Koreksi kesalahan kode QR: cara kerja L, M, Q, dan H yang sebenarnya

Poin utama

• Koreksi kesalahan adalah redundansi yang dibangun ke dalam kode QR yang memungkinkan pemindai menyusun ulang data ketika sebagian simbol rusak atau tertutup.
• Empat tingkat yang didefinisikan dalam ISO/IEC 18004 memulihkan sekitar 7% (L), 15% (M), 25% (Q), dan 30% (H) data kode.
• Koreksi kesalahan yang lebih tinggi menurunkan kapasitas data, sehingga URL yang sama membutuhkan versi simbol yang lebih besar - pada lebar cetak tetap, itu berarti modul yang lebih kecil dan pemindaian yang lebih sulit.
• Koreksi kesalahan hanya memperbaiki area data. Kerusakan pada pola pencari, pola pewaktu, atau zona tenang biasanya membuat kode tidak terbaca, tingkat mana pun yang dipakai.
• Koreksi kesalahan tidak bisa menutupi kontras rendah, gambar kabur, silau, atau kode yang dicetak terlalu kecil, karena semua itu menurunkan kualitas seluruh simbol sekaligus, bukan satu bagiannya saja.

Apa itu koreksi kesalahan kode QR?

Mekanismenya adalah pengodean Reed–Solomon, keluarga kode yang sama yang dipakai pada CD dan pada transmisi antariksa dalam. Pengodean Reed–Solomon adalah skema yang menghasilkan codeword koreksi kesalahan sebuah kode QR dan menyusun ulang data yang hilang dari codeword yang masih utuh. Skema ini bekerja pada codeword, bukan pada kotak satuan. Codeword adalah kelompok delapan modul yang diperlakukan kode QR sebagai satu unit - entah satu unit data atau satu unit koreksi kesalahan.

Koreksi kesalahan dipilih sekali, saat kode dibuat, dan ditanamkan ke dalam simbolnya. Tingkatnya dituliskan pada informasi format di samping pola pencari, sehingga pemindai mana pun bisa membaca tingkat yang dipakai. Tingkat koreksi kesalahan pada kode QR yang sudah dicetak tidak bisa diubah lagi; mengubahnya berarti membuat ulang dan mencetak ulang kodenya.

Apa arti tingkat koreksi kesalahan L, M, Q, dan H?

Empat tingkat koreksi kesalahan QR memulihkan sekitar 7% (L), 15% (M), 25% (Q), dan 30% (H) codeword sebuah kode. Setiap kode QR memakai tepat satu di antaranya. Tingkat yang lebih tinggi menambah codeword pemulihan, sehingga menyisakan lebih sedikit codeword untuk data Anda pada ukuran simbol berapa pun.

Persentase itu menggambarkan codeword, bukan luas permukaan, dan angkanya nominal, bukan persis. Versi 1 membuat hitungannya terlihat: simbolnya memuat 26 codeword seluruhnya, dan Reed–Solomon bisa memperbaiki hingga separuh codeword koreksi kesalahan dalam satu blok, dikurangi cadangan kecil yang disisihkan standar untuk menekan risiko salah membaca data.

Pada simbol yang lebih besar, data dipecah menjadi beberapa blok Reed–Solomon dan codeword-nya disebar berselang-seling ke seluruh simbol, sehingga satu noda terbagi ke banyak blok dan tiap blok memperbaiki bagiannya sendiri. Penyebaran berselang-seling inilah alasan bekas cincin kopi di satu sudut biasanya masih bisa ditahan, dan alasan persentase nominalnya tetap menjadi panduan yang masuk akal meski koreksinya terjadi blok demi blok.

Tingkat koreksi kesalahan mana yang sebaiknya dipakai?

Gunakan M untuk sebagian besar kode QR cetak, Q atau H bila ada logo di atas kode atau permukaannya sering kena benturan, dan L hanya di layar atau ketika muatannya panjang dan kodenya harus tetap kasar. M adalah tingkat default di sebagian besar generator, dan untuk poster, selebaran, menu, atau kartu nama yang tidak akan tergores, M adalah jawaban yang tepat.

