条码识别技术基础知识..

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4.2 条码的符号表示


4.2.1 条码的符号结构
一个完整的条码是由两侧空白区、起始字符、数据字符、校验字符 （可选）和终止字符以及供人识读字符组成，如图4-2所示。
图4-2条码符号的结构
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4.2.2 条码的编码理论

条码表示数字和字符的条码符号是按照编码规则组合排列的，故当各种码 制的条码的编码规则一旦确定，我们就可将数字转换化成条码符号。



而二维条码则具有纠错功能，这种功能使得二维条码在有局部破损的情况 下仍可被正确地识读出来。
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3、 纠错方式

（1） 一维码的校验方法 一维码的编码方法通常采用二进制算法。例如，在国标中规定。每一个条 码字符由2个条和2个空构成，每一条或空由1~4个模块组成，每一个条码 字符的总模块为7，用二进制“1”标识条的模块，用二进制“0”标识空的模 块，如图4-5所示。 一维码在纠错上主要采用校 验码的方法。即从代码位置序 号第二位开始，所有的偶 （奇）数的数字代码求和的方 法来校验条码的正确性。校验 的目的是保证条空比的正确 性。校验码算法有很多种，将 在后续章节中加以介绍。

例如，39条码，它的每个条码字符由9个单元组成，其中3个是宽单元，其 余是窄单元，那么，其编码容量为： C（9，3）=9×8×7／（3×2×1）=84
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2、 编码容量

对于用模块组配的条码符号，若每个条码字符包含的模块是恒定的，其编码 容量为C（n-1，2k-1），其中n为每一条码字符中包含模块的总数，k是每一 条码字符中条或空的数量，k应满足1≤k≤n／2。 例如93条码，它的每个条码字符中包含9个模块，每个条码字符中的条的 数量为3个，其编码容量为： C（9-1，2×3-1）=8×7×6×5×4／（5×4×3×2×1）=56 一般情况下，条码字符集中所表示的字符数量小于条码字符的编码容量。 3、纠错方式 为了保证正确识读，条码一般具有校验功能或纠错功能。一维码一般具有 校验功能，即通过字符的校验来防止错误识读。

（9）条码符号的密度 条码符号的密度是指单位长度上所含有的条码字符的个数。 显然，对于任何一种码制来说，各单元的宽度越小，条码符号的密度就 越高，也就越节约印刷面积。但由于印刷条件及扫描条件的限制，我们 很难把条码符号的密度做得太高。 39条码的最高密度为9.4个每25.4毫米（9.4个每英寸）；库德巴条码的 最高密度为10.0个每25.4毫米（10.0个每英寸）；交叉25条码的最高密 度为：•17.7个每25.4mm（17.7个每英寸）。 对于一种条码符号，密度越高，所需扫描设备的分辨率也就越高，而随 着扫描设备分辨率的增加，设备对印刷缺陷的敏感程度也就越高。
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1、 基本概念

（4）条码字符集 条码字符集是指某种条码所含全部条码字符的集合。 条码字符中字符总数不能大于该种码制的编码容量。 有些码制仅能表示10个数字字符：0～9，如EAN· UPC码，交插25条码； 有些码制除了能表示10个数字字符外，还可以表示几个特殊字符，如库 德巴条码。 39条码可表示数字字符：0～9，26个英文字母（A～Z）• 以及一些特殊 符号。




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1、 基本概念

（7）双向可读性 条码符号的双向可读性，是指从左、右两侧开始扫描都可被识别的特 性。绝大多数码制都可双向识读，所以都具有双向可读性。

事实上，双向可读性不仅仅是条码符号本身的特性，它也是条码符号 和扫描设备的综合特性。对于双向可读的条码，识读过程中译码器需 要判别扫描方向。 有些类型的条码符号，其扫描方向的判定是通过起始符与终止符来完 成的，例如39码、交插25码、库德巴条码。
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1、 基本概念

（6）定长条码与非定长条码 定长条码是指仅能表示固定字符个数的条码；非定长条码是指能表示可变字 符格式的条码。 例如：EAN、UPC码是定长条码（其中EAN13仅能表示13• 个字符），39码 为非定长条码。 定长条码由于限制了表示字符的个数，所以译码的误读率相对较低（就一个 完整的条码符号而言，任何信息的丢失都会导致译码的失败）； 非定长条码具有灵活、方便等优点，但受扫描器及印刷面积的限制，它不能 表示任意多个字符，并且在扫描阅读过程中会因信息丢失而导致译码错误。
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1、 基本概念


