PDF417碼是由留美華人王寅敬（音）博士發(fā)明的。PDF是取英文Portable Data File三個單詞的首字母的縮寫，意為“便攜數(shù)據(jù)文件”。因為組成條碼的每一符號字符都是由4個條和4個空構成，如果將組成條碼的最窄條或空稱為一個模塊，則上述的4個條和4個空的總模塊數(shù)一定為17，所以稱417碼或PDF417碼。

1、PDF417的結構

由于PDF417的容量較大，除了可將人的姓名、單位、地址、電話等基本資料進行編碼外，還可將人體的特征如指紋、視網(wǎng)膜掃瞄、及照片等個人紀錄儲存在條碼中，這樣不但可以實現(xiàn)證件資料的自動輸入，而且可以防止證件的偽造，減少犯罪。PDF417已在美國、加拿大、紐西蘭的交通部門的執(zhí)照年審、車輛違規(guī)登記、罰款及定期檢驗上開始應用。美國并同時將PDF417應用在身分證、駕照、軍人證上。此外墨西哥也將PDF417應用在報關單據(jù)與證件上，從而防止了仿造及犯罪。

PDF417是一個公開碼，任何人皆可用其算法而不必付費，因此是一個開放的條碼系統(tǒng)。PDF417的PDF為可攜性資料檔(Portable Data File)的縮寫，取其條碼類似一個資料檔，可儲存較多資料，且可隨身攜帶或隨產(chǎn)品走而得名(Paclidis, 1992)。正如其名，每一個PDF碼的儲存量可高達1,108個文數(shù)字(Bytes)，若將數(shù)字壓縮則可存放至2,729Bytes。

每一個PDF417碼是由3~90橫列堆疊而成，而為了掃瞄方便，其四周皆有靜空區(qū)，靜空區(qū)分為水平靜空區(qū)與垂直靜空區(qū)，至少應為0.020寸，如圖所示。

PDF417碼的結構其中每一層都包括下列五個部份：

起始碼。

左標區(qū)：在起始碼后面，為一指示符號字符。

資料區(qū)：可容納1~30個資料字符。

右標區(qū): 在資料區(qū)的后面，為一指示符號字符。

結束碼：在橫列之最右邊。

除了起始碼和結束碼外，左標區(qū)、資料區(qū)和右標區(qū)的組成字符皆可稱為字碼 (Codeword)，每一個字碼由17個模組(Modules)所構成，每一個字碼又可分成4線條(或黑線)及4空白(或白線)，每個線條至多不能超過6個模組寬。每個417碼因資料大小不同，其行數(shù)及每行的資料模組數(shù)與字碼數(shù)都可以從1至30不等。字碼的組成如圖所示。

2、PDF417的尺寸

也因為符號的組合較有彈性，每一個PDF417條碼可因應不同的實體設備印成不同的長寬比例與密度，以適應印刷條件及掃瞄條件的要求。其中每個模組寬X是PDF417碼中重要的尺寸之一，X值的最小限制為0.0075英寸(約0.191mm)，在同一個條碼符號中，X的值是固定不變的。

PDF417的最小高度與長度可由下列算式算出：

W＝ (17C＋69)X＋ 2Q

H ＝ R ×Y＋ 2Q

其中：

W= 條碼寬度，H=條碼高度，X=條碼模組寬，Y=層數(shù)；　C=每層符號字符的總數(shù)(含左右標區(qū))，R=層高，Q=靜空區(qū)大小

3、PDF417碼的特點

（1）信息容量大

PDF417碼除可以表示字母、數(shù)字、ASCII字符外，還能表達二進制數(shù)。為了使得編碼更加緊湊，提高信息密度，PDF417在編碼時有三種格式：

* 擴展的字母數(shù)字壓縮格式 可容納1850 個字符；

* 二進制 / ASCII格式 可容納1108 個字節(jié)；

* 數(shù)字壓縮格式 可容納2710 個數(shù)字。

（2）錯誤糾正能力 一維條碼通常具有校驗功能以防止錯讀，一旦條碼發(fā)生污損將被拒讀。而二維條碼不僅能防止錯誤，而且能糾正錯誤，即使條碼部分損壞，也能將正確的信息還原出來。

