ГОСТ Р 51294.9-2002
(ИСО/МЭК 15438-2001)

 

Автоматическая идентификация

КОДИРОВАНИЕ ШТРИХОВОЕ

Спецификации символики PDF417 (ПДФ417)

 

 

 

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

 

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Ассоциацией автоматической идентификации ЮНИСКАН/EAN РОССИЯ/AIM РОССИЯ совместно с ЗАО «Фирма ПИЛОТ»

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 355 «Автоматическая идентификация»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 26 августа 2002 г. № 314-ст

3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст международного стандарта ИСО/МЭК 15438-2001 «Информационная технология. Технологии автоматической идентификации и сбора данных. Спецификации символики штрихового кода ПДФ417» (ISO/IEC 15438-2001 «Information Technology Automatic Identification and Data Capture - Bar code symbology specifications - PDF417»), за исключением раздела «Библиография», и приложений V, W, X. Дополнительные положения выделены курсивом.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении W, и государственные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении X.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

Технология штрихового кодирования основана на распознавании комбинаций штрихов и пробелов определенных размеров. Существуют множество методов кодирования информации в формате штрихового кода, именуемых символиками, и множество правил перевода знаков в комбинации штрихов и пробелов и других важных параметров, именуемых спецификациями символики.

Производителям оборудования для штрихового кодирования и пользователям технологии штрихового кодирования необходим общедоступный стандарт спецификаций символики, к которому можно обращаться при разработке оборудования или стандартов применений. Символика, представленная в данном стандарте, является общественным достоянием и не подлежит ограничениям для пользователей, лицензированию и взиманию взносов.

 

ГОСТ Р 51294.9-2002

(ИСО/МЭК 15438-2001)

Автоматическая идентификация

КОДИРОВАНИЕ ШТРИХОВОЕ

Спецификации символики PDF417 (ПДФ417)

Automatic identification. Bar coding.

Дата введения 2003-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает:

- требования к символике штрихового кода PDF-417;

- показатели символики PDF-417, кодирование знаков данных, форматы символов, размеры, правила коррекции ошибки, алгоритм декодирования и совокупность параметров применения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты¹:

ИСО 646-91 Информационная технология - 7-битный кодированный набор знаков ИСО для обмена информацией

ИСО 8859-1-98 Обработка информации. Наборы 8-битных однобайтовых кодированных графических символов. Часть 1. Латинский алфавит № 1

ИСО/МЭК 15416-2000 «Информационная технология. Технологии автоматической идентификации и сбора данных. Спецификации испытаний качества печати штриховых кодов. Линейные символы»

ЕН 796-96 Штриховое кодирование. Идентификаторы символик

ЕН 1556-98 Штриховое кодирование. Терминология

¹ Соответствие межгосударственных стандартов и государственных стандартов Российской Федерации международным стандартам приведено в приложениях W и X. Международные спецификации, указанные в разделе 2 ИСО/МЭК 15438, перенесены в раздел «Библиография» ([1] и [5]).

3 Определения, обозначения и сокращения

3.1 Определения

Применительно к настоящему стандарту использованы следующие термины и определения, данные в ЕН 1556:

Алгоритм (algorithm), стандарт применения (application standard), версия КОИ-7 (ASCII), автораспознавание (autodiscrimination), штрих (bar), штриховой код (bar code), двунаправленность декодирования (bi-directional), двоичный (binary), бит (bit), кодовое слово (codeword), столбец символа штрихового кода (column), непрерывный штриховой код (continuous code), знак данных (data character), кодовое слово данных (data codeword), уплотнение данных (data compaction), поле данных символа (data region), алгоритм декодирования (decode algorithm), декодер (decoder), элемент символа штрихового кода (element), кодирование (encode), уровень коррекции ошибок (error correction level), визуальное представление знаков (human readable character), начальные нули (leading zeros), линейная символика (linear symbology), модуль (module), расчет «по модулю» контрольного знака (modulo), многострочная символика (multi-row symbology), n, k символика (n, k symbology), набор цифровых знаков (numeric), дополнение символа штрихового кода (overhead), знак-заполнитель (pad character), кодовое слово-заполнитель (pad codeword), свободная зона (quiet zone), рекомендуемый алгоритм декодирования (reference decode algorithm), строка символа штрихового кода (row), сканер (scanner), самоконтроль знака символа штрихового кода (self-checking), пробел символа штрихового кода (space), знак СТАРТ (start character), знак СТОП (stop character), коэффициент сжатия символа штрихового кода (symbol aspect ratio), знак символа (symbol character), символика штрихового кода (symbology), идентификатор символики (symbology identifier), длина символа штрихового кода (symbol width), размер X (X-dimension), размер Y (Y-dimension).

В настоящем стандарте применяют также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 модель базового канала (Basic Channel Model): Стандартная система кодирования и передачи данных штрихового кода, в которой с выхода декодера поступают байты данных сообщения, но не передается никакой управляющей информации о сообщении.

Примечание - В соответствии с данной моделью декодер работает в режиме базового канала

3.1.2 последовательность штрихов и пробелов (bar-space sequence): Последовательность, представляющая ширину элементов знака символа в модулях.

3.1.3 кластер (cluster): Одно из трех подмножеств самостоятельных знаков символа PDF417, в котором знаки символа соответствуют особым структурным правилам, используемым при декодировании символики.

3.1.4 режим уплотнения (compaction mode): Наименование каждого из трех алгоритмов уплотнения данных PDF417: режим текстового уплотнения (Text Compaction mode), режим цифрового уплотнения (Numeric Compaction mode) и режим байтового уплотнения (Byte Compaction mode), эффективно преобразующих 8-битные байты данных в кодовые слова PDF417.

3.1.5 кодовое слово коррекции ошибок (Error correction codeword): Кодовое слово в символе, которое кодирует значение, получаемое из алгоритма исправления ошибок кодовых слов для декодирования обнаруженных ошибок и их исправления в зависимости от уровня коррекции ошибок.

3.1.6 интерпретация расширенного канала (Extended Channel Interpretation): Процедура, применяемая в некоторых символиках, включая PDF417, для точной замены интерпретации по умолчанию иной интерпретацией.

Примечание - Интерпретация, изначально предназначенная для формирования символа, может быть восстановлена после декодирования сканированного символа для воссоздания сообщения данных в его исходном формате.

3.1.7 модель расширенного канала (Extended Channel Model): Система кодирования и передачи байтов данных сообщения и управляющей информации о сообщении, в которой управляющая информация передается с использованием управляющей последовательности интерпретации расширенного канала.

Примечание - Декодер, соответствующий данной модели, работает в режиме расширенного канала.

3.1.8 функциональное кодовое слово (function codeword): Кодовое слово в символике, которое инициирует определенную операцию в символике.

Примечание - Функциональное кодовое слово используется, например, для перехода между кодированными наборами данных, вызова схемы уплотнения, программирования считывающего устройства и вызова интерпретаций расширенного канала.

3.1.9 идентификатор глобальной метки (Global Label Identifier): Процедура в рамках символики PDF417, предназначенная для замены интерпретации по умолчанию иной интерпретацией.

Примечания:

1 Назначение указанной процедуры идентично назначению интерпретации расширенного канала.

2 Связанная с символикой система идентификаторов глобальных меток предшествовала независимой от символики системе интерпретации расширенного канала.

3.1.10 Макро PDF417 (Macro PDF417): Процедура в символике PDF417 по логической передаче данных из компьютерного файла в комплект связанных символов PDF417.

Примечания:

1 Эта процедура значительно расширяет емкость данных по сравнению с емкостью единичного символа.

2 Настоящая процедура подобна параметру структурированного соединения, применяемому в других символиках.

3.1.11 кодовое слово фиксации в режиме (Mode Latch codeword): Кодовое слово, которое используется для перехода из одного режима в другой, который будет действовать до применения кодового слова фиксации в режиме или регистра в режиме, либо до окончания символа.

3.1.12 кодовое слово регистра в режиме (Mode Shift codeword): Кодовое слово, которое используется для перехода из одного режима в другой только для одного кодового слова, после чего режим кодирования возвращается к исходному.

3.1.13 кодовое слово индикатора строки (Row Indicator codeword): Кодовое слово PDF417, примыкающее к знаку СТАРТ или знаку СТОП в строке, которое кодирует информацию о структуре символа PDF417: идентификацию строки, общее количество строк и столбцов и уровень коррекции ошибки.

3.1.14 кодовое слово дескриптора длины символа (Symbol Length Descriptor): Кодовое слово в символе PDF417, кодирующее общее количество кодовых слов данных в символе.

Примечание - Дескриптор длины символа всегда должен быть первым кодовым словом в символе PDF417.

3.2 Обозначения математических символов и операций

В настоящем стандарте используются следующие обозначения математических символов, которые согласуются с наиболее общим использованием системы счисления:

A - коэффициент сжатия символа (symbol aspect ratio) PDF417 (отношение высоты к длине);

b - ширина элемента в знаке символа;

c - количество столбцов в символе в области данных (за исключением знаков СТАРТ и СТОП и кодовых слов индикаторов строк);

d - кодовое слово данных, включая все функциональные кодовые слова;

E - кодовое слово коррекции ошибок;

e - расстояние между подобными краями в знаке символа;

F - номер строки;

f - количество ошибок подстановки;

H - высота символа, включая свободную зону;

K - номер кластера;

k - количество кодовых слов коррекции ошибок;

L - левый индикатор строки (Left row indicator);

L - количество стираний;

M - количество первоначальных кодовых слов данных, предшествующих дополнению дескриптора длины символа и любых кодовых слов-заполнителей (pad);

N - общее количество кодовых слов данных, включая дескриптор длины символа и все кодовые слова-заполнители;

P - шаг или ширина знака символа;

Q_H - горизонтальная свободная зона;

Q_V - вертикальная свободная зона;

R - правый индикатор строки (Right row indicator);

r - число строк в символе;

s - уровень коррекции ошибок;

W - длина символа, включая свободную зону;

X - размер X или ширина модуля;

Y - высота модуля (также именуется высотой строки).

В настоящем стандарте используют также следующие обозначения для математических операций:

div - оператор целоисчисленного деления с округлением в меньшую сторону;

INT - целое число, полученное в результате округления в меньшую сторону до целого значения, с отбрасыванием десятых долей;

mod - положительный остаток целого числа после деления.

Примечание - Если остаток окажется отрицательным, для получения положительного результата прибавляют значение делителя. Например, остаток от деления -29160 на 929 равен -361. При прибавлении к остатку -361 делителя 929 получают положительное значение 568.

3.3 Сокращения

В настоящем стандарте применяют следующие сокращения:

ECI - интерпретация расширенного канала;

GLI - идентификатор глобальной метки.

4 Требования к символике PDF417

4.1 Показатели символики

4.1.1 Основные показатели

Символика штрихового кода PDF417 (русское обозначение ПДФ417) имеет следующие основные показатели:

a) кодируемый набор знаков:

в режиме текстового уплотнения (4.4.2) позволяет кодировать все графические знаки КОИ-7, т.е. знаки с десятичными значениями от 32 до 126 включительно в соответствии с ИСО/МЭК 646^*, а также некоторые управляющие знаки,

в режиме байтового уплотнения (4.4.3) позволяет кодировать все 256 значений 8-битных байтов. Этот режим включает все знаки КОИ-7 с десятичными значениями от 0 до 127 включительно и предусматривает поддержку международных наборов знаков,

в режиме цифрового уплотнения (4.4.4) позволяет эффективно кодировать цифровые последовательности данных,

различные функциональные кодовые слова для управления;

^*Версия 7-битного кодированного набора знаков для обмена и обработки информации по ИСО 646 соответствует набору С0 ссылочной версии КОИ-7Н0 по ГОСТ 27463 и набору Г0 версии КОИ-8 B1 по ГОСТ Р 34.303. В ИСО/МЭК 15438 указанная версия обозначена как ASCII.

b) структура знака символа: знаки (n, k, m), представленные 17 модулями (n), элементами - 4 штрихами и 4 пробелами (k), с самым крупным элементом шириной в 6 модулей (m);

c) максимально возможное количество знаков данных в символе (при нулевом уровне коррекции ошибок) - 925 кодовых слов данных, позволяющих закодировать:

в режиме текстового уплотнения - 1850 знаков (2 знака данных на кодовое слово),

в режиме байтового уплотнения - 1108 знаков (1,2 знака данных на кодовое слово),

в режиме цифрового уплотнения - 2710 знаков (2,93 знака данных на кодовое слово).

