阮玲玉最美的照片:二维条码Maxicode,牛眼码,希创条码,二维条码专题

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/05/30 20:12:17
Maxicode二维条码 牛眼码
Maxicode二维条码/牛眼码的缘起和发展
1980年代晚期,美国知名的UPS(United Parcel Service)快递公司认知到利用机器辨读资讯可有效改善作业效率、提高服务品质,故从1987年开始着手於机器可读表单(Machine Readable Form)的研究,发觉到条码是相对成本最低的可行方案。为了能达到高速扫瞄的目的,UPS舍弃了堆叠式二维条码的做法,重新研发一种新的条码,在1992年时推出UPS code,并研发出相关设备,此即Maxicode二维条码的前身。1996年时,美国自动辨识协会(AIMUSA)制定统一的符号规格,称为Maxicode二维条码,也有人称USS-Maxicode二维条码(Uniform Symbology Specification- Maxicode)。本文所指的Maxicode二维条码,都是遵循AIMUSA所制订的标准。
Maxicode二维条码是一种中等容量、尺寸固定的矩阵式二维条码,它由紧密相连的六边形模组和位於符号中央位置的 定位图形所组成。Maxicode二维条码是特别为高速扫瞄而设计,主要应用於包裹搜寻和追踪上。UPS除了将Maxicode二维条码/牛眼码应用到包 裹的分类、追踪作业上,并打算推广到其他应用上。1992年与1996年所推出的Maxicode二维条码符号规格略有不同,就外观上来看,图1的左边是 1992年刚推出的样子,右边则是现在Maxicode二维条码应有的样子。由于其外观形象,有名:牛眼码。

图1 Maxicode二维条码的外观
Maxicode二维条码的基本特征
外形近乎正方形,由位於符号中央的同心圆(或称公牛眼)定位图形 (Finder Pattern),及其周围六边形蜂巢式结构的资料位元所组成,这种排列方式使得Maxicode二维条码可从任意方向快速扫瞄。其外观与中心放大图如图2所示。

图2 Maxicode二维条码外观与中心放大图
符号大小固定。为了方便定位,使解码更容易,以加快扫瞄速度,Maxicode二维条码的图形大小与资料容量大小都是固定的,图形固定约1平方英寸,资料容量最多93个字元。
定位图形:Maxicode二维条码具有一个大小固定且唯一的中央定位图形,为叁个黑色的同心圆,用於扫瞄定位。此定 位图形位在资料模组所围成的虚拟六边形的正中央,在此虚拟六边形的六个顶点上各有3个黑白色不同组合式所构成的模组,称为「方位丛」 (Orientation Cluster),其提供扫瞄器重要的方位资讯,见图3。

图3 Maxicode二维条码的符号排列方式
每个Maxicode二维条码均将资料栏位划分成两大部分,围在定位图形周围的深灰色蜂巢称为主要讯息 (Primary Messages),其包含的资料较少,主要用来储存高安全性的资料,通常是用来分类或追踪的关键资讯,其包括60个资料位元(bits)和60个错误纠 正位元。
主要讯息有两个特殊作用,其中最重要的是包含4个模式位元(Mode Bits),围在定位图形右上方全白的方位丛左边,以淡灰色所标识的四个位元即是,其直接指示出其馀的资料编码模式。另一个用途是,剩馀的56个资料位元 则依包裹分类追踪需要的所有资讯编码成结构化收件人讯息(Structured Carrier Messages),因此大部份在高速扫瞄的状况下,只需要将主要讯息解码就够了。
在主要讯息外围的淡灰色部份(未表示完全),用来储存次要讯息(Secondary Messages),其提供额外的讯息,如来源地、目的地等人工分类时所需的重要资讯。
模式:是一种允许符号有不同结构的机制,Maxicode二维条码共有7种模式(模式0~模式6),但其中有2个模式(模式0、模式1)已作废。
(二) 错误纠正能力
Maxicode二维条码具有复杂而坚固的错误纠正能力,以确保符号中的资讯是正确的,就算条码受到部份损毁,内部储存的资讯仍可完整读出。
(叁) 解码速度
Maxicode二维条码的最大优点在於其解码速度相当快,Maxicode二维条码可在速度为每分钟550英 的输送带上成功读取。
Maxicode二维条码的组成
编码字元集
Maxicode二维条码允许对256个国际字符编码,包括值0~127的ASCII字元和128~255的扩展ASCII字元。在数字组合模式下,可用6个字码表示9位数字。用於代码切换和其他控制字元也包括在其字元集中。
Maxicode二维条码符号字元的表示
每个字元由6个六边形的模组组成。
每个模组表示一个二进制位,深色模组表示 “1” ,浅色模组表示 “0”。
通常六个模组排成3层,顺序为右上至左下,见图4所示。

