Data Matrix barcode, data materials и другие

11 апреля 2023

Маркировка кодами Data Matrix разработана для устранения с рынка контрафактных товаров и выявления недобросовестных производителей. Средства идентификации уже нанесены на продукцию отдельных групп. К 2024 году в планах Правительства РФ промаркировать все товары на российском рынке.

Двумерные штрих-коды позволяют зашифровать гораздо больший объем данных, нежели в линейных собратьях – до 4000 символов. Рассмотрим разновидности 2D-кодов, и чем они отличаются друг от друга.

Двумерные штрихкоды читаются как по горизонтали, так и по вертикали. Неважно, под каким углом направить сканер или телефон – на экране отобразится вся информация о товаре. Такие коды представляются в виде прямоугольников или квадратов, имеют четкую пиксельную структуру и состоят из разных линий, клеток и точек.

2D коды бывают многоуровневыми и матричными. Первые – это несколько блоков линейных кодов, стоящих друг на друге, а вторые – последовательность черных и белых клеток, составляющих матрицу.

Что такое Data Matrix

Код маркировки Data Matrix — двумерный матричный идентификатор, представленный в квадратной либо прямоугольной области. В этом коде зашифрованы данные о товаре, производителе и прочая информация. Он наносится на разные типы поверхностей: бумагу, картон, блистеры, пластик.

Data Matrix состоит из двух частей:

В России Data Matrix с 2018 года применяется на марках нового образца ЕГАИС и является одним из основных методов идентификации продукции в государственной информационной системе маркировки товаров (ГИС МТ) «Честный знак». Он позволяет разместить на этикетке до 2 Кб данных. Data Matrix надежно защищен от копирования, выделяется низкой себестоимостью генерации и возможностью восстановления информации при случайном повреждении.

Время на прочтение

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

В Data Matrix, как и в QR-коде, используются коды Рида-Соломона над полем Галуа (число 8 выбрано, поскольку каждое кодовое слово занимает в матрице 8 бит). Существует несколько неприводимых многочленов, позволяющих сгенерировать такое поле. Среди них (в десятичном представлении 285, используется для QR-кодов) и (301, используется в Data Matrix).

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 12×12 («полезная» область – 10×10), 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:

Есть еще два случая, которые возникают только при построении прямоугольных матриц, поэтому мы их опустим.

Вернемся к нашей матрице и добавим все остальные элементы, а также укажем, какому кодовому слову соответствует каждый элемент. Стрелками показано, каким образом производится нумерация:

После переноса непоместившихся элементов получаем:

В правом нижнем углу остался незанятый квадрат (, что как раз соответствует такому случаю). Занесем в таблицу все наши коды в таком же порядке, в каком они идут в , и их двоичные представления:

Аккуратно заполняем матрицу. Начнем с шаблона поиска и нижнего квадрата, а затем по очереди добавляем каждый код:

Итак, наш код Data Matrix готов:

DataMatrix Barcode Fonts

DataMatrix is a two-dimensional matrix symbology made up of square modules arranged in a square or rectangle pattern. This barcode is capable of packing large amount of data and has the capability of recovering the original data encoded even when it is partially damaged through an error correction technique. The DataMatrix barcode is composed of solid adjacent patterns known as the «finder patterns» in L-shape for locating and orienting the symbol.

Download Now   
Buy Now   
Brochure

ConnectCode DataMatrix Barcode Font package

This is a professional True Type (TTF) barcode font package that is used to create a DataMatrix barcode by selecting a font in the text editor. The package includes a standalone encoder, a .Net Dynamic Link Library (for application integration) and a true type font for creating a DataMatrix barcode that strictly adheres to the industry specifications ISO/IEC 16022:2006 (ECC200).

DataMatrix Barcode Resource

The DataMatrix barcode uses the Reed-Solomon error correction technique for data recovery. This allows a partially damaged barcode to be read and decoded. A partially damaged barcode could be the result of a partially torn printed barcode. The original data encoded in the barcode could be retrieved by encoding additional codewords in the barcode for redundancy and error correction.

Data Encodation

The DataMatrix Barcode can pack large amount of data using various encodation methods. Each encodation method is optimized for a specific type of data. For example, the C40 method is optimized for upper case alphanumeric characters.