При минимальном рекомендуемом уровне коррекции ошибок (error correction level) имеется 863 кодовых слов данных, позволяющих закодировать:

в режиме текстового уплотнения - 1726 знаков (2 знака данных на кодовое слово),

в режиме байтового уплотнения - 1033 знака (1,2 знака данных на кодовое слово),

в режиме цифрового уплотнения - 2528 знаков (2,93 знака данных на кодовое слово);

d) размер символа:

количество строк - от 3 до 90,

количество столбцов - от 1 до 30,

длина в модулях - от 90X до 583X, включая свободные зоны,

максимальное количество кодовых слов - 928,

максимальное количество кодовых слов данных - 925.

Поскольку может быть задано как число строк, так и число столбцов, при печати может быть изменен и коэффициент сжатия символа PDF417 для выполнения требований по размещению;

e) задаваемая коррекция ошибок - от 2 до 510 кодовых слов на символ (4.7);

f) знаки, не относящиеся к знакам данных:

на строку - 73 модуля, включая свободные зоны,

на символ - не менее трех дополнительных кодовых слов, представленных в виде знаков символа;

g) тип кода - непрерывный, многострочный, двухмерный;

h) самоконтроль знака - присутствует;

i) двунаправленное декодирование - присутствует.

4.1.2 Дополнительные свойства

В символике PDF417 к дополнительным свойствам (обязательным или необязательным) относят:

a) уплотнение данных (обязательное свойство).

Установлены три схемы уплотнения совокупности знаков данных в кодовые слова. Обычно данные непосредственно не представляются на основе «один знак - одно кодовое слово» (4.4.2 - 4.4.4);

b) интерпретации расширенного канала (необязательное свойство).

Данный механизм позволяет кодировать до 811800 различных наборов знаков данных или интерпретаций (4.5);

c) Макро PDF417 (необязательное свойство).

Данный механизм предоставляет логическое и последовательное представление файлов данных в ряде символов PDF417. Таким образом, вплоть до 99999 символов PDF417, могут быть связаны или соединены и отсканированы в любом порядке для правильного восстановления исходного файла данных (4.13);

d) декодируемость от края до края (обязательное свойство).

PDF417 может декодироваться измерением размеров от края одного элемента знака символа до соответствующего края другого элемента (4.3.1);

e) перекрестное сканирование строк (обязательное свойство).

Для перекрестного сканирования строк в PDF417 используют сочетание трех следующих показателей:

- синхронизацию по горизонтали или синхронизацию по времени,

- идентификацию строки,

- синхронизацию по вертикали использованием значения кластеров для обеспечения локального распознавания строк.

При использовании данного сочетания одиночное линейное сканирование при пересечении ряда строк позволяет получить неполное декодирование данных, если хотя бы один полный знак символа в строке был декодирован и получено значение его кодового слова. В дальнейшем с помощью алгоритма декодирования отдельные кодовые слова могут быть соединены в значащую матрицу;

f) коррекция ошибок (обязательное свойство).

Пользователь может задать один из девяти уровней коррекции ошибок. На всех уровнях, кроме нулевого, возможно не только обнаружение ошибок, но и исправление ошибочно закодированных или недостающих кодовых слов (4.7);

g) Компакт PDF417 (Compact PDF417) (необязательное свойство).

В относительно «чистой» среде возможно сокращение некоторых строк со знаками, не относящимися к данным (4.12).

Примечание - В предыдущей версии показателей PDF417 данное свойство именовалось «Сокращенный PDF417» («Truncated PDF417»). Термин Компакт PDF417 (Compact PDF417) является предпочтительным во избежание путаницы с наиболее общим использованием термина «сокращенный» (‘truncated’).

4.2 Структура символа

4.2.1 Параметры символа PDF417

Любой символ PDF417, состоящий из множества выровненных по вертикали строк, должен содержать не менее трех строк (но не более 90). Любая строка должна содержать не менее одного знака символа (но не более 30 знаков символа) без учета столбцов знаков СТАРТ, СТОП и столбцов индикатора строк. Символ должен включать свободные зоны со всех 4-х сторон. На рисунке 1 приведен символ PDF417 с закодированными данными: PDF417 Symbology Standard.

Рисунок 1 - Структура символа PDF417.

4.2.2 Параметры строки

Каждая строка PDF417 должна содержать:

a) начальную свободную зону,

b) знак СТАРТ,

c) знак символа левого индикатора строки,

d) от 1 до 30 знаков символа,

e) знак символа правого индикатора строки,

f) знак СТОП,

g) конечную свободную зону.

Примечание - Число знаков символа (или кодовых слов), приведенных в перечислении d), соответствует числу столбцов в символе PDF417.

4.2.3 Последовательность кодовых слов

Символ PDF417 может содержать до 928 знаков символа или кодовых слов.

Примечание - Термин «Знак символа PDF417» рекомендуется использовать для обозначения напечатанной комбинации штрихов и пробелов; «кодовое слово» - для числового значения знака символа.

Кодовые слова должны быть приведены в следующей последовательности:

a) первое кодовое слово - дескриптор длины символа - всегда должно кодировать общее количество кодовых слов данных в символе, включая сам дескриптор длины символа, кодовые слова данных и кодовые слова-заполнители, за исключением числа кодовых слов коррекции ошибок;

b) кодовые слова формируют по старшинству разрядов подлежащих кодированию знаков. Могут быть вставлены функциональные знаки для уплотнения данных;

c) кодовые слова-заполнители помогают представлять последовательности кодовых слов в виде прямоугольной матрицы. Кодовые слова-заполнители можно также использовать для формирования дополнительных полных конечных строк с целью получения желаемого коэффициента сжатия или установленного в нормативном документе по применению;

d) необязательный управляющий блок Макро PDF417;

e) кодовые слова коррекции ошибки для обнаружения и исправления ошибок.

Кодовые слова должны быть расположены таким образом, чтобы кодовое слово позиции старшего разряда примыкало к дескриптору длины символа (Symbol Length Descriptor), а кодовые слова кодировались слева направо от верхнего ряда к нижнему. На рисунке 2 представлена в виде схемы последовательность для символа, подобного представленному на рисунке 1. На рисунке 2 используется уровень коррекции ошибок 1 и требуется одно кодовое слово для полного заполнения матрицы символа.

Обозначения: d₁₅ - дескриптор длины символа; d₁₄ - d₁ - закодированное представление данных; d₀ - кодовое слово-заполнитель.

Рисунок 2 - Пример схемы размещения символа PDF417

Примечание - Значения L, R, d и Е определены в 3.2.

Правила и рекомендации по определению структуры матрицы приведены в 4.9.

4.3 Основное кодирование

4.3.1 Структура знака символа

Каждый знак символа PDF417 должен состоять из следующих элементов: четырех штрихов и четырех пробелов, ширина каждого из которых может быть от 1 до 6 модулей. Совокупная ширина 4 штрихов и 4 пробелов должна составлять 17 модулей. Знаки символа PDF417 могут быть декодированы путем измерения расстояний «e» внутри знака.

Каждый знак символа задается последовательностью штрихов и пробелов из восьми цифр, которые представляют ширину в модулях каждого из восьми элементов этого знака символа. На рисунке 3 представлен знак символа с последовательностью штрихов и пробелов 51111125.

Рисунок 3 - Знак символа PDF417.

В PDF417 имеется 929 установленных значений знаков символа (кодовых слов), пронумерованных от 0 до 928.

Кодовые слова представлены в виде трех взаимно исключающих наборов знаков символа или кластеров. Каждый кластер кодирует 929 допустимых кодовых слов PDF417 в виде различных комбинаций штрихов и пробелов так, что один кластер отличается от другого. Кластеры обозначают номерами 0, 3, 6. Задание кластера распространяется на все знаки символа PDF417, за исключением знаков СТАРТ и СТОП.

Номер кластера K определяют по следующей формуле

K = (b₁ - b₂ + b₃ - b₄ + 9) mod 9,

где b₁, b₂, b₃ и b₄ - ширина в модулях соответственно четырех штрихов.

Номер кластера K для знака символа, представленного на рисунке 3, составляет

K = (5 - 1 + 1 - 2 + 9) mod 9 = 3.

Значения кодовых слов и последовательности штрихов и пробелов для каждого кластера знаков символа приведены в приложении А.

4.3.2 Знаки СТАРТ и СТОП

Знаки СТАРТ и СТОП должны быть представлены в соответствии с таблицей 1 и рисунком 4.

Таблица 1 - Последовательность штрихов и пробелов для знаков СТАРТ и СТОП

Примечания:

1 Знаки PDF417 СТАРТ и СТОП уникальны тем, что в них присутствуют элементы шириной более 6 модулей.

2 Знак СТОП имеет один дополнительный элемент - штрих шириной 1 модуль.

Последовательность штрихов и пробелов в знаках СТАРТ и СТОП должна быть одинаковой для всех строк.

Рисунок 4 - Знаки PDF417 СТАРТ и СТОП.

4.4 Высокоуровневое кодирование данных

Высокоуровневое кодирование преобразовывает знаки данных в соответствующие им значения кодовых слов.

При высокоуровневом кодировании используют схемы уплотнения данных. Соответствие заданных пользователем данных и последовательностей кодовых слов в PDF417 устанавливают три режима уплотнения данных:

текстовое (4.4.2),

байтовое (4.4.3),

цифровое (4.4.4).

Данная цепочка байтов данных может быть представлена различными последовательностями кодовых слов, в зависимости от кодирования переходов между режимами и подрежимами уплотнения. В символе PDF417 нет специального способа кодирования данных.

В каждом режиме предусмотрены 900 кодовых слов для кодирования данных и иных функций в рамках этого режима. Оставшиеся 29 кодовых слов предназначены для специальных функций (4.4.1), независимых от текущего режима уплотнения.

PDF417 также поддерживает систему интерпретации расширенного канала, позволяющую точно кодировать разные интерпретации данных в символе (4.5).

4.4.1 Функциональные кодовые слова

Кодовые слова со значениями от 900 до 928 (далее - кодовые слова от 900 до 928) назначены в качестве функциональных кодовых слов:

- для переключения между режимами (4.4.1.1),

- для усовершенствованных применений, использующих интерпретации расширенного канала,

- для других усовершенствованных применений (4.4.1.3 и 4.4.1.4).

В настоящее время кодовые слова от 903 до 912 и от 914 до 920 зарезервированы. В таблице 2 приведен полный список назначенных и зарезервированных функциональных кодовых слов, функции которых установлены в 4.4.1.1 - 4.4.1.4. Зарезервированные кодовые слова представлены в 4.4.6.

Таблица 2 - Назначение функциональных кодовых слов PDF417

4.4.1.1 Функциональные коды для перехода режима

В одном символе PDF417 предусмотрена возможность двухстороннего переключения режимов с требуемой частотой. Рекомендации по выбору режимов приведены в 4.4.5.

Для перехода из текущего режима в требуемый режим (который будет оставаться в действии до тех пор, пока он не будет изменен на другой) должно использоваться кодовое слово фиксации в режиме. Для этой функции предназначены кодовые слова 900 - 902 и 924 (таблица 3).

Таблица 3 - Кодовые слова установления режима и перехода между режимами

Примечание - В таблице указаны кодовые слова, используемые для перехода в требуемый режим.

Кодовое слово регистра в режиме 913 вызывает временный переход из режима текстового уплотнения в режим байтового уплотнения. Этот переход действует только для следующего кодового слова, после чего должен вернуться прежний подрежим режима текстового уплотнения. Кодовое слово 913 может применяться только в режиме текстового уплотнения; его использование установлено в 4.4.2.4.

Порядок перехода между тремя режимами установлен в таблице 4 и на рисунке 5.

Таблица 4 - Таблица перехода между режимами, представляющая кодовые слова и их функции

 Регистр в режиме (Mode Shift)

 Фиксация в режиме (Mode Latch)

Рисунок 5 - Возможные переходы между режимами.

Правила перехода в режим байтового уплотнения приведены в 4.4.3.1.

