图3-3 向上或向下的规格自付的位的布置
③ 在布置符号字符过程中，若两个模块纵列同时遇到校正图形或定位图形的水平边界，则可在图形的上面或下面继续布置，此时视编码区域是连续的。
④ 如果遇到符号字符区域的上边界或下边界（即符号的边缘，格式信息，版本信息或分隔符），应改变方向将码字在左侧的纵列或分隔符。
图3-4 布置方向改变的符号字符位步置示例
⑤ 如果符号字符的右侧模块纵列遇到校正图形或版本信息占用的区域，位的布置形成不规则排列符号字符，在相邻校正图形或版本信息的单个纵列继续延伸。如果字符在可用于下一个字符的两列纵列之前结束，则下一个符号字符的首位放在单个纵列中。
另一种可供选择的符号字符布置方法，可得到与以上方法相同的结果：将整个码字序列视为一个单独的位流，从最高位开始自右向左，分别按向上和向下的方向交替布置于两个模块宽的纵列中，并跳过功能图形占用的区域，在纵列的顶部或底部改变方向，每一位放在第一个可用的位置上。如版本1中符号的布置方法。
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图3-5 版本1符号的符号布置
3.2.6 掩模
在QR码符号中加入掩膜信息是为了提高QR码识读的可靠性，并尽可能地避免位置探测图形出现在符号的其它区域。掩模不用于功能图形，只对编码区域进行掩膜。
掩膜的实现过程为：先用多个矩阵图形(掩膜图形)连续地对编码区域模块图形(格式信息和版本信息除外)进行XOR操作。XOR操作将模块图形依次放在每个掩模图形上，并将对应于掩模图形的深色模块的模块取反(浅色变成深色，或相反)；接着评价各个掩膜的结果，选择得分最低的图形。
QR码提供8种掩模图形，通过将编码区域(除格式信息和版本信息之外)内条件为真的模块定义为深色而产生。如果用户选定其中一种，则按用户选择的进行掩模添加；如果用户不特定选择掩模，则需要自动选择合适的掩模。表3.4为掩模图形参考和相应的掩模图形的生成条件，其中i代表模块的行位置，j代表模块的列位置， (i，j)=(0，0)代表符号中左上角的位置。
对8种掩模添加后的结果图形进行评价的原则是选择得分最低的图形，即评分标准认为的深浅色模块最均衡图形。掩模结果的评估详见QR码国家标准GB/T l 8284-2000。
表3.4 掩模图形生成条件
掩模图形选择 000 001 010 011 18
条件 （i+ j）mod 2=0 i mod 2=0 j mod 3=0 (i+ j) mod 3=0 100 101 110 111 3.2.7 格式信息
(i div 2)+(j div 3) mod 2=0 (i+ j）mod 2+ (i+ j）mod 3=0 ((i+ j）mod 2+ (i+ j）mod 3)=0 ((i + j) mod 3+(i + j) mod 2) mod 2=0 QR码格式信息共15位，包含5个数据位，其中前2位为纠错等级，后3位为掩模图形号码，剩余10位是用BCH(15，5)编码计算得到的纠错位。将得到的15位格式信息与掩模图形101010000010010进行异或运算，以确保纠错等级和掩模图形合在一起出现全是0的情况。
QR码版本信息共18位，包含6位数据位，为版本信息，通过BCH(18，6)编码计算出12个纠错位放在数据位之后。
因为格式信息和版本信息的正确译码是整个符号正确译码的关键，因此QR码提供了格式信息和版本信息的冗余，它们在符号中均出现两次。
3.3 编码程序介绍
QRCodeEncoder类主要的数据成员及成员函数： public Class QRCodeEncoder//编码类
{public enum ENCODE-MODE{ALPHA-NUMERIC，NUMERIC，BYTE，CHINA}；//四种模式数字、字母数字、字节、汉字
public enum ERROR-CORRECTION{L，M，Q，H}；//四种纠错等级 internal ERROR-CORRECTION qrcodeErrorCorrect；//纠错变量 internal ENCODE-MODE qrcodeEncodeMode；//编码模式变量 internal int qrcodeVersion；//版本号
internal int qrcodeStructureappendN；//参数N internal int qrcodeStructureappendM；//参数M
internal int qrcodeStructureappendParity；//奇偶校验位 internal Color qrCodeBackgroundColor；//背景颜色 internal Color qrCodeForegroundColor；//前景颜色
internal int qrCodeScale；//矩阵码符号每个模块的像素大小
