漢信コード

韓信法典第22版

漢信コード（中国語：汉信码、Chinese-sensible code）は、2次元（2D）マトリックスバーコードシンボルで、2007年[1]に中国の企業である中国物品番号センター[2] （中国語：中国物品编码センター）がQRコードの独占を打ち破るために発明した。QRコードである漢信コードは、白い背景に黒い正方形と白い正方形のスペースが正方格子状に配置された構造になっている。4つのファインダーパターンとその他のマーカーがあり、カメラベースのリーダーで認識できる。漢信コードにはリード・ソロモン誤り訂正機能が含まれており、破損した画像を読み取ることができる。現時点では、ISO/IEC 20830:2021として発行されている。[3]

QRコードに匹敵する主な利点（および発明の要件）は、QRコードで日本語ではなく中国語の文字をネイティブにエンコードする機能が組み込まれていることです。最大84バージョン（189×189サイズ）の漢心コード[4]は、7827の数字、4350の英語テキスト文字、3261バイト、1044〜2174の中国語文字（Unicodeの地域に依存）をエンコードできます。漢心コードは、QRコードでサポートされているラテン文字の数が制限されている代わりに、ISO / IEC 646のラテン文字全体をエンコードします。これにより、漢心コードは英語のテキストエンコードやGS1アプリケーション識別子[5]のデータエンコードにより適しています。

さらに、漢信コードは、UTF-8文字セットのロスレス圧縮と拡張チャネル解釈（ ECI）をサポートする特別なUnicodeモード[3] : 5.4.12 を使用して、他の言語のUnicode文字をエンコードできます。漢信コードはURIエンコード用の特別なコンパクト化モードを備えており、 Webページへのリンクをエンコードするバーコードのサイズを縮小できます。

歴史と基準

中国物品番号センター（中国語：中国物品编码センター）は、中国の第10次五カ年計画期間中に、二次元バーコードにおける日本の独占とみなされていたQRコードの代替として、国産QRコードの研究を開始しました[6]。2007年には、当時漢信コードとして知られていた新しいバーコード規格が、中国語対応コードという名称でGB/T 21049-2007 [1]として発行されました。

2011年[7] 、米国企業である自動識別・移動協会（AIM）はISS漢心コードを公式のエンコード規格として発表し、自社ストアで公開しました。[8]

2015年にISO/IEC JTC 1/SC 31グループは、漢信コードを国際標準として実装[9]し、2021年にISO/IEC 20830:2021 [3]として発行しました。

2022年に、中国語のコード規格はGB/T 21049-2022 [10]として見直され、 ISO規格に準拠するために漢新コードに改名されました。

韓信コードのエンコードとデコードに関する以下の特許が欧州と米国で登録されています。

  • 欧州特許庁EP3330887B1、福建ランディ商業設備有限公司「中国語に敏感なコード特徴パターン検出方法およびシステム」[11]
  • 米国特許US10095903B2、Ingenico Fujian Technology Co Ltd「二次元コードのブロック復号方法およびシステム」[12]
  • 米国特許US10528781B2、Ingenico Fujian Technology Co Ltd「漢信コードの特徴パターンの検出方法およびシステム」[13]

応用

漢心コードはQRコードと同じように使用できます。現在、漢心コードは主に中国で使用されています[14]。これは、漢心コードには中国語の文字をエンコードする機能が組み込まれているためです。しかし、ほとんどのバーコードプリンタ[15]とバーコードスキャナ[16]は漢心コードをサポートしています。漢心コードはiOS [17]とAndroid [18]のモバイルデバイスでスキャンでき、多くのバーコードライブラリ[19] [20]が漢心コードの読み書きをサポートしています。

Han Xin コードの主な利点は次のとおりです。

  • 埋め込み方式による漢字エンコード機能[21]
  • 拡張チャネル解釈のサポート。
  • ロスレス圧縮を組み込んだコンパクトなUTF-8エンコーディングの埋め込み方式。
  • URIコンパクトエンコーディングの埋め込みメソッド。
  • QR コードに匹敵するコンパクトなGS1アプリケーション識別子データ エンコーディング。
  • コンパクトな数値およびテキスト エンコーディングのための完全なISO/IEC 646サポート。