4.4.1.2 Функциональные кодовые слова для перехода к интерпретациям расширенного канала

Кодовое слово интерпретации расширенного канала (кодовое слово ECI) может быть использовано для перехода к особой интерпретации, которая будет действовать до другого кодового слова ECI или до окончания данных. Для этой функции назначены кодовые слова от 925 до 927 (4.5).

4.4.1.3 Функциональные кодовые слова для Макро PDF417

Символы Макро PDF417 (в соответствии с 4.13) должны использовать кодовое слово 928 в начале управляющего блока Макро PDF417. Кодовые слова 922 и 923 используют для особых функций в Макро PDF417.

4.4.1.4 Функциональное кодовое слово для инициализации считывающего устройства

Кодовое слово используют для указания считывающему устройству, что данные, заключенные внутри символа, являются программным кодом для инициализации считывающего устройства. Кодовое слово 921 должно быть первым кодовым словом после дескриптора длины символа. В случае применения последовательности инициализации Макро PDF417 в каждом символе должно появляться кодовое слово 921.

Данные, содержащиеся в инициализации символа или в последовательности символов, не должны передаваться считывающим устройством.

4.4.2 Режим текстового уплотнения

Режим текстового уплотнения включает все графические знаки версии КОИ-7 (т.е. знаки с десятичными значениями от 32 до 126) и три управляющих знака версии КОИ-7: ГТ (НТ) или ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ТАБУЛИРОВАНИЕ (десятичное значение знака 9), ПС (LF) или ПЕРЕВОД СТРОКИ (десятичное значение знака 10), и ВК (CR) или ВОЗВРАТ КАРЕТКИ (десятичное значение знака 13).

Примечание - В скобках приведены международные обозначения управляющих знаков (приложение V).

Режим текстового уплотнения предусматривает также различные знаки с функциями фиксации и переключения регистра, которые используют исключительно в рамках режима текстового уплотнения.

В режиме текстового уплотнения осуществляется кодирование до двух знаков в кодовом слове. Правила уплотнения для преобразования данных в кодовые слова PDF417 приведены в 4.4.2.2. Переключения подрежимов приведены в 4.4.2.3.

4.4.2.1 Подрежимы режима текстового уплотнения

Режим текстового уплотнения предусматривает четыре подрежима:

- прописных букв (Alpha) (прописные буквы латинского алфавита),

- строчных букв (Lower) (строчные буквы латинского алфавита),

- смешанных знаков (Mixed) (числа и некоторые знаки пунктуации),

- знаков пунктуации (Punctuation).

В каждом подрежиме содержится 30 знаков, в том числе знаки фиксации в подрежиме (sub-mode latch) и регистра в подрежиме (sub-mode shift).

Режимом уплотнения по умолчанию для PDF417 должен быть режим текстового уплотнения в подрежиме прописных букв. При переходе из другого режима кодовое слово фиксации в режиме текстового уплотнения должно всегда переключать в подрежим прописных букв режима текстового уплотнения.

Все знаки и их значения приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Определение подрежимов режима текстового уплотнения

Примечания

1 Обозначения:

al - знак фиксации в подрежиме прописных букв (latch to Alpha)

as - знак регистра в подрежиме прописных букв (shift to Alpha)

ml - знак фиксации в подрежиме смешанных знаков (latch to Mixed)

pl - знак фиксации в подрежиме знаков пунктуации (latch to Punctuation).

2 В графах «Знак» представлена интерпретация по умолчанию идентификатора глобальной метки GLI 0 и интерпретация расширенного канала ECI 000002 для значений байтов, представленных в соседних графах «КОИ-7». Каждая величина, указанная в таблице, представляет собой половину кодового слова, т.е. значения от 0 до 29 (4.4.2.2).

3 В графах «Знак» в скобках указаны международные обозначения знаков.

4.4.2.2 Правила уплотнения для кодирования в режиме текстового уплотнения

В режиме текстового уплотнения пары знаков данных должны быть представлены одним кодовым словом. Значения знаков данных находятся в диапазоне от 0 до 29 (т.е. 30 базовых значений) и указаны в таблице 5. В каждой паре из 30 базовых значений первое или находящееся слева значение пары должно обозначать значение h более высокого порядка, следующее значение пары - значение более низкого порядка l.

Закодированное кодовое слово в PDF417 определяется по формуле

d = h × 30 + l,

где d - установлено в 3.2.

Эта формула также распространяется на 30 базовых значений для функций фиксации в подрежиме (sub-mode latch) и регистра в подрежиме (sub-mode shift) в рамках режима текстового уплотнения. Для переключения между подрежимами следует использовать соответствующие значения знаков фиксации в подрежиме (sub-mode latch) и регистра в подрежиме (sub-mode shift). Если в результате кодирования последовательности знаков не получено четное число 30 базовых значений, следует использовать специальную методику, приведенную в 4.4.2.4.

Приведенный пример кодирования (таблица 6) представляет, каким образом достигается уплотнение в режиме текстового уплотнения.

Таблица 6 - Пример кодирования в режиме текстового уплотнения

Примечания

1 ml - знак фиксации в подрежиме смешанных знаков используется для переключения с целью кодирования цифровых знаков.

2 Знак ps используется в этом примере как значение-заполнитель, могут использоваться и другие значения знаков регистра в подрежиме и фиксации в подрежиме (4.4.2.4).

Подлежащие кодированию данные: PDF417.

Данные PDF417 представлены кодовыми словами 453, 178, 121, 239.

4.4.2.3 Переключение подрежимов режима текстового уплотнения (функции фиксации в подрежиме и регистра в подрежим)

Переключение из одного подрежима в другой в пределах режима текстового уплотнения должно выполняться с помощью значений знаков фиксации в подрежиме и регистра в подрежиме, заданных для подрежима и действовавших до переключения.

Знак регистра в подрежиме должен использоваться для переключения из одного подрежима режима текстового уплотнения в другой только для одного знака данных. Последующие кодовые слова возвращаются в подрежим, который использовался непосредственно до знака регистра в подрежиме (кроме случая, когда знак ps используется в качестве знака-заполнителя, в соответствии с 4.4.2.4). Функции знака регистра в подрежиме:

ps - переключение регистра в подрежим знаков пунктуации (shift to punctuation sub-mode),

as - переключение регистра в подрежим прописных букв (shift to uppercase alphabetic sub-mode).

Знак фиксации в подрежиме должен использоваться для переключения из одного подрежима режима текстового уплотнения в другой, который будет действовать до тех пор, пока не будет явно задействован другой знак регистра в подрежиме или знак фиксации в подрежиме. Функции знака фиксации в подрежиме:

al - фиксация в подрежиме прописных букв (latch to uppercase alphabetic sub-mode),

ll - фиксация в подрежиме строчных букв (latch to lowercase alphabetic sub-mode),

ml - фиксация в подрежиме смешанных знаков (цифровые или другие знаки пунктуации) (latch to mixed sub-mode),

pl - фиксация в подрежиме знаков пунктуации (latch to punctuation sub-mode).

Внутри каждого подрежима режима текстового уплотнения допускается ограниченный набор функций фиксации в подрежиме и переключения регистра в подрежим (таблица 5). В таблице 7 представлены переключения подрежимов режима текстового уплотнения; на рисунке 6 приведена схема данного процесса.

Примечание - После знака фиксации в подрежиме может следовать другой знак фиксации в подрежиме или знак регистра в подрежиме; но после знака регистра в подрежиме не может следовать ни знак фиксации в подрежиме, ни знак регистра в подрежиме.

Таблица 7 - Переключения подрежимов в режиме текстового уплотнения

Обозначения:

 - фиксация в подрежиме;

 - переключение регистра в подрежим;

ll - знак фиксации в подрежиме строчных букв;

ps - знак регистра в подрежиме знаков пунктуации;

ml - знак фиксации в подрежиме смешанных знаков;

as - знак регистра в подрежиме прописных букв;

al - знак фиксации в подрежиме прописных букв;

pl - знак фиксации в подрежиме знаков пунктуации

Рисунок 6 - Переключения подрежимов в режиме текстового уплотнения

4.4.2.4 Методика применения знака-заполнителя в режиме текстового уплотнения

Если последовательность знаков из 30 базовых значений в режиме текстового уплотнения не является четным числом, то к окончанию последовательности знаков добавляют знак-заполнитель (пример в таблице 6). Поскольку в режиме текстового уплотнения нет специальных нулевых функций, знаки фиксации в подрежиме и регистра в подрежиме должны использоваться в соответствии с приведенной ниже методикой:

a) если последовательность знаков представляет собой окончание данных или за последовательностью знаков в режиме текстового уплотнения следует фиксация в другом режиме уплотнения, знаком-заполнителем может быть любой знак регистра в подрежиме или фиксации в подрежиме;

b) если за последовательностью знаков в режиме текстового уплотнения следует функция переключения регистра в режим байтового уплотнения (кодовое слово 913) для кодирования знака в режиме байтового уплотнения, можно применять два способа в зависимости от подрежима режима текстового уплотнения, использованного до переключения регистра в режим байтового уплотнения;

1) если подрежим режима текстового уплотнения не является подрежимом знаков пунктуации, то должен использоваться знак со значением 29 (ps) из 30 базовых значений при условии, что кодирование вернется к тому же подрежиму режима текстового уплотнения. Декодер должен игнорировать знак ps, который непосредственно предшествует кодовому слову 913,

2) если подрежимом режима текстового уплотнения является подрежим знаков пунктуации, используют знак со значением 29 (al) из 30 базовых значений. Декодер не должен игнорировать знак (al), и таким образом осуществится возврат в подрежим прописных букв.

4.4.2.5 Переключение из режима текстового уплотнения

Режим текстового уплотнения может завершиться с окончанием символа или любым из нижеперечисленных кодовых слов:

900 (фиксация в режиме текстового уплотнения);

901 (фиксация в режиме байтового уплотнения);

902 (фиксация в режиме цифрового уплотнения);

924 (фиксация в режиме байтового уплотнения);

928 (начало управляющего блока Макро);

923 (начало необязательного поля Макро PDF417);

922 (ограничитель Макро PDF417).

Последние три кодовых слова могут встречаться только внутри управляющего блока Макро PDF417 символа Макро PDF417 (4.13.1). На режим текстового уплотнения также влияет присутствие зарезервированного кодового слова (4.4.6).

Если декодер находится в режиме текстового уплотнения и встречается кодовое слово 913 (регистр в режиме байтового уплотнения), он декодирует кодовое слово, которое следует за кодовым словом 913, как отдельный двоичный байт, и затем возвращается к режиму текстового уплотнения. Подрежим, в который возвращается декодер, является самым последним фиксированным подрежимом, который действовал до кодового слова 913; знак регистра в подрежиме ps, непосредственно предшествующий кодовому слову 913, игнорируют.

Если декодер находится в режиме текстового уплотнения и встречает кодовое слово 900 (фиксация в режиме текстового уплотнения), декодер вернется в подрежим прописных букв.

4.4.3 Режим байтового уплотнения

Режим байтового уплотнения позволяет кодировать последовательность 8-битного набора байтов в последовательность кодовых слов преобразованием базы 256 в базу 900, при этом достигается коэффициент уплотнения, равный шести байтам на пять кодовых слов (1,2:1).

Набор знаков и их значения (от 0 до 255) приведены в приложении В. Они должны рассматриваться как заданная по умолчанию интерпретация графических и управляющих знаков. При вызове интерпретаций расширенного канала (ECI) (4.5) эта интерпретация может быть задана как ECI 000000 или ECI 000002 (4.5.2).

4.4.3.1 Переход в режим байтового уплотнения

Для режимов текстового или цифрового уплотнения при переходе в режим байтового уплотнения необходимо использовать одно из следующих кодовых слов:

- 924 (фиксация в режиме байтового уплотнения) - при общем числе знаков в режиме байтового уплотнения, подлежащих кодированию, кратном 6;

- 901 (фиксация в режиме байтового уплотнения) - при общем числе знаков в режиме байтового уплотнения, подлежащих кодированию, не кратном 6;

- 913 (регистр в режиме байтового уплотнения), которое может использоваться вместо кодового слова 901, когда в режиме байтового уплотнения подлежит кодированию одиночный знак.

