GBT27767-2011二维条码紧密矩阵码国家标准规范.pdf

a 亘中华人民共和国国家标准G B T2 7 7 6 7 2 0112 0 11-1 2-3 0 发布二维条码紧密矩阵码T w o-d i m e n s i o n a lb a r c o d e-C o m p a c tm a t r i xc o d e2 0 1 2-0 5-0 1 实施宰瞀鹳鬻瓣警糌赞鐾发布中国国家标准化管理委员会仅1 0G B T2 7 7 6 7-2 0”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14 符号描述”35 符号结构46 符号生成67 符号印制2 28 符号质量2 29 译码过程2 3附录A(规范性附录)码字分块参数c 语言源代码2 4附录B(资料性附录)位流长度的优化2 6附录C(资料性附录)C M 码符号印制的用户导则“3 2附录D(规范性附录)纠错生成多项式3 3附录E(资料性附录)C M 码符号生成示例3 6附录F(规范性附录)C M 码专有指标的质量评级要求4 0附录G(资料性附录)参考译码算法4 4前言本标准按照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、刘波、张得煜、樊旭川。G B T2 7 7 6 7-2 01 1G B T2 7 7 6 7-2 01 1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 n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 c 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。I 范围二维条码紧密矩阵码G B T2 7 7 6 7-2 0”本标准规定了紧密矩阵码的符号结构、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。本标准适用于紧密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功能图形f u n c t i o np a t t e r n用于表示定位与识别特征的图形，包括开始图形、结束图形、数据段分隔图形和定位孔图形。3 1 2开始图形s t a r tp a“e r n用于表示符号开始的图形。3 1 3结束图形s t o pp a t t e r n用于表示符号结束的图形。3 1 4定位孔图形p o s i t i o n i n g-h o l ep a t t e r n用于表示C M 码列同步信息的图形。3 1 5数据段分隔图形d a t a-s e g m e n ts e p a r a t i n gp a t t e r n用于将编码区域进行分隔的图形。3 1 6掩模m a s k i n g为使符号中深色(低反射率)模块与浅色(高反射率)模块的分布均衡，并使符号编码区域中出现功1G B T2 7 7 6 7-2 0f 1能图形的可能性降为最低，用掩模图形与数据编码区域的图形进行异或处理。3 1 7版本v e r s i o n用于指示C M 码高度方向模块数的参数。3 1 8纠错等级e r r o rc o r r e c t i o nl e v e l指明C M 码中纠错码字所占比例的参数。3 1 9格式信息f o r m a ti n f o r m a t i o nC M 码符号相关的参数信息。C M 码的格式信息包括：数据段编号、数据段总数、纠错等级、掩模类型和码字交错标志。3 1 1 0格式信息区域f o r m a ti n f o r m a t i o n8 1-e a用于对格式信息及其纠错信息进行编码的区域，位于每个数据段开始的连续7 个码字区域。3 1 1 1数据编码区域d a t ae n c o d i n ga r e a用于对数据码字及其纠错信息进行编码的区域。3 1 1 2编码区域e n c o d i n ga r e a由格式信息区域和数据编码区域组成的区域。3 1 1 3数据段d a t a-s e g m e n t相邻的两个数据段分隔图形之间的编码区域。3 1 1 4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 1 5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 1 6填充码字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C M 码的容量时，用于填充C 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 1 7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C M 码符号的代码。