Структура данных на datamatrix коде. Генерируем QR и DataMatrix штрих-коды на Web-страницах средствами JavaScript

Последнее обновление: 12/06/2011

Штрихкод совершенствовался многократно. Основной задачей модификаций является увеличение объёма шифруемой информации с уменьшением площади самого кода. Если полосковый штрихкод использует одномерную систему кодирования, то двухмерный расшифровывается в по горизонтали и по вертикали. Перед обычным штрихкодом, у двухмерного есть пара весомых преимуществ: существенно больший объём хранимой информации и возможность восстановления до 30% повреждённых данных.

Наибольшее распространение в настоящее время получили стандарты DataMatrix, изобретённый в 1989 году, и QR-код («QuickResponse», т.е. «Быстрый отклик»),разработанный в 1994 году Японской компанией Denso Wave Inc. Ключевое отличие QR над Data Matrix - умение работать с кана символами японского языка.
Двухмерный код может быть нанесен различными способами - струйной печатью, гравировкой, лазером, электролитическими способами и т.д. В зависимости от метода нанесения, код может оставаться на элементе на протяжении всего его цикла использования.

QR-код

QR код - это разновидность матричного кода (2D-barcode), созданная Японской корпорацией Denso-Wave в 1994 году. "QR" - это сокращение от"Quick Response", "Быстрый отклик", этим названием создатели хотели показать, что QR-код позволяет быстро доносить свое содержание до пользователя. QR коды очень распространены в Японии, там они являются самым популярным видом 2D-кодов.
Уже в начале 2000 года QR-коды получили широкое распространение в Японии и других азиатских странах. Вы можете найти их на визитках,журналах, газетах, листовках, плакатах, досках объявлений, продуктах питания, сайтах и т. д. В Европе и Америке тоже стараются не отставать.

Несмотря на то, что QR коды изначально использовались для учета деталей в машиностроении, сейчас они используются более широко, как для коммерческих систем учета, так и для быстрой доставки информации пользователям мобильных телефонов. QR коды могут хранить контактную информацию, текст, телефонные номера, адреса e-mail и гипертекстовые ссылки. Пользователи с телефоном, оснащенным камерой и с соответствующим программным обеспечением могут сосканировать QR-код,при этом откроется закодированная в QR гиперссылка, или закодированный контакт добавится в адресную книгу. Удобство использования QR-кода очевидно - вместо запоминания длинной ссылки или адреса e-mail достаточно навести камеру телефона на QR-код, и ссылка будет добавлена в избранное.

Емкость QR-кода

На первый взгляд может показаться, что QR-код не способен хранить много информации, и подходит лишь для кодирования коротких строк, например, URL или e-mail. На самом деле емкость QR-кода не так уж мала:

Как вы можете увидеть, в QR-коде может быть закодировано более 2 Кб текста, что сильно расширяет спектр его применений, особенно учитывая удобство и скорость доставки информации конечному пользователю.

Коррекция ошибок в QR кодах

QR коды используют алгоритм Рида-Соломона(Reed-Solomon) для коррекции ошибок. Это позволяет без проблем считывать коды, которые каким-то образом повреждены - затерты, перечеркнуты, и т.п. QR коды имеют 4 уровня коррекции ошибок, которые отличаются количеством информации для восстановления и соответственно количеством полезной информации,которую можно восстановить при повреждении кода. Уровни коррекции и соответствующие проценты информации, которые возможно восстановить,следующие:

DataMatrix код

Штрихкод DataMatrix, в свою очередь, на 30-60% меньше по площади, чемQR, содержащий идентичные данные.

DataMatrix - типичный представитель семейства 2D-баркодов, позволяющий закодировать до 3Кб информации. DataMatrix, как и все другие подобные баркоды, содержит информацию для восстановления, которая позволяет восстановить закодированную информацию при частичном повреждении кода.

