Подготовка к работе
По указанной литературе изучить назначение QR-кодов, способы кодирования и декодирования, ответить на контрольные вопросы.
2. Контрольные вопросы
2.1. Для каких целей используются QR-коды?
2.2. Какие специализированные сайты можно использовать для кодирования и декодирования QR-кодов?
2.3. В каком году изобретен QR-код?
2.4. Какое максимальное число символов можно поместить в QR-код?
2.5. В каком графическом формате целесообразно сохранять QR-коды (PNG, JPEG, BMP, SVG)?
2.6. Что такое уровень помехоустойчивости?
2.7. Сколько уровней помехоустойчивости можно формировать в QR-кодах?
2.8. Какой алгоритм используют в QR-кодах для повышения их помехоустойчивости?
2.10. В чем преимущество 2D-кодов по сравнению со штрих - кодами?
2.11. Могут ли мобильные устройства считывать цветные QR-коды?
Задания на выполнение лабораторной работы
Задание 1. Декодирование QR-кода
С помощью фотокамеры мобильного телефона (нетбука, планшетника) или специализированных Web-сайтов декодировать коды, приведенные в табл.3.1.
Задание 2. Формирование QR-кода
С помощью генератора QR-кода закодировать свою фамилию, имя, группу и полное название ВУЗа.
Задание 3. Исследование помехоустойчивости QR-кода
Используя QR-код, полученный в предыдущем задании, выполнить следующие действия.
· Изменить ориентацию изображения QR-кода (или фотокамеры). Произвести считывание (декодирование) информации.
· Изменить масштаб изображения QR-кода. Произвести считывание информации. Определить минимально допустимые размеры картинки, при которых считывание информации еще возможно.
· Нанести на изображение QR-кода 5 черных точек. Попытаться считать информацию.
· Нанести на изображение QR-кода дополнительно 5 белых точек. Произвести считывание информации.
· По изображению QR-кода провести черную линию. Сделать попытку считывания информации.
· По изображению QR-кода провести белую линию. Произвести считывание информации.
.
Таблица 3.1
| Вар. | QR-код | Вар. | QR-код |
| 
| ||
| 
| ||
| 
| ||
| 
|
Продолжение таблицы 3.1
| Вар. | QR-код | Вар. | QR-код |
| 
| ||
| 
| ||
| 
| ||
| 
|
Методические указания
QR-код (англ. quick response — быстрый отклик) — матричный код, разработанный японской компанией «Denso-Wave» в 1994 году [1].
Естественно, что вместимость одной кодовой матрицы не является безграничной. Максимальное количество символов, которые помещаются в одну матрицу такое:
цифры — 7189; цифры и буквы (включая кириллицу) — 4296; двоичный код — 2953 байт.
Наибольшее распространение рассматриваемый код получил среди абонентов мобильной связи. Пользователь может моментально занести в свой мобильный телефон (нетбук) текстовую информацию, контакты в адресную книгу, перейти по web-ссылке, отправить SMS-сообщение и т. д.
С помощью QR-кодов удобно делать визитки и размещать их на майках, фуражках, значках. Коды открывают большие возможности для рекламы. За счет размещения QR-кода на рекламном щите, плакате (постере) или объявлении можно привлечь большое число клиентов.
Для того чтобы сделать туристические маршруты более информативными, на улицах г. Львова (Украина) размещено более 80 изображений QR-кодов. Ими оснащены коммерческие и культурные объекты, в том числе памятники, архитектурные сооружения.
QR-коды используются для маркировки ответственных деталей. Гравировка металлической поверхности позволяет наносить код на детали, подвергающиеся воздействиям высоких температур, давлений или агрессивных химических веществ. Данный код имеет высокую помехоустойчивость. Даже при наличии повреждений (искажений) изображения на площади 30% всё еще есть возможность безошибочно считывать информацию.
С помощью QR-кодов можно получать прогнозы времени прибытия транспорта на конкретную остановку. Например, транспортный оператор г. Самары размещает наклейки с QR-кодами на остановочных павильонах. Можно считать QR-код фотокамерой своего мобильного телефона. Это позволяет сразу открыть страницу с прогнозами прибытия транспорта на эту остановку.
