Python 中怎么生成二維碼

這篇文章給大家介紹Python 中怎么生成二維碼，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

1 二維碼

二維碼（2-dimensional bar code），是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的。它能將數字、英文字母、漢字、日文字母、特殊符號(如空格，%，/ 等)、二進(jìn)制等信息記錄到一個(gè)正方形的圖片中。

因此，在轉換的過(guò)程中，離不開(kāi)編碼壓縮方式。在許多種類(lèi)的二維條碼中，常用的碼制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K等。

二維碼在現實(shí)生活中的應用越來(lái)與普遍，歸于功于 QR code 碼制的流行。我們常說(shuō)的二維碼就是它。所以，二維碼又被稱(chēng)為 QR code。

QR code 是一種矩陣式二維條碼（又稱(chēng)棋盤(pán)式二維條碼）。它是在一個(gè)矩形空間通過(guò)黑、白像素在矩陣中的不同分布進(jìn)行編碼。在矩陣相應元素位置上，用點(diǎn)（方點(diǎn)、圓點(diǎn)或其他形狀）的出現表示二進(jìn)制“1”，點(diǎn)的不出現表示二進(jìn)制的“0”，點(diǎn)的排列組合確定了矩陣式二維條碼所代表的意義。

2 二維碼結構

我們的目的是要使用 Python 生成 QR 碼，那我們需要先了解二維碼(QR 碼)的結構。根據標準（ISO/IEC 18004），我們可以了解到 QR 碼結構如下：

圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò )

1) 功能圖形
功能圖形是不參與編碼數據的區域。它包含空白區、位置探測圖形、位置探測圖形分隔符、定位圖形、校正圖形五大模塊。

• 空白區

空白區顧名思義就是要留空白。因此，這里不能有任何圖樣或標記。這樣才能保證 QR 能被識別。

• 位置探測圖形

這個(gè)有點(diǎn)類(lèi)似中文的“回”字。在 QR 碼中有個(gè)這樣的標識，它分別的左上、右上和左下角。作用是協(xié)助掃描軟件定位 QR 碼并轉換坐標系。我們在掃描二維碼的時(shí)候，不管是豎著(zhù)掃、橫著(zhù)掃、斜著(zhù)掃都能識別出內容，主要是它的功勞。

• 位置探測圖形分隔符

主要作用是區分功能圖形和編碼區域。

• 定位圖形

它由黑白間隔的各自各自組成的線(xiàn)條。主要用于指示標識密度和確定坐標系。原因是 QR 碼一種有 40 個(gè)版本，也就是說(shuō)有 40 種尺寸。每種二維碼的尺寸越大，掃描的距離就越遠。

• 校正圖形

只有 Version 2 及以上的QR碼有校正標識。校正標識用于進(jìn)一步校正坐標系。

2) 編碼區域
編碼區域是數據進(jìn)行編碼存儲的區域。它由格式信息、版本信息、數據和糾錯碼字三部分構成。

• 格式信息

所有尺寸的二維碼都有該信息。它存放一些格式化數據的信息，例如容錯級別、數據掩碼，和額外的自身 BCH 容錯碼。

• 版本信息

版本信息是規定二維碼的規格。前面講到 QR 碼一共有 40 種規格的矩陣（一般為黑白色），從21x21（版本1），到177x177（版本40），每一版本符號比前一版本 每邊增加4個(gè)模塊。

• 數據和糾錯碼

主要是存儲實(shí)際數據以及用于糾錯碼字。

3 二維碼的繪制過(guò)程

二維碼已經(jīng)是有一套國際標準，繪制二維碼過(guò)程的嚴格按照標準來(lái)執行。這個(gè)過(guò)程是比較復雜，我自己也是看了大概，然后總結出大致繪制過(guò)程。如果你想深入了解繪制細節，可以閱讀標準。

二維碼的繪制大概過(guò)程如下：
1）在二維碼的左上角、左下角、右上角繪制位置探測圖形。位置探測圖形一定是一個(gè) 7x7 的矩陣。
2）繪制校正圖形。校正圖形一定是一個(gè) 5x5 的矩陣。
3）繪制兩條連接三個(gè)位置探測圖形的定位圖形。
4）在上述圖片的基礎上，繼續繪制格式信息。
5）接著(zhù)繪制版本信息。
6）填充數據碼和糾錯碼到二維碼圖中。
7）最后是繪制蒙版圖案。因為按照上述方式填充內容，可能會(huì )出現大面積的空白或黑塊的情況，導致掃描識別會(huì )十分困難。所以需要對整個(gè)圖像與蒙版進(jìn)行蒙版操作(Masking)，蒙版操作即為異或 XOR 操作。在這一步，我們可以將數據排列成各種圖片。

4 二維碼的生成

我們既然已經(jīng)了解二維碼原理，那么可以利用 Python 生成二維碼。然而網(wǎng)絡(luò )上高人比比皆是。已經(jīng)有大神編寫(xiě)了 Python 生成二維碼的第三方庫，所以我們不需要重復造輪子, 使用現成的庫即可。

我就推薦兩個(gè)庫：qrcode 和 python-qrcode。

• qrcode

qrcode 運行在 Python 3 版本上，它可以玩出很多花樣。例如能生成以下三種二維碼圖片：普通二維碼、帶圖片的藝術(shù)二維碼（黑白與彩色）、動(dòng)態(tài)二維碼（黑白與彩色）。它比較適合直接用于生成二維碼圖片的場(chǎng)景。

安裝 qrcode 庫可以使用 pip 方式。但是該庫依賴(lài) pillow、numpy 和imageio。因此，我們需要先安裝依賴(lài)庫，再安裝 qrcode。