4.4.3.2 Правила уплотнения для кодирования одиночного знака в режиме байтового уплотнения (с использованием кодового слова регистра в режиме байтового уплотнения 913)

Для кодирования одиночного знака в режиме байтового уплотнения значение кодового слова должно соответствовать десятичному значению (от 0 до 255) знака версии КОИ-8 (в соответствии с приложением В).

4.4.3.3 Правила уплотнения для кодирования протяженных цепочек знаков в режиме байтового уплотнения (с использованием кодовых слов фиксации в режиме байтового уплотнения 924 или 901)

Для кодирования знака данных режима байтового уплотнения используют следующую процедуру:

устанавливают общее число знаков режима байтового уплотнения;

при наличии числа, кратного 6, используют кодовое слово 924 (фиксация в режиме байтового уплотнения), в противном случае используют кодовое слово 901 (фиксация в режиме байтового уплотнения);

количество знаков в режиме байтового уплотнения разбивают на последовательности из 6 знаков слева направо (от позиций старших разрядов к младшим). Если количество знаков менее 6, следует перейти к шагу 7;

десятичные значения шести байтов данных, подлежащих кодированию в режиме байтового уплотнения, обозначают как ряд от b₅ до b₀ (где b₅ является первым байтом данных);

преобразуют базу 256 в базу 900 для получения последовательности из 5 кодовых слов (в приложении С определен алгоритм и приведен пример);

при необходимости повторяют операцию на этапе 3;

для оставшихся знаков режима байтового уплотнения при использовании кодового слова фиксации в режиме байтового уплотнения 901 (т.е. когда количество знаков режима байтового уплотнения в последней группе менее 6) значением (значениями) кодового слова (слов) должно быть десятичное значение (десятичные значения) (от 0 до 255) знака (знаков) (в соответствии с примером кодирования, приведенным в приложении В) от позиций старших разрядов к младшим.

Примечание - Режим байтового уплотнения, следующий за кодовым словом 901 (фиксация в режиме байтового уплотнения), предполагает, что общее число байтов, подлежащих кодированию, не является кратным 6. Если число байтов, подлежащих кодированию в режиме байтового уплотнения, кратно 6, для соответствия настоящим правилам кодирования следует закодировать, разместить в любой точке символа кодовое слово фиксации в режиме байтового уплотнения 901 или 924. Например, кодовое слово 924, представленное в качестве первого или второго кодового слова, будет идентифицировать следующую за ним последовательность кодовых слов режима байтового уплотнения как кодируемое число байтов, кратное 6. В качестве альтернативы кодовое слово 901 может быть вставлено в любую позицию в пределах последовательности кодовых слов режима байтового уплотнения, что разделит эту последовательность на две части, из которых ни одна не кодирует число байтов, кратное 6.

Если в режимах текстового или цифрового уплотнения требуется дополнительное кодирование, следует использовать соответствующие знаки фиксации в режиме (4.4.1.1).

4.4.3.4 Переход из режима байтового уплотнения

Режим байтового уплотнения может быть завершен с окончанием символа или любым из указанных кодовых слов:

900 (фиксация в режиме текстового уплотнения);

901 (фиксация в режиме байтового уплотнения);

902 (фиксация в режиме цифрового уплотнения);

924 (фиксация в режиме байтового уплотнения);

928 (начало управляющего блока Макро PDF417);

923 (начало необязательного поля Макро PDF417);

922 (ограничитель Макро PDF417).

Три последних кодовых слова могут встречаться только внутри управляющего блока Макро PDF417 символа Макро PDF417 (в соответствии с 4.13.1). На режим байтового уплотнения также влияет присутствие зарезервированного кодового слова (в соответствии с 4.4.6).

Повторный вызов режима байтового уплотнения (посредством использования кодового слова 901 или 924 во время действия режима байтового уплотнения) служит для завершения предыдущего режима байтового уплотнения группирования в 6 знаках режима байтового уплотнения, как указано в 4.4.3.3, и затем для начала нового группирования. Эта процедура может быть необходима при кодировании номера назначения интерпретации расширенного канала (ECI assignment number) (в соответствии с 4.5.3.2).

В ходе процесса декодирования в режиме байтового уплотнения обработка последней группы кодовых слов различна в зависимости от того, каким кодовым словом (901 или 924) был вызван режим байтового уплотнения.

Если режим байтового уплотнения вызван кодовым словом 924, то общее число кодовых слов в пределах режима уплотнения должно быть кратным 5. В противном случае символ является дефектным. Все группы из 5 кодовых слов декодируют в виде групп из 6 байтов.

Если режим байтового уплотнения вызван кодовым словом 901, то последнюю группу кодовых слов четко интерпретируют как один байт на кодовое слово, без уплотнения. Следовательно, если последняя группа состоит из пяти кодовых слов, группу интерпретируют как 5 байтов, а не 6.

4.4.4 Режим цифрового уплотнения

Режим цифрового уплотнения является методом уплотнения данных с базы 10 в базу 900 и должен использоваться для кодирования протяженных цепочек последовательных цифровых разрядов. Режим цифрового уплотнения позволяет кодировать до 2,93 цифровых разрядов на кодовое слово.

4.4.4.1 Переключение в режим цифрового уплотнения

Вызов режима цифрового уплотнения может быть осуществлен из режимов байтового или текстового уплотнения с использованием кодового слова фиксации в режиме цифрового уплотнения 902.

4.4.4.2 Правила уплотнения для кодирования протяженных цепочек последовательных цифровых разрядов

Для уплотнения цифровых данных используют следующую процедуру.

Следует разделить цепочку цифр на группы из 44 цифр, за исключением последней группы, которая может содержать меньшее количество цифр.

В каждой группе к позиции старшего разряда должна быть добавлена цифра 1 для исключения потери начальных нулей.

ПРИМЕР: Исходные данные: 00246812345678

После выполнения этапа 2: 1 00246812345678

Примечание - Начальная цифра 1 исключается в алгоритме декодирования.

Следует провести преобразование базы 10 в базу 900. В приложении D установлен алгоритм преобразования и приведен пояснительный пример.

При необходимости повторяют операцию на этапе 2.

Для определения точного числа кодовых слов в режиме цифрового уплотнения могут использоваться следующие правила:

группы из 44 цифровых разрядов уплотнены в 15 кодовых словах;

для групп более коротких цифровых последовательностей число кодовых слов можно вычислить следующим образом:

кодовые слова = INT (количество цифровых разрядов/3) + 1

ПРИМЕР:

Для последовательности из 28 разрядов

INT (28/3) + 1

= 9 + 1

= 10 кодовых слов

4.4.4.3 Переход из режима цифрового уплотнения

Режим цифрового уплотнения может быть завершен с окончанием символа или с помощью любого из указанных кодовых слов:

900 (фиксация в режиме текстового уплотнения);

901 (фиксация в режиме байтового уплотнения);

902 (фиксация в режиме цифрового уплотнения);

924 (фиксация в режиме байтового уплотнения);

928 (начало управляющего блока Макро PDF417);

923 (начало необязательного поля Макро PDF417);

922 (ограничитель Макро PDF417).

Последние три кодовых слова могут встречаться только внутри управляющего блока Макро PDF417 символа Макро PDF417 (4.13.1). На режим цифрового уплотнения также влияет присутствие зарезервированного кодового слова (4.4.6).

Повторный вызов режима цифрового уплотнения (путем использования кодового слова 902 не выходя из режима цифрового уплотнения) служит для завершения группирования текущего режима цифрового уплотнения, как указано в 4.4.4.2, и для начала нового группирования. Эта процедура может быть необходима при кодировании номера назначения интерпретации расширенного канала (в соответствии с 4.5.3.4).

В ходе процесса декодирования для режима цифрового уплотнения результат преобразования базы 900 в базу 10 должен привести к числу, в котором разрядом старшего порядка является 1. Если преобразование базы 900 в базу 10 не имеет результатом число, начинающееся с 1, символ должен рассматриваться как дефектный. Начальная 1 исключается при получении исходного числа.

4.4.5 Рекомендации по выбору подходящего режима уплотнения

Все базовые разработки при печати и сканировании символов PDF417 должны предусматривать три режима: текстовое уплотнение, байтовое уплотнение, цифровое уплотнение. Набор знаков по умолчанию для режима текстового уплотнения должен соответствовать установленному в приложении В. Режим текстового уплотнения обычно эффективнее режима байтового уплотнения для кодирования текстовых файлов стандартной версии КОИ-7 в связи с большим уплотнением знаков КОИ-7 с десятичными значениями 9, 10, 13 и от 32 до 126.

Режим цифрового уплотнения должен использоваться для протяженных цепочек цифр.

Рекомендации по переключению между режимами для получения наименьшего числа кодовых слов приведены в виде алгоритма в приложении Р.

4.4.6 Обработка зарезервированных кодовых слов PDF417

4.4.6.1 Краткий обзор

Символы PDF417, предназначенные для использования в открытых системах, не должны использовать кодовые слова, которые обозначены как зарезервированные (4.4.1) в настоящем стандарте. Однако декодирующее оборудование должно поддерживать передачу зарезервированных кодовых слов, используя управляющие последовательности в соответствии с 4.17.4. Декодирующее оборудование также может поддерживать опцию обработки таких символов как дефектных, что может произойти при работе в режиме базового канала.

Системы приема должны отбрасывать данные, содержащие любые управляющие последовательности, использующие зарезервированные кодовые слова до тех пор, пока в систему не внесут новое определение для ранее зарезервированного кодового слова.

4.4.6.2 Создание будущего использования зарезервированных кодовых слов

Любые новые кодовые слова, подлежащие определению в будущих редакциях настоящего стандарта, должны иметь свои правила кодирования, направленные на обеспечение обратной совместимости с ранее установленным оборудованием. В частности:

- если новое сигнальное кодовое слово (отличное от кодового слова нового режима уплотнения) закодировано, непосредственно за ним должна следовать соответствующая функция фиксации в режиме уплотнения, чтобы последующие кодовые слова интерпретировались и передавались в качестве набора байтов, а не в качестве серий управляющих неинтерпретируемых кодовых слов. При использовании данного подхода будут достигнуты желаемые результаты при согласовании декодирующего оборудования, соответствующего исходному PDF417 и настоящему стандарту, вне зависимости от использования данным оборудованием исходного или нового протокола передачи;

- в системе приема декодер интерпретаций расширенного канала будет обрабатывать управляющие интерпретации расширенного канала (т.е. управляющие блоки Макро PDF417) и управляющие неинтерпретируемые кодовые слова) до интерпретируемых интерпретаций расширенного канала (таких, как схемы шифрования и наборы знаков). Поэтому схема декодирования должна учесть следующий порядок операций:

1) если присутствуют интерпретации расширенного канала - ECI управляющего блока Макро PDF417 (Macro PDF417 Control Block), то они будут использоваться для компоновки полного набора байтов в соответствующем порядке;

2) кодовые слова управления данными будут преобразованы декодером ECI в соответствии с правилами нового режима уплотнения или сигнальной ECI. Полученные в результате байты данных будут вставлены в соответствующие места внутри потока байтов;

3) к полученному в результате потоку байтов будет применяться набор знаков или другие интерпретируемые ECI.

4.5 Интерпретация расширенного канала

Протокол интерпретации расширенного канала (далее - протокол ECI) позволяет выходному потоку данных иметь интерпретации, отличные от интерпретаций набора знаков по умолчанию. Протокол ECI полностью определяется в ряде символик, включая PDF417.

Примечание - Первоначально для PDF417 была установлена особая схема символики, именуемая идентификаторами глобальной метки (Global Label Identifiers) (далее GLI). Процессы кодирования и декодирования интерпретации расширенного канала (далее ECI) идентичны ранее опубликованным спецификациям к GLI PDF417 ([2] и [3]). Однако протокол передачи для декодированных сообщений в соответствии с ранее опубликованными спецификациями PDF417 ([2] и [3]) в части GLI отличается от протокола передачи для ECI. Также имеются отличия по отношению к использованию ECI с Макро PDF417. Настоящий стандарт позволяет использовать ранние и современные протоколы таким образом, чтобы устаревшее и новое оборудование были совместимы.

В PDF417 поддерживаются пять основных типов интерпретаций:

a) наборы знаков (или кодовые страницы);

b) интерпретации общего назначения, например шифрование данных и уплотнение данных (в отличие от режимов уплотнения символики);

c) задаваемые пользователем интерпретации для замкнутых систем;

d) передача управляющей информации для Макро PDF417 (Macro PDF417);

e) передача неинтерпретируемых кодовых слов PDF417.

