GBT27766-2011二维条码网格矩阵码国家标准规范.pdf
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1、I C S3 5 0 4 0L7 1a 雷中华人民共和国国家标准G B T2 7 7 6 6-2 01 12 0 11-1 2-3 0 发布二维条码网格矩阵码T w o-d i m e n s i o n a lb a r c o d e-G r i dm a t r i xc o d e2 0 1 2-0 5-0 1 实施宰瞀鹃紫瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会口1”G B T2 7 7 6 6-2 01 1目次前言I引言1 范围12 规范性引用文件13 术语、定义、缩略语和约定l4 符号描述25 符号结构46 符号生成67 符号印制2 18 符号质量2 29 译码过程2 31 0 数
2、据传输2 4附录A(规范性附录)码字分块参数C 语言源代码2 6附录B(资料性附录)位流长度的优化3 0附录C(资料性附录)G M 码印制的用户导则4 0附录D(规范性附录)纠错生成多项式4 3附录E(资料性附录)参考译码算法5 0参考文献5 9标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COM刖罱本标准按照G B T1 1 2 0 0 9 给出的规则起草。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国物品编码标准化技术委员会(S A C T C2 8 7)归口。本标准起草单位:武汉矽感科技有限公司、中国电子技术标准化研究所。本标准主要起草人:张伟、张也平、
3、刘波、张得煜、樊旭川。G B T2 7 7 6 6-2 0 1 1标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COMG B T2 7 7 6 6-2 0 11引言本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及第5 章、第6 章、第9 章、第1 0 章相关的专利的使用。本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。该专利持有人已向本文件的发布机构保证,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下,就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可通过以下联系方式获得:专利所有人:武汉矽感科技有限公司地址:武汉市东西湖区
4、吴家山经济开发区金一路武汉矽感光电产业园邮政编码:4 3 0 0 4 0网址:h t t p:w w w s y s c a n t e c h c r l联系人:何柳青联系电话:0 2 7 6 1 6 7 5 5 8 9传真:0 2 7-6 1 6 7 5 5 9 2E-m a i l:h e l q s y s c a n g r o u p t o m请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COM1 范围二维条码网格矩阵码G B T2 7 7 6 6-2 0 11
5、本标准规定了网格矩阵码的符号结构、信息编译码方法、纠错编译码方法、信息排布方法、参考译码算法以及符号质量要求等技术内容。本标准适用于网格矩阵码的生成与识读。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。G B T1 9 8 8 信息技术信息交换用七位编码字符集G B T1 2 9 0 5条码术语G B1 8 0 3 0 信息技术中文编码字符集G B T2 3 7 0 4 信息技术自动识别与数据采集技术二维条码符号印制质量的检验I S O I E C1 5 4 2 4
6、信息技术自动识别与数据采集技术数据载体标识符A I M 国际技术规范扩展解释:第1 部分:识别方案与协议(简称“A I ME C I 规范”)3 术语、定义、缩略语和约定3 1 术语和定义G B T1 2 9 0 5 中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3 1 1纠错块e r r o rc o r r e c t i o nc o d e w o r db l o c k对码字分组后用于纠错的一组码字。3 1 2边框f r a m e宏模块的最外2 0 个单元模块,这些单元模块同为深色(低反射率)或同为浅色(高反射率)。3 1 3层l a y e r环绕中心宏模块的宏模块圈。3 1 4层标