バーコードのデザイン

漢信コードのバーコード構造

漢心コードは白黒の正方形モジュールでデータを表します。暗いモジュールはバイナリの1で明るいモジュールは0です。また、漢心コードは反転色でエンコードすることもできますが、[3] : 4.1.2 多くのバーコードリーダーではこのオプションがデフォルトで無効になっています。白黒モジュールは、23 × 23 モジュール (バージョン 1) から 189 × 189 モジュール (バージョン 84) までのサイズで正方形領域に配置されます。QR コードと同様に、漢心コードにはDataMatrixのような長方形バージョンがないため、場合によっては漢心コードの使用が制限されます。漢心コードのバージョンサイズは次の式で計算できます。

漢信コードシンボルは以下の要素から構成されている: [3] : 4.2 

  • クワイエットゾーン – シンボルの四辺すべてを少なくとも 3 倍のサイズで囲みます。
  • ファインダー パターン - シンボルの 4 つの角すべてに配置され、シンボルの位置と領域を検出するために使用される 4 つの位置検出パターンで構成されます。
  • アライメント パターンとアシスタント アライメント パターン – バージョン 4 から開始され、歪んだコードのデコードに役立ちます。
  • 構造情報領域 – 4 つのファインダー パターンすべてを囲み、バージョン、マスク、エラー訂正モードなどのシンボル パラメーターをエンコードするために使用されます。
  • データ領域 – 黒と白のモジュールでエンコードされたマスクされたバイナリ データ。

ファインダーパターン

韓信コードファインダーパターン

ファインダーパターン[3] ：4.2.3 は、バーコードの四隅に配置された4つの位置検出パターンから構成されます。位置検出パターンのサイズは7×7モジュールで、5つの要素（暗7×7モジュール、明6×6モジュール、暗5×5モジュール、明4×4モジュール、暗3×3モジュール）で構成されています。

各位置検出パターンのスキャン比率は、1:1:1:1:3 または 3:1:1:1:1 です（スキャン方向によって異なります）。4つのパターンの向きにより、バーコードの位置と向きを明確に検出できます。

すべてのパターンには位置検出パターンセパレータ[3] : 4.2.4 があり、それに構造情報領域が位置合わせされています。

配置パターン

位置合わせパターン[3] ：4.2.5 は、漢信コードのバージョン4（バージョン1～3には位置合わせパターンがない）から追加され、歪んだバーコード内のセルの位置を正確に特定するために使用されます。漢信コードの位置合わせパターンは、以下の3つに分類されます。

  • アライメント パターン – 段階的なアライメント ラインのセット。
  • アシスタント アライメント パターン - 5 つの明るいモジュールと 1 つの暗いモジュールを含む 6 つのモジュール。

アライメントパターンは、1モジュール幅の暗い線と、その下側に隣接する明るい線で構成されています。5つの明るいモジュールと1つの暗いモジュールで構成されるアシスタントアライメントパターンは、暗いモジュールで領域ブロックの境界を示します。

以下に、さまざまなアライメント パターンの配置を使用した Han Xin コードの例を示します。

  • 韓信法典 第1版
    韓信法典 第1版
  • 韓信法典第4版
    韓信法典第4版
  • 韓信法典第22版
    韓信法典第22版
  • 韓信法典第84版
    韓信法典第84版

構造情報

韓信コードの構造情報配置

漢信コード構造情報領域[3] ：4.2.7 は、4つの位置検出パターンを囲む1モジュール幅の領域です。漢信コードには、34個のデータモジュールから構成される2つの同一の構造情報配列があります。各構造情報配列は17個のモジュールに分割され、各位置検出パターンの周囲に配置されます。