Передача протокола ECI представлена в полном объеме в [1]. Протокол обеспечивает согласованный метод точного определения отдельных интерпретаций или значений байтов перед печатью и после декодирования.

ECI идентифицируется 6-разрядным номером, который закодирован в символе PDF417 с помощью одного из трех специальных кодовых слов, за которым следует одно или два кодовых слова (4.5.1). Особая ECI может быть вызвана в любой точке закодированного сообщения в соответствии с правилами режимов уплотнения (в соответствии с 4.5.3).

Использование протокола ECI возможно только с декодерами, имеющими возможность передачи идентификатора символики (4.17.5). Декодеры, которые не имеют возможности передачи идентификатора символики, не могут точно передать управляющие последовательности из любого символа, в котором содержится интерпретация расширенного канала.

4.5.1 Кодирование номера назначения интерпретации расширенного канала

ECI можно вызвать в любом месте потока данных при соблюдении условий, установленных в 4.5.3. После совершения вызова ECI возможно переключение между любыми режимами уплотнения. Используемый режим уплотнения строго определяют закодированные 8-битные значения данных, не зависящие от действующей ECI. Например, кодирование последовательности со значениями от 48 до 57 (десятичные значения) будет иметь наибольшую эффективность в режиме цифрового уплотнения, даже если последовательность не будет интерпретироваться как цифры.

Номер назначения интерпретации расширенного канала (далее - номер назначения ECI) закодирован в одной из трех последовательностей кодовых слов ECI, которые начинаются с кодовых слов 927, 926 или 925. Для кодирования номера назначения ECI используется одно или два дополнительных кодовых слова. В таблице 8 представлены правила кодирования.

Таблица 8 - Кодирование номеров назначения ECI

В PDF417 доступно 811800 возможных номеров назначения ECI.

Примечание - Метод кодирования идентичен схеме GLI, поддерживаемой в фирменных исходных спецификациях PDF417 и включенной в [2] и [3].

Пример процесса кодирования:

ECI = 013579

Кодовые слова: [926] [(13579 div 900) - 1] [13579 mod 900]

= [926] [15 - 1] [79]

= [926] [14] [79]

4.5.2 Заранее назначенные интерпретации расширенного канала

Для обеспечения обратной совместимости с действующими спецификациями символик, включая PDF417, заранее назначены следующие интерпретации расширенного канала:

- ECI 000000 (приравниваемая к исходному GLI 0) - схема кодирования по умолчанию кодирующего устройства, соответствующая исходным стандартам PDF417. Набор знаков представлен в приложении А;

- ECI 000001 (приравниваемая к исходному GLI 1) - схема кодирования GLI ряда символик, где знаки с десятичными значениями от 0 до 127 идентичны знакам ИСО/МЭК 646^* (или [4]), и знаки с десятичными значениями от 128 до 255 идентичны знакам ИСО 8859-1.

^*7-битный кодированный набор знаков по ИСО 646 соответствует набору ссылочной версии КОИ-7НО по ГОСТ 27463, за исключением двух знаков: в позиции 02/04 в ИСО 646 используют знак $ (ДЕНЕЖНЫЙ ЗНАК ДОЛЛАРА) (целочисленное значение 37) и в позиции 7/14 знак ~ (ТИЛЬДА) (целочисленное значение 111).

Примечание - Для ECI 000000 (эквивалентной GLI 0) и ИРК/ЕС1 000001 (эквивалентной GLI 1) требуется логическая схема с возвратом к GLI 0 в начале каждого закодированного символа комплекта символов Макро PDF417. Этот протокол не принят для других интерпретаций расширенного канала;

- ECI 000002 соответствует кодовой таблице (приложение В), эквивалентной ECI 000000, без логической схемы с возвратом к GLI 0. Она является схемой кодирования по умолчанию для кодирующих устройств, полностью соответствующей настоящему стандарту;

- ECI 000003 соответствует кодовой таблице, эквивалентной ECI 000001, без логической схемы с возвратом к GLI 0.

ECI 000000 и ECI 000001 не допускается кодировать в одном и том же символе PDF417 или наборе символов Макро PDF417, за исключением интерпретаций расширенного канала, заданных пользователем. ECI 000002 и ECI 000003 обеспечивают совместимые альтернативы ECI 000000 и ECI 000001 соответственно и являются предпочтительными для использования в новых применениях.

Дополнительные интерпретации расширенного канала присваиваются в соответствии с правилами, приведенными в [5].

4.5.3 Кодирование последовательностей интерпретаций расширенного канала в рамках режимов уплотнения

Основной принцип кодирования заключается в том, что интерпретации расширенного канала используют в исходном потоке байтов данных (для обозначения разных интерпретаций) путем формирования модифицированного потока данных, который кодируется в символах PDF417 с использованием для большей эффективности режимов уплотнения символики. Кодирование ECI и специальное уплотнение символики формируют два независимых логических слоя в этом процессе.

Несмотря на то, что назначения ECI и режимы уплотнения, как правило, могут перемежаться, некоторые их комбинации могут формировать нелогическую или неоднозначную ситуацию. В 4.5.3.1 - 4.5.3.5 определено, каким образом ECI могут быть встроены без появления неоднозначности путем установления надлежащего расположения управляющих последовательностей ECI.

4.5.3.1 Интерпретации расширенного канала и режим текстового уплотнения

Управляющая последовательность ECI может быть размещена в любом месте в рамках режима текстового уплотнения. Подрежим, вызванный непосредственно перед управляющей последовательностью ECI, сохраняется для кодирования сразу после этой последовательности. Поэтому функции фиксации в подрежиме и регистра в подрежиме сохраняются параллельно управляющей последовательности ECI и функция регистра в подрежиме непосредственно перед управляющей последовательностью кода ECI не игнорируется.

4.5.3.2 Интерпретации расширенного канала и режим байтового уплотнения, использующий кодовые слова 924 и 901 (фиксация в режиме байтового уплотнения)

При кодировании в режиме байтового уплотнения, использующего кодовое слово 924 (фиксация в режиме байтового уплотнения), управляющая последовательность ECI может быть размещена кодирующим устройством непосредственно после кодового слова 924 или соответственно на любой границе, отделяющей группы из пяти кодовых слов. Это необходимо для обеспечения однозначного расположения в декодированном потоке байтов для декодера, чтобы разместить управляющую последовательность.

Если декодер находится в версии 924 режима байтового уплотнения и обнаруживает управляющую последовательность ECI, которая следует за группой из пяти кодовых слов, он должен вывести шесть байтов данных, связанных с кодовыми словами перед управляющей последовательностью, вывести управляющую последовательность и затем продолжать сбор кодовых слов для декодирования в режиме байтового уплотнения. Если декодер обнаруживает управляющую последовательность ECI в иных, отличных от данных установленных местоположений, он должен рассматривать символ как дефектный.

При кодировании в режиме байтового уплотнения с использованием кодового слова 901 (фиксация в режиме байтового уплотнения) управляющая последовательность ECI может размещаться непосредственно:

- после кодового слова 901;

- после любого набора из пяти кодовых слов, кодирующих шесть байтов;

- после любых замыкающих однобайтовых кодовых слов в конце последовательности.

Примечание - Декодер не может допустить, чтобы из-за того, что управляющая последовательность ECI следует за набором из пяти кодовых слов, эти пять кодовых слов кодируют шесть байтов, а затем поток на входе длиной 6N + 5 (где N - целое число) будет иметь конечный набор из пяти кодовых слов, которые кодируют только пять байтов - один байт на одно кодовое слово. Следовательно, декодер должен в первом сканированном символе, минуя управляющую последовательность ECI, установить, где завершается режим 901 в соответствии с 4.4.3.4. На основе этой информации он может установить, каким образом была закодирована группа из пяти кодовых слов.

На рисунке 7 представлено допустимое расположение управляющих последовательностей ECI при кодировании в режиме байтового уплотнения. Если декодер встретит управляющую последовательность ECI внутри группы из пяти кодовых слов, он должен рассматривать символ как дефектный.

 - кодовое слово режима байтового уплотнения;

 - допустимое расположение управляющей последовательности ECI

Рисунок 7 - Допустимые расположения управляющих последовательностей ECI при кодировании в режиме байтового уплотнения

4.5.3.3 Интерпретации расширенного канала и режим байтового уплотнения, использующий кодовое слово 913 (регистр в режиме байтового уплотнения)

При кодировании в режиме байтового уплотнения, использующего кодовое слово 913 (регистр в режиме байтового уплотнения), управляющая последовательность ECI может быть размещена непосредственно:

- перед кодовым словом 913,

- за кодовым словом 913,

- за кодовым словом, следующим после кодового слова 913.

В первых двух случаях управляющая последовательность ECI выводится до закодированных байтов, в то время как в последнем случае управляющая последовательность ECI выводится после закодированного байта.

4.5.3.4 Интерпретации расширенного канала и режим цифрового уплотнения

Управляющую последовательность ECI не следует размещать внутри группы кодовых слов, подлежащих обработке преобразованием базы 10 в базу 900 (4.4.4.2). Она может быть размещена только внутри области режима цифрового уплотнения (обычно) на границе между группами из 15 кодовых слов. Это необходимо для обеспечения однозначного позиционирования в декодированном потоке байтов при размещении декодером управляющей последовательности.

Поэтому управляющую последовательность ECI размещают непосредственно:

- после кодового слова со значением 902;

- после 15-го кодового слова;

- после 30-го кодового слова;

- и т.д.

Если кодирующему устройству необходимо расположить управляющую последовательность ECI в позиции, которая не является кратной 15 кодовым словам, то оно должно рассматривать цифровой блок до ECI как завершенный объект в соответствии со вторым этапом 4.4.4.2. Кодирующее устройство должно повторно ввести режим цифрового уплотнения путем расположения в потоке другого кодового слова со значением 902, за которым следует управляющая последовательность ECI.

Если декодер обнаруживает управляющую последовательность ECI на одной из вышеуказанных пограничных точек, он должен генерировать байты данных, связанные с кодовыми словами до управляющей последовательности (при наличии таковых), генерировать управляющую последовательность и затем продолжить сбор кодовых слов для декодирования в режиме цифрового уплотнения. Если декодер обнаруживает управляющую последовательность ECI в иных позициях, отличающихся от установленных, он должен рассматривать символ как дефектный.

4.5.3.5 Комбинирование интерпретаций расширенного канала

Две или более управляющие последовательности (т.е. номера назначения ECI) могут быть расположены в любой точке, где возможно размещение надлежащим образом одной ECI, при том условии, что между ними размещены только кодовые слова, которые используют для кодирования управляющей последовательности ECI.

4.5.4 Протокол после декодирования

Протокол для передачи данных ECI должен соответствовать представленному в 4.17.2. Во время передачи интерпретаций расширенного канала идентификаторы символики (4.17.5) должны быть полностью реализованы, и соответствующий идентификатор символики должен быть передан в качестве преамбулы.

4.6 Определение последовательности кодовых слов

В процессе кодирования генерируется последовательность кодовых слов в виде

d_n-1 ... d₀,

где d - кодовое слово данных, включая дескриптор длины символа и все кодовые слова функций;

n - общее количество кодовых слов данных, включая дескриптор длины символа, за исключением кодовых слов коррекции ошибки.

Дескриптор длины символа, обозначаемый d_n-1, должен быть первым кодовым словом данных. Его значение должно быть равно общему количеству кодовых слов данных n; при этом подсчете должен учитываться непосредственно сам дескриптор длины символа и поэтому его значение должно быть от 1 до 926.

В процессе кодирования должны быть установлены последовательности кодовых слов. По аналогии с исходными данными сначала должны следовать данные позиций старших разрядов, например текстовые и цифровые данные, которые читаются слева направо. Последовательность кодовых слов должна быть представлена таким образом, чтобы кодовые слова данных позиций старших разрядов, содержащие закодированные данные, были обозначены d_n-2. Последнее кодовое слово данных должно быть обозначено d₀.

Процесс, используемый для определения матрицы строк и столбцов символа (4.9.2), может потребовать дополнения замыкающими кодовыми словами-заполнителями для завершения последовательности кодовых слов данных.

