1.3. Виды штриховых кодов

Рассмотрим штриховые коды, получившие наиболее широкое распространение.

Код "2 из 5" - один из самых простых. Знаки кода, обозначающие цифры от 0 до 9, содержат пять штрихов, два из которых широкие, а три - узкие (рис. 1.9). Соотношение ширины широкого и узкого штриха составляет 2:1 или 3:1. В первом случае в знаке изображения 18, а во втором - 14 модулей. Пробелы между штрихами информации не несут, и, как правило, ширина пробела равна ширине узкого штриха. В двоичном представлении кода "2 из 5" узкий штрих идентичен двоичному 0, а широкий штрих-двоичной 1. Первые четыре штриха в коде "2 из 5" оцениваются взвешивающими факторами 1-2-4-7 в направлении слева направо. Пятый штрих изображения знака дополнительный для контроля по четности. Исключение составляет цифра 0, которая кодируется широкими штрихами в позициях с весовыми коэффициентами 4 и 7. Помимо цифр данный код имеет знаки СТАРТ и СТОП, в изображении которых используются всего три штриха, два из них - широкие.

Рис. 1.9. Шрифт кода "2 и 5"

Код "2 из 5" является дискретным (пробелы не несут информации), поэтому его печатание упрощается, и самопроверяющимся, т. е. одиночные ошибки обнаруживаются автоматически. Недостатком кода "2 из 5" является относительно низкая плотность штрихов и пробелов и отсутствие возможности кодирования алфавитной информации. Этот код за рубежом используется для сортировки и учета товаров и изделий на складах, нумерации авиабилетов и пр.

Код "Кодабар" - это дискретный, семиэлементный штриховой код, содержащий цифры 0...9, знаки "+", "-", ":", "/", ".", знак доллара и четыре знака СТАРТ/СТОП.

Знаки штрихового кода "Кодабар" ограничены слева и справа. Изображение знака состоит из четырех штрихов и трех пробелов (рис. 1.10). В двоичном представлении кода широкий штрих или широкий пробел между штрихами соответствует двоичной 1, а узкий штрих или узкий пробел-двоичному 0. Знаки "Кодабар" представляются семибитным двоичным кодом. Двенадцать основных знаков имеют четный паритет, а остальные-нечетный. В изображении первых два широких элемента (штрих и пробел). В специальных знаках три широких штриха, а в знаках СТАРТ/СТОП - два широких пробела и один широкий штрих.

Соотношение между широкими и узкими элементами изображения знака в коде "Кодабар" составляет 3:1 или 2:1. При этом длина изображения одного знака в первом случае равна 18, а во втором - 10 модулям. Длина изображения специальных символов и знаков СТАРТ/СТОП составляет соответственно 14 и 11 модулей.

Рис. 1.10. Шрифт кода "Кодабар"

Рис. 1.11. Шрифт кода 39

Наименование штрихового кода 39 связано со структурой изображения знаков "З из 9", где три элемента знака (два штриха и один пробел) из девяти являются широкими, а остальные шесть - узкими. В сущности код 39 представляет собой расширение кода "2 из 5" для обозначения букв алфавита и некоторых других символов помимо десяти цифр.

Каждый знак кода 39 представлен пятью штрихами и четырьмя пробелами (рис. 1.11). По сравнению с кодом "2 из 5" число вариантов изображения знака увеличивается в четыре раза и позволяет отобразить 40 различных знаков. Предусмотрены четыре дополнительных знака (доллара, "/", "+", "%"). Код 39 является дискретным, контролируемым. Длина изображения знака при соотношении широких и узких элементов 3:1-15, а при соотношении 2:1-12 модулей.

Достоинством этого кода является его очень высокая надежность, которая может быть увеличена добавлением в символ контрольного знака. Согласно некоторым исследованиям, проведенным за рубежом, ошибки считывания составляют не более одной на 3 млн. считанных символов. Этот код широко используется в больницах, библиотеках, государственных учреждениях, на производстве.

Штриховой код 93 занимает особое место среди систем штрихового кодирования. Он обеспечивает высокую плотность изображения символов и имеет тот же набор информационных знаков, что и код 39. В коде 93 отображаются 48 символов: знаки СТАРТ/СТОП, четыре контрольных знака и 43 знака из кода 39. После знака СТАРТ/СТОП в конце кодового слова добавляется штрих, чтобы обозначить завершающий пробел.

Код 93 является непрерывным и неконтролируемым кодом. Каждый его знак состоит из трех штрихов и трех промежутков. Ширина штрихов и промежутков может равняться 1, 2, 3 и 4 модулям. Имеет наивысшую плотность из всех алфавитно-цифровых кодов (9 модулей на каждый знак изображения).

Наименование штрихового кода 128 связано с возможностью кодирования 128 различных знаков. Код 128 принадлежит к той же группе, что и рассматриваемые далее коды EAN и UPC. Здесь штрих соответствует двоичной 1, а пробел-двоичному 0. В коде 128 первый элемент изображаемого знака представляется штрихом, а последний - пробелом.

