ドットコード

ドットコードの例

DotCodeは、 2次元（2D）マトリックスバーコード で、Hand Held Products社が2008年^{[ 1 ]}に旧式のCode 128の代替として発明しました。現時点では、自動識別・モビリティ協会（AIM）によって「ISS DotCode Symbology Specification 4.0」として発行されています。^{[ 2 ]} DotCodeは、白い背景にまばらな黒い丸い点と白いスペースで構成されています。背景が黒い場合は、点は白になります。DotCodeは、印刷精度が低くなる可能性がある高速産業用プリンター^{[ 3 ]}で使用するために開発されました。標準のDotCodeは、連続した線や特殊な形状などの複雑な要素を必要としないため、レーザー彫刻や産業用ドリルで適用できます 。

DotCodeは、各辺の最小サイズが5ドットの長方形配列として表現できます。DotCodeの最大サイズは規格^{[ 4 ]}では制限されていません（Code 128には制限がありません）。しかし、実用的な制限として100x99 ^{[ 2 ]が推奨されており、} これは約730桁、366文字の英数字、または304バイトをエンコードできます。

Code 128バーコードの拡張として、DotCodeは8ビットデータ配列のよりコンパクトなエンコードと、拡張チャネル解釈機能によるUnicodeのサポートを可能にします。さらに、DotCodeはより高いデータ密度とリード・ソロモン誤り訂正機能を備えており、部分的に破損したドットコードを復元できます。しかし、DotCodeの主な実装は、Code 128と同様に、世界中の輸送および梱包業界で使用されているGS1データ^{[ 5 ]}の効率的なエンコードです。

歴史と基準

DotCodeバーコードは、2008年にHand Held Products社のAndrew Longacre博士によって発明され^{[ 1 ]} 、2009年にAIMによって「バーコードシンボル仕様 - DotCode」として標準化されました^{[ 6 ] 。 [ 7 ]} 2019年にDotCodeは「ISS DotCodeシンボル仕様4.0」として見直されました。^{[ 2 ]}

DotCode のエンコードとデコードに関連する一連の特許が登録されています。

• 米国特許US20090200386A1、Hand Held Products Inc「オンデマンドで印刷可能な機械可読2Dシンボル」^{[ 1 ]}
• 米国特許US20090200386A1、Datalogic IP Tech SRL「二次元光コードからビットストリームデータを抽出するシステムおよび方法」^{[ 8 ]}
• 中国特許CN113297872A、福州シンボル情報技術株式会社「ドットコード識別方法および装置」^{[ 9 ]}

応用

DotCodeバーコードは、 Code 128やその他の（2D）マトリックスバーコードと同様に使用できます。現在、主にタバコ業界、^{[ 10 ] [ 11 ]}アルコール飲料およびノンアルコール飲料業界、^{[ 12 ]}医薬品業界、食料品業界におけるGS1データのエンコードに使用されています。現在、主な導入分野はタバコ業界です。^{[ 13 ] [ 14 ]}

DotCodeの主な利点は次のとおりです。^{[ 15 ]}

• Code 128コードセットの完全なサポートと置き換え。
• 8 ビットデータ配列のコンパクトなエンコード。
• 拡張チャネル解釈機能による Unicode サポート。
• GS1 データの効率的なエンコード。
• リード・ソロモン誤り訂正
• 高速産業用プリンターやレーザー彫刻などの他の方法でバーコードを適用する機能。

バーコードのデザイン

DotCodeは、白地に黒の丸い点と白のスペース、または黒地に白の丸い点で構成される長方形構造でデータを表します。DotCodeには他の2Dバーコードのようなファインダーパターンがなく、ガボールフィルタや円ハフ変換などの低速なブロブ検出アルゴリズムで検出する必要があります。すべてのデータ、メタデータ、およびエラー訂正コードワードは、視覚的に違いのない同じドット配列にエンコードされます。

