條碼識別技術(shù)是一種集編碼、印刷、識別、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)儲存以及計算處理的技術(shù),它在當今的自動識別技術(shù)當中占有重要的地位。因為自動識別技術(shù)的形成過程和條碼的發(fā)明、應用和發(fā)展是有密切關(guān)系的。在我們周圍存在著有形無形的條碼。您不妨試尋找一下身邊的條碼,一定會發(fā)現(xiàn)條碼正在身邊意想不到的地方發(fā)揮著重要作用。
由于條碼原則上需要經(jīng)過印制或通過計算機打印而成,所以不會被誤讀的情況。而且,由于一般的條碼都帶有防止誤讀的校驗碼,所以即使因臟污和殘缺而誤讀,誤讀的數(shù)據(jù)也不會輸入到計算機中。
1、一維條碼
我們平時常見的條碼都是一維條碼。自上世紀70年代以來,一維條碼發(fā)展得十分迅速。在30多年的時間里,它已廣泛應用于商業(yè)、倉儲物流、醫(yī)療衛(wèi)生、圖書情報、郵電通訊、交通運輸、工業(yè)控制等領(lǐng)域,它的應用極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度,提高了工作效率,改善了人們的工作和生活環(huán)境。條碼由一組“條”和“空”以及相應的數(shù)字組成,按照一定的編碼規(guī)則來排列這些寬度不同的“條”和“空”以表示一定的字符、數(shù)字及符號信息。掃描儀讀取這些“條”和“空”數(shù)據(jù),進而由計算機將這些數(shù)據(jù)翻譯成為二進制和十進制數(shù)信息。
條碼種類較多,常見的就有20多種,而目前常用的一維條碼為EAN、UPC、39碼、交叉25碼、128碼和Codabar碼等。其中UPC條碼應用于北美;EAN條碼應用于歐洲,與UPC兼容,且與UPC一樣都只用數(shù)字和四種元素寬帶來表示物品編碼;39碼是第一個離散型字母數(shù)字碼,能表示數(shù)字、字母及符合共43個字符;交叉25碼使用數(shù)字、窄和寬兩種元素寬帶來表示,其編碼的字符個數(shù)為偶數(shù),在奇數(shù)位置的數(shù)據(jù)以“條”來編碼,偶數(shù)位置則以“空”編碼;128碼由11個單元元素組成(包括四種元素寬度,以及用3個“條”和3個“空”表示各個字符),可將128個ASCII碼進行編碼;Codabar碼和128碼都是屬于可變長度的連續(xù)型自校驗數(shù)字式碼,其字符集由數(shù)字及6個特殊字符共16個字符組成……
根據(jù)不同的碼制,這些“條”和“空”可以進行不同的組合,構(gòu)成不同的圖形符合從而適合各種各樣的場合。一維條碼只在水平方向上表達信息,而在垂直方向上則不表達任何信息。
條碼識別具有輸入較快,誤碼率低(手工輸入為0.3%,光字符識別為0.01%,條碼識別的誤碼率低于百萬分之一)的特點,但是一維條碼也存在不足之處:
(1)數(shù)據(jù)容量較小(30個字符左右)。
(2)只包含字母和數(shù)字,所能表示的數(shù)據(jù)類型少。
(3)尺寸相對較大,空間利用率較低。
(4)被損壞后便不能進行正確閱讀(沒有糾錯功能)。
2、二維條碼
二維條碼技術(shù)是在一維條碼無法滿足實際應用需求的前提下產(chǎn)生的。由于數(shù)據(jù)容量較小,一維條碼通常只是對物品進行標識,而不會對物品進行描述。一維條碼必須依賴預建的數(shù)據(jù)庫來描述商品。離開了數(shù)據(jù)庫,一維條碼就會受到很多局限。隨著科技的發(fā)展,需要條碼在有限的幾何空間內(nèi)表達更多的信息,以滿足千變?nèi)f化的數(shù)據(jù)描述的需要。在水平和垂直方向的二維空間存儲信息的二維條碼正是為了解決一維條碼的局限性而誕生的。
