第2章几种一维条码及编码理论精.ppt

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1、第第2章几种一维条码章几种一维条码及编码理论及编码理论1第1页，本讲稿共32页本章概要本章概要 本章主要介绍常用的一维条码技术基本知识，本章主要介绍常用的一维条码技术基本知识，包括条码的符号结构、字符集、编码规则和应包括条码的符号结构、字符集、编码规则和应用领域等。用领域等。本章还介绍了条码编码理论，包括条码编码方本章还介绍了条码编码理论，包括条码编码方法、容量计算、校验和纠错方法。法、容量计算、校验和纠错方法。2第2页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.1二五条码二五条码二二五五条条码码是是一一种种只只有有“条条”表表示示信信息息的的非非连连续续型型条条码码。

2、每每一一个个条条码码字字符符由由规规则则排排列列的的5个个“条条”组组成成，其其中中有有两两个个“条条”为为宽宽单单元元，其其余余的的“条条”和和“空空”以及字符间隔都是窄单元以及字符间隔都是窄单元。二五条码的字符集为数字字符二五条码的字符集为数字字符09。3第3页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.1二五条码二五条码二二五五条条码码由由左左侧侧空空白白区区、起起始始符符、数数据据符符、终终止止符符及及右右侧侧空空白白区区构构成成。空空不不表表示示信信息息，宽宽单单元元用用二二进进制制的的“1”表表示示，窄窄单单元元用用二二进进制制的的“0”表表示示，起起始始符

3、符用用二二进进制制“110”表表示示（二二个个宽宽单单元元和和一一个个窄窄单单元元），终终止止符符用用二二进进制制“101”表表示示（中间是窄单元，两边是宽单元）。（中间是窄单元，两边是宽单元）。4第4页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.1二五条码二五条码5第5页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.2交插二五条码交插二五条码交交插插二二五五条条码码是是一一种种条条、空空均均表表示示信信息息的的连连续续型型、非非定定长长、具具有有自自校校验验功功能能的的双双向向条条码码。它它的的 字字 符符 集集 为为 数数 字字 字字 符符 0

4、 9。下下 图图 是是 表表 示示“3185”的交插二五条码的结构。的交插二五条码的结构。6第6页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.2交插二五条码交插二五条码交交插插二二五五码码由由左左侧侧空空白白区区、起起始始符符、数数据据符符、终终止止符符及及右右侧侧空空白白区区构构成成。它它的的每每一一个个条条码码数数据据符符由由5 5个个单单元元组组成成，其其中中两两个个是是宽宽单单元元（表表示示二二进进制制的的“1 1”）,三三个个窄窄单单元元(表表示示二二进进制制的的“0 0”)。条条码码符符号号从从左左到到右右，表表示示奇奇数数位位数数字字符符的的条条码码数数据

5、据符符由由条条组组成成，表表示示偶偶数数位位数数字字符符的的条条码码数数据据符符由由空空组组成成。组组成成条条码符号的条码字符个数为偶数。如下图所示。码符号的条码字符个数为偶数。如下图所示。7第7页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.2交插二五条码交插二五条码起起始始符符包包括括两两个个窄窄条条和和两两个个窄窄空空，终终止止符符包包括括两两个个条条（一一个个宽宽条条、一一个个窄窄条条）和和一一个个窄窄空空，如图所示。如图所示。8第8页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码 2.1.3三九条码三九条码三三九九条条码码是是一一种种条条、空空均均

6、表表示示信信息息的的非非连连续续型型、非定长、具有自校验功能的双向条码非定长、具有自校验功能的双向条码。三三九九条条码码的的每每一一个个条条码码字字符符由由9个个单单元元组组成成（5个个条条单单元元和和4个个空空单单元元），其其中中3个个单单元元是是宽宽单单元元（用用二二进进制制的的“1”表表示示），其其余余是是窄窄单单元元（用用二二进进制制的的“0”表表示示），故故称称之之为为“39条条码码”。9第9页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码 2.1.3三九条码三九条码39条条码码符符号号包包括括：左左右右两两侧侧空空白白区区，起起始始符符、条条码码数数据据符符（包包括括

