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二维码的工作原理是什么( 二 )

生活经验二维


5. 把字符的个数转成二进制 (Version 1-H为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 00111001110 11100111001 000010
结束符和补齐符
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 ， 
编码
字符数
HELLO WORLD的编码
0010 000001011 01100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101
我们还要加上结束符：
编码
字符数
HELLO WORLD的编码
结束
0010 000001011 01100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101 0000
按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 01000000
最后，如果如果还没有达到我们最大的bits数的限制，我们还要加一些，Padding Bytes就是重复下面的两个bytes：11101100 00010001 （这两个二进制转成十进制是236和17 ， 我也不知道为什么，只知道Spec上是这么写的）关于每一个Version的每一种纠错级别的最大Bits限 制，可以参看QR Code Spec的第28页到32页的Table-7一表 。
假设我们需要编码的是Version 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：
00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000 11101100 00010001 11101100
纠错码
上面我们说到了一些纠错级别，Error Correction Code Level，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 。
错误修正容量
L水平 7%的字码可被修正
M水平 15%的字码可被修正
Q水平 25%的字码可被修正
H水平 30%的字码可被修正
那么，QR是怎么对数据码加上纠错码的？首先，我们需要对数据码进行分组，也就是分成不同的Block，然后对各个Block进行纠错编码 ， 对于如何分组，我们可以查看QR Code Spec的第33页到44页的Table-13到Table-22的定义表 。注意最后两列：
Number of Error Code Correction Blocks ：需要分多少个块 。
Error Correction Code Per Blocks：每一个块中的code个数，所谓的code的个数，也就是有多少个8bits的字节 。
【二维码的工作原理是什么】

二维码的工作原理是什么

文章插图
举个例子：上述的Version 5 + Q纠错级：需要4个Blocks（2个Blocks为一组，共两组） ， 头一组的两个Blocks中各15个bits数据 + 各 9个bits的纠错码（注：表中的codewords就是一个8bits的byte）（再注：最后一例中的（c, k, r ）的公式为：c = k + 2 * r ， 因为后脚注解释了：纠错码的容量小于纠错码的一半）
对每个块的纠错码
1 1 67 85 70 134 87 38 85 194 119 50 6 18 6 103 38 213 199 11 45 115 247 241 223 229 248 154 117 154 111 86 161 111 39
2 246 246 66 7 118 134 242 7 38 86 22 198 199 146 6 87 204 96 60 202 182 124 157 200 134 27 129 209 17 163 163 120 133
2 1 182 230 247 119 50 7 118 134 87 38 82 6 134 151 50 7 148 116 177 212 76 133 75 242 238 76 195 230 189 10 108 240 192 141
2 70 247 118 86 194 6 151 50 16 236 17 236 17 236 17 236 235 159 5 173 24 147 59 33 106 40 255 172 82 2 131 32 178 236
注：二维码的纠错码主要是通过Reed-Solomon error correction（里 德-所罗门纠错算法）来实现的 。对于这个算法，对于我来说是相当的复杂，里面有很多的数学计算，最终编码 。
穿插放置
二维码的混乱技术还没有玩完，它还要把数据码和纠错码的各个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 。如：上述示例中的Data Codewords如下：
块 1 67 85 70 134 87 38 85 194 119 50 6 18 6 103 38
块 2 246 246 66 7 118 134 242 7 38 86 22 198 199 146 6
块 3 182 230 247 119 50 7 118 134 87 38 82 6 134 151 50 7
块 4 70 247 118 86 194 6 151 50 16 236 17 236 17 236 17 236
我们先取第一列的：67， 246，182 ，  70
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


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