QR Code

Der QR Code (QR steht für englisch: quick response = schnelle Antwort) ist ein zweidimensionaler (2D) Code, der von der japanischen Firma Denso Wave im Jahr 1994 entwickelt wurde.

Grundlagen

QR Codes

das Wort "QR Code"

Ursprünglich wurde der QR Code zur Markierung von Baugruppen und Komponenten für die Logistik in der Automobilproduktion eingesetzt. Die Anforderung hierzu kam vom Toyota-Konzern, für welchen Denso als Tochterunternehmen sämtliche elektrischen und elektronische Baugruppen liefert. Denso Wave wiederum ist eine Tochter von Denso und entwickelt und produziert unter anderem auch Identifikationssysteme und Geräte zur mobilen Datenerfassung.

Der QR Code besteht aus einer quadratischen Matrix aus schwarzen und weißen Punkten, welche die codierten Daten im Dualsystem darstellen. Eine spezielle Markierung in drei der vier Ecken des Quadrats gibt die Orientierung vor.

Die Daten im QR Code sind redundant vorhanden. Selbst wenn bis zu 30% des Codes zerstört sind, kann er dennoch entschlüsselt werden. Manche Benutzer personalisieren QR Codes durch Verfremden mit einem Grafikprogramm, in dem sie den QR Code mit einem zusätzlichen Bild, häufig das eigene Gesicht, überlagern.

Der japanische Standard für QR Codes, JIS X 0510, wurde im Januar 1999 veröffentlicht und entspricht seit dem Jahr 2000 ISO/IEC18004.

Aufbau

Im Code enthalten ist die Versionsinformation (1) und das benutzte Datenformat (2). Der Datenteil (3) enthält die kodierten Daten in redundanter Form. Zur Feldbegrenzung enthält der QR Code in nur drei seiner Ecken ein bestimmtes Muster (4.1). Über das fehlende Muster in der vierten Ecke erkennt das Lesegerät die Orientierung. Mit zunehmender Größe des Codes werden weitere Muster (4.2) zu Hilfe genommen um die Ausrichtung des Codes besser erkennbar zu machen. Zwischen den drei Hauptpositionsmarkierungen befindet sich eine Line (4.3) in welcher sich das Bitmuster mit jeder Position in der Matrix ändert, worüber sich die Matrix überhaupt definiert.

Kompletter Code

Datenteil entfernt

Datenteil hinzugefügt

Kapazität

Numerisch	Maximal 7.089 Zeichen
Alphanumerisch	Maximal 4.296 Zeichen
Binär (8 bits)	Maximal 2.953 Bytes
Kanji/Kana	Maximal 1.817 Zeichen

Größere Inhalte können auf bis zu 16 einzelne Codes aufgeteilt werden.

Lizenz

Japanisches Visum (Landing Permission) mit QR Code

„QR Code is open in the sense that the specification of QR Code is disclosed and that the patent right owned by Denso Wave is not exercised.“ ^[1] Die japanische Webseite von Denso Wave erklärt zudem, dass der Name „QR Code“ selbst ein eingetragenes Warenzeichen von Denso Wave Incorporated in Japan und anderen Ländern ist.^[2]

Die japanische Webseite ist in diesem Punkt recht sparsam ins Englische übersetzt. Aus dem japanischen Originaltext geht jedoch deutlich hervor, dass Denso Wave Incorporated jedem die Nutzung des QR Codes frei und kostenlos gestattet.

Die kommerzielle Nutzung des QR Code ist lizenzfrei. Denso Wave ist zwar der Rechteinhaber, verzichtet allerdings auf die Vollziehung der Rechte in Form von Lizenzgebühren. Dies wird sich auf absehbare Zeit auch nicht ändern, denn der QR Code ist als öffentlicher Standard bereits etabliert. In Japan ist der QR Code sehr weit verbreitet, man findet ihn nahezu auf jedem Werbeplakat. Auch die japanische Regierung verwendet den QR Code. So benutzt zum Beispiel die japanische Einwanderungsbehörde den QR Code mit verschlüsselten Daten für das Visum, welches bei der Einreise in den Reisepass eingeklebt wird. Eine Durchsetzung von Lizenzgebühren ist daher nahezu unmöglich.

Darstellung

Plakatwand mit QR Code

Der QR Code kann mit allen gängigen Verfahren problemlos gedruckt werden. Wie beim Strichcode ist allerdings auch hier ein möglichst hoher Kontrast wichtig, idealerweise schwarz auf weiß. Es ist auch möglich den Code farbig zu drucken, auch mit mehreren Farben. Allerdings muss darauf geachtet werden, dass der Code als Halbtonbild bzw. als Strichbild gesehen einen gleichmäßigen Kontrast aufweist. Vermehrt wird der QR Code auch im sogenannten „Direct Marking“-Verfahren auf Produkten angebracht. Sie werden zum Beispiel mit einem Laser direkt auf der Oberfläche des zu kennzeichnenden Materials eingebrannt. Diese QR Codes können sehr klein sein und haben eine nahezu unbegrenzte Haltbarkeit. Das Toyota-Formel-1-Team verwendet diese Technik, um jedes einzelne noch so kleine Bauteil eines Rennwagens eindeutig identifizieren zu können.

