二维码(Two-dimensional Bar Code)是利用某种特定几何图形,按一定规律在平面(二维方向)上分布的黑白相间图形来记录数据符号信息;并在代码编制上巧妙利用计算机内部逻辑基础“0”、“1”比特流概念,运用若干与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,并通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读来实现信息自动处理^{[ 1]}。

二维码表示方法很多,常见的编码格式有:Data Matrix^{[ 2]}、QR Code^{[ 3]}等。

二维码应用领域非常广泛,已融入日常生活各个方面。常见应用实例有:

(1)订票、团购业务认证码:与传统短信验证码相比,它具有更高的安全性;认证码图片还可存储在手机中或打印在纸上,载体形式更加丰富。

(2)新闻资讯和多媒体广告:在新闻和广告中采用二维码,可使用户通过拍摄二维码,了解更多内容和信息,拓展展示渠道。

(3)手机应用程序与内容下载:通过识别二维码,可直接打开程序和内容下载链接,避免复杂步骤,提升用户体验。

(4)会议、论坛签到:与传统方式相比,通过二维码签到更便捷、更适于大型会议等。

(5)SNS应用与分享:可将各类网站、资讯等相关内容生成二维码并分享到各类SNS平台与他人互动。

近年来,国内外图书馆业界对图书馆和二维码应用进行了很多有益探索。例如:梁永鸿等^{[ 4]}认为二维码可与图书馆OPAC系统结合,通过抽取现有OPAC系统中书目信息,将其转换为QR码图片,并通过手机传递给读者,以弥补现有OPAC系统的不足。周喆^{[ 5]}认为图书馆借还系统可与二维码结合,生成图书二维码,实现图书借还、读者认证、借阅管理等功能。

国内有很多图书馆在OPAC系统中增加了二维码功能,例如浙江理工大学在其书目检索系统中增加二维码,可通过其查看当前图书具体馆藏信息^{[ 6]}。

国外也有很多在图书馆二维码方面的应用。Massis^{[ 7]}介绍了图书馆行业在二维码方面的最新成果和应用,包括迈阿密大学利用QR码提升其图书馆服务。当学生在图书馆检索书目时,通过扫描二维码可将查询图书信息保存到智能手机中,以便下次使用;也可利用书中的QR码,在扫描后打开特定移动网站,显示与当前图书相同名称作者和主题。

Walsh^{[ 8]}在QR码与图书馆服务相结合方面进行探索,针对QR码中几种常见信息格式提出见解:在QR码中编写文本内容,如某阅览室详细的行走路径,可用来补充和扩展图书馆各类指示标识;在OPAC系统中提供的二维码编入了摘要和基本信息,可避免读者手写摘录不便;在QR码中编入手机短信服务或者电话号码,可方便读者用短信与图书馆员交流;还可编入URL信息,进一步扩展相关服务。

MacKinnon等^{[ 9]}介绍了美国加州Contra Costa图书馆“Snap & Go”二维码移动服务,这项服务便于读者下载电子书和有声读物,无论在图书馆或社区中,均可方便利用图书馆资源。

二维码编码内容标准繁多,尚未形成统一规范和公认标准,其编码内容理论上可采用各种元数据规范。其中,应用较多的是vCard^{[ 10]}标准,主要用于标示电子名片,并将读取信息直接作为通讯录信息保存到手机通讯录中。其最简单编码格式为:

BEGIN:VCARD BEGIN:VCARD

N:名:姓 N:wj:z

TEL;CELL:电话号码 TEL;CELL:1234567890

EMAIL:电子邮件地址 EMAIL:wjzhu@libnet.sh.cn

END:VCARD END:VCARD

除上述通用标准外,各大运营商、二维码服务提供商均制订了各自二维码内容标准格式,并通过其配套二维码识别软件给予支持。

QR Code二维码生成可采用多种方式,其主流方法有两种:编程实现和使用二维码生成工具。

对于编程实现来说,主要流程如图1所示:

图1

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	图1 QR Code 生成步骤

在图1中“获取版本必要参数并编码信息”步骤为生成QR Code核心步骤,根据QR Code标准生成二维布尔型数组。目前各类高级程序语言均有相应QR Code类库可供调用生成,例如ZXing^{[ 11]}等。

对于使用二维码生成工具来说,则更为简单,在PC平台上,各大智能手机平台均有不同QR Code生成工具可供使用,例如QuickMark^{[ 12]}、快拍二维码^{[ 13]}等。

上海图书馆在二维码应用方面进行了很多探索,例如在2009年家谱展览中推出二维码服务^{[ 14]},继而在2011年下半年,又推出基于二维码的“上海市中心图书馆一卡通分布图册”,这也是国内首份运用二维码的公共图书馆地图册^{[ 15]},如图2所示:

图2

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	图2 上海市中心图书馆一卡通分布图册

在该地图册上,标出了现有250多家中心图书馆成员馆位置,并将各图书馆信息编入QR Code二维码印刷在地图册上。这样,读者不仅可以通过该地图册查看特定图书馆信息,还可以通过二维码扫描工具读取并识别某图书馆二维码信息,进而实现查看等操作。该地图册二维码采用QR Code编码,码内数据采用UTF-8格式,二维码版本10,纠错等级L;而QR Code内容编码格式则采用国际标准vCard 2.1格式^{[ 10]},使之具有良好的兼容性和可识别性。这本地图册采用8个字段,与vCard格式中元素一一对应,其内容格式与vCard格式对应关系如表1所示:

