Qr расшифровка: Что такое QR-коды и как их сканировать

Содержание

Технические характеристики QR-кодов

«Код должен легко считываться» — это стало главной целью для японской компании «Denso-Wave» при создании двумерного матричного кода в 1994г.

Действительно, QR-код распознается даже в перевернутом состоянии. Три угловых квадрата привязки, ставшие отличительной особенностью кода, позволяют правильно развернуть его в памяти программы сканера.

Версии QR-кода

По спецификации коды делятся на версии. Номера версий варьируются от 1 до 40. Каждая версия имеет особенности в конфигурации и количестве точек(модулей) составляющих QR-код. Версия 1 содержит 21×21 модулей, версия 40 — 177×177. От версии к версии размер кода увеличивается на 4 модуля на сторону.

При создании матричного кода следует учесть, что лучшие QR-ридеры способны прочитать версию 40, стандартные мобильные устройства — вплоть до версии 4 (33x33 модулей)

Каждой версии соответствует определенная емкость с учетом уровня коррекции ошибок.

Чем больше информации необходимо закодировать и чем больший уровень избыточности используется, тем большая версия кода нам потребуется. Современные QR-генераторы автоматически подбирают версию QR-кода с учетом этих моментов.

В следующей таблице показаны характеристики различных версий QR-кодов:

Версия	Количество модулей	Уровень коррекции ошибок	Максимальное количество символов с учетом уровня коррекции ошибок и типа символов
Версия	Количество модулей	Уровень коррекции ошибок	Числа: 0 — 9	Числа и символы латинского алфавита, пробел, $ % + — . / :	Двоичные данные	Символы японского алфавита Kanji
1	21×21	L	41	25	17	10
		M	34	20	14	8
		Q	27	16	11	7
		H	17	10	7	4
2	25×25	L	77	47	32	20
		M	63	38	26	16
		Q	48	29	20	12
		H	34	20	14	8
3	29×29	L	127	77	53	32
		M	101	61	42	26
		Q	77	47	32	20
		H	58	35	24	15
4	33×33	L	187	114	78	48
		M	149	90	62	38
		Q	111	67	46	28
		H	82	50	34	21
10	57×57	L	652	395	271	167
		M	513	311	213	131
		Q	364	221	151	93
		H	288	174	119	74
40	177×177	L	7,089	4,296	2,953	1,817
		M	5,596	3,391	2,331	1,435
		Q	3,993	2,420	1,663	1,024
		H	3,057	1,852	1,273	784

* При использовании кириллицы один символ считается за 2 латинских символа (кодировка UTF-8)

Уровни коррекции ошибок в QR-кодах

QR-код имеет специальный механизм увеличения надежности хранения зашифрованной информации. Для кодов созданных с самым высоким уровнем надежности могут быть испорчены или затерты до 30% поверхности, но они сохранят информацию и будут корректно прочитаны. Для исправления ошибок используется алгоритм Рида-Соломона (Reed-Solomon). При создании QR-кода можно использовать один из 4 уровней коррекции ошибок. Увеличение уровня способствует увеличению надежности хранения информации, но приводит к увеличению размера матричного кода.

Допустимый процент нарушений
L	около 7%
M	около 15%
Q	около 25%
H	около 30%

Полезные ссылки:

Стандарт ISO 18004 (Automatic identification and data capture techniques — QR Code 2005 bar code symbology specification)

Как работает QR-код? / Хабр

Привет Хабр! В блоге на нашем сайте мы регулярно публикуем статьи про данные и всё, что с ними связано. Некоторые материалы оттуда публикуем и здесь.

В 2020 году многие россияне впервые столкнулись с QR-кодами — сначала они были нужны для регистрации выхода из дома, затем для входа в бар или клуб. Технология проста в использовании, но интересна изнутри, а придумали её совсем не для контроля и изоляции. «Код быстрого реагирования» появился как альтернатива штрихкоду, он может передавать до 4296 букв и цифр и при желании принимает форму можжевеловой изгороди. Представляем исчерпывающий гид по QR-кодам.

Как придумали?

Идея передавать информацию с помощью графических элементов, которые будут распознаваться автоматически, появилась еще в середине XX века. Филадельфийским торговцам продуктами очень не хватало удобной системы контроля и учета товаров, и они обратились в Дрексельский университет с просьбой разработать ее.

Cоздателя первого штрихового кода Нормана Вудланда вдохновила азбука Морзе: он объяснял, что просто расширил точки и тире, превратив их в широкие и узкие штрихи.

