Кодування інформації штриховими кодами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кодування інформації штриховими кодами

Каліновський Я.О., доктор технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник ІПРІНАН України; Гнатенко В.Д., магістр, Боярінова Ю.Є., кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, доцент кафедри СПСКС ФПМ «КПІ ім. Ігоря Сікорського»

Разом з розвитком інформаційних технологій досить великого розповсюдження набули технології кодування інформації. Серед великої кількості видів кодування та відображення даних одним з найрозповсюдженіших є штрихове кодування. Галузі використання штрихового кодування дуже різноманітні: від логістики до ідентифікації людини, від збереження інформації до створення посилання на відомі сайти. Технологія штрихового кодування базується на розпізнаванні інформації, закодованої у штрихах та проміжках визначених розмірів. Існує чимало способів збереження інформації у форматі штрихового кодування, кожен з яких використовується для вирішення певної специфічної задачі.

Через збільшення вагомої кодованої інформації основна низка існуючих способів або є надлишковими при їх використанні, або не підходить для рішення задачі з відображенням закодованої інформації в обмеженому просторі з великою щільністю даних. Для рішення проблеми запропоновано спосіб двовимірного штрихового кодування та спосіб зворотного кодування, для подальшого декодування даних.

Запропонований спосіб, задовольняючий усім критеріям, має досить просту специфікацію. Кожен символ закодований за допомогою унікальної комбінації смуг та пробілів, що складаються з чотирьох чорних і трьох білих смужок різної товщини. Ширина смужок знаходиться в діапазоні від 1 до 4 мінімальних одиниць товщини. Сума усіх довжин чорних і білих смужок повинна дорівнювати 13. При необхідності можна змінити кількість смуг, які кодують один символ, що дає змогу в подальшому розширити набір символів, які підтримує кодування.

Даний спосіб спроможний кодувати основні символи таблиці ASCII[1], а саме: починаючи з коду 32(Space) і закінчуючи символом з кодом 127(DEL). В залежності від кількості символів, висота штрихового коду може знаходитись в діапазоні від 1 до 50 строк, що дає змогу закодувати близько 850 символів. Якщо виникне потреба для збільшення кількості символів, можна прибрати штучну заборону на використання більше 50 строк кодування, тоді алгоритм теоретично може зберегти дані об'ємом до 2700 символів, але для зчитування та декодування штрихкоду потрібно буде більше обчислювальної потужності пристрою, що в результаті збільшить час на розпізнавання та обробку коду. Зазвичай використовується діапазон від 7 до 30 строк. На рис. 1 зображено штриховий код, в якому закодовано 290 символів. Він досить схожий на одновимірні штрих-коди, адже кодує символи за схожим чином, тому що дотримується стандарту GS1[2].

Сам код складається з таких зон:

1. Зона без даних або пуста зона. Використовується на початку та у кінці для більш простого розуміння про знаходження стартового та кінцевого символів;

2. Стартовий символ. Вказує на початок коду для полегшення зчитування;

3. Область додаткових даних до стовпчика. Зберігає дані для коректного зчитування строки;

4. Зона даних. Саме у цій зоні знаходяться закодовані дані;

5. Символ для перевірки коректності зчитування. В ньому зберігається сума усіх товщин чорних смуг в області даних;

6. Кінцевий символ. Вказує на кінець кодування штрихового коду.

Для декодування штрихового коду не потрібен спеціальній сканер, вистачить й звичайної камери смартфону. Для вхідних даних алгоритму достатньо лише фотографії, що дає змогу впровадження реалізації способу кодування на будь-якому сучасному смартфоні.

Саме декодування виконується в декілька етапів:

1. На вхід подається фотографія у будь-якому форматі (png, bmp, jpg тощо);

2. Зображення перебудовується у чорно-білий варіант та перетворюється на числовий масив даних, що були побудовані на основі яскравості кольорів пікселів, де значення 0 відповідає білому кольору, а значення 255 - чорному;

3. Відбувається перший етап сканування, а саме знаходження первинних координат штрихового коду, починаючи з середини зображення;

4. Якщо координати знайти не вдалось - проходимо по всьому зображенню в пошуках координат коду. Під час знаходження координат відбувається перехід до наступного пункту і закінчення пошуку;

5. Якщо координати знайшлись - відбувається перехід до верхньої частини штрихового коду і почергове сканування кожної строки. Після вдалого сканування строки відбувається перевірка інформації на відповідність за допомогою даних, що зберігаються в зонах 3 та 5, зображених на рис. 1. Якщо дані були пошкодженні, то сканування переходить до наступного ряду пікселів;

6. Уся оброблена інформація перевіряється і, якщо жоден з рядків не був пропущений під час сканування, повертається текстовий результат.

Штрихове кодування стало невід'ємною частиною нашого сучасного життя. Чимало речей так чи інакше пов'язані з використанням штрих-кодів і з кожним днем їх стає ще більше.

Представлені способи кодування та декодування штрихового коду дозволяють кодувати інформацію для відображення в умовах малої площі розміщення з великою щільністю даних з метою подальшої можливості швидкого декодування. Дане рішення зменшило швидкість як кодування інформації, так і декодування, в порівнянні зі схожим за будовою PFD417[3]. Декодування PFD417 займає 206мс, а у запропонованого способу - 141мс. Тобто, в 1.4 рази швидше.

штриховий кодування інформація

Список використаних джерел

1. ISO-IR-006: ASCII Graphic character set

2. GS1-128 standard

3. PDF417 standard

Размещено на Allbest.ru