一、什么是二维条形码？
二维条形码（2-dimensional bar code）
二维条形码能够在横向和纵向两个方位同期表达信息，所以能在很小的面积内表达大批的信息。二、二维条形码的基本概念
堆叠式二维条形码(2D Stacked Code)
堆叠式二维条形码是一种多层符号(Multi-Row Symbology)，一般是将一维条形码的高度截短再层叠起来表明资料。
矩阵式二维条形码(2D Matrix Code)
矩阵式二条形码是一种由中心点到与中心点固定距离的多边形单元所构成的图形，用来表明资料及其它与符号有关功能。
资料字元(Data Character)
用于表明特定资料的ASCII字元集的一个字母、数字或特殊符号等字元。
符号字元(Symbol Character)
依条形码符号规则定义来表明资料的线条、空白组合形式。资料字元与符号字元间不一定是一对一的关系。一般情形下，每个符号字元分配一个唯一的值。
代码集(Code Set)
代码集是指将资 字元转化为符号字元值的方法。
字码(Codeword)
字码是指符号字元的值，为原始资料转换为符号字元过程的一个中间值，一种条形码的字码数决定了该类条形码所有符号字元的数量。
字元自我检查(Character Self-Checking)
字元自我检查是指在一个符号字元中显现单一的印刷错误时，扫瞄器不会将该符号字元解码成其它符号字元的特性。
错误纠正字元(Error Correction Character)
用于错误侦测和错误纠正的符号字元，这些字元是由其它符号字元计算而得，二维条形码一般有多个错误纠正字元用于错误侦测以及错误纠正。有些线性扫瞄器有一个错误纠正字元用于侦测错误。
E错误纠正(Erasure Correction)
E错误是指在已知位置上因图像对比度不够，或有大污点等原因产生该位置符号字元无法辨识，所以又称为拒读错误。通过错误纠正字元对E错误的复苏称为E错误纠正。对于每个E错误的纠正仅需一个错误纠正字元。
T错误纠正(Error Correction)
T错误是指因某种原因将一个符号字元识读为其它符号字元的错误，所以又称为替代错误。T错误的位置以及该位置的正确值均为未知的，所以对每个T错误的纠正需要两个错误纠正字元，一个用于找出位置，其他用于纠正错误。
错误侦测(Error Detection)
一般是保留一部分错误纠正字元用于错误侦测，这些字元被称为侦测字元，用以侦测出符号中不多出错误纠正容量的错误数量，进而保证符号不被读错。另外，也可利用软体透过侦测无效错误纠正的计算结果供应错误侦测功能。若仅为E错误纠正则不供应错误侦测功能。三、二维条形码的起源
一维条形码尽管提升了资料收集与资料处理的进展，但受于承受资料容量的制约，一维条形码仅能标识商品，而不能描述商品，所以相当依靠电脑网路和资料库。在没有资料库或不便连网路的地方，一维条形码很难派上用场。也所以，近期几年开始有人提出一部分储存量较高的二维条形码。受于二维条形码具有高密度、大容量、抗磨损等特点，所以更拓宽了条形码的应用领域。
近年来，伴随资料自动收集技术的成长，用条形码符号表明许多讯息的要求日益增加，而一维条形码最大资料长度一般不胜过15个字元，故多用以存放核心索引值(Key)，仅可作为一种资料标识，不能对产品执行描述，所以需透过网路到资料库抓取许多的资料项目，所以在缺乏网路或资料库的情况下，一维条形码便失去意义。另外一维条形码有一个显著的缺点，即垂直方向不携带资料，故资料密度偏低。当初如此设计有二个目的：(1) 为了保证局部损坏的条形码仍可正确辨识，(2) 使扫瞄容易完成。
要提升资料密度，又要在一个固定面积上印出所需资料，可用二种方法来处理：(1) 在一维条形码的基础上向二维条形码方向扩展，(2) 利用图像识别原理，采取新的几何形体和结构设计出二维条形码。前者发展出堆叠式(Stacked)二维条形码，後者则有矩阵式(Matrix)二维条形码之发展，组成现今二维条形码的两大类型。
堆叠式二维条形码的编码原理是建立在一维条形码的基础上，将一维条形码的高度变窄，再依需要堆成多行，其在编码设计、检查原理、识读方式等方面都继承了一维条形码的特点，但受于行数增长，对行的辨别、解码算法及软体则与一维条形码有所不同。较具代表性的堆叠式二维条形码有PDF417, Code16K, Supercode, Code49等。
矩阵式二维条形码是以矩阵的形式构成，在矩阵相应元素位置上，用点(Dot)的显现表明二进制的 “1”，不显现表明二进制的 “0”，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。其中点可以是方点、圆点或其它形状的点。矩阵码是建立在电脑图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制，已较不适合用“条形码”称之。具有代表性的矩阵式二维条形码有 Datamatrix, Maxicode, Vericode, Softstrip, Code1, Philips Dot Code等。
