1. 研究目的与意义（文献综述）

条码技术是20世纪中叶发展并广泛应用的集光、机、电和计算机技术为一体的高新技术，是将数据进行自动采集并输入计算机的重要方法和手段。它解决了计算机应用中数据采集的“瓶颈”，实现了信息的快速、准确获取与传输，是信息管理系统和管理自动化的基础。条码技术有机地联系了各行各业的信息系统，为实物流和 信息流的同步提供了技术手段，有效地提高了供应链管理的效率，是电子商务、物流管理现代化等的必要前提。

从上个世纪70年代开始，经过30多年的发展，条码技术作为一种关键的信息标识和信息采集技术，在全球范围内得到了迅猛发展。国际上，随着应用的不断深入，条码技术正处于一个强劲的集成创新发展期，是商业贸易、物流、

产品追溯、电子商务等领域的主导信息技术。

十多年来，以条码技术为代表的自动识别技术，在我国国民经济各行业应用的广度和深度不断发展，已经成为信息化建设中的一个重要部分，是建设大市场、搞活大流通，实现国民经济现代化，促进企业参与国际经济大循环，增

强竞争力不可缺少的技术工具和手段。

二维码（2-dimensional bar code）是指按一般规律，在平面上分布的黑白相间，记录数据信息符号的特定几何图形。二维码也属于条码，但二维码能够在横向和纵向两个方向、两个维度同时存储和表达信息，是在一维条码的基础上扩展出另一维具有可读性的条码。二维码使用黑白矩形图案表示二进制数据（即在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”“1”比特流概念），让若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息的自动处理。二维码具有一般条码的共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的

校验功能等。

1、二维码的基础

1.1二维码的分类

1）普通二维码。最普通的二维码没有过多的修饰，仅有一些黑白相间的矩形阵列组成这些矩形里就包含着二进制数据，使图形在被扫描时能让矩形里的信息传递出去。

2）带文字的二维码。并不是所有的二维码都只有单调的黑白矩形，一些经过创新和加工的二维码也逐渐出现在二维条码的应用领域。一些公司或企业都会在自己的二维码中加入想传递给大众的文字信息，从而使自己的二维码更加具有标志性例如在二维码中央加上一块文字贴图

3）带图形的二维码。其目的和意义同上，只是将文字变为了图形，更方便人们辨识和记忆。

4）彩色二维码。如今，除了一成不变的黑白矩形，二维码更加大胆地加入了色彩的运用，使之不再有单调的黑白二色。彩色的二维码无疑让二维码这个小小的方格散发出新的生命力，更多企业愿意使用夏色二维码作为自己的产品的推广广告。（如下图所示）

1.2二维码的运用原理

1）堆叠式/行排式二维条码

堆叠式/行排式二维条码又称堆积式或层排式二维条码，其编码原理是建立在一维码基础上，按需要堆积成两行或多行。它在编码设计、校验原理、识读

方式等方面继承了一维码的一些特点，识读设备和条码印刷与一维码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不同于一维

码。有代表性的行排式二维码是Code 49（下图）

2）矩阵式二维条码

矩阵式二维条码（又称棋盘式二维码）是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状点，表示二进制的“1”，不出现点，表示二进制的“0”，点的排列组合确

定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图形处理技

术、组合编码原理等基础上的新型图形符号自动识读处理码制。

1.3二维码的编码原理

1）数据分析

首先要确定编码的字符类型，按相应的字符集转换成符号字符；选择纠错等级，在规格一定的条件下，纠错等级越高，其实质数据的容量也就越小。

2）数据编码

将数据字符转换为位流，每8位字符一个码字，即可整体构成一个数据的

码字序列。知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。

QR码资料内容

3）纠错编码

按需求将上面的码字序列分块，并且根据纠错等级和分块的码字，产生纠错码字，再把纠错码字加入到数据码字序列后面，成为一个新的序列。二维码规格和纠错等级一旦确定，它所能容纳的码字总数和纠错码字数也就确定了。

二维码的纠错等级有具体的错误修正容量。

错误修正容量

4）构造最终数据信息

在规格确定的条件下，将上面产生的序列按次序放入分块中，按规定把数据分块，然后对每一块进行计算，得出相应的纠错码字区块，把纠错码字区块，把纠错码字区块按顺序构成一个序列，添加到原先的数据码字序列后面。把上

