линейный штриховой код code 128 это

GS1-128 (ранее известный как UCC / EAN-128) является подмножеством Code 128 и широко используется во всем мире в отраслях судоходства и упаковки в качестве идентификационного кода продукта для уровней контейнера и поддона в цепочке поставок.

СОДЕРЖАНИЕ

Технические характеристики

Штрих-код Code 128 состоит из семи разделов:

Контрольный символ рассчитывается из взвешенной суммы ( по модулю 103) всех символов.

Подтипы

Код 128 включает 108 символов: 103 символа данных, 3 начальных символа и 2 символа остановки. Каждый символ состоит из трех черных полос и трех белых промежутков разной ширины. Все ширины кратны базовому «модулю». Каждая полоса и пробел имеют ширину от 1 до 4 модулей, а символы имеют фиксированную ширину: сумма ширины трех черных полос и трех белых полос составляет 11 модулей.

Шаблон остановки состоит из двух перекрывающихся символов и четырех полосок. Шаблон остановки разрешает двунаправленное сканирование. Когда шаблон остановки читается слева направо (обычный случай), распознается символ остановки (за которым следует двухмодульная полоса). Когда шаблон остановки читается справа налево, распознается символ обратного останова (за которым следует двухмодульная полоса). Сканер, который видит символ обратного останова, знает, что он должен пропустить двухмодульную полосу и прочитать остальную часть штрих-кода в обратном порядке.

Несмотря на свое название, Code 128 не имеет 128 различных символов, поэтому он не может напрямую представлять 128 кодовых точек. Чтобы представить все 128 значений ASCII, он переключается между тремя кодовыми наборами (A, B, C). Вместе кодовые наборы A и B охватывают все 128 символов ASCII. Кодовый набор C используется для эффективного кодирования цепочек цифр. Начальное подмножество выбирается с помощью соответствующего начального символа. В каждом кодовом наборе некоторые из 103 кодовых точек данных зарезервированы для перехода к одному из двух других кодовых наборов. Сдвиги выполняются с использованием кодовых точек 98 и 99 в кодовых наборах A и B, 100 в кодовых наборах A и C и 101 в кодовых наборах B и C для переключения между ними):

Старт / стоп и закодированные данные

Расчет контрольной цифры

Например, в следующей таблице для буквенно-цифровой строки PJJ123C вычисляется значение контрольной суммы варианта A кода 128:

Код	Ценить	Позиция	Значение × позиция
Начальный код A	103	1	103
п	48	1	48
J	42	2	84
J	42	3	126
1	17	4	68
2	18	5	90
3	19	6	114
C	35 год	7	245
Сумма		878
Остаток по модулю 103		54

Использование FNC4 для кодирования высоких (128–255) символов

Ширина штрих-кода

Code128 определяет комбинацию из 6 чередующихся полосок и пробелов (по 3 каждого) для каждого символа. Таким образом, каждый символ начинается с полосы и заканчивается пробелом. В шрифтах штрих-кода последняя полоса обычно сочетается с символом остановки, чтобы создать более широкий шаблон остановки. В следующей таблице указаны значения ширины каждой полосы и пробела для каждого символа. Ширина каждой планки или пробела может составлять 1, 2, 3 или 4 единицы (модуля). В приведенном выше примере буква «А» будет изображена с рисунком 10100011000 или шириной 111323 в таблицах ниже.

Значение ширины получается путем подсчета длины каждого ряда единиц, затем нулей в шаблоне, начиная слева. Всегда будет 6 прогонов, и длина этих 6 прогонов формирует значение ширины. Например, при использовании шаблона 10100011000 длины серий будут 1 (цифра 1), 1 (цифра 0), 1 (цифра 1), 3 (цифра 0), 2 (цифра 1), 3 (цифра 0). Если указать только длину каждого прогона, получится 1, 1, 1, 3, 2, 3, что приведет к значению ширины 111323.

