相同資料，QR Code 圖案為何不同？8 種遮罩與懲罰分數解析

把同一個網址輸入不同的 QR Code 產生器，得到的黑白圖案可能不一樣。光憑外觀差異，不能判定其中一個有問題；應先解碼，再比對內容。除了錯誤更正等級、尺寸與編碼方式，遮罩圖案也是影響外觀的因素。

本文討論常見的正方形 QR Code Model 2，不能把這裡的 8 種遮罩與評分方法直接套用到 Micro QR 或 rMQR。延續QR Code 錯誤更正等級的介紹，接下來說明遮罩改變了什麼，又有哪些事情無法靠遮罩解決。

日文原文發布: 2026-06-06

QR Code 圖案不只取決於資料本身

QR Code 由資料碼字、錯誤更正碼字，以及定位、時序、校正等功能圖案組成。若只把位元直接放上去，可能出現大面積同色區塊、過長的同色連續區段，或類似定位圖案的排列。

構成圖案的小方格稱為模組（module）。遮罩依條件反轉資料碼字、錯誤更正碼字與尾端剩餘位元（remainder bits）所在區域的部分模組：黑變白，白變黑。反轉條件不同，即使碼字相同，外觀也會改變。遮罩不會增加資料容量，也不會增加錯誤更正所用的冗餘資訊。

對同一批方格反轉兩次，就會回到原來的值。格式資訊會記錄使用的遮罩編號，讀取端因此能解除遮罩、還原碼字。這不是隨機裝飾，也不是加密。

8 種遮罩：先確認從零開始的座標

座標不包含四周留白區。符號左上角的模組是 (r, c) = (0, 0)；r 表示列，往下增加，c 表示欄，往右增加。mod 表示非負整數的餘數，floor 表示向下取整。符合條件且屬於遮罩適用區域的模組才會反轉；功能圖案與格式資訊不受這 8 種資料遮罩反轉。

表格若超出畫面寬度，可左右捲動。

遮罩編號	反轉條件
0	`(r + c) mod 2 = 0`
1	`r mod 2 = 0`
2	`c mod 3 = 0`
3	`(r + c) mod 3 = 0`
4	`(floor(r / 2) + floor(c / 3)) mod 2 = 0`
5	`((r × c) mod 2 + (r × c) mod 3) = 0`
6	`(((r × c) mod 2 + (r × c) mod 3) mod 2) = 0`
7	`(((r + c) mod 2 + (r × c) mod 3) mod 2) = 0`

自動選擇時，產生器會評估全部 8 個候選圖案，再選出懲罰分數最低的結果。有些函式庫也允許手動指定遮罩，但那不等於經過自動評分選出的結果。只要正確套用於相同碼字，不同遮罩仍會解碼出相同內容。

先寫入候選遮罩的格式資訊，再評分

編碼時，先決定數字、英數字或位元組等模式與版本，建立資料及錯誤更正碼字，並配置功能圖案與碼字。在 Nayuki 的公開實作中，接著依下列順序評估遮罩：

套用一個候選遮罩。
寫入這個候選遮罩對應的格式資訊。
對整個符號評分，包含功能圖案。
還原這次遮罩造成的反轉，繼續比較其他候選。
套用選出的遮罩，寫入最終格式資訊。

反轉的範圍與評分的範圍並不相同。計算黑色模組比例時，不把符號外側留白加入模組總數。讀取端從格式資訊取得遮罩編號，不需要重做一次評分競賽。

即使網址一樣，錯誤更正等級、版本、分段與編碼方式也可能讓遮罩套用前的排列不同。實作細節還可能影響候選分數。因此，外觀不同本身不能證明是偽造圖案，也不能證明內容不同。

N1：同色模組連續排列

同色連續區段的長度 L≥5 時，加上 3 + (L − 5) 分。橫向各列與直向各欄都要檢查，白色連續區段也算。5 個模組是 3 分，6 個是 4 分，7 個是 5 分；不是每湊滿 5 個就重新分組計算。

11111   → 3 分
111111  → 4 分
0000000 → 5 分

這裡 1 代表黑色，0 代表白色。以上是局部範例，不是整個 QR Code 的總分。

N2：同色 2×2 區塊，重疊也要計算

每個同色 2×2 區塊加 3 分，重疊區塊也算。同色 3×3 正方形內有 4 個 2×2 區塊，因此光是 N2 就得到 12 分。同色 a×b 長方形內有 (a−1)(b−1) 個這類區塊。

N2 與 N1 分開計分，最後相加。同一區域同時符合多項規則，不是誤把分數重複計入。

N3：類似定位圖案的排列

這項規則檢查列與欄中黑、白、黑、白、黑的連續長度比 1:1:3:1:1，也考慮周圍白色空間。基本寬度為 1 個模組時，範例是 00001011101 或 10111010000；每次符合條件的偵測加 40 分。只看中間的 1011101、不管周圍情況就計分，並不完整。

這些短範例不是完整的 N3 實作。Nayuki 也處理等比例放大的連續長度，以及符號邊界的白色空間；ZXing 的 MaskUtil 則檢查 7 個模組的核心排列與相鄰 4 個白色模組。若周圍、邊界與重疊偵測的處理方式不同，就不能預期兩個函式庫一定算出相同分數。

N4：黑色模組比例與總分

在 ZXing 的實作中，D 是黑色模組數，T 是不含外側留白的模組總數，分數為 10 × floor(abs(20D − 10T) / T)；abs 表示絕對值。21×21 符號的 T=441：D=220 時為 0 分，D=250 時為 10 分，D=280 時為 20 分。不要先把比例四捨五入成整數百分比再計算。

選擇遮罩時看的是 N1～N4 的總和，不是只讓黑白比例接近 50%。由於邊長是奇數，黑白模組數不可能完全各占一半。

遮罩不會改變資料量或錯誤更正的冗餘量，白色較多也不代表資料比較稀疏。分數是比較圖案的指標，不是在特定印刷、照明或相機條件下實測的掃描成功率。

遮罩解決不了的事：標誌、留白與印刷

Model 2 符號四邊都要保留至少 4 個模組寬的留白區（quiet zone）。對比不足、邊界模糊、印得太小，或標誌遮住功能圖案，不能只靠換一種遮罩補救。

錯誤更正等級 H 的約 30%，不是允許標誌遮住圖片 30% 面積的意思。Reed–Solomon 碼處理的是碼字錯誤，不能把大約可修復的比例當成安全遮蓋面積。格式資訊另有錯誤保護，但定位圖案、留白或對比受損時，可能連辨識與讀取都無法完成，還來不及利用資料的錯誤更正能力。

請用多個裝置解碼實際輸出的 QR Code，並比對還原文字。如果最後要印刷，還要確認成品尺寸、紙張與照明，不能只看螢幕預覽。模組小到相機無法分辨邊界時，再低的懲罰分數也無法保證讀取成功。

如何讀懂示意圖與查核來源

本文圖版左側的 QR Code 確實編入 https://nandemo-tools.com/。右側 8 個小格子則是遮罩條件的示意，並不是可掃描的 QR Code。示意格中的黑色代表「這個座標符合反轉條件」，不代表最終 QR Code 的這一格一定是黑色。把實際編碼與條件示意分開，才能避免讀者把裝飾格子誤認為真實資料。

ISO 目錄將 2015 年版列為已撤銷，後繼版本是 2024 年版。本文依公開文件與實作解說，不是依完整標準進行的符合性稽核。計算範例用來說明文中指定的規則與實作，不能取代完整的編碼規格。技術圖版同樣會傳達規則，因此也需要驗證，而不只是看起來像 QR Code 就好。