Линейный и двухмерный штрих код. Все о двухмерных штрихкодах

Штриховые коды стали для нас привычной частью реальности. Мы принимаем их как должное, встречая на упаковках различных товаров, буклетах, документах, вывесках на улицах и табличках на культурных достопримечательностях. А знали ли вы, что существует большая разница между линейными и двухмерными штрих-кодами? А что такое QR-код? Предлагаем вам разобраться во всем этом вместе.

Сначала определимся с ключевым понятием.

Штриховой код - определенная последовательность черных и белых полос, которая представляет заданную информацию в виде, удобном для считывания техническими устройствами. Обычно та же информация для клиента, посетителя, потребителя дублируется печатным текстом вблизи этого изображения.

Сфера применения линейных и двухмерных штрих-кодов сегодня необычайно широка - это торговля и библиотечное дело, складской учет и охранные системы, почта и обработка документов, различные технологические процессы на производстве.

История полезного изобретения началась в 1938 г. Связана она с именами трех молодых изобретателей - Б. Сильвера, Н. Д. Вудланда, Д. Джохансона. Интересно, но первую модель штрих-кода Вудланд нарисовал на песке. Как он позже признался, на изобретение его вдохновила азбука Морзе (фактически Вудланд просто удлинил точки и тире) и оптические дорожки (способ прочтения зашифрованной информации). Патент США был получен учеными в 1952 году.

Линейный и двухмерный

Линейные коды были использованы сами первыми. Здесь информация может считываться сканером только в одном направлении - по горизонтали. Самой распространенной символикой считается EAN, которую вы можете разглядеть на картинке ниже.

Главное достоинство линейных штрих-кодов - их простота. Отсюда для считывания требуется недорогая техника. Но прямо выходит и недостаток - подобный код может хранить в себе совсем немного информации (20-30 символов). Чаще всего это определенная числовая последовательность.

А что такое двухмерный штрих-код? Это уже специальный символ, хранящий в себе куда больше данных (вплоть до нескольких страниц текста). Соответственно, сканеры считывают его сразу в двух направлениях - по вертикали и по горизонтали. Главное достоинство: позволяет безошибочно и быстро считывать большой объем информации.

На продукцию, предметы двухмерный штрих-код наносится двумя способами: типографским (пропечатывается на этикетке, упаковке, табличке и проч.) и с использованием специальных самоклеящихся наклеек (печатаются на особых принтерах).

Сканеры

Что такое сканер штрих-кода? Специальные приборы, которые способны верно считывать информацию с линейной либо двухмерной разновидности. Сканер засвечивает штрихи своим осветлителем, после чего читает видимую ему картинку. Прибору важно определить наличие и последовательность черных полос на изображении.

Если устройство не оснащено встроенным декодером (блоком расшифровки закодированной информации), то оно передает в приемник определенную серию сигналов, соответствующую характеристикам черных и белых элементов. Внешний декодер, приемный элемент призван их прочесть.

Если в сканере штрих-кодов уже есть декодер, то данный элемент расшифровывает информацию, после чего передает ее на кассовый аппарат, компьютер в соответствии с сигналами интерфейса.

Отметим, что сегодня сканерами двумерных кодов могут быть не только специальные устройства, но и обычные смартфоны. Достаточно лишь загрузить на аппарат соответствующее программное обеспечение. К слову, в настоящее время многие гаджеты умеют читать QR-коды без установки специальных приложений - достаточно просто навести камеру на символ.

Разновидности двухмерных кодов

Распространено заблуждение, что печать двухмерного штрих-кода - это печать QR-кода. Но это не так. QR является одной из разновидностей штрих-кодов, однако их разнообразие им не ограничивается.

Разбирая линейные и двухмерные штрих-коды, рассмотрим существующие разновидности последних:

• PDF417.
• DataMatrix.
• QR-код.
• Aztec Code.

Предлагаем вам познакомиться с каждой из разновидностей более подробно.

PDF417

Разработчиком этого кода является Symbol Technologies. Изобретение PDF417 явилось миру в 1991 году. Что значит его название? PDF расшифровывается как Portable Data File. А вот с числом интереснее. Каждый такой штрих-код будет состоять из 17-ти модулей. Последние, в свою очередь, имеют по четыре штриха и пробела. В результате - 417.

