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  pdf417二维条码/二维码  

pdf417是美国符号科技(symbol technologies, inc.)发明的二维 条码 ,发明人是台湾赴美学人王寅君博士,王博士於1984年毕业於国立交通大学资讯系,获得纽约州立大学石溪分校(university of new york at stony brook)电脑硕士和博士学位後,在1988年进入符号科技进行二维 条码 的研发工作,於1992年底推出pdf417,并於1989年至1992年间领导世界第一部二维 条码 雷射读码系统的开发。1993年3月作者正式将pdf417引进台湾,交由祥记资讯推广及研发相关套装软体(黄庆祥,1995)。

目前pdf417、maxicode、datamatrix同被美国国家标准协会 (american national standards institute, ansi) mh10 sbc-8委员会选为二维 条码 国际标准制定范围,其中pdf417主要是预备应用於运输包裹与商品资料标签(burnell, 1995)。pdf417不仅具有错误侦测能力,且可从受损的 条码 中读回完整的资料(moore, 1994),亦即「错误复原能力」,其错误复原率最高可达50%,如图8.1所列各种情形,皆可将资料复原。

图8.1 pdf417的错误复原能力
pdf417 二维条码 的结构

由於 pdf417 二维条码 的容量较大,除了可将人的姓名、单位、地址、电话等基本资料进行编码外,还可将人体的特徵如指纹、视网膜扫瞄、及照片等个人纪录储存在 条码 中,这样不但可以实现证件资料的自动输入,而且可以防止证件的伪造,减少犯罪。 pdf417 已在美国、加拿大、纽西兰的交通部门的执照年审、车辆违规登记、罚款及定期检验上开始应用。美国并同时将 pdf417 应用在身分证、驾照、军人证上。此外墨西哥也将 pdf417 应用在报关单据与证件上,从而防止了仿造及犯罪。

pdf417是一个公开码,任何人皆可用其演算法而不必付费,因此是一个开放的 条码 系统。pdf417的pdf为可携性资料档(portable data file)的缩写,取其 条码 类似一个资料档,可储存较多资料,且可随身携带或随产品走而得名(paclidis, 1992)。正如其名,每一个pdf码的储存量可高达1,108个文数字(bytes),若将数字压缩则可存放至2,729bytes。

每一个pdf417码是由3~90横列堆叠而成,而为了扫瞄方便,其四周皆有静空区,静空区分为水平静空区与垂直静空区,至少应为0.020寸,如图8.2所示。

图8.2 pdf417码的结构

其中每一层都包括下列五个部份:

  1. 起始码 。

  2. 左标区 :在起始码後面,为一指示符号字元。

  3. 资料区 :可容纳1~30个资料字元。

  4. 右标区 : 在资料区的後面,为一指示符号字元。

  5. 结束码 :在横列之最右边。

除了起始码和结束码外,左标区、资料区和右标区的组成字元皆可称为字码 (codeword),每一个字码由17个模组(modules)所构成,每一个字码又可分成4线条(或黑线)及4空白(或白线),每个线条至多不能超过6个模组宽。每个417码因资料大小不同,其行数及每行的资料模组数与字码数都可以从1至30不等。字码的组成如图8.3所示。


图8.3 pdf417字码的组成
pdf417 二维条码 的尺寸

也因为符号的组合较有弹性,每一个pdf417 二维条码 可因应不同的实体设备印成不同的长宽比例与密度,以适应印刷条件及扫瞄条件的要求。其中每个模组宽x是pdf417码中最重要的尺寸之一,x值的最小限制为0.0075英寸(约0.191mm),在同一个 条码 符号中,x的值是固定不变的。

pdf417的最小高度与长度可由下列算式算出: 

w= (17c+69)x+ 2q

h = r ×y+ 2q

其中:

w= 条码 宽度,h= 条码 高度,x= 条码 模组宽,y=层数

c=每层符号字元的总数(含左右标区),r=层高,q=静空区大小

pdf417 二维条码 的错误纠正能力

pdf417 二维条码 的一个重要特性是其自动纠正错误的能力较高,不过pdf417的错误纠正能力与每个 条码 可存放的资料量有关,pdf417码将错误复原分为9个等级,其值从0到8,级数愈高,错误纠正能力愈强,但可存放资料量就愈少,一般建议编入至少10%的检查字码。资料存放量与错误纠正等级的关系如表8.1所示。表8.2则建议不同的字数所适用的错误纠正等级。

表8.1 可存放资料量与错误纠正等级对照表

错误纠正等级

纠正码数

可存资料量 ( 位元 )

自动设定

64

1024

0

2

1108

1

4

1106

2

8

1101

3

16

1092

4

32

1072

5

64

1024

6

128

957

7

256

804

8

512

496

表8.2 pdf417的建议错误纠正等级

资料字码数

错误纠正等级

1~40

2

40~160

3

161~320

4

321~863

5

如前所述,错误纠正等级涉及拒读错误(e错误)与替代错误(t错误)两种错误类型。无论使用哪一种 条码 机都有一定的精密度极限,造成线条和空白的宽度与理想宽度间必有偏差存在, 条码 扫瞄设备能够读出解码演算法所允许范围内的不精确 条码 符号,目前标准中规定x的值最小为0.0075英寸(约0.191mm),此一限制同时反映出目前标准设备的技术现状。综合本节所讨论,pdf417的特性如表8.3所示。

表8.3 pdf417的特性

项目

特性

可编码字元集 8 位二进制资料,多达 811800 种不同的字元集或解释
类型 连续型,多层
字元自我检查
尺寸 可变

高: 3~90 层

宽: 1~30 栏

读码方式 双向可读
错误纠正字码数 2~512 个
最大资料容量 安全等级为 0 , 每个符号可表示 1108 个位元

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