構造情報領域は以下のデータをエンコードする: [3] : 付録E 

  • バージョン + 20 (ビット 0 ～ 7)
  • エラー訂正レベル（ビット8～9）
  • マスクインデックス（ビット10～11）
  • エラー訂正リード・ソロモンエラー訂正データ（ビット12～27）
  • ビット 28 ～ 33 は無視され、任意の値にすることができます (場合によっては、白と黒のシーケンスで埋められることもあります)。

0～11 のメタデータ ビットは 4 ビットのテトラッド (m2、m1、m0) に分割され、4 つのエラー訂正テトラッド (r3、r2、r1、r0) が追加されます。

韓信コード構造情報ビット
バージョン + 20エラー訂正レベルマスクインデックス誤り訂正コードワード
平方メートルm1m0r3r2r1r0
X0X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16X17X18X1920倍X21X22X23X24X25X26X27

データマスキング

漢信コードのシンボル内の暗モジュールと明モジュールの比率を1:1に近づけるために、マスキングアルゴリズム[3] ：5.8.4 が用いられる。マスキングシーケンスは、XOR演算によってデータ領域に適用される。ファインダーパターン、アライメントパターン、および構造情報領域はマスキング演算から除外される。以下の表は、構造情報領域に配置されるマスクパターンアルゴリズムを示す。

韓信コードマスキングパターンアルゴリズム
マスキング液の状態データマスクパターンリファレンス
非マスキング00
(i+j) 法 2=001
((i+j)mod 3+( j mod 3)) mod 2=010
(i mod j +j mod i + i mod 3+ j mod 3) mod 2=011

i - シンボルの行インデックス。j
- シンボルの列インデックス。iとjはどちら
もシンボルの左上隅のモジュール（1,1）から始まります。マスクソリューションの条件が真の場合、結果のマスクビットは1になります。

エラー訂正

韓信符号はリード・ソロモン誤り訂正方式を採用しています。符号化されたデータはバイト（8ビット）配列として表現されます。データ配列はブロック[3]に分割され、 各ブロックごとに誤り訂正符号語列が生成され、誤り訂正ブロックの末尾に追加されます。その後、すべてのブロックは順次バイトストリームに結合されます。

韓信コードの多項式演算では有限体生成多項式x^8 + x^6 + x^5 + x (355 または 101100011b) [3] : 5.5 （初期根は1）を使用します。

エラー訂正コードワードの量はシンボルバージョンとエラー訂正レベルに依存し、16%から60%の範囲で、8%から30%の損傷を訂正することができる。[3] : 5.6.2 

漢信コードのエラー訂正レベル機能
エラー訂正レベル回復能力 % (概算)エラー訂正レベルのエンコード
L18%00
L215%01
L323%10
L430%11

データ領域

漢信符号のデータはバイト配列として符号化される。データバイト配列は誤り訂正ブロックに分割され、そこに誤り訂正符号語（バイト）が付加される。誤り訂正ブロックは1つの符号語配列に統合される。[3] : 5.8.3 

（エンコードされたバイト配列） => （エラー訂正ブロック1） + ... + （エラー訂正ブロックN） => （コードワード配列）

例として、誤り訂正レベルL4の韓信コードバージョン5でこれを実証することができます。このコードは27個の符号化コードワードと2個の誤り訂正ブロックを持ち、各ブロックのサイズはデータコードワードと誤り訂正コードワードです：(14, 20)、(13, 22)。

(D1...D14, D15...D27) => (D1...D14, E1.1...1.20) + (D15...D27, E2.1...2.22) => (D1...D14, E1.1...1.20, D15...D27, E2.1...2.22) => (C1...C69)
D(x) - データ コードワード。E
(bx) - エラー コードワード (b はブロック番号とブロック内の x 位置)。C
(x) - 結果のコードワード。

次の操作として、得られたコードワード配列C(x)は13バイトのブロックに分割され、各ブロックの同じ位置にあるコードワードが連結されて新しいコードワード配列が形成されます。結果は同じサイズですが、13の位置で混合されたバイト配列となります。