Можно поспорить, что такой блок, по сути, все же будет одномерным. Целью создателей было упрощение составления кода и последующего дешифрования. Однако это применимо лишь для специальных сканеров. Программы на мобильных устройствах пока что не очень справляются с прочтением PDF417 - "видят" его через раз.

Где можно встретить такое изобретение в современной реальности? В России чаще всего им маркируют алкогольную продукцию. Также PDF417 можно увидеть на билетах "Аэроэкспресса" (электропоездов в Москве, курсирующих между вокзалами и аэропортами).

DataMatrix

Двухмерный матричный штрих-код был изобретен компанией International Data Matrix. В 2005 году она была выкуплена корпорацией "Сименс". Большое влияние на эту разработку оказало вышеописанное изобретение. Сегодня матричный код описывается стандартами ISO. Его использование свободно, не предполагает лицензионных отчислений.

DataMatrix будет представлять собой двухмерную матрицу, состоящую из черно-белых модулей и точек. Их представлено четное количество что по вертикали, что по горизонтали. Блоков может быть от одного до нескольких штук. В каждом из них обязательно наличие двух пересекающихся линий в виде буквы L. Это "шаблон" поиска, помогающий понять ориентацию символа для считывающего устройства.

Две другие стороны блока будут состоять из чередующихся черных и белых точек - они указывают сканеру размер кода. Стандарт коррекции ошибок здесь основан на алгоритме Рида-Соломона (при повреждении кода позволяет восстановить до 30 % информации).

Главное преимущество изобретения - малый размер. Смотрите сами: на пространстве в 2 мм 2 реально зашифровать информацию объемом 50 символов. DataMatrix можно нанести на поверхность множеством способов: гравировка, лазер, струйная печать и проч. Стандартные формы - прямоугольник и квадрат.

DataMatrix используют такие гиганты, как BMW, "Сименс", "Мерседес", "Интел", "Филипс", NASA. В России можно встретить этот двухмерный штрих-код на медицинском рецепте, больничном листе.

QR-код

Перед нами самая распространенная разновидность матричного двухмерного кода. Название происходит от английского Quick Response - "быстрый отклик". Изобретение принадлежит японской компании Denso-Wave. Код был представлен общественности в 1994 году. К слову, в Японии он и получил наибольшее распространение. Более половины абонентов мобильной связи пользуются им. Возможно, причина в том, что QR-код "понимает" символы каны.

Использование данного штрих-кода свободно и бесплатно во всем мире - и для физических, и для юридических лиц. При этом официального стандарта для символа не существует. Его размеры могут колебаться от 11 до 177х177 модулей.

Обязательные компоненты QR-код - это три больших квадрата, окруженные пустым пространством. Именно они помогают сканеру определять позицию символа, корректировать искажение перспективы. Можно разглядеть и еще один малый квадратик - он необходим для определения ориентации служебных сфер. Кроме того, код требует наличие свободного пространства вокруг себя - от 2 до 4 модулей (в зависимости от версии).

Использование QR-кода

Двухмерный штрих-код на налоговой декларации формата QR - далеко не единственное применение этого полезного изобретения. Посмотрим, как обстоит дело в мире:

• Реклама и маркетинг. По ссылке на рекламном щите пользователь может перейти к просмотру промо-ролика, виртуальному магазину заказчика. При этом товар реально заказать тут же по своему смартфону.
• Туризм, музеи, выставки. На популярных достопримечательностях часто появляются таблички с таким кодом. Он помогает перейти к краткой исторической справке, странице в "Википедии", узнать прочую полезную информацию.
• Оформление билетов. Пользователю достаточно сохранить QR-код, предоставленный при покупке билета в интернете, на свое мобильное устройство. Далее картинка на экране гаджета прикладывается к специальному считывателю на вокзале или в аэропорту.
• Визитки. Вся информация о владельце лаконично зашифрована в коде. Что удобно, при его сканировании данные о человеке автоматически сохраняются в гаджете.

В России можно наблюдать и еще одно нововведение - двухмерные штрих-коды на квитанции по оплате коммунальных услуг. Расшифровать их может обычный смартфон с установленной программой по чтению QR-кода.

Aztec Code

Во многом похож на предыдущий. Создатели, компания Welch Allyn, этого и не скрывают. Главной их задачей стало объединение в своем изобретении самого лучшего из существующих разработок. В 1995 году оно было представлено публике. Вначале код запатентовали, но потом открыли свободное использование.

Символ только квадратный, содержит от 15 до 151 модулей. Они могут объединяться в блоки. Главные элементы: "мишень", элементы для ориентации, слои данных, решетка привязки.

