二维码技术已经广泛应用于移动社交平台、广告营销、电子快捷扫码支付、会议电子签到等方面,随着移动应用对信息传输容量和应用多样性的需求,彩色二维码技术成为一个重要的发展方向。随着搭载高分辨率相机和高性能图形处理芯片的推出,为移动端彩色数字图像处理的获取与处理提供了硬件基础。本文针对移动移动社交网络和物联网信息多样性交互的需求,完成了彩色二维的设计与系统实现。本文提出码立方彩色二维码(CodeCube),基于分层彩色编码的思路CodeCube将三类信息嵌入到RGB彩色空间中,通过一个彩色二维码实现多种信息的交互。CodeCube继承了QR二维码的快速定位结构,利用QR在移动社交平台的应用基础,使得日后CodeCube在社交应用更易于推广。针对彩色二维码在图像解码过程中容易受到颜色污染的问题,CodeCube在彩色二维码编码过程中提出抗污染边界算法,通过在可能出现颜色污染区域加入抗污染边界,减少了解码过程中颜色污染的产生。同时,为了减轻彩色二维码在解码过程中对彩色信息的处理,CodeCube在解码过程前加入对彩色码的预处理过程,本文利用最大值灰度算法,利用包含数据信息最少的灰度图进行定位和校正算法的求解,极大了减轻了移动端的计算复杂度。在码立方CodeCube编解码算法的理论基础上,围绕两类应用场景应用:分层独立解码和多层合并解码,本文在Android平台开发了CodeCube APP,实际的实验测试表明,在两类应用场景下,CodeCube APP能够有效完成应用场景下的功能需求,这表明本文提出的码立方彩色二维码应用系统是可行且有效的。