(С1...С13、С14...С26、Сn...Cn+12) => (С1、C14、Cn...С13、С26、Cn+12) => (CM1...CMn+12)
CM(x) – 13 個のコードワード (バイト) 配列の位置によって混合されます。

上位演算の後、結果のコードワードは左から右、上から下へ、行ごとにデータ領域に配置されます。水平方向のラインの損傷は影響を受けるコードワードの数が少なく、垂直方向のラインの損傷は影響を受けるコードワードの数が多くなります。

エンコーディング

漢信コードは、最大バージョン84において、7827の数字、4350の英語テキスト文字、3261バイト、および1044～2174の中国語文字をエンコードできます。[3] ：付録C さらに、Unicode特殊モードと産業用モードもサポートしています。これらのモードを組み合わせることで、データの最適な圧縮レベルを実現できます。次の表は、異なるバーコードバージョンとエラー訂正レベルでのデータのエンコード能力を示しています。

韓信コードのバージョンと情報容量
バージョンサイズエラー訂正レベルデータコードワード誤り訂正コードワード数値文章バイト漢字
123×23L12144526186～12歳
L4916151062～4
...
2265×65L135468843470351113～234
L416825439922216553～110
...
84189×189L132646227827435032611044–2174
L415542332372320701551497–1034

エンコードモード

すべてのエンコードモードは以下のグループに分類できる: [3] : 5.3.1 

  • 数字エンコードを含む数値モード: 0～9。
  • 完全なISO/IEC 646文字セットをサポートするテキスト モード。
  • 0～255のバイト値をエンコードするバイナリ（バイト）モード。
  • GB 18030コードページから 1587600 種類の異なる中国語文字を4 つのモードでエンコードする中国語文字モード。
  • 拡張チャネル解釈 (ECI)モードによる Unicode エンコーディング。
  • ロスレス圧縮が組み込まれたUTF-8エンコードをエンコードする Unicode 適応モードを備えた Unicode 。
  • GS1アプリケーション識別子[5]データをエンコードするGS1モード。
  • URIリンクをコンパクトなエンコーディングでエンコードする URI モード。
韓信コードモードの特徴
モードモードインジケーター文字あたりのビット数
数値0001b3.3（3桁の場合は10ビット）
文章0010b6
バイナリバイト0011b8
地域1の一般的な漢字0100b12
第二地域でよく使われる漢字0101b12
GB18030 2バイト領域0110b15
GB18030 4バイト領域0111b21
ECI1000b変数（マルチバイトモード）
ユニコード1001b適応型（ロスレス圧縮）
GS111100001b変数（数値 + テキストモード）
URI11100010b可変（1文字あたり2～7ビット）

数値モード

数値モード[3] : 5.4.4 の入力データ文字列は、3桁のブロック（最後のブロックは3桁未満になる場合もある）に分割され、10ビット（0000000000b - 1111100111b）で符号化される。モードデータにはモードインジケータ0001bが先頭に付加され、最後のグループの桁数を示すモードターミネータで終了する。

漢信コードの数値モードターミネータ
最後のグループの数字文字モードターミネータ
11111111101b
21111111110b
31111111111b

例えば、数字のシーケンス12700402をエンコードする必要があります:
プレフィックス => 0001b
127 => 0001111111
004 => 0000000100
02 => 0000000010
ターミネータ => 1111111110b

テキストモード

テキストモードは、ISO/IEC 646で規定されたデータ文字セットをエンコードします。各文字は6ビットで表現されます。[3] : 5.4.5 すべての文字は、Text1サブモードとText2サブモードの2つのサブセットに分けられます。11110b値はテキストサブモードの切り替えに使用され、111111bはモードターミネータです。テキストモードはText1サブモードから始まります。