Каждый код DataMatrix содержит две сплошные пересекающиеся линии в виде буквы L, для ориентации считывающего устройства, две другие границы кода состоят из перемежающихся черных и белых точек и служат для указания размеров кода считывающему устройству.

Особенности DataMatrix кода:

• Стандартизация (принят международный стандарт ISO/IES16022, готовится российский стандарт)
• Большая информационная емкость (более 2000 букв или 3000цифр)
• Высокая скорость распознавания и декодирования
• Низкие требования к качеству поверхности, на которуюнаносится метка
• Распознавание не зависит от фона изображения
• У символа допускается две формы - квадрат и прямоугольник,это облегчает вписывание метки в имеющееся на изделии пространство

Наиболее распространенное применение DataMatrix - это маркировка небольших объектов, например микросхем, поскольку DataMatrix позволяет закодировать 50 символов в изображении размером 2-3 мм2, который может быть считан без проблем. В общем-то размер кода ограничен только технологически, как и в случае любого другого 2D кода, но поскольку DataMatrix - это открытый стандартизованный код, многие компании его используют для своих целей. Этим можно объяснить его широкое распространение.

Коды DataMatrix состоят из модулей, состыкованных друг с другом. Всегос использованием DataMatrix можно закодировать до 3116 символов ASCII.Коды должны содержать четное количество модулей по вертикали и горизонтали. Большинство DataMatrix-ов квадратные, но в целом можно использовать и прямоугольные коды. Все коды используют коррекцию ошибок стандарта ECC200, который, в свою очередь, использует алгоритм Рида-Соломона(Reed-Solomon) для кодирования/декодирования данных. Это позволяет восстановить в случае повреждения кода до 30% полезной информации. DataMatrix коды постепенно становятся привычным явлением на конвертах и посылках. Код может быть быстро прочитан сканером, что позволяет отслеживать корреспонденцию довольно эффективно

В промышленности DataMatrix применяют для маркировки различных элементов.

Microsoft Tag

Microsoft Tag представляет собой двухмерный цветной штрихкод (High Capacity Color Barcode). В отличии от QR и DataMatrix-кодов, этот тип гораздо лучше распознается. Даже расфокусированный код (часто камеры мобильных телефонов без автофокуса) можно прочесть.

Microsoft Tag хранит собственный номер длиной 13 байт + 1 контрольный бит. Программа распознавания отправляет этот номер на сервер, которые выдает хранимую в этом коде информацию.

Плюсы Microsoft Tag, по сравнению с QR и DataMatrix-кодами

• Хранят больше информации на том же физическом размере
• Информацию содержат только небольшие кружочки в центрах треугольников и концы синхронизационных линий. Поэтому возможны Microsoft Tag и с рисунками.
• Можно проследить сколько пользователей "прочли" код (благодаря статистике Live)

Минусы Microsoft Tag, по сравнению с QR и DataMatrix-кодами

• Требуется подключение к интернету (т.к вся информация, зашифрованная в коде, находится на серверах Microsoft Tag)
• Необходимо цветное печатающее устройство (хотя возможно создать и черно-белый код)

Создание своего кода доступно (необходима учетная запись Windows Live).

Скачать программу-распознаватель для мобильных устройств можно

Создание своего кода

Создать QR-код с любой текстовой информацией можно несколькими способами:

1) Через онлайн-сервисы

Наиболее простой и удобный способ. Просто заходите на специальный сайт, выбираете тип кода (QR или DataMatrix), выбираете,что будет содержать код (просто текст, адрес интернета, адрес e-mail, визитную карточку, размер кода).

Чтение кода

Расшифровать двухмерный код можно:

1) Через мобильный телефон

Для платформы Symbian 9.x (.sis приложения):

NokiaBarCode Reader (Nokia N79, N82, N93, N93i, N95, E66, E71,E90, 6220 Classic, Nokia N78, 6210 Navigator, N96 и другие)

Код стандарта Data Matrix представляет собой двухмерный матричный код, с помощью которого можно кодировать очень большие объемы данных в компактном пространстве. Его используют в различных целях, в том числе в аэрокосмической промышленности, для маркировки компонентов, в оборонной промышленности, для почтовых отправлений и печатных СМИ.

