2次元コードの基礎知識

QRコード

QRコードは、1994年日本のデンソーによって開発されたマトリクス型2次元コードで、Quick Responseコードという名の通り、高速読み取りを重視した2次元コードです。
QRコードは、日本で最も普及している2次元コードで、日本自動車工業会や日本自動車部品工業会が現品札(カンバン)に採用し、また、コンタクトレンズ協会、日本文具紙業協会でも現品ラベルとして使用しています。


QRコードの種類

モデル1
モデル1
QRコードモデル1は、最初に作られたQRコードで、モデル2、マイクロQRのもととなっています。モデル1は、バージョン*1から14までをAIMI規格としています。

モデル2
モデル2
QRコードモデル2は、コードが大きいときの歪みに対する耐量を向上させるため、アライメントパターンを追加した構造となっています。モデル2は、バージョン*1から40までをAIMI規格としています。バージョン40には、数字だけなら最大7089文字もコード化することができます。

マイクロQRコード
マイクロQRコード
基板管理などのFA用途で要求の高い極小コードへの適応を図るために、QRコードの切り出しシンボルを1つにして印字面積効率をUPしたコードです。情報が少ない場合にはより小さく印字することができます。
* QRコードのサイズを表す指標。
バージョン1はコードが21×21セルで、バージョンが1あがるごとに、QRコードの大きさは4セルずつ大きくなります。

QRコードの構成
QRコードを構成する最小の単位(白黒の正方形)をセルといいます。セルの組み合わせでQRコードは表され、位置検出パターン(切り出しシンボル)と、タイミングパターン、誤り訂正レベルやマスク番号などの情報を持ったフォーマット情報、データ及び誤り訂正符合(リードソロモン符号)から構成されています。

QRコードモデル2
マイクロQRコード
QRコードモデル2
マイクロQRコード

切り出しシンボル(ファインダパターン)
QRコードシンボルの3コーナーに配置される3個(マイクロQRは1個)の位置検出用パターンのこと。まずこのパターンを検索することでQRコードの位置を認識することができ、高速な読み取りを可能にしています。
位置検出パターン
位置検出パターンは、A、B、Cのどの方向からでも必ず白セルと黒セルの比率が1:1:3:1になっています。このためQRコードが回転していても位置の検出と、3個のパターンの位置関係から回転角度を認識しています。だから、どの方向からでも読み取ることができるのです。

マージン
2次元コードシンボルのまわりにある空白の部分。
QRコードモデル1、モデル2で4セル分、マイクロQRコードで2セル分の空白が必要です。

タイミングパターン
白セルと黒セルが交互に配置され、シンボル内のモジュール座標を決定するのに使用しています。QRコードには、位置検出パターンの間の2箇所に配置されています。
タイミングパターン
フォーマット情報
QRコードシンボルに、使用されている誤り訂正率とマスクパターンに関する情報を持っています。デコードを行なう際には、まず始めにここを読み出しています。
フォーマット情報

誤り訂正符合(リードソロモン符号)
QRコードの一部分が損傷した場合においてもデータを損失することがなく、復元することができるようにリードソロモン法を用いて生成された符号のこと。誤り訂正には、シンボルの損傷の度合いに応じた4段階のレベルを持っています。例えば、レベルMではコード面積の約15%が損傷した場合においても、データを復元することが可能です。
誤り訂正レベル
コードに対する面積
L

7%

M
15%
Q
25%
H
30%
(注) マイクロQRコードには、バージョンの大きさにより選択可能な誤り訂正率に制限があります。

QRコードのデータ
QRコードは、数字、英数字、漢字、バイナリのデータを扱うことができ、最大で数字なら7089文字、英数字なら4296文字、漢字なら1817文字を表すことが可能です。
また、漢字を表現するのに通常なら1文字16ビット(8ビット×2)必要なところを、1文字13ビットで表現することができます。
これはQRコードがデータ圧縮に優れており、日本語大容量のデータを扱う場合において大変有利なことを表しています。



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