当今社会,二维码的应用正变得越来越广泛。二维码让用户得以方便地传递并获取信息,并进一步推动了商业的整体发展。但其方正、单调的外观十分缺乏美观性,明文编码也使其不可避免的遭受信息安全问题。本文针对二维码以上两个缺点,在传统二维条形码的编解码基础上,设计了同时具有美观效果和安全性的图像二维码。图像二维码改变了传统二维条形码的图像形式,用图像代替了单调的黑白矩阵。图像二维码设计了专门的安全模式,并借鉴信息隐藏的相关技术将数据信息储存在图像中。图像二维码设计了缺省模式和安全模式两种数据模式。安全模式针对现有二维码的安全隐患和信息展示之单调性进行改进,在储存源数据时,对源数据进行安全检查及加密保存,以保证其安全性；在识别二维码后的信息展示时,通过设计多种展示模板增加展示信息的多样性。缺省模式与传统二维码的数据处理方式相同,使用不同的编码模式和字符集对源数据进行编码。编码模式上,针对图像二维码的主要应用场景设计了可以对常见URL进行高效编码的字母数字模式；另外还设计5种编码模式以保证对绝各种类型数据的兼容性。图像二维码以图像作为外观和载体,借鉴信息隐藏算法进行数据嵌入。本文提出了单位矩形化算法,使用固定大小的单位矩形作为信息隐藏的基础单位,保证了数据嵌入算法的有效性。进行数据嵌入和提取时,借鉴信息隐藏技术设计了dwt算法和空域dc系数算法；另外根据人眼视觉特性设计了相对灰度算法,通过相邻单位矩形灰度值差值进行数据存储。另外,根据实际应用时可能遇到的信息损失方式通过matlab对本文提出的各种算法进行仿真验证,并通过打印机、扫描仪对图像二维码进行了实际使用实验。实验结果表明,本文提出的相对灰度算法针对各种干扰均有一定的抵抗性,并可以在实际打印、扫描中正确实现源数据的嵌入和提取。