qr코드 생성 원리와 인식하는 원리는?

 

 

 

 

QR코드는 단순한 정사각형 무늬 같아 보여도, 내부에 매우 정교한 규칙과 디지털 구조가 숨어 있습니다.

 

아래에서 QR코드 생성 원리와 스캔(인식) 원리를 설명드릴게요.

 

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📦 1. QR코드 생성 원리

QR코드는 데이터를 흑백의 사각형 패턴으로 변환하여 저장하는 방식입니다. 주된 과정은 다음과 같습니다:

① 입력 데이터 → 바이너리로 변환

• 숫자, 문자열, URL 등 입력 데이터를 **이진 데이터(0/1)**로 바꿉니다.
• 인코딩 모드 사용:
  • 숫자 모드 (Numeric)
  • 알파벳/숫자 모드 (Alphanumeric)
  • 8비트 바이트 모드 (Byte)
  • 한자 모드 (Kanji)

② 오류 정정 코드 추가 (Reed-Solomon 방식)

• QR코드는 일부가 손상되어도 읽을 수 있도록 **오류 정정 데이터(ECC)**를 추가합니다.
• 오류 복구율은 L/M/Q/H 네 가지 등급으로 선택 (최대 약 30% 손상 복구 가능)

③ 모듈 패턴 배치

• 데이터를 변환한 이진 정보 + 오류 정정 정보를 QR코드 내부 격자에 규칙적으로 배치
• 기본 구조 포함:
  • 위치 탐지 패턴 (세 모서리 큰 사각형)
  • 정렬 패턴 (중간 및 모서리 부근)
  • 타이밍 패턴, 버전 정보, 포맷 정보 등

④ 마스킹 적용

• QR코드는 흑백이 너무 한쪽으로 치우치면 인식이 어렵기 때문에, 8가지 마스크 패턴 중 가장 최적인 것을 선택해 적용합니다.

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👁️ 2. QR코드 인식(스캔) 원리

스마트폰 카메라나 스캐너는 아래 순서로 QR코드를 해석합니다:

① 위치 탐지 (3개 큰 사각형 찾기)

• QR코드의 세 모서리에 있는 **큰 정사각형(위치 탐지 패턴)**을 통해 방향, 위치, 회전 상태를 파악

② 정렬 및 타이밍 분석

• 정렬 패턴과 타이밍 패턴으로 세부 격자 위치를 정확히 계산
• 왜곡 보정: 비스듬히 찍혔거나 구부러진 경우도 보정

③ 데이터 추출

• 격자 내 데이터를 읽고, 마스킹 제거 → 이진 코드 추출
• Reed-Solomon 오류 정정을 적용해 손상된 부분 복구

④ 디코딩

• 이진 데이터를 바이트 또는 문자로 다시 변환
• URL, 텍스트, 명함 정보 등으로 최종 출력

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📌 요약 정리

구분	QR코드 생성 원리	인식 원리
핵심 과정	데이터 인코딩 → 오류정정 → 패턴 배치 → 마스킹	패턴 탐지 → 위치 계산 → 데이터 추출 → 복원
기술 요소	Reed-Solomon, 마스킹, 이진 인코딩	이미지 왜곡 보정, 패턴 인식, 오류 정정
특징	높은 저장 용량, 손상 복구 가능	빠른 인식, 기울어진 상태에서도 인식 가능