二維碼解碼演算法

① 二維碼的識別原理是什麼能造假（仿造）嗎

二維條碼/二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的；在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的「0」、「1」比特流的概念。

使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理：

它具有條碼技術的一些共性：每種碼制有其特定的字元集；每個字元佔有一定的寬度；具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化等特點。 二維條碼/二維碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達信息，因此能在很小的面積內表達大量的信息。

二維碼生成器的製作需要一個二維碼生成演算法，或者一個二維碼插件，然後用JAVA ，C#， VB等編程語言編寫一個調用軟體就可以做成二維碼生成器了。

二維碼可以偽造，一般的二維碼沒有防偽功能；個人就能從網上下載二維碼自動生成器，製作二維碼。甚至有些不法分子設計了帶病毒的二維碼，竊取他人手機內的個人信息。專家建議手機用戶，要有安全意識，不要輕易掃不明來源的可疑二維碼。

(1)二維碼解碼演算法擴展閱讀：

簡單的說，二維碼就是把你想表達的信息翻譯成黑白兩種小方塊，然後填到這個大方塊中。有點類似我們中學的答題卡，就是把我們的語言翻譯成機器可識別的語言，說白了就是把數字、字母、漢字等信息通過特定的編碼翻譯成二進制0和1，一個0就是一個白色小方塊，一個1就是一個黑色小方塊。

當然這其中還有很多糾錯碼，假如需要編碼的碼字數據有100個，並且想對其中的一半，也就是50個碼字進行糾錯，則計算方法如下。糾錯需要相當於碼字2倍的符號，因此在這種情況下的數量為50個×2＝100碼字。

因此，全部碼字數量為200個，其中用作糾錯的碼字為50個，也就是說在這個二維碼中，有25%的信息是用來糾錯的，所以這也就解釋了二維碼即使缺了一點或者變皺了也一樣能被識別。

有些朋友可能會問，為什麼每個二維碼上都會有三個黑色大方塊呢？那就要涉及下面的內容：手機是如何識別二維碼的。

由於不同顏色的物體，其反射的可見光的波長不同，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光。

所以當攝像頭掃描黑白相間的二維碼上時，手機利用點運算的閾值理論將採集到的圖象變為二值圖像,即對圖像進行二值化處理,得到二值化圖像後,對其進行膨脹運算,對膨脹後的圖象進行邊緣檢測得到條碼區域的輪廓。

② 二維碼的名詞解釋_基本分類_基本特點_確定

二維碼的名詞解釋

二維條碼/二維碼(2-dimensional bar code)是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的;在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理：它具有條碼技術的一些共性：每種碼制有其特定的字元集;每個字元佔有一定的寬度;具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化點。 [1]

2016年8月3日，支付清算協會向 支付機構下發《條碼支付業務規范》(徵求意見稿)，意見稿中明確指出支付機構開展條碼業務需要遵循的安全標准。這是央行在2014年叫停二維碼支付以後首次官方承認二維碼支付地位。

二維碼的基本分類

按原理分

在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1” 比特流的概念，使用若干個與 二進制相對應的 幾何形體來表示文字數值信息，通過 圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現 信息自動處理。在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：Data Matrix, MaxiCode, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417,Ultracode, Code 49, Code 16K等， QR Code碼是1994年由 日本DW公司 發明。QR來自 英文「Quick Response」的縮寫，即快速反應的意思，源自發明者希望 QR碼可讓其內容快速被解碼。QR碼最常見於 日本、 韓國;並為目前 日本最流行的二維空間 條碼。但二維碼的安全性也正備受挑戰，帶有惡意軟體和 病毒正成為二維碼普及道路上的絆腳石。發展與防範二維碼的濫用正成為一個亟待解決的問題。

每種 碼制有其特定的字元集;每個 字元佔有一定的寬度;具有一定的 校驗 功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能及處理圖形旋轉變化等特點。

