二维码及其识别技术

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1、二维码及其识别技术什么是二维码二维条码是指在一维条码的基础上扩展出另一维具有可读性的条码，使用黑白矩形图案表示 二进制数据，被设备扫描后可获取其中所包含的信息。一维条码的宽度记载着数据，而其长度没 有记载数据。二维条码的长度、宽度均记载着数据。二维条码有一维条码没有的 “定位点”和“容 错机制”。容错机制在即使没有辨识到全部的条码、或是说条码有污损时，也可以正确地还原条 码上的资讯。二维码的分类二维码的种类很多，不同的机构开发出的二维码具有不同的结构以及编写、读取方法。主要 有堆叠式二维码（又称:行排式二维条码或堆积式二维条码或层排式二维条码）和矩阵式二维码（又 称棋盘式二维条码）两类：（1）

2、 堆叠式二维码PDF417Code49Code16KUltracode(2)矩阵式二维码QR码Code OneAztecData MatrixMaxicode龙贝码矽感网格矩阵（GM） 矽感紧密矩阵（CM） 汉信码其中龙贝码、矽感网格矩阵（ GM ）、矽感紧密矩阵（ CM ）和汉信码具有国内专利技术的二 维码。国外的二维码主要类型见下图PDF417UltracodeCode 49Code 16K国内技术的二维码主要类型见下图PDF417 码PDF417 条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件，是实现证件及卡片等大容量、高 可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。PDF417

3、码是由留美华人王寅敬（音）博士发明的PDF是取英文Portable Data File三个单词 的首字母的缩写，意为“便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由 4个条和4个空构 成，如果将组成条码的最窄条或空称为一个模块，则上述的 4个条和4个空的总模块数一定为17， 所以称417码或PDF417码。PDF4-17 码PDF417二维条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件，是实现证件及卡片等大容量、 高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。 PDF417 条码可表示数字、字母 或二进制数据，也可表示汉字。一个PDF417条码最多可容纳1850个字符或1108个字节

4、的二进 制数据，如果只表示数字则可容纳2710个数字。PDF417的纠错能力分为9级，级别越高，纠正 能力越强。由于这种纠错功能，使得污损的417条码也可以正确读出。我国目前已制定了 PDF417 码的国家标准。中国-PDF417二维条码已列为95期间的国家重点科技攻关项目。97年12月 PDF417条码国家标准四一七条码已经正式颁布。PDF417条码的特点及优点：1. 信息容量大：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

5、字字符，约 500 个汉字信息。这种二维条码比普通条码信息 容量高几十倍。2. 编码范围广：PDF417条码超越了字母数字的限制，可以将照片、指纹、掌纹、签字、声 音、文字等凡可数字化的信息进行编码。3. 保密、防伪性能好：PDF417条码具有多重防伪特性，它可以采用密码防伪、软件加密及 利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪，因此具有极强的保密防伪性能。4. 译码可靠性高：普通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，译码可靠性极高。5修正错误能力强：PDF417条码采用了世界上最先进的数学纠错理论，如果破损面积不超 过 50，条码由于沾污、破损等所丢

6、失的信息，可以照常破译出丢失的信息。6. 容易制作且成本很低：利用现有的点阵、激光、喷墨、热敏/热转印、制卡机等打印技术， 即可在纸张、卡片、PVC、甚至金属表面上印出PDF417二维条码。由此所增加的费用仅 是油墨的成本，因此人们又称PDF417是“零成本”技术。7. 条码符号的形状可变：同样的信息量，PDF417条码的形状可以根据载体面积及美工设计 等进行自我调整。PDF417在我国的应用前景： 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，PDF

7、417条码在我国极有推广价值。可以应用在如下领域：1. 证件管理：由于二维条码可以把照片或指纹编在二维条码中，有效地解决了证件的可机读 及防伪等问题，因此可广泛地应用在护照、身份证、驾驶证、暂住证、行车证、军人证、 健康证、保险卡等任何需要唯一识别个人身份的证件上。2. 执照年检：行车证、驾驶证的年审，各种工商营业执照、税务登记证、卫生检疫证、企事 业代码证、 统计登记证等各种政府部门登记证件的年检，可以通过采用二维条码，解决 年检登记的计算机录入问题，既节约了政府工作人员的时间，同时，为企事业单位提供了 良好的服务。 采用这种先进的技术，有利于改善政府的服务和公众形象。3. 报表管理：海关报

8、关单、税务报表、保险登记表等任何需重复录入或禁止伪造、删改的表 格，都可以将表中填写的信息编在PDF417条码中，以解决表格的自动录入和防止篡改表 中内容。4. 机电产品的生产和组配线：如汽车总装线、电子产品总装线，皆可采用二维条码并通过二 维条码实现数据的自动交换。5. 银行票据管理。6. 行包、 货物的运输和邮递。QR 二维码QR码是二维条码的一种，1994年由日本DENSO WAVE公司发明。QR来自英文“Quick Response”的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。根据Denso Wave公司的网站数据，QR码是属于开放式的标准，QR码的规格公开，虽