7、识号l a y e rI Dn u m b e r赋予宏模块左上角的两个单元模块的值,该值根据纠错等级以及宏模块所在的层号确定,可用于指明G M 码的方向。3 1 5宏模块m a c r o m o d u l eG M 码的子结构,由8 6 个单元模块组成。】标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COMG B T2 7 7 6 6-2 01 13,1 6单元模块m o d u l e组成G M 码的基本单元,每个单元模块表示一个二进制位。3 1 7填充位p a d d i n gb i t用于填充数据位流最后一个码字后面容量的无含义位,其值为0。3 1 8填
8、充码宇p a d d i n gc o d e w o r d当数据码字和纠错码字不能填满G M 码的容量时,用于填充G M 码的剩余容量的码字。填充码字不表示有效数据,但参与R e e d-S o l o m o n 纠错运算。3 1 9版本v e r s i o n用于表示G M 码规格的序列号。3 1 1 0功能码f u n c t i o nc o d e用于指示属于特定应用或特定功能的G M 码符号的代码。3 1 1 1纠错等级e r r o rc o r r e c t i o nl e v e l指明G M 码中纠错码字所占比例的参数。3 2 缩略语下列缩略语适用于本文件:A B
9、 s 绝对值(A b s o l u t eV a l u e)D I V 整除运算(D i v i s i o n)E C I 扩展解释(E x t e n d e dC h a n n e lI n t e r p r e t a t i o n)F N C 功能码(F u n c t i o nC o d e)G F 伽罗瓦有限域(G a l o i sF i e l d)G M 码网格矩阵码(G r i dM a t r i xC o d e)M O 卜模运算,求整除后的余数(M o d u l u s)3 3 约定下列表示适用于本文件:()一表示括号中的内容使用二进制表示()。表示括
10、号中的内容使用十六进制表示L zJ 表示不超过z 的最大整数r z l 表示不小于z 的最小整数4 符号描述4 1 基本特征4 1 1 可编码信息G M 码可编码以下信息2标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COMa)数字字符(数字o 9,G B T1 9 8 8 中值4 8 至5 7);b)大写字母(字母A z,G B T1 9 8 8 中值6 5 至9 0);c)小写字母(字母a z,G B T1 9 8 8 中值9 7 至1 2 2)d)汉字字符(G B1 8 0 3 0);e)8 位字节型数据。4 1 2 数据表示法深色单元模块表示二进制“1,浅色单
11、元模块表示二进制“0”。4 1 3 符号规格G B T2 7 7 6 6-2 0 11G M 码的规格为3 3 宏模块到2 7 2 7 宏模块,对应予版本1 到版本1 3,每一版本C-M 码比前一版本每边增加2 个宏模块,见表l。表1 各版本G M 码的结构单元模块效层数总码字数版本宏模块数(不包括空白区)(不包括中心宏模块)(数据+纠错码字)13 31 8 1 811 825 53 0 X3 025 037 74 2 4 239 849 95 4 x5 441 6 251 1 1 16 6 6 652 4 261 3 1 37 8 7 863 3 871 5 X 1 59 0 x9 074
12、5 081 7 X 1 71 0 2 1 0 285 7 891 9 1 91 1 4 1 1 497 2 2i o2 1 2 11 2 6 1 2 6l O8 8 21 12 3 2 31 3 8 x 1 3 81 11 0 5 81 22 5 2 51 5 0 1 5 01 21 2 5 01 32 7 Z 71 6 2 1 6 21 31 4 5 84 1 4 符号容量使用最低纠错等级的最大版本G M 码(纠错1 级版本1 3)的容量如下:a)27 5 1 个数字,b)18 3 6 个大写字母;c)18 3 6 个小写字母;d)15 2 9 个数字字母混合字符;e)7 0 5 个G B1
