GS1 データバー

このページは、下記仕様書を理解するためにまとめたメモです。
元の仕様書に曖昧な点やどう見ても入力ミスと思われる値などがあったので正確でないところがあるかと思います。

GS1 General Specifications（GS1という組織が公開している仕様書）
JIS X 0509 情報技術－自動認識及びデータ取得技術－バーコードシンボル体系仕様－GS1 データバー

GS1という組織がRSS(Reduced Space Symbology)を改名してGS1データバーとした。

GS1データバーシンボル体系

GS1データバー標準型のシンボル構造

(01)20012345678909を表すGS1データバー標準型シンボル

・先頭の(01)はアプリケーション識別子で、シンボルには含まれないが、リーダからは送信される。
・最後の1桁の9は、GTIN-14のチェックデジットで、シンボルには含まれないが、リーダからは送信される。
・14桁のコードの最初の1桁は連結フラッグで０か１、その後の13桁はGTIN-14のチェックデジットを除いたもの。
・連結フラッグが１の場合は二次元コンポーネントが連結している。
・クワイエットゾーンは不要。
・バーの高さはモジュール幅の33倍以上必要。1モジュール=0.254mmなら高さ8.382mm以上
・シンボル幅は96モジュールで46のエレメント（スペースとバー）で構成
・位置検出パターンはチェックキャラクタ・セグメント識別子としても機能する。

シンボルキャラクタ

・シンボル値　＝　左側キャラクタ対　Ｘ　4537077　＋　右側キャラクタ対
・左側キャラクタ対　＝　シンボル値 div 4537077
・右側キャラクタ対　＝　シンボル値 mod 4537077
・キャラクタ対　＝　外側キャラクタ　Ｘ　1597　＋　内側キャラクタ
・外側キャラクタ　＝　キャラクタ対 div 1597
・内側キャラクタ　＝　キャラクタ対 mod 1597
・キャラクタ1　＝　左キャラクタ対 div 1597
・キャラクタ2　＝　左キャラクタ対 mod 1597
・キャラクタ3　＝　右キャラクタ対 div 1597
・キャラクタ4　＝　右キャラクタ対 mod 1597

奇数･偶数サブセットのエレメント幅を割り当てる符号化ルーチン(getRSSwidths)に与えるパラメータ
１．奇数・偶数成分値
２．モジュール数
３．エレメント数
４．最大エレメント幅
５．1モジュール幅のエレメントを必ず含むかどうかのフラッグ

外側シンボルキャラクタ(16,4)

キャラクタ値　＝　奇数成分値　X　偶数成分組合せ総数　＋　偶数成分値　＋　グループ内の最小値
奇数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）div　偶数成分組合せ総数
偶数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）mod　偶数成分組合せ総数

内側シンボルキャラクタ(15,4)

キャラクタ値　＝　偶数成分値　X　奇数成分組合せ総数　＋　奇数成分値　＋　グループ内の最小値
偶数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）div　奇数成分組合せ総数
奇数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）mod　奇数成分組合せ総数

チェックサムの計算

チェックサムは、シンボルキャラクタの各エレメント幅と重みを掛け合わせた総和をmod79した値。

エレメントの重み

位置検出パターン

チェックサム mod79 の計算値からチェックキャラクタを計算して、パターンを決める。
チェックサムが8以上ならチェックサムを+1する。その値が72以上ならまたチェックサムを+1する。
左側チェックキャラクタ　＝　チェックサム div 9
右側チェックキャラクタ　＝　チェックサム mod 9
８と０または０と８という組合せは使用しない。

GS1データバー標準二層型のシンボル構造

・上段／下段のシンボル幅は50モジュールで25のエレメント（スペースとバー）で構成
・最小シンボル高さは、１モジュール幅の69倍(33+3+33)

分離パターン

・両端の4モジュール分には分離パターンはなし（常に白）。
・上段パターンは上段シンボルと反対色。左側位置検出パターンのエレメント1とエレメント3は例外で、黒・白・黒...と1モジュール幅で繰り返す。
・下段パターンは下段シンボルと反対色。右側位置検出パターンのエレメント2は例外で、黒・白・黒...と1モジュール幅で繰り返す(左から右に)。
　右側位置検出パターンの値が3の場合は、エレメント2は1モジュール幅になるが、その黒1モジュールを右に1モジュール分ずらす。
・中断パターンは、白・黒...と1モジュール幅で繰り返す。

GS1データバー切詰型

・標準型との違いは、高さが最小（13 x 1モジュール幅）に切り詰めただけ。

GS1データバー二層型

・標準二層型との違い
１．上段の高さは、5 x 1モジュール幅
２．下段の高さは、7 x 1モジュール幅
３．分離パターンは、1段のみ

分離パターン

・両端の4モジュール分には分離パターンはなし（常に白）。
・上段と下段が共にバー(黒)の時はスペース(白)。
・上段と下段が共にスペース(白)の時はバー(黒)。
・上段と下段が異なる時は、左側の分離モジュールの反対色にする。これは、1モジュール幅単位で繰り返す。

