4.12   模式

按照某个字符集将字符串表现为一个比特流

4.13    模式标识符

4 比特的标识符用来 标识下面的数据段的编码模式

4.14  填充位

0 bit,不代表任何数据，用来在每个字符位填充完字符串比特之后的空白位置

4.15   剩余位

0bit，不代表任何数据，用来填充符号的编码区域最后一个字符之后的位置，用于符号的字符不能被8整除的情况。

4.16   剩余字

用来填充的字，用于替换纠错码后面的位置来完成整个符号，  当整体的数据数目和纠错码的数据不符合正常容量时。

4.17  段

根据ECI或者指定的mode而编码生成后的数据段

4.18  分隔符

由全部都是亮色module组成的功能字符，用于将特征符合其他区域隔离出来。

4.19   符号数

三比特长度，用来表示符号的版本和纠错码级别。和Micro code 标准一样，是格式信息中的一部分、

4.20  结束符

指定的数字0构成的 Bit区域（具体数字由符号本身指定），放在由数据编码后的bit流之后。

4.21    定位符

由黑白相间的Module组成的序列，用来确认符号的笛卡尔坐标表示的  （我另外加一句 目前是 1:1:3:1:1）

4.22   版本

符号用来表示大小的术语。 Micro qr符号的允许范围是 11x11 （M1）---17x17(M4)  QR code符号的范围是 21x21(1) -----177x177（version 40）

注意：纠错码的级别是跟在版本信息后面的比如:  version 4-L / M3-Q

4.23   版本信息

QRCode符号内部包含的编码区域，包含符号的版本信息和纠错码的 bit流表现方式

5  算数和逻辑运算符，缩略词和约定

5.1   算数和逻辑和逻辑符会在其出现的  公式和等式后面。

        本文档范围内，下列的运算符会被用到

        div      整数的除法运算符

        mod   余数操作

        XOR   逻辑异或运算符，两个不同时结果为1，代表符号是 十字盾

5.2  缩写

        BCH   Bose-Chaudhuri-Hocquenghem编码,分组纠错码

        ECI     扩展渠道说明（特殊字符集模式）

        R-S     里德所罗门算法

5.3   约定

5.3.1   模块的位置

为了方便定位，我们使用笛卡尔坐标来描述module的位置.form(i,j) 中i来描述行，从头开始，j来描述列，从左向右。 form(0,0)标识的module位于左上角。

5.3.2  字节写法

字节内容以十六进制展现

5.3.3  版本定位

对于QRCode符号来说，其版本定位由  V-E 来标识，V标识其版本号 （1-40） E约定了其纠错码级别（L,M,Q,H）

对于micro qrcode来说使用 MV-E标识 ，M来标识其实micro版本，V是其版本号（1-4），E约定了纠错码级别(L,M,Q)

6   符号描述

6.1  基础特征

    QRCode是一个具备以下特征的矩阵符号

    a )   格式

            QRCODE   具备全部的功能和最大的数据容量

            MICRO-QRCODE  减少了头部信息，性能上有限制，数据容量减少 （QRCODE相比）

    b)   可用字符集

            1   纯数字（数字0-9）

            2   文本数字（数字0-9 大写字母A-Z，九个其他字符 空格 $ % * + - . / :)    ）

            3    字节数据，默认字符集为ISO 8859-1  其他字符集看7:32章节

            4   日本字，日本字在QRCode中可以被混合成13bit长度

    c） 数据展示形式

            黑色module 是1 白色的Module是0  具体看6.2章节

    d) 符号的尺寸（不包含静默区域）

            Micro-qr   11X11 -17X17 单位是module（版本号是m1 -m4 每次每条边扩大2个单位）

            QRCode 21x21---177x177(版本是从1-40，每次每条边扩大2个单位)

        e)  每个符号的字符约定

                        MICRO-QR 最大的容量  (M4-L)

                纯数字   35字符

                文本数字  21字符

                字节数据   15字符

                日本字       9字符

                    QR-CODE 最大的容量  (40-L)

                纯数字   7089字符

                文本数字  4296字符

                字节数据   2953字符

                日本字       1817字符

f)  可选的纠错码级别

        ------L   7%

        ------M  15%

         ------Q  25%

         ------H  30%

        四个级别的里德所罗门纠错级别比率被允许纠正。（从小到大一次递增）

        对于MICRO QR来说 H级别的纠错码是不允许使用的， 对于M1级别的MICRO QR来说，rs的容量至于纠错级别有关。

   g)  编码类型

        矩阵

    H) 方向支持

        旋转和翻转都可以

        情况1说明    一个正常颜色下的 QRCode 版本1的图像 进行反射旋转，在正常或者镜像的方向下都可以。    

        情况2说明    一个正常颜色下的 MICRO QRCode 版本M2的图像 进行反射旋转，在正常或者镜像的方向下都可以。

        （TODO 这里翻译的不是很清楚）

6.2   进阶特征总览

下面列出的特性是可选的

        ---结构添加

            允许文件的数据被以大写16进制以一定的逻辑连续的序列  它们可以被写入任何子句，进而在扫描的时候被重建。 在MICRO QR中不可用。

        -----拓展的渠道说明

               这个机制可以让 数据使用默认字符之外的其他字符集（比如阿拉伯语，西里尔字，希腊语)以及其他的数据说明（使用其他的压缩协议混淆数据）或者其他需求的特殊工业编码方式。 MICRO QR不可以使用这个机制