The list below shows the different encodation methods specified in the DataMatrix specification.

Datamatrix Shape

The DataMatrix barcode supports 24 square symbols and 6 rectangular symbols. The sizes of the different symbols are shown below.

Square

The diagrams below illustrate the 12 x 12, 32 x 32 and 64 x 64 DataMatrix symbols.

Rectangle

The diagram below illustrates an 8 x 18 Rectangular DataMatrix barcode.

Prefix

Font Name Description Recommended Sizes

CCodeDataMatrix (CCodeDataMatrix_Trial for the Trial version)

Standard DataMatrix Barcode Font. Font Size 2 .. 64

1. You may see spaces (though rare) between multiple Rows when you use the DataMatrix Code barcode fonts in certain font sizes. The DataMatrix barcodes at these sizes should be avoided. The spaces can be easily removed by increasing or decreasing the font size by 1 point.

Font Encoder

ConnectCode’s DataMatrix barcode font package comes bundled with a Font Encoder that allows you to encode the barcode quickly and easily. This is useful if you like to encode a single barcode to be pasted on your brochure or product items. The Encoder supports all parameters as described in the sections above.

The Font Name and Font Size in the «Output» section can be changed after the DataMatrix barcode is created. This allows the height and size of the barcode to be changed and catered to your needs.

The «Show As Text» option allows you to see the text output of the barcode in a normal text font. The «Copy Barcode» button allows the barcode to be copied and pasted to other applications easily.

NET SDK

A .NET Barcode SDK is also bundled in the ConnectCode DataMatrix Barcode Font package. This SDK can be bundled in your applications if you purchase the necessary distribution licenses.

Library Name : DataMatrix.dll

Namespace : ConnectCode.BarcodeFonts2D

Class Name : DataMatrix

Requirements : .NET 2.0 and onwards

Constructors and Functions

DataMatrix(String data, int shape, int prefix);

This is the constructor for the DataMatrix barcode. It is used for initializing the DataMatrix barcode.

data : The data input string to be encoded as a barcode
shape : 0 for Square and 1 for Rectangle
prefix : DataMatrix prefix. 0 for None, 1 for GS1 FNC1, 2 for 05 Macro, 3 for 06 Macro and 4 for Reader Programming.

This function encodes the barcode based on the parameters specified in the constructor. The result will be returned as a string.

Sample Usage (C#)

Using ConnectCode.BarcodeFonts2D;
.
.
.
DataMatrix barcode = new DataMatrix(«12345678»,0,0);
String result = barcode.Encode();
Font font = new Font(«CCodeDataMatrix», 8);
//private System.Windows.Forms.RichTextBox richTextBox1;
richTextBox1.Text = outputstr;
richTextBox1.SelectAll();
richTextBox1.SelectionFont = font;

Sample Visual Studio Project

1. Name — ConnectCode Encoder

2. Solution Name — ConnectCode.sln

3. Language — C#

4. Requirements — .Net 2.0 and onwards, Visual Studio 2005, 2008, 2010, 2012, 2015, 2017, 2019 and onwards.

Download ConnectCode DataMatrix Barcode Fonts

EXE Format (Executables)

Zip Format (Zip File)

Overview of what the installer does

Windows installation notes

Important: It is recommended to close all other applications before proceeding with the installation.

Windows Server installation notes

How do I install the barcode fonts on my PC manually?

The steps below are optional as the installer will be automatically setting up the fonts for you.

В чем задача и проблемы распознавания баркодов?

Каждый баркод должен быть распознан. Если он не может быть распознан, то из баркода он превращается в нераспознаваемый художественный орнамент.

Три главных задачи, которые необходимо решить при распознавании баркода, — его детектирование, локализация, детектирование битовой матрицы и распознавание. Решению каждой из задач могут помешать разные проблемы, возникающие из-за повреждений непосредственно носителя баркода, так и недостатков программно-аппаратных решений.

Детектированию и локализации баркода мешают различные проективные и нелинейные искажения, плохое освещение, блики, ошибки в нанесении. Уровень искажений зависит как от того, как создан баркод, так и от устройства и программного обеспечения, при помощи которых этот баркод считывается. Исходное сообщение кодируется битовой матрицей (из единиц и нулей) по особым правилам (у каждой символогии свои), которая каким-либо образом наносится на носитель. При нанесении обычно единице соответствует темный модуль, а нулю — светлый. Проблема в том, что недостаточно просто локализовать границы кода на носителе, нужно из изображения восстановить оригинальную битовую матрицу. А это сопровождается рядом сложностей, что приводит к наличию специального этапа в чтении кодов.