В РФ Aztec Code печатает на своих билетах авиакомпания S7 Airlines. Для этих целей он также был выбран основным международной ассоциацией воздушного транспорта.

Двухмерные коды, так же как и линейные, оказались незаменимы в современной реальности. Главное их преимущество - в кодировании больших объемов информации.

Алексей Максимов

Мы все уже почти привыкли к стационарным или компактным ручным терминалам, с помощью которых продавцы магазинов самообслуживания ловко считывают нанесенные на товары полосчатые штрих-коды. Как правило, эта процедура ускоряет оформление покупки и облегчает компьютерный учет движения товаров.

Роль штрих-кода трудно переоценить. Ведь этикетка со штрихами содержит в себе базовую информацию - ссылку на позицию в компьютерной базе данных, хранящей всю информацию о продукте (наименование, производитель, цена и т. д.). Портативные терминалы для считывания этих кодов достаточно широко представлены на российском рынке (см., например, PC Week/ RE, № 10/98, с. 29), так что у торговых предприятий действительно есть выбор.

Образцы двухмерных штрих-кодов

Но технология не стоит на месте, на смену одномерным штрих-кодам и устройствам для их нанесения и считывания идут двухмерные штрих-коды и соответствующее оборудование. На выставке CeBIT’98 мое внимание привлек новый компактный универсальный сканер QHT-1000 японской корпорации Denso, входящей в концерн Toyota Tsusho. Это устройство позволяет считывать и декодировать как одномерный штрих-код (UPC, EAN, ITF, NW7, Code 39 и Code 128), так и двухмерный код спецификации Quick Response Code (QR Code), разработанной фирмой Denso. Но прежде чем рассказать о возможностях этого сканера, попробую кратко объяснить, что такое двухмерный штрих-код.

Чуть-чуть истории

История двухмерных штрих-кодов развивалась по двум направлениям. Первое - создание матричных кодов - родилось в начале 80-х с появления двух разработок: Vericode американской фирмы Veritec и CP Code японской компании ID Tech. В конце 80-х представили свои матричные коды Data Matrix и Maxi Code компании International Data Matrix и United Parcel Services (UPS) соответственно. В 1990 г. канадская фирма Array Tech Systems предложила оригинальный вариант матричного кода Array Tag, в котором данные представлялись фигурами гексагональной и октагональной формы. Чуть позже - в 1991 г. - появился матричный код Code One американской фирмы Laserlight Systems. Свой QR Code компания Denso предложила в 1994 г., но следом за ней - в 1995 г. - появилась разработка Aztech Code американской фирмы Wellch Allyn.

Второе направление - создание квазидвухмерных составных штрих-кодов - началось в 1985 г. с появления Code 49 американской компании Intermec, в котором можно расположить до 8 рядов штрихов на том же пространстве, что занимает линейный код. В конце 80-х вышло еще несколько разработок: Codablock немецкой фирмы Identicode System, Code 16K компании Laserlight Systems и PDF417 (PDF, Portable Data File) фирмы Symbol Technologies (США). И, наконец, в 1996 г. американская компания Zebra представила претендующий на универсальность составной код Ultracode.

Из всех этих кодов особого внимания заслуживает PDF417. Он используется в армии США и других американских государственных службах. Например, его наносят на личные карточки персонала для идентификации личности. Насколько мне известно, несколько лет назад российское Министерство обороны занялось тестированием этого кода на предмет возможности его применения для идентификации личности и в военной логистике. К сожалению, данными о результатах этого проекта я не располагаю.

Другой важной особенностью кода PDF417 является впервые встроенный в него метод коррекции ошибок Рида - Соломона. Этот метод изначально разрабатывался математиками Ридом и Соломоном из компании Hughes Aerospace для космических зондов типа “Вояджер” и предназначался для повышения устойчивости приема и распознавания слабого и зашумленного радиосигнала. В случае двухмерного штрих-кода метод обеспечивает чтение и декодирование изображения, даже если его значительная часть испорчена (например, оторвана или зачеркнута)

Особенности двухмерных штрих-кодов

В случае обычного (одномерного) штрих-кода записанная с помощью сочетания штрихов и пробелов разной ширины информация считывается линейно, в направлении, ортогональном штрихам (длина штриха при этом информационной нагрузки не несет). Отсюда следует ограничение на объем информации - обычно он не превышает нескольких десятков символов. Главное отличие двухмерного кода заключается в том, что в нем для хранения информации используются оба ортогональных направления на плоскости - вертикальное и горизонтальное. В результате по объему хранимой информации емкость двухмерного кода может в сотни раз превышать емкость одномерного. Если при работе с одномерным кодом необходима компьютерная база данных, то во многих случаях применение двухмерного кода позволяет отказаться от такой базы, поскольку емкость кода достаточна для хранения полной информации об объекте. В этом заключается качественное отличие двух технологий.