Для их считывания предполагалось использовать технологию оптической звукозаписи. Из-за технических трудностей реализация замысла заняла двадцать лет: первый товар со штрихкодом (пачка жевательной резинки Wrigley) был продан в 1974.

Штрихкоды быстро нашли применение в промышленности: ими удобно было маркировать детали и комплектующие. Но не для всех компаний этого было достаточно. В японской Denso Wave, производящей запчасти для автомобилей, работники просили руководство разработать более эффективную систему, и в 1994 она появилась — в виде матричного (двумерного) кода. Его назвали Quick Response Code — код быстрого реагирования или QR-код.

Преимущества QR-кода:

Позволяет кодировать больше информации, чем линейные штрихкоды;
Легко распознается сканирующим оборудованием;
Может быть прочитан, даже если поврежден.

Хотя компания Denso зарегистрировала термин «QR-код» как товарный знак, исходный код самой системы открыт, а за использование кодов не нужно платить лицензионные отчисления. Все это позволило QR-кодам захватить мир.

Где используется?

Для использования QR-кода не нужно ничего, кроме смартфона с камерой и приложения (оно обычно установлено по умолчанию), поэтому черно-белые квадратики заметно облегчают жизнь там, где нужно перевести действие из офлайна в онлайн: например, быстро привести человека, увидевшего интересную вещь в реальном магазине, на сайт. Или дать ссылку на скачивание подробной инструкции прямо на коробке с товаром. А может, показать свой интернет-проект человеку, в руках у которого оказалась ваша визитка. А еще QR-коды позволяют подтвердить оригинальность электронных билетов, право на скидку или кэшбек в магазине. Музеи шифруют в QR-коды информацию, организаторы викторин и квестов прячут в них подсказки. Всё чаще QR-коды используются для онлайн-оплаты — но пока это не совсем привычно для большинства покупателей.

Сейчас о QR-кодах знают даже те, кто никогда активно не использовал онлайн-сервисы: весной в Москве они нужны были для того, чтобы выйти из дома и не заработать штраф, а сейчас, согласно указу мэра Москвы, — для регистрации посетителей ночных клубов. Каждый должен отсканировать такой код (или отправить смс, но это дольше и не так удобно), оставив таким образом свой номер телефона. Если выяснится, что кто-то из посетителей являлся носителем коронавируса, все остальные посетители постфактум получат предупреждение о возможном контакте.

Почему так выглядит и как шифрует?

У всех QR-кодов есть кое-что общее: белая рамка, три одинаковых черных квадрата по углам (каждый в двойной рамке), еще один черный квадрат (поменьше, но тоже в рамке), полосочки из черно-белых модулей. Это техническая часть кода, которая позволяет камере точно определить его расположение и оценить размер модулей. Также код содержит информацию, необходимую для его правильного распознавания: о маске, уровне коррекции и версии. Все оставшиеся поля можно использовать для передачи информации.

Каждый QR-код может содержать:

7089 цифр;
4296 букв и цифр латиницей;
1817 иероглифов;
2953 байт двоичного кода (то есть около 2953 букв кириллицей в кодировке windows-1251 или 1450 в utf-8).

Если у вас меньше информации — не беда, в коде просто останутся пустые модули. Вот, например, закодированная фраза из 178 знаков:

Если вы наведете на код камеру, то, скорее всего, ваш браузер откроет страницу поиска. В поисковой строке вы найдете наше послание.

Большинство популярных приложений для QR-кодов позволяет распознавать буквы, цифры и спецсимволы. Чисто технически с помощью QR-кодов можно передавать изображения и звуки, но такие форматы используются редко: и данные придется сильно сжимать, и приложения, способные их распознать, не получили большого распространения. Дать с помощью QR-кода ссылку на картинку или песню гораздо проще.

Составление QR-кода проходит в несколько этапов:

Информация кодируется одним из способов (цифровым, буквенно-цифровым, байтовым или кандзи), превращаясь в поток битов — последовательность нулей и единиц;
Формируется служебная информация, определяющая версию кода и кодировки;
Полученные потоки разбивается на блоки;
К каждому блоку добавляются байты коррекции в зависимости от выбранной версии кода;

Два блока (исходных данных и коррекции) объединяются в один поток, чтобы получилась последовательность данных.
Данные заносятся в поле кода. Для этого пространство, оставшееся после введения обязательных элементов, делится на столбики шириной в два модуля. Они заполняются «змейкой», ноль — белый модуль, единица — черный.