二维条形码的新技术在1980年代晚期渐渐被重视，在「资料储存量大」、「讯息伴随产品走」、「可以传真影印」、「错误纠正能力高」等特性下，二维条形码在1990年代初期已渐渐被运用。四、二维条形码的分类
二维条码/二维码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式/行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式构成，在矩阵相应元素位置上用“点”表明二进制“1”， 用“空”表明二进制“0”，由“点”和“空”的排列构成代码。
1. 堆叠式/行排式二维条码
堆叠式/行排式二维条码（又称堆积式二维条码或层排式二维条码），其编码原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一部分特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但受于行数的增长，需要对行执行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有：Code 16K、Code 49、PDF417等。
2. 矩阵式二维码
短阵式二维条码（又称棋盘式二维条码）它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布执行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其余形状）的显现表明二进制“1”，点的不显现表明二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有：Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
在当前几十种二维要码中，常用的码制有：PDF417二维条码、Datamatrix二维条码、Maxicode二维条码、QR Code、Code 49、Code 16K 、Code one等，除了这些常见的二维条码之外，仍有Vericode条码、CP条码、Codablock F条码、田字码、 Ultracode条码，Aztec条码。 要对条码执行质量检测，需要用到条形码检测仪。由于市场容量不大，所以这类检测仪并没有多见。只有datalgic、HHP、LIVS、webscan几个厂家在做。能对dataMatrix检测的，webscan公司的trucheck 系统最具性价比。但webscan公司还没有在中国设立办公场所。只有一家公司(信亦达科技)做销售代理。五、二维条形码的特点
1．高密度编码：信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。
2．编码规模广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息执行编码，用条码表明出来；可以表明多种语言文字；可表明图像报告。
3．容错能力强：具有纠错功能：这致使二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50％仍可复苏信息。
4．译码牢靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不胜过千万分之一。
5．可引入加密措施：保密性、防伪性好。
6．成本低，易制作，持久耐用。
7．条码符号形状、尺寸大小比例可变。
8．二维条码可以运用激光或CCD阅读器识读。六、二维条形码的识别
二维条形码的识别有两种方法：(1) 透过线型扫描器逐层扫描执行解码，(2) 透过照相和图像处理对二维条形码执行解码。对于堆叠式二维条形码，可以采取上述两种方法识读，但对绝大部分的矩阵式二维条形码则务必用照相方法识读，比如运用面型CCD扫描器。
用线型扫描器如线型CCD、雷射枪对二维条形码执行辨识时，如何防止垂直方向的资料漏读是首要的技术核心，由于在识别二维条形码符号时，扫描线往往不会与水平方向平行。处理这个困难的方法之一是务必保证条形码的每一层起码有一条扫描线完全穿过，否则解码程序不识读。该种方法简化了处理过程，但却减弱了资料密度，由于每层务必要有充足的高度来保证扫描线完全穿过，如图所示。我们所提及的二维条形码中，如Code 49, Code 16K的识别即是这样。
图二维条形码的识别(每层起码一条扫描线通过)
不同于其它堆叠式二维条形码，PDF417建立了一种能「缝合」局部扫描的机制，只要保证有一条扫描线完全落在任一层中即可，所以层与层间不需要分隔线，而是以不同的符号字元 (Cluster)来区分相邻层，所以PDF417的资料密度较高，是Code 49及Code 16K的两倍多，但其识读设备也比较复杂。七、二维条形码识读设备
二维条形码的阅读设备依阅读原理的不同可分为：
（1） 线性CCD和线性图像式阅读器（Linear Imager）
可阅读一维条形码和线性堆叠式二维码（如PDF417），在阅读二维码时需要沿条形码的垂直方向扫过整个条形码，我们称为“扫动式阅读”。这类产品比较便宜。
（2）带光栅的激光阅读器