In der Größe ist dem QR-Code beinahe keine Grenze gesetzt, solange das Lesegerät das Bild formatfüllend und differenziert aufnehmen kann. Es wurden schon Plakatwände und sogar ganze Häuserfassaden mit einem einzigen QR Code versehen. ^[3]

Lesen von Codes

Industriegeräte

Lesegeräte bestehen im Wesentlichen aus einem Framegrabber, welcher das analoge Signal einer monochromen Videokamera digitalisiert. Kamera und Optiken folgen häufig Industriestandards und können dem jeweiligen Zweck entsprechend gegen geeignete Modelle ausgetauscht werden. In einem Decoder wird das Bild mit speziellen Algorithmen analysiert und dekodiert. Die Daten werden je nach Gerät über eine serielle Schnittstelle (z.B. RS232) an eine Datenverarbeitungsanlage weitergegeben. Industriegeräte haben zudem oft zusätzliche Anschlüsse, um sie in Speicherprogrammierbare Steuerungs-Anlagen zu integrieren. Zum Beispiel für ein Triggersignal, welcher den Lesevorgang auslöst oder einen Signalausgang, um einer Prozesssteuerung mitzuteilen, wenn ein Code nicht gelesen werden konnte. Häufig gibt es einen Kontrollmonitor, auf welchem das Kamerabild überwacht werden kann. Diese Geräte werden vor allem in der Logistik und in der Produktion eingesetzt, wo viele Codes in schneller Folge hintereinander zuverlässig überprüft oder gelesen werden müssen.

Scanner

Auch wenn Scanner auf 2D-Lesegeräte nicht mehr ganz zutrifft, ist es analog zu Strichcodelesern der gebräuchliche Begriff für ein solches Lesegerät. Sie benutzen die gleiche Methode wie Industriegeräte, verfügen also über eine Kamera und einen speziellen Decoder. Zusätzlich bieten viele Geräte eine Zielhilfe, häufig in Form eines lasergenerierten Musters, welche das Lesefeld anzeigt.

Spezielle Lesegeräte sind in der Lage, auch QR Codes zu lesen, welche im Direct Marking Verfahren mit einem Laser direkt auf das Material gebrannt worden sind. Diese verfügen über eine sehr hochauflösende Kamera und ein Makro-Objektiv sowie spezielle Algorithmen zur Eliminierung von verfahrenstypischen Darstellungsfehlern.

Scanner werden über RS232, USB, Bluetooth, WLAN oder proprietäre Funktechniken an Rechner zur Weiterverarbeitung der gelesenen Daten angeschlossen.

Handhelds

Handhelds sind spezialisierte Geräte zur mobilen Datenerfassung in Form von PDAs mit eingebautem Scanner. Der Scanner ist durch fortgeschrittene Miniaturisierung äußerst klein und energieeffizient. Diese Geräte sind ruggedized, also besonders geschützt gegen Stöße und Spritzwasser im oft rauen Alltag in Industrie, Handel und Logistik. Auf den Geräten sind derzeit hauptsächlich Windows Mobile oder Windows CE im Einsatz.

Mobiltelefone

QR Codes auf einer Plakatwand in Japan

Mittlerweile verfügen die meisten Mobiltelefone und PDAs über eine eingebaute Kamera und eine Software, welche das Lesen von QR Codes ermöglicht. Für viele andere Geräte ist eine solche Software von Drittanbietern erhältlich. In Japan ist der QR Code äußerst populär.^[4] Man verwendet ihn vor allem, um zum Beispiel eine Webadresse darin zu kodieren. Der QR Code wird dann in Zeitschriften, Informationsblättern oder großformatig auf Werbeplakaten abgedruckt. Da beinahe alle modernen Mobiltelefone heute auch einen Webbrowser enthalten, braucht man nur mit seinem Mobiltelefon den QR Code zu lesen und wird von der Software automatisch auf die im QR Code codierte Webseite geleitet. Oft enthält der abgedruckte QR Code aber auch weitere Zusatzinformationen wie Telefonnummern oder Adressen, welche man so nicht mehr abtippen muss sondern direkt in seinem Mobiltelefon oder PDA weiterverarbeiten kann.

In Deutschland führte am 9. November 2007 die gedruckte Welt Kompakt als erste Zeitung QR Codes ein. Dahinter verbergen sich Webadressen mit weiteren Informationen zum jeweiligen Artikel.^[5] Mittlerweile kann man den QR Code auch in vielen anderen Zeitungen und Zeitschriften sehen, so zum Beispiel im Computermagazin „Chip“.

Siehe auch

• Semacode
• Aztec Code
• BeeTagg
• ShotCode
• DataMatrix

Weblinks

• Windowsbasierte Dekodiersoftware
• Denso Wave Website des Entwicklers des QR Codes
• online QR Code Generator; Benutzt Googles Code-API
• http://YouQR.com/generator QR Code-Generator mit freier API
• http://qrcode.kaywa.com online QR Code Generator
• http://reader.kaywa.com kostenloser QR Code Reader für Mobiltelefone
• http://www.i-nigma.com/Create.asp ein anderer QR Code Generator
• http://www.i-nigma.com/GetReader.asp komfortabler und kostenloser QR Code Reader für Mobiltelefone
• http://tagnition.de kommerzieller Anbieter für Mobile Tagging
• Demonstration des Fotohandy-PIN Verfahrens, Eberhard Karls Universität Tübingen

Einzelnachweise

1. ↑ Copyright (Denso Wave)
2. ↑ Trademark (Denso Wave)
3. ↑ Beispiele (Kaywa)
4. ↑ QR Codes werden auch in Europa immer beliebter (Toyota Tsusho ID Systems)
5. ↑ WELT KOMPAKT führt den 2D-Code ein (Welt Online, 9. November 2007)