二维码的总结

马上又要准备面试了，想起自己两年前应聘锤子科技的时候，和人家聊项目的时候被人家一聊就死。此情此景依然历历在目，于是打算沉下心来看看简单的二维码，一看发现这里面的知识点还真不少，今天就来总结一下其中的知识点。其实主要分为两类：

• 二维码生成原理
• 二维码解析流程分析
• 二维码功能分析

一、二维码生成原理

二维码的生成原理主要涉及以下几个概念：

1. 二维码的定位图案

• Position Detection Pattern 标记二维码矩形的大小，只有三个，因为三个点确定一个矩形
• Timing Patterns 定位矩形位置的基准线，根据 Position Detection Pattern 三个点得到的两条基准线
• Alignment Patterns 定位需要的小矩形，只有二维码版本在2以上才能使用

2. 二维码功能性数据

• Error Correction Level 纠错级别
• Masking 操作模式（有八种操作模式）
• 纠错码 通过BCH Code 计算得来 上面三个数据最终还需要与101010000010010做XOR操作。这样就保证不会因为我们选用了00的纠错级别和000的Mask，从而造成全部为白色，这会增加我们的扫描器的图像识别的困难。
• Version Information 在 >= Version 7以上，需要预留两块3 x 6的区域存放一些版本信息。

3. 数据码

• Numeric mode 数字编码，从0到9。
• Alphanumeric mode 字符编码。包括 0-9，大写的A到Z（没有小写），以及符号$ % * + – . / : 包括空格。
• Byte mode, 字节编码，可以是0-255的ISO-8859-1字符。
• Kanji mode 这是日文编码，也是双字节编码。同样，也可以用于中文编码。
• Extended Channel Interpretation (ECI) mode 主要用于特殊的字符集。
• Structured Append mode 用于混合编码，也就是说，这个二维码中包含了多种编码格式。
• FNC1 mode 这种编码方式主要是给一些特殊的工业或行业用的。比如GS1条形码之类的。
• 结束符 占位
• 补齐符 占位

4. 纠错码 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 |

数据码和纠错码并非简单的排列在一起，而是进行了一系列复杂计算，详情见链接：

二、二维码解析流程分析

1. 定位图形：首先寻找探测图形，就是二维码上的三个方块。这三个方块的作用就是不管在哪个方向扫描图形，都可以扫到，不信可以将手机翻转测试一下。在通过二维码上的定位图形和分隔符确定二维码信息的图像。定位图形确定二维码符号中模块的坐标，二维码中的模块都是固定的，包括校正图形，版本信息，数据和纠错码。分隔符呢，就是将探测图形与二维码信息图像分开。
2. 灰度化二维码信息像素：手机拍到的图像都是彩色的，所以拍摄到二维码也不列外，它也是彩色的，只不过除了黑白，其他颜色非常浅而已。灰度化是指通过颜色的深浅来识别二维码，就是说颜色深的按深灰处理，浅色的按浅灰处理，去掉其他颜色。
3. 去掉二维码信息像素的噪点：相机的传感器在把光线作为接收信号和输出过程产生的粗糙像素，这些粗糙的像素是照片中不应该出现的干扰因素。噪点就是指这些粗糙的像素。
4. 二值化二维码信息像素：二值化是说将图像上像素灰度值设置为0或者255，也就是变成只有黑白两种颜色。第一步已经灰度化变成只有深灰和浅灰两种颜色，现在二值化是将深灰变成黑色，浅灰变成白色。为什么变成黑白色呢。因为二维码图像其实是由二进制的0或者1组成，0代表白色，1代表黑色。二维码在二值化时会将二维码图像变成只有黑白色的条码，然后根据解析公式什么的(因为像素是0-255之间，要全部转变成0或者255，估计得经过一些计算，然后0就是0,255变为1)转化成二进制信息。
5. 二维码译码和纠错：将得到的二进制信息进行译码和纠错。得到的二进制信息是版本格式信息、数据和纠错码经过一定的编码方式生成的，所以译码是对版本格式信息，数据和纠错码进行解码和对比。纠错是和译码同时进行的，将数据进行纠错。
6. 获取到最终数据。

三、二维码功能分析

按二维码类别划分：

按扫码结果划分：

• AddressBookResultHandler 通讯录地址
• CalendarResultHandler 日历条目
• EmailAddressResultHandler 电子邮件地址
• GeoResultHandler 地理坐标
• ISBNResultHandler 图书编号
• ProductResultHandler 非图书产品信息
• SMSResultHandler 短信内容
• TelResultHandler 电话号码
• TextResultHandler 文本内容
• URIResultHandler 网络连接
• WifiResultHandler WiFi接入信息

按业务划分：

• 信息获取（名片、地图、WIFI密码、资料）
• 网站跳转（跳转到微博、手机网站、网站）
• 广告推送（用户扫码，直接浏览商家推送的视频、音频广告）
• 手机电商（用户扫码、手机直接购物下单）
• 防伪溯源（用户扫码、即可查看生产地；同时后台可以获取最终消费地)
• 优惠促销（用户扫码，下载电子优惠券，抽奖）
• 会员管理（用户手机上获取电子会员信息、VIP服务）
• 手机支付（扫描商品二维码，通过银行或第三方支付提供的手机端通道完成支付）