（2）代码（code）
代码即一组用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。 代码必须具备鉴别功能，即在一个信息分类编码标准中，一个代码只能 惟一地标识一个分类对象，而一个分类对象只能有一个惟一的代码，比 如按国家标准“人的性别代码”规定，代码“1”表示男性，代码“2”表 示女性，而且这种表示是惟一的。 我们在对项目进行标识时，首先要根据一定的编码规则为其分配一个代 码，然后再用相应的条码符号将其表示出来。 如图4-1所示，图中的阿拉伯数字6902018994262即 是该瓶古井贡酒的商品标识代码，而在其上方由条和 空组成的条码符号则是该代码的符号表示。
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条码技术的特点

自由度大。识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR大得 多。条码通常只在一维方向上表达信息，而同一条码上所表示的 信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分缺欠，仍可以从 正常部分输入正确的信息。

最后，也是最重要的特点，条码自动识别系统所涉及到的识别符 号成本以及设备成本都非常低。特别是条码符号，即使是一次性 使用，也不会带来多少附加成本，尤其是在大批量印刷的情况 下。这一特点使得条码技术在某些应用领域有着无可比拟的优 势。再者，条码符号识读设备的结构简单，成本低廉，操作容 易，适用于众多的领域和工作场合。
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1、 基本概念

（10）条码质量 条码质量指的是条码的印制质量，其判定主要从外观、条（空）反射 率、条（空）尺寸误差、空白区尺寸、条高、数字和字母的尺寸、校验 码、译码正确性、放大系数、印刷厚度、印刷位置几个方面进行。 条码的质量检验需严格按照有关国家标准进行，具体检测方法将在后续 章节中加以介绍。 条码的质量是确保条码正确识读的关键，不符合条码国家标准技术要求 的条码，不仅会因扫描仪器据读而影响扫描速度，降低工作效率，而且 可能造成误读进而影响信息采集系统的正常运行。因此确保条码的质量 是十分重要的。
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4.1 条码的基本概念、符号结构

1、 基本概念 （1）条码（bar code） 条码是由பைடு நூலகம்组规则排列的条、空及其对应字符组成的标记，用以表示一 定的信息。

条码通常用来对物品进行标识，这个物品可以是用来进行交易的一个贸易项 目，如一瓶啤酒或一箱可乐，也可以是一个物流单元，如一个托盘。
所谓对物品的标识，就是首先给某一物品分配一个 代码，然后以条码的形式将这个代码表示出来，并 且标识在物品上，以便识读设备通过扫描识读条码 符号而对该物品进行识别。 图4-1即是标识在一瓶古井贡酒上的条码符号。条 码不仅可以用来标识物品，还可以用来标识资产、 位置和服务关系等。 图4-1 标识在一瓶古井 贡酒上的条码符号
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1、 基本概念

（3）码制

条码的码制是指条码符号的类型，每种类型的条码符号都是由符合特定 编码规则的条和空组合而成。

每种码制都具有固定的编码容量和所规定的条码字符集。条码字符中字 符总数不能大于该种码制的编码容量。

常用的一维条码码制包括： EAN条码、UPC条码、UCC/EAN-128条 码、交插25条码、39条码、93条码、库德巴条码等。
第4章 条码识别技术基础知识


条码技术的特点
简单。条码符号制作容易，扫描操作简单易行。 信息采集速度快。普通计算机的键盘录入速度是200字符每分钟,• 而利用条码扫描录入信息的速度是用键盘录入的20倍。 可靠性高。键盘录入数据，误码率为三百分之一，利用光学字符识 别技术，误码率约为万分之一，而采用条码扫描录入方式，误码率 仅有百万分之一。 灵活、实用。条码符号作为一种识别手段可以单独使用，也可以和 有关设备组成识别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系 起来实现整个系统的自动化管理。同时，在没有自动识别设备时， 也可实现手工键盘输入。



39条码、库德巴条码及交插25条码均属宽度调节型条码。下面以交插 25条码为例，简要介绍宽度调节型条码的编码方法。
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1、编码方法

