第五讲 二维条码_条码识别技术

1．PDF417条码
（1）层与符号字符（Row and Symbol Character） 每一个PDF417条码符号均由多层堆积而成，其层数为3-90。 PDF417条码的码字集包含929个码字。 （2）簇（Cluster） PDF417的字符集可分为三个相互独立的子集，即三个簇。 （3）错误纠正码词（Error Correction Codeword） PDF417的纠错等级分为9级，级别越高，纠正能力越强。由于 这种纠错功能，使得污损的PDF417条码也可以被正确识读。 （4）数据组合模式（Data Compaction Mode） PDF417提供了三种数据组合模式，每一种模式定义一种数据 序列与码词序列之间的转换方法。三种模式为：文本组合模 式（Text Compaction， Mode-TC）、字节组合模式（Byte Compaction ， Mode-BC ） 、 数 字 组 合 模 式 （ Numeric Compaction ，Mode-NC）。
1．二维条码的起源与发展


国外对二维条码技术的研究始于20世纪80年 代末。在二维条码符号表示技术研究方面， 已研制出多种码制，常见的有PDF417， QR Code，Code 49，Code 16K，Code One等。 这些二维条码的密度都比传统的一维条码有 了较大的提高，如PDF417的信息密度是一维 条码Code39的20多倍。 在二维条码设备开发研制、生产方面，美国、 日本等国的设备制造商生产的识读设备、符 号生成设备，已广泛应用于各类二维条码应 用系统。
2．Code 49条码
一种多层、连续型、可变长度的条码符号，它可以表示 全部的128个ASCII字符。每个Code 49条码符号由2到8 层组成，每层有18个条和17个空。层与层之间由一个层 分隔条分开。每层包含一个层标识符，最后一层包含表 示符号层数的信息。
Code 49条码的特性
项目 可编码字符集 类型 每个符号字符单元数 每个符号字符模块总数 符号宽度 特性 全部128个ASCII字符 连续型，多层 8（4条，4空） 16 81X（包括空白区）
4、RSS系列条码

（1）RSS系列条码符号 （2）RSS-14系列 （3）限定式RSS （4）扩展式RSS系列
4、RSS系列条码

为了满足EAN· UCC系统用户的需求，为非常小 的产品项目、随机计量的零售项目、单个农产 品项目、可用空间不足以提供项目所有信息的 物流单元提供更好的自动识别方法，国际物品 编码协会EAN和美国统一代码委员会UCC开发 了RSS(Reduced Space Symbology)条码符号。
PDF417条码的标准化现状



中国——二维条码列为九五期间的国家重点科技攻 关项目。1997年12月码国家标准GB/T 17172-1997 《四一七条码》正式颁布； 自Symbol公司1991年将PDF417作为公开的标准后， PDF417条码为越来越多的标准化机构所接受。 如：AIM——1994年被选定为国际自动识别制造商 协会（AIM）标准；ANSIMH10.8——1996年美国标 准化委员会(ANSI)将PDF417做为美国的运输包装的 纸面EDI标准； CEN——1997年欧洲标准化委员会(CEN)通过了 PDF417的欧洲标准；
PDF417条码的特性
项 目 特 性 可编码字符集
类型 字符自校验功能 符号尺寸 双向可读 错误纠正码词数 全ASCII字符或8位二进制数据，可表示汉字 连续、多层 有 可变，高度3到90行，宽度90到583个模块宽度 是 2到512个
1850个文本字符 最大数据容量（错 或2710个数字 误纠正级别为0时） 或1108个字节 可选择纠错级别、可跨行扫描、宏PDF417条码、全球标记标识 附加属性 符等
3．二维条码的分类
（2）矩阵式二维条码 （2D MATRIX BAR CODE） 矩阵式二维条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。在矩阵相应元素位置上，用 点(方点、圆点或其他形状)的出现表示二进制“1”，点 的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵 式二维条码所代表的意义。 QR Code 、Data Matrix、Maxi Code、Code One、矽 感CM 码(CompactMatrix)、龙贝码等都是矩阵式二维 条码。 绝大多数矩阵式二维条码必须采用照相方法识读。
2．二维条码的特点