7、符符号号校校验验字字符符）、终终止止符符、如如图图2.5所所示示，条条码码字字符符间间隔隔是是一一个个空空，它它将将条条码字符分隔开。码字符分隔开。10第10页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.3三九条码三九条码三九条码校验码的计算方法三九条码校验码的计算方法通过查表，得到每一个数据字符相应的字符值。通过查表，得到每一个数据字符相应的字符值。计算出所有数据字符值的总和。计算出所有数据字符值的总和。将数值的总和除以将数值的总和除以43。将所得的余数在表将所得的余数在表2.3中查对应的字符就是符号中查对应的字符就是符号校验字符。译码器可以输出校验字符。译码器可以输

8、出43模数的符号校验模数的符号校验字符。字符。11第11页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.3三九条码三九条码例例如如请请计计算算39码码*S123$5*数数据据的的校校验验码码，其其计计算过程见表算过程见表。12第12页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.4库德巴条码库德巴条码库库德德巴巴条条码码是是一一种种条条、空空均均表表示示信信息息的的非非连连续续型型、非非定定长长、具具有有自自校校验验功功能能的的双双向向条条码码。它它由条码字符及对应的供人识别字符组成。由条码字符及对应的供人识别字符组成。13第13页，本讲稿共32页2

9、.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.4库德巴码库德巴码 库库德德巴巴条条码码由由左左侧侧空空白白区区、起起始始符符、数数据据符符、终终止止符符及及右右侧侧空空白白区区构构成成。它它的的每每一一个个字字符符由由7个个单单元元组组成成（4个个条条单单元元和和3个个空空单单元元），其其中中两两个个或或3个个是是宽宽单单元元（用用二二进进制制“1”表表示示），其余是窄单元（用二进制其余是窄单元（用二进制“0”表示）。表示）。14第14页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.4库德巴码库德巴码 库库德德巴巴条条码码的的字字符符、条条码码字字符符及及二二进进制制

10、表表示示见见表。表。15第15页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.52.1.5UPCUPC条码条码UPC码码在在技技术术上上与与EAN码码完完全全一一致致，它它的的编编码码方方法法也也是是模模块块组组合合法法，也也是是特特性性是是一一种种长长度度固固定定、连连续续性性的的条条码码，每每个个字字符符由由两两个个条条、两两个个空、七个单元表示。空、七个单元表示。UPC码码仅仅可可用用来来表表示示数数字字，故故其其字字码码集集为为数数字字09。UPC码码共共有有A、B、C、D、E等等五五种种版版本本，常常用用的的商商品品条条码码版版本本为为UPC-A码码和和UPC-

11、E码。码。16第16页，本讲稿共32页2.1 几种常用的一维条码几种常用的一维条码2.1.52.1.5UPCUPC条码条码17第17页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.12.2.1代码的编码方法代码的编码方法代代码码的的编编码码系系统统是是条条码码的的基基础础，不不同同的的编编码码系系统统规规定定了了不不同同用用途途的的代代码码的的数数据据格格式式、含含义义及及编码原则。编码原则。编编制制代代码码须须遵遵循循有有关关标标准准或或规规范范，根根据据应应用用系系统统的的特特点点与与需需求求选选择择适适合合的的代代码码及及数数据据格格式式，并且遵守相应的

12、编码原则。并且遵守相应的编码原则。18第18页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.22.2.2条码符号的编码方法条码符号的编码方法条条码码的的编编码码方方法法是是指指条条码码中中条条空空的的编编码码规规则则以以及二进制的逻辑表示的设置。及二进制的逻辑表示的设置。条条码码的的编编码码方方法法就就是是要要通通过过设设计计条条码码中中条条与与空空的的排排列列组组合合来来表表示示不不同同的的二二进进制制数数据据。一一般般来来说说，条条码码的的编编码码方方法法有有两两种种：模模块块组组合合法法和和宽宽度调节法。度调节法。19第19页，本讲稿共32页2.22.2

