SJ T 11349-2006 二维条码 网络矩阵码.pdf
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1、ICS 35.040 L 71 备案号:SJ 中华人民共和国信息产业部行业标准SJ/T 11349-2006 二维条码网格矩阵码Two-dimensional barcode-Grid matrix(CM) code 11111111111111111111删2006-05-23发布2006-05-30实施中华人民共和国信息产业部发布SJ/T 11349-2006 目次前言.11引言.田1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14约定.25符号描述.26数据编码与符号表示.:.57符号印制.臼8符号质量.臼9译码过程.口10数据传输.四附录A(规范性附录)码字分块与纠错参数C语言源代码.四
2、附录B(规范性附录)纠错码字的生成多项式系数.21附录c(规范性附录)GM码符号印制与识别的用户导则.24附录D(规范性附录)GM码参考译码算法.25I SJ/T 11349-2006 II 目。言本系列二维条码标准有以下两个:一一二维条码网络矩阵码:一一二维条码紧密矩阵码。本标准为二维条码网络矩阵码。本标准的附录A、附录B、附录C和附录D是规范性附录。本标准由全国信息技术标准化技术委员会归口。本标准起草单位:民汉砂感科技有限公司、中国电子技术标准化研究所。本标准主要起草人:张伟、郭军、吕迎丰、安波、顾光一、高健。SJ/T 11349-2006 iJ l 二维条码是信息标识的载体,二维条码技术
3、在商品生产、流通、销售管理和政府、企业信息化网络建设及法规实施等领域均有广泛的应用。国外发达国家己将其应用于交通运输、公共安全、税务、海关、银行、物流、国防、民用商品等领域,如美国、加拿大等国家在驾驶证、身份证、车辆年检、海关报关单以及汽车、电子产品的组装上均己应用二维条码技术。本标准根据我国二维条码技术的研究及应用的现状,规定了网格矩阵码的符号定义及约定、数据编码与符号表示、符号印制、符号质量、译码过程、译码算法和数据传输等内容,本标准适用于物流方面。本标准中的主要技术要求是在综合国内外同类技术水平的基础上,并考虑国内各行业用户需求而确定的,既满足了二维条码的应用要求,又兼顾了自动识别技术的
4、最新发展趋势。通过设置规范编码数据的码段定义,可编码各种标准的商品或服务代码,编码数据如使用标准数字域名规范标准,则可以实现二维条码与计算机无缝衔接并与网络互连和实现数据交换,二维条码网络技术是实现二维条码信息管理和信息流通。rn SJ/T 11349-2006 二维条码网格矩阵码1 范围本标准规定了二维条码中网格矩阵码(GridMatrix Code,以下简称GM码的符号编码、符号结构和尺寸特征、纠错规则、参考译码算法以及符号质量要求。本标准适用于GM码的生成与识别。2 规范性引用文件下列文件中的条修改单(不包括勘误的是否可使用这些文件3. 1 3.2 3.3 3. 4 3. 5 GBtr
5、1988-1 GB 2312-1 GBtr GBtr 1 宏模块组成符号的子黑边宏模块dark fr 边框单元模块颜色全部是白边宏模块I ight framed macro module 边框单元模块颜色全都是浅色的宏模块。层号layer number 引用文件,其随后所有的协议的各方研究,浅色模块表符号由宏模块从中心向外按层排列而成,从中心层向外层以0为基础递增编号,同一层的宏模块有相同的层号,每个宏模块用两个单元模块编码层号。3. 6 填充位padding bit 当编码数据不能正好被组装成整数个码字时,用于填充最后一个码字以凑成整数个码字的位句填充位不表示有效数据。SJ/T 11349-
6、2006 3. 7 剩余码字remainder codeword 当数据码字和纠错码字不能正好填满符号的编码区域时,用于填充剩余区域的码字。剩余码字不表示有效数据。4 约定4. 1 数学运算符本标准中使用的数学运算符定义如下zMOD 求模运算:DIV 整除运算:因T对一个数取整,舍弃小数部分:ABS 取一个数的绝对值。4.2 8位二进制数据表示在本标准中,8位二进制数据用16进制表示,为了区别,16进制数据加Hex的下标。5 符号描述5. 1 基本特性2 a)编码字符数据类型:1)数字(GB厅1988-1998中的数字);2)英文(GB厅1988-1998中的英文字符);3)汉字(GB2312
