Стековий двовимірний 2D штрих-код Aztec Code, сканери та термінали ТЗД для його зчитування.

Aztec Code є універсальною символікою двомірного (2D) штрихового коду. Використовується для обліку товарів та основних засобів по штрих-коду сучасними терміналами збору даних та сканерами штрих-коду. Код являє собою квадрат, що містить матрицю квадратних елементів, в центрі якої розташовується «мішень» («bullseye»), складена з концентричних квадратів. Aztec дозволяє ефективно кодувати як малі, так і великі обсяги даних (цифри, текст чи байти) з використанням високоефективного методу Ріда-Соломона (Reed-Solomon) корекції помилок. Код Aztec розроблений фахівцями фірми Welch Allyn (Andy Longacre та Rob Hussey). 

Коротка історична довідка - коли народився штрих код Aztec code

Початкові ідеї, реалізовані кодом Aztec, зародилися у грудні 1994 року. Причиною їх появи послужила загальна незадоволеність конструкцією і характеристиками двомірних кодів, що існували тоді, що могло обмежити комерційний успіх візуально-зчитувальних пристроїв (image-based readers). У ході розробки декодуючого ПЗ для деяких матричних символік, у Welch Allyn виробили ясне уявлення про те, які особливості працюють добре (як покажчик «мішень»), і що втрачено (як легкість розпізнавання розміру).

У коді Aztec вирішили об'єднати «найкращі» особливості всіх двовимірних штрих-кодів - MaxiCode, Code One, Data Matrix, Dot Code, PDF417 і SuperCode - плюс деякі оригінальні ідеї (особливо щодо корекції помилок) в одну зручну і концептуально просту символіку. Перші досліди друку квадратної "мішені", оточеної "шарами даних", пов'язаними з ґратами "елементів прив'язки", розташованої по периметру квадрата, дали в результаті зображення, що асоціюється з мистецтвом Центральної Америки, що підказало ім'я "Aztec Code" для нової символіки. Робоча специфікація, програма друку та декодер були швидко розроблені, і у березні 1995 року графічне зображення коду Aztec вперше з'явилося у друкованих рекламних матеріалах.

Основні зміни в структурі коду та корекції помилок з'явилися у Версії 2.0 специфікації в червні 1995 року, але основна конструкція коду залишилася незмінною, витримавши процес налагодження пристроїв, що зчитують, пробні впровадження. Міжнародна специфікація Aztec Code опублікована AIM International у 1997 році.

Основні характеристики Aztec Code

Існують два основні формати символу Aztec Code: Compact (Компактний) символ з мішенню з двох квадратів і Full-Range (Повний) символ з мішенню з трьох квадратів. Оскільки принтери можуть автоматично вибирати, а сканери автоматично розпізнавати обидва формати, два формати разом утворюють послідовність із символів 33 різних розмірів, які можуть ефективно кодувати як малі, так і великі повідомлення. Загалом символи Aztec Code ...

1. можуть кодувати будь-яку байтову послідовність у ефективних компактних режимах для текстових та цифрових даних. Вони також можуть кодувати послідовності FNC1 для підтримки спеціальних промислових форматів даних та ECI для підтримки спеціальних режимів інтерпретації даних.

2. завжди квадратної форми, змінюючи розміри від 15x15 модулів до 151x151 модулів. Вільної зони навколо символу не потрібно взагалі.

3. може бути використаний у структурному об'єднанні, що з'єднує до 26 символів.

4. має спеціальний формат налаштування сканера (зручний для налаштування сканера за допомогою штрих-коду).

Вигляд символу Aztec Code дуже систематичний з чітко розмежованими функціями частин, що забезпечує простоту процедур кодування та декодування, в той же час його математична структура надзвичайно гнучка та надійна.

Структура символу Aztec Code

Структура повного символу Aztec Code – це три постійні елементи:

1. центральний покажчик «Мета»;

2. елементи орієнтації з кутів покажчика;

3. грати прив'язки, що пронизує область даних.

Два змінні елементи структури:

4. рядок короткого режиму, обернений навколо мішені;

5. від одного до 32 шарів даних товщиною в 2 модулі, що спіраллю розходяться від центру.

Компактний символ Aztec Code містить маленьку мішень без ґрат прив'язки і лише 4 шари даних

Рядок короткого режиму та шари даних закодовані із захистом від помилок за методом Ріда-Соломона. Рядок режиму - це рядок фіксованої довжини, який просто кодує два параметри, що несуть інформацію про шари даних, а саме (a) - скільки шарів даних містить цей символ і (b) - скільки слів міститься в повідомленні (залишок місця в області даних заповнюється контрольними словами). Таким чином, рівень корекції помилок в Aztec Code стає регульованим за вказівкою користувача, і в принципі шари даних можуть містити від 5% до 95% контрольних слів, але на практиці зазвичай недоцільно змінювати стандартне значення в 23% контрольних слів.

Шари даних, звичайно, містять послідовність кодових слів, які спершу кодують дані користувача, потім додають до них виявлення і корекцію помилок. Захист від помилок, крім того, що регулюється користувачем і використовує додаткові контрольні слова для заповнення, додатково посилена двома шляхами: по-перше, розмір кодового слова залежить від розміру символу, від 6 біт для найменших символів до 12 біт для найбільших, виключаючи необхідність полів, що чергуються. та забезпечуючи хорошу зернистість для всіх розмірів символів. По-друге, слова повідомлення, що займають зовнішні шари символу, підтримують чистову корекцію помилок у стертих кутах символу.