Код 128

Ценить	Шестнадцатеричное значение	128A	128B	128C	Положение шрифта (Обычный / Необычный / Barcodesoft)		Бар / Пробел
					Код	Latin-1	Шаблон	Ширина
0	00	Космос	Космос	00	32 или 194 или 207/212/252	␣ или Â или Ï / Ô / ü	11011001100	212222
1	01	!	!	01	33	!	11001101100	222122
2	02	«	«	02	34	«	11001100110	222221
3	03	#	#	03	35 год	#	10010011000	121223
4	04	$	$	04	36	$	10010001100	121322
5	05	%	%	05	37	%	10001001100	131222
6	06	&	&	06	38	&	10011001000	122213
7	07	‘	‘	07	39	‘	10011000100	122312
8	08	(	(	08	40	(	10001100100	132212
9	09	)	)	09	41 год	)	11001001000	221213
10	0a	*	*	10	42	*	11001000100	221312
11	0b	+	+	11	43 год	+	11000100100	231212
12	0c	,	,	12	44 год	,	10110011100	112232
13	0d	—	—	13	45	—	10011011100	122132
14	0e	.	.	14	46	.	10011001110	122231
15	0f	/	/	15	47	/	10111001100	113222
16	10	0	0	16	48	0	10011101100	123122
17	11	1	1	17	49	1	10011100110	123221
18	12	2	2	18	50	2	11001110010	223211
19	13	3	3	19	51	3	11001011100	221132
20	14	4	4	20	52	4	11001001110	221231
21 год	15	5	5	21 год	53	5	11011100100	213212
22	16	6	6	22	54	6	11001110100	223112
23	17	7	7	23	55	7	11101101110	312131
24	18	8	8	24	56	8	11101001100	311222
25	19	9	9	25	57 год	9	11100101100	321122
26 год	1а	:	:	26 год	58	:	11100100110	321221
27	1b	;	;	27	59	;	11101100100	312212
28 год	1c	>	30	62	>	11011011000	212123
31 год	1f	?	?	31 год	63	?	11011000110	212321
32	20	@	@	32	64	@	11000110110	232121
33	21 год	А	А	33	65	А	10100011000	111323
34	22	B	B	34	66	B	10001011000	131123
35 год	23	C	C	35 год	67	C	10001000110	131321
36	24	D	D	36	68	D	10110001000	112313
37	25	E	E	37	69	E	10001101000	132113
38	26 год	F	F	38	70	F	10001100010	132311
39	27	грамм	грамм	39	71	грамм	11010001000	211313
40	28 год	ЧАС	ЧАС	40	72	ЧАС	11000101000	231113
41 год	29	я	я	41 год	73	я	11000100010	231311
42	2а	J	J	42	74	J	10110111000	112133
43 год	2b	K	K	43 год	75	K	10110001110	112331
44 год	2c	L	L	44 год	76	L	10001101110	132131
45	2d	M	M	45	77	M	10111011000	113123
46	2e	N	N	46	78	N	10111000110	113321
47	2f	О	О	47	79	О	10001110110	133121
48	30	п	п	48	80	п	11101110110	313121
49	31 год	Q	Q	49	81 год	Q	11010001110	211331
50	32	р	р	50	82	р	11000101110	231131
51	33	S	S	51	83	S	11011101000	213113
52	34	Т	Т	52	84	Т	11011100010	213311
53	35 год	U	U	53	85	U	11011101110	213131
54	36	V	V	54	86	V	11101011000	311123
55	37	W	W	55	87	W	11101000110	311321
56	38	Икс	Икс	56	88	Икс	11100010110	331121
57 год	39	Y	Y	57 год	89	Y	11101101000	312113
58	3а	Z	Z	58	90	Z	11101100010	312311
59	3b	[	[	59	91	[	11100011010	332111
60	3c	\	\	60	92	\	11101111010	314111
61	3d	]	]	61	93	]	11001000010	221411
62	3e	^	^	62	94	^	11110001010	431111
63	3f	_	_	63	95	_	10100110000	111224
64	40	NUL	`	64	96	`	10100001100	111422
65	41 год	SOH	а	65	97	а	10010110000	121124
66	42	STX	б	66	98	б	10010000110	121421
67	43 год	ETX	c	67	99	c	10000101100	141122
68	44 год	EOT	d	68	100	d	10000100110	141221
69	45	ENQ	е	69	101	е	10110010000	112214
70	46	ACK	ж	70	102	ж	10110000100	112412
71	47	BEL	грамм	71	103	грамм	10011010000	122114
72	48	BS	час	72	104	час	10011000010	122411
73	49	HT	я	73	105	я	10000110100	142112
74	4а	LF	j	74	106	j	10000110010	142211
75	4b	VT	k	75	107	k	11000010010	241211
76	4c	FF	л	76	108	л	11001010000	221114
77	4d	CR	м	77	109	м	11110111010	413111
78	4e	ТАК	п	78	110	п	11000010100	241112
79	4f	SI	о	79	111	о	10001111010	134111
80	50	DLE	п	80	112	п	10100111100	111242
81 год	51	DC1	q	81 год	113	q	10010111100	121142
82	52	DC2	р	82	114	р	10010011110	121241
83	53	DC3	s	83	115	s	10111100100	114212
84	54	DC4	т	84	116	т	10011110100	124112
85	55	НАК	ты	85	117	ты	10011110010	124211
86	56	SYN	v	86	118	v	11110100100	411212
87	57 год	ETB	ш	87	119	ш	11110010100	421112
88	58	ЖЕСТЯНАЯ БАНКА	Икс	88	120	Икс	11110010010	421211
89	59	ЭМ	у	89	121	у	11011011110	212141
90	5а	SUB	z	90	122	z	11011110110	214121
91	5b	ESC	<	91	123	<	11110110110	412121
92	5c	FS	|	92	124	|	10101111000	111143
93	5d	GS	>	93	125	>	10100011110	111341
94	5e	RS	10001011110	131141
95	5f	нас	DEL	95	195/200/240	Ã / È / ð	10111101000	114113
96	60	FNC 3	FNC 3	96	196/201/241	Ä / É / ñ	10111100010	114311
97	61	FNC 2	FNC 2	97	197/202/242	Å / Ê / ò	11110101000	411113
98	62	Сдвиг B	Сдвиг А	98	198/203/243	Æ / Ë / ó	11110100010	411311
99	63	Код C	Код C	99	199/204/244	Ç / Ì / ô	10111011110	113141
100	64	Код B	FNC 4	Код B	200/205/245	È / Í / õ	10111101110	114131
101	65	FNC 4	Код А	Код А	201/206/246	É / Î / ö	11101011110	311141
102	66	FNC 1	FNC 1	FNC 1	202/207/247	Ê / Ï / ÷	11110101110	411131
103	67	Начальный код A			203/208/248	Ë / Ð / ø	11010000100	211412
104	68	Начальный код B			204/209/249	Ì / Ñ / ù	11010010000	211214
105	69	Начальный код C			205/210/250	Í / Ò / ú	11010011100	211232
106	6а	Стоп			—	—	11000111010	233111
—	—	Обратный стоп			—	—	11010111000	211133
—	—	Стоп-паттерн (7 баров / пробелов)			206/211/251	Î / Ó / û	1100011101011	2331112

