QRコードのしくみ四角い模様から、
文字を読み戻す。

黒白の模様は、データを表す並び

QRコードは二次元コードです。縦横に並んだ小さなマスを使って情報を表します。マスはモジュールと呼ばれます。画像をそのまま縮めて入れるのではなく、文字などを符号化して配置したものです。

数字、英数字、日本語など、扱う内容によって符号化の方法が変わります。見た目が同じ程度の文字数でも、必要な情報量が同じとは限りません。

目印があるから向きと範囲を認識できる

一般的なQRコードでは、三つの角に大きな四角い位置検出パターンがあります。読み取り側はこれらを手掛かりに、コードの位置や向きなどを見つけます。他にもマスの位置合わせや構成を示すための情報があります。

大きな四角は、文章の一部を拡大して描いたものではありません。読むための目印です。コード周囲の余白も、他の印刷や模様と区別するうえで重要です。「黒白が残っていれば、余白を切っても同じ」とは考えないようにします。

すべてのマスが本文データではない

コードには元のデータのほか、誤り訂正用の情報、形式などを示す情報、各種の目印が含まれます。読み取り側は規則に従ってマスを読み、必要な情報を取り出します。単純に左上から黒を1、白を0として全部つなげるだけではありません。

図に使ったコードは、本サイトのURLから実際に生成したものです。情報部分だけを想像でランダムに塗った「QRコード風の絵」ではありません。拡大すると、目印と細かなマスを分けて見られます。

↔ 表が収まらない場合は、横にスクロールして比較できます。

誤り訂正は、別の情報を使って復元する

QRコードは誤り訂正の情報を加えることで、汚れや損傷があっても一部のデータを復元できます。どの程度まで対応するかは誤り訂正レベルなどで変わります。その分、同じ元データでも必要な構成に影響します。

ここで大切なのは、「一部を復元できる」と「どこをどんな形で隠しても読める」は違うことです。**誤り訂正率は、画像の任意の面積を隠してよい割合を保証するものではありません。**目印が壊れたり、損傷が偏ったりすれば認識・復元できない場合があります。

情報が増えると模様も細かくなる

QRコードには情報量に応じたバージョンがあります。バージョンが大きくなるとマス数が増えます。同じ印刷サイズなら一つのマスは小さくなるため、カメラ、距離、印刷品質の影響を受けやすくなります。

「大きな画像に拡大すれば、情報が勝手に増える」という意味ではありません。拡大は同じマスを大きく見せる処理で、データ量を変える符号化とは別です。

図2では、短い英字SHIKUMIと本サイトのトップURLを、同じ訂正レベルMで実際に符号化しました。周囲の余白込みの幅をそろえても、21×21と29×29のマスで細かさが違います。符号化の方法や訂正レベルもサイズに関わるので、「文字数だけで必ずこの大きさ」と一般化はできません。

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1. 1：SHIKUMI、21×21マス
2. 2：本サイトのURL、29×29マス
3. 両方：訂正レベルM・余白4マス

よくある誤解：QRコードの中にWebサイトが入っている？

URLが入ったQRコードでは、読み戻した文字列を使ってブラウザ等が接続します。**コードの読み取りと、サイトの取得は別の処理です。**コード自体がWebサイトの内容を全部持っているとは限りません。

また、コードを読めることは、リンク先の信頼性を保証しません。表示されたURLを確認するなど、接続先も別に判断する必要があります。HTTPSも、通信の保護と内容の信頼を区別するための手掛かりになります。

紙に出す場合、QRコードの一つのマスと、印刷機構の一つの点は同じではありません。複数の印刷点で一つのマスを表し、境界と周囲の余白を保つ必要があります。プリンターの仕組みでは、液滴やトナーで点を作る工程を追えます。

図3は、画像の認識、訂正・復号、その後のWeb通信を分けます。コード内の文字を取り出す処理と、通信先からページを取得する処理は別です。アプリ固有の通信や内部の符号処理は省略しています。

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1. 位置とマスの配置を認識する
2. 訂正・復号してURLの文字へ戻す
3. Webの取得はその後の別処理