Сканер Denso QHT-1000

Замечу, что двухмерные коды оказываются незаменимыми, например, в автономных системах идентификации или при необходимости хранения сложных иероглифов таких языков, как японский или китайский. Практически все современные технологии двухмерных кодов, в отличие от одномерных, содержат средства коррекции ошибок и, следовательно, гарантируют большую надежность защиты данных.

Однако нельзя забывать о стоимости. Устройства для создания, нанесения, сканирования и декодирования двухмерного штрих-кода гораздо сложнее и, следовательно, дороже, чем широко распространенное оборудование для линейных кодов. Фактически по поддерживаемым объемам данных и функциональным возможностям технология двухмерного кодирования занимает промежуточное место между технологиями одномерных штрих-кодов и удаленной идентификации.

Как мы уже говорили, двухмерные коды делятся на составные и матричные. Составной код представляет собой последовательность линейных кодов, разместить которую на той же площади, что и одномерный код, удается путем уменьшения длины штрихов. Заложенная в этом коде простота форм (прямоугольники штрихов и пробелов) позволяет считывать его с помощью относительно несложных лазерных сканеров или линейных ридеров. Матричный код представляет собой частично заполненную черным красителем сетку из (в большинстве случаев) квадратных модулей - ячеек данных. Такой код считывается уже не линейным, а специальным площадным ридером.

QR Code - ставка на скорость

При разработке двухмерного матричного штрих-кода фирмы Denso особое внимание было уделено скорости считывания/декодирования. Представители компании утверждают, что им удалось достичь на порядок более высокого быстродействия - 30 этикеток в секунду (каждая емкостью 100 символов) против максимум 3 этикеток в секунду (такой же емкости) в кодировке Data Matrix или PDF417. Секрет заключается в применении комбинированного метода: считывание происходит сразу по всем направлениям, а ускорить процедуру декодирования помогают специальные детекторы положения (вложенные квадраты, расположенные в трех углах этикетки). Благодаря этим значкам сканер легко и быстро разбирается как в размере кода, так и в ориентации этикетки на плоскости.

Спецификация QR Code находится в состоянии развития, но судить об основных характеристиках кода можно, например, по варианту QR Code Model 2. Этот вариант допускает следующую максимальную емкость кода (в зависимости от типа данных): 7089 цифр, 4296 буквенно-цифровых символов, 2953 двоичных символов (8-битных) или 1817 символов японского языка в кодировке Kanji-Kana. Допускается кодирование смеси данных разных типов. Данные в QR Code представляются совокупностью черных и белых точек, каждая из которых трактуется как единица данных, или модуль. Размер кода варьируется от 21х21 до 177х177 модулей (шаг увеличения кратен 4). Нетрудно оценить, какая площадь требуется для этикетки той или иной емкости. Например, если применяется код 105х105 модулей, а размер каждого модуля равен 0,25 кв. мм, то площадь области кода составит 105х0,25 кв. мм = 26,25 кв. мм. Сюда надо добавить необходимые поля (шириной не менее четырех модулей). В итоге получаем, что искомая площадь этикетки составит (105+8)х0,25 кв. мм = 28,25 кв. мм.

Применяемый в QR Code метод коррекции ошибок Рида - Соломона предполагает добавление в записываемые данные специального кода с логикой кодирования. В зависимости от требуемого уровня надежности используются четыре уровня коррекции (естественно, за более высокую надежность приходится платить увеличением объема суммарного кода). Эти уровни, обозначаемые L, M, Q и H, гарантируют восстановление данных, если площадь поврежденной поверхности этикетки не превышает 7, 15, 25 и 30% соответственно.

Здесь приведены далеко не все особенности QR Code, но в данной статье мы не ставим целью дать его исчерпывающее описание, заинтересовавшиеся этой темой могут найти более подробную информацию в специальной литературе или на Web-узле компании Denso (www.denso.co.jp).