图4 Maxicode二维条码的位元组成排列方式
由於Maxicode二维条码符号的特殊结构,符号字元具有特殊的排列形式。
字码集
字码是介於数字字元和符号字元间的值,也是错误纠正计算的基础。Maxicode二维条码的字码集共有64个,范围为0~63,二进位表示为000000~111111。在每符号字元中,最高有效位是编号最低的模组。
符号尺寸
每个Maxicode二维条码符号共有884个六边形模组,分33层围绕着中央定位图形,每一层分别由30个或29个模组组成。符号四周应有空白区。每个 Maxicode二维条码包括空白区在内,尺寸固定为28.14mm×26.91mm,约1平方英寸。中央定位图形相当於90个模组的大小。
资料容量
884个六边形模组中,有18个模组用於定位,剩馀866个为资料模组,扣掉2个未使用的模组,用於表示资料编码和错误纠正的模组共有864个,包含 144个6位元的符号字元,其中至少须有50个以上的错误纠正字元,以及1个模式字元,因此资料容量最大为93个字元,若纯为数字字元,则可存放138 个。
错误纠正
Maxicode二维条码提供标准错误纠正(Standard Error Correction, SEC)与增强错误纠正(Extended Error Correction, EEC)两种错误纠正等级,这两种等级需要不同数量的字,提供不同水准的错误恢复能力,SEC的错误复原能力达16%,EEC则可达25%。这两种错误纠 正等级的基本特性如表所示。采用哪一种错误纠正等级是由模式字元所指定。
Maxicode的错误纠正等级
特性
错误纠正等级
标准
增强
字码总数
144
144
可能的资料字元数
93
77
模式字元数
1
1
错误字元数
50
66
可纠正的错误字元数
22
30
Maxicode的模式
如前所述,每个Maxicode有1个模式字元,用来定义符号的资料与错误结构,模式的编码是主要讯息的一部份。
原本於1992年推出的UPS code的规格只有两种模式:
模式0:主要讯息为一个结构化收件人讯息,次要讯息至多可编入84个大写英文字母,或数字、标点符号。
模式1:主要讯息加上次要讯息至多可编入93个大写英文字母,或数字、标点符号。
不过上述两种模式已废除,由新规定的模式2和模式3取代模式0,由模式4取代模式1。AIMUSA所规定的新模式及其内容为:
模式2:主要讯息为一个结构化收件人讯息加上一个数字型态的邮递编号,次要讯息至多可编入84个字元(character)。
模式3:主要讯息为一个结构化收件人讯息加上一个文数字型态的邮递编号,次要讯息至多可编入84个字元。
模式2及模式3适用於运输业者,此时符号表示收件人定义的目的地地址及服务类型。符号的前120位用增强错误纠正(EEC)表示收件人结构化资讯,而符号的其馀部份用标准错误纠正(SEC)表示其它资讯。收件人讯息的结构如表。
结构化收件人讯息的结构
位元编号
编码资料
结构
3~6
模式
二进制0~15
1~2, 7~30, 33~36
邮递编号
数字型邮递编号(最多9位)
31~32, 39~42
邮递编号长度
只对数字型邮递编号编码
1~2, 7~36, 39~42
邮递编号
文数字型邮递编号
37~38, 43~48, 53~54
国家代码
3位数字( ISO 3166 )
49~52, 55~60
服务类型
3位数字
61~120
EEC码字
模式4:主要讯息加上次要讯息至多可编入93个字元。
模式4是标准符号,其指示在主要讯息部分采用EEC,而在次要讯息部分采用SEC,这种模式下共有93个资料字码。
模式5:主要讯息加上次要讯息至多可编入77个字元。
模式5是全EEC模式,其指示在主要讯息及次要讯息部份全部采用EEC,符号有77个资料字码。
模式6:主要讯息加上次要讯息至多可编入93个字元。
模式6为扫瞄器编程模式,其指示符号表示的讯息是用於扫瞄器编程,主要讯息采用EEC,次要讯息采用SEC。
上述一个 “字元”是指6位元的符号字元。目前模式字元其实只用了编号3~6号等4个位元,放在符号的第一个符号字符中。将Maxicode的模式再做一总结。
Maxicode的模式
模式
说明
模组号
0
废除
0000
1
废除
0001
2
结构化收件人讯息
数字型邮递编码
0010
3
结构化收件人讯息
文数字型邮递编码
0011
4
标准符号,次要讯息SEC
0100
5
全EEC符号
0101
6
扫瞄器编程,次要讯息SEC
0110
Maxicode的解码步骤 抓取一个包含Maxicode标签的影像。
定位到公牛眼(同心圆定位图形)。
调整抓取到的Maxicode影像大小。
盖掉公牛眼(公牛眼部份转成空白)。
加强每一个六边形的边缘。
执行一个向前扫瞄的动作。
定位至扫瞄到的叁个亮点(虚拟六边形的左上角)。
执行一个反向的扫瞄动作。
计算出标签的方向後,决定使用该方向的方位丛。
使用反向的扫瞄影像,定位到每一个六边形的中央,再与原先的影像进行比对。
重建二进位顺序。
执行错误侦测与纠正,获得原始讯息。
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