Все это не делается вручную: есть программы и сервисы для кодирования информации. Компания Denso Wave, где были созданы QR-коды, предлагает использовать QRdraw Ad и QR Maker Ad. Для тех, кто не хочет заниматься кодированием «с нуля» есть бесплатные и платные сервисы, в том числе с шаблонами, например: QR coder, QR Code generator, Генератор QR онлайн — да тысячи, тысячи их.

Как распознается?

Для пользователя все просто: навел камеру смартфона, получил уведомление о том, что код распознан, нажал на него — а дальше по ситуации: читаешь текст, переходишь по ссылке, добавляешь новый контакт в адресную книгу, регистрируешься в системе.

Для приложения в большинстве случаев тоже больших сложностей нет: черные и белые поля легко распознаются, квадраты в углах подсказывают, что именно нужно читать и где расположена системная информация. Затем в основной части кода белые поля превращаются в нули, черные — в единицы. Получается поток данных, из которых потом восстанавливается исходная информация.

В чём проблема?

Не всегда QR-код удается правильно распознать. Denso Wave предупреждает, что QR-код может не читаться, если был уменьшен или увеличен, если белое поле по краям заполнено буквами или изображениями, если для создания кода использованы недостаточно контрастные цвета или код нанесен на рисунок-подложку, если код нанесен на полупрозрачную или прозрачную поверхность (например, клейкую ленту). Несмотря на то, что экспериментировать с внешним видом кода можно, самым надежным остается обыкновенный черно-белый вариант.

QR-код как искусство
Хотя Denso Wave и предупреждает о том, что цветные двумерные коды, коды с картинками и прочие творческие находки не соответствуют стандартам, это не мешает ими пользоваться — или, по крайней мере, «рисовать их». Тут фантазии есть, где развернуться: от цветной ёлочки Лебедева и генераторов, которые позволяют вставить в QR-код текст или картинку, сохранив читаемость, до кодов, выложенных цветами в британских магазинах Marks&Spencer или высаженных можжевельником в Китае.

Альтернативы

При всех своих достоинствах, QR-код — не единственный. Та же Denso Wave разработала Micro QR для передачи меньшего объема информации (вот тут сравнение), SQRC (код, часть информации которого доступна всем, а часть — только пользователям, у которых есть специальный ключ для расшифровки), IQR Code (может иметь разный размер и форму), Frame QR (внутрь можно вставлять изображения). Сравните их все.

Используются и коды, которые не имеют отношения к Denso Wave. Это, например, Aztec Code (его легко узнать по квадрату в центре) на авиа- и железнодорожных билетах, MaxiCode в грузоперевозках, DataMatrix в промышленности, прямоугольный PDF417 для документов.

Российская национальная система маркировки «Честный знак» использует DataMatrix. Индивидуальный код позволяет отслеживать перемещение всех товаров от поставщика к покупателю и исключает возможность появления подделок в торговых сетях. Кроме того, специальное мобильное приложение позволяет любому покупателю убедиться в подлинности товара.

QR-коды сейчас где только не встретишь: на городских достопримечательностях, футболках, в извещениях об уплате налогов. И даже на надгробиях — на случай, если кому-то захочется узнать больше об умершем человеке. Самой же технологии, несмотря на приличный по меркам IT возраст, на кладбище истории пока рано: она явно в самом расцвете сил.

Линейные штрихкоды, кстати, тоже еще вполне живы. Они используются там, где не нужно передавать большой объем информации или переводить пользователя в онлайн. В торговых сетях, библиотеках и на складах вполне достаточно кодирования 20-30 символов. Часто преимуществом линейного штрихкода становится компактность: его можно нанести и на пачку жевательной резинки, и на плату компьютера. Но дело еще и в том, что GS1, международная организация, которая занимается созданием и внедрением стандартов для бизнеса, выделяет именно линейные коды EAN для основной информации, а QR-коды — для дополнительной. Поэтому наличие зарегистрированного штрихокда EAN необходимо для работы со всеми крупными торговыми сетями.

На тот случай если вы задумали сменить сферу или повысить свою квалификацию — у нас идёт новогодняя акция со скидками до 60%.

Узнайте больше здесь.