Универсальный сканер QHT-1000

Создать код и не создать аппаратное обеспечение для работы с ним было бы равнозначно гибели интересной идеи. Поэтому компания Denso предлагает различные средства нанесения и считывания QR Code. Если для печати можно применять широкий круг этикеточных принтеров, то сканеры требуются специализированные, использующие алгоритмы быстрого чтения и декодирования именно этого кода. До недавних пор Denso производила ручной сканер QS-10H, точечный сканер QS-10P и камеру-декодер QD-10. Новинка в этом ряду - ручной сканер QHT-1000, распознающий как QR Code, так и основные линейные коды.

Это компактное устройство массой 320 г оснащено 2 или 4 Мб памяти, подсвечиваемым ЖК-экраном с разрешением 128х64 пиксела, инфракрасным IrDA-совместимым и последовательным интерфейсами, обеспечивающими беспроводной и проводной обмен данными с ПК. В QHT-1000 применяется 16-разрядный КМОП-микропроцессор и 32-разрядный RISC-процессор, а также CCD-сканер с разрешением 0,25 мм. Размер области сканирования составляет 38х28 мм.

Разработать приложения для QHT-1000 можно с помощью фирменного инструментария BHT-Basic 3.0. Для этого устройства создана утилита инфракрасного обмена Ir-Transfer Utility, выполняемая на хост-компьютере, а также ПО Easy Pack Q, предназначенное для сбора данных, представленных в виде QR Code и линейных штрих-кодов.

Заключение

Технологии двухмерных кодов уже несколько лет применяют большие интернациональные компании и правительственные учреждения многих стран, используя их главные преимущества, - высокую емкость, автономность, компактность, защищенность и открытость стандартов. Все возможные области применения, пожалуй, и не перечислишь. В первую очередь это логистика, промышленное производство, техническое обслуживание, медицина и различные системы безопасности, в которых необходимо идентифицировать личность или контролировать права доступа. Технология QR Code, например, внедрена на автозаводах концерна Toyota, материнской компании фирмы Denso.

Цель 2 D кода или QR-кода - как у любого штрих кода - упростить работу с товаром.
Представляете, если бы при приеме товара, кладовщик в ручную вводил всю информацию - дату производства, страну производителя, получателя, состав и тд. Прием одной единицы товара занимал бы большую часть его рабочего времени.
А так это занимает 0,5 секунды - специальным сканером штрих он считывает код, и получает всю информацию в соей базе.

Почему именно 2D код?

Обычный штрих код имеет "вертикальную избыточность", означающую, что одна и та же информация повторяется по вертикали. Это действительно одномерный штрихкод. высота штрихов может быть уменьшена без потери информации. Однако, вертикальная избыточность позволяет штрихкоду, имеющему дефекты печати (например пятна или просветы) сохранять читаемость.

Двухмерный 2d код содержит информацию как по горизонтали, так и по вертикали. Фактически, все алфавиты представляют собой аналог двухмерного кода. Поскольку оба направления содержат информацию, теряется возможность использования вертикальной избыточности. Для предотвращения потери читаемости и обеспечения быстроты считывания должна использоваться другая технология. Борьба с ошибками обеспечивается достаточно просто - большиство двухмерных кодов используют специальные контрольные суммы, позволяющие гарантировать достоверность вводимой информации.

А при введении 2 d QR кодов стало возможно зашифровывать еще больше информации, занимая при этом минимум места.

Первоначально двухмерные коды разрабатывались для приложений, не дающих места, достаточного для размещения обычного штрихкодового идентификатора. Первым применением для таких символов стали фасовки лекарственных препаратов в здравоохранении. Эти фасовки малы по размерам и имеют мало места для размещения штрихкода. Электронная промышленность также проявляет интерес к кодам высокой плотности и двухмерным кодам в связи с уменьшением размеров элементов и изделий.

PDF 417

Стековая символика PDF417 была введена в 1991 году. PDF происходит от сокращения Portable Data File (Портативный Файл Данных), штрихкодовый символ состоит из 17 модулей, каждый из которых содержит 4 штриха и пробела (отсюда номер 417). Штрихкод открыт для общего пользования.

Структура кода поддерживает кодирование максимального числа от 1000 до 2000 символов в одном коде при информационной плотности от 100 до 340 символов. Каждый код содержит стартовую и стоповую группы штрихов, увеличивающие высоту штрихкода.