Как сказано выше, у каждого баркода есть своя степень коррекции ошибок. Даже сильно потертый баркод с высокой степенью коррекции ошибок может быть корректно считан системой. Но при этом сама система при сканировании баркодов должна отличать прилипшую к баркоду песчинку от информационно значимого элемента. Точно также система при считывании должна точно определять границы баркода, устранять возможные искажения, вызванные наклонами, перекосами, оптической деформацией. Особенно это касается двумерных, несущих в себе значительный объем информации.

Важным качеством системы распознавания баркодов является возможность быстро и точно распознавать их под разными углами, при плохой освещенности, вибрациях, тряске, с частично закрытым полем, при наличии бликов и пятен на поверхностях.

Где применяются двумерные штрихкоды

За счет большого объема данных и возможности восстановления информации при повреждении этикетки или поверхности, сфера применения двумерных штрих-кодов широка:

и многое другое.

Среди двумерных штрихкодов чаще всего применяются следующие: Data Matrix, QR-код, Aztec и PDF-417. Рассмотрим каждый из них.

Цифровая маркировка товаров

Сканеры для маркировки товаров

Терминал сбора данных для маркировки

Маркировка товаров и онлайн-кассы — как правильно выбрать или подготовить

Нужна помощь в подключении к Маркировке товаров?

Не теряйте время, мы окажем бесплатную консультацию и поможем на любом этапе подключения.

Система Честный ЗНАК и ЦРПТ

ЦРПТ или Центр развития перспективных технологий выступает оператором системы маркировки.Какие основные задачи выполняет ЦРПТ:

Чтобы интегрировать данные о маркированной продукции, разработали систему «Честный ЗНАК». Она позволяет отслеживать движение товара на каждом этапе оборота. Информация обо всех маркированных товарах хранится в системе, куда подают данные все предприниматели.

Возможности ГИС МТ «Честный ЗНАК»:

Потребителям предоставлена возможность проверки приобретаемого товара через специальное приложение «Честный ЗНАК». Оно устанавливается на мобильный аппарат Андроид, а сканирующим устройством выступает его камера.

В качестве послесловия

В 2013 году появилась забавная программа для мобильников Barcode KANOJO, которая декодировала (или делала вид, что декодировала) баркод не совсем привычным способом. Вместо заложенного набора символов на экране мобильного появлялась виртуальная подруга (kanojo) — персонаж аниме — соответствующая просканированному коду. С ней можно было дружить, завоевывать доверие (и любовь???). Проект просуществовал достаточно недолго, персонажи не генерировались а, скорее всего, просто выбирались из некоторого набора созданных заранее с внешнего сервера данных, который сейчас недоступен.

QR-код

Не менее популярен еще один матричный штрихкод – QR (Quick Response), разработанный в Японии. В отличие от всех видов двухмерных кодов, он воспринимает японскую азбуку кана. Размер кьюаркода варьируется от 21х21 до 177х177 черных и белых квадратов-пикселей – до 5000 символов.

Внешне представляет собой набор из трех больших квадратов, между которыми есть свободное пространство. Также должен быть маленький квадрат для позиционирования ШК. До и после кодированных данных расположена «тихая зона». Как и DataMatrix, QR поддерживает формат Рида-Соломона – 30% информации восстанавливается.

Код QR используется практически везде – на любых материалах, в электронном и бумажном виде, для скидки, для оплаты быстрых платежей, для рекламы продукта.

Чем отличаются DataMatrix и QR-код

Внешне эти две системы штрихкодирования похожи. Но все-таки, есть разница. Например, для позиционирования в первом варианте используются левая и нижняя сторона, а в qr – квадрат справа внизу.

Если говорить о размерах, то в первом случае это 2х2 см, а во втором – 5х5 см. То есть qr-code невозможно использовать для маркировки.

Еще ряд отличий:

Также у них различные цели использования. Теперь перейдем к менее популярным штрих-кодам.