韓信コードテキスト1サブモード
キャラクターASCII値エンコード値キャラクターASCII値エンコード値キャラクターASCII値エンコード値
048000000bL76010101bグラム103101010b
149000001bM77010110bh104101011b
250000010b北78010111b私105101100b
351000011bお79011000bj106101101b
452000100bP80011001bけ107101110b
553000101b質問81011010bl108101111b
654000110bR82011011bメートル109110000b
755000111bS83011100bn110110001b
856001000bT84011101bo111110010b
957001001bあなた85011110bp112110011b
あ65001010bV86011111bq113110100b
B66001011bW8710万ポンドr114110101b
C67001100bX88100001bs115110110b
D68001101bはい89100010bt116110111b
E69001110bZ90100011bあなた117111000b
F70001111b1つの97100100bv118111001b
G71010000bb98100101bわ119111010b
H72010001bc99100110b×120111011b
私73010010bd100100111by121111100b
J74010011be101101000bz122111101b
K75010100bf102101001b
韓信コードテキスト2サブモード
キャラクターASCII値エンコード値キャラクターASCII値エンコード値キャラクターASCII値エンコード値
ヌル0000000bナク21010101b。46101010b
SOH1000001bシン22010110b/47101011b
STX2000010bETB23010111b:58101100b
ETX3000011bできる24011000b;59101101b
終了時刻4000100bEM25011001b<60101110b
ENQ5000101bサブ26011010b＝61101111b
確認6000110bESC27011011b>62110000b
ベル7000111bSP32011100b?63110001b
学士8001000b！33011101b@64110010b
HT9001001b”34011110b[91110011b
LF10001010b#35011111b\92110100b
VT11001011b$3610万ポンド]93110101b
FF12001100b%37100001b^94110110b
CR13001101b＆38100010b_95110111b
それで14001110b'39100011b`96111000b
SI15001111b（40100100b{123111001b
DLE16010000b）41100101b|124111010b
DC117010001b*42100110b}125111011b
DC218010010b+43100111b〜126111100b
DC319010011b、44101000b削除27111101b
DC420010100b-45101001b

バイナリバイトモード

バイナリモードは、バイト配列[0 – 255]を任意の形式でエンコードします。バイナリモード[3] ：5.4.6 は、バイナリモードインジケータ0011b、13ビットのバイナリカウンタ、および8ビットシーケンスに変換されたバイトデータで構成されます。noneモードターミネータは不要です。

漢字モード

中国語文字モードは、 GB 18030コードページから中国語文字をエンコードする 4 つのモードのセットです。

漢信コードの漢字モード
モードモードインジケータービットエンコード文字数説明
地域1モードの共通漢字[3] ：5.4.7 0100b124074GB 18030 領域の文字をエンコードします。最初のバイトの値は B0 から D7 の範囲にあり、2 番目のバイトの値は A1 から FE の範囲 (3760 文字) にあります。最初のバイトの値は A1 から A3 の範囲にあり、2 番目のバイトの値は A1 から FE の範囲 (282 文字) にあります。A8A1 から A8C0 の範囲 (32 文字) にあります。
第二地域共通漢字モード[3] ：5.4.8 0101b123008最初のバイト値が D8 ～ F7 の範囲、2 番目のバイト値が A1 ～ FE の範囲 (3008 文字) である GB 18030 領域の文字をエンコードします。
GB18030 2バイト領域モード[3] : 5.4.9 0110b1523940最初のバイト値が 81 から FE の範囲にあり、2 番目のバイト値が 40 から 7E または 80 から FE の範囲にある GB 18030 領域の文字をエンコードします (23940 文字)。
GB18030 4バイト領域モード[3] : 5.4.10 0111b211587600最初のバイト値が 81 から FE の範囲、2 番目のバイト値が 30 から 39 の範囲、3 番目のバイト値が 81 から FE の範囲、4 番目のバイト値が 30 から 39 の範囲である GB 18030 領域の文字をエンコードします (1587600 文字)。