Спецификации: В коде стандарта Data Matrix можно кодировать до 2335 буквенно-цифровых символов либо — до 3116 числовых. Код состоит из нескольких блоков черных и белых клеток, которые представлены в форме либо квадратного, либо прямоугольного образа. Кроме того, каждый код стандарта Data Matrix имеет как код поиска по периметру, так и образ синхронизации. В коде также можно кодировать символы больших и малых размеров. По краям каждого кода стандарта Data Matrix находится белое поле.

Преимущества: Код стандарта Data Matrix можно считывать даже при его частичном повреждении до 40 % благодаря встроенной системе коррекции ошибок. Также возможно кодировать буквы, числовые данные и другие символы ASCII.

Недостатки: Даже при наличии возможности кодировать множество символов, гораздо больше, чем в большинстве одномерных штрихкодах, код стандарта Data Matrix по-прежнему имеет общее ограничение по количеству символов, и поэтому непрактичен для передачи длинных сообщений.

Похожие штрихкоды:
QR-код — также состоит из блоков черных и белых клеток наряду с образами поиска.

Data matrix - can refer to: Matrix (mathematics) A rectangular array of elements Data matrix (computer) An encoded barcode. Data set A collection of data in tabular form. Data matrix (multivariate statistics) A mathematical matrix of data whose rows represent… … Wikipedia

Data Matrix - An example of a Data Matrix code, encoding the text: Wikipedia, the free encyclopedia Reading Data … Wikipedia

Data Matrix

Data Matrix - 3.8 Data Matrix: Двумерная матричная символика с коррекцией ошибок, кодирующая различные наборы знаков, включая набор цифровых и алфавитно цифровых знаков данных, все знаки по ИСО/МЭК 646 (ASCII)1), а также специальные наборы знаков. 1) Ссылка… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

data matrix - /deɪtə ˈmeɪtrɪks/ (say daytuh maytriks) noun (plural data matrixes or data matrices /deɪtə ˈmeɪtrəsiz/ (say daytuh maytruhseez)) a rectangular array of data, whether numbers, images, etc., to be used in computation … Australian English dictionary

- … Википедия

Data matrix (computer) - A Data Matrix code is a two dimensional matrix barcode consisting of black and white square modules arranged in either a square or rectangular pattern. The information to be encoded can be text or raw data. Usual data size is from a few bytes up… … Wikipedia

Data Matrix Code - DataMatrix Code als Teil von Stampit Mit dem zweidimensionalen Data Matrix Code (2D Code) kann im Vergleich zu eindimensionalen Barcodes (1D Code) die Informationsdichte pro Fläche deutlich erhöht werden. Entwickelt wurde der Data Matrix Code in… … Deutsch Wikipedia

Data matrix (multivariate statistics) - In multivariate statistics, a data matrix is a mathematical matrix of data whose rows represent different repetition of an experiment, and whose columns represent different types of datum (say, the results from a particular probe). For example,… … Wikipedia

Matrix code - The Matrix code can refer to: A two dimensional barcode (as opposed to linear and stacked symbologies), such as e.g. Data Matrix. The logo of The Matrix franchise. See Matrix digital rain. This disambiguation page lists articles associated with… … Wikipedia

Книги

• Matrix Algebra Useful for Statistics , Andre Khuri I. , A thoroughly updated guide to matrix algebra and it uses in statistical analysis and features SAS®, MATLAB®, and R throughout This Second Edition addresses matrix algebra that is useful in… Категория: Математика Издатель: John Wiley & Sons Limited , электронная книга
• Statistical Data Analytics. Foundations for Data Mining, Informatics, and Knowledge Discovery , Walter Piegorsch W. , A comprehensive introduction to statistical methods for data mining and knowledge discovery. Applications of data mining and ‘big data’ increasingly take center stage in our modern,… Категория: Математика Издатель: John Wiley & Sons Limited , электронная книга (fb2, fb3, epub, mobi, pdf, html, pdb, lit, doc, rtf, txt)

