Masahiro Hara et l'invention du code QR

L'invention du code QR est avant tout l'histoire d'un ingénieur, d'un problème d'usine lancinant, et d'une étincelle inattendue venue d'un jeu de plateau japonais. Masahiro Hara ne cherchait pas à transformer la manière dont des milliards de personnes partagent des liens et des menus. Il voulait simplement cesser de scanner dix codes-barres quand un seul aurait suffi. 🐾

Qui a inventé le code QR ?

Le code QR a été inventé en 1994 par Masahiro Hara, ingénieur chez Denso Wave, une filiale du groupe Toyota au Japon. Hara dirigeait une petite équipe, et le projet est né comme une réponse très pratique aux limites du code-barres ordinaire sur la ligne de fabrication.

Denso Wave fournissait des technologies à l'industrie automobile, et le système de production de Toyota exigeait un suivi rapide et précis d'un nombre colossal de pièces. Le code-barres unidimensionnel, inventé des décennies plus tôt, ne pouvait tout simplement pas porter assez d'informations pour suivre le rythme. Vous pouvez lire ce chapitre antérieur dans notre brève histoire du code-barres.

Quel était le problème du vieux code-barres ?

Un code-barres 1D traditionnel ne stocke des données que dans la largeur de ses rayures verticales. Cela lui impose un plafond strict d'environ 20 caractères. Sur une ligne d'assemblage chargée, c'était loin d'être suffisant.

Les ouvriers finissaient par couvrir les caisses de plusieurs codes-barres à la fois, puis scannaient chaque étiquette séparément. C'était lent, fatigant et facile à rater. La mission de Hara était de concevoir quelque chose qui puisse :

• Contenir des centaines ou des milliers de caractères au lieu d'une vingtaine.
• Être lu en un éclair, d'où le nom « Quick Response ».
• Fonctionner même partiellement taché, rayé ou déchiré.
• Être scanné depuis n'importe quelle direction sans alignement minutieux.

La solution fut d'ajouter une seconde dimension. En encodant les données à la fois en largeur et en hauteur, un symbole bidimensionnel condense infiniment plus d'informations dans le même encombrement. Notre explication sur les codes-barres 1D contre 2D montre exactement pourquoi c'est important.

Comment le jeu de Go a-t-il inspiré le code QR ?

Voici le détail que les gens préfèrent. Hara aurait été un adepte du Go, l'ancien jeu de stratégie qui se joue avec des pierres noires et blanches sur un quadrillage. En contemplant ce treillis de pierres sur un plateau, il y a vu une façon naturelle de représenter l'information : une matrice de cases pleines et vides, noires et blanches, disposées en deux dimensions.

La logique visuelle du Go, un quadrillage de points noirs et blancs, a contribué à façonner l'idée d'encoder les données comme un champ de carrés clairs et sombres plutôt qu'une rangée de rayures.

Ce quadrillage est devenu la zone de données du code QR : le champ dense de petits carrés, appelés modules, qui porte la charge utile réelle. Pour un tour composant par composant, voyez notre anatomie d'un code QR.

Comment Hara a-t-il résolu le problème de l'angle libre ?

Un quadrillage de carrés n'est utile que si un scanner peut le trouver et déterminer où est le haut. Ce fut le défi le plus ardu, et la réponse de Hara est la caractéristique la plus reconnaissable du code QR : les trois carrés imbriqués dans les coins, appelés motifs de détection.

Pour être certain qu'un scanner ne confondrait jamais le code avec le texte ou les images environnants, l'équipe de Hara a analysé un vaste éventail d'imprimés afin de trouver un motif de proportions noir et blanc qui ne se produit presque jamais par hasard. Ils ont retenu un rapport de zones sombres et claires (environ 1:1:3:1:1) qu'un scanner peut détecter le long d'une ligne tracée depuis n'importe quelle direction.

