記者鄭昱

   自20世紀90年代以來，條碼技術(shù)解決了計算機應(yīng)用中數(shù)據(jù)采集的瓶頸，實現(xiàn)了信息的快速、準確獲取和傳輸，在我國商品流通、國際貿(mào)易、信息化建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。

   隨著現(xiàn)代信息管理需求的不斷增加，迫切需要在條碼有限的幾何空間內(nèi)表示更多的信息，以滿足千變?nèi)f化的信息表示的需要。二維碼的出現(xiàn)，彌補了一維條碼的不足，并逐漸顯示出其技術(shù)的優(yōu)勢。

    不同碼制的二維碼

   “二維碼或稱二維條碼是能夠在兩個方向上承載信息的條碼符號，作為一種衍生條碼技術(shù)，二維碼具有信息容量大、信息密度高、能夠標識中文、圖像等多種信息、保密防偽性強等優(yōu)點?！?/p>

   條碼是采用深淺模塊圖像單元承載信息的圖形符號，誕生于上世紀50年代中期。最早發(fā)展成熟的條碼技術(shù)是一維條碼技術(shù)，一維條碼中的“一維”是指條碼信息只在一個方向上（垂直于條空的方向）存在，而與條空平行的豎向則不承載信息。一維條碼技術(shù)是為了解決商品零售結(jié)算環(huán)節(jié)，產(chǎn)品編碼信息快速獲取問題而研發(fā)的，目前，應(yīng)用最廣泛的條碼仍是超市等環(huán)節(jié)上采用的商品條碼（如圖1所示）。

圖1 零售商品條碼

   隨著條碼技術(shù)的飛速發(fā)展，人們希望能夠用條碼標識更大量更多種類的信息，滿足在物流、電子、單證、軍事等領(lǐng)域自動化采集的需求。上世紀80年代中期，為了解決一維碼信息容量不足等問題而研發(fā)的二維條碼應(yīng)運而生。二維碼或稱二維條碼是能夠在兩個方向上承載信息的條碼符號，作為一種衍生條碼技術(shù)，從技術(shù)上可分為行排式和矩陣式兩類。

圖2   不同碼制的二維碼圖

    二維碼的技術(shù)特點

    信息容量大

   二維條碼由于信息承擔單元更小，因此在相同面積能夠標識一維碼幾十倍的信息，例如，漢信碼最多能夠表示7829個數(shù)字、4350個英文字符和2714個漢字。

    支持多種信息類型

   二維碼除了能夠標識數(shù)字之外，還能夠標識中英文字符、特殊字符、圖片、聲音等任何數(shù)字化信息，方便用于承載產(chǎn)品特征信息。

    支持加密防偽

   二維碼由于信息量大，信息編碼過程復雜，因此可以支持多種對稱、非對稱加密技術(shù)，以及信息數(shù)字簽名等信息安全技術(shù)，與其他防偽技術(shù)結(jié)合可以用于產(chǎn)品防偽。

    可以全向識讀（矩陣式）

   矩陣式二維碼由于不受掃描線的限制，無論符號如何擺放，通過攝像式掃描設(shè)備都能夠正確識讀。

    成本低廉

   二維碼印制成本主要是標簽紙和碳帶等耗材耗費，成本極低；專業(yè)二維碼識讀設(shè)備目前價格已經(jīng)下降到普通一維碼設(shè)備的價格范圍，近年來由于智能手機的興起，用戶只需下載一個軟件就可以完成二維碼的識讀，手機識讀技術(shù)的應(yīng)用成本也近乎免費。

    我國的二維碼：漢信碼

    “漢信碼是第一個具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的二維碼?！?/p>

   我國對二維碼技術(shù)的研究開始于上世紀90年代初，從“九五”的二維碼共性技術(shù)等基礎(chǔ)研究起步，到“十五”自主創(chuàng)新的新型二維碼的研究，經(jīng)多年的努力，走出了一條從技術(shù)引進吸收到自主創(chuàng)新的發(fā)展之路。

   漢信碼是中國物品編碼中心（以下簡稱“編碼中心”）承擔的國家重大科技專項《二維條碼新碼制開發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)標準研究》課題的研究成果，該課題已于2005年12月26日順利通過國家標準委組織的項目驗收，驗收專家組一致認為“該課題攻克了二維碼碼圖設(shè)計、漢字編碼方案、糾錯編譯碼算法、符號識讀與畸變矯正等關(guān)鍵技術(shù)，研制的漢信碼具有抗畸變、抗污損能力強，信息容量高等特點，達到了國際先進水平。其中在漢字表示方面，支持GB18030大字符集，漢字表示信息效率高，達到了國際領(lǐng)先水平?！睂＜覀兘ㄗh相關(guān)部門盡快將該課題的研究成果產(chǎn)業(yè)化，并積極組織試點及推廣，同時，建議將漢信碼國家標準申報成為國際標準。

