解读汉信码及《汉信码》国家标准

2008-04-1410:34来源:

    【吉科摘编】从2008年2月1日起,一项具有我国自主知识产权,特别适用于以汉字作为信息交换重要手段的《汉信码》国家标准将开始实施。这项凝聚着国家“十五”重大科技专项《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》多项重要成果的国家标准,将使我国二维条码的应用进入一个崭新的阶段。 《汉信码》(GB/21049-2007)国家标准已于2007年8月23日由国家质检总局和国家标准化管理委员会发布。该标准对汉信码的符号结构、信息编译码方法、纠错编译码算法、信息排布方法、参考译码算法等内容进行了详细描述,适合于在我国各行业广泛应用。 一、 汉信码的产生背景 二维条码作为自动识别与数据采集技术家族中的重要成员,是在一维条码技术基础上产生并发展起来的。与一维条码不同,二维条码符号在水平和垂直两维方向上均表示信息,具有信息容量大、可表示汉字或图像等多媒体信息、可靠性更高、保密防伪性强等特点。二维条码的上述优势特别适合我国政府办公、军队、工商管理、金融税务、物流、贵重物品防伪、海关管理等众多领域信息化的需求。 但由于大多数二维条码都从国外引进,不能完全适应国内的应用环境,例如国外二维条码大多基于英文、日文信息字符集设计,表示汉字效率不高,不能满足我国汉字信息化自动采集的需要。同时,国外知识产权的二维码设备开发成本高,再加上知识产权等费用,使得相关设备价格居高不下。对于中国这个二维码技术及设备等应用需求量巨大的市场而言,我国应用付出的外汇成本极高。更为重要的是,我国的企业在应用国外知识产权二维条码过程中,随时有卷入知识产权纠纷的风险;而我国军事、公安等特殊部门,采用国外知识产权二维条码的技术与设备,还存在着信息安全方面的隐患。 根据这种需求,科技部设立了国家“十五”重大科技专项《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》。中国物品编码中心作为项目承担单位,组织完成了汉信码的全部研究工作,于2005年12月26日顺利通过验收,并制定完成《汉信码》国家标准报国家标准化管理委员会,通过审批后,将成为我国第一个具有自主知识产权的国家标准。 汉信码的研发成功很大程度上解决了目前二维条码技术面临的主要问题。汉信码支持最大的汉字集GB18030直接编码,汉字表示最全、汉字表示效率最高,真正适合我国的应用需求。汉信码的核心技术掌握在国家手中,可以大大降低成本,更能满足特殊应用领域信息安全的要求。 二、 汉信码开发的重要意义 汉信码及《汉信码》国家标准的研制成功,符合我国自主创新的政策,将极大推动二维条码在我国各行业的应用。汉信码生成系统与识读系统全部自主开发,拥有全部自主知识产权,在该生成系统与识读系统完成商品化之后,将打破国外公司在二维条码生成与识读核心技术上的商业垄断,大大降低我国应用二维条码技术的系统成本,加快二维条码技术在我国的推广应用进程,促进我国自动识别技术产业的发展。 汉信码的研制成功是我国自动识别技术走向自主创新的开端。由于汉信码的码制以及编译码系统全部具有自主知识产权,一方面,在特殊的应用中,可以根据变形、加密等需求,进行方便的修改和调整。另一方面,能够满足我国军工、公安等行业与部门对信息安全的特殊要求。此外,在物流等开放系统中可方便地对汉信码生成、识读系统进行二次开发,使汉信码技术在我国各个应用领域得到较为广泛的应用。 汉信码的名字有两个含义,首先,“汉”代表中国,“汉信”即表示中国的信息,也表示汉字信息,汉信码就是中国信息的二维码。其二,指中国在二维码领域向世界发出我们的信息和声音,即“汉之信”。 三、汉信码的优点 超强的汉字编码能力 汉信码是目前惟一一个全面支持我国汉字信息编码强制性国家标准G B18030-2000《信息技术信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充》的二维码码制,能够表示该标准中规定的全部常用汉字、二字节汉字、四字节汉字。同时在汉字信息编码效率方面,对于常用的双字节汉字采用12位二进制数进行表示,在现有的二维条码中表示汉字效率最高。 