У готовому символі всі елементи структури перемішані (крім прицілу), але їх ролі стануть зрозумілі при розгляді типової послідовності декодування.

Декодування Aztec Code

Символ Aztec Code шукається на відсканованій картинці завдяки мішені, центр якої надійно ізольований від країв (подібно до острівця, розташованого в центрі озера, що знаходиться на острові в центрі великого озера і т.д.). Алгоритм пошуку робить топологію мішені дуже помітною, незалежно від орієнтації коду і кута сканування.

Як тільки виявлена область мішені, кожне кільце мішені простежується (a) для уточнення розташування центру, одночасно (b) знаходяться 4 кута. Напрями та відстані між сусідніми кутами далі використовуються для оцінки напрямку та масштабу основних осей символу. Залежно від кута сканування вони можуть перетинатися під непрямим кутом і мати різний масштаб.

Знову починаючи з центру, розташування модулів розраховуються до країв символу шар за шаром з уточненням позицій, зберігаючи їх відцентрованими щодо країв сусідніх позицій. Цей процес, званий «нарощуванням кристала», продовжується до досягнення першого шару даних, розташованого за мішенню, який буде змодельовано. Принагідно можливе виявлення чорно-білого зворотного переходу або компактний формат символу може бути виявлено та оброблено. p align="justify"> Далі, елементи орієнтації по кутах цього граничного шару дозволяють визначити перебором чотирьох можливих орієнтацій та їх дзеркальних відображень, напрями основних осей символу (яке "Північ", а де "Схід"). Далі, біти рядка режиму визначені, виконана корекція помилок, і розібрані для визначення розміру символу, що декодується, і довжини закодованого повідомлення.

Якщо шарів даних чотири або менше (включаючи всі Компактні символи), зона нарощування кристала продовжується назовні для досягнення меж поля даних. Для великих символів лінійна версія нарощування кристала використовується замість визначення центрів всіх модулів ґрат прив'язки аж до межі символу. Ці позиції потім інтерполуються для визначення розрахункових точок для всіх модульних даних. Кожна процедура дає бітову карту вмісту області даних, яка потім перетворюється зі спіралі на послідовність кодових слів.

Якщо будь-які кодові слова, що навіть містять одиночні модулі, випадають із відсканованої картинки, або з'являються неправильні кодові слова, що вимагають «підчистки», використовується добре відомий алгоритм корекції помилок Berlekamp-Massey-Chien-Forney. Якщо процедуру корекції помилок успішно завершено, сканер подає сигнал і закодоване повідомлення реконструйовано з послідовності кодових слів.

Основні особливості Aztec Code

В результаті представленого розгляду технології стають зрозумілими деякі особливості Aztec Code:

1. Листкова природа полів даних забезпечує цілісність символів 33 різних розмірів та інформаційної ємності.

2. Покажчик у вигляді мішені забезпечує зчитування при великій зміні кута сканування.

3. Елементи орієнтації дають можливість зчитування за будь-якої орієнтації символу, включаючи дзеркальне відображення.

4. Ґрати прив'язки дозволяють враховувати суттєві викривлення великих символів.

5. Декодування від центру до краю унеможливлює полів (вільної зони) навколо символу.

6. Надійний керований користувачем механізм корекції помилок за методом Ріда-Соломона забезпечує високу продуктивність та надійний захист від помилок.

7. Розташування полів, стійких до появи помилок і пошкоджень, по краях символу компенсує вплив оптичних спотворень, що виникають по краях зони сканування.

Застосування та підтримка Aztec Code

Aztec Code є універсальною символікою двомірного (2D) матричного штрихового коду, добре пристосованою для візуальної технології зчитування і для кодування як малих, так і великих обсягів даних. Aztec Code цікавий для застосування, що вимагають розміщення коду на обмеженому просторі (виробництво, комерція, медицина, фармацевтика тощо), оскільки код забезпечує високу щільність розміщення інформації та не вимагає вільного простору навколо коду. Деякі поштові відомства розглядають можливість використання Aztec Code як «електронний штамп» поштового відправлення, водночас електронне кодування підпису за допомогою Aztec привернула увагу деяких транспортних компаній.

Чим краще QR-код за Aztec Code

Співвідношення 1:1:3:1:1 дозволяє сканувати QR-код під будь-яким кутом. Це означає, що незалежно від того, скануєте ви код горизонтально, вертикально чи діагонально, коди все одно швидше перенаправлятимуть вас на певну цільову сторінку.

Як друкувати Aztec Code

Компанії використовують Aztec Code для роботи з великими об'ємами даних. Штрих коди Aztec Code друкуються на упаковках типографським методом або наносяться на етикетки з клеєвою основою спецалізованими принтерами для етикеток. На виробництвах використовують більш захищені і продуктивні промислові принтери етикеток, а для друку етикеток "на ходу" часто купляють мобільні принтери штрих-коду.

Як і чим зчитувати Aztec Code

Для сканування штрихкодів Aztec Code кур'єри транспортних компаній носять з собою термінали збору даних EDA (в форматі смартфону).

На виробництвах для зчитування штрихкодів Aztec Code встановлюють промислові сканери штрих-коду та радіосканери

На складах - для роботи з штрих кодами Aztec Code захищені термінали збору даних для склада, в тому числі транспортні термінали комп'ютери з сканером штрихкоду або наручні термінали даних.  Більше про те, що таке термінал збору даних, а також що таке принтер етикеток - читайте в інших матеріалах блогу наших експертів.