3 2 缩路语下列缩略语适用于本文件：A B s 绝对值(A b s o l u t eV a l u e)C M 码紧密矩阵码(C o m p a c tM a t r i xC o d 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)2F 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)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()一表示括号中的内容使用十六进制表示4 符号描述4 1 基本特征4 1 1 可编码信息C M 码可编码以下信息：a)数字字符(数字o 9，G B T 1 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”，浅色单元模块表示二进制“0”。4 1 3 符号规格G B T2 7 7 6 7-2 0 11C M 码有3 2 个可选版本，每个版本可采用1 到3 2 个数据段，共有3 2 3 2 种规格，符号规格从3 9 X1 8 模块到1 0 9 3 4 8 3 模块(这里符号的开始图形和结束图形的宽度均以2 模块宽度计算，见5 3 和5 4)。符号每增加一个版本，高度方向增加1 5 个模块；符号每增加一个数据段，宽度方向增加3 4 个模块。4 1 4 符号容量使用最低纠错等级的最大版本、最多数据段的C M 码的容量如下：a)1 3 84 6 2 个数字；b)9 23 1 1 个大写字母；c)9 23 1 1 个小写字母；d)7 69 2 5 个数字字母混合字符；e)3 55 0 3 个G B1 8 0 3 0 双字节1 区或双字节2 区内的字符，或2 88 4 3 个G B1 8 0 3 0 双字节字符，或1 44 2 1 个G B1 8 0 3 0 四字节字符；f)5 76 8 6 个字节。4 1 5 纠错等级8 个纠错等级，每级中纠错码字占总码字的比例为：a)1 级：8；b)2 级：1 6；c)3 级：2 4；3d)4 级：3 2“；e)5 级：4 0 蹦；f)6 级：4 8“；g)7 级：5 6“；h)8 级：6 4 蹦。纠错码宇的个数为总码宇个数的上述百分比(向下台)。当C M 码的总码字数大于5 1 1 时，需要将码宇分割成多个纠错块，在每个纠错块内分别分配纠错码宇。码字的分块和纠错码字的分配方i 击见6 62 和附录A。42 附加特征*目$E n 目t*目m镕目m!自目固1 符号结构图C M 码被设计用于接触式扫描解码，扫描时应使扫描线平行于数据段分隔图形，从C M 码的一侧(开始罔形或结束图形)往另一侧进行扫描。52 版本和数据段C M 码有3 2 个可选版车(1 3 2)每个版本有3 2 个可选数据段(1 3 2)。规定图1 的水平方向为C M 码的宽度方向，竖直方向为C M 码的高度方向。C M 码高度方向的模块数为1 5 v+3 个，v 为C M码的版本；宽度方向的模块数为3 4 s+1+H+T，S 为C M 码的数据殷个数H 为开始图形的宽度，T 为结束图形的宽度，见53 和54。图2 为版本和数据段个数变化示意图。图2 符号的版本和数据段样图53 开始图形开始图形用于指示符号的开始，其宽度方向的模块数大于或等于2，较多的模块数能提高开始图形筏探测副的可能性。开始图形的高度方向由1 5 个深色模块和浅色模块按照3：2：1：1：1：2：2：3 的序列重复排列而成，重复的次数与版本数相等，最后以3 个深色模块结束。图3 为版本3 的C M 码的开始墨形顺时针旋转9 0。后的结构图。图3 符号的开始图形G B T2 7 7 6 7-2 0 115 4 结束图形结束图形用于指示符号的结束，其宽度方向的模块数大于或等于2，较多的模块数能提高结束图形被探测到的可能性。结束图形的高度方向由1 5 个深色模块和浅色模块按照3：1：2：3：2；2：1：1 的序列重复排列而成，重复的次数与版本数相等，最后以3 个深色模块结束。图4 为版本3 的C M 码的结束图形顺时针旋转9 0。后的结构图。图4 符号的结束围形5 5 数据段分隔图形数据段分隔图形宽度为一个模块，全部由深色模块组成，其作用是将编码区域分隔成多个数据段，见图1。5 6 定位孔图形定位孔图形包括上下两条齿孔状的图形。每条定位孔图形高度为3 个模块，上下两行由深色模块组成，中间一行由浅色模块和深色模块交替排列组成，见图1。5 7 数据段每个C M 码有1 个或者多个数据段，每个数据段由码字对应的图形无缝排列而成，这些码字包括数据码字、纠错码字以及格式信息码字。