以下は DotCode のサンプルです。

• 
  幅25、高さ10のDotCode
• 
  幅23、高さ22のDotCode
• 
  幅57、高さ60のDotCode

DotCodeシンボル構造

ドットコードシンボルは以下の要素から構成されます: ^{[ 2 ] : 5.1}

• 図上で 2 つの緑色の点として表される 2 つのマスク ビット。
• 上から下（偶数バーコード側）および左から右（奇数バーコード側）に読み取る必要があるデータ ビット（データおよびエラー訂正ビット）。
• 図上で赤くマークされているコーナー ポイントは、データ ビットまたはパディング ビット (黒い点) として使用できます。
• 静かなゾーンはドットの少なくとも 3 倍の大きさです。

DotCodeビット配列は次のように表されます: (2つのマスクビット: M2、M1)(データビット)(コーナービット、データまたはパディングビット: C1 – C6)

0～112の範囲のデータコードワードは、5/9のバイナリドットパターンで符号化されます^{[ 2 ]：5.2。} これは、5つの黒点と4つの白点からなる9つのドットで符号化されます。バーコードマトリックスの残りの部分（9で割った残りの部分）は、黒のパディングビットで埋められます^{[ 2 ]：5.2.3。} パディングビットは0～8です。論理的にドットコードのビット配列は、次のように表されます： （2つのマスクビット）（データコードワード各9ビット）（パディングビット0～8ビット）

DotCodeのサイズには以下の要件があります: ^{[ 2 ] : 5.1}

• DotCode の幅と高さの合計は奇数でなければなりません: ;${\displaystyle (W+H){\pmod {2}}=1}$
• 各辺の最小サイズは 5 でなければなりませんが、最大サイズに制限はありません。
• 幅と高さには、少なくとも6つのパディング黒ビットを持たせることが推奨されます。データビットの容量は、9以上の6で割った値で残ります: ^{[ 2 ] : 5.2.1.4} ${\displaystyle 6<=(((W*H)/2)-2){\pmod {9}}}$

データマスキング

DotCodeの問題となるシンボルを最小限に抑えるため、データコードワードはマスクされ、別の視覚的シーケンスが作成されます。マスクパターンはデータシーケンスにのみ適用され、誤り訂正コードワードには影響しません。DotCode規格には4つのマスクパターンがあり、これらは2ビットに符号化され、シンボルビット配列の最初の2ビットに配置されます。^{[ 2 ] : 5.2.4}

DotCodeマスク選択ビット

マスク	ビット	マスキング操作例:099 099 099 099 099 099 099 106
0	00	各値に0の倍数を連続して加算します。つまり、変化はありません(000) 099 099 099 099 099 099 099 106
1	01	各値に3の倍数を連続して加算し、113を法とする(001) 099 102 105 108 111 001 004 007 017
2	10	各値に7の倍数を連続して加算し、113を法とする（002）099106000007014021028035049
3	11	各値に17の倍数を連続して加算し、113を法とする（003）099003020037054071088105016

エラー訂正

DotCodeは、リード・ソロモン誤り訂正^{[ 2 ]：5.3を} 素数3のべき乗とし、有限体 またはGF(113)を使用します。データコードワードは0から112までの値で表され、マスク値は0から3までの先頭データコードワードとしてカウントされます。このように、データ保護配列の長さは(1 + ND)です。ただし、誤り訂正コードワードの数はND: からのみ計算されます。 ここで、 NDはデータコードワード、NCは誤り訂正コードワードです。 ${\displaystyle \mathbb {F} _{113}}$ ${\displaystyle NC=3+(ND/2)}$

エラー訂正コードワードを含む結果のコードワード NW は次のようになります。 ここで、 NW はすべてエンコード コードワードです。1 つのマスク コードワード + データ コードワード (ND) + エラー訂正コードワード (NC)。 ${\displaystyle NW=(1+ND)+NC}$