Data Matrix является двумерным матричным штрих кодом, состоящим из светлых и темных участков. С помощью такого штрих кода можно закодировать достаточно большой объем информации (2-3Кб). Часто Data Matrix применяется при маркировке небольших предметов, например микросхем, а также в пищевой, оборонной промышленности, рекламе и других сферах.

Существует множество сайтов для создания таких кодов, но мне всегда было интересно, каким же образом текст превращается в набор черных и белых квадратиков? Должен же быть какой-то алгоритм?

При создании Data Matrix нам понадобится обратиться к арифметике полей Галуа и кодам Рида-Соломона. Рассмотрим этот процесс на простом примере.

Прежде всего, посмотрим на структуру матрицы:

Состоит наша матрица из двух частей: шаблона поиска и закодированных данных. Разумеется, размер матрицы прямо пропорционален размеру входных данных. Вокруг нашего кода обязательно должна быть свободная зона, отделяющая код от остального изображения.

Возьмем какое-нибудь короткое слово, например, “Habr” (без кавычек) и создадим для него Data Matrix. Процесс состоит из двух этапов: на этапе высокоуровневого кодирования нужно получить последовательность кодов данных и кодов коррекции ошибок, а на этапе низкоуровневого кодирования – изобразить в матрице двоичное представление этих кодов.

Высокоуровневое кодирование

Для расчетов нам понадобится таблица степеней двойки для каждого элемента поля. Создается эта таблица довольно просто: если показатель степени , то возведение в степень выполняется как обычно. В противном случае , после чего производится побитовое сложение по модулю 2 с десятичным представлением взятого неприводимого многочлена, если . Например, , и т. д.

Необходимо получить кодовое слово

Где – информационный многочлен, – порождающий многочлен, – общая длина кода вместе с корректировочными, – количество информационных кодов (вместе с кодами отступа, о них – далее), – операция взятия остатка от деления.

Создадим для начала информационный многочлен. Для этого нам понадобится знать, какого размера должна быть матрица, чтобы можно было разместить все информационные коды:


Из таблицы видно, что для кодирования строки из 4х элементов нужно взять матрицу размером 12x12 («полезная» область – 10x10), в которую помещаются 5 кодов данных и 7 кодов коррекции.

Для символов таблицы ASCII код получается следующим образом: C=ASCII value+1. Например, для символа ‘H’ C=72+1=73.

Подряд идущие цифры объединяются в пары, и для них C=N+130, где N – число, полученное в результате группировки. Например, если рядом стоят цифры 2 и 5, то C=25+130=155.

Поскольку элементов у нас меньше, чем должно быть (вместо пяти только четыре), необходимо добавить специальные коды отступа. Первым таким кодом всегда является 129. Последующие коды отступа, до первого кода коррекции ошибок, вычисляются так:

Где
– псевдослучайное число, – номер элемента.

Для слова “Habr” получаем следующую последовательность кодов: 73, 98, 99, 115, 129.

Теперь мы можем записать информационный многочлен:

И домножить его на ( – число кодов коррекции):

Перейдем к созданию порождающего многочлена. Вычисляется он по следующей формуле:

Начинаем перемножать скобки:

Сложение в нашем поле определено как побитовое сложение по модулю 2. Сначала выполняется возведение в степень с помощью таблицы, затем их сложение и нахождение «логарифма» полученного числа для возврата к степеням двойки. В случае если после сложения степеней получается число, большее 254, берем его остаток от деления на .