表1

表1

表1 vCard格式与“上海市中心图书馆”内容格式对应表 vCard字段名称 上海市中心图书馆 FN 馆名 ORG 馆别 UID 馆代码 TEL 电话 ADR 地址 URL 链接地址 GEO 经纬度 NOTE 简介

表1 vCard格式与“上海市中心图书馆”内容格式对应表

链接地址是上海市中心图书馆网站(http://data.libnet.sh.cn:8080)中该馆的URI,例如上海图书馆馆代码是sl,在网站上URI即是data.libnet.sh.cn:8080/sl。直接点击该链接地址,即可打开该馆在上海市中心图书馆网站页面,包含该馆主页、E-mail、照片、交通路线等详细信息。上海市中心图书馆网站基于内容管理系统Drupal,将260余家区县分馆和街镇服务点详细信息以关联数据技术发布,既可跨平台、跨终端浏览,还可提供RDF/XML、JSON、N3等格式数据供外部应用获取;其外部应用可以是Web代理,也可以是手机客户端应用。该地图册QR Code二维码编码格式实例,如图3所示:

图3

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	图3 上海图书馆QR Code实例

2012年,上海市中心图书馆分布图册重新印制(第二版),除对其中各馆信息进行更新外,也对二维码制作流程进行优化,包括:

(1)在二维码版本选择上根据内容长度自动动态匹配最小版本。

(2)二维码图片输出默认增加白框以保证二维码正常识别。

(3)自动处理二维码图片分辨率,以满足出版印刷时最低分辨率(300 dpi)的需要。

为了支持中心图书馆二维码识别,上海图书馆移动客户端在2011年12月全面升级到2.0版本。在2.0版本中增加了条码扫描功能,支持识别图书等传统一维条码,也支持上海市中心图书馆分布图册二维条码^{[ 16]}。读者通过上海图书馆移动客户端Android或iOS应用,均可方便地拍摄并识别该二维码信息。

其条码识别流程如图4所示:

图4

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	图4 二维码识别场景流程

以Android客户端2.0版为例,上海图书馆移动客户端条码识别技术通过ZXing^{[ 14]}进行二维码识别,实例如下:

(1)创建BarcodeActivity继承ZXing的识别Activity:CaptureActivity并实现SurfaceHolder.Callback接口。

public class BarcodeActivity extends CaptureActivity implements

SurfaceHolder.Callback {

}

(2)分别在覆盖的onCreate方法和onResume方法中进行初始化

@Override

public void onCreate(Bundle icicle) {

super.onCreate(icicle);

CameraManager.init (getApplication());

//在Activity创建时对摄像头进行初始化操作

}

@Override

protected void onResume() {

super.onResume();

SurfaceView surfaceView=

(SurfaceView)findViewById(R.id.preview_view);

SurfaceHolder surfaceHolder = surfaceView.getHolder();

//当Activity Resume时,判断Surface是否已被销毁,并进行初始化

if (hasSurface) {

initCamera(surfaceHolder);

} else {

surfaceHolder.addCallback(this);

surfaceHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS);

}

}

(3)定义initCamera()方法,通过CaptureActivityHandler用于实现条码结果处理。

private void initCamera(SurfaceHolder surfaceHolder) {

CameraManager.get().openDriver(surfaceHolder);

if (handler == null) {

//指定处理图片识别的Hanlder类

handler = new CaptureActivityHandler(this, decodeFormats,characterSet);

}

}

(4)在handleDecode()中编写对于二维码识别的逻辑代码。

public void handleDecode(Result rawResult, Bitmap barcode) {

ResultHandler resultHandler = ResultHandlerFactory.makeResultHandler(this, rawResult);

//业务逻辑代码

}

以上是在Android客户端中进行二维码识别的几个主要步骤,可将二维码服务与移动客户端实现整合,以方便读者使用。

上海图书馆正在着手将二维码服务融入iPac书目检索系统。在iPac系统中,读者可以实时查询图书的书目信息与馆藏信息。然而当读者找到自己所需图书时,仍须用手工方式记录图书信息,再进行索书或开架查找,这样会拉长整个图书借阅过程,给读者带来不便。为此,笔者实现了二维码服务与iPac系统的整合。其主要步骤如下:

(1)修改iPac系统中负责相关内容展示的XSLT文件,增加二维码图片展示区域。

(2)将系统唯一控制号通过HTTP GET方式传给二维码服务接口,其调用实例如下:http://ip地址:端口号/Shlib_QR/service/GenQR?bib=123456。

(3)二维码服务接口将传入控制号输入后台数据库查询书目信息,并生成二维码图片,将图片返回给iPac系统的展示页面。

(4)返回二维码图片将会展现在步骤(1)中预先定义好的位置,供读者拍摄识别。

所生成书目信息二维码如图5所示:

图5

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	图5 二维码书目信息二维码与识别内容

通过该二维码,读者将更好地使用iPac系统,手机拍摄后可将书目信息迅速保存到手机中,无须采用传统纸笔记录方式,大大提高了读者图书查找效率。