Код PDF417 считывается при помощи специального лазерного или CCD-сканера. Для печати кода следует использовать принтеры с хорошим разрешением (термо-трансферные или лазерные).

Aztec Code

Aztec Code введен Энди Лонгэйсром (Andy Longacre) из фирмы Welch Allyn Inc. в 1995 году и открыт для общего использования. Aztec Code разработан для легкой печати и легкой расшифровки. Штрихкод представляет собой квадратную матрицу с концентрическими квадратами в центре, которые служат для определения позиции кода относительно сканера и мерной линейкой по краю кода. Наименьший штрихкод Aztec имеет площадь 15x15 модулей, наибольший - 151x151. Минимальный код Aztec кодирует 13 цифр или 12 букв, а максимальный - 3832 цифры или 3067 букв или 1914 байт данных. Символика не требует свободной зоны вокруг штрихкода. Существуют 32 градации размера кода с возможностью пользовательской установки защиты от ошибок по методу Рида-Соломона (Reed-Solomon) от 5% до 95% от области кода. Рекомендуемый уровень - 23% емкости кода плюс 3 кодовых слова.

Кодируются все 8-битовые значения. Величины 0 - 127 представляются в виде набора символов ASCII, значения 128-255 представляются как ISO 8859-1, Latin Alphabet No.1. Кроме данных можно закодировать два служебных символа: FNC1 для совместимости с некоторыми существующими приложениями и ECI (escape-последовательность) для стандартизованной кодировки сообщений.

Data Matrix QR кодов

Код Data Matrix от фирмы CiMatrix представляет собой двухмерный код, разработанный для размещения большого объема информации на ограниченной площади поверхности. Штрихкод Data Matrix может хранить от одного до 500 символов. Код может масштабироваться от 1-mil плотности до 14-дюймовой площади. Это означает, что код Data Matrix имеет теоретическую максимальную плотность 500 миллионов символов на дюйм! На практике плотность, конечно, ограничивается разрешающей способностью печатающих устройств и сканеров.

Код имеет несколько других интересных особенностей. Поскольку информация кодируется абсолютной позицией элемента внутри кода, т.е. позицией относительно границ кода, код не так чувствителен к дефектам печати, как традиционный штрихкод. Схема кодирования имеет высокий уровень избыточности, данные рассосредоточены внутри штрихкодового символа. Это позволяет сохранять читаемость кода при его частичном повреждении или потере части кода. Каждый код имеет измерительные линейки, которые Вы глядят как сплошная линия по одному краю символа и равномерно расположенные квадратные точки одинакового размера по другому краю. Эти линейки используются для определения ориентации и плотности кода.

Существуют два основных набора символов. Они используют свернутое кодирование для коррекции ошибок, которое использовалось в первых версиях кода Datamatrix, эти версии описаны как ECC-000 .. ECC-140. Второй набор описан как ECC-200 и использует метод Рида-Соломона (Reed-Solomon) коррекции ошибок. Символы ECC-000 .. 140 всегда имеют нечетное количество модулей по каждой стороне квадрата. Символы ECC-200 всегда содержат четное число элементов по каждой из сторон. Максимальная емкость символа ECC-200 составляет 3116 цифр или 2335 букв в символе, состоящем из 144 модулей.

Наиболее популярными применениями для Datamatrix является маркировка небольших предметов, таких как электронные элементы и печатные платы электронных приборов. Эти приложения используют способность Datamatrix разместить примерно 50 символов в коде размером 3 мм и тот факт, что код может быть прочитан при 20-процентной контрастности печати.

Код читается ПЗС-камерой или ПЗС-сканером. Символы площадью от 1/8 дюйма до 7 дюйма может быть прочитан с расстояния от контакта до 36 дймов. Обычная скорость чтения составляет 5 кодов в секунду.

Сравнительные сравнительный характеристики 2d кода с другими вариантами шифрования информации.

Сравнение 2d кодов.

Подавляющее большинство современных сканеров распознаёт все стандартные линейные штрихкоды, включая такие коды, как UPC/EAN, Code 39, Code 128, Codabar, 2 of 5 Interleaved (ITF) , которые уже почти как 20 лет приняты в качестве общеевропейских стандартов, и прочие символики, созданные для применения в узких сферах деятельности. Двумерные коды, например, Aztec , DataMatrix , QR и прочие, в частности, линейные и стековые, могут декодировать только матричные фотосканеры.