二维条码与磁卡、IC卡、光卡的比较
二维条码 强 强 磁卡 弱 中等 IC卡 中等 中等 光卡 强 强
比较点
抗磁力 抗静电
抗损性
强 可折叠 可局部穿孔 可局部切割
弱 不可折叠 不可穿孔 不可切割
弱 不可折叠 不可穿孔 不可切割
弱 不可折叠 不可穿孔 不可切割
3．二维条码的分类

Code 16K条码的特性
项目 可编码字符集 类型 每个符号字符单元数 每个符号字符模块数 符号宽度 符号高度 数据容量 层自校验功能 符号校验字符 双向可译码性 其它特性 特性 全部128个ASCII字符，全128个扩展ASCII字符 连续型，多层
6（3条，3空）
11 81X（包括空白区） 可变（2-16层） 2层符号：7个ASCII字符或14个数字字符 8层符号：49个ASCII字符或1541个数字字符 有 2个，强制型 是，通过层（任意次序） 工业特定标志，区域分隔符字符，信息追加，序列符号 连接，扩展数量长度选择
符号高度
数据容量 层自校验功能 符号校验字符
可变（2-8层） 2层符号：9个数字字母型字符或15个数字字符 8层符号：49个数字字母型字符或81个数字字符 有
2个或3个，强制型
双向可译码性
其它特性
是，通过层 工业特定标志，字段分隔符， 信息追加，序列符号连接
3．Code 16K条码
一种多层、连续型可变长度的条码符号，可以表示全 ASCII字符集的128个字符及扩展ASCII字符。它采用UPC及 Code128字符。一个16层的Code 16K符号，可以表示77个 ASCII字符或154个数字字符。Code 16K通过唯一的起始符 /终止符标识层号，通过字符自校验及两个模107的校验字 符进行错误校验。
PDF417符号字符的结构
每一个符号字符包括4个条和4个空，每一个条或 空由1-6个模块组成。在一个符号字符中，4个条 和4个空的总模块数为17。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
5
1
1
1
1
1
2
5
b1
5
b2
s1
1 1
b3
s2
1 1
b4
s3
1 2
s4
5
1．二维条码的起源与发展

由中国物品编码中心自主研发，具有我国自 主知识产权的，特别适用于以汉字作为信息 交换重要手段的《汉信码》（GB/21049-2007） 国家标准已于2007年8月23日由国家质检总局 和国家标准化管理委员会发布。《汉信码》 国家标准将从2008年2月1日起开始实施。
2．二维条码的特点
《条码识别技术》
第五讲 二维条码
第五章

二维条码


第一节 二维条码简介 第二节 行排式二维条码 第三节 矩阵式二维条码 第四节 二维条码的应用
学习要求：

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

了解二维条码的发展及应用领域 掌握常见的行排式二维条码和矩阵式二维条 码的特点 理解二维条码应用过程应注意的问题。
第一节 二维条码简介
1．二维条码的起源与发展 2．二维条码的特点 3．二维条码的分类 4．二维条码识读设备
1．二维条码的起源与发展


二维条码技术是在一维条码无法满足实际应用 需求的前提下产生的。由于受信息容量的限制， 一维条码通常是对物品的标识，而二维条码是 对物品的描述。 所谓对物品的标识，就是给某物品分配一个代 码，代码以条码的形式标识在物品上，用来标 识该物品以便自动扫描设备的识读，代码或一 维条码本身不表示该产品的描述性信息。
第二节 行排式二维条码