リード・ソロモン誤り訂正では多項式を超える量のコードワードを訂正できないため、NW が 112 を超えると、データは誤り訂正ブロックに分割されます。 ここで、 B はブロック数です。 ${\displaystyle B=(NW+111)/112}$

データは次のようにブロックに分割できます。各ブロック '''n''' (n は 1 ～ B) は次のようになります。

1. ${\displaystyle ND(ブロック)=((1+ND)-(n-1)+(B-1))/B}$
2. ${\displaystyle NW(ブロック)=(NW-(n-1)+(B-1))/B}$
3. ${\displaystyle NC(ブロック)=NW(ブロック)-ND(ブロック)}$

スクランブルモードでは、エラー訂正データは単一のデータブロックの後に書き込まれます: ^{[ 16 ]} (ND)(NC1_1)(NC2_1)(NC3_1)...(NC1_n)(NC2_m)(NC3_k)${\displaystyle NC}$ ${\displaystyle ND}$

エンコーディング

DotCodeのエンコーディングサイズは規格によって制限されていませんが、4950ドットを含む100x99バージョンの実用的なエンコーディングサイズでは、366個の生データコードワード、730桁の数字、365個の英数字、つまり304バイトをエンコードできます。DotCodeのデータメッセージは、0から112までのデータコードワードで表現され、5/9のバイナリドットパターンでエンコードされます。

DotCodeは次の機能をサポートしています: ^{[ 2 ] : 5.2.1}

• A、B、C コード セットを使用して数字または ASCII 文字セット (0 ～ 127) をネイティブにエンコードし、大文字シフトを使用して拡張 ASCII 値 (128 ～ 255) をエンコードします。
• バイナリ ラッチを使用してバイトを効率的にエンコードします (5 バイトを 6 つのコードワードに)。
• GS1データをエンコードする。^{[ 5 ]}
• 拡張チャネル解釈機能を使用して Unicode シンボルをエンコードします。
• 構造化追加エンコーディング（複数のバーコードシンボルを論理的に単一のデータ ストリームとして使用）をサポートします。
• 「マクロ」エンコーディングをサポートします。

