云南省標(biāo)準(zhǔn)化研究院 鄭 磊 范欣杰 胡 冰

快速響應(yīng)矩陣碼，簡稱QR 碼，是目前最為常見的二維碼，如產(chǎn)品包裝、雜志刊物、印刷品、票據(jù)、證照以及文件上面都會(huì)印有QR 碼，用于數(shù)據(jù)信息讀取或URL 鏈接。QR 碼符號(hào)印制質(zhì)量的好壞會(huì)對(duì)信息讀取的成功與否以及讀取效率產(chǎn)生顯著的影響，因此QR碼符號(hào)印制質(zhì)量日益受到人們重視和關(guān)注。

對(duì)QR 碼符號(hào)印制質(zhì)量的評(píng)價(jià)比較復(fù)雜，通常使用符號(hào)等級(jí)對(duì)符號(hào)進(jìn)行質(zhì)量判定。符號(hào)等級(jí)只保留一位小數(shù)，以4.0 到0.0 表示由高到低的質(zhì)量等級(jí)。影響符號(hào)等級(jí)值的參數(shù)如下：

參考譯碼

參考譯碼（Decode）是衡量使用QR 碼碼制規(guī)范所規(guī)定參考譯碼算法是否能夠成功識(shí)讀QR 碼符號(hào)的參數(shù)。如果使用參考譯碼算法能夠?qū)Ψ?hào)圖形成功譯碼，則參考譯碼等級(jí)。

符號(hào)反差

符號(hào)反差（SC）是衡量符號(hào)中深淺兩種反射狀態(tài)的差異是否足夠明顯的參數(shù)。符號(hào)反差要足夠大，才能有效分辨出符號(hào)圖形中的深模塊和淺模塊。符號(hào)反差是符號(hào)參考灰度圖像中最高反射率Rmax與最低反射率Rmin之差，即SC＝Rmax－Rmin，見表1。

表1

調(diào)制比

調(diào)制比（MOD）是反映深色模塊或淺色模塊的反射率一致性的參數(shù)。如果調(diào)制比不足，會(huì)增加錯(cuò)誤辨別深色或淺色模塊的可能性。符號(hào)中每一個(gè)模塊的調(diào)制比，其中R是模塊的反射率，GT是整體閾值，SC 是符號(hào)反差，見表2。對(duì)于每個(gè)碼字，選擇碼字中所有模塊調(diào)制比的最低的等級(jí)作為碼字調(diào)制比的等級(jí)。符號(hào)調(diào)制比的等級(jí)由符號(hào)中各碼字調(diào)制比和符號(hào)的糾錯(cuò)能力綜合而成。

表2

模校調(diào)制比

模校調(diào)制比（RM）是衡量每一個(gè)模塊在和整體閾值比較后能被正確判斷為深色模塊或淺色模塊的可辨識(shí)度的參數(shù)。模校調(diào)制比低說明模塊深淺性質(zhì)判斷的出錯(cuò)率高。對(duì)于經(jīng)過譯碼后設(shè)定為淺色的模塊，當(dāng)R≥GT 時(shí)，模塊的模校調(diào)制比，否則模塊的模校調(diào)制比為0；對(duì)于經(jīng)過譯碼后設(shè)定為深色的模塊，當(dāng)R＜GT 時(shí)，模塊的模校調(diào)制比；其中R是模塊的反射率，GT 是整體閾值，SC 是符號(hào)反差。對(duì)于每個(gè)碼字，選擇碼字中所有模塊的模校調(diào)制比最低的等級(jí)值作為碼字的模校調(diào)制比的等級(jí)。符號(hào)的模校調(diào)制比的等級(jí)由符號(hào)中各碼字的模校調(diào)制比和符號(hào)的糾錯(cuò)能力綜合而成。

固有圖形污損

QR 碼的固有圖形包括尋像圖形（位置探測(cè)圖形）、定位圖形、校正圖形以及空白區(qū)。固有圖形污損（FPD）是由于固有圖形的一個(gè)或多個(gè)模塊由深到淺或由淺到深的反轉(zhuǎn)造成。這種污損會(huì)對(duì)確定符號(hào)的位置以及決定模塊的基準(zhǔn)位置造成損害，因此，固有圖形的污損是衡量固有圖形的污損情況是否嚴(yán)重，是影響參考譯碼算法在視場(chǎng)中探測(cè)和識(shí)讀符號(hào)能力的參數(shù)。固有圖形污損的評(píng)價(jià)要對(duì)尋像圖形、定位圖形、校正圖形以及空白區(qū)的污損情況分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，以其中最差的值用于分級(jí)。QR 碼的固有圖形包括空白區(qū)，如果QR碼符號(hào)的空白區(qū)不夠，容易造成固有圖形污損的等級(jí)值降低。

