《二維碼掃描》課件

二維碼掃描二維碼技術(shù)改變了信息獲取方式，本次演講將深入探討其原理與應(yīng)用目錄基礎(chǔ)知識(shí)二維碼定義、歷史發(fā)展與類型技術(shù)原理編碼機(jī)制、結(jié)構(gòu)與掃描原理應(yīng)用場景支付、溯源、身份驗(yàn)證等實(shí)例實(shí)現(xiàn)方法開發(fā)流程、平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化發(fā)展與安全安全問題、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與未來趨勢什么是二維碼定義二維平面上用特定幾何圖形按編碼規(guī)則排列的黑白矩陣特點(diǎn)信息密度高、抗損壞能力強(qiáng)、讀取快速二維碼的發(fā)展歷史11994年日本DensoWave公司發(fā)明QR碼22000年代初在日本迅速普及應(yīng)用32010年后中國市場爆發(fā)式增長4現(xiàn)今全球應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展常見二維碼類型QR碼最常見類型，方形，三個(gè)角落有定位圖案DataMatrix工業(yè)應(yīng)用廣泛，可印制極小尺寸PDF417條形與矩陣混合，常用于身份證件漢信碼中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，漢字編碼效率高二維碼的數(shù)據(jù)容量7089數(shù)字字符QR碼最大容量（40版本）4296字母字符英文字母與符號最大容量1817二進(jìn)制字節(jié)二進(jìn)制數(shù)據(jù)最大容量984漢字字符中文字符最大承載數(shù)量二維碼編碼原理簡介數(shù)據(jù)分析確定編碼模式與版本數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)流糾錯(cuò)編碼生成糾錯(cuò)碼字構(gòu)建矩陣放置功能圖形與數(shù)據(jù)生活中的二維碼移動(dòng)支付微信支付寶掃碼付款電子票證景區(qū)門票、交通票據(jù)物流追蹤包裹狀態(tài)實(shí)時(shí)查詢信息獲取連接WiFi、獲取網(wǎng)址身份驗(yàn)證健康碼、門禁通行二維碼生成流程內(nèi)容輸入文本、網(wǎng)址、圖片等數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置大小、糾錯(cuò)級別、邊距代碼生成轉(zhuǎn)換為黑白矩陣圖形圖像輸出保存為PNG、JPG等格式二維碼結(jié)構(gòu)詳解位置探測圖形三個(gè)角落的同心方框，用于定位校正圖形小型定位點(diǎn)，輔助校正變形定位基準(zhǔn)線連接探測圖形的參考線數(shù)據(jù)區(qū)域存儲(chǔ)實(shí)際數(shù)據(jù)的黑白模塊二維碼的信息編碼方式編碼模式適用數(shù)據(jù)效率數(shù)字模式純數(shù)字最高字母數(shù)字模式數(shù)字與大寫字母較高字節(jié)模式任意8位字節(jié)中等漢字模式漢字字符較低二維碼的糾錯(cuò)等級L級（低）可恢復(fù)約7%損壞區(qū)域M級（中）可恢復(fù)約15%損壞區(qū)域Q級（較高）可恢復(fù)約25%損壞區(qū)域H級（高）可恢復(fù)約30%損壞區(qū)域二維碼的容錯(cuò)設(shè)計(jì)嵌入標(biāo)志中心區(qū)域可放置品牌Logo污損容忍部分臟污仍可正常識(shí)別遮擋識(shí)別局部遮擋下保持功能二維碼與一維碼的對比一維碼數(shù)據(jù)容量小，僅幾十個(gè)字符需精準(zhǔn)對準(zhǔn)掃描抗損壞能力弱成本低，技術(shù)簡單二維碼數(shù)據(jù)容量大，可存儲(chǔ)千字節(jié)信息360°全方位可掃具有糾錯(cuò)能力，抗損壞應(yīng)用場景豐富多樣二維碼圖案美化二維碼制作工具微信小程序草料二維碼、第九工廠在線網(wǎng)站草料二維碼、聯(lián)圖網(wǎng)、二維工場專業(yè)軟件QRCodeStudio、Photoshop插件編程庫QRCode.js、ZXing等開源庫二維碼掃描原理概述圖像獲取相機(jī)捕獲二維碼圖像圖像處理灰度處理、二值化特征定位檢測定位點(diǎn)、確定方向信息提取解析碼元、還原數(shù)據(jù)圖像采集與處理圖像采集相機(jī)捕獲二維碼原始圖像圖像增強(qiáng)調(diào)整亮度、對比度改善清晰度灰度處理轉(zhuǎn)換為灰度圖像，簡化信息二值化將圖像轉(zhuǎn)換為純黑白像素定位與校正查找定位圖形檢測三個(gè)角落的特征圖案角度分析確定二維碼的傾斜角度與方向透視校正將傾斜變形的圖像恢復(fù)為正方形模塊提取識(shí)別并確定每個(gè)黑白小方格的位置信息解碼流程樣本柵格化將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字矩陣數(shù)據(jù)區(qū)塊提取按照規(guī)定順序讀取數(shù)據(jù)糾錯(cuò)處理利用糾錯(cuò)算法修復(fù)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)譯碼還原為原始格式信息常用開源解碼庫解碼庫支持平臺(tái)主要特點(diǎn)ZXingJava/Android功能全面，應(yīng)用廣泛ZBarC/C++/Python速度快，資源占用少Q(mào)Rcoder.NET高度集成，使用簡便jsQRJavaScript適合Web應(yīng)用，性能良好移動(dòng)終端掃碼流程相機(jī)初始化申請權(quán)限，打開相機(jī)預(yù)覽流創(chuàng)建設(shè)置幀率和分辨率實(shí)時(shí)掃描逐幀分析尋找二維碼結(jié)果處理解析內(nèi)容并執(zhí)行操作二維碼掃描的環(huán)境影響因素光照條件過暗或過亮都會(huì)影響識(shí)別效果掃描距離過近或過遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致無法對焦反光問題屏幕或塑封表面反光干擾掃描二維碼損壞破損、褪色影響識(shí)別率二維碼識(shí)讀速度優(yōu)化硬件優(yōu)化提高相機(jī)分辨率使用自動(dòng)對焦功能增強