可阅读一维条形码和线性堆叠式二维码。阅读二维码时将光线对准条形码，由光栅元件完成垂直扫描，不需要手工扫动。
（3） 图像式阅读器（Image Reader）
采取面阵CCD摄像方式将条形码图像摄取后执行分析和解码，可阅读一维条形码和所有类型的二维条形码。
此外，二维条形码的识读设备依工作方式的不同还可以分为：手持式、固定式和平版扫描式。
二维条形码的识读设备对于二维条形码的识读会有一部分制约，但是均能识别一维条形码。八、二维条形码的印刷与质量评鉴
由于二维码比一维码的更为复杂，在容错方面已比一维码有了很大的提升，但，在事实生产过程中，一般依旧要对二维条码的印制质量执行检测评鉴的。在欧洲，一般采取全检测，而美国则采取抽检的方式。又由于中国是世界制造中心，所以实际上大部分的检测工作就是在中国执行的。九、二维条形码的应用
二维条码具有储存量大、保密性高、跟踪性高、抗损性强、备援性大、成本便宜等特性，这些特性特别适用于表单、安全保密、跟踪、证照、存货盘点、资料备援等方面。
表单应用：公文表单、商业表单、进出口报单、舱单等资料之传送交换，降低人工重覆输入表单资料，避免人为错误，减弱人力成本
保密应用：商业情报、经济情报、政治情报、军事情报、私人情报等机密资料之加密及传递。
跟踪应用：公文自动跟踪、生产线零件自动跟踪、客户服务自动跟踪、邮购运送自动跟踪、维修记录自动跟踪、危险物品自动跟踪、後勤补给自动跟踪、医疗体检自动跟踪、生态研究(动物、鸟类...)自动跟踪等。
证照应用：护照、身份证、挂号证、驾照、会员证、识别证、连锁店会员证等证照之资料登记及自动输入，发挥「随到随读」、「立刻取用」的讯息管理效果。
盘点应用：物流中心、仓储中心、联勤中心之货品及固定资产之自动盘点，发挥「立刻盘点、立刻决策」的效果。
备援应用：文件表单的资料若不愿或不能以磁碟、光碟等电子媒体储存备援时，可利用二维条码来储存备援，携带方便，不怕折叠，保存时间长，又可影印传真，做许多备份。十、手机二维条形码应用
手机扫描二维码技术简单的说是通过手机拍照功能对二维码执行扫描，迅速获取到二维条码中存储的信息，执行上网、发送短信、拨号、资料交换、自动文字输入等，手机二维码当前已经被各大手机厂商运用开发。
手机二维码是二维码的一种，手机二维码不但可以印刷在报纸、杂志、广告、图书、包装以及个人名片上，用户还可以通过手机扫描二维码，或输入二维码下面的号码即可达到迅速手机上网功能，并随时随地下载图文、了解企业产品信息等。十一、二维条形码与其它自动识别系统的比较
一维条条形码与二维条形码应用处理的比较示，尽管一维和二维条形码的原理均为用符号（Symbology）来携带资料，促成资料的自动辨识。但是从应用的看法来说，一维条形码偏重于“标识”商品，而二维条形码则偏重于「描述」商品。所以相较于一维条形码，二维条形码（2D）不仅只存核心值，并可将商品的基本资料编入二维条形码中，高达资料库伴随产品走的效益，更深一步供应很多一维条形码无法促成的应用。比如一维条码务必搭配电脑资料库才可读取产品的详细讯息，若为新产品则务必再从新登录，对产品特性为多样少量的行业组成应用上的困扰。另外，一维条码略有磨损即会影响条码阅读效果，故较不适用于工厂型行业。除了这些资料重覆登录与条码磨损等困难外，二维条形码还可有效处理很多一维条码所面对的困难，让企业充分享受资料自动输入、无键输入的好处，对企业与整体产业导致相当的利益，也拓宽了条形码的应用领域。
一维条码与二维条形码的差异可以从资料容量与密度、错误侦测能力及错误纠正能力、首要用途、资料库依靠性、识读设备等项目看出，二者的比较如表所示。十二、二维条形码的国际标准
国际组织在二维条形码标准上的付出已有初步成效，将详细介绍当前美国国家标准协会(ANSI)所策划的二维条形码国际标准，包含PDF417、Maxicode、Datamatrix。其中以PDF417应用规模最广，从生产、运货、行销、到存货管理都很适合，故PDF417特别适用于流通业者。Maxicode一般用于邮包的自动分类和跟踪，Datamatrix则特别适用于小零件的标识。
国际标准组织
标准策划委员会最大的任务，在避免同一行业采取不同的二维条形码，产生讯息传输上的困扰。当前国际组织在二维条码标准上的付出已有初步成效，比如下列国际组织皆设有二维条形码标准制订委员会：
美国国家标准协会， American National Standards Institute，简称ANSI。
美国自动辨识协会，Automatic Identification Manufacturers, 简称AIM-USA。
电子工业协会，Electronic Industries Association--美国能源信息署 PEPS Industrial--PN3132。
汽车工业协会，Automotive Industry Action Group，简称 AIAG。
国际航空协会，International Air Transport Association，简称 IATA。
公用事业工业协会，Utility Industry Group，简称 UIG。
欧洲的标准技术协会225委员会，Commit European Normalization Technical Committee 225，简称 CEN TC225。