极强抗污损、抗畸变识读能力 由于考虑了物流等实际使用环境会给二维条码符号造成污损,同时由于识读角度不垂直、镜头曲面畸变、所贴物品表面凹凸不平等原因,也会造成二维条码符号的畸变,汉信码在码图和纠错算法、识读算法方面进行了专门的优化设计,从而使汉信码具有极强的抗污损、抗畸变识读能力。现在汉信码能够在倾角为60度情况下准确识读,能够容忍较大面积的符号污损。因此汉信码特别适合于在物流等恶劣条件下使用。 识读速度快 为提高二维条码的识读效率,满足物流、票据等实时应用系统的迫切需求,汉信码在信息编码、纠错编译码、码图设计方面采用了多种技术手段,提高了汉信码的识读速度,目前汉信码的识读速度比国际上的主流二维条码 Data Matrix要高,因此汉信码能够广泛地在生产线、物流、票据等实时性要求高的领域中应用。 信息密度高 为提高汉信码的信息表示效率,汉信码在码图设计、字符集划分、信息编码等方面充分考虑了这一需求,从而提高了汉信码的信息特别是汉字信息的表示效率,当对大量汉字进行编码时,相同信息内容的汉信码符号面积只是Q R码符号面积的90%,是D at a M at r i x码符号的63.7%。因此,汉信码是表示汉字信息的首选码制。 信息容量大 汉信码最多可以表示7827个数字字符,4350个字母型字符,2174个汉字字符,二字节汉字1739个字符,四字节汉字1044个字符,二进制数据3261个字节,同时支持照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等数字化信息的编码。 纠错能力强 根据汉信码自身的特点以及实际应用需求,采用最先进的纠错算法,设计了4种纠错等级,适应于各种应用情形,最大纠错能力可以达到30%,在性能上接近并超越现有国际上通行的主流二维条码码制。 支持加密技术 汉信码是第一种在码制中预留加密接口的条码,它可以与各种加密算法和密码协议进行集成,因此具有极强的保密防伪性能。 图形美观 从码图的总体外观上看,特征明显,方向感强,美观整齐,凹凸有致,有立体美感。汉信码可以表示数字、英文字母、汉字、图像、声音、多媒体等一切可以二进制化的信息;可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化的信息进行编码;可以在纸张、卡片、PVC、甚至金属表面上印出,所增费用仅是油墨的成本,堪称是“零成本”的技术。 三、 汉信码的试点应用、宣传推广 汉信码具有汉字表示能力强、编码范围广、信息容量大、抗污损、抗畸变能力强等优势,使得其在公文、证照等领域内应用前景十分广阔,我们在政府、军队等领域内都在进行应用推广工作,目前在政府公文传送领域,已经在辽宁省和福建省做试点应用。 汉信码在物流、库存管理、手机移动商务等领域都具有优势。过去几年,在证卡、税务单据等领域,编码中心做了许多二维码推广工作,当时只是使用国外产权的一些码制,现在汉信码已经推出,这些工作将在新的起点上来做。尤其重要的是,《汉信码》国家标准制定的过程中,就已在物流、铁路、教育等行业建立了6个应用试点。其中,北京西南物流中心项目以及天津天保冈谷国际物流有限公司项目达到了10个以上扫描点、一万次以上的扫描规模。 北京西南物流中心应用汉信码规范了工作流程,提升了工作效率,实现了与上下游企业的业务数据交换,经济效益和社会效益都非常明显。天津天保冈谷国际物流有限公司通过在其供应链管理系统中使用汉信码,实现了货物的批次管理,不同渠道的产品通过产品的批次信息得到区分,提升了客户服务水平,有效地提了高物流企业的管理水平和服务水平,可以显著增强物流企业的核心竞争力。 建立这些试点的主要目的,就是为了验证《汉信码》国家标准制定过程中可能出现的技术问题。标准制定的过程中,起草组认真研究了各试点反馈的信息,并根据这些信息对标准中的相关要求进行了必要的修改,使这项标准更加科学,更加适用。 汉信码推广应用要以应用方案研究、低成本设备开发与宣传推广并重,以需求为导向,调动设备制造企业的积极性,研发与移植相结合,开发更多的低成本、低价格的汉信码识读设备,同时加大宣传与推广力度,在行业应用和大众应用方面双管齐下,多领域、多地域、多角度推进汉信码应用。

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