每个数据段的宽度固定为3 3 个模块，高度为1 5 y 一3 个模块，y 为符号版本。5 8 空白区空白区为环绕在符号四周的至少6 个模块宽的区域，其深浅应与浅色模块相同，见图1。6 符号生成6 1 生成过程C M 码的生成过程包括以下步骤：a)数据分析：分析输入的数据，确定数据的数据编码模式。对不同的数据类型，C M 码采用不同的数据编码模式进行编码，见6 3。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，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9 位对应一个码字的方式6G B T2 7 7 6 7,-2 0 1 l转换为数据码宇流，最后一个码字不足9 位时用。填充。c)纠错编码：将数据码字进行分块(见6 6 2)。对每块码字分别生成纠错码字，并将纠错码字添加到该块数据码字的后面。d)在矩阵中布置功能图形：将开始图形、结束图形、数据段分隔图形以及定位孔图形排列到矩阵中。e)排列数据码字和纠错码字：将数据码字和纠错码字的图形排列到矩阵中。f)格式信息：将格式信息及其纠错信息组装成码字填充到符号中。g)掩模：用4 种掩模类型依次对符号进行掩模处理，评估得到的4 种结果，选择最优的一种作为掩模结果。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法参见附录B。6 3 模式指示6 3 1 模式分类C 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l 列出了所有的模式指示符。袭1 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)B I N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)B 驸每3 个字符用1 0 位二进制进行编码。见6 4 z小写字母模式(0 0 1 1)B N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)B I N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)每个字符用6 位二进翩进行编码。见6 4 5控制字符模式每个字符用6 位二进制进行编码。见6 4 6字节模式(0 1 1 1)B 每个字符用8 位二进制进行编码。见6 4 7E C I 模式E C I(1 1 0 0)见6 4 8(】0 0 0)B w功能码1，O S l 应用标识。见6 4 9 1F N C l(1 0 1 1)功能码1，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 矾功能码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 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、控制字符模式和字节模式，见表1。G B T2 7 7 6 7-2 0116 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，分别对应两种应用标识，见表1。功能码只能在C M 码的开头出现。一个C 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c 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)、(0 1 1 0)B m、(1 1 0 1)、(1 1 1 0)B I N 和(1 1 1 1)m 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1 区及双字节2 区的字符(即第一字节值在(A 1)H“至(A 9)m 或(B o)H D【至(F 7)H 之间，且第二字节值在(A 0)H 至(F F)H 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 B l 8 0 3 0 双字节字符第一字节值在(A 1)H 至(A 9)m x 之间，且第二字节值在(A o)。E X 至(F F)“n 之间时，按式(1)计算该字符的1 3 位编码：N 一(C 1 一(A 1)H 疆)(6 0)H 既+(C 2 一(A 0)F r E x)(1)式中：N 字符的1 3 位编码；C l G B1 8 0 3 0 编码的第一字节值；C z G B1 8 0 3 0 编码的第二字节值。当一个G B1 8 0 3 0 双字节字符第一字节值在(B o)H E x 至(F 7)H E x 之间，且第二字节值在(A o)。