Если вы заняты в сфере розничной торговли – продукты питания, одежда, книги и другие товары народного потребления, скорее всего, вам хватит и «обычного», лазерного сканера, поскольку вы имеете дело преимущественно с символиками ISSN , что технологически одно и то же) и D коды, даже если сейчас вы используете 1 D и вас всё устраивает. Об этом – чуть попозже.

Так, если вы приобрели сканеры (светодиодные или лазерные) для считывания линейных символик, то для считывания 2 D кодов вам потребуется отдельно приобрести матричные фотосканеры, Естественно, возникает вопрос о том, куда девать «старые», поскольку их функции успешно перекрывают «новые». К тому же фотосканеры, как правило, стоят дороже.

Если на данный момент вам нужно считывать только линейные штрихкоды, а в будущем, возможно (или нет), ещё и двумерные со стековыми, но вас смущают два вышеприведённых аргумента и вы ищите компромиссное решение, предлагаем вместе поразмышлять над этим. Начнём с краткого ликбеза. Итак…

Какие бывают типы штрихкодов?

Штриховые коды бывают двух типов: двумерные (2D) .

Линейные коды (картинка внизу) представляют собой последовательность параллельных чёрных и белых полос различной ширины. Тёмные полосы называются штрихами, а светлые - пробелами. Информацию несёт строго заданная стандартизированная ширина штрихов и пробелов, а также их расположение относительно друг друга.

Поскольку такой код считывается только в горизонтальном направлении, «вытянутость» кода объясняется исключительно удобством считывания с точки зрения прицеливания и распознавания повреждённых символик. Это свойство кода также называют «вертикальной избыточностью».

Вы постоянно сталкиваетесь с такими кодами в повседневной жизни. Наиболее распространёнными линейными кодами являются EAN , UPC , Code 128, Interleaved 2 of 5 и семейство кодов GS 1 DataBar (ex - ESS ). Процесс считывания такого кода простейшим однолучевым лазерным сканером вы можете видеть на картинке правее этого текста.

Двухмерный код содержит информацию как по горизонтали, так и по вертикали. Фактически, любой печатный текст представляет собой аналог двухмерного кода. Поскольку оба направления содержат информацию, теряется возможность использования вертикальной избыточности. Здесь б орьба с ошибками обеспечивается достаточно просто - большиство двухмерных кодов используют специальные контрольные суммы, позволяющие гарантировать достоверность вводимой информации.

Высокая скорость декодирования двумерных штрихкодов обеспечивается при помощи фотосканеров, обладающих фотокамерой и специальным декодирующим ПО.

Первоначально двухмерные коды разрабатывались для приложений, не дающих места, достаточного для размещения обычного штрихкодового идентификатора. Первым применением для таких символов стали фасовки лекарственных препаратов в здравоохранении. Эти фасовки малы по размерам и имеют мало места для размещения штрихкода. Электронная промышленность также проявляет интерес к кодам высокой плотности и двухмерным кодам в связи с уменьшением размеров элементов и изделий.

Позднее возможность кодирования портативной базы данных сделала двухмерные символики привлекательными для приложений, в которых минимизация размера кода не является основным требованием. Например, хранение имени, адреса и прочей информации на карточках. Если карточка содержит только идентификатор, служащий ключом к базе данных, то вероятно, что несколько карточек придется сверять с огромной базой данных, содержащей миллионы имен. Это потребует больших затрат на компьютерную обработку и хранение такой базы. Если вся важная информация будет напечатана одновременно с печатью предложения на карточке, то увеличения затрат не произойдет, а информация будет быстро введена с карточки в компьютер.

Сегодня разработано более 20 различных символик двухмерных штрихкодов. Наиболее популярными являются Aztec , Data Matrix , QR Code и MaxiCode . Все они активно используются в производстве, логистике, складском учёте, фармацевтике и здравоохранении, банковской сфере, коммунальной сфере и т. д.

Считывание штриховых кодов производится с помощью специальных устройств - считывателей штрихкода. Ими могут быть сканеры, терминалы сбора данных и даже мобильные телефоны со специальным установленным ПО (но с низкой производительностью).

Принцип работы считывателей заключается в преобразовании закодированной графической информации, представленной в виде последовательности контрастных полос или квадратов, в алфавитно-цифровую.

