Корзина пуста
Виды двухмерных 2D штрихкодов. Разница между стековыми и матричными 2D штрих-кодами
История изобретения 2D - штрих-кодов
Многие годы штрихкоды используются как идентификаторы различных предметов и товаров, для декодирования которых требуются специальные устройства – сканеры штрих кода. В статье об истории создания штрихкода мы описали временную шкалу появления машиночитаемого кода. Идея автоматической идентификации по штрихкоду состоит в том, что упаковка/этикетка товара содержит уникальный номер, закодированный в виде черных и белых полос, который служит ключом к базе данных, где содержится подробная информация о товаре. Да, по штрих-коду кое-что можно понять, например страну происхождения. Об этом вы можете прочитать в нашей статье с таблицей штрих-кодов стран. Например, зная, какой штрих код Украины, а именно первые цифры 482 – вы можете понять, что товар был изготовлен в Украине.
Но ограничение линейных штрихкодов в том, что они являются ключом к базе данных и информация о товаре/предмете в разных компаниях может отличаться. Связь с хранилищем данных для получения подробной информации обеспечивает сканер штрихкода. Но многие пользователи нуждались в кодировании большего объема информации. Им нужен штрихкод, выполняющий роль «портативной базы данных», а не ключа к ней. Идея создания портативной базы данных начала развиваться давно.
Первый шаг к изменениям – штрих-коды Code 39 и Code 128
Ранние штрих-коды (как и большинство штрих-кодов, которые используются до сих пор для идентификации товаров) состояли только из цифр. Первым шагом на пути к двумерным штрихкодам стал Code 39. Код 39 был разработан Дэвидом Аллаем и Рэем Стивенсом из компании Intermec в 1974 году. Его отличием было то, что у него можно закодировать как цифры, так и буквы, а также некоторые символы.
После этого код просматривался и усовершенствовался для уменьшения площади, необходимой для размещения закодированной информации. В 1981 году компанией Computer Identics Corporation был создан более компактный Code 128.
Первый 2D код и сканер от Intermec
В 1988 году Intermec Corp. создает первый 2D стековый штрихкод Code 49. Для быстрого считывания таких штрихкодов в Intermec изобрели новые двумерные сканеры штрихкодов.
Типы двухмерных символик
Сегодня для описания этого нового класса символик используются несколько названий: двухмерный – Two-dimensional code) или 2D code. Разделить их можно на два класса – стековые и матричные.
Stacked symbology
Названия "стековая символика" (stacked symbology) или "многорядный код" (multi-row code) более точно отражают сущность серии линейных (1D) штрих-кодов, поставленных друг сверху друга. Данные кодируются в виде нескольких строк штрихов и пробелов переменной ширины. Некоторые примеры популярных двухмерных типов штрихкодов: PDF417, MicroPDF417, Codablock и GS1 DataBar.
Matrix code
Название матричный код (Matrix code) применяется для обозначения двухмерных кодов, основанных на расположении черных точек (элементов) внутри матрицы. Каждый черный элемент имеет размер и позиция элемента кодирует данные.
Разница между 1D и 2D штрих кодами
Обычный линейный 1D штрихкод имеет "вертикальную избыточность", что означает, что та же информация повторяется по вертикали. Это действительно одномерный штрихкод. Высота штрихов может быть уменьшена без потери информации. Однако вертикальная избыточность позволяет штрих-коду, имеющему дефекты печати (например пятна или просветы), сохранять чтение.
Двухмерный код содержит информацию как по горизонтали, так и по вертикали. Фактически любой печатный текст является аналогом двухмерного кода. Поскольку оба направления содержат информацию, упускается возможность использования вертикальной избыточности. Для предотвращения потери чтения и обеспечения скорости считывания должна использоваться другая технология. Борьба с ошибками обеспечивается достаточно просто – большинство двухмерных кодов используют специальные контрольные суммы, позволяющие гарантировать достоверность вводимой информации.
История развития 2D штрих кодов
Первоначально двухмерные коды разрабатывались для использования там, где недостаточно места для размещения обычного штрихкода. Первым применением таких символов стали фасовка лекарственных средств в здравоохранении. Эти фасовки малы по размерам и имеют мало места для размещения штрихкода. Электронная промышленность также проявила интерес к кодам высокой плотности и двумерным кодам в связи с уменьшением размеров элементов и изделий. Позже возможность кодирования портативной базы данных сделала двухмерные символики привлекательными для приложений, в которых минимизация размера кода не является основным требованием. Например, кодирование имени, адреса, названия компании, ссылки на меню ресторана или адрес веб-сайта компании.
Сегодня разработано более 20 различных символик двумерных штрихкодов. Наиболее популярные коды PDF417, QR code, Datamatrix, Aztec.