ドットコード文字セット

データシンボル							データシンボル
コードワード	コードセットA		コードセットB		コードセットC	ドットパターン	コードワード	コードセットA		コードセットB		コードセットC	ドットパターン
	チャー	アスキー	チャー	アスキー				チャー	アスキー	チャー	アスキー
0	SP	32	SP	32	00	101010101	57	はい	89	はい	89	57	110101100
1	！	33	！	33	01	010101011	58	Z	90	Z	90	58	110110010
2	「	34	「	34	02	010101101	59	[	91	[	91	59	110110100
3	#	35	#	35	03	010110101	60	\	92	\	92	60	111001010
4	$	36	$	36	04	011010101	61	]	93	]	93	61	111010010
5	%	37	%	37	05	101010110	62	^	94	^	94	62	111010100
6	＆	38	＆	38	06	101011010	63	_	95	_	95	63	001011110
7	'	39	'	39	07	101101010	64	ヌル	00	`	96	64	001101110
8	（	40	（	40	08	110101010	65	SOH	01	1つの	97	65	001110110
9	）	41	）	41	09	010101110	66	STX	02	b	98	66	001111010
10	*	42	*	42	10	010110110	67	ETX	03	c	99	67	010011110
11	+	43	+	43	11	010111010	68	終了時刻	04	d	100	68	010111100
12	、	44	、	44	12	011010110	69	ENQ	05	e	101	69	011001110
13	-	45	-	45	13	011011010	70	確認	06	f	102	70	011011100
14	。	46	。	46	14	011101010	71	ベル	07	グラム	103	71	011100110
15	/	47	/	47	15	100101011	72	BS	08	h	104	72	011101100
16	0	48	0	48	16	100101101	73	HT	09	私	105	73	011110010
17	1	49	1	49	17	100110101	74	LF	10	j	106	74	011110100
18	2	50	2	50	18	101001011	75	VT	11	け	107	75	100010111
19	3	51	3	51	19	101001101	76	FF	12	l	108	76	100011011
20	4	52	4	52	20	101010011	77	CR	13	メートル	109	77	100011101
21	5	53	5	53	21	101011001	78	それで	14	n	110	78	100100111
22	6	54	6	54	22	101100101	79	SI	15	o	111	79	100110011
23	7	55	7	55	23	101101001	80	DLE	16	p	112	80	100111001
24	8	56	8	56	24	110010101	81	DC1	17	q	113	81	101000111
25	9	57	9	57	25	110100101	82	DC2	18	r	114	82	101100011
26	:	58	:	58	26	110101001	83	DC3	19	s	115	83	101110001
27	;	59	;	59	27	001010111	84	DC4	20	t	116	84	110001011
28	<	60	<	60	28	001011011	85	ナク	21	あなた	117	85	110001101
29	＝	61	＝	61	29	001011101	86	シン	22	v	118	86	110010011
30	>	62	>	62	30	001101011	87	ETB	23	わ	119	87	110011001
31	?	63	?	63	31	001101101	88	できる	24	×	120	88	110100011
32	@	64	@	64	32	001110101	89	EM	25	y	121	89	110110001
33	あ	65	あ	65	33	010010111	90	サブ	26	z	122	90	111000101
34	B	66	B	66	34	010011011	91	ESC	27	{	123	91	111001001
35	C	67	C	67	35	010011101	92	FS	28	|	124	92	111010001
36	D	68	D	68	36	010100111	93	GS	29	}	125	93	000101111
37	E	69	E	69	37	010110011	94	RS	30	〜	126	94	000110111
38	F	70	F	70	38	010111001	95	私たち	31	削除	127	95	000111011
39	G	71	G	71	39	011001011	96	シフトB		CR/LF	13/10	96	000111101
40	H	72	H	72	40	011001101	97	シフトB×2		HT *	09	97	001001111
41	私	73	私	73	41	011010011	98	3倍シフトB		FS *	28	98	001100111
42	J	74	J	74	42	011011001	99	4倍シフトB		GS *	29	99	001110011
43	K	75	K	75	43	011100101	100	5倍シフトB		RS *	30	（17）...（10）	001111001
44	L	76	L	76	44	011101001	101	6倍シフトB		シフトA		ラッチA	010001111
45	M	77	M	77	45	100101110	102	ラッチB		ラッチA		シフトB	011000111
46	北	78	北	78	46	100110110	103	2倍シフトC		2倍シフトC		シフトB×2	011100011
47	お	79	お	79	47	100111010	104	3倍シフトC		3倍シフトC		3倍シフトB	011110001
48	P	80	P	80	48	101001110	105	4倍シフトC		4倍シフトC		4倍シフトB	100011110
49	質問	81	質問	81	49	101011100	106	ラッチC		ラッチC		ラッチB	100111100
50	R	82	R	82	50	101100110	107	FNC1		FNC1		FNC1	101111000
51	S	83	S	83	51	101101100	108	FNC2		FNC2		FNC2	110001110
52	T	84	T	84	52	101110010	109	FNC3		FNC3		FNC3	110011100
53	あなた	85	あなた	85	53	101110100	110	上段シフトA		上段シフトA		上段シフトA	110111000
54	V	86	V	86	54	110010110	111	上段シフトB		上段シフトB		上段シフトB	111000110
55	W	87	W	87	55	110011010	112	バイナリラッチ		バイナリラッチ		バイナリラッチ	111001100
56	X	88	X	88	56	110100110	* リードデータの位置では、これらは「マクロ」になります

