QR 码剖析:QR 码的工作原理

QR 码与它们增强的条形码一样,通过黑白像素的图形代码传达信息。条形码是一维的,而 QR 码是二维的。在本内容中,这意味着信息是通过读取像素的水平和垂直位置来传达的,而不仅仅是水平位置。

因此,人类可以解码部分二维码并手动翻译内容,尽管这通常是乏味且耗时的。 QR 码中包含的信息通常比 UPC 条形码中包含的短数字字符串多得多,这意味着人工解码不一定有用或及时。

QR 码可以通过任何智能手机和专用 QR 扫描仪进行解码,并且可以包含任何文本字符串。这允许将网址编码为二维码,从而可以自动将扫描设备发送到默认浏览器中的指定 URL。与条形码不同,QR 码还包含错误检查组件。这意味着即使部分代码不可读,QR 码仍然可以成功解码。

笔记:虽然一个反向二维码看起来不同,但其工作原理的解剖结构保持不变。

QR 码坚固耐用,比它们所取代的条形码具有更大的容量和可靠性。它们还改进了磁条,因为不存在消磁的风险,并且如有必要,可以使用阅读器手动解码代码。

这鼓励政府和非政府机构在旅行证件、护照和许可证上采用二维码,通常以机器可读的格式复制信息。二维码还广泛用于广告中,以提供网络资产或应用程序下载的快速链接。您还可以找到用于支付链接、一次性密码身份验证、Wi-Fi 登录以及数百种其他特定应用程序的二维码。

QR 码剖析

QR 码视觉上最明显的元素是读取器扫描时用于定位代码的方块。这允许以任何方向(包括倒置)扫描代码,并传达正确的信息。这四个块(三个位于角落,一个嵌入右下角)出现在每个代码中,并允许在任何方向正确解码代码。

围绕这些块,对格式版本、错误检查版本和解码掩码进行编码。 QR 码周围有一个称为“安静区”的空白区域,可帮助阅读器找到代码的边缘。

QR 码有多种尺寸。最大的 QR 码尺寸为 177 x 177,可容纳多达 1,264 个 ASCII 文本字符。 QR 最常用的大小在 29 x 29 到 33 x 33 之间,可以容纳大约 50 个 ASCII 字符。所有尺寸均可与智能手机等现代阅读设备互操作。

QR 码剖析:错误检查和屏蔽

错误检查位数由强制错误检查级别(称为 EDC 级别)决定。根据所使用的 EDC 级别,如果丢失或丢失,可以恢复不同数量的字符。错误检查级别越高,用于包含消息的剩余空间就越少。大多数 QR 码生成器都会针对消息长度和尺寸采用正确级别的纠错。

  • L(低) 7% 的字符可以恢复。
  • M(中)可恢复15%的字符。
  • Q(四分位数)25%的字符可以恢复。
  • H(高)可恢复30%的字符。

位被屏蔽以确保有效地表达数据(例如,避免全零或全一)。该掩码表示为二进制字符串,它与消息进行数学组合以生成 QR 码。这不会加密消息,并且解码屏蔽所需的“密钥”包含在 QR 码中。

QR 码剖析:读取 QR 码

二维码是从右下角读取的。像素以 8 个为一组读取,每 8 个像素包含一个字节。根据 QR 码的编码方式,这些位模式将链接到不同的字符。虽然 ASCII 可能是最常见的编码,但该规范还包括数字、汉字和其他编码的选项。 QR 码右下角的四位模式(上图中标记为“Enc”)决定了这些位的解码方式。

结论

手动解码二维码很繁琐,但如果你知道如何读取代码,这在技术上是可行的。二维码的灵活性和稳健性确保它们在可预见的未来仍将是一种流行的条形码格式。

图片来源:Yaohua2000