Aturan keputusan:

• Jika kode akan ditampilkan di layar, pilih L. Layar tidak berdebu, tidak terlipat, dan kontrasnya sempurna, jadi kapasitas pemulihan hanyalah redundansi terbuang yang membuat kodenya makin padat.
• Jika kode dicetak di kertas dan tidak membawa logo, pilih M. M menutupi penanganan normal, pelebaran tinta, dan noda ringan.
• Jika kode membawa logo di tengah, pilih minimal Q dan H bila logonya besar. Logo menghabiskan kapasitas pemulihan yang seharusnya menyerap kesalahan cetak dan pemindaian.
• Jika kode dipakai di luar ruangan, di kemasan, di mesin, atau di mana pun ia akan tergesek, terlipat, atau terkena cuaca, pilih H. Gesekan menghilangkan modul secara permanen.
• Jika muatannya panjang dan kodenya harus tetap kecil secara fisik, pilih L atau M lalu pendekkan muatannya. Menaikkan tingkat pada URL yang panjang memaksa simbol yang lebih padat, dan itu biasanya risiko yang lebih besar.

Satu contoh tandingan berguna di sini. QR-bill Swiss, standar pembayaran nasional untuk Swiss dan Liechtenstein, menetapkan koreksi kesalahan tingkat M, simbol tetap 46 × 46 mm, ukuran modul minimum 0,4 mm, dan salib Swiss 7 × 7 mm di tengah kode. Salib itu menutupi sekitar 2,3% luas simbol. Sebuah standar perbankan nasional meletakkan logo di atas kode QR pada tingkat M - karena logonya kecil dan ukuran modulnya terjamin. Tingkat H bukan syarat untuk memakai logo; ia kompensasi untuk logo yang besar.

Bagaimana koreksi kesalahan mengubah ukuran kode QR cetak

Menaikkan tingkat koreksi kesalahan membuat setiap modul lebih kecil pada lebar cetak yang tetap, karena data yang sama membutuhkan versi simbol lebih tinggi dengan lebih banyak modul per sisi. Inilah pertukaran yang paling sering luput: tingkat yang melindungi dari kerusakan juga menaikkan kepadatan yang sejak awal menyebabkan pemindaian gagal.

Ambil URL 44 karakter seperti https://koloqr.com/qr-codes-for/coffee-shops, dikodekan dalam mode byte dan dicetak selebar 25 mm:

Ada dua hal yang muncul dari tabel itu. Pertama, berpindah dari L ke H mengecilkan setiap modul sekitar 21% pada ukuran cetak yang sama - di bahan yang menyerap, itulah beda antara modul yang tegas dan modul yang saling melebar. Kedua, M dan Q menghasilkan versi simbol yang identik untuk muatan ini, yang berarti Q didapat gratis: kode fisik yang sama, ukuran modul yang sama, pemulihan 25% alih-alih 15%.

Periksa poin kedua itu setiap kali. Karena kapasitas bergerak dalam langkah-langkah, naik satu tingkat koreksi kesalahan sering kali tidak berbiaya sama sekali. Buat kode pada tingkat pilihan Anda, catat ukuran kisinya, buat lagi satu tingkat lebih tinggi, lalu bandingkan. Jika kisinya tidak berubah, ambil tingkat yang lebih tinggi.

Seberapa besar bagian kode QR yang boleh ditutupi logo?

Logo di tengah yang menutupi hingga sekitar 20% luas kode QR bisa dipulihkan dengan andal pada tingkat H di sebagian besar alur kerja cetak. Batas teoretis pada H mendekati 30%, tetapi menghabiskan seluruh anggaran pemulihan untuk logo tidak menyisakan apa pun untuk pelebaran tinta, silau, bekas jari, atau kamera yang sedikit tidak fokus - dan kesalahan-kesalahan itu diambil dari anggaran yang sama.

Aturan praktis yang mudah diperiksa: logo bundar yang diameternya setengah lebar kode QR menutupi sekitar 20% luas simbol. Logo persegi dengan sisi 0,45 × lebar kode menutupi kira-kira sama banyaknya. Patuhi angka itu dan tingkat H masih menyisakan sekitar sepertiga kapasitasnya.

Aturan yang lebih penting daripada persentasenya:

• Letakkan logo di tengah. Logo di tengah menyebarkan kerusakannya secara merata ke blok-blok Reed–Solomon yang berselang-seling. Logo berukuran sama yang tidak di tengah memusatkan kerusakan dan lebih mungkin menghabiskan satu blok.
• Jangan pernah biarkan logo menyentuh tiga pola pencari. Kotak-kotak besar di sudut itulah yang membuat pemindai bisa menemukan kodenya sama sekali, dan pola itu tidak membawa koreksi kesalahan.
• Beri logo latar belakang solid. Logo yang ditempelkan langsung di atas modul dengan latar transparan menciptakan setengah-modul yang ambigu di sekeliling tepinya, dan itu menghasilkan kesalahan yang tetap harus dibayar dekoder dengan kapasitas pemulihan.
• Pada simbol versi 7 ke atas, perhatikan pola perataan. Versi 7 dan seterusnya menempatkan pola perataan di dalam area data, termasuk di dekat bagian tengah. Logo tengah yang besar bisa mengubur salah satunya, dan kode seperti itu biasanya masih terbaca lurus dari depan tetapi bisa gagal dari sudut miring atau di permukaan melengkung.
• Uji kode yang sudah dicetak, bukan pratinjau di layar. Logo yang berhasil pada zoom 400% di monitor bisa gagal pada 25 mm di kertas tanpa lapisan.