7、一1980中的字符);的8位二进制数据。b)数据表示方法:深色模块表示二进制1,浅色模块表示二进制0。c)符号规格:3X3个宏模块到27X27个宏模块(版本1到版本13,每一版本符号比前一版本符号每边增加2个宏模块)。d)单个符号的容量(最大规格的符号,1级纠错):1)数字1524个:2)英文1018个:3) GB 2312一1980中的字符391个:的8位二进制数据634个。e)纠错的选择z用户有5种纠错等级可选,纠错码字占总码字的比例为:1级10%;2级20%;3级30%;4级40%;5级50%。图1为GM码符号版本2的示例。SJ/T 11349-2006 图1GM码符号的示例5. 2 附
8、加特性结构链接(可选):允许把数据文件最多用16个GM码符号在逻辑上连续地表示。以任意的顺序扫描,而原始数据能正确的按照原始顺序连结起来。5. 3 符号结构5.3.1 总述每个GM码符号由奇数个宏模块,符号为3X3个宏模块,宏模块,直到版本13,3 SJ/T 11349-2006 bls bl4 bl3 bl2 bli biO b, b8 b7 b6 bs b. b3 b2 bl bo 黑边宏模块白边宏模块图3宏模块结构5.3.4 层号每个GM码符号可看成是由宏模块组成的正方形矩阵。如图4所示,规定中心宏模块为第0层,第0层的外围相邻的8个宏模块组成第1层,第1层的外围16个相邻的宏模块组成第
9、2层,依此类推,符号的版本每增大1个,符号的宏模块增加l层。版本l的符号有两层宏模块,最大版本的符号有14层宏模块。第0层第1层第2层图4宏模块的分层同一层的宏模块有相同的层编号,层编号采用2位二进制编码,第n层宏模块的层编号为nMOD4,因此从最里层到最外层的层编号按照。1-2-3-0-1-2-3的规则循环取值。如图3所示,编号为b15和b14的单元模块用来表示层号,b15表示高位,b14表示低位。图5为版本5符号的每个宏模块的层号取值圈。4 6 数据编码与6. 1 编码方法第一步分析所输高编码效率,第二步对于每种转换时,在新类每段组成一个码字第三步纠错SJ/T 11349-2006 按需要
10、将码字流分民a以售量在碍慰且戚相应的纠错码字,并将县车3帽rg_J;I数据码字流的后面。-、. . 区晶二.同盹咽.1 第四步在矩阵中布将每个宏模块的边框第五步排列数据码字和纠将数据码字和纠错码字的图形排列到矩6. 2 数据分析为了使数据编码产生的二进制位流最短,对输入数据进行类型分析,并将数据流按类型划分成多个段,每种类型的字符用最短位数编码。在对数据流按类型分段时须考虑每次类型转换都会增加一定位数的开销,因此分太多的段有可能导致编码效率反而降低。6.3 数据类型GM码将输入数据归为7种类型之一,另外还有4种非存储数据类型,每种数据类型都有一个4位类型编码,详细信息见表1。5 SJ/T 11
11、349-2006 类型汉字数字小写英文字母大写英文字母数字字母混合控制字符8位二进制数FNC1 FNC2 FNC3 END 注:*表示非存储数据类型。6.4 数据类型编码方法6.4.1 汉字字符范围z。l0010 0011 0100 0101 0110 0111 1o 1011 11 1010 0000 表1数据类型类型代码每字符编码位数说明13 3个数字10位5 5 6 6 8 * 功能代码1,UCCAN应用标识* 功能代码1,AIM应用标识* 功能代码2,结构链接功能* 功能代码3,识读设备初始化数据* 位流结束标志,指示编码结束GB 2312-1980字符集、回车换行符以及8位二进制数据
12、。GB2312-1980共分81区,区号分成两段,区号为(A1)Hex至(A9)Hex的区为特殊字符区,区号为(BO)Hex至(F7)Hex的区为汉字字符区。每区最多有96个编码,从(AO)Hex至(FF)Hex 0 编码规则zGB 2312一1980字符集共有81X96=7776个编码空间,7776SC注55%3 55% SC二三40%2 40%SC注20%1 SC DNoM D= (D-DNOM) I (DMAX-DMJN) 否则D= (D-DNOM) I (DNOM-DMJN) 打印扩散度的等级确定如下:-0.50乓D主三0.50(-0.70D 0.70)且(D0.50) (-0.85D
13、 0.85)且(D0.70) (-1.ooD运1.00)且(D0.85) D 1.00 8.2.4 轴向不-致性GM码的单元模块是正方形的,轴向不一致性用来度量单元模块X方向尺寸与Y方向尺寸的差异度。对每个单元模块,取其中心点,在X方向与Y方向上分别统计相邻单元模块中心点的间距的平均值XAVO和YAVO轴向不一致性定义为tA叶句3qhtinuAN =ABS(XAVO- YAvo)/(XAVO+ YAvo)/2) 轴向不一致性等级的确定如下:当AN三0.064 16 SJ/ T 11349-2006 当AN:z.三0.08当AN运0.10当AN0.12当AN0.128. 2. 5 剩余纠错能力R
