条码技术的发展过程及应用

刘伟国 白永志 31700部队，辽宁辽阳

1 一维条码的应用及其缺点

目前在我国比较常用的是一维条码，如EAN 码、Code bar码、Code39码、交错式二五码、Code128码、ISBN码等，一维条码的使用，提高了数据采集和信息处理的速度，提高了工作效率，为管理的科学化和现代化作出了很大贡献。

虽然一维条码有着如此宽广的应用领域，但是它仍存在着如下的影响其进一步使用的明显缺点：

（1）一维条码表征的信息量较少，过于依赖后台数据库。一维条码一般每英寸只能存储十几个字符信息。例如：Code39码最大密度只有94CPI（Character Per Inches），Code128码最大密度也只有122CpI。一维条码本身实际只起一个指针作用，必须依赖后台数据库和网络才能使用，离开了外部数据库，条码本身就没有意义了。因此一维条码仅仅是对物品的“标志” ，而不是对物品的“描述”, 极大制约了其发展。

（2）一维条码只能表达字母和数字，而不能表达汉字和图像，限制了条码的使用范围。

（3）一维条码不具备纠错功能，易因磨损或污染而被拒读。

（4）另外，在某些场合下，大信息容量的一维条码通常受到标签尺寸的限制，也给产品的包装和印刷带来了不便。

2 二维条码应运而生

一维条码的缺点可以用两种解决方法：一是在一维条码的基础上向二维条码方向发展；二是利用图象识别原理，采用新的几何图像和结构设计出二维条码码制。科幻小说作家Isaac-Azimov在他的《裸露的太阳》书中讲述了使用信息编码的新方法实现自动识别的事例。那时人们觉得此书中的条码符号看上去象是一个方格子的棋盘，但是今天的条码专业人士马上会意识到这是一个二维矩阵条码符号。虽然此条码符号没有方向、定位和定时，但很显然它表示的是高信息密度的数字编码。

直到1970年，Iterface Mechanisms公司开发出“二维码”之后，才有了价格适于销售的二维矩阵条码的打印和识读设备。那时的二维矩阵条码用于报社排版过程的自动化。二维矩阵条码印在纸带上，由一维CCD扫描器扫描识读。CCD发出的光照在纸带上，每个光电池对准纸带的不同区域并根据纸带上印刷条码与否输出不同的图案，组合产生一个高密度信息图案。用这种方法可在相同大小的空间打印上一个单一的字符，作为早期Kermode码之中的一个单一的条。定时信息也包括在内，所以整个过程是合理的。

3 PDF417码的特点、标准化和应用

在现行的二维条码技术中，PDF417码（概率密度函数码）是目前使用较广泛、较成熟的一种二维码制。该码具有代表性的意义，基本具备二维码的所有一般性特点和优点，

3.1 PDF417码的特点

PDF417性能突出，应用前景广泛。它具有如下特点：

（1）译码可靠性高。一维条码的译码错误率约为百万分之二左右，而PDF417条码的误码率不超过千万分之一，精度颇高。

（2）编码范围广。PDF417条码能够表达汉字和存储图像，可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、英文、数字、汉字、记号、各字型、甚至空白等凡可数字化的信息进行编码。PDF417条码采用VQ2有损压缩技术处理面部图像,能将128×128的灰度照片压缩为不超过500字节(约编为417个码字)的信息,图像质量优于JPEG等著名的压缩技术。大约采用250个码字就可表示指纹等信息。

（3）信息容量大。二维条码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，不仅能在很小的面积内表达大量的信息，它的密度是360CPI。根据不同的条空比例，每平方英寸可以容纳250到1100个字符。在国际标准的证卡有效面积上(相当于信用卡面积的2/3，约为76mm×25mm), PDF417条码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符，约500个汉字信息。在相同面积情况下，其信息含量比一维条码高几十倍。

3.2 PDF417条码的应用

由于二维条码具有成本低，信息可随载体移动、不依赖于数据库和计算机网络、保密防伪性能强等优点，结合我国人口多、底子薄、计算机网络投资资金难度较大、对证件的防伪措施要求较高等特点，可以预见，PDF417条码在我国极有推广价值。二维条码可广泛应用如：证件管理、运输行业、执照年检、报表管理等。还可以应用于公民医保与医疗网,使病历、挂号证、个人就医资讯合而为一，与医疗网相连；可用于图书资讯管理，比如出版社图书的预编目处理、书店的仓储管理、图书馆图书的自动编目作业及管理等。

总之，二维条码在我国有着广阔的应用前景，PDF417条码技术在我国的推广应用必将为我国信息产业的发展和现代化的经济建设带来可观的社会效益和经济效益。