二维码

二维码

1.1二维条码简述

一维条码虽然提高了资料收集与资料处理的速度，但由於受到资料容量的限制，一维条码仅能标识商品，而不能描述商品，因此相当依赖电脑网路和资料库。在没有资料库或不便连网路的地方，一维条码很难派上用场。也因此，最近几年开始有人提出一些储存量较高的二维条码。由於二维条码具有高密度、大容量、抗磨损等特点，所以更拓宽了条码的应用领域。

要提高资料密度，又要在一个固定面积上印出所需资料，可用二种方法来解决：(1) 在一维条码的基础上向二维条码方向扩展；(2) 利用图像识别原理，采用新的几何形体和结构设计出二维条码。前者发展出堆叠式(Stacked)二维条码，後者则有矩阵式(Matrix)二维条码之发展，构成现今二维条码的两大类型。

堆叠式二维条码的编码原理是建立在一维条码的基础上，将一维条码的高度变窄，再依需要堆成多行，其在编码设计、检查原理、识读方式等方面都继承了一维条码的特点，但由於行数增加，对行的辨别、解码算法及软体则与一维条码有所不同。较具代表性的堆叠式二维条码有PDF417, Code16K, Supercode, Code49等。

矩阵式二维条码是以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点(Dot)的出现表示二进制的“1”，不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。其中点可以是方点、圆点或其它形状的点。矩阵码是建立在电脑图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制，已较不适合用“条码”称之。具有代表性的矩阵式二维条码有 Datamatrix, Maxicode, Vericode, Softstrip, Code1, Philips Dot Code等。

二维条码的新技术在1980年代晚期逐渐被重视，在「资料储存量大」、「资讯随着产品走」、「可以传真影印」、「错误纠正能力高」等特性下，二维条码在1990年代初期已逐渐被使用。

1.2 二维条码术语定义

1.堆叠式二维条码(2D Stacked Code)

堆叠式二维条码是一种多层符号(Multi-Row Symbology)，通常是将一维条码的高度截短再层叠起来表示资料。

2.矩阵式二维条码(2D Matrix Code)

矩阵式二条码是一种由中心点到与中心点固定距离的多边形单元所组成

的图形，用来表示资料及其它与符号相关功能。

3.资料字元(Data Character)

用于表示特定资料的ASCII字元集的一个字母、数字或特殊符号等字元。

4.符号字元(Symbol Character)

依条码符号规则定义来表示资料的线条、空白组合形式。资料字元与符号字元间不一定是一对一的关系。一般情况下，每个符号字元分配一个唯一的值。

5.代码集(Code Set)

代码集是指将资字元转化为符号字元值的方法。

6.字码(Codeword)

字码是指符号字元的值，为原始资料转换为符号字元过程的一个中间值，一种条码的字码数决定了该类条码所有符号字元的数量。

7.字元自我检查(Character Self-Checking)

字元自我检查是指在一个符号字元中出现单一的印刷错误时，扫瞄器不会将该符号字元解码成其它符号字元的特性。

8.错误纠正字元(Error Correction Character)

用於错误侦测和错误纠正的符号字元，这些字元是由其它符号字元计算而得，二维条码一般有多个错误纠正字元用於错误侦测以及错误纠正。有些线性扫瞄器有一个错误纠正字元用於侦测错误。

9.E错误纠正(Erasure Correction)

E错误是指在已知位置上因图像对比度不够，或有大污点等原因造成该位置符号字元无法辨识，因此又称为拒读错误。通过错误纠正字元对E错误的恢复称为E错误纠正。对於每个E错误的纠正仅需一个错误纠正字元。

10.T错误纠正(Error Correction)

T错误是指因某种原因将一个符号字元识读为其它符号字元的错误，因此又称为替代错误。T错误的位置以及该位置的正确值都是未知的，因此对每个T错误的纠正需要两个错误纠正字元，一个用於找出位置，另一个用於纠正错误。

11.错误侦测(Error Detection)

一般是保留一些错误纠正字元用於错误侦测，这些字元被称为侦测字元，用以侦测出符号中不超出错误纠正容量的错误数量，从而保证符号不被读错。此外，也可利用软体透过侦测无效错误纠正的计算结果提供错误侦测功能。若仅为E错误纠正则不提供错误侦测功能。

1.3 二维码的类别

1.3.1 PDF417码

PDF417是美国符号科技(Symbol Technologies, Inc.)发明的二维条码。目前PDF417主要是预备应用於运输包裹与商品资料标签(Burnell, 1995)。PDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件，是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。

Pdf417

Compact pdf 417 Pdf417

1.3.2 Data Matrix

Data Matrix 二维条码原名Datacode，由美国国际资料公司(International Data Matrix, 简称ID Matrix)於1989年发明。Data-Matrix二维条码是一种矩阵式二维条码，其发展的构想是希望在较小的条码标签上存入更多的资料量。Data Matrix二维条码的最小尺寸是目前所有条码中最小的，尤其特别适用於小零件的标识，以及直接印刷在实体上。

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。

1.3.3 Maxicod e

Maxicode是一种中等容量、尺寸固定的矩阵式二维条码，它由紧密相连的六边形模组和位於符号中央位置的定位图形所组成。Maxicode是特别为高速扫瞄而设计，主要应用於包裹搜寻和追踪上。UPS除了将Maxicode应用到包裹的分类、追踪作业上，并打算推广到其他应用上。1992年与1996年所推出的Maxicode符号规格略有不同。

1.3.4 QR cod e

QR码具有超高速识读、全方位识读、纠错能力强、能有效表示汉字等特点，在我国具有广泛的应用前景。外观呈正方形的不规则黑白点图像，其中3个角印有较小的「回」字形正方图案，供解码软体作定位用，大家无需对准，以任何角度扫描，资料均可被正确读取。而QR是英文「Quick Response」的缩写，即快速反应的意思，皆因用户只需以手机镜头拍下QR Code，利用内置的读取软件，就可马上解读其内容。而一般的QR Code的储存量，分别是7089个数字、4296个字母、2953个二进制数、1817个日文汉字或984个中文汉字。

QR码于1994年由日本Denso-Wave公司发明。日本的QR码标准JIS X 0510在1999年1月发布，而其对应的ISO国际标准ISO/IEC18004，则在2000年6月获得批准。根据Denso Wave公司的网站资料，QR码是属于开放式的标准，QR 码的规格公开，而由Denso Wave公司持有的专利权益，则不会被执行。

QR 是专门为快速阅读准备的，它使用CCD阵列摄像机和图像处理技术。