（3）印制要求不高 普通打印設備均可打印，傳真件也能閱讀。

（4）可用多種閱讀設備閱讀 PDF417碼可用帶光柵的激光閱讀器，線性及面掃描的圖像式閱讀器閱讀。

（5）尺寸可調以適應不同的打印空間。

（6）碼制公開 已形成國際標準，我國也已制定了417碼的國標。

PDF417的糾錯功能

二維條碼的糾錯功能是通過將部分信息重復表示（冗余）來實現(xiàn)的。比如在PDF417碼中，某一行除了包含本行的信息外，還有一些反映其它位置上的字符（錯誤糾正碼）的信息。這樣，即使當條碼的某部分遭到損壞，也可以通過存在于其它位置的錯誤糾正碼將其信息還原出來。

PDF417的糾錯能力依錯誤糾正碼字數(shù)的不同分為0~8共9級，見圖4，級別越高，糾正碼字數(shù)越多，糾正能力越強，條碼也越大。當糾正等級為8時，即使條碼污損50%也能被正確讀出。

PDF417還有幾種變形的碼制形式：

* PDF417截短碼 在相對"干凈"的環(huán)境中，條碼損壞的可能性很小，則可將右邊的行指示符省略并減少終止符。

* PDF417微碼 進一步縮減的PDF碼。

* 宏PDF417碼 當文件內容太長，無法用一個PDF417碼表示時，可用包含多個（1~99999個）條碼分塊的宏PDF417碼來表示。

PDF417的錯誤糾正能力

PDF417的一個重要特性是其自動糾正錯誤的能力較高，不過PDF417的錯誤糾正能力與每個條碼可存放的資料量有關，PDF417碼將錯誤復原分為9個等級，其值從0到8，級數(shù)愈高，錯誤糾正能力愈強，但可存放資料量就愈少，一般建議編入至少10%的檢查字碼。資料存放量與錯誤糾正等級的關系如表1所示。表2則建議不同的字數(shù)所適用的錯誤糾正等級。

表1   可存放資料量與錯誤糾正等級對照表 

表2   PDF417的建議錯誤糾正等級

如前所述，錯誤糾正等級涉及拒讀錯誤(E錯誤)與替代錯誤(T錯誤)兩種錯誤類型。無論使用哪一種條碼機都有一定的精密度極限，造成線條和空白的寬度與理想寬度間必有偏差存在，條碼掃瞄設備能夠讀出解碼演算法所允許范圍內的不精確條碼符號，目前標準中規(guī)定X的值最小為0.0075英寸(約0.191mm)，此一限制同時反映出目前標準設備的技術現(xiàn)狀。綜合本節(jié)所討論，PDF417的特性如表3所示。

表3   PDF417的特性 

4、PDF417條碼的標準化現(xiàn)狀

自Symbol公司1991年將PDF417作為公開的系統(tǒng)標準后，PDF417條碼為越來越多的標準化機構所接受。如：

AIM——1994年被選定為國際自動識別制造商協(xié)會（AIM）標準；

ANSIMH10.8——1996年美國標準化委員會(ANSI)已將PDF417條碼做為美國的運輸包裝的紙面EDI的標準；

CEN——1997年歐洲標準化委員會(CEN)通過了PDF417的歐洲標準；

國際標準化組織(ISO)與國際電工委員會(IEC)的第一聯(lián)合委員會第三十一分委員會正在起草PDF417二維條碼標準；

中國——PDF417二維條碼已列為95期間的國家重點科技攻關項目。1997年12月PDF417條碼國家標準《四一七條碼》已經(jīng)正式頒布；

AIAG/ODETTE——1995年北美和歐洲汽車工業(yè)組織已將PDF417選定為各種生產(chǎn)及管理/紙面EDI的標準；

AAMVA——1995年美國機動車管理局將PDF417選定為所有駕駛員及機動車管理的二維條碼應用標準。美國一些州、加拿大部分省份已經(jīng)在車輛年檢、行車證年審及駕駛證年審等方面，將PDF417選為機讀標準；

TCIF——美國工業(yè)論壇已將PDF417列為重要電訊產(chǎn)品的標識標準；

EDIFICE——歐洲負責EDI及條碼在電子工業(yè)方面應用的工業(yè)組織已將PDF417定為管理/紙面EDI應用標準，并列入運輸標識條碼標簽應用指南；

巴林——已將PDF417定為身份證的機讀標準，近期還將有一些國家陸續(xù)在身份證上選用PDF417二維條碼；

美國國防部在其新的軍人身份證上采用PDF417條碼作為機讀標準，將照片及緊急醫(yī)療信息編入條碼，大約16,000,000多張軍人卡已在700多個世界各地的美軍基地投入使用。另外，美國國防部還將PDF417條碼作為后勤管理和紙面EDI應用標準。

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