关于在商品防伪中应用二维条码的思考(2）

2.2 常用二维条码简介

国外对二维条码技术的研究始于20世纪80年代末。在二维条码符号表示技术研究方面，已研制出多种码制，常见的有PDF417，QR Code，Code 49，Code 16K，Code One等。 我国对二维条码技术的研究开始于1993年。中国物品编码中心对几种常用的二维条码PDF417，QR Code，Data Matrix，Maxi Code，Code 49，Code 16K，Code One的技术规范进行了翻译和跟踪研究。

2.2.1 QR Code

下面介绍一下本方案采用的QR Code（示例见下图）二维条码。

一、QR Code条码特点

QR Code码是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵二维码符号，它除具有一维条码及其它二维条码所有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图象多种文字信息、保密防伪性强等优点外，还具有以下特点：

（1）超高速识读：

从QR Code码的英文名称Quick Response Code可以看出，超高速识读特点是QR Code码区别于四一七条码、Data Matrix等二维码的主要特性。

QR Code中的位置探测图形

由于在用CCD识读QR Code码时，通过位置探测图形（Position Detection Pattern）可以在图像中快速地将整个QR Code码符号从背景中“抠”出。因此，QR Code识读过程所需时间很短，具有超高速识读特点。用CCD二维条码识读设备，每秒可识读30个含有100个字符的QR Code码符号；对于含有相同数据信息的四一七条码符号，每秒仅能识读3个符号；对于Data Martix矩阵码，每秒仅能识读2～3个符号。QR Code码的超高速识读特性是它能够广泛应用于工业自动化生产线管理等领域。

（2）全方位识读：

QR Code码具有全方位（360°）识读特点，这是QR Code码优于行排式二维条码如四一七条码的另一主要特点。由于四一七条码是将一维条码符号在行排高度上的截短来实现的。因此，它很难实现全方位识读，其识读方位角仅为±10。

由于在QR Code的三个角上存在位置探测图形（Position Detection Pattern），识读器通过它们可以判断条码的倾斜角度。

（3）能够有效地表示中国汉字、日本汉字：

由于QR Code码用特定的数据压缩模式表示中国汉字和日本汉字，它仅用13bit可表示一个汉字，而四一七条码、Data Matrix等二维码没有特定的汉字表示模式，因此仅用字节表示模式来表示汉字，在用字节模式表示汉字时，需用16bit（二个字节）表示一个汉字，因此QR Code码比其它的二维条码表示汉字的效率提高了20%。

（4）QR Code与Data Matrix和PDF417的比较：

 

码制	QR Code	Data Matrix	PDF 417
研制公司	Denso Corp.	I.D. Matrix Inc.	Symbol Technologies Inc
	(日本)	(美国)	(美国)
码制分类	矩阵式		堆叠式
识读速度	30个/每秒	2~3个/秒	3个/秒
识读方向	全方位（360°）		±10°
识读方法	深色/浅色模块判别		条空宽度尺寸判别
汉字表示	13bit	16bit	16bit

 

* 每一符号表示100个字符的信息。

二、编码字符集

1、数字型数据（数字0～9）；

2、字母数字型数据（数字0～9；大写字母A～Z；9个其他字符：space ，$, %, *, +, -, ., /, ：）；

3、8位字节型数据；

4、日本汉字字符；

5、中国汉字字符（GB 2312《信息交换用汉字编码字符集 基本集》对应的汉字和非汉字字符）。

三、QR Code码符号的基本特性

 

符号规格	21×21模块（版本1）-177×177 模块（版本40）
	(每一规格：每边增加4个模块)
数据类型与容量 （指最大规格符号版本40-L级）	· 数字数据 :7,089个字符
	· 字母数据 :4,296个字符
	· 8位字节数据 :2,953个字符
	· 中国汉字、日本汉字数据 :1,817个字符
数据表示方法	深色模块表示二进制“1”，浅色模块表示二进制“0”。
纠错能力	· L级：约可纠错7%的数据码字
	· M级：约可纠错15%的数据码字
	· Q级：约可纠错25%的数据码字
	· H级：约可纠错30%的数据码字
结构链接（可选）	可用1-16个QR Code码符号表示一组信息
掩模（固有）	可以使符号中深色与浅色模块的比例接近1：1，使因相邻模块的排列造成译码困难的可能性降为最小。
扩充解释（可选）	这种方式使符号可以表示缺省字符集以外的数据（如阿拉伯字符、古斯拉夫字符、希腊字母等），以及其他解释（如用一定的压缩方式表示的数据）或者对行业特点的需要进行编码。
独立定位功能	有

 

QR Code码可高效地表示汉字，相同内容，其尺寸小于相同密度的PDF417条码。目前市场上的大部分条码打印机都支持QR code条码，其专有的汉字模式更加适合我国应用。因此，QR code在我国具有良好的应用前景。