4.7 Обнаружение и коррекция ошибок

Каждый символ PDF417 содержит минимум два кодовых слова коррекции ошибок. Кодовые слова коррекции ошибок позволяют как обнаруживать, так и исправлять ошибки.

4.7.1 Уровень коррекции ошибок

Уровень коррекции ошибки в символе PDF417 в момент создания символа является выборочным. В таблице 9 показано число кодовых слов коррекции ошибок для каждого уровня коррекции ошибок.

Таблица 9 - Уровни коррекции ошибок и кодовые слова коррекции ошибок

4.7.2 Возможности для исправления ошибок

Исправление ошибок может использоваться для устранения дефектов на этикетке и ошибочного считывания в ходе процедуры декодирования. Для любого заданного уровня коррекции ошибок в символ PDF417 должно быть включено определенное количество кодовых слов коррекции ошибок. Используемый алгоритм кодовых слов коррекции ошибок должен позволять устранить два вида ошибок:

- стирание, обусловленное недостающим или не подлежащим декодированию кодовым словом,

- ошибку подстановки, обусловленную неправильно декодированным кодовым словом.

Схема коррекции ошибок требует наличия одного кодового слова коррекции ошибок для восстановления стирания и двух кодовых слов для устранения ошибки подстановки. Таким образом, заданный уровень коррекции ошибок может исправить любое сочетание ошибок подстановки и стираний, которое удовлетворяет уравнению

l + 2 f ≤ 2^s+1 - 2,

где l, f и s - соответствуют определениям, приведенным в 3.2.

Если использована большая часть возможностей по коррекции ошибок для восстановления стираний, возрастает вероятность наличия необнаруженных ошибок. Если исправлено менее четырех ошибок (за исключением s = 0), возможность коррекции ошибок уменьшается по уравнению:

l + 2 f ≤ 2^s+1 - 3,

где l, f и s соответствуют определениям, приведенным в 3.2.

ПРИМЕР:

Символ PDF417с уровнем коррекции ошибок 3 предусматривает наличие 16 кодовых слов коррекции ошибок, из которых 14 могут использоваться для исправления ошибок и стираний. С их помощью может быть восстановлено до 13 стираний или до семи ошибок подстановки или любое сочетание l стираний и f ошибок подстановки по условиям приведенного выше практического уравнения. В таблице 10 установлены возможные сочетания.

Таблица 10 - Возможные сочетания коррекции ошибок для уровня коррекции 3

4.7.3 Определение кодовых слов коррекции ошибок

Кодовые слова коррекции ошибок определяют в два этапа:

- выбор уровня коррекции ошибок - определяет пользователь или требования, установленные применением (приложение Е);

- формирование кодовых слов коррекции ошибок - в соответствии с перечнем правил, приведенным в 4.10. Процедуры не могут быть использованы до тех пор, пока не будут определены все кодовые слова данных, включая кодовые слова-заполнители (4.9.2).

Примечание - Процедуры в соответствии с 4.3 - 4.9, 4.13 и 4.14 определяются пользователями. Прочие технические процедуры согласно 4.10, 4.11 и 4.15 выполняются оборудованием и требуют решений со стороны пользователя.

4.8 Размеры

Символы PDF417 должны соответствовать размерам, указанным в 4.8.1 - 4.8.3.

4.8.1 Минимальная ширина модуля (X)

Минимальная ширина модуля подлежит определению в нормативных документах, устанавливающих требования по применению. Она учитывает наличие оборудования для производства и считывания символов и соответствует основным требованиям, установленным применением.

Размер X должен оставаться неизменным в пределах всего символа.

Примечание - Действующие стандарты оценки качества символа штрихового кода (например, ИСО/МЭК 15416) не требуют измерения абсолютных размеров для оценки качества символа. Поэтому несоответствие любому минимальному размеру не является поводом для оценки символа как не соответствующего настоящему стандарту.

4.8.2 Высота строки (Y)

Для символов с рекомендуемым наименьшим уровнем коррекции ошибок Y ≥ 3X.

Для символов с уровнем коррекции ошибок меньшим, чем рекомендуемый наименьший уровень, Y ≥ 4Х.

Рекомендуемый уровень коррекции ошибок приведен в приложении Е.

4.8.3 Свободные зоны

Наименьшая ширина горизонтальной свободной зоны (слева и справа от символа PDF417) - 2X.

Наименьший размер вертикальной свободной зоны (над и под символом PDF417) - 2Х.

4.9 Определение формата символа

Матрицу символа PDF417, общий размер и форму символа определяют следующие факторы:

ширина модуля и коэффициент сжатия;

число строк и столбцов в матрице символа.

При создании символа PDF417 эти параметры выбирают сочетанием установок пользователя, ограничений, определяемых применением, и установок по умолчанию. Процесс выбора может повторяться до получения пользователем требуемого формата.

4.9.1 Определение коэффициента сжатия модуля

Коэффициент сжатия печатаемого модуля (aspect ratio of the module) определяют два размера:

X - требуемая ширина самого узкого штриха и самого узкого пробела;

Y - требуемая высота каждой строки.

Эти размеры определяются пользователем или нормативными документами, регламентирующими применение штрихового кода. Основным фактором, определяющим эти параметры, является разрешение систем печати и считывания, используемых в рамках конкретного применения (4.14).

4.9.2 Определение матрицы строк и столбцов символа

Для определения матрицы символа, т.е. числа строк r и числа столбцов c, учитывают следующие факторы:

- объем и тип данных, подлежащих кодированию;

- основные правила символики, определяющие, например, предельное число строк и столбцов (4.2.1 и 4.2.2);

- фактическое пространство для нанесения символа;

- более длинные строки приводят к уменьшенной вспомогательной части символа (включающей знаки СТАРТ и СТОП, индикаторы строки и области свободных зон);

- длина строки (включая свободные поля) должна быть меньше длины линии сканирования, регламентируемой или подразумеваемой в рамках применения;

- тип сканера, который может определять общий коэффициент сжатия символа;

- выбранный уровень коррекции ошибок.

Во многих применениях допустимая длина символа является первичным ограничением и матрицу символа можно определить фиксированным числом столбцов. В приложении Q приведены рекомендации по определению матрицы символа.

После кодирования исходных данных с использованием выбранных режимов уплотнения известно число исходных кодовых слов данных m (до дополнения дескриптором длины символа и любыми кодовыми словами-заполнителями). После выбора числа строк и столбцов и уровня коррекции ошибок общее число кодовых слов данных n вычисляют по формуле

n = c × r - k

где c, k, n и r соответствуют определениям, приведенным в 3.2.

В матрице могут возникнуть ситуации, когда для достижения необходимого числа строк и столбцов требуется использование кодовых слов-заполнителей (условно используется кодовое слово со значением 900). Такая ситуация может произойти при

n > m + 1,

где m и n соответствуют определениям, приведенным в 3.2.

Дескриптору длины символа следует назначить значение n, определенное выше. Таким образом:

d_n-1 = n = c × r - k.

Требуемое число кодовых слов-заполнителей равно (n - m) - 1.

Кодовые слова-заполнители должны иметь значение 900 и размещаться в позициях младших разрядов последовательности кодовых слов данных, т.е. справа от исходного кодового слова данных в позиции самого младшего разряда (но до управляющего блока Макро PDF417, при наличии). Пример такого преобразования приведен ниже. Независимо от включения дескриптора длины символа и каких-либо кодовых слов-заполнителей последовательность кодовых слов должна оставаться идентичной последовательности, изначально произведенной при кодировании данных.

ПРИМЕР

Пусть m = 246, c = 12, r = 24 и k = 32, тогда n = (c × r) - k = (12 × 24) - 32 = 256.

Примечание - Обозначения соответствуют указанным выше.

Значение дескриптора длины символа n равно 256.

Число кодовых слов-заполнителей равно: (n - m) - 1 = 256 - 246 - 1 = 9.

В настоящем примере кодовые слова данных (до кодовых слов-заполнителей) начинаются с функции фиксации в режиме цифрового уплотнения (кодовое слово 902) и заканчиваются кодовым словом со значением 423. Все кодовые слова-заполнители являются кодовыми словами 900. Дополнение дескриптором длины символа и кодовыми словами-заполнителями представлено ниже:

4.10 Формирование кодовых слов коррекции ошибок

Кодовые слова коррекции ошибок формируют с помощью приведенной ниже процедуры и вычисляют на основе значений всех кодовых слов данных, включая дескриптор длины символа и все кодовые слова-заполнители. Последовательность кодовых слов должна быть представлена в виде

d_n-1, d_n-2, ..., d₀,

где d_n-1 - дескриптор длины символа.

Полином данных символа представляет собой

d(x) = d_n-1x^n-1 + d_n-2x^n-2 + , ..., + d₁x + d₀.

Ниже приведено математическое описание вычисления кодовых слов коррекции ошибок для конкретного потока данных и выбранного уровня коррекции ошибок. Все арифметические действия должны быть выполнены по модулю 929.

Кодовые слова коррекции ошибок являются дополнением коэффициентов остатка, получающегося в результате деления полинома данных символа d(x), умноженного на x^k, на порождающий полином g(x). Отрицательные значения отражаются в поле Галуа GF (929) прибавлением 929 до получения значения ≥ 0.

Для вычисления коэффициентов для кодовых слов коррекции ошибок k, необходимых для уровня коррекции ошибок, используют порождающий полином:

g_k(x) = (x - 3)(x - 3²)(x - 3³) , ..., (x - 3^k) = α₀ + α₁x + α₂x² + , ..., α_k-1x^k-1 + x^k,

где g_k(x) - порождающий полином;

x - неизвестная переменная;

k - общее число кодовых слов коррекции ошибок;

α_j - коэффициент показателей степеней x, образованный порождающим полиномом g_k(x).

Пример вычисления коэффициентов приведен в приложении R.

В приложении F приведены все значения коэффициентов, необходимые для кодирования символа PDF417 для любого уровня коррекции ошибок.

Кодовые слова коррекции ошибок должны вычисляться в соответствии с приведенным ниже алгоритмом с использованием следующих обозначений:

d_i - кодовое слово данных d_n-1, ..., d₀;

E_j - кодовое слово коррекции ошибок E_k-1, ..., E₀;

α_j - коэффициент показателей степени числа x из порождающего полинома (пояснения приведены ниже, а значения - в приложении F);

t₁, t₂, t₃ - временные переменные.

Алгоритм:

1. Обозначают последовательность кодовых слов данных

d_n-1, d_n-2, ..., d₀

2. Устанавливают в исходное состояние кодовые слова коррекции ошибок E₀, ..., E_k-1 для значения, равного нулю

3. Для каждого кодового слова данных (data) d_i = d_n-1, ..., d₀

НАЧАЛО

t₁ = (d_i + E_k-1) mod 929

для каждого кодового слова коррекции ошибок E_j = E_k-1, ..., E₁:

НАЧАЛО

t₂ = (t₁ × α_j) mod 929

t₃ = 929 - t₂

E_j = (E_j-1 + t₃) mod 929

КОНЕЦ

t₂ = (t₁ × α₀) mod 929

t₃ = 929 - t₂

E₀ = t₃ mod 929

КОНЕЦ

4. Для каждого кодового слова коррекции ошибок E_j = Е₀, ..., E_k-1 подсчитывают дополнение:

НАЧАЛО

Если E_j не равно нулю

E_j = 929 - E_j

КОНЕЦ

Пример вычисления кодовых слов коррекции ошибок приведен в приложении S.

Альтернативная процедура формирования кодовых слов коррекции ошибок с использованием схемы деления приведена в приложении Т.

4.11 Низкоуровневое кодирование

Низкоуровневое кодирование необходимо для преобразования значений кодовых слов в соответствующие знаки символа (последовательности штрихов и пробелов), при этом матрица символа должна быть фиксированной.

На рисунке 8 схематично представлены соответствующие позиции каждого кодового слова данных, кодового слова коррекции ошибок и индикаторов строк для символа PDF417.

Обозначения: L_r - левый индикатор строки; R_r - правый индикатор строки;

Затененная область - область кодовых слов данных

Незатененная область под областью кодовых слов - предназначена для кодовых слов коррекции ошибок

Рисунок 8 - Схема размещения кодовых слов типового символа PDF417

4.11.1 Кластеры

В PDF417 используют систему распознавания локальной строки для определения перехода от одной строки к другой.

