條碼技術的發(fā)展過程及應用

劉偉國 白永志 31700部隊，遼寧遼陽

1 一維條碼的應用及其缺點

目前在我國比較常用的是一維條碼，如EAN 碼、Code bar碼、Code39碼、交錯式二五碼、Code128碼、ISBN碼等，一維條碼的使用，提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度，提高了工作效率，為管理的科學化和現(xiàn)代化作出了很大貢獻。

雖然一維條碼有著如此寬廣的應用領域，但是它仍存在著如下的影響其進一步使用的明顯缺點：

（1）一維條碼表征的信息量較少，過于依賴后臺數(shù)據(jù)庫。一維條碼一般每英寸只能存儲十幾個字符信息。例如：Code39碼最大密度只有94CPI（Character Per Inches），Code128碼最大密度也只有122CpI。一維條碼本身實際只起一個指針作用，必須依賴后臺數(shù)據(jù)庫和網絡才能使用，離開了外部數(shù)據(jù)庫，條碼本身就沒有意義了。因此一維條碼僅僅是對物品的“標志” ，而不是對物品的“描述”, 極大制約了其發(fā)展。

（2）一維條碼只能表達字母和數(shù)字，而不能表達漢字和圖像，限制了條碼的使用范圍。

（3）一維條碼不具備糾錯功能，易因磨損或污染而被拒讀。

（4）另外，在某些場合下，大信息容量的一維條碼通常受到標簽尺寸的限制，也給產品的包裝和印刷帶來了不便。

2 二維條碼應運而生

一維條碼的缺點可以用兩種解決方法：一是在一維條碼的基礎上向二維條碼方向發(fā)展；二是利用圖象識別原理，采用新的幾何圖像和結構設計出二維條碼碼制?？苹眯≌f作家Isaac-Azimov在他的《裸露的太陽》書中講述了使用信息編碼的新方法實現(xiàn)自動識別的事例。那時人們覺得此書中的條碼符號看上去象是一個方格子的棋盤，但是今天的條碼專業(yè)人士馬上會意識到這是一個二維矩陣條碼符號。雖然此條碼符號沒有方向、定位和定時，但很顯然它表示的是高信息密度的數(shù)字編碼。

直到1970年，Iterface Mechanisms公司開發(fā)出“二維碼”之后，才有了價格適于銷售的二維矩陣條碼的打印和識讀設備。那時的二維矩陣條碼用于報社排版過程的自動化。二維矩陣條碼印在紙帶上，由一維CCD掃描器掃描識讀。CCD發(fā)出的光照在紙帶上，每個光電池對準紙帶的不同區(qū)域并根據(jù)紙帶上印刷條碼與否輸出不同的圖案，組合產生一個高密度信息圖案。用這種方法可在相同大小的空間打印上一個單一的字符，作為早期Kermode碼之中的一個單一的條。定時信息也包括在內，所以整個過程是合理的。

3 PDF417碼的特點、標準化和應用

在現(xiàn)行的二維條碼技術中，PDF417碼（概率密度函數(shù)碼）是目前使用較廣泛、較成熟的一種二維碼制。該碼具有代表性的意義，基本具備二維碼的所有一般性特點和優(yōu)點，

3.1 PDF417碼的特點

PDF417性能突出，應用前景廣泛。它具有如下特點：

（1）譯碼可靠性高。一維條碼的譯碼錯誤率約為百萬分之二左右，而PDF417條碼的誤碼率不超過千萬分之一，精度頗高。

（2）編碼范圍廣。PDF417條碼能夠表達漢字和存儲圖像，可以將照片、指紋、掌紋、簽字、聲音、英文、數(shù)字、漢字、記號、各字型、甚至空白等凡可數(shù)字化的信息進行編碼。PDF417條碼采用VQ2有損壓縮技術處理面部圖像,能將128×128的灰度照片壓縮為不超過500字節(jié)(約編為417個碼字)的信息,圖像質量優(yōu)于JPEG等著名的壓縮技術。大約采用250個碼字就可表示指紋等信息。

（3）信息容量大。二維條碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達信息，不僅能在很小的面積內表達大量的信息，它的密度是360CPI。根據(jù)不同的條空比例，每平方英寸可以容納250到1100個字符。在國際標準的證卡有效面積上(相當于信用卡面積的2/3，約為76mm×25mm), PDF417條碼可以容納1848個字母字符或2729個數(shù)字字符，約500個漢字信息。在相同面積情況下，其信息含量比一維條碼高幾十倍。

3.2 PDF417條碼的應用

由于二維條碼具有成本低，信息可隨載體移動、不依賴于數(shù)據(jù)庫和計算機網絡、保密防偽性能強等優(yōu)點，結合我國人口多、底子薄、計算機網絡投資資金難度較大、對證件的防偽措施要求較高等特點，可以預見，PDF417條碼在我國極有推廣價值。二維條碼可廣泛應用如：證件管理、運輸行業(yè)、執(zhí)照年檢、報表管理等。還可以應用于公民醫(yī)保與醫(yī)療網,使病歷、掛號證、個人就醫(yī)資訊合而為一，與醫(yī)療網相連；可用于圖書資訊管理，比如出版社圖書的預編目處理、書店的倉儲管理、圖書館圖書的自動編目作業(yè)及管理等。

總之，二維條碼在我國有著廣闊的應用前景，PDF417條碼技術在我國的推廣應用必將為我國信息產業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代化的經濟建設帶來可觀的社會效益和經濟效益。