14、eed-So1omon纠错算法的纠错能力由以下公式(4)表示:3 2 0.0 (P) e+2td-p. (4) 式中:一一拒读错误数;一替代错误数;d一一纠错码字数;p一一错误检测的码字剩余纠错能力由下(5) 等级。分级4.0 (A) 剩余纠错能力3 UEC注0.502 UEC注0.37SC注0.20J-nu oo-nu nu-1 -D-D 或一或5-0 。-nunu-A 0.06 UEC0.25 9 译码过程从识读-个GM码符号到输出数据字符的译码步骤是编码程序的逆过程,图9为该过程的流程。a)定位并获取符号图像。深色与洗色单元模块识别为由1和0组成的二维矩阵:b)读取每个宏模块的层号,根据
15、层号的排列规律推导符号的方向、中心宏模块位置以及符号的总层数:c)根据码字的排列规则,识读码字,恢复数据码字与纠错码字:d)如果码字流由多个码字块组成,先还原码字流的原始顺序:17 SJ/T 11349-2006 e)运用纠错算法,从最高纠错等级到最低纠错等级依次对码字流纠错,直到纠错成功或所有纠错全部失败为止:f)如果纠错成功,将数据码字组装成二进制位流,根据表1、表4以及6.4定义的数据编码规则对二进制位流译码,得出原始数据并输出结果。GM码参考译码算法见附录D。否识别深色/浅色单元模块读取宏模块层号按照层号的分布规律推导符号的中心宏模块、符号方向以及符号的尺寸规格读取数据码字和纠错码字恢
16、复码字的原始排列顺序检测并纠正错误码字数据码字译码输出译码结果结束圈9GM码译码步骤10 数据传输译码成功后所获得的数据字符应未经任何转换的传输。工作在缓冲模式下的译码器须将结构链接的数据文件按原始顺序重组后进行传输,不传输结构链接头。18 附录A(规范性附录)码字分块与纠错参数C语言源代码下面是C语言源代码:功能:为指定版本和纠错等级的符号计算码字分块与纠错参数输入:符号的版本和纠错等级输出:分块结果码字个数为Bl的void rs bl, Bl=B; Nl=CIB; B2=O; N2=O; else Nl=CIB+l; N2=Nl-l; Bl=C-B*N2; B2=B-Bl ; E= (in
17、t) CC*O.l *R); if CO=E%B) B3=B; El=EIB; B4=O; SJ/T 11349-2006 19 SJ/T 11349-2006 20 E2=O; else El=EIB+l; E2=El-l; B3=E-B*E2; B4=B-B3; SJ/ T 11349-2006 附录B(规范性附录)纠错码字的生成多项式系数关于网格矩阵码的纠错码字的生成多项式系数见表B.1。表B.1 纠错码字的生成多项式系数纠错码字个数k2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 多项式的系数8,6 23 I 83,13,8
18、2,42,72,11 ,61 ,77,123,71 ,55, 103,59,1 09,43,65,50,80,99,13,8,30,52 24 129凡78,92,50,126凡17,1白,63,19且,4,113,61,48,33,68,24,10,80,57凡1062刃516创风创1,川,103,6呐2山9凡5立,则另织川,1川,29观抑2却扭纠9叭盯,72,川川,1刀l口川7,驯制侃削,127,17,65久,1川川l川l川,1盯却|叽6阴,9仰5立川,1肌川l阳3,队m肌圳阳,9阳瓜到咒川,1川18,1以7,31,5妇3 27 11口17,9归吭阳,4盯9矶,ll口以盯7,厅7布6川7,
19、1阳阳M执圳,厄6白叽1,川骂1 5刃优引3,口,2凡臼风,5肌43立川川以,川l凹队9叭,盯,叫3览8u川,3,川,1川,24且叫M执圳,17,62却91 川6阳,1阳2立,126,4,6厄6仰4,9附汇川M川14风阳4,4咄0,3,2泣江2立,1阳O但盹阳2,l叫附7咒,1阳,42,6阶盯l3拍o113 凡6 凡71,9归7,川,1却,34乱钊,1口21川,1口2扫7,8刷4乱钊,103,12川,110,30,93 ,39,41 ,14,124,108,9,16 乱77 ,11 , 88,72,12 21 SJ/T 11349-2006 表B.l(续)纠错码字个数k多项式的系数gk-l-g
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