二维条码 / 二维码（ 2-dimensional bar code ）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“ 01 ”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。

国外对二维码技术的研究始于 20 世纪 80 年代末，在二维码符号表示技术研究方面已研制出多种码制，常见的有 PDF417QR CodeCode 49Code 16KCode One 等。这些二维码的信息密度都比传统的一维码有了较大提高，如 PDF417 的信息密度是一维码 CodeC39 的 20 多倍。在二维码标准化研究方面，国际自动识别制造商协会（ AIM ）、美国标准化协会（ ANSI ）已完成了 PDF417QR CodeCode 49Code 16KCode One 等码制的符号标准。国际标准技术委员会和国际电工委员会还成立了条码自动识别技术委员会（ ISO/IEC/JTC1/SC31 ），已制定了 QR Code 的国际标准（ ISO/IEC 180042000 《自动识别与数据采集技术—条码符号技术规范— QR 码》），起草了 PDF417Code 16KData MatrixMaxi Code 等二维码的 ISO/IEC 标准草案。在二维码设备开发研制、生产方面，美国、日本等国的设备制造商生产的识读设备、符号生成设备，已广泛应用于各类二维码应用系统。二维码作为一种全新的信息存储、传递和识别技术，自诞生之日起就得到了世界上许多国家的关注。美国、德国、日本等国家，不仅已将二维码技术应用于公安、外交、军事等部门对各类证件的管理，而且也将二维码应用于海关、税务等部门对各类报表和票据的管理，商业、交通运输等部门对商品及货物运输的管理、邮政部门对邮政包裹的管理、工业生产领域对工业生产线的自动化管理。

我国对二维码技术的研究开始于 1993 年。中国物品编码中心对几种常用的二维码 PDF417QRCCodeData MatrixMaxi CodeCode 49Code 16KCode One 的技术规范进行了翻译和跟踪研究。随着我国市场经济的不断完善和信息技术的迅速发展，国内对二维码这一新技术的需求与日俱增。中国物品编码中心在原国家质量技术监督局和国家有关部门的大力支持下，对二维码技术的研究不断深入。在消化国外相关技术资料的基础上，制定了两个二维码的国家标准：二维码网格矩阵码（ SJ/T 11349-2006 ）和二维码紧密矩阵码（ SJ/T 11350-2006 ），从而大大促进了我国具有自主知识产权技术的二维码的研发。

目前国际上最常用的 DATAMATRIX 二维码由于用点阵的方法组成数据，可在一个数据矩阵里包含 2300 个数据信息，所以十年前一经发表就引起全球轰动，但是十年来它的应用和推广却进展缓慢，究其原因，正是因为 DATAMATRIX 二维码的应用需跨越二个技术障碍：首先，如何高效、准确的将其打印出来；其次，如何高效、准确的识读它。为了解决这两个关键问题，作为一种智能图像识别技术，机器视觉由此显示出其独一无二的重要性。

在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“ 01 ”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。在许多种类的二维条码中，常用的码制有： Data Matrix,MaxiCode, Aztec,QR Code, Vericode,PDF417,Ultracode,Code 49,Code 16K 等， QR Code 码是 1994 年由日本 DW 公司发明。 QR 来自英文「 Quick Response 」的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望 QR 码可让其内容快速被解码。 QR 码最常见于日本、韩国；并为目前日本最流行的二维空间条码。但二维码的安全性也正备受挑战，带有恶意软件和病毒正成为二维码普及道路上的绊脚石。发展与防范二维码的滥用正成为一个亟待解决的问题。每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化等特点。

二维条码 / 二维码可以分为堆叠式 / 行排式二维条码和矩阵式二维条码。 堆叠式 / 行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“ 1 用“空”表示二进制“ 0 ”，“点”和“空”的排列组成代码。二维码的原理可以从矩阵式二维码的原理和行列式二维码的原理来讲述。

堆叠式 / 行排式二维条码又称堆积式二维条码或层排式二维条码），其编码原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有： Code 16KCode 49PDF417MicroPDF417 等。

矩阵式二维条码（又称棋盘式二维条码）它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“ 1 ”，点的不出现表示二进制的“ 0 ”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有： Code OneMaxiCodeQR Code Data MatrixHan Xin CodeGrid Matrix 等。

一维条形码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息，其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。一维条形码的应用可以提高信息录入的速度，减少差错率，但是一维条形码也存在一些不足之处：数据容量较小； 30 个字符左右，只能包含字母和数字，条形码尺寸相对较大（空间利用率较低）；条形码遭到损坏后便不能阅读。

在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形码，称为二维条形码（ dimensional bar code ）。多行组成的条形码，不需要连接一个数据库，本身可存储大量数据，应用于：医院、驾驶证、物料管理、货物运输，当条形码受一定破坏时，错误纠正能使条形码能正确解码二维码。它是一个多行、连续性、可变长、包含大量数据的符号标识。每个条形码有 3 - 90 行，每一行有一个起始部分、数据部分、终止部分。它的字符集包括所有 128 个字符，最大数据含量是 1850 个字符。