(qiáng)低光性能算法優(yōu)化多線程并行處理減少圖像預(yù)處理環(huán)節(jié)使用輕量級解碼庫掃描策略區(qū)域優(yōu)先檢測幀差分析提高效率緩存機(jī)制減少重復(fù)計(jì)算二維碼掃描常見問題與解決問題無法識(shí)別變形碼低光環(huán)境掃描失敗微信無法識(shí)別自制碼過小尺寸識(shí)別困難解決方案提高糾錯(cuò)級別至H級打開閃光燈輔助掃描規(guī)范編碼格式與參數(shù)增大打印尺寸至3厘米以上二維碼應(yīng)用的廣泛性支付結(jié)算物流倉儲(chǔ)身份認(rèn)證營銷推廣產(chǎn)品溯源其他移動(dòng)支付中的二維碼靜態(tài)收款碼固定不變，適合小額交易安全性相對較低使用便捷，無需聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)付款碼60秒變化一次安全性高，防止盜刷需要網(wǎng)絡(luò)環(huán)境交易數(shù)據(jù)日均掃碼支付交易超50億筆覆蓋90%以上線下商戶單日峰值交易量破百億物流追蹤與二維碼包裹入庫生成唯一追蹤碼運(yùn)輸追蹤各節(jié)點(diǎn)掃碼更新狀態(tài)分揀配送掃碼自動(dòng)分揀路由簽收確認(rèn)掃碼簽收完成交付健康碼與防疫14億用戶覆蓋全國人口基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋100億+日均查驗(yàn)防疫高峰期單日查驗(yàn)次數(shù)30萬+場所接入全國接入健康碼系統(tǒng)的場所數(shù)量二維碼電子票證便捷購票線上支付，電子票證立即下發(fā)快速驗(yàn)證入場掃碼，秒級完成驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析實(shí)時(shí)掌握入場人數(shù)與流量環(huán)保減碳減少紙質(zhì)票據(jù)，降低資源消耗餐飲掃碼點(diǎn)餐掃描桌面碼獲取專屬菜單頁面自助點(diǎn)餐查看菜品詳情，添加購物車在線支付確認(rèn)訂單，完成支付后廚制作系統(tǒng)推送訂單，廚房處理二維碼與產(chǎn)品溯源原料來源產(chǎn)地信息、采收時(shí)間生產(chǎn)加工加工廠家、生產(chǎn)批次物流運(yùn)輸配送路徑、環(huán)境數(shù)據(jù)銷售環(huán)節(jié)銷售商信息、上架時(shí)間智慧校園二維碼應(yīng)用校園通行學(xué)生證電子化校門門禁管理宿舍進(jìn)出記錄教學(xué)管理課堂簽到考勤教材資源獲取實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理校園生活食堂支付結(jié)算圖書借閱管理活動(dòng)報(bào)名參與公共交通與二維碼地鐵乘車碼掃碼進(jìn)站，減少排隊(duì)時(shí)間公交二維碼上車掃碼，無需零錢網(wǎng)約車驗(yàn)證掃碼確認(rèn)，提高安全性共享單車便捷解鎖，即掃即騎二維碼與社交媒體企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的角色數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策掃碼行為分析助力精準(zhǔn)營銷流程自動(dòng)化替代人工錄入，提高準(zhǔn)確率客戶體驗(yàn)優(yōu)化簡化交互，提升服務(wù)效率資產(chǎn)數(shù)字化實(shí)物與數(shù)字信息高效關(guān)聯(lián)二維碼廣告營銷線下引流海報(bào)傳單引導(dǎo)線上轉(zhuǎn)化互動(dòng)營銷掃碼參與抽獎(jiǎng)、游戲活動(dòng)產(chǎn)品附加值包裝掃碼獲取使用指南、視頻教程二維碼身份認(rèn)證身份綁定個(gè)人信息與唯一碼關(guān)聯(lián)動(dòng)態(tài)生成時(shí)效性碼防止復(fù)制盜用加密驗(yàn)證多重加密保障數(shù)據(jù)安全二維碼圖書管理圖書編目每本書附帶唯一二維碼標(biāo)簽自助借閱讀者掃碼完成借閱登記館內(nèi)定位掃描書架碼查找圖書位置歸還管理掃碼快速完成歸還流程二維碼失效與管理靜態(tài)碼風(fēng)險(xiǎn)長期不變，易被復(fù)制無法遠(yuǎn)程停用難以追蹤使用情況動(dòng)態(tài)碼優(yōu)勢定時(shí)更新，提高安全性可設(shè)置使用次數(shù)限制支持遠(yuǎn)程失效控制使用行為可追溯分析二維碼掃描App開發(fā)流程需求分析確定核心功能與目標(biāo)用戶原型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)界面流程與交互方式開發(fā)實(shí)現(xiàn)編寫代碼，集成掃描庫測試優(yōu)化各環(huán)境下掃碼測試與體驗(yàn)優(yōu)化發(fā)布運(yùn)營應(yīng)用商店上架與持續(xù)迭代iOS平臺(tái)二維碼掃描實(shí)現(xiàn)//初始化相機(jī)會(huì)話letcaptureSession=AVCaptureSession()captureSession.sessionPreset=.high//配置視頻輸入guardletvideoCaptureDevice=AVCaptureDevice.default(for:.video)else{return}letvideoInput:AVCaptureDeviceInputvideoInput=tryAVCaptureDeviceInput(device:videoCaptureDevice)captureSession.addInput(videoInput)//設(shè)置視頻輸出letmetadataOutput=AVCaptureMetadataOutput()captureSession.addOutput(metadataOutput)metadataOutput.metadataObjectTypes=[.qr]Android平臺(tái)二維碼掃描實(shí)現(xiàn)//使用CameraXAPI初始化相機(jī)privatevoidstartCamera(){ListenableFuturecameraProviderFuture=ProcessCameraProvider.getInstance(this);

