QR code 入门教程（三）
承接上文，我们已经说过了数据编码和纠错码的生成，接下来我们继续下面的步骤
结构化最终的数据
- 所谓的结构化（Structure），说白了就是如何把之前生成的数据排成一个比特流。根据之前内容，我们已经得到了数据流以及纠错码，这些数据目前被放在不同的块（Block）中，如下表
| Group Number | Block Number | Data Codewords in the Group | Data Codewords as Integers |
|---|---|---|---|
| Error Correction Codewords for the Block | |||
| Group 1 | Block 1 |
(codeword #1) 01000011 (codeword #2) 01010101 (codeword #3) 01000110 (codeword #4) 10000110 (codeword #5) 01010111 (codeword #6) 00100110 (codeword #7) 01010101 (codeword #8) 11000010 (codeword #9) 01110111 (codeword #10) 00110010 (codeword #11) 00000110 (codeword #12) 00010010 (codeword #13) 00000110 (codeword #14) 01100111 (codeword #15) 00100110 |
Data Codewords from the left, as Integers: 67,85,70,134,87,38,85,194,119,50,6,18,6,103,38 Error Correction Codewords (show how these were calculated): 213 199 11 45 115 247 241 223 229 248 154 117 154 111 86 161 111 39 |
| Block 2 | (codeword #16) 11110110 (codeword #17) 11110110 (codeword #18) 01000010 (codeword #19) 00000111 (codeword #20) 01110110 (codeword #21) 10000110 (codeword #22) 11110010 (codeword #23) 00000111 (codeword #24) 00100110 (codeword #25) 01010110 (codeword #26) 00010110 (codeword #27) 11000110 (codeword #28) 11000111 (codeword #29) 10010010 (codeword #30) 00000110 |
Data Codewords from the left, as Integers: 246,246,66,7,118,134,242,7,38,86,22,198,199,146,6 Error Correction Codewords (show how these were calculated): 87 204 96 60 202 182 124 157 200 134 27 129 209 17 163 163 120 133 |
|
| Group 2 | Block 1 | (codeword #31) 10110110 (codeword #32) 11100110 (codeword #33) 11110111 (codeword #34) 01110111 (codeword #35) 00110010 (codeword #36) 00000111 (codeword #37) 01110110 (codeword #38) 10000110 (codeword #39) 01010111 (codeword #40) 00100110 (codeword #41) 01010010 (codeword #42) 00000110 (codeword #43) 10000110 (codeword #44) 10010111 (codeword #45) 00110010 (codeword #46) 00000111 |
Data Codewords from the left, as Integers: 182,230,247,119,50,7,118,134,87,38,82,6,134,151,50,7 Error Correction Codewords (show how these were calculated): 148 116 177 212 76 133 75 242 238 76 195 230 189 10 108 240 192 141 |
| Block 2 | (codeword #47) 01000110 (codeword #48) 11110111 (codeword #49) 01110110 (codeword #50) 01010110 (codeword #51) 11000010 (codeword #52) 00000110 (codeword #53) 10010111 (codeword #54) 00110010 (codeword #55) 11100000 (codeword #56) 11101100 (codeword #57) 00010001 (codeword #58) 11101100 (codeword #59) 00010001 (codeword #60) 11101100 (codeword #61) 00010001 (codeword #62) 11101100 |
Data Codewords from the left, as Integers: 70,247,118,86,194,6,151,50,16,236,17,236,17,236,17,236 Error Correction Codewords (show how these were calculated): 235 159 5 173 24 147 59 33 106 40 255 172 82 2 131 32 178 236 |
接下来要做的工作就是把这些数据 “安排的明明白白的”。
Step 2 交错插入块
- 这个很好理解，请看 Interleave the Data Codewords 和 Interleave the Error Correction Codewords。这里不再重述。
- 然后把交错后的纠错码放在交错后的数据码字后面，就可以了
Step 3 转化为 2 进制
- 将 Step 2 排列好的数字转为 2 进制。
补零剩余位
- 有些版本的最终信息比特流没法填满整个QR码，对于这种情况，需要在末尾补零。补零的个数请查看 List of Versions and Required Remainder Bits。其实补零的个数也是可以算出来的，以 5-Q 为例，其中数据码字数为 60，纠错码码字数为 72（18*4），共 （72+60）*8 = 1072 个比特，然后再对比下表（下标来自国标），可以知道 5-Q 的数据容量是 1079，那么 1079 - 1072 = 7，需要补 7 个 0.