Как видно из названия, это матричный двумерный код. Используется в маркировке молочной продукции, пива, обуви и других товаров.

Data Matrix состоит из черно-белых квадратов, образующих четное количество строк и столбцов. По форме напоминает квадрат или прямоугольник. Левая сторона и нижняя часть штрих-кода заполняется непрерывным черным цветом. Благодаря им становится понятно, как правильно расположить штрихкод, чтобы сканер его прочитал.

Информация, которую можно закодировать:

Максимальный объем данных составляет 2 Кб.

Главное, он должен включать в себя обязательные элементы:

Последние 92 элемента нужны для того, чтобы удостовериться в подлинности товара. Их выдает оператор системы «Честный знак».

Штрихкоды Дата Матрикс занимают разную площадь. Они могут состоять из разного количества модулей: от 10х10 до 144х144 либо от 8х18 до 16х48. Вместимость Data Matrix: 2335 цифр с буквами или 3116 только цифр. Все зависит от того, для какого товара они предназначены. Например, для микросхем, бирок ювелирных украшений, упаковки тонких сигарет не подойдут большие коды. Его по достоинству оценили такие крупные компании, как Intel и AMD, автомобильные гиганты BMW и Mercedes Benz, NASA.

Для маркировки товаров используется код Data Matrix версии ЕСС 200, соответствующей международному стандарту ISO/IEC16022:2006. Она поддерживает алгоритм декодирования Рида-Соломона. Это значит, что если штрихкод поврежден, то его 30% информации можно восстановить.

Что объединяет все эти коды?

Машине важно понимать, что перед ней код, где находится его “начало” и “конец”. Для этого используются “зоны тишины”, специальные пограничные паттерны и “прицелы”. Кроме этого, машине необходимо понимать, в каком формате записаны данные, то есть как производить декодирование — в виде цифр, цифро-буквенного текста, или в формате данных. Машина также должна иметь возможность скорректировать ошибки, чтобы случайное выпадение нескольких пикселов изображения баркода не приводило к его полной нечитаемости. Коррекция ошибок в кодах DataMatrix, Aztec, QR осуществляется с помощью кодов Рида-Соломона, исправляющих ошибки чтения и позволяющие распознавать данные даже в сильно “испорченных” кодах (вплоть до 30% поверхности).

Ознакомьтесь с нашим каталогом продукции

В нашем интернет-магазине и офисах продаж можно найти широкий ассортимент кассового и торгового оборудования

PDF417

Штрихкод PDF417 относится к категории многоуровневых. Его понимает большинство принтеров и сканеров. Каждый элемент состоит из 17 модулей по 4 штриха и 4 пробела. В нем можно зашифровать 2710 цифр или 1850 цифр и букв.

Чаще всего используется в грузоперевозках при заполнении транспортной декларации, для идентификации личности в таких странах, как США, Филиппины, Бахрейн, а в России до 2018 года с его помощью отмечались акцизные марки на алкоголь.

При работе с маркировкой товаров или массивом кодированных данных необходимо использовать 2D сканеры. Определите, нужна ли вам поддержка ЕГАИС или «Честного знака», какой интерфейс подключения предпочтителен, какой класс защиты необходим. Выбрать подходящий сканер можно в нашем интернет-магазине.

Подключение к маркировке со скидкой

Специальное предложение на регистрацию в системе Маркировки «Честный Знак» — выгода 1500 руб.

ПодключиТЬСЯ В СИСТЕМЕ

Принцип работы маркировки посредством Data Matrix

Все участники оборота маркированных товаров проходят регистрацию в системе «Честный ЗНАК». Ответственность на генерацию кодов возложена на ЦРПТ. Заказ марок осуществляют не только производители, которые маркируют новые изготовленные продукты. Необходимость в печати кодов маркировки Data Matrix, хоть и в меньшей мере, возникает и у владельцев розничных точек продаж. Например, при перемаркировке, приеме товара на комиссию, в случае утери или повреждении этикетки со штрих-кодом.

Заказ марок осуществляется на платной основе. Стоимость составляет 50 копеек за код.

Работа с системой кодирования состоит из нескольких основных этапов:

Все операции осуществляются в электронном виде, через личный кабинет пользователя. Поэтому еще на начальном этапе работы необходимо подключить ЭДО.