二維碼是一種比一維碼更高級的 條碼格式。一維碼只能在一個方向(一般是水平方向)上表達信息，而二維碼在水平和垂直方向都可以存儲 信息。一維碼只能由數字和字母組成，而二維碼能存儲漢字、數字和圖片等信息，因此二維碼的應用領域要廣得多。

二維條碼/二維碼可以分為堆疊式/行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。 堆疊式/行排式二維條碼形態上是由多行短截的 一維條碼堆疊而成;矩陣式二維條碼以矩陣的形式組成，在矩陣相應元素位置上用“點”表示 二進制“1”， 用“空”表示二進制“0”，“點”和“空”的排列組成代碼。[3] 二維碼的 原理可以從 矩陣式二維碼的原理和行列式二維碼的原理來講述。

堆疊式/行排式

堆疊式/行排式二維條碼又稱堆積式

二維條碼或層排式二維條碼)，其編碼原理是建立在一維條碼基礎之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維條碼的一些特點，識讀設備與條碼印刷與一維條碼技術兼容。但由於行數的增加，需要對行進行判定，其解碼演算法與 軟體也不完全相同於一維條碼。有代表性的行排式二維 條碼有：Code 16K、 Code 49、 PDF417、MicroPDF417 等。

矩陣式二維碼

矩陣式二維條碼(又稱棋盤式二維條碼)它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。在矩陣相應元素位置上，用點(方點、圓點或其他形狀)的出現表示二進制“1”，點的不出現表示二進制的“0”，點的排列組合確定了矩陣式二維條碼所代表的意義。矩陣式二維條碼是建立在 計算機圖像處理技術、組合編碼原理等基礎上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。具有代表性的矩陣式二維條碼有：Code One、MaxiCode、QR Code、 Data Matrix、Han Xin Code、Grid Matrix 等。

常用的碼制有： PDF417二維條碼、Datamatrix二維條碼、QR Code、Code 49、Code 16K、Code one等，除了這些常見的二維條碼之外，還有Vericode條碼、Maxicode條碼、CP條碼、Codablock F條碼、田字碼、 Ultracode條碼及Aztec條碼。

按業務分

二維碼應用根據業務形態不同可分為被讀類和主讀類兩大類。

被讀類業務

平台將二維碼通過 彩信發到用戶手機上，用戶持手機到現場，通過二維碼機具掃描手機進行內容識別。應用方將業務信息加密、編製成二維碼圖像後，通過簡訊或彩信的方式將二維碼發送至用戶的移動終端上，用戶使用時通過設在服務網點的專用識讀設備對移動終端上的二維碼圖像進行識讀認證，作為交易或身份識別的憑證來支撐各種應用。

主讀類業務

用戶在手機上安裝二維碼 客戶端，使用手機拍攝並識別媒體、報紙等上面印刷的二維碼圖片，獲取二維碼所存儲內容並觸發相關應用。用戶利用手機拍攝包含特定信息的二維碼圖像，通過 手機客戶端軟體進行解碼後觸發手機上網、名片識讀、撥打電話等多種關聯操作，以此為用戶提供各類信息服務。

二維碼的基本特點

1.高密度編碼，信息容量大：可容納多達1850個大寫字母或2710個數字或1108個位元組，或500多個漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍。

2.編碼范圍廣：該條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數字化的信息進行 編碼，用條碼表示出來;可以表示多種語言文字;可表示圖像數據。