Профессия Этичный хакер
Обучение профессии Data Science
Обучение профессии Data Analyst
Онлайн-буткемп по Data Analytics
Курс «Python для веб-разработки»

Eще курсы

Продвинутый курс «Machine Learning Pro + Deep Learning»
Курс «Математика и Machine Learning для Data Science»
Курс по Machine Learning
Разработчик игр на Unity
Курс по JavaScript
Профессия Веб-разработчик
Профессия Java-разработчик
C++ разработчик
Курс по аналитике данных
Курс по DevOps
Профессия iOS-разработчик с нуля
Профессия Android-разработчик с нуля

Анатомия QR-кода: как работают QR-коды

QR-коды, как и штрих-коды, которые они улучшают, передают информацию посредством графического кода, состоящего из черно-белых пикселей. Там, где штрих-код является одномерным, QR-код является двумерным. В этом содержании это означает, что информация передается путем чтения как горизонтального, так и вертикального расположения пикселей, а не просто горизонтального положения.

Таким образом, люди могут декодировать части QR-кода и переводить содержимое вручную, хотя обычно это утомительно и требует много времени. Как правило, QR-код содержит гораздо больше информации, чем короткие числовые строки, содержащиеся в штрих-коде UPC, а это означает, что человеческое декодирование не всегда полезно или своевременно.

QR-коды могут быть декодированы любым смартфоном и специальными QR-сканерами и могут содержать любую текстовую строку. Это позволяет кодировать веб-адреса в QR-кодах, которые могут автоматически отправлять сканирующее устройство на указанный URL-адрес в браузере по умолчанию. В отличие от штрих-кодов, QR-коды также включают компонент проверки ошибок. Это означает, что QR-код все еще может быть успешно декодирован, даже если части кода нечитаемы.

Обычное использование QR-кодов

QR-коды надежны и долговечны, обладают большей емкостью и надежностью, чем штрих-коды, которые они заменяют. Они также лучше магнитных полос, так как нет риска размагничивания, а код при необходимости можно расшифровать вручную с помощью считывателя.

Это побудило правительственные и неправительственные учреждения принять QR-коды для использования в проездных документах, паспортах и правах, обычно дублируя информацию в машиночитаемом формате. QR-коды также широко используются в рекламе для предоставления быстрых ссылок на веб-ресурсы или загрузки приложений. Вы также можете найти QR-коды, используемые для платежных ссылок, аутентификации с помощью одноразового пароля, входа в систему Wi-Fi и сотен других конкретных приложений.

Структура QR-кода

Наиболее заметным элементом QR-кода являются квадратные блоки, используемые для ориентации кода при сканировании считывателем. Это позволяет сканировать код в любой ориентации, в том числе в перевернутом виде, и передавать правильное сообщение. Эти четыре блока (три в углах и один в правом нижнем углу) появляются в каждом коде и позволяют правильно декодировать код при любой ориентации.

Вокруг этих блоков кодируются версия формата, версия проверки на наличие ошибок и маска декодирования. QR-код окружен областью белого пространства, называемой «тихой зоной», которая помогает читателю найти края кода.

QR-коды могут быть разных размеров. Самый большой QR-код размером 177 x 177 содержит до 1264 символов текста ASCII. Наиболее часто используемый размер QR составляет от 29 x 29 до 33 x 33, что может содержать около 50 символов ASCII. Все размеры совместимы с современными устройствами для чтения, такими как смартфоны.

Анатомия QR-кода: проверка ошибок и маскирование

Количество битов проверки ошибок определяется принудительным уровнем проверки ошибок, называемым уровнем EDC. В зависимости от используемого уровня EDC можно восстановить разное количество символов, если они потеряны или отсутствуют. Чем выше уровень проверки ошибок, тем меньше места остается для сообщения. Большинство генераторов QR-кода будут использовать правильный уровень исправления ошибок для длины и размеров сообщения.

L (Низкий) Можно восстановить 7% символов.
M (Средний) Можно восстановить 15% символов.
Q (Квартиль) Можно восстановить 25% символов.
H (Высокий) Можно восстановить 30% символов.

Биты маскируются для обеспечения эффективного выражения данных (например, избегая всех нулей или всех единиц). Эта маска представлена в виде двоичной строки, которая математически объединяется с сообщением для создания QR-кода. Это не шифрует сообщение, а «ключ», необходимый для декодирования маскировки, включен в QR-код.

Анатомия QR-кода: Чтение QR-кодов

QR-код считывается из нижнего правого угла. Пиксели считываются как группы по 8, содержащие один байт на 8 пикселей. В зависимости от того, как закодирован QR-код, эти битовые комбинации будут связаны с разными символами. Хотя ASCII, вероятно, является наиболее распространенной кодировкой, спецификация также включает опции для цифр, кандзи и других кодировок. Четырехбитный шаблон в правом нижнем углу QR-кода (отмеченный «Enc» на диаграмме выше) определяет, как будут декодироваться биты.