Любое движение товара фиксируется, формируются электронные УПД. Исключение составляют продажи конечному потребителю, когда марка выводится из оборота с помощью ОФД, путем реализации через онлайн-кассу.

Data Matrix — уникальный код. При выводе из оборота он не повторяется. То есть, такой же идентификатор не может быть выдан на другой товар.

Отличия Data Matrix и QR-кода

Это распространенные средства идентификации товаров, хранящие в себе зашифрованные данные о его марке, производителе и прочем. QR-код обязательно отражается на кассовом чеке, который формируется онлайн-кассой.

Оба вида кодов имеют много общего. Например, внешний вид. Эти двумерные штрихкоды состоят из черно-белых квадратных или прямоугольных элементов. В отношении Data Matrix допускается использование круглых составляющих. Генерация обоих кодов осуществляется по стандартам ISO, а считывание возможно даже при 30%-ном повреждении.

Несмотря на явные сходства, для маркировки товаров в системе «Честный ЗНАК» используется именно DataMatrix. Это означает, что он отличается от QR-кода.

Одно из отличий — минимальный DataMatrix имеет размер всего 10х10 пикселей, в то время как у QR-кода аналогичный параметр достигает 21х21 пикселей. DataMatrix размещается не только в квадратной области, но и в прямоугольной, имеет четное количество рядков и столбцов. Для QR-кода характерна только квадратная форма и нечетное число рядов и столбцов.

Какой можно сделать вывод? Минимальные размеры Data Matrix меньше, чем у QR-кода. Благодаря этому он свободно размещается даже на небольших или узких поверхностях. Например, пачке сигарет или упаковке с лекарственными препаратами. При необходимости его даже можно разместить в прямоугольной области. Однако он не поддается считыванию в зеркальном отражении, чего не скажешь о QR-коде.

Оба кода сгенерированы по стандарту ISO. Для Data Matrix дополнительно используется IEC 16022, для QR-кода — IEC 18004.

Какие товары маркируют DataMatrix

В 2020 году маркировке кодами DataMatrix подлежат такие товары:

С 1 января 2021 года начинается маркировка товаров легкой промышленности и молочных продуктов по отдельным группам ТН ВЭД. А до 2024 года запланировано нанесение средств идентификации на всю продукцию, которая присутствует на российском рынке.

Эра 2-D

С развитием технологий обработки информации, на смену одномерным (линейным) штрих-кодам пришли двумерные. Если в линейных (одномерных) кодах используются штрихи, то в двумерных (и многомерных) в качестве элементов кодирования могут выступать уже другие фигуры, поэтому для того, чтобы дифференцировать одни от других, здесь будем называть многомерные коды баркодами. Исследования и разработки двумерных кодов начались во многих странах мира в 1980-х годах, так как объема кодируемой в линейных кодах информации оказалось явно недостаточным. Их появление стало естественной эволюцией систем кодирования, и одновременно технологий распознавания, программных и аппаратных возможностей распознающих систем.

Кроме этого возникала необходимость маркировать кодами буквально все: не только, допустим, узлы агрегатов, но и отдельные детали. Поэтому возникала необходимость миниатюризировать код и повысить плотность кодируемой информации на единицу площади.

В двумерном коде, как и следует из названия, кодирование происходит не по одному направлению, а по двум. Действительно, если расположить несколько одномерных кодов в виде чередующихся фрагментов, получится простейший двумерный код типа Stacked Linear (составной линейный). Если мы “упакуем” модули в квадрат — получится матричный баркод (Matrix).

Пример составного линейного баркода — PDF417, появившийся в 1991 году и запатентованный в 1993. Код PDF417 состоит из строк, образуемых “словами” — набором из чередующихся штрихов и пробелов (4 штриха, 4 пробела — первое число из названия кода). Общая длина каждого слова — 17 модулей (второе число в названии кода).