3.容錯能力強，具有糾錯功能：這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達50%仍可恢復信息。

4.解碼可靠性高：它比普通條碼解碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。

5.可引入加密措施： 保密性、防偽性好。

6.成本低，易製作，持久耐用。

7.條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。

8.二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識讀。

二維碼的存在缺點

據《2012年上半年全球手機安全報告》顯示，2012年上半年查殺到手機惡意軟體17676款，而其中二維碼技術成為手機病毒、釣魚網站傳播的新渠道。

據警方介紹，掃描二維碼有時候會刷出一條鏈接，提示下載軟體，而有的軟體可能藏有病毒。其中一部分病毒下載安裝後會對手機、平板電腦造成影響;還有部分病毒則是犯罪分子偽裝成應用的吸費木馬，一旦下載就會導致手機自動發送信息並扣取大量話費。對此，資深手機軟體專家洪志剛認為，利用二維碼騙取手機話費是完全可行的，“理論上講，二維碼本身不會攜帶 病毒，但很多病毒軟體可以利用二維碼下載。然而，很多手機目前都使用開放式的手機平台，如果下載了這樣的病毒軟體，就會‘霸佔’手機的簡訊發送介面，在用戶不知道的情況下發送簡訊。這類簡訊往往都要扣除1元甚至10元的話費，手機話費就在用戶懵懵懂懂之際快速流失，進了壞人的腰包。”

③ 二維碼簡單原理是什麼

原理就是0和1的編碼，很簡單，但實現起來不是很容易，所以就交給機器做啦。

把數字、字母、漢字等信息通過特定的編碼翻譯成二進制0和1，一個0就是一個白色小方塊，一個1就是一個黑色小方塊。這樣就很容易聯想到我們高中學習二進制時狀態對吧，比如8的二進製表示是1000

Position Detection Pattern是定點陣圖案，就是我們常見的二維碼三個角的大方塊，用於標記二維碼的矩形大小。

Timing Patterns也是用於定位的。因為二維碼有40種尺寸，尺寸過大了後需要有根標准線，不然掃描的時候可能會掃歪。

Format Information 存在於所有的尺寸中，用於存放一些格式化數據的。

Data Code 是數據碼、Error Correction Code是糾錯碼。

二維碼的主體構成就是如此，如果你想要深入了解二維碼的生成和解析原理，請移步至此：

https://blog.csdn.net/kelindame/article/details/45155185

愣是誰也不會想到二維碼居然會全面地覆蓋我們的生活，網站登錄要掃二維碼，加好友要掃二維碼，就連菜市場賣菜的老頭、老太太都懂得掃碼支付了，小小「方塊」脫穎而出，不僅僅可以容納數字，還可以容納文字、圖像、指紋、聲音等等。

二維碼展現的是機器二進制語言，「0」和「1」這兩個數字組成了如今我們從電腦里看到的所有的信息。在二維碼中，白色的方塊表示0，而黑色的方塊表示1。

一個二維碼是由定位標志、定時標志、校正標志、內容信息這四個部分組成的。定位標志也叫碼眼，用來定位二維碼的圖形區域，沒有它二維碼就無法被識別出來。定時標志並不是非必須的，所以它是可以刪除的，在大型二維碼中一般起到確定坐標的作用，屬於輔助性的定位。校正標志可以確保我們不管在哪個方向掃描二維碼都能夠識別出內容來，如果沒有這個標志我們只能正面地掃碼二維碼了。內容信息裡面填充的就是掃碼的人所能看到的信息，內容信息是具有一定的容錯率，所以中間刪減或者遮擋掉一部分都可以被掃描出來。

二維碼有四種糾錯級別，從低到高分別是L、M、Q、H，他們的糾錯率分別是7%、15%、25%、30%，糾錯率越高越容易被快速掃描。糾錯其實就是在創建編碼二維碼的時候創建了一些冗餘數據，這樣不但可以確保准確快速的識別出二維碼完整無誤的信息，也可以確保二維碼部分損壞時不影響讀取正確的信息。

二維碼為什麼會出現

二維碼其實很早就出現了，它是由日本電裝（DENSO）旗下子公司DENSO WAVE一名叫原昌宏的人1994年發明出來的。

二維碼的出現旨在取代傳統的僅能容納少量數字信息的條形碼。因為上世紀60年代後，日本的商超一派繁榮景象，而收銀員卻要不停地輸入產品信息和價格，所以「腱鞘炎」這種職業病開始流行。DENSO WAVE懷著滿足客戶需求的願景成立的僅有2個人的研發小組旨在「容納更多的信息」。傳統條形碼僅在一個方向上存儲信息，而且很容易讀取錯誤，而二維碼則在2個方向存儲信息，信息量就大大地擴容了，二維碼的名稱就是這樣被定義的。