Заключение

QR-коды утомительно расшифровывать вручную, но если вы умеете читать код, это технически возможно. Гибкость и надежность QR-кодов гарантируют, что они останутся популярным форматом штрих-кода в обозримом будущем.

Изображение предоставлено Yaohua2000

Александр Фокс

Александр Фокс — технический и научный писатель из Филадельфии, штат Пенсильвания, с одним котом, тремя компьютерами Mac и большим количеством USB-кабелей, чем он когда-либо мог использовать.

Подпишитесь на нашу рассылку!

Наши последние учебные пособия доставляются прямо на ваш почтовый ящик

Подпишитесь на все информационные бюллетени.

Регистрируясь, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности, а европейские пользователи соглашаются с политикой передачи данных. Мы не будем передавать ваши данные, и вы можете отказаться от подписки в любое время.

Расшифровка QR-кодов для принтеров

Уже более 25 лет QR-код (Quick Response) обеспечивает быструю связь между физическим штрих-кодом и целевой онлайн-страницей. Коды начинались как способ отслеживать продукты, перемещающиеся по сборочным линиям, отслеживать элементы в процессе производства, поддерживая при этом информационные панели и другие базы данных в актуальном состоянии. Момент озарения для маркетологов не заставил себя долго ждать. Те же самые QR-коды казались отличным способом связать печатные и цифровые элементы кампании — и они были правы.

В то время как QR-коды появились в США медленно, их популярность догоняет глобальное использование. В течение последних двух лет они стали еще более важными, поскольку офисы, рестораны и маркетологи во всех сегментах перешли на QR-коды, чтобы сделать взаимодействие с клиентами более простым и бесконтактным. Сегодня вы видите их в ресторанах со ссылками на меню, на витринах со ссылками на текущие часы работы и рекомендации по взаимодействию с бизнесом, в офисах для регистрации на встречи и на всевозможных вывесках для связи с потребителями с маркетинговым опытом. Благотворительные организации используют их в кампаниях для ссылок на страницы пожертвований, но они также отлично подходят для навигационных знаков и купонов. Некоторые компании даже начали использовать QR-коды для связи с платежными системами.

Каждый из ваших клиентов будет использовать QR-коды по-разному, но они могут не осознавать, насколько ценными они могут быть для взаимодействия с клиентами. Juniper Research сообщает, что к следующему году потребители будут использовать более 5 миллиардов купонов с помощью QR-кодов, доступных через смартфоны. Чтобы сделать QR-коды как можно более ценными, помогите своим клиентам понять, какие варианты дизайна лучше всего подходят для их использования.

Сегодня монохромные QR-коды — не единственный вариант. С помощью хорошего генератора QR-кода он может быть красочным и даже включать изображение или логотип. Это отличная возможность сделать компанию заметной, а цвет всегда привлекает внимание. Размер QR-кода имеет значение, поэтому следуйте этому простому руководству, чтобы определить размер кода:

Как далеко?	Насколько большим должен быть QR-код?
1,5–2,5 фута (45–75 см)	2,4–6,3 дюйма (6–15,8 см) – журналы, каталоги
4-12 футов (1,2-3,6 метра)	6,3–30 дюймов (16–75 см) — плакаты, окна
12–25 футов (3,6–7,6 м)	19–61,3 дюйма (48–157 см) — рекламные щиты

Теперь о рекомендациях по эффективному использованию QR-кодов. Есть десятки вариантов, и ваши клиенты могут добавить свои собственные. Начните разговор с этих идей:

Направляйте клиентов на целевую страницу/веб-сайт. Убедитесь, что их команда знает, что целевая страница должна быть оптимизирована для мобильных устройств, чтобы клиенты оставались на ней и оставались на ней.
Наберите свой рабочий номер. Это отличный вариант для обслуживания клиентов или для добавления индивидуального подхода к бронированию.
Отправить сообщение. Это может быть сообщение о присоединении к списку рассылки, участии в программе лояльности или участии в мероприятии.
Отправить электронное письмо. Ссылка может открыть электронное письмо, чтобы разрешить общение в свободной форме, направленное нужному человеку для взаимодействия.
Загрузка приложений. Все больше компаний имеют собственные приложения в дополнение к своим веб-страницам.