GS1データバー限定型のシンボル構造

(01)15012345678907を表すGS1データバー限定型シンボル

・先頭の(01)はアプリケーション識別子で、シンボルには含まれないが、リーダからは送信される。
・最後の1桁の7は、GTIN-14のチェックデジットで、シンボルには含まれないが、リーダからは送信される。
・GTIN-14の最初の1桁のインジケータが０か１の商品コードのみ扱える。
・連結フラッグが設定されている場合は二次元コンポーネントが連結している。
・シンボル化できるのは13桁(最大1999999999999)のコードで、連結フラッグを設定する時は値2015133531096を加算する。
・クワイエットゾーンは不要。
・バーの高さはモジュール幅の10倍以上必要。
・シンボル幅は79モジュールで47のエレメント（スペースとバー）で構成
・奇数番目のエレメントがスペースで、偶数番目のエレメントがバー。

シンボルキャラクタ

・シンボル値　＝　左側キャラクタ値　Ｘ　2013571　＋　右側キャラクタ値
・左側キャラクタ値　＝　シンボル値 div 2013571
・右側キャラクタ値　＝　シンボル値 mod 2013571

奇数･偶数サブセットのエレメント幅を割り当てる符号化ルーチン(getRSSwidths)に与えるパラメータ
１．奇数・偶数成分値
２．モジュール数
３．エレメント数
４．最大エレメント幅
５．1モジュール幅のエレメントを必ず含むかどうかのフラッグ

シンボルキャラクタ(26,7)

キャラクタ値　＝　奇数成分値　X　偶数成分組合せ総数　＋　偶数成分値　＋　グループ内の最小値
奇数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）div　偶数成分組合せ総数
偶数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）mod　偶数成分組合せ総数

チェックサムの計算

チェックサムは、シンボルキャラクタの各エレメント幅と重みを掛け合わせた総和をmod89した値。

エレメントの重み

チェックキャラクタ

チェックサム mod89 の計算値がチェックキャラクタ。

シーケンス　＝　スペースパターン値　Ｘ　２１　＋　バーパターン値

奇数･偶数サブセットのエレメント幅を割り当てる符号化ルーチン(getRSSwidths)に与えるパラメータ
１．奇数・偶数成分値　＝　シーケンス div 21・シーケンス mod 21
２．モジュール数　＝　８
３．エレメント数　＝　６
４．最大エレメント幅　＝　３
５．1モジュール幅のエレメントを必ず含むかどうかのフラッグ　＝　１(含まなくても良い)

GS1データバー拡張型のシンボル構造

6セグメントフォーマットのシンボル例　(01)90012345678908(3103)001750

・最初のシンボルキャラクタはチェックキャラクタで、チェックサムとシンボル長が符号化される。
・位置検出パターンとその両側にあるシンボルキャラクタを1組にして、その連続でシンボルを構成する。
・シンボルキャラクタが奇数の場合は、最後は位置検出パターンとなる。
・シンボル値は2進数として内部表現され、シンボルキャラクタ数 × 12ビットのバイナリ列となる。
・クワイエットゾーンは不要。
・バーの高さはモジュール幅の34倍以上必要。

シンボルキャラクタ(17,4)

キャラクタ値　＝　奇数成分値　X　偶数成分組合せ総数　＋　偶数成分値　＋　グループ内の最小値
奇数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）div　偶数成分組合せ総数
偶数成分値　＝　（キャラクタ値　－　グループ内の最小値）mod　偶数成分組合せ総数

・シンボルキャラクタ値の範囲は、0～4095（12bitの2進数）。
・奇数番目のエレメントには、1モジュール幅のエレメントが１つは必要。
・奇数エレメントの1番目は、4モジュール以下の幅とする。

データの符号化

・GS1-128規則に従ってAIエレメント列を連結する。（可変長エレメント列の最後はFNC1）
・シンボルキャラクタ数 × 12ビットのバイナリ列は、下記の5領域に分割される。
　1.二次元コンポーネント連結フラッグ
　2.符号化方式
　3.可変長シンボルビット
　4.圧縮データ
　5.汎用データ圧縮

二次元コンポーネント連結フラッグ領域

連結フラッグは1ビットで、1なら二次元コンポーネントが連結している。

符号化方式領域

可変長シンボルビット領域

シンボルキャラクタ数が可変の場合に存在し、2ビットで構成される。

圧縮データ領域

符号化方式領域が「1」の場合の圧縮データ領域

商品識別コードからAIの01とチェックディジット（最後の1桁）を除いた13桁を2進数へ変換して複合化する。

符号化方式領域が「0100」の場合の圧縮データ領域

商品識別コードからAIの01とチェックディジット（最後の1桁）とインジケータ（最初の1桁の９）を除いた12桁を2進数へ変換して符号化する。
計測値のAI(3103)を除いた6桁の計測値を2進数へ変換して符号化する。最大値は32.767Kg。