メッセージのエンコーディング開始時には、主に 3 つのルールがあります。

• デフォルトの開始エンコーディングはコード セット C です。
• コード セット C の 2 つの数字 (0 ～ 100 の値) が最初のコードワードの位置にエンコードされている場合、メッセージは GS1 メッセージとしてデコードされます。
• FNC1（コード 128の逆の効果）またはその他の非数字コードワード（101 - 112）が最初のコードワードの位置にエンコードされている場合、メッセージは NON GS1 メッセージとしてデコードされます。

バイナリバイトエンコーディング

DotCodeは2つの方法で完全な8ビット文字セットをエンコードできます: ^{[ 2 ] : 5.2.1.1}

• Upper Shift を使用する場合、1 つのシンボル (128 ～ 255) に 2 つのコードワードが必要です。
• バイナリ ラッチを使用する場合、5 バイトごとに 1 つのバイナリ ラッチ シンボルと 6 つのコードワードが必要です。

上位シフト モードでは、前のモードに戻りながら、拡張 ASCII 文字 (128 ～ 255) を 2 つのコードワードでエンコードできます。

DotCode大文字シフトエンコード

上段シフトタイプ	コードワード	アスキー
上段シフトA	64から95	128から159
上段シフトB	0から95	160から255

バイナリラッチモードは、8ビット文字セットと1～5シンボルのECIシーケンスをエンコードできます。以下のルールに従います。

• データは 5 つのシンボル (バイトまたは ECI モード識別子) または 6 つのコードワードのブロックに分割されます。
• 0 ～ 258 の値は、5 進数 259 から 6 進数 103 の値に基数変換されます。
• 0～255の値はバイト値です。
• 256、257、または 258 の値は、それぞれ次の 1、2、または 3 バイトの ECI シーケンスをエンコードするためのマークです。
• 102 を超えるエンコードされたシーケンス (103 から 112) 内のすべての DotCode コードワードは、モードを中断または変更します。

DotCode バイナリモードの非データコードワード

コードワード	手術
103	2倍シフトCの割り込み
104	3倍シフトCの割り込み
105	4倍シフトCの割り込み
106	5倍シフトCの割り込み
107	6倍シフトCの割り込み
108	7倍シフトCの割り込み
109	Aへのラッチで終了
110	Bへのラッチで終了
111	Cへのラッチで終了
112	シンボル分離で終了、Cにラッチ

次の表に示すように、バイナリ ラッチは 3 バイトからデータをより効率的にエンコードします。

DotCodeバイナリモードの効率

バイト数	必要なコードワード	ラッチとリターンが必要なコードワード	上位シフトコードワードが必要です
1	2	4	2
2	3	5	4
3	4	6	6
4	5	7	8
5	6	8	10

ECIエンコーディング

DotCodeはECIインジケーターを2つの方法でエンコードできます: ^{[ 2 ] : 5.2.1.2}

• バイナリラッチモードの場合（上記参照）。
• FNC2キャラクター付き。

データの末尾を除く任意の位置にあるFNC2は、ECIシーケンス「\nnnnnn」の挿入を示します。これは000000から811799までの値を表します。値は1つまたは3つのコードワードでエンコードできます。

• 次のコードワードが 40 未満の場合は、ECI 値 000000 を 000039 に直接エンコードします。
• それ以外の場合、次の 3 つのコードワード (値 A、B、C) は ECI 値 をエンコードします。${\displaystyle (A-40)*12769+B*113+C+40}$

GS1エンコーディング

最初のコードワードの位置に2桁の数字がある場合、そのシンボルはGS1エンコードされている（Code 128の逆）。最初のコードワードの位置に2桁の数字がある場合、通常のデータとしてデコードする必要がある。その場合、デコードされたメッセージでは省略されるFNC1を最初のコードワードの位置に挿入する必要がある。^{[ 2 ] : 5.2.1.2} 最初の位置以外のFNC1はGS1アプリケーション識別子のスプリッターとして機能し、GS（ASCII値29）文字としてデコードされる。