“至(F F)t 一之间时，按式(2)计算该字符的1 3 位编码：N=(C l 一(B 0)H E】【+9)(6 0)H 既+(C 2 一(A 0)H 日【)(2)式中；N 字符的1 3 位编码；c 1 G B1 8 0 3 0 编码的第一字节值；C：G B1 8 0 3 0 编码的第二字节值。式(1)及式(2)定义了0 至7 7 7 5 之间的编码值，以下方式用于定义7 7 7 6 至8 1 9 1 的编码值：a)7 7 7 6 赋给“回车换行”符；8G B T2 7 7 6 7-2 0 1 1b)7 7 7 7 至8 0 3 2 赋给8 位字节数据(o 至2 5 5)，用于编码混在汉字信息中的非汉字数据，减小个别非汉字模式的数据嵌在一段汉字中导致的模式转换开销；c)8 0 3 3 至8 1 3 2 赋给数字对“0 0”到“9 9”；d)8 1 6 0 至8 1 6 5 用于实现模式的转换，见6 5 1；e)编码值8 1 3 3 至8 1 5 9 及编码值8 1 6 6 至8 1 9 1 是无效的。两个编码示例见表2。一表2 汉字编码示例步骤说明例1倒21输入字符￥多ZG B l 8 0 3 0 编码(A 3 A 4)眦x(B 6 E 0)H“(A 3)H 疆一(A 1)H 既)(6 0)H 蹦(B 6)H 目一(B 0)H+9)X(6 0)H 既3代人公式(1)或公式(2)+(A 4)H 既一(A O)H 践)+(E O)H 珏一(A O)H 麟)4计算结果(C 4)H E x(3 E 0)H 麒5转化为1 3 位二进制值0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 00 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 06 4 2 数字模式6 4 2 1 编码字符可编码字符包括：a)数字0 至9(G B T 1 9 8 8 值4 8 5 7)；b)“空格”(G B T1 9 8 8 值3 2)；c)“+”(G B T1 9 8 8 值4 3)；d)“一”(G B T1 9 8 8 值4 5)；e)“”(G B T1 9 8 8 值4 6)；f)“，”(G B T1 9 8 8 值4 4)；g)“回车换行”(G B T1 9 8 8 值1 3、1 0 的组合)。6 4 2 2 编码规则以连续的三个数字为一组将数据分组，每3 个数字采用1 0 位二进制进行编码。遇到非数字字符则将该字符包含到分组中，每组中最多只能有一个非数字字符，多余的非数字字符不能用数字模式编码。末尾一组不够三个数字用0 填充。在输出第一组数字的编码前先输出2 位计数器，记录最后一个分组填充的数字个数，译码时根据该计数器丢弃填充数字：a)“O O”表示没有填充数字；b)“0 1”表示有1 个填充数字；c)“1 0”表示有2 个填充数字；d)“1 1”为无效编码。编码只有数字字符的组时，按式(3)计算该组的1 0 位编码：N 一1 0 0 D I+1 0 D z+D 3式中：N 数字组的1 0 位编码；D，数字组的第一个数字；G B T2 7 7 6 7 2 01 1D z 数字组的第二个数字；D。数字组的第三个数字。当分组中包含非数字字符时，非数字字符出现在分组中的位置有三种情况，分别是(x 表示非数字字符)：第1 位置为x D，D 2D 3；第2 位置为D。x D：D。；第3 位置为D，D：x D。同一个非数字字符处在不同的位置有不同的编码，非数字字符在不同位置时的赋码见表3。裹3 非数字字符赋码表字符在分组中的位置编码(十进制数)】1 0 0 0“空格”(G B T1 9 8 8 中值3 2)21 0 0 131 0 0 211 0 0 3“+”(G B T1 9 8 8 中值4 3)21 0 0 431 0 0 511 0 0 6“一”(G B T1 9 8 8 中值4 5)21 0 0 731 0 0 811 0 0 9“”(G B T1 9 8 8 中值4 6)21 0 1 031 0 1 111 0 1 2“，”(G B T1 9 8 8 中值4 4)21 0 1 331 0 1 411 0 1 5“回车换行”(G B T1 9 8 8 中值1 3、21 0 1 61 0 的组合)31 0 1 7编码含有非数字字符的分组时，先输出非数字字符的1 0 位二进制编码，然后再按式(3)计算并输出3 个数字的1 0 位二进制编码。剩下的绵码值i 0 1 8 至1 0 2 3 用于实现模式的转换，见6 5 1。