二維碼的生成細(xì)節(jié)和原理

下，對于單個編碼的2進(jìn)制的位數(shù)。(在二維碼的規(guī)格說明書中，有各種各樣的編碼規(guī)范表，后面還會提到)

下面我們看幾個示例，

示例一：數(shù)字編碼

在Version 1的尺寸下，糾錯級別為H的情況下，編碼： 01234567

1. 把上述數(shù)字分成三組: 012 345 67

2. 把他們轉(zhuǎn)成二進(jìn)制: 012 轉(zhuǎn)成 0000001100; 345 轉(zhuǎn)成 0101011001; 67 轉(zhuǎn)成 1000011。

3. 把這三個二進(jìn)制串起來: 0000001100 0101011001 1000011

4. 把數(shù)字的個數(shù)轉(zhuǎn)成二進(jìn)制 (version 1-H是10 bits ):8個數(shù)字的二進(jìn)制是 0000001000

5. 把數(shù)字編碼的標(biāo)志0001和第4步的編碼加到前面: 0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011

示例二：字符編碼

在Version 1的尺寸下，糾錯級別為H的情況下，編碼: AC-42

1. 從字符索引表中找到 AC-42 這五個字條的索引 (10,12,41,4,2)

2. 兩兩分組: (10,12) (41,4) (2)

3.把每一組轉(zhuǎn)成11bits的二進(jìn)制:

(10,12) 10*45+12 等于 462 轉(zhuǎn)成 00111001110

(41,4) 41*45+4 等于 1849 轉(zhuǎn)成 11100111001

(2) 等于 2 轉(zhuǎn)成 000010

4. 把這些二進(jìn)制連接起來：00111001110 11100111001 000010

5. 把字符的個數(shù)轉(zhuǎn)成二進(jìn)制 (Version 1-H為9 bits ):5個字符，5轉(zhuǎn)成 000000101

6. 在頭上加上編碼標(biāo)識 0010 和第5步的個數(shù)編碼: 0010 000000101 00111001110 11100111001 000010

結(jié)束符和補齊符

假如我們有個HELLO WORLD的字符串要編碼，根據(jù)上面的示例二，我們可以得到下面的編碼，

編碼字符數(shù)HELLO WORLD的編碼

001000000101101100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101

我們還要加上結(jié)束符：

編碼字符數(shù)HELLO WORLD的編碼結(jié)束

001000000101101100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 0011010000

按8bits重排

如果所有的編碼加起來不是8個倍數(shù)我們還要在后面加上足夠的0，比如上面一共有78個bits，所以，我們還要加上2個0，然后按8個bits分好組：

00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000

補齊碼(Padding Bytes)

最后，如果如果還沒有達(dá)到我們最大的bits數(shù)的限制，我們還要加一些補齊碼(Padding Bytes)，Padding Bytes就是重復(fù)下面的兩個bytes：11101100 00010001 (這兩個二進(jìn)制轉(zhuǎn)成十進(jìn)制是236和17，我也不知道為什么，只知道Spec上是這么寫的)關(guān)于每一個Version的每一種糾錯級別的最大Bits限制，可以參看QR Code Spec的第28頁到32頁的Table-7一表。

假設(shè)我們需要編碼的是Version 1的Q糾錯級，那么，其最大需要104個bits，而我們上面只有80個bits，所以，還需要補24個bits，也就是需要3個Padding Bytes，我們就添加三個，于是得到下面的編碼：

00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 0100000011101100 00010001 11101100

上面的編碼就是數(shù)據(jù)碼了，叫Data Codewords，每一個8bits叫一個codeword，我們還要對這些數(shù)據(jù)碼加上糾錯信息。

糾錯碼

上面我們說到了一些糾錯級別，Error Correction Code Level，二維碼中有四種級別的糾錯，這就是為什么二維碼有殘缺還能掃出來，也就是為什么有人在二維碼的中心位置加入圖標(biāo)。

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

那么，QR是怎么對數(shù)據(jù)碼加上糾錯碼的?首先，我們需要對數(shù)據(jù)碼進(jìn)行分組，也就是分成不同的Block，然后對各個Block進(jìn)行糾錯編碼，對于如何分組，我們可以查看QR Code Spec的第33頁到44頁的Table-13到Table-22的定義表。注意最后兩列：

Number of Error Code Correction Blocks：需要分多少個塊。

Error Correction Code Per Blocks：每一個塊中的code個數(shù)，所謂的code的個數(shù)，也就是有多少個8bits的字節(jié)。

舉個例子：上述的Version 5 + Q糾