二維碼之所以在今天能夠這么流行除了它本身的巨大優勢之外，還得益於DENSO WAVE放棄行使這項權利的權利，如果DENSO WAVE手握專利收費使用二維碼可能又是另一番命運。

手機掃描二維碼的一瞬間發生了什麼？

手機掃描二維碼解碼程序會自動的識別二維碼中的信息，滴一聲之後就會對二維碼做相應的處理。比如是一段文字就會馬上彈出文字信息，如果是一條網頁URL則會自動的傳輸數據給伺服器，伺服器在接收到數據後就將相應的請求信息反饋到手機上。

二維碼中的信息自生成出來之後就是固化的，真正能識別並產生動作的是手機內置的程序。

二維碼到底會不會被消耗光？

二維碼最小的符號尺寸時21*21，最大的符號尺寸時177*177，現在二維碼有40多個官方版本。二維碼的數量跟二維碼的尺寸相關，所以它是有限的。如今全球每天消耗的二維碼達上百億個，但是即使是從宇宙大爆炸到用到今天，138億年也僅僅只是消耗掉一小部分，所以並不需要它會被消耗光。

不會。

ipv4因為是xxx.xxx.xxx.xxx，每一位都是0-9數字，所以總量有限，為了代表一台終端，一台終端只能用一個ip，這樣才知道數據發去哪裡，每個人用一個就很快用完了，因此他有一些解決方案，比如一家對外用同一個公網ip，而手機，平板，電腦則分配內網的ip，這樣就變相擴展了很多可用ip。

而二維碼只是編碼，通俗地說，比如0代表我，1代表是，2代表小學生。那麼012就代表我是小學生。如果文本數據一樣，那麼生成的圖形就一樣，是可以重復的，並不存在用完一說。比如支付寶自己可以寫程序將文本「轉賬=100，付款人=xxx，收款人=xxx，app=支付寶，加密=123456」這些文本信息變成二維碼，自己生成，自己識別，就能達到功能。當然真實的文本肯定都是各種加密N次的亂碼，哈哈。

二維碼是一維條形碼碼的變形，裡面用演算法儲存了一些文本數據，和文字一樣，不過是程序通過演算法讀取的，可能是一個網址或者其他數據，和ip不一樣不會用盡。還有就是另一個原因，各家app用的雖然都是二維碼，但是微信卻不能直接使用支付寶的二維碼，雖然能掃描出裡面的數據，卻無法分析裡面的內容，app是排他的，自己家的二維碼只有自己能用，也就是說二維碼是相互隔離的，並不會通用和相互佔用

二維碼的簡單原理是0和1的關系，二進制，可以理解為點和面以及相距空間交織而成，裡麵包含了編碼、解碼、圖形解碼、碼元、計算機技術、定點陣圖案以及容錯糾正功能等，常見的二維碼大部分屬於棋盤式結構，QR CODE矩陣二維碼。

二維碼已經被廣泛應用到生活，從初始的支付行為到現在的社交、門禁、購物、識別以及各種的生活場景應用，可以說這個時代已經離不開二維碼。

二維碼的構成主要是由編碼規則二進制和碼元的交替順序而成，裡麵包含了大量信息，分別用碼元組成黑白圖案，定點陣圖案。

目前常見的流行二維碼基本是方形特徵，但實際上二維碼的表面圖案是可以變換的，主要得益於圖案解碼技術，普通的二維碼是可以通過計算機技術混編，通過解碼還原，得出不同的表面圖案，而不影響碼元結構，這就是二維碼的掩碼畫圖技術。