   編碼中心在完成國家重大標準專項課題《二維條碼新碼制開發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)標準研究》的基礎(chǔ)上，于2006年向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請了《糾錯編碼方法》《數(shù)據(jù)信息的編碼方法》《二維條碼編碼的漢字信息壓縮方法》《生成二維條碼的方法》《二維條碼符號轉(zhuǎn)換為編碼信息的方法》《二維條碼圖形畸變校正的方法》六項技術(shù)專利成果，并順利通過專利初審，截至目前，漢信碼的六項發(fā)明專利全部獲得國家授權(quán)。

    漢信碼的優(yōu)越性能

    漢信碼碼制與現(xiàn)有二維碼碼制相比較，具有如下特點：

    知識產(chǎn)權(quán)免費

   作為完全自主創(chuàng)新的一種二維碼碼制，漢信碼的《糾錯編碼方法》《數(shù)據(jù)信息的編碼方法》《二維條碼編碼的漢字信息壓縮方法》《生成二維條碼的方法》《二維條碼符號轉(zhuǎn)換為編碼信息的方法》《二維條碼圖形畸變校正的方法》六項技術(shù)專利成果歸編碼中心所有，編碼中心早在漢信碼研發(fā)完成時即明確了漢信碼專利免費授權(quán)使用的基本原則，使用漢信碼碼制技術(shù)沒有任何的專利風險與專利陷阱，同時不需要向編碼中心以及其他任何單位繳納專利使用費。

    漢字編碼能力超強

    漢信碼是目前唯一一個全面支持我國漢字信息編碼強制性國家標準GB18030-2000《信息技術(shù)信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴充》的二維碼碼制，能夠表示該標準中規(guī)定的全部常用漢字、二字節(jié)漢字、四字節(jié)漢字，同時支持該標準在未來的擴展。

   在漢字信息編碼效率方面，對于常用的雙字節(jié)漢字采用12位二進制數(shù)進行表示，在現(xiàn)有的二維條碼中表示漢字效率最高。

    極強抗污損、抗畸變識讀能力

   由于考慮了物流等實際使用環(huán)境會給二維條碼符號造成污損，同時由于識讀角度不垂直、鏡頭曲面畸變、所貼物品表面凹凸不平等原因，也會造成二維條碼符號的畸變。為解決這些問題，漢信碼在碼圖和糾錯算法、識讀算法方面進行了專門的優(yōu)化設(shè)計，確保漢信碼具有極強的抗污損、抗畸變識讀能力?，F(xiàn)在漢信碼能夠在傾角為60度情況下準確識讀，能夠容忍較大面積的符號污損。因此，漢信碼特別適合于在物流等復雜惡劣條件下使用。

    識讀速度快

   為提高二維條碼的識讀效率，滿足物流、票據(jù)等實時應(yīng)用系統(tǒng)的迫切需求，漢信碼在信息編碼、糾錯編譯碼、碼圖設(shè)計方面采用了多種技術(shù)手段提高了漢信碼的識讀速度。目前，漢信碼的識讀速度比國際上的主流二維條碼DataMatrix要高，漢信碼更便于廣泛地在生產(chǎn)線、物流、票據(jù)等實時性要求高的領(lǐng)域中應(yīng)用。

    信息密度高

   為提高漢信碼的信息表示效率，漢信碼在碼圖設(shè)計、字符集劃分、信息編碼等方面充分考慮了這一需求，從而提高了漢信碼的信息特別是漢字信息的表示效率，當對大量漢字進行編碼時，相同信息內(nèi)容的漢信碼符號面積只是QR碼符號面積的90％，是DataMatrix 碼符號的63.7%，因此，漢信碼是表示漢字信息的首選碼制。

    信息容量大

   漢信碼最多可以表示7829個數(shù)字、4350個ASCII字符、2174個漢字、3262個8位字節(jié)信息，支持照片、指紋、掌紋、簽字、聲音、文字等數(shù)字化信息的編碼。

    碼制擴展性強

   作為一種自主研發(fā)的二維碼碼制，因為我國自主掌握漢信碼的核心技術(shù)和專利，面對不同的大規(guī)模應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用，可以方便地進行漢信碼技術(shù)的擴展和升級，例如，為了滿足移動商務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，研發(fā)的系列微型漢信碼和彩色漢信碼，以及為了提高安全性，而開發(fā)與多種加密算法和協(xié)議進行集成的加密漢信碼等。

    漢信碼的應(yīng)用現(xiàn)狀

   漢信碼研發(fā)完成后，編碼中心通過與物流、鐵路、教育等行業(yè)企業(yè)的合作，建立了六個漢信碼的應(yīng)用試點。其中，北京西南物流中心項目和天津天保岡谷國際物流有限公司項目達到了十個以上掃描點、一萬次以上的掃描規(guī)模，對漢信碼廣泛應(yīng)用形成了良好的示范效應(yīng)，并支撐了漢信碼國家標準的制定和發(fā)布。

   具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的漢信碼國家標準一經(jīng)推出，就受到各方關(guān)注，不僅打破了國外企業(yè)對二維碼打印、識讀等設(shè)備的價格壟斷，還推動了國內(nèi)自動識別領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈升級。

