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新型二维码浅析

发布时间:2020年08月31日 来源:中国自动识别网 作者:李盛 陈美玲 陈浩

随着社会经济的发展,智能移动终端的普及,条码特别是二维码的应用越来越普遍,已经成为社会生产生活中不可或缺的一部分。随着二维码的普及应用,人们对其存储信息的容量提出了更高的要求。而二维码中使用较多的QR码,最多可以存储1852个英文字母。采用增加条码尺寸或增大条码密度的方法都有其局限性,在现有二维码的基础上,人们大胆设计了一种新型二维码(Novel 2D Barcode)。新型二维码的基本规则和二维码是相同的,因此,新型二维码更像是对二维码的升级。这种条码以分离条空宽度变化、条空颜色变化和纵向排列来表示信息,能在有限的几何空间内表示更多的信息。
 
新型二维码的种类
Paper Memory Barcodes(PM码)
一家名叫“Content idea of Asia”的日本公司首先在2006年推出了这种新型二维码。PM码和QR码非常相似,使用不同的颜色做为第三个维度。PM码由24层颜色组成,所承载的信息是 0.6MB 到 1.8MB。这样的容量不仅可以存放数字、英文字母,还可以存放包括中文在内的所有种类的语言文字,同时还能够存储图片、音频或者一段短视频。
High Capacity Color Barcodes(HCCB)
微软公司2007年推出的HCCB,这种新型二维码和传统的二维码相比,可存储大量的数据。这种条码是由八种颜色(CMYKRGBW)构成的彩色矩阵,分别对应青色、紫色、黄色、黑色、红色、绿色、蓝色、白色。每个模块采用了三角形,使得模块之间的排列更加紧密。数据在生成新型二维码时可以进行压缩。
Just Another Barcode (JAB码)
JAB Code,是一种彩色二维矩阵码制,其基本符号由以正方形或矩形网格排列的彩色正方形模块组成。 JAB码具有两种类型的基本符号,分别称为主要符号和辅助符号。JAB码包含一个主要符号,还包含多个次要符号。主符号包含位于符号拐角处的四个寻像图形,而辅助符号不包含寻像图形。辅助符号可以在水平或垂直方向上对接在主要符号或另一个对接的辅助符号上。JAB码可以对与用户指定的纠错百分比相关的少量或大量的数据进行编码。
单色二维码的存储容量有限。为了能够提升存储容量或存储其他信息(图像、音频、视频),彩色2D条码通过使用颜色信息,与具有相同物理尺寸的单色条码相比,JAB码的存储容量得到显著提高。
JAB码还有两个可选附加的特性:镜像图像,在镜像反转中得到的JAB码,使用标准识读器仍然可以实现符号的有效译码;扩展通道解释(ECI),ECI机制允许数据使用默认可编码字符集以外的字符集(阿拉伯语、汉语、西里尔语、希腊语、希伯来语等)和其他数据解释或行业特定需求来表示。
Nano Barcodes(纳米条码)
Nano Barcode是由英国国家物理实验室研制的,原理同样与QR码类似。但它仅和人类皮肤细胞差不多,要经过显微镜才能够看得到。它是一个30微米的小立方体,可以在这个立方体的表面上存储各种信息。
一些制造公司为了实现在高温、易腐蚀等恶劣的生产环境下仍然能够采用条码扫描系统,就将条码做为制造过程的一部分,直接将条码压印在产品本身,形成凹凸印记,形成具有三个维度的立体条码。
 
新型二维码的优势与劣势
新型二维码的主要优势
新型二维码可以存储的数据容量大于普通二维码;存储数据的格式多种多样,并能更好地传达信息;新型二维码本身很难被篡改,使得数据更加安全;可以存在于较差的环境。
新型二维码的劣势
新型二维码的生成成本较高;需要特定的扫描识读设备;纠错性能差。
 
新型二维码的应用场景
广告投放
2006年夏天,首个基于PM码的新型二维码广告在日本投放。厂商在报纸杂志乃至自己产品的包装上印刷新型二维码,用户通过智能手机等终端扫描条码来观看图片或视频形式的广告,使得厂商能更加有效灵活地对自己的产品进行宣传,降低了广告的投入费用。
宣导介绍
新型二维码在宣导方面能发挥更好的作用,特别是在旅游景区、展览场馆中的应用。例如,在博物馆展厅,目前游客租借展馆提供的游览讲解机,根据展品的编号,在讲解机中选择相应的展品以便进一步了解展品的信息。而如果采用新型二维码,展馆将展品的信息以多媒体的形式存入新型二维码,游客通过扫码新型二维码获得声形并茂的展品的信息,而不再需要使用讲解机,展馆和游客降低成本的同时获得更好的服务。
防伪追溯
2015年,英国约克郡的一家公司与布拉德福德大学共同开发了一个以新型二维码来进行药品及医疗设备防伪追溯的系统。新型二维码由一系列小凹痕组成,这些小凹痕具有精确的且略有不同的深度,且支持数十亿种不同的组合。在药品的容器或医疗设备的生产过程中,新型二维码在模制环节被加在上面。假冒的药品及医疗设备均无法通过防伪的扫描验证,系统可对药品及医疗设备的销售进行跟踪。同时,这种技术还能应用于食品、家电、汽车等领域。
贵重物品的认证
贵重物品,比如黄金或钻石珠宝采用微型的纳米新型二维码,既不破坏物品的外观,又能够记录下如物品鉴定证书及持有人的信息。使贵重物品得到有效的认证和更好的安全保障。
恶劣环境下的使用
生产厂商可以在高温、有易腐蚀的化学成分的生产环境中使用条码系统,有效的提高生产效率,控制生产流程。
目前,尽管新型二维码问世已有十几年时间,但由于受到制作成本、扫描设备等因素制约,仍然是一个较新的事物。国外已经有越来越多的企业及科研机构开始研发新型二维码的应用。如果新型二维码能够进一步得到完善,将会逐步进入生产领域,对制造行业产生巨大影响。
李盛 陈美玲 陈浩/文
(作者单位:青岛市标准化研究院)
 
参考文献:
1.Megha S M, Chethana C 《Study of 3D Barcode with Steganography for Data Hiding》,2018
2.Rakesh Patel 《Difference Between 1D, 2D&3D Barcode》,2015
3.Jonathan Webb (BBS News)《3D barcodes target counterfeit drugs and devices》,2015

《中国自动识别技术》2020年第4期总第85期

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