25条码是一种只有条表示信息的非连续型条码。条码字符由规则 裴烈的５个条构成，其中有两个宽单元，其余是窄单元。宽单元 一般是窄单元的三倍，宽单元表示二进制的 “1”，窄单元表示二 进制的“0”。 图4-3是25码的一个示例。

条码是一种信息代码，通常是一种黑白条纹表示的特殊代码，反映信息的 条码也应信息的分类编码原则。了解这些信息的分类方法和编码的代码选 择，将有助于我们了解和研究条码的编制原理，以及对物品条码的具体编 制方法。 1、编码方法


条码是利用条纹和间隔或宽窄条纹（间隔）构成二进制的“0”和“1”，并 以它们的组合来表示某个数字或字符，反映某种信息的。但不同码制的条 码在编码方式上却有所不同。一般有以下两种：
有些类型的条码，由于从两个方向扫描起始符和终止符所产生的数字 脉冲信号完全相同，所以无法用它们来判别扫描方向，例如EAN和 UPC码，在这种情况下，扫描方向的判别则是通过条码数据符的特定 组合来完成的。
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1、 基本概念

（8）自校验特性 条码符号的自校验特性是指条码字符本身具有校验特性。


例如39条码、库德巴条码、交插25条码都具有自校验功能；EAN和 UPC条码、93条码、矩阵•25条码等都没有自校验功能。

自校验功能也能校验出一些印刷缺陷。• 对于某种码制，是否具有自校 验功能是由其编码结构决定的。• 码制设计者在设计条码符号时，就已 经确定了该条码是否有此功能。
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1、 基本概念
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1、 基本概念

在不同的应用系统中，代码可以有含义，也可以无含义，有含义代码可 以表示一定的信息属性，如:某厂的产品有多种系列，
其中代码60000-69999是电器类产品； 70000-79999为汤奶锅类产品； 80000-89999为压力锅类炊具等等， 从编码的规律可以看出，代码的第一位代表了产品的分类信息，是有含 义的。 无含义代码则只作为分类对象的惟一标识，只代替对象的名称，而不提 供对象的任何其他信息。

图4-3 字符为“1”的25条码结构
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1、编码方法

（2）模块组配编码法 模块组和法是指条码符号中，条和空是由标准宽度的模块组合而成。一个标注 宽度的条模块标识二进制的“1”，而一个标准宽度的空模块标识二进制的 “0”。 EAN条码、UPC条码均属模块式组合 型条码。商品条码模块的标准宽度是 0.33mm，它的一个字符由2个条和2个 空构成，每一个条或空由1～4个标准宽 度的模块组成，每一个条码字符的总模 块数为7。 凡是在字符间用空隔（位空）分开的条 码，称为离散码。凡是在字符间不存在 间隔（位空）的条码，称为连续码。模 块组合法条码字符的构成如图所示。
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1、 基本概念

（5）连续性与非连续性

条码符号的连续性是指每个条码 字符之间不存在间隔；
相反，非连续性是指每个条码字符 之间存在间隔。 条码不存在条码字符间隔，所以密度相对较高； 而非连续性条码的密度相对较低，但非连续性条码字符间隔会引起较大误 差，一般规范不给出具体指标限制。 另外，对连续性条码除了控制调控的尺寸误差外，还需控制相邻条与条，空 与空的相同边缘间的尺寸误差及每一条码字符的尺寸误差。


图4-4 模块组合法条码字符的构成
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2、 编码容量

每个码制有一定的编码容量，这是由其编码方法决定的。编码容量先治疗 条码字符集中所能包含的字符个数的最大值。

对于用宽度调节法编码的，仅有两种宽度单元的条码符号，即编码容量 为： C（n，k），这里，C（n，k）=n（n-1）…（n-k+1）／k!。其中， n是每一条码字符中所包含的单元总数，k是宽单元或窄单元的数量。
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1、 编码方法

（1）宽度调节编码法 宽度调节编码法即条码符号中的条和空由宽、窄两种单元组成的条码 编码方法。 按照这种方式编码时，是以窄单元（条纹或间隔）表示逻辑值“0”， 宽元素（条纹或间隔）表示逻辑值“l”。宽单元通常是窄单元的2～3 倍。对于相邻的二进制数位，由条纹到间隔或由间隔到条纹，均存在 明显的印刷界限。