KoloQR, generator kode QR gratis dengan kode QR bundar dan berbentuk khusus, mendukung penempatan logo dan memungkinkan Anda mengatur tingkat koreksi kesalahan sebelum mengekspor. Bentuk modul dekoratif - titik membulat, modul bundar - mengurangi luas tinta tercetak tiap modul, sehingga ikut memakan toleransi yang sama yang seharusnya disediakan koreksi kesalahan. Penataan gaya tidak pernah meningkatkan performa pemindaian; koreksi kesalahanlah yang menyerap selisihnya. Lihat kode QR bermerek untuk melihat wujudnya dalam praktik.

Bagian kode QR yang tidak bisa diperbaiki koreksi kesalahan

Koreksi kesalahan hanya melindungi area data. Pola struktural yang dibutuhkan pemindai sebelum ia bisa mendekode apa pun tidak tercakup koreksi Reed–Solomon, jadi kerusakan di sana biasanya fatal, tidak peduli kodenya dibuat pada L atau pada H.

• Pola pencari. Tiga kotak konsentris di sudut kiri atas, kanan atas, dan kiri bawah memberi tahu pemindai di mana simbolnya berada dan bagaimana orientasinya. Tidak ada redundansi yang melindunginya. Menutupi salah satunya biasanya berarti kodenya tidak pernah terdeteksi.
• Zona tenang. Zona tenang adalah margin kosong selebar empat modul di sekeliling kode QR yang memungkinkan pemindai mengenali di mana simbol dimulai dan berakhir. Teks, bingkai, atau foto yang didorong masuk ke margin itu mematahkan deteksi padahal setiap modul di dalam kodenya masih sempurna.
• Pola pewaktu. Garis modul tunggal berselang-seling yang membentang di antara pola pencari menetapkan kisi modulnya. Kerusakan di sini membuat seluruh pembacaan meleset.
• Pola perataan. Ada sejak versi 2 ke atas, pola ini mengoreksi distorsi perspektif. Kehilangan satu pola sering masih bisa ditahan pada pemindaian datar dari depan, dan jauh lebih sulit ditahan pada botol melengkung atau papan tanda yang miring.

Informasi format adalah pengecualiannya. Deretan modul di samping pola pencari yang mencatat tingkat koreksi kesalahan dan pola mask itu sendiri dilindungi kode BCH dan disimpan dua kali dalam simbolnya, sehingga ia sanggup menahan kerusakan yang lumayan besar dengan sendirinya.

Apa yang tidak dilindungi koreksi kesalahan

Koreksi kesalahan memperbaiki kerusakan setempat, bukan penurunan kualitas yang menyeluruh. Menaikkan tingkat dari M ke H tidak menolong kode yang terlalu kecil, terlalu pucat, kabur, atau kena cahaya yang buruk - masalah-masalah itu memengaruhi setiap modul sekaligus, dan tidak ada lagi bagian utuh yang bisa dipakai dekoder untuk menyusun ulang.

Kegagalan yang tidak akan diselesaikan oleh tingkat koreksi kesalahan yang lebih tinggi:

• Kode yang dicetak terlalu kecil untuk datanya. Di bawah sekitar 0,4 mm per modul pada cetakan, kamera ponsel kesulitan mengenali kisinya. Menaikkan tingkatnya membuat modul makin kecil dan masalahnya makin parah.
• Kontras rendah. Pemindai butuh beda terang-gelap yang jelas. Kode abu-abu pucat di atas latar krem gagal di setiap tingkat.
• Warna terbalik. Modul terang di atas latar gelap tidak didukung secara universal; beberapa aplikasi pemindai dan kamera bawaan mengharapkan gelap di atas terang.
• Silau dan laminasi. Laminasi glossy di bawah lampu sorot memantul ke kamera dan menghapus seluruh simbolnya.
• Gambar kabur karena gerakan dan cahaya redup. Keduanya menurunkan kualitas seluruh gambar, bukan satu sudutnya.
• URL tujuan yang salah atau sudah mati. Koreksi kesalahan menjamin pemindai membaca string yang dikodekan dengan benar. Ia tidak berkata apa pun tentang apakah alamat itu masih bisa dibuka.