コードセットCのコードワード100は、アプリケーションGS1 AI (17) ^{[ 5 ]}をエンコードします。次の3つのコードワードは有効期限で、他のコードワードをデコードする前にGS1 AI (10) を挿入します: (100)(24)(12)(30)(56)(64) -> 17241230105664

マクロモード

コードセットBの先頭データ位置にあるデータコードワード97～100は、「マクロ」をエンコードすることができます。^{[ 17 ] [ 2 ]：5.2.1.1} その他の位置では、ASCIIシンボルをエンコードします：( ラッチB)(HT) -> [)>RS05GS … RSEoT (シフトB)(HT) -> [)>RS05GS … RSEoT

DotCodeコードセットBの二重機能コードワード

コードワード	最初のデータ位置	後続のデータ位置
		チャー	アスキー
97	[)>RS05GS ... RSEoT	HT	09
98	[)>RS06GS ... RSEoT	FS	28
99	[)>RS12GS ... RSEoT	GS	29
100	[)>RSxx ... EoTで、2桁の数字「xx」は00から99までの値です。	RS	30
1. これらの「マクロ」拡張には、データのヘッダーとトレーラーの両方が含まれます。2 . 最初のデータ位置にHT、FS、GS、またはRSをエンコードするには、コードセットAを使用します。3. コードワード100のマクロ拡張では、ヘッダーからGS、トレーラーからRSが意図的に省略されています。これは、これらの値が「xx」の値によっては正しくない可能性があるためです。ただし、必要に応じてGSまたはRSをエンコードすることは可能です。

構造化された追加

DotCodeは複合シンボルを作成できます。複合シンボルでは、複数のDotCodeシンボルのデータを論理的に結合できます。これは、最後のデータ位置にFNC2シンボルを配置することで実現できます。FNC2が最後のデータ位置にある場合、^{[ 2 ] : 5.2.1.2 の} とおり、先行する2つのメッセージ文字（1から9の順序で数字と大文字、次にAからZ（値が10から35の場合））は、「m」と「n」として、このメッセージが「m of n」シーケンスのどこに属するかを示します。例えば、メッセージが「4 B FNC2」で終わるシンボルは、メッセージ全体を構成する11個のシンボルのうち4番目のシンボルとなります。

特殊モードエンコーディング

最初のコードワード位置のFNC3は、メッセージ^{[ 2 ]：5.2.1.2} がバーコードリーダーの初期化または再プログラミングの指示であることを示します。

FNC3 が最初以外の位置にある場合、エンコードされたメッセージは論理的に 2 つの異なるメッセージ (その前と後) に分割される必要があることを示します。

データパディング

DotCode シンボルのコードワード容量は次のとおりです。 ${\displaystyle NW=((H*W)/2-2){\pmod {9}})}$

DotCode シンボルデータ コードワードの容量は次のとおりです。 ${\displaystyle ND=(NW-3)-(NW-3)/3}$

このように、空きスペースがある場合にはデータコードワードをパディングする必要があります。これには2つのルールがあります。^{[ 2 ]：5.2.3}

• バイナリ モードは、コード セット A (コードワード 109) へのラッチで終了する必要があります。
• 他のモードでは、コードワード 106 (コード セット C へのラッチ / コード セット B へのラッチ) を使用する必要があります。

参照

• 自動識別およびデータキャプチャ（AIDC）
• バーコード
• コード128
• 拡張チャネル解釈
• GS1
• ハンドヘルド製品

参考文献

1. Andrew Longacre, Jr. (2008年2月13日). 「Hand Held Products Inc.による米国特許US20090200386A1「オンデマンドで印刷可能な機械可読2Dシンボル」」" . patents.google.com . 米国特許商標庁. US20090200386A1.
2. 「ISS DotCodeシンボル仕様4.0」。aimglobal.org。AIM Global。
3. バーコードガイド：ドットコード」。barcodeguide.seagullscientific.com 。
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外部リンク

• ドットコード特許
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