二維碼(QR code)原了解析

基于 《GB/T 18284-2000 快速響應矩陣碼》

文章目錄

• 二維碼(QR code)原了解析
• • 1 模式
  • • 1.1 ECI 模式
    • 1.2 數字模式
    • 1.3 字母數字模式
    • 1.4 8位位元組模式
    • 1.5 中國漢字模式
    • 1.6 混合模式
    • 1.7 結構連結模式
    • 1.8 FNC1模式
  • 2 位流編碼
  • • 2.1 ECI表頭(可選)
    • 2.2 模式訓示符
    • 2.3 字元計數訓示符
    • 2.4 終止符
  • 3 碼字轉換
  • 4 糾錯

1 模式

1.1 ECI 模式

擴充解釋協定允許輸出的資料流有與預設的字元集不同的解釋。

QR碼支援4大類解釋：

• 國際字元集
• 用于諸如加密或壓縮等一般目的的解釋
• 閉環系統中使用者自定義的解釋
• 無緩沖模式中用于結構連接配接的控制資訊

QR碼預設解釋是 ECI 000020，表示 ASCII 字元集

1.2 數字模式

數字模式對十進制數字 0~9（ASCII值 3 0 H E X → 3 9 H E X 30_{HEX} \to 39_{HEX} 30HEX​→39HEX​）編碼，通常密度為每 10 位表示 3 個字元。

1.3 字母數字模式

對 45 個字元的字元集進行編碼

• 10 個數字

ASCII值 3 0 H E X → 3 9 H E X 30_{HEX}\to39_{HEX} 30HEX​→39HEX​

• 26 個字母

ASCII值 4 1 H E X → 5 A H E X 41_{HEX}\to 5A_{HEX} 41HEX​→5AHEX​

• 9 個符号

ASCII 值 2 0 H E X , 2 4 H E X , 2 5 H E X , 2 A H E X , 2 B H E X , 2 D H E X , 2 E H E X , 2 F H E X , 3 A H E X 20_{HEX}, 24_{HEX}, 25_{HEX}, 2A_{HEX}, 2B_{HEX}, 2D_{HEX}, 2E_{HEX}, 2F_{HEX}, 3A_{HEX} 20HEX​,24HEX​,25HEX​,2AHEX​,2BHEX​,2DHEX​,2EHEX​,2FHEX​,3AHEX​

1.4 8位位元組模式

表示 ASCII 字元集，字元值 0 0 H E X → F F H E X 00_{HEX}\to FF_{HEX} 00HEX​→FFHEX​ ，編碼密度為每字元 8 位。

1.5 中國漢字模式

表示 GB2312 規定的雙位元組表示的中國漢字和非漢字字元，其字元值為 GB 2312 規定字元對應的内碼值，見 GB 18030。每個雙位元組字元由 13 位二進制表示。

1.6 混合模式

以上多種模式所表示的混合資料序列，最高效表示方法見 xx

1.7 結構連結模式

把一個資料檔案分開表示為多個 QR 碼符号的序列，要求所有符号可以識讀并且資料可以按正确的順序重建立立。

1.8 FNC1模式

用于表示按 UCC/EAN 應用辨別标準或國标 AIM 協會已經同意的具體行業标準格式化資料。

2 位流編碼

ECI 标頭 + 模式訓示符 + (中國漢字子集訓示符) + 字元計數訓示符 + 資料位流

注：在中國漢字模式下，需要加入中國漢字子集訓示符，其格式為4位，訓示所用的漢字子集。目前隻選用了 0001

2.1 ECI表頭(可選)

ECI模式訓示符 + ECI訓示符

如果最初的 ECI 不是預設的 ECI，其前面要有 ECI 标頭，後面為一個或多個不同模式的段。

• ECI 模式訓示符（4位）

  名稱	訓示符
  ECI	0111

  ECI 指定符的作用的規則見 AIM ECI 規範。
• ECI 指定符（8, 16, 24位）

  ECI任務号（字元集）	碼字數	碼字值
  000000 ~ 000127	1	0xxxxxxx
  000000 ~ 016383	2	10xxxxxx xxxxxxxx
  000000 ~ 999999	3	110xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

  碼字值中，第一個 “0” 前的 “1” 的個數即對應碼字數，第一個 “0” 後面的各位，是 ECI 任務号的二進制表示。

  從表中可以看出，三種任務号分類有重疊部分，也即，低 ECI 任務号可以用多種編碼方式，但通常最短方式為首選。

  任務号即代表字元集。舉兩個例說明

  • 預設為 ASCII 資料集，即 ECI 000020

    任務号： 000020 ，轉換為二進制即為 10100

    碼字數：可以選擇1或2或3，首選為 1。結合任務号的二進制，即得 0xx10100

    碼字值：其餘位置 “x” 用 0 填充，即 00010100

  • 希臘字母字元集 ISO 8859-7，即 ECI 000009

    任務号：1001

    碼字數：0xxx1001

    碼字值：00001001

如果以預設的 ECI 開始，不需考慮。

2.2 模式訓示符

模式	訓示符數字
數字	0001
字母數字	0010
8 位位元組	0100
中文漢字	1101
結構連結	0011
FNC1	0101（第一位置）
FNC1	1001（第二位置）

2.3 字元計數訓示符

字元計數訓示符的位數如下表所示，其值由位元組的數量決定（在中國漢字模式中為雙位元組）

版本	數字模式	字母數字模式	8位位元組模式	中國漢字模式
v1~v9	10	9	8	8
v10~v26	12	11	16	10
v27~v40	14	13	16	12

2.4 終止符

名稱	訓示符
終止符	0000

整個符号的結束由4位終止符表示，當符号資料尾流後所餘的容量不足4位時，終止符将被截斷。

3 碼字轉換

所得的資料位流将被分為一個個碼字，所有碼字的長度都是 8 位，如果位流長度最後一個碼字不足 8 位，則用二進制為 0 的填充位填充至 8 位。

然後按照表定義的版本和糾錯等級交替填充碼字 11101100 和 00010001，将資料位流擴充，以填滿符号的資料容量。為了正好填滿符号容量，有些版本也許不能正好被8位的碼字填充，此時需要在資訊的最後添加 3、4或7個剩餘位，用 “0” 來填充，不代表任何資料含義。

在把所得結果的資料碼字序列按規則進行處理，加入糾錯碼字。

4 糾錯