Код 128 является непрерывным и неконтролируемым кодом. Знаки кода состоят из трех штрихов и трех пробелов, причем длина каждого знака равна 11 модулям. Штрихи и пробелы могут иметь длину, равную 1, 2, 3 и 4 модулям. Предусматривается кодирование 107 различных знаков (21 знак в резерве). Каждый знак кода 128 может иметь от одного до трех значений. Выбор одного из трех типов знаков СТАРТ/СТОП означает обращение при кодировании к одной из трех таблиц (А, В, С) соответствия знаков и их значений. Вариант таблицы С, например, устанавливает соответствие знаков кода 100 парам (от 00 до 99). Это позволяет удвоить плотность кода при нанесении цифровых данных.

Рис. 1.12. Структура кода EAN

Сходство кодов UPC и EAN заключается в том, что в них используется для кодирования один и тот же набор знаков: цифры от 0 до 9 и пять вспомогательных символов. Изображение знака содержит два штриха и два пробела. Длина знака, отображающего цифру, равна 7 модулям. Вспомогательные знаки имеют три типоразмера 3, 5 и 6 модулей. Для изображения цифр имеется четыре таблицы соответствия (А-D), поскольку в кодах используются знаки, ограниченные слева (рис. 1.13,а); знаки, ограниченные справа (рис. 1.13,6); знаки с четными и нечетными паритетами. В кодах UPC и EAN набор знаков используется по-разному, исходя из особенностей представления закодированной информации. Коды относятся к непрерывным, контролируемым.

Рис. 1.13. Наборы знаков кодов EAN и UPC

Особенностью этих кодов является то, что в них применяются кодовые слова фиксированной длины. Стандартом ФРГ определены структуры с длиной кодового слова, равной 4, 5, 6, 7, 8, 10, 18, 13 и 14 знакам. Кодовые слова, содержащие 4, 5, 6 и 7 знаков, изображаются соответствующим количеством ограниченных справа символов нечетного паритета и двумя знаками, ограничивающими кодовое слово с каждой стороны. Кодовые слова с длиной, равной 8, 10, 18, 13 и 14 символам, состоят из двух частей с одинаковым числом знаков в каждой. Для левой части кодового слова используются ограниченные справа информационные знаки нечетного паритета, а для правой - ограниченные слева информационные знаки четного паритета. Такие кодовые слова имеют ограничивающие знаки с каждой стороны и разделительные знаки после 4, 5, 6 и 7-го цифровых знаков. 30-символьное кодовое слово также состоит из двух частей с одинаковым числом знаков в каждой. В левой части слова - 6 ограниченных справа информационных знаков четного и нечетного паритетов, в правой части - 6 ограниченных слева информационных знаков четного паритета. Изображение кодового слова начинается и заканчивается знаками - ограничителями и разделено на две части знаком-разделителем (рис. 1.12). Обычно снизу штрихового кода печатается его цифровое значение для визуального контроля. Значение 13-й позиции кодового слова определяется последовательностью сочетаний знаков четного и нечетного паритетов, расположенных в левой части. Наибольшее распространение в торговле за рубежом получили 13-и 8-разрядные коды EAN.

Наибольший опыт использования штриховых кодов за рубежом и в определенной мере в СССР накоплен в производстве и торговле товарами народного потребления, где, как указывалось, наибольшее применение имеет код EAN, в ассоциацию которого входят уже более 30 стран, включая СССР.

Основным принципом кодирования EAN является наличие однозначного идентификационного кода, полученного согласно правилам кодирования EAN для каждого продукта (товара). Все физические параметры кода должны удовлетворять специальным стандартам EAN, с учетом которых создаются и используются соответствующие технические средства записи, считывания и обработки информации штриховых кодов.

В заключении этого раздела следует отметить, что здесь описаны далеко не все штриховые коды, что они постоянно совершенствуются и развиваются. Например, в Японии разработан Калра-код (Calra Code). Эта система Томиоки основана на изображении каждого цифрового символа в виде прямоугольника из четырех квадрантов (рис. 1.14) с разными весовыми коэффициентами (1-2-4-8). Этот код позволяет представлять цифровые наборы аналогично, например, десятичной системе, и таким образом кодировать 1*10ⁿ значений, где n-число кодируемых прямоугольников.

Рис. 1.14. Калра-код: а - распределение весовых коэффициентов; б - кодирование цифр от 0 до 9

В настоящее время имеются и многоцветные штриховые коды (рис. 1.15). Так, фирма NCR предложила трехцветный двоичный штриховой код, где взаимное расположение штрихов различного цвета определяет двоичные значения цифр. При обратном направлении считывания получается инвентированное значение код;

Естественно, считывающее устройство должно распознавать и декодировать эти три цвета и переход от штрихов одного цвета к другому.

Рис. 1.15. Цветной код NCR: а - алгоритм декодирования; б - представление числа 351 кодой NCR

Имеются и такие многоцветные коды, где количество различных воспринимаемых цветов определяет и количество символов какого-либо алфавита.