多數(shù)一維條碼所能表示的字符集不過是10個數(shù)字,26個英文字母及一些特殊字符。條碼字符集最大的l28條碼,其所能表示的字符個數(shù)也不過是128個ASCII符而已。因此要用一維條碼表示其他的語言文字(如漢字、韓文、日文等)是不可能的。
但是多數(shù)二維條碼都具有字節(jié)表示模式,即提供一種表示字節(jié)流的機制。不論何種語言文字,它們在計算機中存儲時都以機內(nèi)碼的形式表現(xiàn),而內(nèi)部碼都是字節(jié)碼。這樣我們就可以設法將各種語言文字信息轉(zhuǎn)換成字節(jié)流,然后再將字節(jié)流用二維條碼表示,從而為多種語言文字的條碼表示提供一條前所未有的途徑。
一維條碼能通過拒讀來防止誤讀;而當受到損壞時,則需在鍵盤上通過手工輸入代替掃描。一維條碼雖然引入了校驗字符的概念,但僅限于防止誤讀,而沒有考慮到糾錯功能。二維條碼可以表示數(shù)以千計字節(jié)數(shù)據(jù),但在通常情況下,是不可能在條碼上把所有的數(shù)據(jù)表示出來的;如果沒有糾錯功能,當二維條碼的某部分損壞時,該條碼便變得毫無意義。
因此二維條碼引入錯誤糾正機制。這種糾錯機制使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時,照樣可以正確得到識別。二維條碼的糾錯算法與人造衛(wèi)星和VCD所用的糾錯算法相同。這種糾錯機制使二維條碼成為一種安全可靠的信息存儲和識別的方法。
所以二維條碼在具備一維條碼優(yōu)點的同時,還超越了字母數(shù)字的限制,具備數(shù)據(jù)容量大(通常是一維條碼的幾十到幾百倍)、尺寸小、可靠性高和防偽性強等優(yōu)點。
與一維條碼一樣,二維條碼也有許多不同的碼制。根據(jù)其實現(xiàn)原理、結(jié)構(gòu)形狀的差異通?煞譃橐韵氯N類型:
(1) 線性堆疊式二維碼:典型的堆疊式二維條碼有CODE 16K、PDF417、CODE 49等,這些二維條碼是在一維條碼編碼原理的基礎(chǔ)上,將多個一維碼在縱向堆疊而產(chǎn)生的。二維條碼在編碼設計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維條碼的特點,并與一維條碼技術(shù)兼容。但由于行數(shù)的增加,所以行的鑒定、譯碼算法與軟件不完全相同于一維條碼。
(2) 矩陣式二維碼:典型的矩陣碼有DATA MATRIX、CP碼、CODE ONE等,是在一個矩形空間通過黑、白元素在矩陣中的不同分布進行編碼。在矩陣相應元素位置上,用點元素(方點、圓點或其他)來表示“1”,沒有點的矩陣元素表示"0",矩陣碼是建立在計算機圖象處理技術(shù)、組合編碼原理等基礎(chǔ)上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。
(3) 郵政碼:通過不同長度的條進行編碼,主要用于郵件編碼,典型郵政碼有:Postnet、BPO 4-State。
二維條碼作為一種新的信息存儲和傳遞技術(shù),從誕生之時就受到了國際社會的廣泛關(guān)注。經(jīng)過幾年的努力,現(xiàn)以廣泛的應用在國防、公共安全、交通運輸、醫(yī)療保健、工業(yè)、商業(yè)、金融、海關(guān)及政府管理等領(lǐng)域。
一維條碼和二維條碼都是便于攜帶的識讀的信息符號,將我們所需的信息以一定的編碼原則制作在條碼符號中,需要時再將其解碼為我們所需要的應用情況,可選擇其中一種來滿足我們的實際要求。由于一維條碼和二維條碼的不同特征,所以各有各的側(cè)重點。雖然包含大量數(shù)據(jù)的二維代碼很受人們歡迎,在一定程度上得到應用,但由于受專利使用權(quán)及相關(guān)設備普及等問題的限制,還沒有如一維條碼般普及。