News information : Une évaluation des codes-barres 2D dans les applications de traitement de documents

présentation

De nombreux documents qui seront traités électroniquement contiennent des codes-barres pour encoder des informations importantes extraites par le biais d'un logiciel de décodage de codes-barres. Il y a un certain nombre de problèmes à considérer lors du choix d'un symbole de code à barres. La caractéristique la plus importante à considérer est d'utiliser un symbolisme linéaire (1D) ou bidimensionnel (2D). Les symboles 1D, comme son nom l'indique, consistent généralement en des tiges et des espaces modulés en largeur qui codent les informations utilisateur. Il n'y a aucune information contenue dans la dimension verticale d'un symbole 1D. Les symboles 2D codent des informations dans les deux dimensions du symbole et, par conséquent, ont des densités de données beaucoup plus élevées. Les symboles 2D utilisent généralement une grille régulière de positions de cellules possibles, où une cellule est noire ou blanche.

Cet article se concentrera sur l'utilisation des symboles 2D dans les applications de traitement de documents en raison de l'avantage significatif de la densité de données des symboles 2D par rapport aux symboles 1D. Plus précisément, nous comparerons les mérites relatifs des trois symboles 2D du domaine public connus: Data Matrix, QR Code et Micro QR Code. Après un bref aperçu de chaque symbole, nous les comparerons en fonction de leur densité de données, de leur correction d'erreur et de leur vitesse de traitement relative.

Matrice de données

Les symboles Data Matrix utilisent un ensemble régulier de cellules carrées, dont la taille varie d'une grille de 10 à 10 à 144 par 144. Une zone lisse de 1 cellule est requise autour de l'ensemble du symbole. De plus, des tailles rectangulaires sont également disponibles. Chaque symbole se compose d'un motif "L" fixe qui est utilisé pour trouver avec une flèche d'horloge le long des côtés opposés du "L". En outre, il existe des pistes d'horloge interne pour la plus grande matrice de données. Ces emplacements fixes ne codent aucune information. Ils sont présents pour identifier le symbole en tant que matrice de données et assister le programme de décodage. Les autres emplacements du réseau contiennent un carré noir ou blanc selon les informations à encoder.

QR code

Les symboles QR Code utilisent également un ensemble régulier de cellules carrées dont la taille varie d'une grille de 21 x 21 à 177 x 177. Une zone lisse de 4 cellules est requise autour de tout le symbole. Pour aider à trouver, les symboles QR Code contiennent 3 modèles de recherche dans 3 des 4 coins. En outre, il existe des modèles d'extension internes, des modèles d'horloge, ainsi que des informations de format sur des symboles plus grands qui donnent la taille du code.

Pour les applications de données qui nécessitent de plus petites quantités de données, il existe une version dérivée du QR Code appelée Micro QR Code qui peut coder jusqu'à 35 chiffres numériques dans moins d'espace qu'un QR Code correspondant. Il existe 4 tailles de carrés différentes: 11 par 11, 13 par 13, 15 par 15 et 17 x 17. Chaque taille nécessite une zone lisse de 2 cellules autour de l'ensemble du symbole. Il ne contient qu'un seul motif de recherche, avec le motif de temps limité et les informations de format.

Densité des données et correction des erreurs

La matrice de données présente un net avantage de densité de données sur le QR Code. Cela est particulièrement vrai pour les petites quantités de données utilisateur. Cela est dû au fait qu'il a moins d'emplacement de cellule fixe. Il ne consacre pas beaucoup d'espace aux modèles de recherche et ne contient aucune information de format. Le Micro QR Code a été créé pour résoudre le problème de la densité des données et est de taille comparable à la matrice de données pour ce contenu de données.

Les trois types de symboles utilisent la correction d'erreur Reed Solomon pour détecter et corriger les erreurs dues à des dommages aux symboles ou à des problèmes d'image. Le nombre d'erreurs détectables et corrigibles est déterminé par le nombre de codes de correction d'erreur supplémentaires inclus dans le symbole au-dessus et au-delà du codage utilisé pour coder les données.

La capacité de données d'un symbole de taille donné est fonction de la quantité de surcharge de correction d'erreur, ainsi que des données elles-mêmes. La matrice de données utilise un niveau fixe de correction d'erreur qui ne peut pas être résolu par l'utilisateur. Le pourcentage de gestion des codes de correction de code d'erreur varie de 62,5% pour le plus petit symbole à 28% pour les plus grands symboles. En revanche, le QR Code a 4 niveaux différents de correction d'erreur qui permettent une capacité de récupération approximative de 7%, 15%, 25% ou 30%. Le Micro QR Code modifie les choix de quantité de correction d'erreur pour chacune des 4 tailles autorisées. La plus petite permet uniquement la détection d'erreurs, tandis que la plus grande permet jusqu'à 25% de capacité de récupération.