Наборы кодовых слов представлены в каждом из трех кластеров. Кластеры имеют номера 0, 3 и 6. В приложении А приведены соответствующие последовательности штрихов и пробелов для каждого знака символа, представляющие каждое кодовое слово и кластер.

Для кодирования индикаторов строк и других кодовых слов каждая строка должна содержать знаки символа (комбинации в виде штрихов и пробелов) только одного кластера. В первой строке используют знаки символа из кластера 0, во второй строке - из кластера 3, в третьей строке - из кластера 6, в четвертой строке - из кластера 0 и так далее. Последовательность кластеров 0, 3, 6 должна постоянно повторяться. Номер кластера К для любой строки вычисляют по формуле

K = ((номер строки - 1) mod 3) × 3,

где строки пронумерованы от 1 до r (в соответствии с 3.2).

Так как любые две смежные строки имеют разные кластеры, во время декодирования символа PDF417 декодер может использовать пути сканирования, пересекающие строки.

4.11.2 Определение матрицы символа

Матрицу строк и столбцов символа окончательно определяют в соответствии с процедурами, приведенными в 4.9.2. Они обеспечивают получение значений r и c.

4.11.3 Определение значений левого и правого индикаторов строк

Индикаторы строк в символе PDF417 - кодовые слова, которые должны кодировать несколько основных параметров: номер строки (F), число строк (r), число столбцов (c) и уровень коррекции ошибок (s). Эта информация должна быть отнесена к трем строкам и цикл должен повторяться непрерывно. Номер строки (F) должен быть закодирован в каждой строке.

4.11.3.1 Левый индикатор строк

Левый индикатор строк вычисляют по формулам:

при K_F = 0; L_F = 30 × ((F - 1) div 3) + (r - 1) div 3;

при K_F = 3; L_F = 30 × ((F - 1) div 3) + (s × 3) + (r - 1) mod 3;

при K_F = 6; L_F = 30 × ((F - 1) div 3) + (c - 1),

где c, F, r, s и K соответствуют определениям, приведенным в 3.2.

4.11.3.2 Правый индикатор строк

Правый индикатор строк вычисляют по формулам:

при K_F = 0; R_F = 30 × ((F - 1) div 3) + (c - 1);

при K_F = 3; R_F = 30 × ((F - 1) div 3) + (r - 1) div 3;

при K_F= 6; R_F = 30 × ((F - 1) div 3) + (s × 3) + (r - 1) mod 3,

где c, F, r, s, и K соответствуют определениям, приведенным в 3.2.

4.11.4 Кодирование строки

В каждой строке должны быть согласованы с номером кластера следующие знаки символа:

a) левый индикатор строки;

b) знаки символа, представляющие кодовые слова данных и (или) коррекции ошибок, в количестве, равном числу столбцов;

c) правый индикатор строки.

Знаки СТАРТ и СТОП должны быть одинаковыми для всех строк.

Символ должен кодироваться строка за строкой с включением числа c (числа столбцов) кодовых слов в каждой строке. Первая строка должна включать дескриптор длины символа в первом столбце. Последняя строка должна включать частично или полностью кодовые слова коррекции ошибок.

4.12 Компакт PDF417 (Compact PDF417)

Символы Компакт PDF417 являются возможным выбором. В случае использования Компакт PDF417 должен соответствовать требованиям приложения G.

4.13 Макро PDF417 (Macro PDF417)

Макро PDF417 (Macro PDF417) предусматривает механизм разделения данных в файлах на блоки и представления их более чем в одном символе PDF417. Данный механизм идентичен свойству структурированного соединения в других символиках.

Каждый символ Макро PDF417 (Macro PDF417) должен содержать дополнительную управляющую информацию для обеспечения надлежащего восстановления исходного файла данных независимо от последовательности, в которой отдельные символы PDF417 сканируются и декодируются.

Для кодирования данных в Макро PDF417 (Macro PDF417) можно использовать до 99999 отдельных символов PDF417.

Процедуры Макро PDF417 приведены в приложении G.

4.13.1 Режимы уплотнения и Макро PDF417

Управляющий блок Макро PDF417 имеет предопределенный метод кодирования, так что кодовое слово 928 вызывает завершение любой последовательности режима уплотнения в теле символа. Поле индекса сегмента должно быть закодировано в режиме цифрового уплотнения. Каждое определенное необязательное поле Макро PDF417 имеет особые, изначально подразумеваемые режим и подрежим уплотнения, и начало нового необязательного поля служит окончанием режима уплотнения предыдущего поля (в соответствии с H.2.3) и вызывает собственный режим по умолчанию. В частности, даже если два следующих друг за другом необязательных поля используют один и тот же режим текстового уплотнения, когда встречается кодовое слово 923, подрежим прописных букв сбрасывается.

4.13.2 Интерпретации расширенного канала и Макро PDF417

В зависимости от ограничений, приведенных в 4.5.3, ECI могут встречаться в сообщениях, закодированных в отдельном символе или в наборе символов Макро PDF417 (Macro PDF417). Любая вызванная ECI должна применяться до окончания закодированных данных или до тех пор, пока не встретится другая ECI. Таким образом, интерпретация ECI может охватить два символа или более.

Интерпретация (интерпретации) расширенного канала в теле потока кодовых слов данных не распространяется на управляющий блок Макро PDF417, но возобновляется автоматически в начале следующего символа. Данные управляющего блока интерпретируются с помощью значения ECI по умолчанию (000002) до тех пор, пока управляющие последовательности ECI не будут явно закодированы в необязательном поле в управляющем блоке. Действие любой ECI такого рода автоматически заканчивается при окончании поля, в котором она присутствует.

Примечание - При реализации в качестве идентификаторов глобальной метки в соответствии с прежними спецификациями (например, [2] и [3]) кодирование подразумевает возврат к GLI 0 (равнозначному ECI 000000) в начале каждого символа. Если подразумевается, что в следующем символе сохраняется GLI 1, тогда в начале этого следующего символа должен быть явно закодирован GLI 1. В связи с тем, что кодирующие устройства согласованы с этими ранее опубликованными стандартами, которые еще некоторое время будут в использовании, рекомендации по обеспечению совместимости с настоящими требованиями приведены в 4.17.6.

4.14 Рекомендации для пользователя

4.14.1 Визуальное представление

Символы PDF417 допускают кодирование больших объемов данных, в связи с этим печать визуальных представлений знаков данных может оказаться непрактичной. В качестве альтернативы символ может сопровождать описательный, а не дословный текст. Представление может быть отпечатано в любом месте вокруг символа, но без нарушения символа и свободных зон. Размеры знаков и шрифт не регламентированы настоящим стандартом, но могут устанавливаться в стандартах, регламентирующих требования по применению.

4.14.2 Возможность автоматического распознавания

PDF417 может использоваться в условиях автоматического распознавания с рядом других символик в соответствии с приложением U.

4.14.3 Параметры применения, устанавливаемые пользователем

Параметры символов PDF417 должны определять стандарты, регламентирующие требования по применению в соответствии с требованиями, указанными в 4.14.3.1, 4.14.3.2.

4.14.3.1 Символика и размеры

Стандарты, регламентирующие требования по применению, должны устанавливать следующие параметры данных и символики, включая размеры:

a) выбор и использование интерпретаций расширенного канала, при необходимости, для расширения кодирования данных за пределами интерпретаций по умолчанию базовых режимов,

b) объем данных в символе, который может быть фиксированным, переменным или переменным до определенного значения,

c) выбор уровня коррекции ошибок,

d) диапазон размеров X,

e) диапазон размеров Y,

f) параметры символа - диапазон допустимых коэффициентов сжатия и (или) соответствие длины или высоты символа (любой из двух) наибольшим размерам.

Примечание - Дополнительные факторы, которые следует учитывать при определении применений PDF417, приведены в приложениях Q и U.

4.14.3.2 Требования контроля

Параметры оценки символов определяют установлением класса качества в соответствии с ИСО/МЭК 15416 в стандарте, регламентирующем требования по применению.

Класс качества выражается в следующей форме:

класс/апертура/длина волны в максимуме интенсивности отраженного излучения.

Пример представления типов значений, которые необходимо отразить.

1,5/10/660,

где

- 1,5 - полный класс качества символа;

- 10 - ссылочный номер измерительной апертуры (в настоящем примере диаметр 0,25 мм);

- 660 - длина волн в максимуме интенсивности отраженного излучения в нанометрах.

Примечание - В ИСО/МЭК 15416 определены классы допустимых значений. Значения, соответствующие применению, должны быть установлены в стандарте, регламентирующем требования по применению.

4.14.4 Качество символа PDF417

Так как ИСО/МЭК 15416 не охватывает полностью испытания символов PDF417, в приложении J приведены процедуры соответствия.

4.15 Рекомендуемый алгоритм декодирования

Рекомендуемый алгоритм декодирования для PDF417 приведен в приложении K. Этот алгоритм должен быть основой для любых спецификаций оценки символов штрихового кода PDF417.

4.16 Процедура обнаружения ошибок и коррекции ошибок

В качестве составной части процедуры декодирования возможна реконструкция символа при наличии стираний и ошибок подстановки в пределах возможностей коррекции ошибок символа. Реконструкция может выполняться с помощью процедуры, описанной в приложении L.

4.17 Передаваемые данные

4.17.1 Передаваемые данные в базовой интерпретации (по умолчанию)

Все кодовые слова данных должны быть переведены в данные для пользователя и переданы в виде 8-битовых байтов независимо от того, находятся ли эти данные в режимах текстового, байтового или цифрового уплотнения. Не подлежат передаче знаки СТАРТ и СТОП, индикаторы строк, дескриптор длины символа, кодовые слова переключения режима, кодовые слова-заполнители и кодовые слова коррекции ошибок.

4.17.2 Протокол передачи для интерпретаций расширенного канала

В системах, поддерживающих ECI, в каждой передаче должен использоваться префикс идентификатора символики (4.17.5 и приложение М). Управляющие блоки Макро PDF417 (в случае, если они передаются) должны обрабатываться как управляющий набор управляющих последовательностей, который работает совместно с протоколом передачи ECI (4.17.3 и приложение Н).

Три кодовых слова (со значениями 925, 926 и 927) являются сигналом для кодирования значения ECI и декодируются как значения байтов следующим образом:

1) если последовательность ECI начинается с кодового слова 927:

a) кодовое слово 927 передается в качестве управляющего знака со значением 92, который представляет знак ОБРАТНАЯ ДРОБНАЯ ЧЕРТА (\) при кодировании по умолчанию,

b) следующее кодовое слово преобразовано в 6-разрядное значение путем размещения начальных нулей перед кодовым словом. 6-разрядное значение передается как шесть соответствующих значений байтов с десятичными значениями от 48 до 57.

ПРИМЕР:

Закодировано в символе - [927] [123]

Передача данных (десятичные значения байтов) - 92, 48, 48, 48, 49, 50, 51

Интерпретация в знаках КОИ-7 - \000123

2) если последовательность ECI начинается с кодового слова 926:

a) кодовое слово 926 передается как управляющий знак с десятичным значением 92,

b) следующие два кодовых слова преобразуются в 6-разрядное значение с начальными нулями при необходимости, используя следующую формулу:

([первое кодовое слово] + 1) × 900 + [второе кодовое слово])

6-разрядное значение передается как шесть соответствующих значений байтов с десятичными значениями от 48 до 57.

ПРИМЕР:

Закодировано в символе - [926] [136] [156]

Передача данных (десятичные значения байтов) - 92, 49, 50, 51, 52, 53, 54

Интерпретация в знаках КОИ-7 - \123456

3) если последовательность ECI начинается с кодового слова 925:

a) кодовое слово 925 передается в качестве управляющего знака со значением 92,

b) следующее кодовое слово преобразовано в 6-разрядное значение прибавлением к нему значения 810900. 6-разрядное значение передается как шесть соответствующих значений байтов с десятичными значениями от 48 до 57.

ПРИМЕР:

Закодировано в символе - [925] [456]

Передача данных (десятичные значения байтов) - 92, 56, 49, 49, 51, 53, 54

Интерпретация в знаках КОИ-7 - \811356

Процедура повторяется для каждого случая интерпретации расширенного канала.

