我们先来简单了解一下二维码。

二维码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几何图形按一定规律在二维平面上分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形；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” 比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

二维码有许多的码制，有PDF417、QR Code、Code 49、Code 16K、Code One等。我们在日常生活中常见的是QR Code（Quick Response Code），相对于传统的条形码（Bar Code），它能够存储更多的信息，也能表示更多的数据类型。因为在日常生活中较为常见，所以二维码又被直接称作QR Code。

接下来我们了解一下二维码的大致结构。

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，它分别位于左上、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：它由黑白间隔的格子组成的线条，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的每边增加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。

二维码已有一套国际标准，绘制二维码的过程要严格按照标准来执行。而这个过程比较复杂，下面总结出了大致绘制过程。

二维码的绘制大概过程如下：

• 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；
• 绘制校正图形，校正图形一定是一个 5x5 的矩阵；
• 绘制两条连接三个位置探测图形的定位图形；
• 在上述图片的基础上，继续绘制格式信息；
• 接着绘制版本信息；
• 填充数据码和纠错码到二维码图中；
• 最后绘制蒙版图案。因为按照上述方式填充内容，可能会出现大面积空白或黑块的情况，导致扫描识别十分困难。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。

我们用Python来处理二维码，这里仅简单提几个Python的第三方库，抛个砖头，详细的使用方法可以去看官方文档。（其实就是懒了 XD）

1、 Myqr

Github

2、 python-qrcode

Github

上面2个都是生成二维码的，下一个是解码的。

3、 pyzbra

Github