彖倒：输入数据：“1，2 3 4，5 6 7 8 9 9”分组：1，2 34，5 67 8 99 0 0编码十进制值：21 0 1 31 2 31 0 1 34 5 61 0 1 07 8 99 0 0转换为二进制：1 01 1 1 i i i 0 1 0 10 0 0 1 i 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 1 0 10 1 1 1 0 0 1 0 0 0l l l l l l 0 0 1 01 1 0 0 0 1 0 1 0 11 1 1 0 0 0 0 1 0 06 4 3 小写字母模式6 4 3 1 编码字符可编码字符2 7 个，包括2 6 个小写英文字母a z 以及“空格”(G B T1 9 8 8 中值3 2)。1 0G B T2 7 7 6 7-2 0 1 16 4 3 2 编码规则小写字母模式采用5 位二进制进行编码，按顺序从a 到z 最后“空格”递增编码，字母“a”的编码为(0 0 0 0 0)B n w。剩下的5 个编码值(1 1 0 1 1)至(1 1 1 1 1)用于实现模式的转换，见6 5 1。示例：输人数据：bar。空格”code 一编码十进制值：101 72 621 434转换为二进制：0 0 0 0 10 0 0 0 01 0 0 0 11 1 0 1 00 0 0 1 0 0 1 1 1 00 0 0 1 10 0 1 0 06 4 4 大写字母模式6 4 4 1 编码字符可编码字符2 7 个，包括2 6 个大写英文字母A z 以及“空格”(G B T1 9 8 8 中值3 2)。6 4 4 2 编码规则大写字母模式采用5 位二进制进行编码，按顺序从A 到z 最后“空格”递增编码，字母“A”的编码为(0 0 0 0 0)R,N。剩下的5 个编码值(1 1 0 1 1)m w 至(1 1 1 1 1)B I N 用于实现模式的转换，见6 5 1。示倒：输人数据：BAR“空格”CODE编码十进制值：101 72 621 434转换为二进制：0 0 0 0 10 0 0 0 01 0 0 0 11 1 0 1 00 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 10 0 1 0 06 4 5 数字字母混合模式6 4 5 1 编码字符可编码字符6 3 个，包括：a)数字0 至9(G B T1 9 8 8 中值4 8 5 7)；b)大写英文字母A z(G B T1 9 8 8 中值6 5 9 0)；c)小写英文字母a z(G B T1 9 8 8 中值9 7 1 2 2)；d)“空格”(G B T1 9 8 8 中值3 2)。6 4 5 2 编码规则数字字母混合模式采用6 位二进制进行编码，按顺序从数字、大写英文字母、小写英文字母最后“空格”递增编码，数字0 的编码为(0 0 0 0 0 0)e n N。剩下的1 个编码值(1 1 1 1 1 1)用于实现模式的转换，见6 5 1。示倒：输人数据：oAb“空格”编码十进制值：ol O3 76 2转换为二进制：o o o o o oO O l O l Ol O O l O l1 1 1 1 1 06 4 6 控制字符模式6 4 6 1 编码字符可编码字符6 4 个，包括除以下字符外的G B T1 9 8 8 字符：a)“空格”(G B T1 9 8 8 中值3 2)；1】G B T2 7 7 6 7-2 011b)数字字符(G B T1 9 8 8 中值4 8 至5 7)；c)大写英文字母(G B T1 9 8 8 中值6 5 至9 0)；d)小写英文字母(G B T1 9 8 8 中值9 7 至1 2 2)；e)D E L(G B T1 9 8 8 中值1 2 7)。6 4 6 2 编码规则控制字符模式采用8 位二进制进行编码，按字符的G B T1 9 8 8 中的值由小至大顺序编码，第一个字符编码为(0 0 0 0 0 0)砒N。该模式的数据长度固定为1，编码后自动切换回之前的数据模式。输人数据的第一个字符不能分类为该模式。控制字符编码见表4。表4 控制字符编码表字符编码字符编码字符编码字符绾码N U LOD I 正1 63 24 8S O H1D C l1 73 35 1E O T4D C 42 03 65 2E N Q5N A K2 1&3 75 3A C K6S Y N2 23 85 4B E L7E T B2 3(3 9t5 5B S8C A N2 4)4 05 6H T9B M2 54 15 7L F1 0S U B2 6L4 25 8v T1 1E S C2 74 35 0F F1 2F S2 84 46 0C R1 3G S2 94 56 1S O1 4R S3 04 6)6 2S I1 5U S3 14 76 36 4 7 字节模式字节模式采用8 位二进制数编码0 到2 5 5 的字节数据。设输入数据的长度为L 个字节，则先输出1 4 位二进制无符号数L 一1，用于记录字节数，随后直接输出字节数据本身。