二维条形码可以存储 1100 个字，比起一维条形码的 15 个字，存储量大为增加，而且能够存储中文，其资料不仅可应用在英文、数字、汉字、记号等，甚至空白也可以处理，而且尺寸可以自由选择，这也是一维条形码做不到的。

二维条形码采用故障纠正的技术，遭受污染以及破损后也能复原，即使条码受损程度高达 50% ，仍然能够解读出原数据，误读率为 6100 万分之一。

一是线性堆叠式二维码。就是在一维条形码的基础上，降低条码行的高度，安排一个纵横比大的窄长条码行，并将各行在顶上互相堆积，每行间都用一模块宽的厚黑条相分隔。典型的线性堆叠式二维码有 Code 16KCode 49PDF417 等。

其次是矩阵式二维码。它是采用统一的黑白方块的组合，而不是不同宽度的条与空的组合，它能够提供更高的信息密度，存储更多的信息，与此同时，矩阵式的条码比堆叠式的具有更高的自动纠错能力，更适用于在条码容易受到损坏的场合。矩阵式符号没有标识起始和终止的模块，但它们有一些特殊的 " 定位符 " ，定位符中包含了符号的大小和方位等信息。矩阵式二维条码和新的堆叠式二维条码能够用先进的数学算法将数据从损坏的条码符号中恢复。典型的矩阵二维码有 AztecMaxi CodeQR CodeData Matrix 等。

在上述介绍的二维条形码中， PDF417 码由于解码规则比较开放和商品化，因而使用比较广泛，它是 Portable Data File 的缩写，意思是可以将条形码视为一个档案，里面能够存储比较多的资料，而且能够随身携带。它在 1992 年正式推出， 1995 年美国电子工业联谊会条码委员会在美国国家标准协会赞助下完成二维条形码标准的草案，以作为电子产品产销流程使用二维条形码的标准。 PDF417 码是一个多行结构，每行数据符号数相同，行与行左右对齐直接衔接，其最小行数为 3 行，最大行数为 90 行。而 Data Matrix 码则主要用于电子行业小零件的标识，如 Intel 奔腾处理器的背面就印制了这种码。 Maxi Code 是由美国联合包裹服务公司研制的，用于包裹的分拣和跟踪。 Aztec 是由美国韦林公司推出的，最多可容纳 3832 个数字、 3067 个字母或 1914 个字节的数据。

另外，还有一些新出现的二维条形码系统。包括由 UPS 公司的 Figrare lla 等人研制的适用于分布环境下运动特性的 UPS Code ，这种二维条形码更加适合自动分类应用场合。而美国 Veritec 公司提出一种新的二维条形码—— Veritec Symbol ，是一种用于微小型产品上的二进制数据编码系统，其矩阵符号格式和图像处理系统已获得美国专利，这种二维码具有更高的准确性和可重复性。此外，飞利浦研究实验室的 WILJ WAN GILS 等人也提出了一种新型的二维码方案，即用标准几何形体圆点构成自动生产线上产品识别标记的圆点矩阵二维码表示法。这一方案由两大部分组成，一是源编码系统，用于把识别标志的编码转换成通信信息字；另一部分是信道编码系统，用于对随机误码进行错误检测和校正。还有一种二维条形码叫点阵码，它除了具备信息密度高等特点外，也便于用雕刻腐蚀制板工艺把点码印制在机械零部件上，用摄像设备识读和图像处理系统识别，这也是一种具有较大应用潜力的二维编码方案。

二维条形码技术的发展主要表现为三方面的趋势：一是出现了信息密集度更高的编码方案，增强了条码技术信息输入的功能；二是发展了小型、微型、高质量的硬件和软件，使条码技术实用性更强，扩大了应用领域 ; 三是与其他技术相互渗透、相互促进，这将改变传统产品的结构和性能，扩展条码系统的功能。

目前，在白纸上用条码标签打印机打出 DATAMATRIX 二维码后再进行识读，已经不存在任何技术问题了，同时，在光洁的金属表面用激光或浮针也能获得优良的品质。但是，遇到毛坯或深色金属时，用激光或浮针打出的 DATAMATRIX 二维码是人眼极难识别的，此时就必须借助智能图像识别技术，也就是机器视觉技术。也正因此，国外几家著名的条码扫描器公司及光学识别设备公司都分别推出了自己的机器视觉产品，例如 Motorola-Symbol 公司、 Microscan 公司、 Cognex 公司以及 Datalogic 公司等。美国及欧洲等国已在 DATAMATRIX 二维码技术基础上开发出“直接金属零部件打刻技术（ Direct Parts Marking ）”，也就是 DPM ，目前被广泛应用于汽车、航空航天、电子、医药及军工产品等多个行业。直接金属零部件打刻（ DPM ）的最大优点就是能从产品的毛坯打刻，一直跟踪产品的全加工过程，现在在国内被大力推广的企业资源计划系统（ ERPSAP 系统等都离不开二维码技术，特别是离不开直接金属零部件打刻（ DPM

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