二维条码技术应用的广泛及良好的前景,源于其自身独特的优势:信息容量大、可靠性高、保密性好、识读速度快、纠错能力强、且经济成本低。QR二维码又称为快速响应矩阵码,相比于其它二维条码有着较为明显的优势。识读速度快,支持全方位识读,多版本格式满足各种信息量的需求,更重要的是QR码更擅长对汉字这种结构性相对较好的方块文字的识读。因此QR二维码是我们国家较早使用和流行的一种矩阵式二维码。由于二维条码的信息密度比较高,尤其对于矩阵式二维条码,其识别技术比一维条码的识别更为复杂,且国内基本上是参照国外的二维码技术,对二维码本身的深层次的技术研究还相对较少,因此二维条码的编解码研究,尤其是解码过程中的技术研究,成为当前重要的研究领域。本文首先对国内外的二维码技术进行了综合研究和对比,主要研究QR Code这种二维条码的编解码原理和详细实现,以及应用。包括QR二维码基础理论研究和特征分析,详细分析了QR Code的编码、译码流程及框架,并对编码、译码过程中的每一步,用实例来详细分析描述,最终给出了整个编码和解码的详细设计和实现,并根据Reed-Solomon码的纠错原理探讨了QR code中Reed-Solomon码的纠错编码算法和纠错译码算法。QR解码的复杂度远远高于编码,尤其是对QR图像的预处理,目前国内外学者也积累了很多这方面的图像预处理的解决算法和方法。本文针对预处理的每一关键步骤进行对比分析,包括灰度处理,滤波,二值化,图像定位,边缘检测,旋转等,找出相对理想的解决方案。同时结合QR二维码特有的图像结构特征,提出一种快速定位图像的算法。经大量实验证明,取得较为良好的效果。实现了基于QR二维条码技术的编码和解码系统,并提出了两个针对高速收费和预约系统的二维码行业应用系统,提供了详细的流程方案和模块设计。为下一步实际应用提供了基础理论指导和应用系统的参考方案。最后对研究工作进行了总结,并对下一步工作进行了展望。