Помимо собственно содержательных слов, каждая строка состоит из старт-паттерна (крайнего левого набора, ключевых слов (индикаторов — они занимают крайние позиции на строке), необходимых для коррекции ошибок, и стоп-паттерна (Впрочем, существует также и так называемый “усеченный PDF417” (truncated), где исключен индикатор правой строки и уменьшен шаблон остановки до одной линии. Таким образом, усеченные PDF417 занимают меньше места, но они более восприимчивы к неправильному прочтению. Такой вариант PDF417 используют только там, где риск повреждения изображение кода минимальный). Так как все слова имеют одинаковую длину, размещенные одна под другой строки образуют колонки. В самом коде PDF417 как количество строк, так и количество столбцов может варьироваться: код может содержать от 3 до 90 строк, и иметь ширину от 3 до 30 столбцов включительно, не считая столбцов со словами индикаторами. Подробная статья про кодирование PDF417 недавно выходила на Хабре здесь, а о возможности его “ручного” декодирования — здесь.

Особенность кода PDF417 заключается в возможности кодировать информацию в текстовом режиме, числовом режиме и режиме данных (байт-режиме).

Так как в PDF417 возросло количество кодируемой информации, для ее корректного считывания и декодирования в коде применены механизмы коррекции ошибок. Это достигается путем добавления ключевых слов, с помощью которых машина может восстановить потерянные или считанные с ошибкой данные. Возможность исправления ошибок является ключевым достоинством PDF417: при распознавании распознающему устройству будут не страшны возможные искажения.

Как и предшественник — линейный штрих-код, PDF417 создавался в тот период, когда мобильные телефоны представляли собой устройства чуть меньше чемодана, а о встроенных камерах, пожалуй, даже не задумывались. Поэтому его использование подразумевало наличие специализированных сканеров, предназначенных для считывания такого кода. Это объясняет сложность данного штрих-кода и повышенные требования к разрешению печати.

Баркоды PDF417 широко используются для маркировки медицинских препаратов, наносятся на документы в системах электронного документооборота, применяются на бланках налоговых деклараций и проездных билетов.

Aztec

Код Aztec относится к матричным ШК, используется в больницах для маркировки карт пациентов, лабораторных анализов и лекарств, в авиа- и жд билетах, а также при регистрации автомобиля. Он называется так из-за структуры – в центре находится мишень для настройки сканера, напоминающая вид сверху на пирамиду ацтеков. Именно из-за мишени код будет прочитан даже, если изображение будет растянуто, там находятся основные данные. Дополнительные сведения закодированы вокруг него по краям квадрата.

Это самый эффективный вид двумерных штрихкодов, ведь при повреждении материала можно восстановить 95% информации. Код Aztec не требует «тихой зоны», то есть свободного пространства до начала и после конца символов. Вмещает в себя 3882 цифры или 3067 букв в латинской раскладке. В силу своей информативности занимает площадь от 15х15 до 151х151 пикселей. Читается и при зеркальном отражении.

А что дальше?

В 2010 году Microsoft пошла дальше — объявила о создании новой концепции высокоплотных цветных баркодов (High Capacity Color Barcode (HCCB)), где код был представлен уже в виде той же QR-подобной матрицы, однако в качестве элементов кода выступали не черные квадратные модули, а цветные (4 или 8 цветов) треугольники, каждый из которых занимал ⅔ ячейки.

Проект HCCB тоже просуществовал до 2013 года: тогда Microsoft объявила о том, что проект не будет поддерживаться и был закрыт в 2015.Недавно в сети появилась информация о том, что Apple разрабатывает новые типы кодов, которые будут доступны в будущих модификациях ОС. Речь идет о круглых баркодах, где информация кодируется в виде 4-х цветных “капель” размещенных по центру и по периметру круга.

Разумеется, исследования возможности создания и использования цветных баркодов ведутся и сегодня, однако широкого применения пока они не встречают. Причина здесь в том, что при увеличении “измерений” кодировки и росте объема кодируемой информации, растет и количество ошибок, которые требуется исправлять. В цветной код должен быть заложена большая избыточность, необходимая для исправления ошибок, которые обусловлены не только геометрическими, но и хроматическими искажениями, возникающими в процессе отображения штрих-кода на носителе (экране, бумаге или любой другой поверхности) и при считывании. Чем выше ожидаемый уровень ошибок, тем большая избыточность должна быть заложена в коде. И как следствие падает плотность кода, что делает процесс его создания, считывания и декодирования экономически нецелесообразным.

Логично предположить, что вслед за кодами с тремя параметрами, последуют четырехмерные коды, динамически изменяющиеся во времени. С точки зрения теории это очень интересные задачи, ставящие вопрос о необходимости одновременной разработки софта, позволяющего распознавать такого рода объекты. И здесь мы подходим к концепции 4D-распознавания, о котором мы расскажем позже.

