条码作为一种快速识读技术,已经广泛地应用在商品结算、物流运输、仓库管理等领域。常见的有一维条码和二维条码,二维条码广泛地应用在移动支付、电子商务、产品追溯等领域,目前市场上应用的是黑白二维条码,本文将研究如何在黑白二维条码中添加颜色信息,来提高信息存储容量和安全性。本文以目前市场上应用最广泛的QR码为研究对象,为了增大信息容量,将彩色信息附加到QR码点阵图上来传递附加信息,QR码点阵图传递的信息称为“原始信息”,附加的彩色信息称为“附加信息”。原始信息遵循QR码的编码规则,生成QR码点阵图;附加信息采用新的编码规则,将附加的彩色信息附加到数据区黑色模块上,生成彩色QR码。彩色QR码中既包含QR码点阵图信息又包含附加的彩色信息,从而增大存储容量、提高信息密度;通过栅栏加密算法进行加密,提高信息安全性,增强防伪功能。本课题主要完成了如下工作:（1）彩色QR码编码。彩色QR码的编码分为两部分:一部分原始信息按照QR码的编码规则进行编码,生成QR码点阵图;另一部分附加信息先按照数据类型分为4种模式,再对附加信息采用栅栏密码（Rail-fence Cipher）进行加密得到加密后的附加信息;然后将加密后的附加信息采用四种颜色对应四进制编码规则进行编码,得到数据码字,再采用RS纠错算法进行纠错,将纠错码字添加到数据码字之后得到数据总码字;最后将四进制对应的四种颜色在QR码数据区的黑色模块上填充颜色,生成彩色QR码。（2）彩色QR码解码。解码是编码的逆过程,目的是从彩色QR码中获取到原始信息和附加信息。原始信息是先将备份的彩色QR码进行灰度化与二值化,得到二值化后的图像,然后再通过位置探测图形进行定位与校正,通过栅格化得到QR码点阵图,按照QR码的编码规则进行解码,得到原始信息;附加信息是先在彩色QR码中找到每个模块的位置及对应的颜色信息,再按照编码的原理反向解码,得到附加信息,即彩色QR码所能表示的信息是原始信息和附加信息。本文基于Visual Studio 2019平台,设计了彩色QR码编解码系统。本文利用彩色QR码编解码系统,生成彩色QR码,通过彩色QR码编解码系统对彩色QR码（4色、8色）进行解码功能测试;通过使用微信“扫一扫”功能扫描打印和下载彩色QR码（4色、8色）进行QR码解码的测试,4色彩色QR码的识读准确率高于8色彩色QR码的识读准确率,所以本课题选择4种颜色进行填充是最佳方案;通过对QR码、4色和8色的彩色QR码最大存储容量进行对比实验,在版本号1-L的情况下,4色彩色QR码最大存储容量是QR码的1.6倍,8色彩色QR码最大存储容量是QR码的1.9倍,表明了本文提出的彩色QR码编解码算法显著地增大存储容量,提高信息密度,增强防伪特性。