QR コード
カフェがテーブルにメニューのQRコードを印刷し、中央に自分たちのロゴを入れました。最初のテーブルではすぐ読めるのに、新しいステッカーでは読めません。デザイナーがロゴを大きくしたからです。コードは無事に見え、三つの隅の四角も残っています。けれどロゴの下では、一つのブロックのバイトの三分の一が失われ、Mレベルの訂正で直せる量を超えています。携帯電話はコードを見つめたまま、何も言いません。
QRコードは、文字を小さな四角(モジュール)で記録します。暗いのが 1、明るいのが 0 です。データはバイトに分けられ、蛇行する順に並べられます。そこにリード・ソロモン符号の訂正バイトが加えられ、スキャナはそれで傷んだ部分を復元します。データの上には八つのマスクのどれかが重ねられ、コードに大きな空白ができないようにします。マスクの番号と訂正レベルは、位置検出パターンのそばに二度書かれています。
| どんなものか | 誤り訂正つきの二次元マトリックスコード |
| 規格 | ISO/IEC 18004。各国版:日本の JIS X 0510、中国の GB/T 18284、ロシアの GOST R ISO/IEC 18004 |
| 大きさ | バージョン 1–40:21×21 から 177×177 モジュールまで、外側に 4 モジュールのクワイエットゾーン |
| 電気容量 | 数字は最大 7089 字、英数字は 4296 字、バイトは 2953 バイト |
| 保護 | GF(256) 上のリード・ソロモン符号、バイトの 7 〜 30% を訂正 |
| 読み取り手段 | カメラで読む:レーザーは一列で足りるが、QRは画像全体が必要 |
語源
素早い応答、母、物差し
QRという名前は日本で考え出された英語の略称で、QR Code は Denso Wave の登録商標です。多くの言語がアルファベットのまま使いましたが、中国語はつくりにちなんで「二次元」と呼びました。規格ではこのコードをマトリックスコード、その小さな四角をモジュールと呼びます。
01 · 構造
機能パターンとバイトの蛇行
隅の三つの位置検出パターンが、コードの場所と向きをカメラに教えます。その間のタイミングパターン(点線)が格子の刻みを決めます。バージョン二以上では内側に位置合わせパターンがあり、スキャナはこれで歪みや紙の曲がりを補正します。位置検出パターンのそばには 15 ビットの形式情報があり、大きなバージョンではさらに 18 ビットのバージョン情報があります。
それ以外はすべてデータです。幅二モジュールの列に沿って蛇行させて書きます。下から上へ、次に上から下へ、右から左へ進みます。訂正バイトはデータのすぐ後ろです。大きなバージョンではバイトが複数のブロックに分けられて混ぜ合わされるので、一つのしみは各ブロックを少しずつ傷め、一つのブロックをまるごと壊すことはありません。
コードはレベルとマスクをどう伝えるか
訂正レベルとマスクを選んでください。下にあるのは五ビットのデータ、十ビットの検査ビット、そして保護用のマスクです。この列は二度書かれます。左上のパターンの周りと、ほかの二つに沿ってです。
コードを作って、壊してみる
コードは規格に従って、あなたの文字から作られます:モード、バージョン、ブロック、リード・ソロモン、マスク。「構造」ではモジュールを押すと、それが何のビットか分かります。「マスク」では八つのマスクを順に試してペナルティを見ます。「損傷」では中央をロゴで隠し、インクを垂らし、傷をつけます。スキャナは残った部分を読み、ブロックを直します。
02 · 二次元コードの進化
一行から平面へ
線状のコードは長さの限界にぶつかりました。一行には二十文字あまりしか入りません。まず行を積み重ね、次にモジュールの格子へ移りました。コードごとに解く問題が違いました。工場の部品、コンベヤーの荷物、画面の上のチケットです。QRが勝ったのは、無料になり、携帯電話に入ったからです。
03 · モードと容量
文字の種類が大きさを決める
QRはモードを選んでデータを圧縮します。数字は三つずつ 10 ビット。大文字のラテン文字、数字、九つの記号は二つずつ 11 ビット。それ以外はバイトで、8 ビットずつです。データの前には 4 ビットのモードと、文字数のカウントが置かれます。
04 · 中身
取り決めによる、ただの文字
QR自体は、中身がリンクかパスワードかを知りません。ただ文字列を保存するだけです。携帯電話は文字列の先頭を見ます。https:// ならブラウザを開き、WIFI: ならネットワークに接続し、BEGIN:VCARD なら連絡先を保存します。支払いの文字列は国ごとに違います。QR決済が大規模に始まったのは中国で、Alipay と WeChat Pay です。インドは upi://pay のリンク、ユーロ圏は EPC 形式の SEPA 振込、ブラジルは EMVCo のテンプレートによる Pix、ロシアは GOST R 56042-2014 による振込先情報です。
05 · 印刷のルール
06 · 隣り合うコード
07 · 歴史の部
原昌宏さんは、格子の発想は碁を打っているときに浮かんだと語っています。盤上の黒と白の石だけで、すでに多くの情報を表しているからです。難しかったのは別のことでした。文字や絵の中から、カメラが一瞬でコードを見つけなければなりません。原さんは新聞、雑誌、箱を調べ尽くし、印刷物にはほとんど現れない幅の比を選びました。
1 : 1 : 3 : 1 : 1 のパターンは、中心を通るどんな線で見ても同じに見えます。カメラがどの角度から見ても変わりません。こうしたパターンを三つ見つければ、スキャナはデータを一ビットも読まずに、コードの位置、回転、大きさを知ります。だからQRはどの向きでも読めますが、バーコードは線をビームに合わせなければなりません。
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