После перемножения всех скобок и возведения в степень получим:

Последняя операция, завершающая высокоуровневое кодирование, и, пожалуй, самая сложная – нахождение остатка от деления на :

Выполняется деление многочленов в столбик, но с учетом того, что вычитание, определенное точно так же, как и сложение, и умножение выполняются в поле Галуа.

Теперь мы можем записать кодовое слово полностью:

Низкоуровневое кодирование

Приготовим сетку 10х10 (именно такого размера должна быть матрица в данном случае), на которой нарисуем контуры первых пяти элементов, как на рисунке справа. Вне зависимости от того, какого размера матрица, эти элементы всегда располагаются именно так, и никак иначе.

Остальные элементы размещаются аналогичным образом, но прежде чем нарисовать их, необходимо отметить несколько особых случаев, связанных с углами матрицы.

Если , где a – сторона квадрата, то перед нами самый простой случай, когда после размещения всех элементов непоместившиеся участки просто переносятся на противоположную сторону.

Если , то в правом нижнем углу остается «лишний» квадратик размером 2х2, который заполняется так:

Если или , то следует обратить внимание на левый нижний и правый верхний угол, особенно на нумерацию битов.

A Data Matrix двумерный матричный штрих-код, содержащий черные и белые ячейки, упорядоченные в квадратный или прямоугольный массив. Может быть закодирован как текст, так и произвольные данные.
Объём закодированных данных зависит от размеров используемого символа. Символ содержит коды коррекции ошибок: даже если символ частично поврежден, он может быть прочитан. Символ Data Matrix symbol может хранить до 2335 алфавитно-цифровых знаков.

Примечание : В этой символике не отображается человекочитаемый текст.

Data Matrix symbols can encode text in several different ways. Use the Encoding combo box to define the most appropriate encoding algorithm for the text you want to encode:

• (Mixed): значение по умолчанию. Кодирование данных, используя комбинацию всех нижеприведенных режимов, в зависимости от типа найденных данных. Обычно этот режим дает наилучший результат.
• Ascii: задает кодировку всех 256 знаков стандартной таблицы ASCII. Наилучший результат для цифровых знаков и знаков с кодами ASCII от 0 до 127.
• C40: задает кодировку цифр, букв и нескольких специальных символов. Наилучший результат для цифр и алфавитно-цифровых кодов, содержащих только заглавные буквы.
• Text: задает кодировку цифр, букв и нескольких специальных символов. Наилучший результат для цифр и алфавитно-цифровых кодов, содержащих только строчные буквы.
• X12: задает кодировку знаков из набора ANSI X12.
• Edifact: задает кодировку символов с кодами ASCII в диапазоне от 32 до 94. Кодировка считается устаревшей, добавлена для совместимости.
• Base 256: специальная кодировка для произвольных данных в диапазоне от 0 до 255. Алгоритм кодирования позволяет закодировать любые значения от 0x00 до 0xFF (десятичные 0 ~ 255). Чтобы использовать эту кодировку, необходимо ввести строку, содержащую двухразрядные шестнадцатеричные значения, разделенные пробелом, например: 32 FA 56 E8 12 … и т.д.

Код Datamatrix

Кодировка Data Matrix: https://www.сайт/free-label-software/

Выпадающий список Symbol size позволяет задать минимальные размер символа.Архитектура Data Matrix организует данные последовательностью квадратиков в квадратной или прямоугольной матрице. Количество требуемых квадратиков зависит от объема кодируемых данных.
Обычно символ data matrix генерируется с возможно меньшим количеством ячеек, необходимых для представления закодированных данных, но в некоторых случаях может потребоваться увеличить количество отображаемых ячеек, например, чтобы все напечатанные символы имели одинаковый размер, независимо от объема закодированных данных. В этом случае вы можете задать минимальный размер символа генерируемого штрих-кода.

Кодирование Data Matrix:12345

Главная » Корпоративное » Структура данных на datamatrix коде. Генерируем QR и DataMatrix штрих-коды на Web-страницах средствами JavaScript