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深度解析什么是二维码?用Python 5行代码生成个性二维码

2018-9-3 10:26| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 11731| 评论: 0|原作者: 小码哥|来自: 人工智能与大数据生活

摘要: 二维码满天飞,随便扫一扫就能扫到不一样的内容。有没有好奇什么是二维码?又是怎么生成的呢?今天我们就用python 5行代码 生成一个二维码,并且是个性的二维码,想你所想的,先看效果图,准备好微信扫一扫,看看扫 ...

Python 存储 Java Hadoop 培训

二维码满天飞,
随便扫一扫就能扫到不一样的内容。
有没有好奇什么是二维码?
又是怎么生成的呢?

今天我们就用python 5行代码 生成一个二维码,并且是个性的二维码,想你所想的,先看效果图,准备好微信扫一扫,看看扫到什么惊喜呢?

普通的二维码
是不是有一点单调,虽然可以修改其颜色

修改颜色和大小

带有背景图的二维码
背景图二维码是不是更容易宣传自己的产品呢?
背景图片可以是任意的图片。

动图二维码

看到这样的二维码
是不是特别想扫一扫呢?

Python代码实现
Python中有一个专门生成二维码的库,叫MyQR. 安装非常简单,直接使用pip安装。如果使用的是Python三剑客(扫码上面加入了解),直接点击按钮安装即可
 pip install MyQR

安装完成以后直接倒入即可,如下代码。

from MyQR import myqr

然后使用库中的run方法生成二维码,代码如下。也可以扫码加入,手把手教你如何生成个性二维码。

#普通的二维码
myqr.run(
    words,
    save_name= '普通的二维码.png'
)

#带图片
myqr.run(
    words,
    picture = 'xxx/logo2.png',
    colorized = True,
    save_name = 'logon_Python.png'
)

#动图
myqr.run(
    words, #需要生成的二维码网址链接
    picture="xxx/logo/dongtu.gif",  #动态图
    colorized=True, #彩色的还是黑白的
    save_name='Python2.gif', #保存为.gif格式否则不是动图
)

什么是二维码?
二维码 (2-dimensional bar code),是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。
因此,在转换的过程中,离不开编码压缩方式。在许多种类的二维条码中,常用的码制有:Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K等。

二维码在现实生活中的应用越来与普遍,归于功于 QR code 码制的流行。我们常说的二维码就是它。所以,二维码又被称为 QR code。

QR code 是一种矩阵式二维条码(又称棋盘式二维条码)。它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。在矩阵相应元素位置上,用点(方点、圆点或其他形状)的出现表示二进制“1”,点的不出现表示二进制的“0”,点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。

二维码结构
我们的目的是要使用 Python 生成 QR 码,那我们需要先了解二维码(QR 码)的结构。根据标准(ISO/IEC 18004),我们可以了解到 QR 码结构如下:


1) 功能图形
功能图形是不参与编码数据的区域。它包含空白区、位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形、校正图形五大模块。

空白区
空白区顾名思义就是要留空白。因此,这里不能有任何图样或标记。这样才能保证 QR 能被识别。

位置探测图形
这个有点类似中文的“回”字。在 QR 码中有个这样的标识,它分别的左上、右上和左下角。作用是协助扫描软件定位 QR 码并转换坐标系。我们在扫描二维码的时候,不管是竖着扫、横着扫、斜着扫都能识别出内容,主要是它的功劳。

位置探测图形分隔符
主要作用是区分功能图形和编码区域。

定位图形
它由黑白间隔的各自各自组成的线条。主要用于指示标识密度和确定坐标系。原因是 QR 码一种有 40 个版本,也就是说有 40 种尺寸。每种二维码的尺寸越大,扫描的距离就越远。

校正图形
只有 Version 2 及以上的QR码有校正标识。校正标识用于进一步校正坐标系。

2) 编码区域
编码区域是数据进行编码存储的区域。它由格式信息、版本信息、数据和纠错码字三部分构成。

格式信息
所有尺寸的二维码都有该信息。它存放一些格式化数据的信息,例如容错级别、数据掩码,和额外的自身 BCH 容错码。

版本信息
版本信息是规定二维码的规格。前面讲到 QR 码一共有 40 种规格的矩阵(一般为黑白色),从21x21(版本1),到177x177(版本40),每一版本符号比前一版本 每边增加4个模块。

数据和纠错码
主要是存储实际数据以及用于纠错码字。

二维码绘制过程
二维码已经是有一套国际标准,绘制二维码过程的严格按照标准来执行。这个过程是比较复杂,我自己也是看了大概,然后总结出大致绘制过程。如果你想深入了解绘制细节,可以阅读标准。

二维码的绘制大概过程如下:
1)在二维码的左上角、左下角、右上角绘制位置探测图形。位置探测图形一定是一个 7x7 的矩阵。
2)绘制校正图形。校正图形一定是一个 5x5 的矩阵。
3)绘制两条连接三个位置探测图形的定位图形。
4)在上述图片的基础上,继续绘制格式信息。
5)接着绘制版本信息。
6)填充数据码和纠错码到二维码图中。
7)最后是绘制蒙版图案。因为按照上述方式填充内容,可能会出现大面积的空白或黑块的情况,导致扫描识别会十分困难。所以需要对整个图像与蒙版进行蒙版操作(Masking),蒙版操作即为异或 XOR 操作。在这一步,我们可以将数据排列成各种图片。

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