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二维条码基础知识

2005/7/9    来源:融磁科技    
本文介绍了二维条码技术基本知识,并以PDF417为例介绍了二维条码得特点,还举例说明了其应用,最后介绍了混合条码和二维条码阅读器。

    1. 一维条码(1D Barcode)

    一维条码只是在一个方向(一般是水平方向)表达信息,而在垂直方向则不表达任何信息,其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。

    一维条码的应用可以提高信息录入的速度,减少差错率,但是一维条码也存在一些不足之处:

  • 数据容量较小: 30个字符左右;
  • 只能包含字母和数字;
  • 条码尺寸相对较大(空间利用率较低);
  • 条码遭到损坏后便不能阅读。

    2. 二维条码(2D Barcode)

    在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码,称为二维条码(2-dimensional bar code),

    (1) 二维条码的分类

    与一维条码一样,二维条码也有许多不同的编码方法,或称码制。就这些码制的编码原理而言,通常可分为以下三种类型:

    ① 线性堆叠式二维码 是在一维条码编码原理的基础上,将多个一维码在纵向堆叠而产生的。典型的码制如:Code 16K、Code 49、PDF417等。

    ② 矩阵式二维码 是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。典型的码制如: Aztec、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
   
    ③邮政码 通过不同长度的条进行编码,主要用于邮件编码,如:Postnet、BPO 4-State。

    在许多种类的二维条码中,常用的码制有:Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等,其中:

  • Data Matrix 主要用于电子行业小零件的标识,如Intel的奔腾处理器的背面就印制了这种码。
  • Maxi Code 是由美国联合包裹服务(UPS)公司研制的,用于包裹的分拣和跟踪。
  • Aztec 是由美国韦林(Welch Allyn)公司推出的,最多可容纳3832个数字或3067个字母字符或1914个字节的数据。

    下面,我们以PDF417码为例,介绍二维条码的特性和特点。

    (2) PDF417简介

    PDF417码是由留美华人王寅敬(音)博士发明的。PDF是取英文Portable Data File三个单词的首字母的缩写,意为“便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和4个空构成,如果将组成条码的最窄条或空称为一个模块,则上述的4个条和4个空的总模块数一定为17,所以称417码或PDF417码。

    (3) PDF417的特点

    ① 信息容量大:PDF417码除可以表示字母、数字、ASCII字符外,还能表达二进制数。为了使得编码更加紧凑,提高信息密度,PDF417在编码时有三种格式:

  • 扩展的字母数字压缩格式 可容纳1850 个字符;
  • 二进制 / ASCII格式 可容纳1108 个字节;
  • 数字压缩格式 可容纳2710 个数字。

    ② 错误纠正能力:一维条码通常具有校验功能以防止错读,一旦条码发生污损将被拒读。而二维条码不仅能防止错误,而且能纠正错误,即使条码部分损坏,也能将正确的信息还原出来。

    ③ 印制要求不高 普通打印设备均可打印,传真件也能阅读。

    ④ 可用多种阅读设备阅读 PDF417码可用带光栅的激光阅读器,线性及面扫描的图像式阅读器阅读。

    ⑤ 尺寸可调以适应不同的打印空间。

    ⑥ 码制公开已形成国际标准,我国也已制定了417码的国标。

    (4) PDF417的纠错功能

    二维条码的纠错功能是通过将部分信息重复表示(冗余)来实现的。比如在PDF417码中,某一行除了包含本行的信息外,还有一些反映其它位置上的字符(错误纠正码)的信息。这样,即使当条码的某部分遭到损坏,也可以通过存在于其它位置的错误纠正码将其信息还原出来。

    PDF417的纠错能力依错误纠正码字数的不同分为0~8共9级,级别越高,纠正码字数越多,纠正能力越强,条码也越大。当纠正等级为8时,即使条码污损50%也能被正确读出。
 
    (5) PDF417的几种变形

    PDF417还有几种变形的码制形式:

  • PDF417截短码 在相对“干净”的环境中,条码损坏的可能性很小,则可将右边的行指示符省略并减少终止符。
  • PDF417微码 进一步缩减的PDF码。
  • 宏PDF417码 当文件内容太长,无法用一个PDF417码表示时,可用包含多个(1~99999个)条码分块的宏PDF417码来表示。

    3. 二维条码的优势

    从以上的介绍可以看出,与一维条码相比二维条码有着明显的优势,归纳起来主要有以下几个方面:

  • 数据容量更大
  • 超越了字母数字的限制
  • 条码相对尺寸小
  • 具有抗损毁能力

责任编辑:江琦
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