ECC200 и система GS1

ЕСС 200 — новая версия Data Matrix, в которой используются коды Рида-Соломона. Это позволяет устранить ошибки и восстановить стертые данные. Точнее, удается воссоздать всю последовательность закодированной информации, даже если символ поврежден на 30%.

Основные отличия ЕСС 200 от предыдущих версий:

До 2018 г. ГС1 РУС предоставляла коды для маркировки. Но теперь их генерацией занимается ЦРПТ. Система GS1 присваивает продукции учетный номер — так называемую, номенклатуру для конкретной группы товара.

Код в матрице

Матричная структура позволяет кодировать информацию как по вертикали, так и по горизонтали, за счет чего объем кодируемых данных значительно увеличивается. Важное преимущество всех матричных кодов заключается в возможности кодировать большой объём информации на очень маленькой площади.

Код Data Matrix

Код Data Matrix был изобретен компанией International Data Matrix в середине 1980-х для программы Space Shuttle, где требовалась маркировка большого количества деталей. Data Matrix был разработан до PDF417, то есть PDF417 не мог предшествовать Data Matrix, как указывается в некоторых источниках. Важное преимущество кода — его компактность и простота нанесения. В настоящее время Data Matrix описывается соответствующими стандартами ISO.

DataMatrix — это двумерный штрих-код, который может хранить до 3116 цифр и до 2335 букв. Информация в баркоде Data Matrix кодируется черными и белыми квадратами (модулями) при этом минимальный линейный размер модуля — 0.255 мм.

Шаблон поиска (finding pattern) в виде буквы «L» — две сплошные линии на внешней стороне кода Data Matrix.Этот шаблон позволяет сканеру штрих-кода задать изображению правильную ориентацию и считать информацию в правильном порядке.

Второй важный шаблон, необходимый для понимания кода машиной, — шаблон синхронизации (clocking pattern, clock track). Он необходим для информирования системы считывания о количестве модулей в матрице и для правильного распознавания сетки, на которой размещены модули.

Зона тишины (quiet zone) — это область, отделяющая границу штрих-кода от фона и других изображений. Для Data Matrix ширина «зоны тишины» равна линейному размеру используемого модуля. Маленькие габариты для зоны тишины позволяют минимизировать площадь нанесения Data Matrix на поверхность.

Специфика Data Matrix позволяет читать его как в прямом так и отраженном свете (то есть при использовании инвертированного изображения, при котором светлые модули становятся темными).

Еще одно преимущество Data Matrix, что от квадратные модули могут быть заменены на круглые. Это дополнительно расширяет возможности использования различных технологий нанесения, например в виде тиснения или ударной гравировки. Впрочем, эта же технология замены квадратного модуля на круглый взята на вооружения и в других разновидностях кодов, например в QR-коде.

Стандартизированный код Data Matrix сегодня рассматривается как ключевое звено идентификации и маркировки фармацевтических товаров и медицинских изделий. С 1 июля 2020 года маркировка кодами Data Matrix станет обязательной для всех лекарств, находящихся в обороте в России.

Подробный процесс создания Data Matrix описан здесь.

Код AZTEC

Баркод типа Aztec появился в 1995 году, как пишут, в результате объединения лучших практик разработки баркодов предыдущих поколений. Вид и структура кода Azteс разработана таким образом, чтобы она была одинаково удобна как для нанесения и считывания. Символы в целом квадратные на квадратной сетке с квадратным центральным “прицелом” из концентрических темных и светлых квадратов типа «яблочка» мишени (в англоязычных описаниях используется термин “bull’s eye”).

Самый маленький символ Aztec Code имеет площадь 15 x 15 модулей, а самый большой — 151 x 151. Самый маленький символ Aztec Code кодирует 13 цифровых или 12 буквенных символов, тогда как самый большой символ Aztec Code кодирует 3832 цифровых или 3067 буквенных символов.

В этом материале мы не ставим своей задачей подробно разбирать каждый код в отдельности, тем более, что про Aztec великолепно написано во всех подробностях на Хабре здесь.

Добрались до самых, пожалуй, распространенных кодов, которые встречаем на каждом шагу.