由於相機拍照時會產生噪點以及產生不同的灰度，故此，二維碼技術為解決該問題，採取了新型圖形符號自動識讀處理，並用坐標定位技術編寫。

由於二維碼中包含了內部數據單位功能，以及坐標識別定位功能，故能夠防止部分遮擋，圖案變臟，翻轉拍攝等因素，而不影響二維碼的掃碼讀取。

我是奇謀 科技 哥，歡迎大家探討更多關於計算機以及手機的編程使用話題，謝謝提問，感恩相逢。

二維碼原理

二維碼是通過二進制存儲信息的。用「點」表示二進制「1」， 用「空」表示二進制「0」，「點」和「空」的排列組成代碼。

識別二維碼是要經過以下幾步：

一.定位 ，矩形小方格就是用來定位的。小方格周圍的區域存儲著版本信息，數據編碼信息。

二.讀取數據 ，讀數是從右下角開始由下往上一條龍讀取的。

關於二維碼

先說一下二維碼的前身——條形碼，也就是超市收銀員掃的那個黑白條。電腦在水平方向上識別粗細不均的黑白條，就能找出藏在其中的商品編號信息。

相比於只在一個維度上攜帶信息的條形碼， 「二維碼」在水平、垂直兩個維度上，都攜帶了信息，也就做成了這個方塊狀的樣子。

條形碼和二維碼這一對好兄弟，說白了，其實就是給數字、字母、符號等這些字元，換了一身衣服，把它們打扮成了能被手機相機識別的黑白條或塊。

眾所周知，整個計算機和互聯網文明，將我們平時使用的漢字、符號、數字、字母等各種字元，轉換成0和1組成的二進制數字序列，存儲到資料庫里。

二維碼就是把這些0和1組合起來，0對應的是白色小方塊，1對應的就是黑色小方塊，把這些小方塊，填進大方塊里，就組成了一個二維碼。

但是光有小方塊是不夠的， 還得需要其他的東西來完善整個二維碼的信息。

下面就是二維碼的一些組成

定位區： 二維碼上有三個大方塊，這個就是二維碼的定位區。有了這三個點，不管是從哪個方向讀取二維碼，信息都可以被識別。

定點陣圖形和分隔符： 定點陣圖形決定了二維碼符號中模塊的坐標，而分隔符的作用是將位置探測圖形與符號的其餘部分分開。

版本信息： 版本信息就是二維碼的版本號，我們常說的V1.0、V2.0就是版本號

格式信息： 二維碼採用的編碼格式，常見的二維碼都是採用QR碼來進行編碼

糾錯碼信息： 當我們對二維碼進行掃描時，不能保證掃的每一位信息都正確，這就需要依賴糾錯碼信息來進行矯正

校正圖形： 當二維碼遭到污染或者破壞時，校正圖形保證了沒有被破壞的信息仍然可以被識別。

大同小異的圖案讀出了各人的專屬代碼

④ 二維碼掃碼器工作原理

工作原理：光筆是最先出現的一種手持接觸式條碼閱讀器。使用時，操作者需將光筆接觸到條碼表面。通過光筆的鏡頭發出一個很小的光點，當這個光點從左到右劃過條碼時，在「空」部分，光線被反射，「條」的部分，光線將被吸收，因此在光筆內部產生一個變化的電壓，這個電壓通過放大、整形後用於解碼。

分類：

二維條碼掃描器大致可以分為：手持式、固定式。

1、手持式：即二維碼掃描槍。可以掃描PDF417、QR碼、DM碼二維碼的條碼掃描槍，比如Symbol的DS6707.DS6708等等。

2、固定式：即二維碼讀取器，台式，非手持，放在桌子上或固定在終端設備里，比如SUMLUNG的SL-QC15S等等。

(4)二維碼解碼演算法擴展閱讀：

激光掃描儀可以很傑出的用於非接觸掃描，通常情況下，在閱讀距離超過30cm時激光閱讀器是唯一的選擇；激光閱讀條碼密度范圍廣，並可以閱讀不規則的條碼表面或透過玻璃或透明膠紙閱讀，因為是非接觸閱讀。

因此不會損壞條碼標簽；因為有較先進的閱讀及解碼系統，首讀識別成功率高、識別速度相對光筆及CCD更快，而且對印刷質量不好或模糊的條碼識別效果好；誤碼率極低（僅約為三百萬分之一）；激光閱讀器的防震防摔性能好，如：SymbolLS4000系列的掃描儀，可1.5米水泥地防摔。