9、由Denso Wave公司 持有的专利权益，但不会被运行。 QR 码最常见于日本，并为目前日本最流行的二维空间条码。 QR码比普通条码可存储更多数据，亦无需像普通条码般在扫描时需直线对准扫描仪。QR码呈正方形，只有黑白两色。在3个角落，印有较小，像归”字的的正方图案。这3个是 帮助解码软件定位的图案，用户不需要对准，无论以任何角度扫描，数据仍可正确被读取。符号 规格21x21模块（版本1）-177x177模块（版本40）（每一规格：每边增加4个模块）。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”。除了标准的QR码之外，也存在一种称 为“微型QR码”的格式，是QR码标准的缩

10、小版本，主要是为了无法处理较大型扫描的应用而设 计。微型QR码同样有多种标准，最高可存储35个字符。QR 码示例： 内容为诸葛亮的诫子书：夫君子之行，静以修身，俭以养德，非澹薄无以明志，非宁静无 以致远。夫学须静也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。淫慢则不能励精，险躁则不能 治性。年与时驰，意与日去，遂成枯落，多不接世，悲守穷庐，将复何及。QR 码与 PDF417 比较:1. QR码比PDF417识别速度快，可达到30个/秒，而PDF417为3个/秒；2. QR码可以实现360全方向旋转识读，PDF417需要在+/-10。的范围内才能被识读；3. QR码表示汉字的效率比PDF417码高2

11、0%, QR码使用13bit表示一个汉字，而PDF417 使用 16bits 表示一个汉字；4. QR码数据容量大，信息密度大，最多可表示多达3KB的内容，PDF417最多确只能表示 1KB的内容；5. QR码是正方形，PDF417是长方形，同样数据容量、有限的面积的情况下QR码可以表示 更多的内容；6. QR码对识读设备要求较低，PDF417当容量比较大时长度也会随之增加，所以就要求识读 设备可以读取较长的空间；7. 支持QR码开发的工具控件非常多，使用起来非常方便；8. QR码又被称为手机二维码，所以QR码不但支持了传统PC设备上的Windows、Linux等 系统，还支持了手机平台的主要

12、系统，例如：Windows Mobile、Symbian OS、等，而PDF417 尚未见过类似的应用。QR 码数据容量： 数字 字母 二进制数（8 bit） 日文汉字片假名 中文汉字 中文汉字最多 7,089 字符最多 4,296 字符最多 2,953 字节最多1,817字符（采用Shift JIS）最多 984 字符（采用 UTF-8）最多1,800字符（采用BIG5）以上是用 QR 码制作的千字文，前图 960 个字符，后图为 290 个字符，两图合起来共 1250 个字，为千字文全文（含标点）。QR 码的纠错能力：L 水平7% 的字码可被修正M 水平 15%的字码可被修正Q 水平25%

13、的字码可被修正H 水平30%的字码可被修正QR code有容错能力，QR码图形如果有破损，仍然可以被机器读取内容，最高可以到7%30% 面积破损仍可被读取。所以 QR code 可以被广泛使用在运输外箱上。相对的，容错%愈高， QR code 图形面积愈大。所以一般折衷使用 15%容错能力。QR 码的应用：利用30万像素以上的照相手机，搭配手机内的QR码解码软件，对着QR码一照，解码软件 会自动解读此信息，显示于手机屏幕上面。目前也有运用到Webcam的镜头来解码，预计未来所 有有镜头的科技产品，都会被导入此QR码的机制。此外， QRDOOR、QuickMark 提供 PC 版的 QR 码解码

14、软件，让没有照相手机的用户也能直 接通过PC版QR码解码软件直接截取屏幕上的QR码，以得到相关信息，让一般手机和PC用户 也能体验QR码带来的方便性。运用QR码及GPS的手机导航技术，让用户简化在手机中输入座目标程序，只须通过QR码 照像手机一照，便可及时将地理座标存储在手机当中。Handy auf den Code richtenWebsiteFotografieren DecodierenClick for full-size imageQR 码的主要应用的项目可分成四类1. 自动化文字传输：通常应用在文字的传输，利用快速方便的模式，让人可以轻松输入如地 址、电话号码、行事历等，进行名片、

15、进程数据等的快速交换。2. 数字内容下载：通常应用在电信公司游戏及影音的下载，在帐单中打印相关的QR码信息 供消费者下载，消费者通过QR码的解码，就能轻易连接到下载的网页，下载需要的数字 内容。3. 网址快速链接：以提供用户进行网址快速链接、电话快速调用等。4. 身分鉴别与商务交易：许多公司现在正在推行QR码防伪机制，利用商品提供的QR码链 接至交易网站，付款完成后系统发回QR码当成购买身分鉴别，应用于购买票券、贩卖机 等。在消费者端，也开始有企业提供了商品品牌确认的服务，通过QR码链接至统一验证 中心，去核对商品数据是否正确，并提供生产履历供消费者查询，消费者能够更明白商品 的信息，除了能够杜绝仿冒品，对消费者的购物更是多了一层保护。二维码码识别工具二维码制作和识别工具，参见二维码识别工具。