13、一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.22.2.2条码符号的编码方法条码符号的编码方法1.1.模块组合法模块组合法 模模块块组组合合法法是是指指条条码码符符号号中中，条条与与空空是是由由标标准准宽宽度度的的模模块块组组合合而而成成。一一个个标标准准宽宽度度的的条条表表示示二二进进制制的的“1”，而而一一个个标标准准宽宽度度的的空空模模块块表表示二进制的示二进制的“0”。EAN条条码码、UPC条条码码和和93码码均均属属模模块块组组配配型型条条码。码。20第20页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.22.2.2条码符号的编码方法条码符号的

14、编码方法1.模块组合法模块组合法 模块组合法条码字符的构成如图所示。模块组合法条码字符的构成如图所示。21第21页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.22.2.2条码符号的编码方法条码符号的编码方法2.2.宽度调节编码法宽度调节编码法 宽宽度度调调节节法法是是指指条条码码中中，条条与与空空的的宽宽窄窄设设置置不不同同，是是以以窄窄单单元元(条条或或空空)表表示示逻逻辑辑值值“0”，宽宽单单元元(条条或或空空)表表示示逻逻辑辑值值“l”。宽宽单单元元通通常常是是窄窄单单元元的的23倍倍。39条条码码、库库德德巴巴条条码码及及交交插插25条码均属宽度调节

15、型条码。条码均属宽度调节型条码。22第22页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.32.2.3编码容量的计算编码容量的计算1.代码的编码容量代码的编码容量 代代码码的的编编码码容容量量即即每每种种代代码码结结构构可可能能编编制制的的代代码数量的最大值码数量的最大值。例例如如，EAN/UCC-13代代码码的的结结构构一一，有有5位位数数字字可可用用于于编编制制商商品品项项目目代代码码，在在每每一一位位数数字字的的代代码码均均无无含含义义的的情情况况下下，其其编编码码容容量量为为100000，所所以以厂厂商商如如果果选选择择这这种种代代码码结结构构，最最多

16、多能能标标识识100000种商品。种商品。23第23页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.32.2.3编码容量的计算编码容量的计算2.2.条码字符的编码容量条码字符的编码容量 条条码码字字符符的的编编码码容容量量即即条条码码字字符符集集中中所所能能表表示示的的字字符符数数的最大值。的最大值。对于用宽度调节法编码的，仅有两种宽度单元的条码符对于用宽度调节法编码的，仅有两种宽度单元的条码符号，即编码容量为：号，即编码容量为：C(n，k)，这里，这里，C(n，k)=n!/(n-k)!k!=n(n-1)(n-k+1)k!。其中，。其中，n是每一条码字符中所包

17、含是每一条码字符中所包含的单元总数，的单元总数，k是宽单元或窄单元的数量。是宽单元或窄单元的数量。例如，例如，39条码，它的每个条码字符由条码，它的每个条码字符由9个单元组成，其中个单元组成，其中3个是个是宽单元，其余是窄单元，那么，其编码容量为宽单元，其余是窄单元，那么，其编码容量为 C(9，3)=987(321)=84。24第24页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.32.2.3编码容量的计算编码容量的计算2.2.条码字符的编码容量条码字符的编码容量 对于用模块组配的条码符号，若每个条码字符包含的模对于用模块组配的条码符号，若每个条码字符包含的模

18、块是恒定的，其编码容量为块是恒定的，其编码容量为C(n-1，2k-1)，其中，其中n为每一条为每一条码字符中包含模块的总数，码字符中包含模块的总数，k是每一条码字符中条或空的数量，是每一条码字符中条或空的数量，k应满足应满足1kn2。例如例如93条码，它的每个条码字符中包含条码，它的每个条码字符中包含9个模块，每个条码个模块，每个条码字符中的条的数量为字符中的条的数量为3个，其编码容量为：个，其编码容量为：C(9-1，23-1)=87654(54321)=56一般情况下，条码字符集中所表示的字符数量小于条码字一般情况下，条码字符集中所表示的字符数量小于条码字符的编码容量。符的编码容量。25第2

19、5页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.42.2.4条码的校验与纠错方式条码的校验与纠错方式一维码一般具有校验功能，即通过字符的校验一维码一般具有校验功能，即通过字符的校验来防止错误识读。而二维条码则具有纠错功能，来防止错误识读。而二维条码则具有纠错功能，这种功能使得二维条码在有局部破损的情况下这种功能使得二维条码在有局部破损的情况下仍可被正确地识读出来。仍可被正确地识读出来。26第26页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.42.2.4条码的校验与纠错方式条码的校验与纠错方式1.一维条码的校验方法一维条码的