Символы «Код A», «Код B» и «Код C» заставляют все следующие символы интерпретироваться согласно соответствующему субкоду (то есть 128A, 128B или 128C). Символ «Shift» переключает интерпретацию одного следующего символа между подкодами A и B.

Закодированный символ ASCII зависит от фактического используемого шрифта штрих-кода. В частности, символ ASCII со значением 0 и значением 95 и выше может быть определен по-разному в установленном шрифте.

Расчет контрольной цифры для указанного выше примера почтового индекса:

Ценить	Масса	Вес × значение
Начать C	105	1	105
FNC1	102	1	102
42	42	2	84
18	18	3	54
40	40	4	160
20	20	5	100
50	50	6	300
Код А	101	7	707
0	16	8	128
Сумма =	1740 г.
1740 г.	Мод 103 =	92

Доступность

Для конечного пользователя штрих-коды Code 128 могут быть сгенерированы либо внешним приложением для создания изображения штрих-кода, либо решением для штрих-кода на основе шрифтов. Любое решение требует использования приложения или надстройки приложения для вычисления контрольной цифры и создания штрих-кода.

Оптимизация длины штрих-кода

Использование кодового набора C выгодно только при следующих условиях:

Расположение цифр	Количество последовательных цифр
начало данных	4+
конец данных	4+
середина данных (окружена символами из кодового набора A или B)	6+
все данные	либо 2, либо 4+ (но не 3)

Оптимальное кодирование может быть найдено с использованием динамического программирования алгоритма.

Источник

Как устроен штрихкод?

Со штрихкодами современный человек сталкивается каждый день, даже не задумываясь об этом. Когда мы покупаем в супермаркете продукты, их коды считываются именно с помощью штрихкода. Также посылки, товары на складах, и прочее и прочее. Однако, мало кто знает, как же реально это работает.