Comme ce rapport est si distinctif, le lecteur localise instantanément les trois coins, en déduit l'orientation et la taille du code, et lit correctement les données que le code soit droit, de côté ou à l'envers. C'est la « lisibilité sous tous les angles » autour de laquelle tout le projet a été bâti. Notre guide sur comment fonctionnent les codes QR retrace cette étape de reconnaissance en détail.

Comment la correction d'erreurs a-t-elle rendu les codes QR robustes ?

Les étiquettes d'usine se salissent et s'abîment, alors Hara a intégré une correction d'erreurs robuste. Les codes QR utilisent les mathématiques de Reed-Solomon, la même famille de techniques qui protègent les CD et les transmissions dans l'espace lointain, pour reconstruire les données même quand une partie du symbole manque.

Selon le niveau choisi, un code QR peut perdre jusqu'à environ 30 pour cent de sa surface et rester scannable. C'est pourquoi un code peut survivre à une trace de tasse de café, à un pli ou même à un petit logo placé au centre. Si vous voulez les mathématiques, nous les abordons dans la correction d'erreurs de Reed-Solomon.

Pourquoi Denso Wave a-t-il rendu le code QR libre de brevet ?

La décision la plus lourde de conséquences n'était sans doute pas technique du tout. Denso Wave a breveté le code QR mais a choisi de ne pas exercer ses droits de brevet contre quiconque utilisait la norme. En pratique, cela a rendu le format libre d'utilisation pour quiconque suivait la spécification.

Le raisonnement était à la fois stratégique et généreux. Un code propriétaire dont l'usage coûterait de l'argent resterait cloisonné dans une poignée d'entreprises. Un code gratuit pouvait se répandre dans tous les secteurs de la planète. Denso Wave a parié qu'une adoption massive vaudrait plus que des redevances de licence, et qu'il pourrait en tirer profit en vendant plutôt des lecteurs et des systèmes.

Le pari a été spectaculairement gagnant. Le code QR est devenu une norme internationale ouverte, ISO/IEC 18004, et aujourd'hui n'importe qui peut créer un code QR gratuit sans demander la permission ni payer un centime. Nous approfondissons la question de la propriété dans à qui appartient le code QR.

Quel est l'héritage de Masahiro Hara ?

Pendant des années, le code QR fut un discret succès industriel. Hara lui-même a déclaré avoir été surpris de voir son invention bondir des sols d'usine aux smartphones, aux applications de paiement et aux murs de musée. Les caractéristiques qu'il avait conçues pour des bacs de pièces maculés de graisse se sont révélées être exactement ce dont un monde mobile et sans contact avait besoin.

Hara a reçu des distinctions d'ingénierie pour cette invention, et le code QR est aujourd'hui reconnu comme l'une des pièces de design de l'information les plus influentes de son époque. Pas mal pour un outil né pour compter des pièces automobiles. Pour l'histoire plus large de son adoption, lisez l'histoire du code QR.

Questions fréquentes

Qui a inventé le code QR ?

Masahiro Hara, ingénieur chez Denso Wave (une filiale du groupe Toyota), a dirigé l'équipe qui a inventé le code QR en 1994.

Comment le jeu de plateau Go a-t-il inspiré le code QR ?

Hara, passionné de Go, s'est inspiré du quadrillage de pierres noires et blanches du jeu comme modèle pour encoder les données dans une matrice bidimensionnelle de carrés clairs et sombres.

À quoi servent les trois carrés d'angle ?

Ce sont des motifs de détection. Leur rapport noir et blanc distinctif permet à un scanner de localiser et d'orienter le code sous n'importe quel angle, presque instantanément.

Pourquoi Denso Wave n'a-t-il pas facturé le code QR ?

L'entreprise a jugé qu'une adoption gratuite et massive valait plus que des redevances de licence, elle a donc choisi de ne pas faire valoir ses brevets contre un usage conforme à la norme.

Masahiro Hara s'attendait-il à ce que le code QR devienne aussi populaire ?

De son propre aveu, non. Il l'avait conçu pour le suivi industriel et a été surpris de voir les smartphones et la pandémie le propulser dans la vie quotidienne des consommateurs.