二维码编码过程课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/6/13,#,第一步：数据编码,第二步：结束码和补齐码,第三步：纠错码,第四步：最终编码,QR,码编码,第一步：数据编码QR码编码,1,第一步：数据编码,Numeric Mode,（数字编码）,Alphanumeric mode,（字符编码）,Chinese Mode,（中文编码）,其他,第一步：数据编码Numeric Mode（数字编码）,2,一共有,40,种版本，从,1,到,40,。每一种版本有,4,种纠错级。,一共有40种版本，从1到40。每一种版本有4种纠错级。,3,数据编码示例：数字编码,编码：,1-H,版本中的“,01234567,”,首先,将输入的数据每三位分为一组，,将每组数据转换为,10,位二进制数据。余下的一或两位转换为,4,或,7,位的二进制数据,01234567,012,345,67,012,0000001100,345,0101011001,67,1000011,0000001100,0101011001,1000011,000000110001010110011000011,数据编码示例：数字编码编码：1-H版本中的“01234567,4,000000110001010110011000011,在数据二进制之前加上字符个数的二进制数据（这个二进制数据的个数由表三决定）。,1-H,版本为,10,位，“,01234567,”有,8,个数字字符，将,0000001000,添加在数据之前：,0000001000,000000110001010110011000011,0000001000,0001,最后由表二给出数字编码的标志：,0001,编码完成,000000110001010110011000011在数据,5,二维码编码过程课件,6,编码：,1-H,版本中的“,AC-42,”,1.,从字符索引表中找到,AC-42,这五个字条的索引,(10,12,41,4,2),2.,两两分组,:(10,12)(41,4)(2),3.,把每一组转成,11bits,的二进制,:,数据编码示例：字符编码,(10,12),（,45,进制）,-10 x45+12=,462,（,10,进制）,-00111001110,（,2,进制）,(41,4)-41x45+4=1849-,11100111001,(2)-,转成,000010,（,6,位，最大,44,二进制位为,6,位）,编码：1-H版本中的“AC-42”数据编码示例：字符编码(1,7,4.,把这些二进制连接起来：,00111001110 11100111001 000010,5.,把字符的个数转成二进制,(1-H,版本,9 bits):5,个字符，,5,转成,000000101,6.,在头上加上编码标识,0010,和第,5,步的个数编码,:,0010,000000101,0011100111011100111001000010,4.把这些二进制连接起来：0010000000101001,8,假如我们有个“,HELLO WORLD,”的字符串要编码，根据上面的示例二，我们可以得到下面的编码,第二步：结束码和补齐码,加上结束符：,0000,假如我们有个“HELLO WORLD”的字符串要编码，根据上,9,然后,8bits,重排：,如果所有的编码加起来不是,8,个倍数我们还要在后面加上足够的,0,，比如上面一共有,78,个,bits,，所以，我们还要加上,2,个,0,，然后按,8,个,bits,分好组：,00100000,01011011,00001011,01111000,11010001,01110010,11011100,01001101,01000011,010000,00,然后8bits重排：0010000001011011 000,10,补齐码,最后，如果如果还没有达到我们最大的,bits,数的限制（表七），我们还要加一些补齐码（,Padding Bytes,），补齐码就是重复下面的两个,bytes,：,11101100,和,00010001,。,假设我们需要编码的是版本,1,的,Q,纠错级，那么，其最大需要,104,个,bits,，而我们上面只有,80,个,bits,，所以，还需要补,24,个,bits,，也就是需要,3,个,Padding Bytes,，我们就添加三个，于是得到下面的编码：,补齐码最后，如果如果还没有达到我们最大的bits数的限制（表,11,二维码编码过程课件,12,00100000,01011011,00001011,01111000,11010001,01110010,11011100,01001101,01000011,010000,00,11101100,00010001,11101100,重复下面的两个,bytes,：,11101100,和,00010001,0010000001011011 0000101101111,13,二维码中有四种级别的纠错，这就是为什么二维码有残缺还能扫出来，也就是为什么有人在二维码的中心位置加入图标。,第三步：纠错码,二维码中有四种级别的纠错，这就是为什么二维码有残缺还能扫出来,14,具体步骤：,首先，我们需要对数据码进行分组，也就是分成不同的组（,Block,），然后对各个组进行纠错编码。对于如何分组，参见,QR,码编码规范,(QR Code Specification),中的表,13-,表,22.,需要分多少块，每一块有多少个码字（,8bits,）,具体步骤：,15,举一个,5-Q,版本的例子：块数为,2+2=4,块，头一组（,c,，,k,，,r,）,=,（,33,，,15,，,9,），的两个,Blocks,中各,15,个,bits,数据,+2,*,9,个,bits,的纠错码。第二组同理，,16+2,*,9=34bits,二维码编码过程课件,16,下面是一个,5-Q,版本的示例：二进制写起来太庞大，所以这里用十进制写。,纠错码主要通过里德,-,所罗门纠错算法算出来，太难，不做介绍。,下面是一个5-Q版本的示例：二进制写起来太庞大，所以这里用十,17,首先穿插放置：把数据码和纠错码的各个码字穿插放置。规则如下：,对于数据码：把每个块的第一个码字先拿出来按顺度排列好,第四步：最终编码,然后再取第二列的：,67,，,246,，,182,，,70,，,85,，,246,，,230,，,247,如此类推：,67,，,246,，,182,，,70,，,85,，,246,，,230,，,247 ,，,38,，,6,，,50,，,17,，,7,，,236,先取第一列的：,67,，,246,，,182,，,70,首先穿插放置：把数据码和纠错码的各个码字穿插放置。规则如下：,18,纠错码也是一样,和数据码取的一样，得到：,213,，,87,，,148,，,235,，,199,，,204,，,116,，,159,，,39,，,133,，,141,，,236,纠错码也是一样,19,然后，再把这两组放在一起（纠错码放在数据码之后）得到：,67,246,182,70,85,246,230,247,70,66,247,118,134,7,119,86,87,118,50,194,38,134,7,6,85,242,118,。,120,192,178,39,133,141,236,最后根据表一，将剩余字（,Remainder Bits,）补齐。,5-Q,版本还需要补,7bits,，,7,*,8=56,个,0.,然后，再把这两组放在一起（纠错码放在数据码之后）得到：最后根,20,第一步：位置探测图形,第二步：矫正图形和校准线,第三步：格式信息和版本信息,第四步：画数据,第五步：掩膜,画,QR,码,第一步：位置探测图形画QR码,21,首先，先把位置探测图形（,Position Detection,）图案画在三个角上。（无论是什么版本，这个图案的尺寸就是这么大）,第一步：位置探测图形,首先，先把位置探测图形（Position Detectio,22,然后，再把矫正（,Alignment,）图案画上（无论什么版本，这个图案的尺寸就是这么大）,第二步：矫正图形和校准线,然后，再把矫正（Alignment）图案画上（无论什么版,23,接下来是校准的线（,Timing Pattern,）,完成前三部得到的图形。,接下来是校准的线（Timing Pattern）完成前三部得,24,接下来是格式信息（,Formation Information,）,5,个数据位：其中，,2,个,bits,用于表示使用什么样的纠错等级，,3,个,bits,表示使用什么样的掩膜。,10,个纠错位。主要通过附录,C,来计算。,然后，将,15,位格式信息与掩模图形,101010000010010,进行,XOR,运算，以确保纠错等级和掩模图形合在一起的结果不全是,0,。,格式信息出现了两次冗余，因为这对正确译码非常关键。,第三步：格式信息和版本信息,接下来是格式信息（Formation Informatio,25,例：,设定纠错等级为,M,：,00,掩模图形参考：,101,数据：,00101,BCH,位：,0011011100,掩模前的位序列：,001010011011100,用于,XOR,操作的掩模图形：,101010000010010,格式信息模块图形：,100000011001110,例：,26,再接下来是版本信息（,Version Information,）（版本,7,以后需要这个编码）,版本信息一共是,18,个,bits,，其中包括,6,个,bits,的版本号以及,12,个,bits,的纠错码（根据附录计算）,例如：,版本号：,7,数据：,000111,BCH,位：,110010010100,格式信息模块图形：,000111110010010100,再接下来是版本信息（Version Information,27,二维码编码过程课件,28,然后是填接我们的最终编码，最终编码的填充方式如下：从左下角开始沿着红线填我们的各个,bits,，,1,是黑色，,0,是白色。如果遇到了上面的非数据区，则绕开或跳过。,第四步：画数据,然后是填接我们的最终编码，最终编码的填充方式如下：从左下角开,29,这样下来，我们的图就填好了，但是，也许那些点并不均衡，如果出现大面积的空白或黑块，会造成扫描识别的困难。所以，我们还要做掩膜操作,QR,有,8,个掩膜可以使用，如下所示。所谓掩膜，就是和上面生成的图做异或（,XOR,）操作。掩膜只会和数据区进行异或，不会影响功能区。,第五步：掩膜,这样下来，我们的图就填好了，但是，也许那些点并不均衡，如果出,30,原始图形分别与,8,种掩膜做异或，然后评分，选出最好的一种。,原始图形分别与8种掩膜做异或，然后评分，选出最好的一种。,31,在依次用每一个掩模图形进行掩模操作之后，要通过对每一次如下情况的出现进行罚点记分，以便对每一个结果进行评估，分数越高，其结果越不可用。,（大概意思就是相邻的小方块的颜色相同得越少越好。）,在依次用每一个掩模图形进行掩模操作之后，要通过对每一次如下情,32,最后便得到最终的,QR,二维码,完成,最后便得到最终的QR二维码完成,33,选择=结果,汇报结束,谢谢观看,！,欢迎提出您的宝贵意见！,选择=结果汇报结束 谢谢观看！,34,