Data Matrix 二维条码原名Datacode,由美国国际资料公司(International Data Matrix, 简称ID Matrix)于1989年发明。Data-Matrix二维条码是一种矩阵式二维条码。
Data Matrix符号由规则排列的深浅色正方形模块构成,每一个正方形模块就是一个基本单元。每一个基本单元又被编码为一比特的数据。
数据区的四周是探測图形。用于条码符号定位和确定条码结构信息。探測图形的四周是空白区,用以将条码符号与背景分离。
探測图形是一个模块的宽度。是数据区的边界,当中所有由深色模块组成的两条邻边构成了一个“L”形实线边缘,“L”对面由交替的深浅模块组成的两条邻边又构成了虚线边缘。探測图形主要用于限定符号的单元结构,也可用于确定符号的物理尺寸。以及解决符号定位和失真等问题。
数据区是由多个正方形深浅模块所组成的正方形区域,信息储存方式是深浅模块的不同排列组合.以二进制码方式来编码数据。因此计算机可直接读取。深色模块代表“1”。浅色模块代表“0”,再利用成串的特定排列的深浅模块来描写叙述码字信息,再排列成一个矩阵式符号,终于形成Data Matrix条码。
因此。随意Data Matrix符号能够由四个部分构成:探測图形中“L”形的两条实线边缘、探測图形中“L”形对面的两条虚线边缘、被探測图形包围的数据区、条码符号四周的一个模块宽度的空白区。
Data Matrix条码编码是将物品信息转化成为数据码字流,用二维条码符号来表示实现。
同意输入数据信息多样。能够是数字和字母,能够是常规的文字、字符信息,还能够是多媒体信息,如声音、图片、指纹等。
Data Matrix分为ECC 000-140和ECC 200两个大类,ECC 000-140具有四个等级的卷积纠错功能,ECC 200则通过Reed—Solomon纠错算法计算纠错码,依据符号的不同尺寸得到不同的纠错码。两类符号的外形差别在于,ECC 000-140符号的右上角为深色模块(仅为奇数)。尺寸从9*9至49*49。ECC 200符号的右上角为浅色模块(仅为偶数)。尺寸从10*10至144*144,若为长方形则从8*18至16*48。ECC 200应用较多。
Data Matrix编码包括三个部分:一是将数据信息流通过最优的编码规则转换成数据码字。二是依据Reed-Solomon算法以及响应的纠错要求,在数据码字的基础上生成纠错码字,数据码字加上纠错码字及可能须要的若干填充字符,构成编码后的码字流;三是将依照标准模板将单元模块放置到矩阵中,并增加探測图形,生成Data Matrix二维矩阵码符号。
Data Matrix二维条码图像的识别主要包括图像预处理、条码定位、採样解码。
Data Matrix条码图像预处理:首先对採集到的彩色图像灰度化;然后对灰度图像进行滤波去噪;选取适当的阈值进行图像二值化;最后进行边缘提取。
条码定位:区域初定位、边缘检測、旋转校正、精确提取、条码切割(网格)。
Data Matrix条码解码识别:依据採样网格,将深浅模块转换为“1”、“0”矩阵。去除探測图形,提取出数据区,并得到条码尺寸和版本号信息;调用模块放置矩阵恢复正确顺序的码字流。再确定数据码字和纠错码字,并进行条码数据的检错纠错。终于恢复原始数据,正确解码输出。
Data Matrix核心库它的license是BSD,具体介绍见主页http://www.libdmtx.org/ 。
以下具体介绍Data Matrix在VS2010中编译过程:
1. 从http://sourceforge.net/projects/libdmtx/下载其稳定版本号libdmtx-0.7.4;
2. 新建一个libdmtx静态库project,将/libdmtx-0.7.4文件夹下对应的.h、.c文件增加到此project中;
3. 对源码进行调整:(1)、将dmtx.h和dmtxstatic.h两个头文件分别包括到每一个.c文件里;(2)、对于错误C2129,处理办法是将声明和实现中的“static”keyword都去掉;(3)、将float.h、stdio.h、limits.h、assert.h、math.h文件增加到dmtx.h中;(4)、将CHKERR、CHKSCHEME、CHKSIZE、CALLBACK_MATRIX等的定义从dmtxencodescheme.c中复制到dmtx.h中;(5)、凝视掉dmtx.c文件里包括的.c文件;(6)、将文件里的snprintf函数用sprintf_s函数替代;
4. 新建barcodetest控制台project,对libdmtx库进行简单測试。相关文件代码例如以下(代码參考/libdmtx-0.7.4/test/simple-test/simple_test.c):
stdafx.h:
#pragma once #include "targetver.h" #include <stdio.h> #include "../../src/datamatrix/libdmtx-0.7.4/dmtx.h"
stdafx.cpp:
#include "stdafx.h" #ifdef _DEBUG
#pragma comment(lib, "../../../lib/dbg/x86_vc10/libdmtx[dbg_x86_vc10].lib")
#else
#pragma comment(lib, "../../../lib/rel/x86_vc10/libdmtx[rel_x86_vc10].lib")
#endif
barcodetest.cpp:
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <assert.h>
#include <string> using namespace std; int main(int argc, char* argv[])
{
size_t width, height, bytesPerPixel;
string str = "中国_abc_DEF_123_@#$!";
string dst;
unsigned char *pxl;
DmtxEncode *enc;
DmtxImage *img;
DmtxDecode *dec;
DmtxRegion *reg;
DmtxMessage *msg; //fprintf(stdout, "input: \"%s\"\n", str);
cout<<"str : "<<str<<endl; /* 1) ENCODE a new Data Matrix barcode image (in memory only) */
enc = dmtxEncodeCreate();
assert(enc != NULL);
//dmtxEncodeDataMatrix(enc, strlen(str), str);
dmtxEncodeDataMatrix(enc, strlen(str.c_str()), (unsigned char*)str.c_str()); /* 2) COPY the new image data before releasing encoding memory */
width = dmtxImageGetProp(enc->image, DmtxPropWidth);
height = dmtxImageGetProp(enc->image, DmtxPropHeight);
bytesPerPixel = dmtxImageGetProp(enc->image, DmtxPropBytesPerPixel); pxl = (unsigned char *)malloc(width * height * bytesPerPixel);
assert(pxl != NULL);
memcpy(pxl, enc->image->pxl, width * height * bytesPerPixel); dmtxEncodeDestroy(&enc); /* 3) DECODE the Data Matrix barcode from the copied image */
img = dmtxImageCreate(pxl, width, height, DmtxPack24bppRGB);
assert(img != NULL); dec = dmtxDecodeCreate(img, 1);
assert(dec != NULL); reg = dmtxRegionFindNext(dec, NULL);
if(reg != NULL) {
msg = dmtxDecodeMatrixRegion(dec, reg, DmtxUndefined);
if(msg != NULL) {
/*fputs("output: \"", stdout);
fwrite(msg->output, sizeof(unsigned char), msg->outputIdx, stdout);
fputs("\"\n", stdout);*/
dst = string(reinterpret_cast<const char*>(msg->output));
dmtxMessageDestroy(&msg);
}
dmtxRegionDestroy(®);
} cout<<"dst : "<<dst<<endl; dmtxDecodeDestroy(&dec);
dmtxImageDestroy(&img);
free(pxl); cout<<"ok!"<<endl;
return 0;
}