QR код это еще одна разновидность матричного кода. Его название происходит от английского «Quick Response» — «Быстрый Отклик». Он был создан компанией Denso-Wave в 1994 году в Японии для внутреннего рынка (отличие QR-кода от других двумерных баркодов в том, что этот код позволяет кодировать символы японского (вернее, пришедшего из Китая в Японию) письма кандзи. Также в QR коде может быть заложена избыточная информация, которая позволяет закодировать определенные действия для программы смартфона или сканера для считывания.

Принципы кодирования QR-кода описаны достаточно подробно и их можно легко найти. Алгоритм того, как читать штрих-код не сканером, а глазами, можно прочитать, например, здесь.

В таком QR-коде можно легко закодировать адрес интернет-страницы, которая будет открываться при наведении на нее мобильного телефона:

А в этом QR-коде содержится не только адрес интернет-страницы, но и номер телефона, адрес электронной почты, почтовый адрес. Для создания карточки контакта достаточно навести на QR-код мобильный телефон, и информация будет автоматически распознана, а данные внесены в систему.

При этом даже наличие логотипа нашей компании, закрывающего около 10% кода, не мешает корректно распознавать всю закодированную информацию.

Ниже пример QR-кода самой большой размерности, который позволяет закодировать до 1852 символов.

Перечисленные баркоды позволяют кодировать цифровые и текстовые данные примерно с одинаковой эффективностью. Согласно сравнению, приведенному на сайте РИТ-сервис, специализирующейся на обработке штрих-кодов, QR-код позволяет кодировать большие объёмы цифровых данных на меньшей площади при одинаковом размере модуля по сравнению с Aztec и Data Matrix кодировать большие объёмы цифровых данных. Код Data Matrix уступает QR коду при кодировании более 88 цифр, Aztec уступает QR-коду при кодировании более 170 цифр. Но по эффективности кодирования текста QR-код значительно уступает Aztec, а Data Matrix превосходит только при объёме текста большем 298 символов. Однако, при кодировании текста набранного прописными (заглавными) буквами эффективности QR-код и Aztec близки, а Data Matrix уступает QR-коду уже при кодировании 88 букв.

Оборудование для работы с маркированными товарами

Участники оборота маркированной продукции должны оснастить свои производственные помещения и торговые точки следующим оборудованием:

Согласно новым правилам, при реализации маркированного товара формируется кассовый чек с реквизитом «код товара».

Отдельные виды медицинских предприятий оснащают свои рабочие места регистраторами выбытия. Устройства позволяют отпускать препараты бесплатно по рецепту и в других случаях, без необходимости проведения расчетов.

Зачем вообще нужны баркоды?

Баркоды стали настолько привычным явлением, что мы даже не задумываемся о том, зачем они нужны и какую функцию выполняют. И на самом деле, ответ не так очевиден, как кажется. Важно понимать, что баркод относится к средствам автоматизации, то есть обеспечивает коммуникацию между машиной и человеком. Сам по себе баркод не является рабочим инструментом, а представляет ценность лишь при наличии качественной системы распознавания баркодов и интерпретации полученных результатов.

Внедрение системы распознавания баркодов в бизнес-процессы позволяют ускорить поиск, внесение и извлечение информации из баз данных, улучшить логистический контроль, сделать взаимодействие с клиентами более комфортным.

Внедрение баркодов в медицинские карты и внедрение систем распознавания в медицинских учреждениях увеличивает скорость обслуживания пациентов и делает работу регистратуры
более системной и упорядоченной.

Внедряемые баркоды на билетах ускоряют прохождение через пункты контроля и турникеты, делая бесконтактную проверку билета более удобным решением, чем физическая проверка контролёром. В этом случае баркод служит элементом защиты от подделки, точно также как и внедряемые баркоды на защищенных полиграфических изделиях и документах строгой отчетности.

Процессы проведения платежей сильно упростились с внедрением баркодов на квитанции оплаты коммунальных услуг, штрафов, налогов и прочих социальных платежей. Все реквизиты оказываются зашифрованными и для проведения платежа в банковском приложении достаточно навести на баркод мобильный телефон, а приложение с модулем распознавания баркодов самостоятельно внесет все реквизиты получателя в нужные поля.