当输人数据的长度大于1 63 8 4 字节时，将输入数据分割成多个数据段，每段长度不超过1 63 8 4 字节，对每段数据分别编码。从第二段开始的每段数据都需要以模式转换码(0 1 1 1)N 和用1 4 位二进制无符号数编码的该段数据长度开始。126 4 8E C I 模式6 4 8 1E C I 编码G B T2 7 7 6 7 2 0 1 1将输入的数据转换为一个位流。以缺省的E C I 开始时，位流的开头为第一个数据类型的模式指示符，否则，其前面要有E C I 标头，后面为一个或多个不同模式的段。E C I 标头由E C I 模式指示符(I i 0 0)m w 和E C I 任务号组成。E C I 的任务号为0 0 0 0 0 0 8 1 1 7 9 9(十迸制)之间的6 位数。E C I 任务号的编码见表5。表5E C I 任务号的编码E C I 任务号任务号编码0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2 3O b b b b b b b b b b0 0 1 0 2 4 0 3 2 7 6 71 0 b b b b b b b b b b b b b b b0 3 2 7 6 8 8 1 1 7 9 91 1 b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b注b b 是E C I 任务号的二进制值。E C I 模式指示符只能在数据的开头或“模式结束”转换码(见6 5 1)之后出现。输人的E C I 数据需要编码系统作为一系列8 位字节的值进行处理，可以采用汉字、数字、小写字母、大写字母、数字字母混合、控制字符、字节等一种或几种模式进行最高效的编码，而不必考虑其实际意义。例如，值为3 0 n n 到3 9“的数据序列可以当作一个数字序列，用数字摸式进行编码，即使实际上它并不表示数字数据。示倒：E C I 编码表示：E C I 任务号：4 0 0 1 2 3待编码数据的字节值：(3 1)(3 2)H 既，(3 3)啦x，(3 4)H D【，(3 5)H 既，(3 6)(3 7)(3 8)H (3 9)鼢编码位流：a)E C I 模式指示符：1 1 0 0；b)E C I 任务号：1 10 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 c)数据模式指示符(数宇)：0 0 1 0；d)数据编码：0 00 0 0 1 1 1 1 0 1 10 1 1 1 0 0 1 0 0 01 1 0 0 0 1 0 1 0 1；e)最终的位流：1 1 0 01 10 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 10 0 1 00 00 0 0 1 1 1 1 0 1 10 1 1 1 0 0 1 0 0 01 1 0 0 0 1 0 1 0 1。6 4 8 2E C I 与结构链接E C I 可以在单个C M 码或C M 码结构链接符号的任意位置出现。引入的任一E C I 一直保持有效，直至数据结束或一个新的E C I 被引入，E C I 将跨结构链接中的两个或多个C M 码一直保持有效。6 4 9 功能码模式6 4 9 1F N C lF N C I 模式指示符应在C M 码的开头编码。结构链接模式同时被应用时，F N C l 的模式指示符只在结构链接的第一个符号出现，并且F N C l 的模式指示符在F N C 2 的模式指示符之前。F N C I 模式指示符(1 0 0 0)一用于标识按G S l 系统规则格式化信息的符号。F N c l 模式指示符(1 0 1 1)m。甩于标识按A I M 同意的特定行业或者特定应用规范格式化信息的符号。在第一数据字符位置的字符(a z，A z，或两位数字)用于指定特定的应用。13G B T2 7 7 6 7-2 0 1 16 4 9 2F N C 2F N C 2 功能码用于实现结构链接功能，输入的数据可用最多1 6 个C M 码链接起来。每个结构链结中的符号都是由一个4 字段(2 0 位)链接控制头开始的：a)第一字段是4 位的F N C 2 模式指示符(1 0 0 1)；b)第二字段是8 位的文件签名；c)第三字段用4 位数n 表示链接中的C M 码总个数为H+1 d)第四字段用4 位数m 表示当前C M 码在结构链接中的序号。m 应小于或等于n，否则该c M 码是无效的。文件签名是用某种签名算法对输入的整体数据产生的签名，同一个结构链接中的所有符号的文件签名应相同，防止不同结构链接之间的符号互相串扰。F N C 2 应是符号中的最后一个功能码，F N C 2 链接控制头之后应是数据模式指示符或E C I 模式指示符。