Как устроен баркод, и что закодировано на этой картинке?

Попробуем разобраться, заодно напишем декодер таких кодов.

Введение

Использование штрихкодов имеет давнюю историю. Первые попытки автоматизации начинались еще в 50х, патент на устройство считывания кодов был получен в 1952г. Инженер, занимавшийся сортировкой вагонов на железной дороге, захотел упростить процесс. Идея была очевидной — кодировать номер с помощью полос и считывать их с помощью фотоэлементов. В 1962г коды стали официально использоваться для идентификации вагонов на американской железной дороге (система KarTrak), в 1968 прожектор заменили лазерным лучом, что позволило повысить точность и уменьшить размер считывателя. В 1973г появился формат «универсального кода продукта» (Universal Product Code), и в 1974 с использованием сканера кодов был продан первый продукт (жевательная резинка Wrigley’s — это же США;) в супермаркете. В 1984 треть магазинов использовали штриходы, в России же они начали использоваться примерно с 90х годов.

Разных кодов под разные задачи сейчас используется довольно много, к примеру, последовательность «12345678» может быть представлена такими способами (и это еще не все):

Приступим к побитовому разбору. Далее, все ниженаписанное будет относиться к виду «Code-128» — просто потому, что его формат довольно простой и понятный. Желающие поэкспериментировать с другими видами, могут открыть онлайн-генератор и посмотреть самостоятельно.

На первый взгляд штрихкод кажется просто беспорядочной последовательностью линий, на самом деле, его структура четко фиксирована:

1 — Пустое место, нужное для четкого определения начала кода
2 — Стартовый символ. Для Code-128 возможны 3 варианта (называемых А, В и С): 11010000100, 11010010000 или 11010011100, им соответствуют разные кодовые таблицы (подробнее в Википедии).
3 — Собственно код, содержащий нужные нам данные
4 — Контрольная сумма
5 — Стоп символ. Для Code-128 это 1100011101011.
6(1) — Пустое место.

Теперь о том, как кодируются биты. Тут все очень просто — если взять ширину самой тонкой линии за «1», то линия двойной ширины даст код «11», тройная «111», и так далее. Пустое место будет «0» или «00» или «000» по тому же самому принципу. Желающие могут сравнить стартовый код на картинке, чтобы убедиться что правило выполняется.

Теперь можно начинать программировать.

Получаем битовую последовательность

В принципе, это самая сложная часть, и разумеется, алгоритмически ее можно реализовать по-разному. Не уверен, что приведенный ниже алгоритм оптимальный, но для учебного примера его вполне достаточно.

Для начала загрузим изображение, растянем его по ширине, возьмем из середины изображения горизонтальную линию, преобразуем ее в ч/б и загрузим в виде массива.

На штрихкоде черному соответствует «1», а в RGB наоборот, 0, так что массив нужно инвертировать. Заодно вычислим среднее значение.

Запускаем программу, чтобы убедиться, что баркод загружен корректно:

Теперь нужно определить ширину одного «бита». Для этого мы выделим начало стартовой последовательности «1101», записывая моменты перехода графика через среднюю линию.

Мы записываем только переходы через середину, так что код «1101» будет записан как «101», но нам этого достаточно чтобы узнать его ширину в пикселах.

Теперь собственно декодирование. Находим очередной переход через середину, и определяем число бит, попавших в интервал. Поскольку совпадение не абсолютное (код может быть слегка изогнут или растянут), используем округление.

Не уверен что это оптимальный вариант, возможно, есть способ лучше, желающие могут написать в комментариях.

Если все было сделано правильно, то мы получаем на выходе примерно такую последовательность:

11010010000110001010001000110100010001101110100011011101000111011011
01100110011000101000101000110001000101100011000101110110011011001111
00010101100011101011

Декодирование

Здесь никаких сложностей в принципе, нет. Символы в Code-128 кодируются 11-битным кодом, который имеет 3 разновидности (А, В и С) и может хранить либо разные кодировки символов, либо цифры от 00 до 99.

В нашем случае, начало последовательности 11010010000, что соответствует «Code B». Было жутко влом вбивать вручную все коды из Википедии, поэтому таблица была просто скопирована из браузера и ее парсинг был тоже сделан на Python (hint: на продакшене так делать не надо).

