二维码 PDF417

PDF417二维条码

每一个PDF417码是由3~90横列堆叠而成，而为了扫瞄方便，其四周皆有静空区，静空区分为水平静空区与垂直静空区，至少应为0.020寸

其中每一层都包括下列五个部份：

起始码。
　
左标区：在起始码後面，为一指示符号字元。
　
资料区：可容纳1~30个资料字元。
　
右标区:在资料区的後面，为一指示符号字元。
　
结束码：在横列之最右边。

除了起始码和结束码外，左标区、资料区和右标区的组成字元皆可称为字码(Codeword)，每一个字码由17个模组(Modules)所构成，每一个字码又可分成4线条(或黑线)及4空白(或白线)，每个线条至多不能超过6个模组宽。每个417码因资料大小不同，其行数及每行的资料模组数与字码数都可以从1至30不等。字码的组成如图所示。

PDF417二维条码的尺寸

因为符号的组合较有弹性，每一个PDF417二维条码可因应不同的实体设备印成不同的长宽比例与密度，以适应印刷条件及扫瞄条件的要求。其中每个模组宽X是PDF417码中最重要的尺寸之一，X值的最小限制为0.0075英寸(约0.191mm)，在同一个条码符号中，X的值是固定不变的。

PDF417的最小高度与长度可由下列算式算出：　

W＝(17C＋69)X＋2Q

H＝ R×Y＋2Q　

其中：

W= 条码宽度，H=条码高度，X=条码模组宽，Y=层数

C=每层符号字元的总数(含左右标区)，R=层高，Q=静空区大小

编码原理

　计算机编码过程就是将可读信息转换成用于绘制条码的码字，然后加上必要的附加信息。其流程为：运用编码算法将有用信息转换成PDF417码字，再通过数据库查询把码字转换成对应的条空相间的符号字符，最后在计算机上将那些层层相叠的条空绘出，即二维条形码图像。

符号字符簇及计算
　　417条码有三个互不相交的符号字符簇，每个簇都有928个不同的组合的符号字符对应着不同的码字。相邻的行用不同的簇的符号字符。这样，即使不同分隔条译码器也能分辨出扫描是否通过行之间的边界。417条码使用的簇号只有三个，即第0簇，第3簇，第6簇。

每行只使用同一簇中的符号字符。同一簇每三行重复一次。第一行使用第0簇的符号字符，第二行使用第3簇的符号字符，第三行使用第6簇的符号字符，第四行又重复使用第一行的内容，余此类推。行号由上至下递增，最上一行为第一行。

对于一个特定的符号字符，其簇号由下式确定：簇号=(b₁-b₂+b₃-b₄+9)mod9例如对图中的符号字符，其簇号=(5-1+1-2+9)mod9=3

对于每一个特定的行使用的符号字符的簇号由下式确定：簇号=［(行号-1)mod3］×3

左右行指示符号的值确定
　　每行有行左指示并以行右指示为结束，指示的字符值依赖于特殊的行号，总行数为3～90行，总列数为1～30列，行的指示值如下：

　　这里x_i=INT［(行号-1)/3］　i=1,2……90
　　　　y=INT(行数-1)/3
　　　　z=(错误纠正级别)*3+(行数-1)mod3
　　　　v=数据区中的列数减1
　　　　ci=第i行的簇号

二维码PDF417 的编码

PDF417的编码分为数据码字编码、错误纠正码字编码、前后行指示符编码3个部分。

有3种数据压缩模式：文本压缩模式（TC）、字节压缩模式（BC）、数字压缩模式（NC）。

通过应用模式锁定和转移码字，可用三种压缩模式中的一种来编码，对三个符号簇中的任何一个序列，每个符号都赋予0～928中的一个值，表示如下：

值	用途
0～899	目前的压缩方式和GLI解释的编码数据
900	锁住TC模式
901	锁住BC模式(编码的字节数不是6的倍数)
902	锁住NC模式
913	把下一个码字切入BC模式
922，923，928	用于MacroPDF 417
921	读出设备初始化
903～912和914～920	预留将来用