        ------ 反向转换

                意图使符号  白底黑字或者是黑底白字时都可以被解析（具体看说明1 和说明2） 标准的是白底黑字，但是这个反向转换机制使得特殊情况下也可以被接受。

        ----- 镜像图像

                ISO标准规定的module之间的范围  的前提是在方向是 正常的情况下，然而有些情况下，二维码图片有可能被移动了一点点。所以在扫描的时候，会先去识别其在右上，左上，左下的定位符，进而调整module的行列坐标

    情形1   将文本“QR CODE Symbol” 作为例子，编码成图片，  a 是正常方向并且正常翻转的  b是正常方向，但是反向翻转的  c 是镜像方向，但是正常翻转的，  d是镜像方向反向翻转的

   情形2      将文本“01234567”  以M2级别的 MICRO QR进行编码后的符号，  a  正常的方向，正常的翻转   b  正常的方向，翻转了的翻转   c 镜像的图像方向和正常的翻转   d   镜像的图像方向和翻转了的翻转

6.3  符号结构

        6.3.1   常见结构

            所有的QR Code 都是由方形的Module组成的一个 方形数组。  其中又被分为编码区域，功能符号，特征符，分割线和定位符，纠错符。功能符号不编码数据，他们会环绕在二维码四周，由静默线分割。 说明3 解释了版本为7的二维码符号结构。 说明4解释了M3版本的二维码结构。

6.3.2  符号的版本和大小

6.3.2.1       QR 符号

        QR版本有四十个，从version1 到version 40.    版本1的大小是 21x21, 版本2 是 25x25   依次递增，每次扩大4个moudle单位，每条边。知道版本40 的大小时177x177    说明5-说明10 分别解释了版本 1,2,6,7,14,21和40

6.3.2.2   MICRO QRCODE 符号

        MICRO QR 符号有四个版本，分别是M1 -M4      M1版本大小时11x11， M2版本是13X13   M3  15X15  M4  17X17   单位是module,增长规律是单边每次增长2个module,   说明11 解释了MICRO QR的M1-M4版本

        注意   M3版本有两种表现，区别是根据纠错码级别有字码上的改变

6.3.3  定位符号

            6.3.3.1   QRCODE 符号

                   左上，右上，左下角 有三个定位符号，  说明3有解释。  所有的定位符号都是同心有层级的方形组成，其分别有7x7的深色，5x5的亮色,3x3的深色Module  组成。     其比例为 1:1:3:1:1  这点在说明12中有解释。       定位符号会被优先识别，所有在图像上其他类似的符号很少概率会发生误识别的情况。快速识别图像是否是二维码的，可以通过识别三个定位符号，并且确认其位置和旋转方向是否正确。

                6.3.3.2   MICRO QR符号

                    只有一个定位符，其格式与上面一样，这个定位符号固定在了左上角，  具体可以先说明4，  定位符和识别符 明确的定义了图像在展示区域的大小，位置和旋转角度。

6.3.4  分割线

            一个模块宽度的分割线，所有的元素都是亮色的，他们被放在 定位符合编码区域之间， 具体看说明3和说明4

6.3.5     时序符

时序符号，是由  一个module宽度组成的符号，可以是亮色可以是深色，可以是横也可以是竖。  由深色的开始并且结尾。时序符提供了符号的密度和版本信息，用来定位和提供数据的位置和确定module的坐标。

在QR Code版本中， 他们分别位于 横向和纵向的 第六行和第六列。

在MICRO QR版本中，他们分别位于第0行,开始位置是从分割线的边界开始算的。

6.3.6    校正符

                    校正符号只在QR CODE 的版本2以上才有，所有的校正符号都是有 5x5的深色module 和 3x3的亮色module组成，并且他们的同心是一个单独的深色module.  他们的数量与版本有关，定义在 annex E中。

6.3.7     编码区域

                     编码区域应该包含字符数据表现，其中格式是以包含了纠错码的字来展现的，其中的比例是以其版本来实现的，  7.7.1详细的介绍了符号字符，  7.9详细的介绍了格式信息，7.10 详细的介绍了版本信息

6.3.8    静默区域

        包围在最外层的四个module宽度的区域。默认情况下应该是亮色的module.

         对于QRCode图像  这里应该是4的倍数， 对于MICOR来说是2的倍数。