13、 8 0 3 0 双字节1 区或双字节2 区内的字符,或5 7 1 个G B1 8 0 3 0 双字节字符,或2 8 5个G B1 8 0 3 0 四字节字符;f)11 4 3 个字节。3标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COMG B T2 7 7 6 6-2 01 14 1 5 纠错等级版本1 的G M 码有2 级到5 级纠错,版本2 到版本1 3 的G M 码有I 级到5 级纠错,每级中纠错码字数占总码字数的比例为:a)1 级;1 0(不适用于版本1);b)2 级:2 0;c)3 级:3 0;d)4 级:4 0;e)5 级:5 0。纠错码字的个数为总码
14、字个数的上述百分比(向下舍人),见附录A。4 2 附加特征4 2 1 结构链接允许用不多于1 6 个的G M 码在逻辑上连续地表示数据文件。在多顺序扫描状态下应保持原始顺序与数据正确连接。4 2 2 支持E C I 协议E C I 协议(见“A I M E C I 规范”)使G M 码可以表示缺省字符集以外的字符(如阿拉伯字符、古斯拉夫字符、希腊字符等),及其他数据解释(如用一定的压缩方式表示的数据),或者具体应用的编码要求。5 符号结构5 1 概述G M 码由深色边宏模块和浅色边宏模块交错排列而成的正方形宏模块矩阵组成,矩阵每边为奇数个宏模块,且G M 码的中心与四个角上均为深色边宏模块,G
15、 M 码的四周为空白区,见图1。一空自区图1G M 码结构圈版本2 纠错5 级的G M 码示意图见图2。层标识号第2 码字第1 码宇老模块边框标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COM52 宏模块结构图2 版本2 纠错5 级的G M 码示意图宏模块的内部结构见图3,包括边框、两个7 位的码字和层标识号。每个宏模块由6 6 个单元模块无缝排列而成,深色边宏模块的最外一吲单元模块全都是深色,浅色边宏模块的最外一圈单元模块全部是浅色。宏模块的最外一圈单元模块不表示数据用于识别与定位。在2 0 个边框单元模块内部总共有1 6 个单元模块:b。,b b 舢每个单元模块
16、表示i 位二进制数,深色对应“1”,浅色对应“0”。b。和b。单元模块用来表示层标识号,b。为高位。b。到b。表示第1 个码字b”到br 表示第2 个码字,bz:和b。分别是码字的最高位。3)镕e m 掇#b)*自m i#堍图3 宏模块结构图3 中两个宏模块的数据均为(2 D)w“和(4 A)”c x。图中第1 个码字b s b。为(0 1 0 1 i 0 1)即(2 D)第2 个码字b l3 b:为(i 0 0 1 0 1 0)即(4 A)层标识号b b。为(1 0)蝌,即(2)嘲,53 宏模块的分层G M 码由边长为奇数个宏模块的方阵组成。见图4,方阵中心的宏模块称为中心宏模块,中心宏模块
17、(第0 层)周围的8 个宏模块为第1 层宏模块,第1 层宏模块外侧的1 6 个宏模块为第2 层宏模块,直至最外层宏模块。圈4 宏模块的分屡宏模块的层数(不包括中心宏模块)等于G M 码的版本(见表1)标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COMG B T2 7 7 6 6-2 054 层标识号每个宏模块都有一个层标识号,层标识号的取值为0 3。同一层宏模块的层标识号相同。宏模块的层标识号由G M 码的纠错等级和该宏模块所在的层号共同央定。表2 是不同纠错等级的G M 码各层宏模块的层标识号。表2 层标识号分布纠错等级十o55 填充码字当数据码字和纠错码字不能正
18、好填满G M 码的容量时,在数据码宇后加 填充玛宇。当宏模块的第1 码宇(bs 到b。)是填充码宇时,应填充(0 0 0 0 0 0 0)州;当第2 码字(b,。到b t)是填充码宇,并且是码字流中的第1 个填充码字时t 应填充(0 0 0 0 0 0 0)否则应填充(1 1 1 1 1 1 0)洲t 见图5。a)填A A e m 女#b)填R E 4#块图5 填充的宏模块56 空白医空白区为环绕在G M 码四周的不小于6 个单元模块宽的区域,其反射率应与浅色单元模块相同6 符号生成61 生成过程G M 码的生成过程包括以下六个步骤:a)数据分析:分析输入的数据,确定数据的数据编码模式。对不同
19、的数据类型G M 码采用不同的数据编码模式进行编码,见63。每种模式有各自的编码规则。b)数据编码:将输人数据按照其编码模式对应的编码规则转换为位流。当需要进行模式切换时,6标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COMG B T2 7 7 6 6-2 0 11在新模式数据编码前输出模式转换码。将编码产生的位流按每7 位对应一个码字的方式转换为数据码字流,最后一个码字不足7 位时用。填充。c)计算G M 码版本:用户应选取可接受的最小纠错等级,根据表1 可得到能容纳数据码字和纠错码字的G M 码版本。若用户未选取纠错等级,使用推荐的纠错等级(见6 6 2)计算G