cameraProviderFuture.addListener(()->{try{ProcessCameraProvidercameraProvider=cameraProviderFuture.get();

//配置預(yù)覽Previewpreview=newPreview.Builder().build();

//配置圖像分析器ImageAnalysisimageAnalysis=newImageAnalysis.Builder().setBackpressureStrategy(ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST).build();

imageAnalysis.setAnalyzer(executor,newQRCodeAnalyzer());}catch(Exceptione){Log.e(TAG,"相機(jī)初始化失敗",e);}},ContextCompat.getMainExecutor(this));}小程序/網(wǎng)頁內(nèi)掃碼實(shí)現(xiàn)微信小程序//調(diào)用攝像頭掃碼APIwx.scanCode({onlyFromCamera:true,scanType:['qrCode'],success(res){console.log(res.result)},fail(err){console.error(err)}})網(wǎng)頁JS實(shí)現(xiàn)//使用jsQR庫處理圖像functionscanQRCode(imageData){constcode=jsQR(imageData.data,imageData.width,imageData.height);if(code){console.log("QR碼內(nèi)容:",code.data);}}二維碼掃描性能優(yōu)化降低分辨率采用640×480等中等分辨率降低處理壓力多線程處理圖像處理與UI渲染分離，防止卡頓區(qū)域識(shí)別僅分析圖像中央?yún)^(qū)域，降低計(jì)算量幀率控制每秒分析10-15幀，平衡性能與耗電二維碼識(shí)別算法最新進(jìn)展傳統(tǒng)算法基于邊緣檢測幾何特征定位圖像閾值處理固定模式匹配AI增強(qiáng)技術(shù)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)處理深度學(xué)習(xí)定位算法自適應(yīng)圖像增強(qiáng)超分辨率重建技術(shù)常見安全問題釣魚網(wǎng)址偽裝成正規(guī)網(wǎng)站竊取賬號密碼誘導(dǎo)下載惡意程序惡意腳本自動(dòng)執(zhí)行不安全操作收集個(gè)人敏感信息后臺(tái)植入木馬病毒防范措施使用正規(guī)掃碼軟件開啟安全提示避免掃描不明來源碼法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)名稱發(fā)布單位適用范圍GB/T18284國家標(biāo)準(zhǔn)委