符号化方式領域が「0101」の場合の圧縮データ領域

商品識別コードからAIの01とチェックディジット（最後の1桁）とインジケータ（最初の1桁の９）を除いた12桁を2進数へ変換して符号化する。
計測値のAI(3202)を除いた6桁の計測値（最大値は99.99lb）を2進数へ変換して符号化する。
計測値のAI(3203)を除いた6桁の計測値（最大値は22.767lb）に10000を加えたものを2進数へ変換して符号化する。

符号化方式領域が「0111000」～「0111111」の場合の圧縮データ領域

商品識別コードからAIの01とチェックディジット（最後の1桁）とインジケータ（最初の1桁の９）を除いた12桁を2進数へ変換して符号化する。
計測値のAI(310x)/(320x)の最後の1桁(x)と6桁の計測値の下5桁を6桁にして2進数へ変換して符号化する。
年月日のAI(11)/(15)/(17)を除き下記の通り日付を圧縮して(0 - 38399)2進数へ変換して符号化する。
圧縮された年月日が38400の場合は、日付領域が符号化されてないことを意味する。
これは符号化方式「0100」/「0101」の計測値の最大値を超えた場合に日付なしで用いられる。

年月日YYMMDD　→　YY x 384 + (MM - 1) x 32 + DD = 0 ～ 38399

符号化方式領域が「01100」の場合の圧縮データ領域

商品識別コードからAIの01とチェックディジット（最後の1桁）とインジケータ（最初の1桁の９）を除いた12桁を2進数へ変換して符号化する。
計測値のAI(392x)の最後の1桁(x)は小数点以下の数を表し、0～3の値となる。
計測値のAI(392x)の最後の1桁を2進数へ変換して符号化する。
計量商品金額（15桁までの可変長）は、汎用データ圧縮領域に符号化される。

符号化方式領域が「01101」の場合の圧縮データ領域

商品識別コードからAIの01とチェックディジット（最後の1桁）とインジケータ（最初の1桁の９）を除いた12桁を2進数へ変換して符号化する。
計測値のAI(393x)の最後の1桁(x)は小数点以下の数を表し、0～3の値となる。
計測値のAI(393x)の最後の1桁を2進数へ変換して符号化する。
ISO通貨コード3桁を2進数へ変換して符号化する。
計量商品金額（15桁までの可変長）は、汎用データ圧縮領域に符号化される。

汎用データ圧縮領域

数字符号化方式

数字とFNC1を用い、1文字当たり3.5ビット必要。
汎用データ圧縮領域の最初に有効になる符号化方式。
2桁の数字、FNC1＋数字、数字＋FNC1を下記式で変換して7ビットに符号化する。
　値　＝　11 × 1桁目　+　2桁目　+ 8　(FNC1は10で計算)
値は8～127になる。7ビットでは、0001000～1111111。
この7ビットに続き4ビットの0000が続くと、英数字符号化方式への切り替えを意味する。

数字が1文字残っている場合

残りのビット数が4ビット以上になるように下記式で計算する。
　残りビット（4ビット以上）　＝　12（シンボルキャラクタ１つで12ビット） × N - 現時点での合計ビット数
残りビット数が4～6の場合は、数字に1を加えたものを4ビットに符号化する。 残りビット数が７以上の場合は、数字＋FNC1を7ビットに符号化し、残りはパディングビットで埋める。 パディングビットは、0000で英数字符号化方式に切り替え、00100を繰り返す。（JIS X 0201 符号化方式と英数字符号化方式の切り替えを繰り返す）

英数字符号化方式

数字とFNC1及び英大文字と５つの記号を用い、数字とFNC1は1文字当たり5ビット、英大文字と記号は1文字当たり6ビット必要。
次のキャラクタが数字で18文字以上ある場合は数字切換えする。
次のキャラクタ以降が12文字以上の数字列で、データが終了する場合は数字切換えする。
残りのビットは、パディングビットで埋める。パディングビットは00100を繰り返す。

JIS X 0201 符号化方式

数字とFNC1及び英大文字と英小文字及び21個の記号を用い、数字とFNC1は1文字当たり5ビット、英大文字と英小文字は1文字当たり7ビット、記号は1文字当たり8ビット必要。
次のキャラクタ以降が12文字以上の数字列の場合は数字切換えする。
次のキャラクタ以降10個の中に英小文字や記号（JISX0201符号化方式だけの文字）が含まれていなく、英数字符号化方式で符号化できる場合は、英数字切換えする。
残りのビットは、パディングビットで埋める。パディングビットは00100を繰り返す。

位置検出パターン

チェックキャラクタ

バーコードシンボルに含まれるシンボルキャラクタ数（チェックキャラクタを含む）4～22とチェックサム値を符号化する。

チェックキャラクタ値（0～4009）　＝　211 × （シンボルキャラクタ数 - 4） + チェックサム値
チェックサム値　＝　（シンボルキャラクタの各エレメント幅　×　重み係数）の総和　mod 211

6セグメントフォーマットのシンボルの符号化例　(01)90012345678908(3103)001750

8セグメントフォーマットのシンボルの符号化例　(01)98898765432106(3202)012345(15)991231

圧縮日付　=　99x384 + (12-1)x32 + 31 = 38399