QR 二维码在不影响扫码的情况下，哪些部分可以删除？

问题是这样遇到的，在某大神的项目网站上，看到他的头像是以下图片：

我查阅了一些关于QR码原理的资料，大概了解了一下是如何QR码是如何编码的，还有掩码之类的也看了一些。
我做了个小实验，擦去QR码的部分图像，效果如下：
这个码仍然可以正确扫描（应该是QR码一定的容错性吧？）
但再稍微删一点就不能再扫描了。
在只了解一点点QR码皮毛的情形下，我对此有如下猜测：
1.删除的面积有一定上限，超过其容错率便很难扫描。
2.有某些特定区域一丁点也不能删，否则将不能扫描。

我不太明白，这种很大面积的图案是如何嵌入到QR码当中而不影响扫码的？
如果现在要尽可能多的删除这张QR码的内容，那么最多都可以删掉哪些部分，而不影响扫码？

希望对此了解的知友能指点一下～多谢

有关回应 · 2021-5-15 09:06:47

你可以去看下这篇文章 http://cgv.cs.nthu.edu.tw/Projects/Recreational_Graphics/Halftone_QRCodes/
它是一方面让QR code长得像输入图片，另一方面不断用识别库去尝试识别……最后取得平衡

ps. 我也用这个文章的代码生成过头像对应的QR Code...论文作者有提供可执行程序
http://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein (二维码自动识别)

有关回应 · 2021-5-15 09:06:48

QR 二维码一共有40个尺寸，即 21 × 21 的 Version 1 到 177 × 177 的 Version 40，计算公式为
，其中 V 代表 Version，即版本号。

图片截自 QR Code 的标准化文档，中文是自己加上的，有些可能翻译不准确，见谅。
功能图案：

定位标志：分别在三个角，标定一个 QR 码。
定时标志：由深浅两色交替构成，起到了确定坐标的作用，推测应该在大尺寸 QR 码中作用较为明显。
对齐标志：在 QR 码微量畸变的情况下进行矫正

编码区：

格式信息：用于存放一些格式化数据，如纠错级别
版本信息：包含版本信息和纠错相关信息

---------------------------------------分割线---------------------------------------
回到答主的疑问，哪些部分可以删除呢，来实验一下。（使用了微信的扫一扫功能，不知道有没有特殊的工具可以使用）

定位标志必须保持完整，缺少一点就读不出来

像这三张图，均对右上角的定位标志做了处理，结果都扫描不出来，真的是少“一点”都不行。

定时标志

http://mmcheng.net/ (二维码自动识别)
将左侧的定时标志删去，扫描成功。
http://mmcheng.net/ (二维码自动识别)
将两条定时标志均删除后仍然扫描成功。

对齐标志

http://mmcheng.net/ (二维码自动识别)
http://mmcheng.net/ (二维码自动识别)
我将所谓畸变理解为倾斜角，在对齐标志完整的情况下，极限大概是上下左右45度，都能够扫描成功。

尝试将整个对齐标志删除，只有在完全正对的时候才能扫描成功。

----------------------------------基友叫我出门玩啦，待续----------------------------------

有关回应 · 2021-5-15 09:06:49

首先，「不影响扫码」是一个很模糊的表述。不同的扫码环境、扫码设备、解码算法对二维码的质量要求千差万别。
最理想的情况，二维码经过以下处理，依然可被正确扫码。

三个码眼可以只留“十字”部分。
定时标志可完全删除。
对齐标志可删除大部分，甚至全部删除。
版本信息或者没有，或者有两份。可删除一份，另一份的变动需要在其纠错范围内（不能错3个点以上）。
格式信息有两份，可删除一份，另一份的变动需要在其纠错范围内（不能错3个点以上）。
二维码的数据区域由若干个RS编码的码字组成。每个码字可错误的个数与纠错级别有关。

如下图所示，该二维码的版本为7，纠错等级为L。根据手册，其数据区域每个码字的纠错能力为10字符（最多80比特）。为了防止被社区自动识别二维码，将左上角码眼的中心改为了白色。
非黑色和白色的区域均代表被删除。其中：红色代表码眼区域；黄色代表对齐标志；绿色代表定时标志；浅蓝色代表格式信息；紫色代表版本信息；蓝色代表数据区域。

需要指出，上述图片仅讨论了二维码本身每个点黑白的变化对扫码的影响，而并不讨论每个点形状的变化对扫码结果的影响。事实上，现在大部分扫码算法（以google的二维码开源库zxing为例）在处理数据区域时，基本上只采样小方格中心位置的颜色。因此，数据区域的每个小方格如中心位置颜色不变，就不会影响扫码，这也是Halftone_QRCode的基本原理。如考虑到这点，则上图只需要进一步保留码眼的十字部分、部分对齐标志的十字部分、以及所有剩余数据区域中间的部分不变，剩余部分可以随意变化。

至于如何让一个构造一个二维码，使得它既可以扫，又可以让人眼看，那就是另一个问题了。由于二维码中除了存储的数据之外的部分可填充任意数值（即便标准规范了填充内容），从而通过巧妙构造填充的数据，就可以尝试自定义二维码最终的显示效果，这也是近年来二维码美化工作（以QArt Code为代表）的理论基础。
如下图所示，别看该二维码中间一大片空白，这是一个几乎完全合法的二维码，完全不利用二维码的纠错能力。在它基础之上还可以进一步利用二维码的纠错能力，删除上图所示的部分。（同样为了避免被社区自动识别，将左上角码眼中心涂白了）

有关回应 · 2021-5-15 09:06:50

简单说就是信息有冗余呗，有纠错码和补齐码。
补齐码就是需要的信息比它可以容纳的信息少，那就加一段补齐码，就是重复11101100 00010001这两个bytes。为什么是这两个，我也不知道
然后是纠错码，有L、S、Q、H四种级别的纠错，通常情况下使用15%的级别，保证条码有轻微破损的时候仍能被读出。其原理大概就是给QR码分区，然后在每个分区加上一段纠错码，二维码的纠错码主要是通过Reed-Solomon error correction 算法来实现，由于鄙人看不懂，请移步QR code spec http://raidenii.net/files/datasheets/misc/qr_code.pdf

有关回应 · 2021-5-15 09:06:51

一方面是面积有限制，一般擦除的面积肯定不能超出容错比例。

其次就是辅助定位的部分是不能被擦除的，也就是下图所指出的地方：

之前我给赵人希做拼接式二维码的时候，就是把他的URL地址加大容错比例重新生成，再拆成四个小图放微博上，利用QR码的容错原理，让四个小图之间的间隙部分被容错掉就可以了。

做的第一版因为正好校正标识被擦去了一部分，所以识别率不佳，后来稍微挪了一下二维码的位置，让空隙避开了校正标识。

尽管定位和校正标识被擦除对识别的影响非常大，但是也不是完全不能擦除，擦除很小一部分的时候，二维码仍然是可以识别的，只是这些区域被擦除一点点就会带来很大的识别率下降。

QR 二维码在不影响扫码的情况下，哪些部分可以删除？

5 个回复

浏览过的版块