DataGlyphs: пляшущие палочки незаметно кодируют биты

Со времени изобретения обычного штрихкода предпринималось немало попыток органично и эффективно совместить бумажные документы, предназначенные для людей, с машинным чтением. Новая система должна положить конец терзаниям — это настоящий штрихкод на стероидах.

Главный недостаток современных систем печати на документах и упаковках — это низкие возможности по вмещению большой информации, плохая устойчивость этой информации против "помех" (отрыва части бумаги, пятен), плохая читаемость кодов на сложных поверхностях.

Может, всё решат встроенные микросхемы? Но не будешь же снабжать чипом каждый бумажный документ в компании, и как быть с факсами, выводом документов через сетевые принтеры?

 

 

Исследовательский центр в Пало-Альто (Palo Alto Research Center — PARC), филиал знаменитой американской корпорации Xerox, разработал систему, которая при сохранении главного принципа — печати специальных символов на бумаге — обладает ошеломляющим преимуществом над прежними принципами кодировки.

Система называется "ДатаГлифы" (DataGlyphs).

Различную информацию — текст, данные и даже графику — кодируют тысячи крошечных глифов. Каждый глиф — это диагональный штрих (угол наклона 45 градусов) размером в доли миллиметра (или намного меньше, в зависимости от выбранного разрешения печати и возможностей сканера для просмотра информации).

Так может выглядеть визитка, серый фон которой содержит её текст, в цифровом файле (иллюстрация с сайта parc.com).

Каждый глиф представляет собой двоичный ноль или единичку, в зависимости от того, наклонён он направо или влево.

Глифы печатаются по сетке, равномерно создавая текстурированные серые области, где отдельные чёрточки едва (или совсем не) различимы глазом.

И даже, когда отдельные глифы являются достаточно крупными, чтобы их видеть, в группах они создают фон, который нельзя назвать раздражающим.

Каждый "ДатаГлиф" (то есть — штрихкод нового типа) содержит решётку синхронизации — регулярный повтор одного и того же набора глифов, который и отмечает границы напечатанной информации и повышает надёжность чтения, благодаря избыточности кодирования.

80 байт в новой системе при разном разрешении печати (иллюстрация с сайта parc.com).

Данные сгруппированы в блоки по несколько дюжин байтов каждый, и к каждому блоку допечатывается код исправления ошибок.

В заключении, при кодировке и печати всей "этикетки" или "наклейки", блоки беспорядочно рассеяны поперёк полного "ДатаГлифа". Так что, если любая его часть будет повреждена (например, из-за пролитого кофе), программа легко восстановит утерянное по уцелевшим блокам.

Даже при уровне избыточности кодирования почти в 30%, по сравнению с самым распространённым стандартом штрихкодов — code39 (без дублирования информации) — новый тип кодирования обеспечивает почти в двадцать раз большую плотность упаковки данных: примерно 155 байт на квадратный сантиметр (при печати на принтере с разрешением 600 точек на дюйм).

Системы pdf417 и code39 (иллюстрации с сайтов liocan.com и chortkeh.com).

И даже в сравнении со стандартом pdf417 — самым совершенным штрихкодом из прежних систем — разница составляет 1,8 раз (в пользу DataGlyphs). А ведь тут ещё нужно учесть, что созданные в Xerox PARC принципы кодирования компьютерных файлов в "ДатаГлифы" предусматривают и возможное сжатие информации, наподобие ZIP.

Но плотностью записи и её устойчивостью отличия новинки не исчерпываются.

Диагональные чёрточки, наклонённые вправо и влево, трудно перепутать между собой, соответственно, они хорошо читаются на криволинейных поверхностях.

Более того — считывающее устройство должно хорошо разбирать их вне зависимости от их цвета и толщины. Эти параметры на содержащуюся в коде информацию никак не влияют.

А это даёт удивительные возможности, которых не было ни в одной из прежних систем кодировки.

Например, пользуясь вариацией в толщине соседних глифов и в их цвете, глифами можно напечатать чёрно-белое или цветное изображение, "глифовая" структура которого будет незаметна на глаз (как мы не видим точки разного диаметра при печати фотографий в газете).

Это увеличенный раза в полтора миленький такой портрет? Ничего не замечаете? А если увеличить ещё больше. Это не портрет, а "ДатаГлиф", который может содержать всё, что угодно (иллюстрация с сайта parc.com).

Представьте красочный торговый знак компании, изображение которого несёт для машин обширную закодированную информацию о товаре, лицензии, телефонах или адресе.

Теоретически можно выводить на принтер такие фотографии или графики, таблицы, которые при чтении сканером и расшифровке глифов будут давать информацию сами о себе.

Или из глифов можно делать серенький фон на текстовых документах, содержащий в себе сам документ в цифровом виде.

Представляете txt или doc зашифрованный в "ДатаГлифе", который "подложен" под печатный текст самого документа, или напечатан в отдельном окошке, или на обратной стороне той же бумаги?

Последний вариант, с двусторонней печатью одного и того же документа (одна сторона "буковками" — для людей, вторая "глифами" — для машин), назван разработчиками GlyphSeal, ему прочат больше будущее.

Ведь теперь не нужно будет никаких программ распознавания напечатанных символов для сканирования, скажем факса.

Даже цветные иллюстрации могут быть одновременно и штрихкодами, выполненными по новой системе (иллюстрация с сайта parc.com).

Правда, для факса нужно делать глифы покрупнее, соответственно, объём информации будет поменьше. Но уж при выводе на принтер — не будет никаких проблем для упаковки обширного документа в цифровой вид. Прикиньте площадь листа А4 и плотность записи глифами (155 байт на квадратный сантиметр).

Чем не идеальное решение для быстрого перевода текстов из цифрового формата в бумажный, назад в цифровой, и снова в бумажный — сколько угодно раз?

А ещё ведь можно печатать секретные, то есть, скрытые "ДатаГлифы", почти невидимые для глаза: бледно-жёлтым по белому с очень большим шагом между чёрточками и их малым размером.

Все эти технологии уже опробовали некоторые компании, например, работающие в финансовой сфере (чеки, банковские документы).

А в Пало-Альто считают, что это только начало. Лекарственные рецепты и упаковки товаров, собственно, компьютерная индустрия (софт) — во многих сферах "ДатаГлифы" могут предоставить новые возможности для бизнеса.

Вытеснят ли они привычные штрихкоды с простенькими полосками? Посмотрим. Скорее всего, система DataGlyphs займёт свою нишу, в тех сферах, где её преимущества будут незаменимы.

Не зря же учёный из PARC Джефф Брайденбах (Jeff Breidenbach) назвал новую систему "штриховым кодом на стероидах".

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru