二維碼總結

二維碼的總結

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立刻又要準備面試了，想起本身兩年前應聘錘子科技的時候，和人家聊項目的時候被人家一聊就死。此情此景依然歷歷在目，因而打算沉下心來看看簡單的二維碼，一看發現這裏面的知識點還真很多，今天就來總結一下其中的知識點。其實主要分爲兩類：

• 二維碼生成原理
• 二維碼解析流程分析
• 二維碼功能分析

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1、二維碼生成原理

二維碼的生成原理主要涉及如下幾個概念：

1. 二維碼的定位圖案

• Position Detection Pattern 標記二維碼矩形的大小，只有三個，由於三個點肯定一個矩形
• Timing Patterns 定位矩形位置的基準線，根據 Position Detection Pattern 三個點獲得的兩條基準線
• Alignment Patterns 定位須要的小矩形，只有二維碼版本在2以上才能使用

2. 二維碼功能性數據

• Error Correction Level 糾錯級別
• Masking 操做模式（有八種操做模式）
• 糾錯碼 經過BCH Code 計算得來 上面三個數據最終還須要與101010000010010作XOR操做。這樣就保證不會由於咱們選用了00的糾錯級別和000的Mask，從而形成所有爲白色，這會增長咱們的掃描器的圖像識別的困難。
• Version Information 在 >= Version 7以上，須要預留兩塊3 x 6的區域存放一些版本信息。

3. 數據碼

• Numeric mode 數字編碼，從0到9。
• Alphanumeric mode 字符編碼。包括 0-9，大寫的A到Z（沒有小寫），以及符號$ % * + – . / : 包括空格。
• Byte mode, 字節編碼，能夠是0-255的ISO-8859-1字符。
• Kanji mode 這是日文編碼，也是雙字節編碼。一樣，也能夠用於中文編碼。
• Extended Channel Interpretation (ECI) mode 主要用於特殊的字符集。
• Structured Append mode 用於混合編碼，也就是說，這個二維碼中包含了多種編碼格式。
• FNC1 mode 這種編碼方式主要是給一些特殊的工業或行業用的。好比GS1條形碼之類的。
• 結束符 佔位
• 補齊符 佔位

4. 糾錯碼 Error Correction Code Level，二維碼中有四種級別的糾錯，這就是爲何二維碼有殘缺還能掃出來，也就是爲何有人在二維碼的中心位置加入圖標。 | 錯誤修正容量 | | | ------ | ------ | | L水平 | 7%的字碼可被修正 |
   | M水平 | 15%的字碼可被修正 |
   | Q水平 | 25%的字碼可被修正 |
   | H水平 | 30%的字碼可被修正 |

數據碼和糾錯碼並不是簡單的排列在一塊兒，而是進行了一系列複雜計算，詳情見連接：二維碼的生成細節和原理

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2、二維碼解析流程分析

1. 定位圖形：首先尋找探測圖形，就是二維碼上的三個方塊。這三個方塊的做用就是無論在哪一個方向掃描圖形，均可以掃到，不信能夠將手機翻轉測試一下。在經過二維碼上的定位圖形和分隔符肯定二維碼信息的圖像。定位圖形肯定二維碼符號中模塊的座標，二維碼中的模塊都是固定的，包括校訂圖形，版本信息，數據和糾錯碼。分隔符呢，就是將探測圖形與二維碼信息圖像分開。
2. 灰度化二維碼信息像素：手機拍到的圖像都是彩色的，因此拍攝到二維碼也不列外，它也是彩色的，只不過除了黑白，其餘顏色很是淺而已。灰度化是指經過顏色的深淺來識別二維碼，就是說顏色深的按深灰處理，淺色的按淺灰處理，去掉其餘顏色。
3. 去掉二維碼信息像素的噪點：相機的傳感器在把光線做爲接收信號和輸出過程產生的粗糙像素，這些粗糙的像素是照片中不該該出現的干擾因素。噪點就是指這些粗糙的像素。
4. 二值化二維碼信息像素：二值化是說將圖像上像素灰度值設置爲0或者255，也就是變成只有黑白兩種顏色。第一步已經灰度化變成只有深灰和淺灰兩種顏色，如今二值化是將深灰變成黑色，淺灰變成白色。爲何變成黑白色呢。由於二維碼圖像實際上是由二進制的0或者1組成，0表明白色，1表明黑色。二維碼在二值化時會將二維碼圖像變成只有黑白色的條碼，而後根據解析公式什麼的(由於像素是0-255之間，要所有轉變成0或者255，估計得通過一些計算，而後0就是0,255變爲1)轉化成二進制信息。
5. 二維碼譯碼和糾錯：將獲得的二進制信息進行譯碼和糾錯。獲得的二進制信息是版本格式信息、數據和糾錯碼通過必定的編碼方式生成的，因此譯碼是對版本格式信息，數據和糾錯碼進行解碼和對比。糾錯是和譯碼同時進行的，將數據進行糾錯。
6. 獲取到最終數據。

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3、二維碼功能分析

按二維碼類別劃分：

1D product	1D industrial	2D
UPC-A	Code 39	QR Code
UPC-E	Code 93	Data Matrix
EAN-8	Code 128	Aztec (beta)
EAN-13	Codabar	PDF 417 (beta)
	ITF	MaxiCode
	RSS-14
	RSS-Expanded

按掃碼結果劃分：

• AddressBookResultHandler 通信錄地址
• CalendarResultHandler 日曆條目
• EmailAddressResultHandler 電子郵件地址
• GeoResultHandler 地理座標
• ISBNResultHandler 圖書編號
• ProductResultHandler 非圖書產品信息
• SMSResultHandler 短信內容
• TelResultHandler 電話號碼
• TextResultHandler 文本內容
• URIResultHandler 網絡鏈接
• WifiResultHandler WiFi接入信息

按業務劃分：

• 信息獲取（名片、地圖、WIFI密碼、資料）
• 網站跳轉（跳轉到微博、手機網站、網站）
• 廣告推送（用戶掃碼，直接瀏覽商家推送的視頻、音頻廣告）
• 手機電商（用戶掃碼、手機直接購物下單）
• 防僞溯源（用戶掃碼、便可查看生產地；同時後臺能夠獲取最終消費地)
• 優惠促銷（用戶掃碼，下載電子優惠券，抽獎）
• 會員管理（用戶手機上獲取電子會員信息、VIP服務）
• 手機支付（掃描商品二維碼，經過銀行或第三方支付提供的手機端通道完成支付）