Теперь осталось самое простое. Разбиваем нашу битовую последовательность на 11-символьные блоки:

Наконец, формируем строку и выводим ее на экран:

Ответ на то, что закодировано в таблице, приводить не буду, пусть это будет домашним заданием для читателей (использование готовых программ для смартфонов будет считаться читерством:).

В коде также не реализована проверка CRC, желающие могут сделать это самостоятельно.

Разумеется, алгоритм неидеален, и был написан за полчаса. Для более профессиональных целей есть готовые библиотеки, например pyzbar. Код с использованием такой библиотеки займет всего 4 строчки:

(предварительно нужно установить библиотеку, введя команду «pip install pyzbar»)

Дополнение: о подсчете CRC написал в комментариях пользователь vinograd19:

Интересна история контрольной цифры. Она возникла эволюционно.
Контрольная цифра нужна для того, чтобы избежать неправильного декодирования. Если штрихкод был 1234, а его распознали как 7234, то нужна валидация, которая предупредит замену 1 на 7. Валидация может быть неточная, чтобы хотя бы в 90% невалидные номера определялись заранее.

1-й подход: Давайте просто возьмем сумму. Чтобы в остатке от деления на 10 был 0. Ну то есть первые 12 символов несут информационную нагрузку, а последняя цифры подбирается так, чтобы сумма цифр делилась на 10. Декодируем последовательность, если сумма не делится на десять — значит декодировали с багом и нужно сделать это еще раз. Например, код 1234 — валидный. 1+2+3+4 = 10. Код 1216 — тоже валидный, а вот 1218 — нет.

Это позволяет избежать проблем с автоматикой. Однако в момент создания штрихкодов был фоллбек в виде набивания номер на клавишах. И там есть плохой кейс: если поменять порядок следования двух цифр, то контрольная сумма не меняется, и это плохо. То есть если штрихкод 1234 был вбит как 2134, контрольная сумма сойдется, а вот номер мы вбили неправильный. Оказывается, неправильный порядок цифр — это распространенный кейс, если стучать по клавишам быстро.

2-й подход. Хорошо, давайте сумму сделаем чуть сложнее. Чтобы цифры на четных местах учитывались дважды. Тогда при изменении порядка, сумма точно не сойдется к нужной. Например код 2364 валидный (2 + 3+3 + 6 + 4+4 = 20), а код 3264 — невалидный (3+ 2+2 + 6 + 4+4 = 19). Но тут оказался еще один плохой пример вбития. Некоторые клавиатуры такие, что десять цифр располагаются в два ряда. первый ряд 12345 и под ним второй второй ряд 67890. Если вместо клавишы «1» нажать правее клавишу «2», то контрольная сумма предупредит неправильный ввод. А вот если вместо клавишу «1» нажать ниже клавишу «6» — то может не предупредить. Ведь 6=1+5, и в случае когда эта цифра стоит на четном месте при вычислении контрольной суммы, мы имеем 2*6 = 2*1 + 2*5. То есть контрольная сумму увеличилась ровно на 10, поэтому ее последняя цифра не изменилась. Например контрольные суммы кодв 2134 и 2634 одинаковые. Та же ошибка будет, если мы вместо 2 нажмем 7, вместо 3 нажмем 8 и тд.

3-й подход. Ок, давайте что ли возьмем опять сумму, только цифры, стоящие на четных местах будем учитывать… трижды. То есть код 1234565 — валидный, потому как 1 + 2*3 + 3 + 4*3 + 5 + 6*3 +5 = 50.

Описанный способ стал стандартом вычисления контрольной суммы EAN13 за небольшими правками: число цифр стало фиксированным и равно 13, где 13-ая — это та самая контрольная цифра. Цифры на нечетных местах считаются трижды, на четных — один раз.

Заключение

Как можно видеть, даже такая простая вещь как штрихкод, имеет в себе немало интересного. Кстати, еще один лайфхак для тех, кто дочитал до сюда — текст под штрихкодом (если он есть) полностью дублирует его содержание. Это сделано для того, чтобы в случае нечитабельности кода, оператор мог ввести его вручную. Так что узнать содержимое штрихкода обычно просто — достаточно посмотреть на текст под ним.

Как подсказали в комментариях, наиболее популярным в торговле является код EAN-13, битовое кодирование там такое же, а структуру символов желающие могут посмотреть самостоятельно.

Если у читателей не пропал интерес, отдельно можно рассмотреть QR-коды.

Источник