QR kodlarda dithering: çalışan bir kodun içine fotoğraf gizlemek

Bir QR kod, içine gizlenmiş bir fotoğrafla bile taranabiliyor — kuralları nasıl bükeceğinizi bilirseniz. Dithering'li QR kod üretecinin arkasındaki geliştirici Andrew Taylor, sıradan kodları tek bitlik portrelere çeviren aracının arkasındaki tekniği anlatan bir rehber yayımladı; kaynak kodu Codeberg'de açık.

QR kodunun anatomisi

QR kod, ikiye ayrılan bir kareler ızgarasıdır: tarayıcının kodu bulup yönünü belirlemesini sağlayan belirgin şekiller olan işlev desenleri ve asıl veriyle başlık baytlarının saklandığı veri modülleri. Veri modülleri ancak tarayıcı işlev desenlerine kilitlendikten sonra okunduğu için değiştirilebilir — markaların özgün QR kodlar basmasının nedeni budur — ama her değişiklik okunabilirlikten biraz feragat eder.

Gürültünün içindeki fotoğraf

Taylor'ın atıf yaptığı bir gönderide Dave Richeson'un gösterdiği yöntem, her modülü küçültmektir: her pikseli 3×3'lük bir ızgaraya bölüp kodlanan biti ortadaki hücreye koymak, kalan sekiz hücreyi ise fotoğrafa ayırmak. Sonuç, düşük çözünürlüklü tek bitlik bir fotoğraf olur ve üzerinde tuz-biber gürültüsü bulunur; çünkü dokuz pikselden biri yine de veri taşır.

Dithering ve hata yayılımı

Ara tonlar normalde dithering ile üretilir — örneğin ara tonları siyah-beyaz satranç deseniyle taklit eden Bayer deseni. Hata yayılımı daha ileri gider: bir piksel eşikle karşılaştırıldığında ortaya çıkan hata, henüz karar verilmemiş komşu piksellere dağıtılır; böylece her bölge gerçek parlaklığına normal dithering'den daha yakın olur ve daha düzensiz doku gözü daha az yorar. Taylor'ın örneği, Michelangelo'nun David'inin Floyd–Steinberg ile işlenmiş 147×147 boyutunda tek bitlik görüntüsü.

Veri modüllerinin parlamaması için yayılımı iki kez çalıştırır. İlk geçişte bu modüllere zorunlu renkleri verilir ve oluşan hata çevredeki sekiz piksele yayılır — karanlık bir bölgedeki piksel saf beyaz olmak zorunda kaldığında hata yüzde 95'e çıkabilir — ikinci geçiş ise normal şekilde ilerler. Taylor'a göre görüntüyü okunur kılan tam da bu ilk hatanın maskelenmesi.

Bedeli: taranabilirlik

Görünüm ile güvenilirlik arasında bir ödünleşim var. Dizüstü ekranından telefonunuzla okunan bir kod, bir yabancının telefonunda kötü ışıkta basılmış hâliyle okunmayabilir. Üreteç ayrıca kenar boşluğu olmayan minik görüntüler üretir; tarayıcıların ise sakin bölgeye ihtiyacı vardır. Tarayıcılar büyütülen görüntüleri, CSS'te image-rendering ayarlanmadıkça bulanıklaştırır. Kenar boşluğunun rengi bulucu desenlerin arka planıyla eşleşmelidir — normalde beyaz, ancak ters çevrilmiş QR kodlar siyah ister.