Прикладное программное обеспечение, распознающее 7-байтовую управляющую последовательность по знаку со значением 92, при помощи 6 байтов (каждый из диапазона знаков со значениями от 48 до 47) должно интерпретировать все последовательные знаки до окончания закодированных данных или до тех пор, пока не встретится другой отдельный байт со значением 92 в качестве байта из интерпретации расширенного канала, определенной 6-разрядной последовательностью.

Если знак ОБРАТНАЯ ДРОБНАЯ ЧЕРТА или другой знак, представленный байтом со значением 92, необходимо использовать в качестве закодированных данных, передача должна происходить в соответствии с приведенным примером. Если байт со значением 92 появляется в качестве данных, должны быть переданы два байта этого значения; таким образом единичное появление всегда является управляющим знаком, а двоичное появление означает достоверные данные.

ПРИМЕР:

Закодированные данные - А\\В\С

Передача - A\\\\B\\C

4.17.3 Передача данных для Макро PDF417

Протокол передачи данных для Макро PDF417 (Macro PDF417) приведен в Н.6.

4.17.4 Передача зарезервированных кодовых слов с использованием протокола интерпретации расширенного канала

При работе под протоколом передачи ECI декодеры PDF417 должны передавать управляющую последовательность ECI из 6 байтов зарезервированных кодовых слов (интерпретируемых как \CnnnC), представляющую управляющий знак (со значением 92), за которым следует С (значение 67), три разряда, которые представляют десятичное значение зарезервированного кодового слова и за которыми следует другое С, завершающее управляющую последовательность ECI независимым от символики способом. Кодовые слова данных, следующие за зарезервированным кодовым словом, не интерпретируются декодером в соответствии с любым режимом уплотнения, но вместо этого передаются как серии управляющих последовательностей, представляющие кодовые слова с использованием той же 6-байтовой управляющей последовательности, указанной ранее. Все оставшиеся кодовые слова данных передаются этим же способом до тех пор, пока не будут достигнуты:

- окончание закодированных данных в символе;

- функция фиксации в распознанном режиме уплотнения;

- функциональное кодовое слово управляющего блока Макро PDF417 (928, 923, 922).

Кодовое слово 913 (регистр в режиме байтового уплотнения) разрешено только из режима текстового уплотнения, и, таким образом, не может быть частью потока кодовых слов в процессе отправки неинтерпретируемых управляющих кодовых слов.

Примечание - Этот протокол может правильно передавать синтаксис сообщения для любых зарезервированных кодовых слов, для которых будущие определения представляют собой обеспечение сигнальных функций или представления новых режимов уплотнения.

4.17.5 Идентификатор символики

После определения структуры данных (в виде Макро PDF417, ECI и т.д.) в качестве преамбулы к переданным декодером данным должен быть добавлен идентификатор символики. Идентификаторы символики для PDF417 приведены в приложении М.

4.17.6 Передача, использующая устаревшие протоколы

Введение системы интерпретаций расширенного канала в некоторые символики оказало воздействие на ранее существовавшие символики, включая PDF417. Основные правила кодирования и декодирования в настоящем стандарте остались теми же, что и в версиях PDF417 [2] и [3]. Передача для ECI и Макро PDF417 отличается по своему формату, но передает равнозначную информацию.

Новое оборудование и прикладное программное обеспечение, декодирующее PDF417, должно соответствовать настоящему стандарту. Однако соответствие оборудования ранее опубликованным стандартам будет действовать в течение нескольких лет. Пользователям, генерирующим символы PDF417, не придется вносить никаких изменений, так как закодированные символы имеют равнозначные значения вне зависимости от поколения используемого декодирующего оборудования. В приложении N приведены правила, которыми необходимо руководствоваться при использовании декодирующего оборудования и прикладного программного обеспечения, которые не соответствуют современным символам с ECI и Макро PDF417. Таким образом старое и новое оборудование могут сосуществовать.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Кодирование/декодирование последовательностей штрихов и пробелов знаков символа PDF417

В таблице А.1 установлены значения каждого кодового слова и последовательности штрихов и пробелов для знаков символа в кластерах 0, 3 и 6.

Значения e, используемые на этапе декодирования, могут быть получены из последовательности штрихов и пробелов по формуле

e_i = x_i + x_i+1.

Таблица А.1 - Последовательность штрихов и пробелов

ПРИЛОЖЕНИЕ B

(обязательное)

Набор знаков по умолчанию для режима байтового уплотнения

Набор знаков по умолчанию для режима байтового уплотнения приведен в таблице B.1.

Таблица B.1 - Набор знаков по умолчанию для режима байтового уплотнения

Примечания

1 д.з. - десятичное значение знака версии КОИ-8.

2 Первая половина набора знаков (с десятичными значениями от 0 до 127) соответствует ИСО/МЭК 646 (соответствует [4]). Вторая половина (с десятичными значениями от 128 до 255) соответствует кодовой странице РС437.

ПРИЛОЖЕНИЕ С

(обязательное)

Алгоритм кодирования режима байтового уплотнения

Это преобразование следует использовать в режиме байтового уплотнения. С его помощью могут быть преобразованы шесть байтов данных в пять кодовых слов данных PDF417 по уравнению

b₅ × 256⁵ + b₄ × 256⁴ + b₃ × 256³ + b₂ × 256² + b₁ × 256¹ + b₀ × 256⁰ = d₄ × 900⁴ + d₃ × 900³ + d₂ × 900² + d₁ × 900¹ + d₀ × 900⁰,

где b - десятичное значение байта данных (от 0 до 255);

d - кодовое слово данных.

Для преобразования базы 256 в базу 900 может быть использован следующий алгоритм:

1. принимают t в качестве временной переменной

2. вычисляют t = b₅ × 256⁵ + b₄ × 256⁴ + b₃ × 256³ + b₂ × 256² + b₁ × 256¹ + b₀ × 256⁰

3. каждое кодовое слово вычисляют следующим образом:

для каждого кодового слова данных d_i = d₀ ... d₄

НАЧАЛО

d_i = t mod 900

t = t div 900

КОНЕЦ

ПРИМЕР:

Требуется закодировать знаки данных в режиме байтового уплотнения b₅, ..., b₀ {231, 101, 11, 97, 205, 2}

Вычисляют сумму t с использованием десятичных значений шести знаков в режиме байтового уплотнения: t = 231 × 256⁵ + 101 × 256⁴ + 11 × 256³ + 97 × 256² + 205 × 256¹ + 2 × 256⁰ = 254421168672002

Вычисляют кодовое слово 0

d₀ = 254421168672002 mod 900 = 302

t = 254421168672002 div 900 = 282690187413

Вычисляют кодовое слово 1

d₁ = 282690187413 mod 900 = 213

t = 282690187413 div 900 = 314100208

Вычисляют кодовое слово 2

d₂ = 314100208 mod 900 = 208

t = 314100208 div 900 = 349000

Вычисляют кодовое слово 3

d₃ = 349000 mod 900 = 700

t = 349000 div 900 = 387

Вычисляют кодовое слово 4

d₄ = 387 mod 900 = 387

t = 387 div 900 = 0

Последовательность кодовых слов d₄, ..., d₀ представляет собой 387, 700, 208, 213, 302

ПРИЛОЖЕНИЕ D

(обязательное)

Алгоритм кодирования режима цифрового уплотнения

Это преобразование должно использоваться в режиме цифрового уплотнения. С его помощью могут быть преобразованы группы, содержащие до 44 последовательных цифровых разрядов включительно, в 15 (или менее) кодовых слов данных PDF417.

Для преобразования базы 10 в базу 900 может быть использован следующий алгоритм:

a) принимают t в качестве временной переменной

b) устанавливают начальное значение t в виде группы последовательных цифровых разрядов, количество которых доходит до 44, которой предшествует единица

c) каждое кодовое слово вычисляют в следующем порядке:

Для каждого кодового слова данных d_i = d₀, ..., d_n-1

НАЧАЛО

d_i = t mod 900

t = t div 900

Если t = 0, то кодирование прекращается

КОНЕЦ

ПРИМЕР:

Требуется закодировать числовую цепочку из 15 цифр 000213298174000.

В начале числовой цепочки ставят 1 и устанавливают исходное значение в виде:

t = 1000213298174000

Вычисляют кодовое слово 0

d₀ = 1000213298174000 mod 900 = 200

t = 1000213298174000 div 900 = 1111348109082

Вычисляют кодовое слово 1

d₁ = 1111348109082 mod 900 = 282

t = 1111348109082 div 900= 1234831232

Вычисляют кодовое слово 2

d₂ = 1234831232 mod 900 = 632

t = 1234831232 div 900 = 1372034

Вычисляют кодовое слово 3

d₃ = 1372034 mod 900 = 434

t = 1372034 div 900 = 1524

Вычисляют кодовое слово 4

d₄ = 1524 mod 900 = 624

t = 1524 div 900 = 1

Вычисляют кодовое слово 5

d₅ = 1 mod 900 = 1

t = 1 div 900 = 0

Последовательность кодовых слов d₅, ..., d₀ представляют в виде: 1, 624, 434, 632, 282, 200

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(обязательное)

Выбор пользователем уровня коррекции ошибок

E.1 Рекомендуемый минимальный уровень коррекции ошибок

Минимальный уровень коррекции ошибки должен соответствовать приведенному в таблице Е.1.

Таблица Е.1 - Рекомендуемый уровень коррекции ошибок

Для приблизительного подсчета количества кодовых слов данных из содержания данных при использовании таблицы Е.1 следует использовать 1,8 текстовых знаков на кодовое слово данных в режиме текстового уплотнения, 2,9 цифры на кодовое слово данных в режиме цифрового уплотнения и 1,2 байта на кодовое слово данных в режиме байтового уплотнения.

Если возможны значительные повреждения изображения символа, следует использовать более высокие уровни коррекции ошибок. В замкнутых системах применений могут использоваться уровни коррекции ошибок ниже рекомендуемых.

E.2 Прочие факторы, принимаемые во внимание пользователем при выборе уровня коррекции ошибок

Целью прикладного стандарта, регламентирующего требования по применению, должно быть использование особенностей исправления ошибок без уменьшения емкости для данных.

При выборе уровня коррекции ошибок пользователь должен учитывать следующие факторы:

1) должен выбираться рекомендуемый уровень коррекции ошибок (в соответствии с таблицей Е.1);

2) в связи с тем, что наибольшее количество кодовых слов данных в символе составляет 925, большое количество кодовых слов данных ограничивает наивысший уровень коррекции ошибок, который может быть использован. Количество кодовых слов данных более 415 исключает применение уровня коррекции ошибок 8. Количество кодовых слов данных более 799 исключает применение уровней 6, 7 и 8. Количество кодовых слов данных более 863, исключает уровень коррекции ошибок 5. Следовательно, не рекомендуется увеличивать число кодовых слов до 863;

3) при высокой вероятности того, что в символах PDF417 возможны недостающие или полностью стертые кодовые слова, уровень коррекции ошибок может быть увеличен до уровня 8 или более высокого уровня, при котором количество кодовых слов коррекции ошибок заполняет матрицу максимального размера, допустимого применением;

4) более предпочтительным является поддержка высокого качества печати символа, по сравнению с компенсацией низкого качества печати увеличением уровня коррекции ошибки. Вместо выбора наивысшего уровня коррекции ошибок рекомендуется установить больший размер X или специальную подложку и материалы, способные обеспечить высокое качество печати символа PDF417.

ПРИЛОЖЕНИЕ F

(обязательное)

Таблицы коэффициентов для вычисления кодовых слов коррекции ошибок PDF417

В таблицах F.1 - F.9 приведены коэффициенты для вычисления кодовых слов коррекции ошибок для уровней коррекции ошибок от 0 до 8.

Таблица F.1 - Коэффициенты для уровня коррекции ошибок 0

Таблица F.2 - Коэффициенты для уровня коррекции ошибок 1

Таблица F.3 - Коэффициенты для уровня коррекции ошибок 2

Таблица F.4 - Коэффициенты для уровня коррекции ошибок 3

Таблица F.5 - Коэффициенты для уровня коррекции ошибок 4

Таблица F.6 - Коэффициенты для уровня коррекции ошибок 5

Таблица F.7 - Коэффициенты для уровня коррекции ошибок 6