模式锁定码字是用于由一种模式转换到另一种模式时，它在下次模式更换之前一直有效。

模式转移只对转换后的第一个码字有效。

PDF4170 簇

1　文本压缩模式
　　在文本压缩模式中有四种子模式即大写字母型模式；小写字母型模式；混合型模式；标点型模式。这四种子模式中定义了30个字符值为0～29。两个文本字符可编码成一个417字符，每个417符号值等于［(30×H)+L］，其中H是第一个文本字符，L是第二个文本字符。

例如字符串“Bc:401”可以编码为字符序列B,ll,c,:,ml,4,0,1

查表找出对应值（1,27,2,28,14,4,0,1）

2个一组分为（1,27），（2,28），（14,4），（0,1）

符号字符的字码为（1*30+27），（2*30+28），（14*30+4），（0*30+1）

（57），（88），（424），（1）

然后用符号字符表示

2　字节压缩模式
　　利用字节压缩模式可以把一系列的字节压缩成417的码字。这里主要利用了基数256到基数900的转换。如果压缩的字节数是6的倍数，则根据模式锁定在924来处理编码数据，按照从左到右的顺序，通过基数256到基数900的转换，6个字节被编译成5个码字。如果压缩的字节数不是6的倍数，则码字前导字节是901，对于被6整除多剩余的字节，每个字节对应一个码字，然后逐字节用码字表示。

如6个字节A1,A2,A3,A4,A5,A6转换为5个码字S1，S2，S3，S4，S5

A1 *256^5 + A2 * 256^4 + A3 * 256^3 + A4 * 256^2 + A5 * 256^1 + A6 *256^0 =

S1 *900^4 + S2 * 900^3 + S3 * 900^2 + S4 * 900^1 + S5 * 900^0

A1,A2,A3,A4,A5,A6, S1，S2，S3，S4，S5全部以10进制带入。

123456

1 *256^5 + 2 * 256^4 + 3 * 256^3 + 4 * 256^2 + 5 * 256^1 + 6 * 256^0 =

1* 900^4 + 620* 900^3 + 89* 900^2 + 74* 900^1 + 864* 900^0

查表确定符号字符
3　数字压缩模式
　　利用基数10至基数900的转换，数字压缩模式能够把3个十进制的数压缩成一个417的字符，十位数字序列用下面的代数编码：

1.将数字分成44位为一组，最后一组可以小于44位；

2.对每组，在前面数字加入“1”，然后进行10至900的基数转换。

例：“1000213298174002”，由于是15位，小于44位，只能成为一组，在前面导入1，实行10至900的转换。
　　1000213298174002=1×900⁵+624×900⁴+434×900³+632×900²+282×900+202，所以417条码的编码序列是(1，624，434，634，282，202)

查表确定符号字符

417条码符号的型号是矩形，当码字的总数不能正好填充一个矩形时，用码字900作为虚拟码字填充，必须放在错误纠正码字前。

PDF417二维条码的错误纠正能力

PDF417二维条码的一个重要特性是其自动纠正错误的能力较高，不过PDF417的错误纠正能力与每个条码可存放的资料量有关，PDF417码将错误复原分为9个等级，其值从0到8，级数愈高，错误纠正能力愈强，但可存放资料量就愈少，一般建议编入至少10%的检查字码。资料存放量与错误纠正等级的关系如表1所示。表2则建议不同的字数所适用的错误纠正等级。

最大储存量（错误纠正等级为0）为每个符号表示1850个大小写字母或2710个数字或1108个字节

表1可存放资料量与错误纠正等级对照表

错误纠正等级	纠正码数	可存资料量(位元)
自动设定	64	1024
0	2	1108
1	4	1106
2	8	1101
3	16	1092
4	32	1072
5	64	1024
6	128	957
7	256	804
8	512	496

表2PDF417的建议错误纠正等级

资料字码数	错误纠正等级
1~40	2
40~160	3
161~320	4
321~863	5

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