在矩阵中放置模块
像素和模块的区别。模块就是一块黑的或者白的块，模块由若干像素组成。例如一个 21*21 的模块，像素有可能是 42*42，或者 105*105。
功能图形
+ 位置探测图形（Finder Pattern）。三个块，用于定位
+ 分隔符（Separator）。用于将位置探测图形与其他部分分开的功能图形，全都是浅色模块，宽度为 1.
+ 校正图形（Alignment Pattern）。长得有点像位置探测图形，但是更小更多。
+ 定位图形（Timing Pattern）。深色与浅色模块交错的图像，用于确定符号中模块的坐标。深色模块（Dark module）。干啥用的？确定版本信息？我也不清楚。
Step 1：放置位置探测图形
- 有三个这样的图形
，它们的左上角位置为： 左上角（0,0）、左下角（0, (V-1)*4+21-7）、右上角（(V-1)*4+21-7，0）。
Step 2：添加分隔符
- 在位置探测图形外面加一圈浅色模块
Step 3：添加校正图形
- 校正图形长得和位置探测图形比较像
，其个数与版本有关，可查表 alignment pattern locations table。 
Step 4：添加定位图形
- 有两条，垂直一条，水平一条。位于两个finder patterns之间，并且开始和结束都是黑色的块。可以与校正图形重叠，因为它们两的颜色是一致的（多么神奇）
Step 5：添加深色模块和保留预留区域
- 就是一黑点，位置为 （8,4V+9）
- 还要格式信息区域（Format Inoformation Area），具体位置如蓝色区域
- 保留版本信息区域，蓝色位置，一个是6*3，另一个是3*6
Step 6：放置数据比特流
- 从右下角开始，遇到功能图像则跳过，直到一下个可用位置。放置的顺序如下图
- 如果遇到了垂直的那条定位图形，直接下一列开始
- 每次填两列，具体看下图
- 遇到功能图像的时候跳过。
数据掩码
- 数据和功能图形都放进去了，现在加上掩码，这是为了让读取器能够容易的读取数据
- 掩码就是就是对块取反，有八种掩码方案，参看 QR Mask Patterns Explained
选择最好的那种掩码
- 八种掩码，八个结果，对每种结果进行评估取惩罚值最小的那种。
-
惩罚值计算方法：
- The first rule gives the QR code a penalty for each group of five or more same-colored modules in a row (or column).
- The second rule gives the QR code a penalty for each 2x2 area of same-colored modules in the matrix.
- The third rule gives the QR code a large penalty if there are patterns that look similar to the finder patterns.
- The fourth rule gives the QR code a penalty if more than half of the modules are dark or light, with a larger penalty for a larger
difference.
条件 1，遇到=5个一样的块，惩罚值为3，如果在第一个=5的块后颜色还是一样，惩罚值为1。看图说话
条件 2，遇到2*2的块，惩罚值为3。
条件 3，找类似位置探测图像的块，简单的说就是找下面两种，惩罚值为40
-
条件 4，这个条件希望深色和浅色模块要尽量一样多，具体步骤是：
- 计算矩阵中所有模块的数量
- 计算深色模块的占比：（深色模块数 / 总模块数）*100
- 然后向前找5的倍数，向后找5的倍数。例如，占比=43，那么前一个5的倍数是40，后面一个是45
- 计算与 50% 的绝对值差，例如 |45-50| = 5，|40 - 50| = 10。
- 然后除以 5，例如，5/5 = 1, 10/5=2。
- 取小的那个值，然后乘上10，得到惩罚值。例如 1,2中1更小，所有惩罚值是1*10=10。
格式和版本信息
- 最后一步！格式信息包括校正级别和掩码的方案，可查表 Format and Version String Tables，将格式信息填入矩阵，以 110011000101111 为例
- 在(8, 4*V+9)，把深色模块给画上
- 版本信息，查Format and Version String Tables，然后按下图位置填上18位的比特流
