QR码

QR(Quick Response)在国内又叫二维码,以原昌宏为首设计了QR码。

条形码只能横向(一维)存储信息,相比之下,二维码则能纵横二维存储信息。原昌宏的考虑是,除了能够容纳大量的信息外,“研发的编码还要便于读取”,据此投入了新的二维码的研发之中

QR码其特点是能进行汉字处理(可容纳约7000个数字),大容量,而且读取速度比其他编码快10倍以上,且具有纠错率和标准化。

  • 支持所有类型的数据。(如:数字、英文字母、日文字母、汉字、符号、二进制、控制码等)。一个QR码最多可以处理7089字(仅用数字时)的巨大信息量。

  • QR码使用纵向和横向两个方向处理数据,如果是相同的信息量,QR码所占空间为条形码的十分之一左右。(还支持Micro QR码,可以在更小空间内处理数据。)

  • QR码是日本国产的二维码,因此非常适合处理日文字母和汉字。QR码字集规格定义是按照日本标准“JIS第一级和第二级的汉字”制定的,因此在日语处理方面,每一个全角字母和汉字都用13比特的数据处理,效率较高,与其他二维码相比,可以多存储20%以上的信息。

  • QR码具备“纠错功能”,即使部分编码变脏或破损,也可以恢复数据。数据恢复以码字为单位※1,最多可以纠错约30%※2。※1:是组成内部数据的单位,在QR码的情况下,每8比特代表1码字。※2:根据变脏和破损程度的不同,也存在无法恢复的情况。

  • QR码从360°任一方向均可快速读取。其奥秘就在于QR码中的3处定位图案,可以帮助QR码不受背景样式的影响,实现快速稳定的读取。

  • QR码可以将数据分割为多个编码,最多支持16个QR码。使用这一功能,还可以在狭长区域内打印QR码。另外,也可以把多个分割编码合并为单个数据。

 

 

QR码纠错

       QR码具有“纠错功能”。即使编码变脏或破损,也可自动恢复数据。这一“纠错能力”具备4个级别,用户可根据使用环境选择相应的级别。调高级别,纠错能力也相应提高,但由于数据量会随之增加,编码尺寸也也会变大。 
用户应综合考虑使用环境、编码尺寸等因素后选择相应的级别。 在工厂等容易沾染赃物的环境下,可以选择级别Q或H,在不那么脏的环境下,且数据量较多的时候,也可以选择级别L。一般情况下用户大多选择级别M(15%)。

※相对于全部码字(组成数据的单位,在QR码中,1码字对应于8比特)的恢复率

 

QR码纠错机制

纠错级别的比率,是指全部码字与可以纠错的码字的比率。
例如,需要编码的码字数据有100个,并且想对其中的一半,也就是50个码字进行纠错,则计算方法如下。纠错需要相当于码字2倍的符号(RS编码※),因此在这种情况下的数量为50个×2=100码字。因此,全部码字数量为200个,其中用作纠错的码字为50个,所以计算得出,相对于全部码字的纠错率就是25%。这一比率相当于QR码纠错级别中的“Q”级别。

另外,在上述例子当中,也可以认为相对于码字数据的纠错率为50%,但变脏或破损的部位不仅仅局限于码字数据部分,因此,在QR码中,还是用相对于全部码字的比率来描述纠错率。

※ RS编码:QR码的纠错功能是通过将RS编码附加到原数据中的方式实现的。RS编码是应用于音乐CD等用途的数学纠错方法。它能以字节为单位进行纠错,适合用于错误位置会集中的突发错误。

 

QR码标准

 

 

QR码信息容量和版本

      QR码设有1到40的不同版本(种类),每个版本都具备固有的码元结构(码元数)。(码元是指构成QR码的方形黑白点。)“码元结构”是指二维码中的码元数。从版本1(21码元×21码元)开始,在纵向和横向各自以4码元为单位递增,一直到版本40(177码元×177码元)。 
 
QR码的各个版本结合数据量、字符类型和纠错级别,均设有相对应的最多输入字符数。也就是说,如果增加数据量,则需要使用更多的码元来组成QR码,QR码就会变得更大。

 

下表中的“数字”“英文字母与数字”、“二进制”、“汉字”等栏分别显示了各自的字符数,该数是包括数据比特数量在内的最大数。
例如,版本为1、纠错级别为L时:最多可以有数据比特数量152个、数字25个、二进制17个、汉字10个。

 

得出总比特数(模型2的情况)

通过下面的计算为每个字符类型,总比特数的计算方法。

根据总数据比特数和版本一览表确认版本!

※1:是指定义下面数据以何种模式编码的符号
※2:字符数指示符根据版本的不同而不同。

【字符数指示符的比特数】

计算示例

此时有两种生成方式。

※该计算只是一个计算示例,根据所使用软件和打印机的不同,字符类型的计算方式可能和该计算方式有区别,敬请注意。

※该计算只是一个计算示例,根据所使用软件和打印机的不同,字符类型的计算方式可能和该计算方式有区别,敬请注意。


* 介绍来源 http://www.qrcode.com/zh/history/

* 参考文章 http://digi.163.com/17/0420/06/CIEQ71DE001687H3.html、http://www.cr173.com/html/151641_1.html、http://blog.csdn.net/qcloud_kid/article/details/71566455

 

 

—— 内容是整理搬运,作为学习文章



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