本文在传统图像二维码的编解码基础上,设计了字符二维码的编解码规则,并通过Reed-Solomon算法加入纠错机制,最后符号化生成字符矩阵。该码改变了二维码的传统图像形式,以字符矩阵替代二维码图形。在编码模式的设计上,主要通过研究Data Matrix码和QR码的编码模式,分析各种编码模式的编码字符集及其编码规则。在此基础上,设计了字符二维码的5种编码模式及其编码字符集,对各种模式进行了介绍,并用实例加以了实现。在研究过程中,由于设计的各编码模式的编码字符集有交集,所以对交集中的字符进行编码时要考虑数据信息的整体编码长度问题,即选择某些编码模式最优的问题,为此我们采用了分支限界算法对模式选择进行了优化,使得数据信息的编码整体最优而非某些字符编码的最优。在纠错码的编解码设计上,采用了Data Matrix码和QR码使用的Reed-Solomon纠错码。本文对该纠错码的原理和实现进行了详细说明,且在字符二维码的编码过程中设计了两次不同域的纠错编码。第一次在GF(28)域中对数据码字进行纠错编码,目的是对数据码字符号化后的识别作纠错;第二次在GF(23)域中对版本号和数据规格号进行纠错编码,防止版本号和数据规格号在识读发生小错率时无法还原。本文的符号化包括码字流与二进制流的转换、二进制位流与符号字符的转换、版本号和数据规格号的纠错编码及其形成的码字流的符号转换过程。字符二维码的解码过程主要是对字符矩阵进行识别,然后对识别后的字符进行转换和纠错译码。当条码出错时,依据本文的算法可进行查错纠错并生成正确的解码信息。实验表明,本文所设计的5种编码模式可有效地对字母、数字和常用标点的混合进行编码;所生成的字符二维码可以快速、有效地标识数据信息,比传统的图像二维码具有更小的存储空间,有利于快速传递。