Unicodeモード

Unicodeモード[3] ：5.4.12は、  UTF-8文字セットをロスレス圧縮技術を用いてエンコードします。Unicodeモードでは、入力データは自己適応アルゴリズムを用いて解析されます。まず、入力データは1、2、3、または4バイトのパターンに分割・結合され、それぞれがエンコードされたサブシーケンスに分割されます。次に、ランレングスデータ圧縮アルゴリズムを適用して、入力データの各サブシーケンスをエンコードします。

簡単に言うと、Unicode モードでは、同じ言語 (キリル文字、ギリシャ語、フランス語、ドイツ語など) のすべての文字に対して同じプレフィックス シーケンスを持つことができる文字サブページを検索し、プレフィックス バイト シーケンスとの相違点のみをエンコードします。

GS1モード

漢鑫コードGS1モード[3] ：5.4.13 は、表現されたデータがGS1一般仕様で定義されていることを示すインジケータです。GS1モードは、データを数値モードとテキストモードでエンコードします。他のモードも使用できますが、シンボルではGS1モードが最初のモードでなければならず、エンコードされたデータはGS1フラグとともに返されなければなりません。<FNC1>（必要な場合）は、数値モードでは1111101000bとしてエンコードされなければなりません（数値モードでは3桁のみをエンコードするため、1111101000b => 1000の値は特殊文字としてカウントされます）。<FNC1>識別子を挿入する必要があり、エンコーダが数値以外のモードである場合は、モードを終了し、数値モードを開始する必要があります。GS1モードインジケータは11100001bで、GS1モードターミネータは11111111bです。

GS1モードのデータはGS1アプリケーション識別子の小数点に分割され、最適なモードで圧縮されます。例えば、次のデータは
(10)123456ABC<FNC1>(240)DATAの ようにエンコードされます。

データは次のようにエンコードされます:
<11100001b> <数値 10123456> <テキスト ABC> <数値モードセレクター> <1111101000b> <数値 240> <テキスト DATA> <11111111b>

URIモード

漢鑫コードのURIモード[3] ：5.4.14は、  URIリンクをコンパクトエンコーディングでエンコードします。URIモードインジケータは11100010b、URIモードターミネータは111bです。URIモードでは、URI-A、URI-B、URI-Cの3つの文字セットでデータをエンコードできます。[3] ：付録M には独自のサブモードターミネータがあります。URIモードでは、3つのシンボルが8ビットでエンコードされる特別なパーセントエンコーディングサブモードで%XXデータをエンコードできます。

漢信コードURIサブモード
文字セット文字セットインジケーター
URI-A001b
URI-B010b
URI-C011b
パーセントエンコーディング100b
URI モード ターミネータ111b

パーセントエンコーディングサブモードは、%XXデータを8ビットシーケンスでエンコードします。このモードでは終端文字は必要ありません。このモードでURI %XXデータをエンコードするには、サブモードインジケータ（100b）を追加し、次にサブモード8ビットシーケンスの8ビットインジケータ（カウンタ = %XXの長さ / 3）を追加する必要があります。このシーケンスの後に、%FF、%ff、または%00をxFFまたはx00バイトとして追加する必要があります。

漢信コードのURI-AとURI-Bの文字セット
URI-A 文字セットURI-B文字セット
文字/URIフラグメントエンコード値エンコードビット文字/URIフラグメントエンコード値エンコードビット
1つの0000000あ0000000
b1000001B1000001
c2000010C2000010
d3000011D3000011
e4000100E4000100
f5000101F5000101
グラム6000110G6000110
h7000111H7000111
私8001000私8001000
j9001001J9001001
け10001010K10001010
l11001011L11001011
メートル12001100M12001100
n13001101北13001101
o14001110お14001110
p15001111P15001111
q16010000質問16010000
r17010001R17010001
s18010010S18010010
t19010011T19010011
あなた20010100あなた20010100
v21010101V21010101
わ22010110W22010110
×23010111X23010111
y24011000はい24011000
z25011001Z25011001
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参照

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  • 無料のHan Xinコードジェネレーター
  • 無料のHan Xinコードリーダー
  • 韓信コードの説明
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