Выше справа представлен пример Aztec code с закодированным сообщением. Вы можете считать его с помощью мобильного телефона и сопоставить количество закодированной информации с линейным кодом в этом же разделе. В обоих случаях это фраза “ Hello , world !”. При желании вы можете прочитать стихотворение У. Блейка “ tiger ”, закодированное в QR -коде. Оригинальность исполнения единственно призвана показать возможность самокоррекции и считываемости даже в таком неконтрастном и «замыленном» оформлении.

Почему 2D?

Несмотря на то, что линейные штрихкоды продолжают использоваться в промышленности, торговле, логистике, документообороте и здравоохранении, всё большую популярность приобретают двумерные символики. Это обосновано следующими факторами.

Во-первых, это объём и тип зашифрованной информации. Линейные символики могут вмещать около 30 символов (зависит от конкретного кода), в то время как двумерные способны хранить примерно 1,5 страницы A 4 текста. 2 D символики постепенно становятся стандартом для таких сфер человеческой деятельности, как здравоохранение и промышленное производство (особенно мелких и уникальных деталей, а также микросхем).

Штрихкод может использоваться в качестве идентефикатора (ключа к базе данных) и в качестве носителя информации (самой базы данных).

В первом случае требуется закодировать небольшой объём информации, который представляется в виде линейного кода. Примером такого универсального кода может служить Code 39, способный шифровать цифры и строчные латинские буквы и его расширенная версия Code 128, с возможностью кодирования данных формата ASCII .

Во втором случае следует использовать двумерный штрихкод. Наиболее распространённым стандартом является код PDF 417 (квази-2 D ), поскольку его использование не требует лицензирования, он является широко распространённым, а, следовательно, и оборудование для его распознавания тоже и вместительным (возможность кодировки примерно 2500 символов).

В следующей статье идет речь о

Двухмерный штрих код, или 2D, является новейшей разработкой в области штрихового кодирования. Данный вид штрих-кода основывается на принципе кодирования информации не только по горизонтали, как обычные линейные штрих-коды, но и по вертикали . Можно различить два основных вида двухмерных штрих кодов: Stacked linear и Matrix .

Тип Stacked linear увеличивает информацию, которую способен хранить штрих код за счет расположения один над другим. Штрих коды типа Code 16K , Codablock и Code 49 - это самые ранние представители семейства двухмерных штрих кодов. Эти штрих-коды предусматривают среднюю емкость информации (до 144 символов), однако они уступают некоторым последним двухмерным штрих кодам по плотности информации и в том, что они не могут обеспечить коррекцию ошибок. Коррекция ошибок позволяла бы операторам правильно считывать даже минимально поврежденные штрих-коды.

1984 год считается началом развития двухмерных штрих кодом. Тогда Automotive Industry Action Group (AIAG ) опубликовала новый стандарт для маркировки грузов и деталей. Тот стандарт содержал четыре штрих-кода Code 39 типа "stacked" (в переводе с англ. "stacked " - расположенный друг над другом, многоуровневый). Эти коды содержали артикул детали, их количество, информацию об отправителе и серийный номер.

Для того, чтобы Вы смогли убедиться в мощи двухмерного штрих-кода, в количестве информации, которую он способен закодировать непосредственно в своем теле, предлагаем Вам штрихкод стандарта Datamatrix , который содержит первые два абзаца данной статьи.

Первый штрих код, который действительно мог бы называться двухмерным, был представлен компанией Intermec Corporation в 1988 году. Тогда разработчики компании предложили штрих код типа Code 49 . Таким образом, с 1988 года были созданы, или перепроектированы, еще шесть других двумерных символик. Это было сделано с целью создания портативной базы данных в минимально возможном пространстве.

Словосочетание двухмерный код стало наиболее общим наименованием для всего этого класса символик. Названия стековая символика (stacked symbology ) или многорядный код (multi-row code ) более точно отражают сущность серии кодов, в которых данные кодируются в виде нескольких строчек обычных одномерных штрих кодов.

Термин матричный код (Matrix code ) обозначяет двухмерный штрих код, основанный на расположении черных элементов внутри матрицы. Каждый элемент черного цвета имеет одинаковый размер, а позиция элемента кодирует данные.

Двухмерный код содержит кодированную информацию как по горизонтали, так и по вертикали. По причине того, что оба направления являются информативными, теряется возможность использования так называемой вертикальной избыточности. Однако борьба с ошибками при считывании штрих-кода обеспечивается достаточно просто - большинство стандартов двухмерных кодов используют контрольные суммы, которые позволяют гарантировать достоверность вводимой информации.