20、校验方法维码在纠错上主要采用校验码的方法。即从代维码在纠错上主要采用校验码的方法。即从代码位置序号第二位开始，所有的偶（奇）数的码位置序号第二位开始，所有的偶（奇）数的数字代码求和的方法来校验条码的正确性。校数字代码求和的方法来校验条码的正确性。校验的目的是保证条空比的正确性。验的目的是保证条空比的正确性。27第27页，本讲稿共32页2.22.2一维条码条码的编码理论一维条码条码的编码理论2.2.42.2.4条码的校验与纠错方式条码的校验与纠错方式2.二维条码的校验方法二维条码的校验方法纠错是为了当二维条码存在一定局部破损情况纠错是为了当二维条码存在一定局部破损情况下，还能采用替代运算还原出正

21、确的码词信息，下，还能采用替代运算还原出正确的码词信息，从而保证条码的正确识读。二维码在保障识读从而保证条码的正确识读。二维码在保障识读正确方面采用了更为复杂、技术含量更高的方正确方面采用了更为复杂、技术含量更高的方法。例如法。例如PDF417条码，在纠错方法上采用索条码，在纠错方法上采用索罗门算法。罗门算法。28第28页，本讲稿共32页条码的编码方法条码的编码方法 编码容量编码容量关关 键键 概概 念念 29第29页，本讲稿共32页二五条码是一种只有条表示信息的非连续型条码，它是二五条码是一种只有条表示信息的非连续型条码，它是最简单的条码，主要用于用于包装、运输和国际航空系最简单的条码，主要

22、用于用于包装、运输和国际航空系统为机票进行顺序编号等。交插二五条码是一种条、空统为机票进行顺序编号等。交插二五条码是一种条、空均表示信息的连续型、非定长、具有自校验功能的双向均表示信息的连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。交插二五条码起初广泛应用于运输、仓储、工业条码。交插二五条码起初广泛应用于运输、仓储、工业生产线、图书情报等领域的自动识别管理。三九条码是生产线、图书情报等领域的自动识别管理。三九条码是一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有自校一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。三九条码（验功能的双向条码。三九条码（code 39）主要应用在运输、）

23、主要应用在运输、仓储、工业生产线、图书情报、医疗卫生等领域。库德巴仓储、工业生产线、图书情报、医疗卫生等领域。库德巴条码是一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有条码是一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。它广泛应用于医疗卫生和图书馆自校验功能的双向条码。它广泛应用于医疗卫生和图书馆行业，也用于邮政快件上。行业，也用于邮政快件上。小小 结结30第30页，本讲稿共32页条码技术涉及了两种类型的编码方式：一种是条码技术涉及了两种类型的编码方式：一种是代码的编码方式；另一种是条码符号的编码方代码的编码方式；另一种是条码符号的编码方式。条码的编码方法是指条码中条空的编码

24、规式。条码的编码方法是指条码中条空的编码规则以及二进制的逻辑表示的设置。一般来说，则以及二进制的逻辑表示的设置。一般来说，条码的编码方法有两种：模块组合法和宽度调条码的编码方法有两种：模块组合法和宽度调节法。节法。条码字符的编码容量即条码字符集中所能表示条码字符的编码容量即条码字符集中所能表示的字符数的最大值。编码容量限制了条码字符的字符数的最大值。编码容量限制了条码字符集中所能包含的字符个数的最大值。集中所能包含的字符个数的最大值。小小 结结31第31页，本讲稿共32页思考与练习思考与练习请从符号结构、编码方法等方面比较请从符号结构、编码方法等方面比较25条码、条码、交插交插25码、码、39条码及库德巴码。条码及库德巴码。请画出请画出“2678”的的25条码和交插条码和交插25码。码。请画出请画出“CODE39”的的39条码。条码。请画出请画出“A1258B”的库德巴码。的库德巴码。请计算请计算39码码*S1234$5*数据的校验码。数据的校验码。请计算交叉二五条码的编码容量。请计算交叉二五条码的编码容量。32第32页，本讲稿共32页