La quantité et le type de données utilisateur dictent la taille du symbole nécessaire. De plus, pour le QR Code et le Micro QR Code, la quantité de correction d'erreur utilisée affectera également la taille. Le tableau ci-dessous résume la magnitude relative et les capacités de correction d'erreur des 3 symboles ci-dessus.

Symbolologie – Taille relative

(Zone silencieuse) / Correction d'erreur au-dessus (%) / Nombre maximum d'erreurs corrigibles

Matrice de données – 1,00 / 58,3 / 3

Code QR – 3.70 / 65.3 / 8

Micro QR Code – 1,33 / 50,0 / 1

Le choix de la quantité de correction d'erreur utilisée dans QR Code et Micro QR Code dépend de l'application. Dans les situations où la taille est un problème, on peut être tenté de réduire la quantité de correction d'erreur. Cela peut réduire le taux global de lecture des symboles si le code-barres peut être endommagé ou si l'environnement d'imagerie rend difficile l'obtention d'images «idéales». Le code à barres sur les courbes de flexion douce du symbole, ainsi que les bandes brillantes sur le symbole qui peuvent provoquer une réflexion spéculaire sur l'appareil photo sont des exemples de la façon dont les codes peuvent être endommagés. En général, si l'espace le permet, pour des taux de lecture optimaux, vous devez normalement sélectionner la capacité de correction d'erreur maximale autorisée.

Vitesse de traitement relative

Dans les applications en temps réel où le temps de décoder une image est important, les symboles de la vitesse à laquelle ils peuvent décoder doivent également être comparés. La partie qui prend le plus de temps pour décoder un code-barres dans une grande image compressée est généralement la recherche de symboles. Plus le motif de recherche est unique dans un symbole de code à barres, plus il est facile de le trouver dans une image compressée. Cela réduit le temps de traitement. En revanche, si un symbolisme de code à barres ne fournit pas un modèle unique du chercheur, plus de temps sera consacré à sa recherche.

Le QR Code et le Micro QR Code ont un avantage significatif sur la matrice de données en raison des modèles de recherche uniques dans les symboles. Le QR Code est le meilleur des 3 choix car il comprend 3 modèles de localisation, chacun pouvant être utilisé pour trouver le symbole. La matrice de données a le motif de traçage "L" et des lignes d'horloge fixes. Malheureusement, ce ne sont pas des motifs extrêmement uniques avec des formes où de nombreuses zones de texte sont encadrées. De plus, les codes QR (version 7 et supérieure) et les codes Micro QR contiennent des informations au format des symboles pour vous permettre de connaître les dimensions du symbole et pour confirmer que vous êtes dans un vrai symbole. La matrice de données ne contient pas de données de format clair, fournissant uniquement une trace d'horloge sur les côtés opposés du symbole à partir de l'angle "L".

Une forme compressée a été scannée à 200 DPI, et un seul exemple des 3 symboles de code à barres a été ajouté à l'image avec chaque symbole en utilisant 25 cellules mil. Ensuite, en 3 séquences distinctes, Volo (TM), un décodeur de code à barres Omniplanar®, a été utilisé pour décoder chaque symbole. Un seul type symbolique a été activé à chaque passage. Le tableau ci-dessous résume le temps qu'il a fallu à Volo pour extraire le résultat du décodage et terminer le traitement de l'image. Le décodage QR Code et Micro QR était 3 à 4 fois plus rapide que le décodage Data Matrix. Cela est presque entièrement dû au bon motif de traçage sur les symboles QR et Micro QR.

Symbolologie – Temps de relâchement (ms) / Temps total (ms)

Matrice de données – 30,8 / 74,5

Code QR – 7.2 / 23.4

Micro QR Code – 7,6 / 21,9

résumé

Lors du choix du type de symboles 2D à utiliser dans les applications de documents, la densité des données, la correction des erreurs et le temps de traitement doivent être pris en compte. Dans les applications où la taille des symboles doit être réduite au minimum, la matrice de données et le code micro-QR sont de bons choix. Lorsque la vitesse de traitement est primordiale, QR Code et Micro QR Code sont tous deux de meilleurs choix que Data Matrix compte tenu de leurs bons modèles de traçage. Dans les applications où la taille des symboles et la vitesse de traitement sont importantes, le Micro QR Code est le meilleur choix. Cependant, le plus grand Micro QR Code possible ne peut stocker que 35 chiffres numériques avec la correction d'erreur minimale (maximum 3 erreurs). Au niveau de correction d'erreur maximal, la capacité de données tombe à 21 chiffres numériques (maximum de 7 erreurs).