軸向不一致性

軸向不一致性（AN）衡量符號(hào)軸向尺寸不均勻程度，衡量了一個(gè)軸與另一個(gè)軸之間采樣點(diǎn)間隔的差異量。QR 碼參考譯碼算法會(huì)生成一個(gè)數(shù)據(jù)模塊取樣點(diǎn)網(wǎng)格，先對(duì)相鄰數(shù)據(jù)模塊之間的水平和垂直間距分別進(jìn)行計(jì)算，再獲得整個(gè)符號(hào)每個(gè)軸向上的平均間距XAVG和YAVG，軸向不一致性，其中XAVG是取樣點(diǎn)X軸向的平均間距；YAVG是取樣點(diǎn)Y軸向的平均間距，見表3。

表3

網(wǎng)格不一致性

網(wǎng)格不一致性（GN）是衡量網(wǎng)格交叉位置偏離于其理想位置的最大矢量偏差的參數(shù)。使用QR 碼參考譯碼算法可以得出網(wǎng)格交叉位置，將這些位置和同等尺寸理想符號(hào)的理論位置進(jìn)行比較，取所有實(shí)際交叉位置和理想交叉位置偏離最大的值用于分級(jí)，見表4。

表4

未使用的糾錯(cuò)

未使用的糾錯(cuò)（UEC）是衡量為糾正符號(hào)錯(cuò)誤所消耗的糾錯(cuò)容量的參數(shù)。其中e 是拒讀錯(cuò)誤的數(shù)目，t是替代錯(cuò)誤的數(shù)目，Ecap是符號(hào)的糾錯(cuò)容量。所以當(dāng)QR 碼符號(hào)出現(xiàn)污損、磨損、撕裂、部分缺失等諸多情況，為恢復(fù)數(shù)據(jù)信息,用于糾正錯(cuò)誤所消耗的糾錯(cuò)容量就越多，未使用的糾錯(cuò)容量就越少，等級(jí)值就降低。對(duì)于含有多個(gè)糾錯(cuò)模塊的符號(hào)，各個(gè)模塊的未使用的糾錯(cuò)分別計(jì)算，并取最低值用于分級(jí)，見表5。

表5

其他附加的分級(jí)參數(shù)

碼制規(guī)范或應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的其他參與符號(hào)分級(jí)的其他附加參數(shù)，比如X 尺寸要求、符號(hào)版本要求、格式信息要求等等。

對(duì)QR 碼符號(hào)的每次掃描檢測(cè)的等級(jí)是該次掃描檢測(cè)得到的上述所有參數(shù)的等級(jí)的最低值。QR 碼符號(hào)的符號(hào)等級(jí)是最終獲得的單個(gè)參數(shù)等級(jí)的最低值。特別應(yīng)該注意的是，如果譯碼的數(shù)據(jù)不正確，無論其他參數(shù)等級(jí)是什么值，符號(hào)等級(jí)應(yīng)為0.0。符號(hào)等級(jí)值的范圍是0.0～4.0，值越大代表QR 碼符號(hào)印制質(zhì)量越高。符號(hào)等級(jí)的表示形式為：等級(jí)∕孔徑∕測(cè)量光波長∕角度，當(dāng)入射光角度為45°時(shí)，角度可以省略。比如“3.0∕05∕670∕30”表示符號(hào)等級(jí)為 3.0，測(cè)量光孔徑為0.125mm（孔徑標(biāo)號(hào)05），測(cè)量光波長為670nm，檢測(cè)光入射角為30°?！?.0∕10∕660”表示符號(hào)等級(jí)為4.0，測(cè)量光孔徑為0.250mm（孔徑標(biāo)號(hào)10），測(cè)量光波長為660nm，檢測(cè)光入射角為45°。

另外，印刷增量作為一個(gè)不分級(jí)的質(zhì)量參數(shù)，也是評(píng)價(jià)QR 符號(hào)印制質(zhì)量的重要參考，常被用于印刷生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。印刷增量用來衡量構(gòu)成符號(hào)的圖形，相對(duì)于標(biāo)稱尺寸增大或減小的程度。印刷增量嚴(yán)重時(shí)會(huì)妨礙識(shí)讀。印刷增量標(biāo)志著圖形的深色與淺色模塊邊界擴(kuò)張的程度。QR 碼的符號(hào)印刷增量分別從X 和Y 兩個(gè)軸向進(jìn)行評(píng)價(jià)，即水平增量和垂直增量。QR碼譯碼算法選取相互獨(dú)立的兩個(gè)定位圖形，從每一定位圖形相鄰的位置探測(cè)圖形的外層方塊的內(nèi)邊，沿定位圖形到與另一位置探測(cè)圖形相鄰接的分隔符的外邊，計(jì)算所遇到的淺色點(diǎn)陣數(shù)（NL）與深色點(diǎn)陣數(shù)（ND），計(jì)算印刷增量。