面的完整序列填充到相应的规格的二维码区域中。

5）掩模

将掩模图形用于符号的编码区域，使得二维码图形中的深色和浅色（黑色

和白色）区域能够比例最优地分布。

6）格式和版本信息

生成格式和版本信息放入相应区域内。

二维码具有自己的三个编码规则：

（1）唯一性：同种规格同种产品对应同一个产品代码，同种产品不同规格对应不同的产品代码。根据产品的不同性质，如重量。包装。规格、气味、

颜色、形状等，富裕==赋予不同的商品代码。

（2）永久性：产品代码一经分配，就不再更改，并且是终身的。当此种产品不再生产时，其对应的产品代码只能搁置起来，不得重复启用再分配给其

他商品。

（3）无含义：为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁更新换代的需

要最好采用的无含义的顺序码。

1.4二维码的识别原理：

（1）定位条码：找到条码符号的的图像区域，对有明显条码特征的区域进行定位，然后根据不同条码的定位图形结构特征对条码符号进行下一步的处

理。

（2）分割条码：经过边缘检测后由于条码区域的的边界不是很完整，所

以需要进一步修正边界，然后分割出一个完整的条码区域。

（3）纠错译码：通过定位与分割操作，可得到一幅标准的条码图像，对该图像符号进行网格采样，对网格每一个交点上的图像像素取样，并根据阈值确定是深色块还是还是浅色块。然后构造一个位图，用二进制的1表示深色像素，0表示浅色像素，从而得到条码的原始二进制序列值，然后对这些数据进行纠错和译码，最后根据条码的逻辑编码规则把这些原始的数据位流转换成数

据码字，即将码字图像符号换成ASCⅡ码字符串。

2、二维码的研究及国内外发展的现状

2.1国外现状与趋势

国际上，从上个世纪70年代至今，条码技术及应用都取得了长足的发展：符号表示已由一维条码发展到二维条码，目前又出现了将一维条码和二维条码结合在一起 的复合码；条码介质由纸质发展到特殊介质；条码的应用已从商业领域拓展到物流、金融等经济领域，并向纵深发展，面向企业信息化管理的深层次的集成；条码技 术产品逐渐向高、精、尖和集成化方向发展。目前，

国际上条码技术的发展呈如下特点。

根据美国的专业研究机构VDC (Venture DevelopmentCorp．)的统计，全球条码市场规模一直在持续稳步增长。到2008年，全球条码技术装备的市场规模将从2003年的90亿美元 增长到155亿美元，其中美洲地区年平均增长率将超过6％，欧洲、中东和非洲地区年平均增长率接近7％， 亚太地区年平均

增长率将达到12％。国际条码技术产业的前景方兴未艾。

随着应用的深入，条码技术装备也朝着多功能、远距离、小型化、软件硬件并举、安全可靠、经济适用方向发展，出现了许多新型技术装备。具体表现为：条码识读 设备向小型化，与常规通用设备的集成化、复合化发展；条码数据采集终端设备向多功能、便携式、集成多种现代通讯技术和网络技术的设备一体化方到更加广泛和 深入的应用。条码生成设备向专用和小批量印制方

向发展；条码生成设备向专用和小批量印制方向发展。例如，基于GPRS、

CDMA的条码通讯终端，使条码手段。

技术在现场服务、物流配送、生产制造等诸多领域，得又如，由于现阶段手机广泛普及，通信网络更加完整，于是，能够识读条码的手机可以成为一种集数据采集、处理、交互、显示、认证等多种功能为一体的移动式数据终端，实现手机价值的最大化。

2.2国内现状与趋势

我国条码技术的推广和应用自上个世纪八十年代开始。十多年来，我国条码技术的推广应用坚持以发展为核心，以服务求巩固，以标准促应用，条码技术已从商业零售领域向运输、物流、电子商务和产品追溯等多领域拓展，并带

动了条码产业的形成和发展。

我国的零售业是条码技术最先广泛应用的领域。目前，我国商品条码用户有十余万家，使用条码标识的产品超过100万种，条码自动扫描商店(P0s)数万家， 大大提高了我国商品在国内外市场上的竞争力，促进了我国经济的发展。但目前我国商品条码用户主要集中在食品、日化行业，商品条码在医疗保健、服装服饰、农 副产品、化工、建材、家具、玩具、机械与电子、服务等行业

的应用，仍有很大的发展空间。

另外，在对国民经济有重大影响，对条码技术有迫切应用需求的食品行业、服装行业、家电行业、汽车行业，条码技术的应用只是初步的，大都仅用于供应链末端的POS零售。在欧美发达国家的工业制造领域，条码技术的应用已相当普遍。而在我国，条码技术在制造业的应用刚刚起步，只有少数制造业企业在生产、销售、供应和仓储管理等环节应用条码技术，而且应用的层次较低。条码技术尚未发挥其食品安全溯源、供应链管理、产品召回等方面的重要作用。

2. 研究的基本内容与方案

了解当前流行二维条形码的技术和趋势；

熟悉qr 二维码的生成与识别原理；

掌握python pil、matplotlib 和wxpythongui 开发功能。完成qr 码的生

3. 研究计划与安排

进度安排：

第1-3周广泛查阅文献，明确选题，撰写开题报告

第4-5周修改完善开题报告，并完成英文文献翻译

第6-7周设计内容涉及的相关知识和技能的深入学习

4. 参考文献（12篇以上）

1.http://www.qrcode.com/en/index.html

2.http://qrcode.kaywa.com/

3.http://www.pythonware.com/products/pil/