20、 M 码版本。根据该G M 码版本,采用可以容纳给定数据的最高纠错等级,并在码字流的最后添加需要的填充码字。d)纠错编码:若数据码字和纠错码字总数大于1 2 7,应将数据码字进行分块(见6 6 3)。对每块码字分别生成纠错码宇,并将纠错码字添加到该块数据码字的后面。e)在矩阵中布置网格图形:根据G M 码的版本和纠错等级,将每个宏模块的边框以及层标识号排列到矩阵中。f)排列数据码字和纠错码字:若码字被分块,则对各块码字进行交错排列后得到一个单一的码字流。将码字流按顺序排列到矩阵中,完成编码。6 2 数据分析对输人数据进行类型分析,按类型划分成多个段,使编码得到的位流尽量短。位流长度优化的一种方
21、法参见附录B。6 3 模式指示6 3 1 模式分类G M 码的编码模式分数据编码模式、E C I 模式和功能码模式三类,各种模式由确定的模式指示符指示。表3 列出了所有的模式指示符。表3 模式指示符模式分类模式名称模式指示符说明汉字模式(o 0 0 1)耻q每个字符用1 3 位二进制进行编码。见6 4 1数字模式(0 0 1 0)每3 个字符用1 0 位二进制进行编码。见6 4 2小写字母模式(O O l l)邮q每个字符用5 位二进制进行编码。见6 4 3数据编码模式大写字母模式(0 1 0 0)每个字符用5 位二进制进行编码。见6 4 4数字字母混合模式(0 1 0 1)m每个字符用6 位
22、二进制进行编码。见6 4 5控制字符模式1每个字符用6 位二进制进行编码。见6 4 6字节模式(0 1 1 1)每个字符用8 位=进制进行编码。见6 4 7E C I 模式E C I(1 1 0 0)B 肿见6 4 8(1 0 0 0)功能码l,G S l 应用标识。见6 4 9 1E N C l(1 0 1 1)功能码l,A I M 应用标识。见6 4 9 1功能码模式F N C 2(1 0 0 1)功能码2,结构链接功能。见6 4 9 2F N C 3(1 0 1 0)B 甜功能码3,识读设备初始化数据。见6 4 9 3只允许从小写字母模式、大写字母模式或数字字母混合模式进行切换(见6 4
23、 6 2 和6 5 1)。6 3 2 数据编码模式数据编码模式包括汉字模式、数字模式、小写字母模式、大写字母模式、数字字母混合模式、控制字7标准资料网 WWW.PV265.COM 标准资料网 WWW.PV265.COMG B T2 7 7 6 6-2 01 1符模式和字节模式,见表3。6 3 3E C I 模式E C I 模式只能出现在数据的开头或“模式结束”转换码(见6 5 1)之后。E C I 模式的模式指示符之后为E C I 任务号,编码方法见6 4 8。6 3 4 功能码模式功能码分F N C l、F N C 2 和F N C 3 三类,其中F N C l 包括两种模式指示符,分别对应
24、两种应用标识,见表3。功能码只能在G M 码的开头出现。一个G M 码使用功能码时,其模式指示符应出现在数据编码位流的前面。一个G M 码最多可以使用两个功能码。6 3 5 无效的模式指示符模式指示符(0 0 0 0)。、(O l l O)B m、(1 1 0 1)e n N、(1 1 1 0)B,N 和(1 1 1 1)B 表示无效。6 4 数据编码模式6 4 1 汉字模式6 4 1 1 编码字符可编码字符包括:a)G B1 8 0 3 0 双字节l 区及双字节2 区的字符(即第一字节值在(A 1)H H 至(A 9)。E)【或(B o)。至(F 7)n n 之间,且第二字节值在(A 0)n
25、 n 至(F F)。一之间的部分);b)“回车换行”(G B T1 9 8 8 中值1 3、1 0 的组合);c)数字对“o o”到“9 9”;d)8 位字节型数据。注:G B1 8 0 3 0 除双字节1 区及双字节2 区以外的字符不能用汉字模式编码,可用字节模式编码。6 4 1 2 编码规则汉字模式采用1 3 位二进制进行编码。当一个G B1 8 0 3 0 双字节字符第一字节值在(A 1)H 至(A 9)。之间,且第二字节值在(A o)H 至(F F)w n 之阊时,按式(1)计算该字符的1 3 位编码:N 一(C 1 一(A 1)H)(8 0)H D【+(C 2 一(A 0)H)(1)
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