1、PDF417条码 2、Code 49 3、Code 16K 4、RSS系列条码 5、复合条码
1．PDF417条码


PDF417条码是由留美华人王寅敬 （音）博士 发明的。PDF取自英文Portable Data File三个 单词的首字母，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 共17个模块构成，所以称为PDF417条码。 PDF417是一种多层、可变长度 、具有高容量 和纠错能力的二维条码。每一个PDF417符号 可以表示1108个字节、或1850个ASCⅡ字符或 2710个数字的信息。
PDF417符号结构
每一个PDF417符号由空白区包围的一序列层组成。 每一层包括：a.左空白区 b.起始符 c.左层指示符号字 符 d.1到30个数据符号字符 e.右层指示符号字符 f. 终止符 g.右空白区
左空白区 起始 左层指示 符码词 右层指示 符码词 右空白区 终止
数据区
层1 层2 层3 层4 层5 层6
3．二维条码的分类
QR 码
3．二维条码的分类
二维条码的识读设备依识读原理的不同可分为： （1）线性CCD和线性图像式识读器（Linear Imager），可识读一维条码和行排式二维条码 （如PDF417）。 （2）带光栅的激光识读器，可识读一维条码和行 排式二维条码。 （3）图像式识读器（Image Reader） ，可识读一 维条码和二维条码。
1．二维条码的起源与发展


我国对二维条码技术的研究开始于1993年。 中国物品编码中心对几种常用的二维条码 PDF417， QR Code，Data Matrix， Maxi Code，Code 49，Code 16K，Code One的技 术规范进行了翻译和跟踪研究。 在消化国外相关技术资料的基础上，制定了 两个二维条码的国家标准：GB/T 17172-1997 《四一七条码》，GB/T 18284-2000《快速响 应矩阵码》，有关龙贝二维条码、矽感（CM) 二维条码的中国标准正在制定过程中 。
1．PDF417条码
（5）全球标签标识符（Global Label Identifier-GLI） 一个GLI是一个特殊的符号字符，它可激活一组解释，GLIS 的应用使PDF417可以表示国际语言集，以及工业或用户定 义的字符集。 （6）宏PDF417 这种机制可以把一个PDF417符号无法表示的大文件分成多 个PDF417符号来表示。宏PDF417包含了一些附加控制信息 来支持文件的分块表示，译码器利用这些信息来正确组合 和检查所表示的文件，不必担心符号的识读次序。 （7）PDF417其它特性及其变体 这种压缩版本减少了非数据符的数量，但却以降低其坚固 性，抗噪音，损伤，污染等能力为代价。截短PDF417条码 与普通PDF417完全兼容。

信息容量大、安全性高、读取率高、错 误纠正能力强等特性是二维条码的主要 特点。
2．二维条码的特点

项目 条码 类型
二维条码与一维条码的比较
对数据库 信息密度 错误检验及 垂直方向 与 纠错能力 是否 用途 和通讯网 信息容量 携带信息 络的依赖 识读设备
信息密度 可通过校验 不携带信 对物 多数应用 可用线扫描器识 品的 场合依赖 读，如光笔、线 一维条码 低，信息 字符进行错 息 容量较小 误校验，没 标识 数据库及 性CCD、激光枪 有纠错能力 通讯网络 等 信息密度 具有错误校 携带信息 对物 可不依赖 对于行排式的可 品的 数据库及 用线性扫描器的 二维条码 高，信息 验和纠错能 容量大 力，可根据 描述 通讯网络 多次扫描识读， 需求设置不 而单独使 对于矩阵式的仅 用 同的纠错级 能用图像扫描器 别 识读
二维条码通常分为以下二种类型： （1）行排式二维条码 （2D STACKED BAR CODE） 又称：堆积式二维条码或层排式二维条码 （2）矩阵式二维条码 （2D MATRIX BAR CODE） 又称：棋盘式二维条码。
3．二维条码的分类
（1）行排式二维条码 （2D STACKED BAR CODE） 行排式二维条码其编码原理是建立在一维条码基础之上， 按需要堆积成二行或多行。 由于行数的增加，需要对行进行判定、其译码算法与软 件也不完全相同于一维条码。 有代表性的行排式二维条码有CODE49、CODE 16K、 PDF417等。 层排式二维条码可通过线性扫描器逐层实现译码，也可 通过照相和图像处理进行译码。