QR-код не является единственным вариантом 2D штрих-кода. Известны и другие форматы: DataMatrix, ScanLife EZcode и Microsoft Tag (Tag).
Три квадрата в углах изображения QR-кода позволяют устройству распознавания масштабировать изображение и правильно определять его пространственную ориентацию. Черные и белые точки изображения преобразуются считывающим устройством в двоичные числа. Затем производится обработка цифровой информации. На матрице размещается системная информация, данные, корректирующие биты [2]. При обработке используется алгоритм Рида-Соломона, позволяющий устранить треть возможных искажений картинки.
QR-коды можно создавать с различной степенью помехозащищенности. Чем выше помехозащищенность, тем больше избыточной информации содержит матрица.
QR-коды имеют 4 уровня помехозащищенности (уровня коррекции ошибок). Уровни коррекции ошибок определяют долю информации, подлежащей восстановлению за счет использования корректирующего кода.
| Уровень коррекции ошибок | Код | Допустимые искажения |
| L | 7% | |
| M | 15% | |
| Q | 25% | |
| H | 30% |
Уровни L и M рекомендуется использовать для печати кодов на пригласительных билетах, визитках, плакатах, рекламных щитах и т.д. Уровни Q и H применяют для маркировки деталей, когда существует высокая вероятность повреждения изображения кода.
Таблица 4.1. показывает, как выглядит код слова «Проба» при различных уровнях помехоустойчивости. Из таблицы видно, что с увеличением уровня помехоустойчивости число элементов на матрице растет.
Таблица 4.2. демонстрирует высокую степень помехоустойчивости QR-кодов. Даже перечеркнутые матрицы позволяют правильно декодировать информацию.
Следует обратить внимание, что считывание информации прекращается в случаях, когда существенно искажается один из трех прямоугольников, отвечающих за определение ориентации матрицы (см. табл. 4.3). В тоже время наличие 20 – ти цветных точек на изображении матрицы не приводит к снижению надежности считывания информации (см. табл. 4.4).
Таблица 4.1
| 7% | 
| 15% | 
|
| 25% | 
| 30% | 
|
Таблица 4.2
| 
| ||
| 
|
Таблица 4.3
| 
| ||
| 
|
Таблица 4.4
| 
| ||
| 
|
Методические указания к заданию 3.1
Наиболее просто выполнить операцию декодирования можно с помощью мобильного телефона со встроенной фотокамерой и установленной программой считывания. Ряд моделей телефонов имеют встроенный распознаватель QR-кодов, а на остальные модели телефонов нужно установить программу-распознаватель. Для кодирования и декодирования можно рекомендовать следующие программы:
для Android: Google Goggles, QuickMark, Barcode Scanner, Barcode2file, QR Droid, NeoReader, ixMAT Scanner, 2D-код, Elinext UPC, I-Nigma, QR Droid;
для iPhone и iPad: RedLaser, QR Reader for iPhone, Bakodo - Barcode Scanner and QR Bar Code Reader, AT&T Code Scanner, Elinext UPC, Ценометр;
для Windows Phone 7: приложение уже встроено в поиск (Обновление Mango);
для Symbian OS: QuickMark, Kaywa reader, Nokia barcode reader, I-Nigma, UpCode, NeoReader, BeeTag;
для Java: Kaywa reader, I-Nigma, UpCode;
для Bada: BeeTagg, Quick QR Reader;
для Maemo: mbarcode;
для Windows Mobile: QuickMark, I-Nigma;
для BlackBerry OS: приложение уже встроено в App World.
При отсутствии устройств распознавания QR-кода кодирование и декодирование можно выполнить с помощью скриптов, к которым есть свободный доступ в Интернет.
В качестве специализированных Web-сайтов (генераторов и распознавателей QR-кодов), предназначенных для кодирования и декодирования QR-кодов, можно использовать:
- https://qrcoder.ru
- https://qr-coder.net/
- https://qr.foxtools.ru
- https://qrrussia.ru/
- https://www.qurify.com/ru/
- https://creambee.ru/
- https://www.qrstuff.com/
- https://www.qrcodegenerator.ru/
- https://kochacorp.ru/qr/