在传输结构链接的符号数据之前，结构链接中的所有符号应全部被解码成功并且将数据还原为正确的顺序。6 4 9 3F N C 3F N C 3 功能码用于实现将符号编码的内容用作识读设备的初始化参数。F N C 3 的模式指示符(1 0 1 0)e m 应出现在数据编码位流之前。当F N C 3 和F N C Z 同时被应用时，F N C 3 的模式指示符应在F N C 2 的模式指示符之前，且只在结构链接的第一个符号出现。F N C 3 不能与F N C l 同时使用。6 5 混合模式编码6 5 1 编码模式转换数据编码时的模式转换是通过输出模式转换码来实现的，不是任何两个模式都可以转换的。表6列出了全部的模式转换码，括号中是模式转换码的二进制位数。表6 数据模式转换码下一编码模式当前编码模式数字字母控制字符模式结柬汉字数字小写字母大写字母字节混合(t O 换)81 6 081 6 181 6 281 6 381 6 481 6 5汉字(1 3 位)(1 3 位)(1 3 位)(1 3 位)(1 3 位)(1 3 位)10 1 810 1 910 2 0l0 2 1i0 2 2i0 2 3数字(I O 位)(1 0 位)(I O 位)(I O 位)(1 0 位)(1 0 位)2 72 82 93 01 2 41 2 51 2 6小写字母(5 位)(5 位)(5 位)(5 位)(7 位)(7 位)(7 位)2 72 82 93 01 2 41 2 51 2 6大写字母(5 位)(5 位)(5 位)(5 位)(7 位)(7 位)(7 位)10 0 810 0 91O l OIO l i10 1 2I0 1 4I0 1 5数字字母混合(I O 位)(1 0 位)(I O 位)(1 0 位)(1 0 位)(I O 位)(I O 位)0123457字节(4 位)(4 位)(4 位)(4 位)(4 位)(4 位)(4 位)洼；“+”号表示不允许的模式转换。小写字母、大写字母模式到数字字母混合、控制字符、字节模式的7 位转换码是5 位的“1 1 1 1 1”分别加上2 位的“O O”，。0 1”，。1 0”。G B T2 7 7 6 7-2 0 116 5 2 数据编码总流程数据编码流程如下：a)以编码产生的二进制位流最短为目标，将输人数据按类型划分成段。对输人数据的分段进行优化的方法参见附录B。b)对所有数据段按照下面的步骤逐段编码：1)存在功能码时，按表1 进行编码；2)当前数据段是第一段时，输出该段数据的模式指示符，见表1；3)按照当前数据模式的编码规则编码当前数据段；4)下一段数据编码前，首先输出当前模式到下一模式的模式转换码，见表6；5)需要编码E C I 时，首先输出模式转换码“模式结束”，见表6，然后编码E C I 模式指示符(1 1 0 0)及E C I 任务号(见表5)，之后是下一数据段的模式指示符，见表1；6)最后一个数据段完成后，输出模式转换码“模式结束”，见表6。c)需要填充位时，最后一个码字填充“0”。d)需要填充码字时，第一个填充码字应当取(0 0 0 0 0 0 0 0 0)。6 6 纠错编码6 6 1 纠错能力C M 码采用伽罗瓦有限域G F(2。)的R e e d-S o l o m o n 纠错算法生成纠错码字，有限域的本原多项式为z 9+一+1，码字的位长为9 位。纠错码字应添加在数据码字流后。C M 码有8 个用户可选纠错等级，对应的纠错码字容量见表7。表7 纠错码字容量纠错等级l2345el，JsIl 纠错码字占总码字百分比(向下舍人)8 1 6 2 4 3 2 4 0 删Is 6“l6 4 I最佳纠错等级的选择需要依据符号质量、识读设备精度以及应用的物理环境相关，在数据密度与可靠性之间做出权衡。附录c 2 给出了纠错等级选择的用户导则。纠错码字可以纠正两种类型的错误，拒读错误(错误码字的位置已知)和替代错误(错误码字的位置未知)。可纠正的替代错误数和拒读错误数与纠错码宇数和错误检测码字数之间的关系由式(4)给出。e+2 t=d 一口(4)式中：e 拒读错误数；f 替代错误数；d 纠错码字数；声错误检测码字数。在一般情况下，p 一0。当大部分纠错容量用于纠正拒读错误时，则检不出替代错误的概率增加；当拒读错误的总数大于纠错码字总数的一半时，声=3；当C M 码的纠错码字总数小于6 时，只允许纠正替代错误(e=o，户一1)。6 6 2 码字的分块与纠错码字的分配运用R e e d-S o l o m o n 纠错算法生成纠错码字时码字序列的长度受到所选用有限域的限制，C M 码采1 5G B T2 7 7 6 7-2 01 1用的是G F(29)有限域，码字序列的长度应小于5 1 2。当数据码字的个数加上纠错码字的个数大于5 1 1时需要将数据码字分割成多个纠错块，然后分别对每个纠错块运用纠错算法生成各自的纠错码字。设C M 码的总码字容