   在我國國稅總局漢信碼增值稅發(fā)票和特種行業(yè)應(yīng)用發(fā)票上，采用漢信碼作為防偽信息的數(shù)據(jù)載體，以針打的方式實現(xiàn)了多聯(lián)發(fā)票上的防偽信息的印制，通過稅務(wù)局、企業(yè)部署的發(fā)票驗證設(shè)備，可實現(xiàn)稅源分布、納稅人位置的實時定位、監(jiān)控和跟蹤。稅源數(shù)據(jù)的實時采集、集中存儲和管理、實時查詢和比對、綜合分析和挖掘等功能，可以實時驗證發(fā)票的真?zhèn)?，從而有效監(jiān)控稅源，減少稅源流失，減少社保資金流失，杜絕了試點地區(qū)的虛開、重開增值稅發(fā)票的問題，因此，漢信碼的應(yīng)用加強了稅源信息采集，幫助政府及時了解公民稅收負擔承受情況，為財政分配向民生傾斜提供數(shù)據(jù)依據(jù)；增加稅收繳納和征管的透明性，降低稅務(wù)機關(guān)征管成本和納稅人的負擔，完善當前稅收征收管理工作流程及稅源信息采集監(jiān)測手段；提高執(zhí)政能力的重要體現(xiàn)，促進社會和諧、可持續(xù)發(fā)展，有效地體現(xiàn)國家的大政方針、財政收入向民生傾斜的分配政策，取得了良好的社會經(jīng)濟效益。目前本項目正在上海、廣東、新疆等多個省市開展大規(guī)模試點。此外，國稅總局金稅工程3期正在論證所有發(fā)票（涉及到全國所有納稅人）上采用漢信碼的問題，漢信碼有望成為我國發(fā)票領(lǐng)域的標準碼制（如圖3）。

 圖 3   漢信碼發(fā)票

   廣東省水產(chǎn)品質(zhì)量可追溯體系中采用漢信碼作為追溯信息載體，有效實現(xiàn)了水產(chǎn)專用標簽與水產(chǎn)品的整個產(chǎn)業(yè)鏈相結(jié)合，達到水產(chǎn)品質(zhì)量安全的有效控制，使人們吃到放心的水產(chǎn)品。采用漢信碼作為水產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的信息傳遞媒介，不需要事先建立數(shù)據(jù)庫的支持，信息傳遞過程中即可通過掃描自動讀取相應(yīng)信息。北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心憑借深厚的技術(shù)背景，順利完成了漢信碼在廣東省的設(shè)計和實施工作，經(jīng)在廣東50多家水產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用，效果良好，達到了企業(yè)經(jīng)營管理與安全生產(chǎn)的有機統(tǒng)一，實現(xiàn)了養(yǎng)殖日常管理與追溯管理的無縫集成。該項目的實施為漢信碼應(yīng)用推廣尤其是在水產(chǎn)品質(zhì)量追溯應(yīng)用領(lǐng)域積累了寶貴經(jīng)驗。

    漢信碼必將在我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

   醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的新生兒疾病篩查的應(yīng)用，采用漢信碼標簽作為信息載體，通過“虛擬”的網(wǎng)絡(luò)化連接實現(xiàn)了區(qū)婦幼保健院所與采血單位的信息連接，從而保證兩地信息的一致性，不再出現(xiàn)重復性錄入信息，避免出現(xiàn)手工錄入和重復錄入易發(fā)生的人為錯誤，實現(xiàn)了新生兒疾病篩查過程化管理，有效地提高了其工作效率。利用漢信碼的信息承載能力，過去花5分鐘才能錄入完成一張卡片的信息，現(xiàn)在只需要1秒鐘就可以完成，并且信息的準確度達到100%。通過漢信碼的快速識讀，使該系統(tǒng)可以快速獲取新生兒疾病篩查信息。漢信碼的大容量存儲空間保證了信息的完整性。漢信碼的應(yīng)用還使系統(tǒng)實現(xiàn)了信息加密，非專用設(shè)備無法讀取該碼中的信息，這樣保證了患者的隱私安全，也保證了管理工作過程中數(shù)據(jù)的安全性。該項應(yīng)用已經(jīng)在北京市、黑龍江省、廣東省、新疆等多個省市全面應(yīng)用，為我國醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的信息化建設(shè)發(fā)揮了重要作用。

   目前，我國的一維條碼應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是二維碼在我國的應(yīng)用仍處于起步階段，應(yīng)用范圍還非常有限，漢信碼的市場潛力非常巨大。漢信碼目前已經(jīng)在醫(yī)療、食品追溯、發(fā)票等領(lǐng)域中實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，并由于其信息容量大、密度高、防偽性能好、成本低、專利開放等特性，吸引了眾多設(shè)備開發(fā)商、系統(tǒng)集成商與應(yīng)用方的廣泛關(guān)注，未來漢信碼有望在我國食品產(chǎn)品追溯、物流、制造業(yè)信息化、單證、票據(jù)管理等領(lǐng)域機動車零部件領(lǐng)域取得行業(yè)應(yīng)用，成為我國的二維碼主導碼制。