Ketika kode gagal sesekali di lapangan sementara contoh cetakannya terlihat bersih, penyebabnya hampir selalu ukuran modul, kontras, atau pencahayaan - bukan tingkat koreksi kesalahannya.

Koreksi kesalahan di layar versus di cetakan

Di layar, tingkat L biasanya pilihan yang lebih baik; di cetakan, M adalah batas bawah yang masuk akal. Kode QR di layar tidak menghadapi satu pun risiko fisik yang menjadi alasan keberadaan koreksi kesalahan - tidak ada pelebaran tinta, lipatan, gesekan, atau kotoran - sehingga kapasitas pemulihannya tidak membeli apa pun dan modul tambahannya hanya membuat kodenya lebih padat daripada seharusnya.

Pertimbangan khusus layar: kode yang ditampilkan di satu ponsel lalu dipindai ponsel lain harus bersaing dengan silau dan kecerahan layar, dan koreksi kesalahan yang lebih tinggi tidak menyentuh hal itu. Naikkan ukuran tampilan dan kecerahan layarnya saja.

Pertimbangan khusus cetak: bahan yang menyerap membuat tinta melebar, dan setiap modul sedikit membesar ke tetangganya. Pelebaran titik itu adalah sumber kesalahan yang nyata dan justru itulah yang diserap tingkat M dan Q. Bahan berlapis melebar lebih sedikit; kertas koran, kertas kraft, dan kain melebar lebih banyak. Ekspor sebagai SVG alih-alih PNG yang diperbesar agar modulnya tetap presisi secara geometris pada resolusi mesin cetak - KoloQR mengekspor PNG maupun SVG.

Cara menguji seberapa besar kerusakan yang benar-benar bisa ditahan kode QR Anda

Uji kode cetak yang sesungguhnya alih-alih memercayai persentase nominalnya - tingkatnya memberi tahu Anda anggarannya, hasil cetaknya memberi tahu berapa banyak yang sudah terpakai. Prosedur di bawah memakan waktu sekitar lima belas menit dan memberi Anda angka yang bisa diandalkan.

1. Buat kode dengan pengaturan akhir. Muatan yang sama, tingkat koreksi kesalahan yang sama, logo yang sama, diekspor sebagai SVG.
2. Cetak dengan pengaturan produksi di bahan produksi. Printer yang sama, kertas yang sama, laminasi yang sama. Bukti cetak laser di kertas kantor tidak akan meramalkan perilaku karton tanpa lapisan.
3. Pindai cetakan yang belum dirusak dari jarak yang dituju dengan dua ponsel. Satu iOS dan satu Android, memakai kamera bawaan. Jika sudah gagal di sini, berhenti dan perbaiki ukuran atau kontrasnya sebelum menguji kerusakan.
4. Tutup 10% luas simbol di bagian tengah dengan selotip buram. Untuk kode 25 mm, persegi 8 × 8 mm mendekati 10%. Pindai lagi.
5. Perbesar area yang tertutup dalam langkah 5% sampai kode berhenti terbaca. Catat persentase terakhir yang masih berhasil - itulah toleransi Anda yang sebenarnya.
6. Ulangi dengan kerusakan diletakkan di satu tepi dan melintasi satu sudut. Hindari pola pencari. Kerusakan di tepi sering gagal lebih awal daripada kerusakan di tengah.
7. Ulangi di bawah pencahayaan yang sesungguhnya. Lantai toko, restoran pada malam hari, lorong gudang.
8. Bandingkan hasilnya dengan tingkat nominalnya. Jika kode tingkat H sudah gagal pada tutupan 12%, sisa anggarannya telah dihabiskan kualitas cetak. Perbesar kodenya, pendekkan URL-nya, atau pindah ke permukaan yang tidak terlalu menyerap.

Catat angkanya. Itu satu angka paling berguna yang bisa Anda pegang sebelum memutuskan mencetak dalam jumlah besar.

Kesalahan umum saat memilih tingkat koreksi kesalahan

Kesalahan paling umum soal koreksi kesalahan adalah memilih H secara default dengan anggapan perlindungan yang lebih besar selalu lebih aman. Pada URL panjang dengan ukuran cetak kecil, H menghasilkan kode yang lebih padat dan lebih sering gagal daripada versi M yang digantikannya.