PDF417
Стековая символика PDF417 была введена в 1991 году фирмой Symbol Technologies (сейчас она влилась в компанию Zebra Technologies). https://en.wikipedia.org/wiki/PDF417 PDF происходит от сокращения Portable Data File (Портативный Файл Данных), штрихкодовый символ состоит из 17 модулей, каждый из которых содержит 4 штриха и пробелы (отсюда номер 417). Структура кода поддерживает кодировку максимального количества от 1000 до 2000 символов в одном коде при информационной плотности от 100 до 340 символов. Каждый код содержит стартовую и стоповую группы штрихов, увеличивающих высоту штрихкода. Код PDF417 считывается с помощью специального лазерного или CCD-сканера. Для печати кода следует использовать принтеры с хорошим разрешением (термотрансферные или термопринтеры этикеток). Micro PDF417 происходит от кода PDF417. Код имеет ограниченный набор символов и фиксированный уровень коррекции ошибок для каждого размера символа.
Aztec Code
Aztec Code введен Энди Лонгейсром (Andy Longacre) в 1995 году. 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. Самый маленький штрих-код Aztec имеет площадь 15x15 модулей, самый большой – 151x151. Минимальный код Aztec кодирует 13 цифр или 12 букв, а максимальный – 3832 цифр, или 3067 букв, или 1914 байт данных. Кроме данных можно закодировать два служебных символа. Символика не требует свободной зоны вокруг штрихкода. Small Aztec Code представляет собой специальную портативную версию Aztec Code для кодирования коротких сообщений (до 95 символов).
Data Matrix
Код от фирмы ID Matrix, появившийся в 1987 году, является двухмерным кодом, разработанным 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 обычно ограничивается разрешением печатающих устройств (принтеров этикеток) и возможностями считывающих устройств - сканеров штрих-кодов и терминалов сбора данных. Код имеет несколько других интересных черт. Поскольку информация кодируется абсолютной позицией элемента внутри кода, код не так чувствителен к дефектам печати, как традиционный штрихкод. Схема кодирования имеет высокий уровень избыточности, данные рассредоточены внутри символа штрихкода. Это позволяет сохранять чтение кода во время его частичного повреждения или утраты части кода. Каждый код имеет измерительные линейки, которые выглядят сплошной линией по одному краю символа и равномерно расположены квадратные точки одинакового размера по другому краю. Эти линейки используются для определения ориентации и плотности кода. Есть два основных набора символов. Они используют свернутую кодировку для коррекции ошибок. Наиболее популярными для Datamatrix являются 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% контрастности печати.
QR-код
QR-код (Quick response code) – это матричный двухмерный код для высокоскоростного чтения, разработанный компанией DENSO WAVE в 1994 году. Он был зарегистрирован в стандарте ITS AIMI в 1997 году. Micro QR-код был стандартизирован в 2004 году. Наименьший элемент (черный или белый квадрат) QR-кода называется «модулем». QR-код состоит из комбинации черных и белых модулей, шаблонов определения положения, временных шаблонов, информации о формате, содержащей номера уровня исправления ошибок и маски, область данных и код исправления ошибок.
Положение QR-кода определяется с помощью шаблонов определения положения, позволяющих высокоскоростное считывание. Шаблоны определения положения расположены в трех углах QR-кодов. (Micro QR имеет один такой.)
Использование 2D штрих кодов
В настоящее время штрих-код PDF417 широко используется для кодирования информации на алкогольных и табачных изделиях. QR-код можно считывать телефонами и другими устройствами с камерой. QR-коды обычно используются для обмена ссылками на веб-сайты, особенно из меню, контактной информации или осуществления платежей. Отсканировав QR-код, клиенты могут перейти прямо на целевую страницу или зарегистрироваться в месте, не обращаясь к сотруднику или обращаясь за поддержкой.
Сканирование QR-кодов выросло на 57% по всему миру, в 50 странах с самыми высокими показателями сканирования. Проникновение смартфонов способствует всплеску сканирования QR-кодов по всему миру. По данным Statista, в 2022 году около 89 миллионов пользователей мобильных устройств в США использовали QR-коды, что на 26% больше, чем в 2020 году.
Источники:
https://en.wikipedia.org/wiki/Code_39
https://www.stonybrook.edu/commcms/libspecial/collections/manuscripts/aidc/aidchistory_allais.pdf
https://www.encyclopedia.com/books/politics-and-business-magazines/intermec-technologies-corporation
https://www.amazon.com/Barcode-Paul-V-McEnroe-ebook/dp/B0CCY9L8ZH
https://www.referenceforbusiness.com/history/He-Ja/Intermec-Technologies-Corporation.html#b
https://www.denso-wave.com/en/technology/vol1.html
https://www.findlight.net/blog/technology-behind-barcode-scanners/
https://tritonstore.com.au/what-is-code-49-barcode/