欧洲的电子资料交换协会，Electronic Data Interchange Forum for Companies with Interests in Computing and Electronics，简称 EDIF洲际交易所。
日本的电子工业协会，简称美国能源信息署-J。
国际标准组织，International Standard Organization, 简称ISO。
上述国际组织虽分属不同的行业或国家，为求二维条码的共同标准，常常会举办国际会议相互交换意见。
流通业的标准
美国部分条码委员会，如美国国家标准协会ANSIMH10.8、电子工业联谊会美国能源信息署 MH10 SBC-8等，已发展出二维条形码在流通业的应用标准。ANSI MH10.8委员会的首要任务，在策划单位包裹与货运标签应用的标准(Two-dimensional Symbols For Use With Unit Loads and Transport Packages)，当前二维条码标准的建议内容包含：
进货及出货单采取PDF417二维条形码，比如船运公司的舱单，其每个模组列印的最佳尺寸是10mils(千分之一寸)以上。
电子资料交换(EDI)的讯息及有关文件采取PDF417二维条形码。
输送带上产品之搜寻及跟踪采Maxicode二维条形码，建议尺寸为1寸×1寸。
美国电子工业联谊会(美国能源信息署)是美国首要电子制造业者，如英代尔(Intel)、Motorola、德州仪器等共同构成的产业贸易协会，1995年2月1号，美国能源信息署条码委员会(MH10 SBC-8)在ANSI的支持下宣称二维条码可以应用在下列叁大规模：高速搜寻及跟踪(High Speed Sortation and Tracking)、纸上电子资料交换(Paper EDI)、出货进货讯息(Shipping/Receiving Information)。1995年4月，美国能源信息署条码委员会完成二维条码标准草案(ANSI/美国能源信息署 PN3132)，做为电子产品整个产销流程上中下游运用二维条码的标准。实际上，半导体设备暨物料国际协会(SEMI)在1993年就订了半导体晶片运用二维条码的标准(SEMI T93)，期望半导体厂商运用二维条码以防止晶片的偷窃犯罪，可惜当时二维条码有关设备昂贵而技术也不完全成熟。如今新完成的二维条码标准草案(ANSI/美国能源信息署 PN3132)，已整合各种二维条码在各种行业的需求，已具有很大的实用性。
证照业的标准
机器可读旅游文件技术谘询小组(Technical Advisory Group on Machine Readable Travel Documents, TAG/MRTD) 是一个国际标准组织，1995年1月17~20日在日间瓦举办新技术评估会议，通过建议将二维条码列为国际证照标准，在国际证照可加印二维条形码，以储存证照之文字或指纹、照片等身分辨识之生理资料 (Biometrics Identification)。该小组针对二维条码在证照上的应用，作出下方的建议：
二维条形码在证照上的应用已相当可行，相关二维条码在证照上的位置、储存内容及详细规格应立刻研订。
二维条形码储存的资料内容应做为证照真伪的辨别及持有人的身分的辨识，印二维条码的油墨应含有标准光学特质以辨识证照的真伪。
当二维条形码因国情原因不能印制时，印制二维条码的位置可只以含有光学性质的特别油墨处理之，以符合国际标准。
汽车业标准
美国汽车工业协会AIAG是一个美国汽车制造业者如福特、克莱斯勒、通用等，与其上游厂商所共同构成的协会，AIAG对于二维条形码的应用，提出如表中的具体建议与方针：
表 AIAG建议条形码应用项目
应用项目
建议采取的条码
小零件标识
Datamatrix
EDI/运货
PDF417
高品质运输Quality Conveyance
PDF417
生产保证 Production Evidence
PDF417
产品行销 Production Broadcast
PDF417
设备管理 Configuration Management
PDF417
物品安全管制表Material Safety Data Sheets
PDF417
搜寻跟踪 Sortation and Tracking
Maxicode
从AIAG协会的条形码建议中可看出，受于PDF417兼具高资料储存量、错误纠正能力、及可携性资料档等特性，故最受重视，其应用规模亦最广。而Datamatrix因可供应极小又高密度的标签，且仍可存放合理的资料内容，故特别适用于小零件的标识。此外，Maxicode的首要特性即应用在货品搜寻的辅助，而形成配送与运输应用的最佳选择。
另外，美国交通部AMVA (American Motor Vehicle Administrators)已选定将PDF417做大量的应用，从驾驶执照到行照登记等全会应用PDF417。而美国国防部DOD(American Department of Defense)也选用PDF417制作军人证，美国空军已开始建议将身分证编上PDF417。