internal String qrcodeStructureappendOriginaldata；//要进行原始数据流 public QRCodeEncoder(){??} //编码类的构造函数
public virtual void setStructureappend(int m，int n，int p){??} //设置编码的扩充解释模式
public virtual int calStructureappendParity(sbyte [] originaldata) {??}//编码的扩充解释模式中的奇偶校验位产生函数
public virtual bool[][]calQrcode(byte[] qrcodeData ) {??} //根据要编码的数据得到布尔型二维矩阵
private static sbyte[]divideDataBy8Bits(int[] data，sbyte[]bits， int maxDataCodewords) //把位流按码字分组
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private static sbyte [] calculateRSECC(sbyte[]codewords，sbyte rsEccCodewords，sbyte[]rsBlocdorder,int maxdataCdewords maxcodewords){??}//计算数据的纠错
码函数，codewords为要纠错的码字，resEccCodewords为纠错码字，rsBlockorder纠错码字块，maxDataCodewords最大信息数据码字．最大数据码字 prirate static sbyte selectMask( sbyte[][]matrixContent int maxCodewordsBitWithRemain)//选择掩模图像函数
public virtual Bitmap Encode(String content, Encoding encoding) //把要编码的数据以及根据它的编码模式的类别来生成图像 public virtual Bitmap Encode(String content)
//根据给定的原始数据函数未构造QR码的符号图像 private String GB2312(string str)
{Encoding gb=Encoding．Get Encoding(“gb2312”)； byte[]bytes=gb.GetByte(str)；
string low ode=System．Convert．ToString(bytes[0]，16)； //取出元素1编码内容（两位16进制）
string hightCode=System．Convert．ToString(bytes[1]，16)； //取出元素2编码内容（两位16进制） string encode=lowCode+hightCode return encode；
//函数返回汉字的GB2312值内码（四位16进制） } }
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第4章 QR码的译码设计
4.1 QR码译码原理
QR的译码是从识读一个QR码符号到输出数据字符的过程，是编码的逆过程。这个过程主要分为三部分：图像预处理和QR码识别、QR码纠错、QR码译码。
图像预处理过程主要是在采集的图像中定位QR码图像，QR码识别过程主要是通过图像识别得到单元模块的条码符号矩阵，并将符号矩阵转化成一维字节流的形式，纠错是应用检测和纠错译码程序来纠正替代错误与拒读错误，直到规定的纠错容量。然后通过QR码解码操作，得到存储在QR码符号矩阵中的信息数据。
从识读一个QR码符号到输出数据字符的译码步骤是编码程序的逆过程，图4-1为该过程的流程：
(1) 定位并获取符号图像。深色和浅色模块识别为由“0”与“1”组成的阵列。
(2) 识读格式信息(按需要去除掩模图形并完成对格式信息模块的纠错，识别纠错等级与掩模图形参考)。
(3) 识别版本信息(如果应用)，确定符号的版本。
(4) 用掩模图形(掩模图形参考己经从格式信息中得到)对编码区域的位图进行异或处理，消除掩模。
(5) 根据模块排列规则，识读符号字符，恢复信息的数据与纠错码字。
(6) 用与纠错等级信息相对应的纠错码字检测错误，如果发现错误，则进行纠错。 (7) 根据模式指示符和字符指示符将数据码字划分成多个部分。 (8) 最后，按照使用的模式进行译码，得出数据字符并输出结果。
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