一维条形码所携带的信息量有限，如商品上的条形码仅能容纳13位（EAN—13码）阿拉伯数字，更多的信息只能依赖商品数据库的支持，离开了预先建立的数据库，这种条形码就没有意义了。另外，要用一维条形码表示汉字或图像信息几乎是不可能的。因此在一定程度上也限制了条形码的应用范围。基于这个原因，在20世纪90年代发明了二维条形码。
二维条形码是用某种特定的几何图形，按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。它具有条形码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化等特点。
32研究二维条形码的必要性
目前通用的条形码需要一定的平面面积来存载所表达的信息，随着信息量的增加肯定需要更大的面积。然而，某些产品，例如半导体器件、计算机芯片、医疗药品、晶片等微小型产品本身无足够的空间来容纳条形码；过高过长的条形码标记又将在某种程度上影响商品的装潢效果；受识读设备和打印设备的限制，条形码的最小宽度不可能做得太小。目前，使用较多的C0de39码信息密度是9.4字符/25.4mm（1英寸）；UPC码密度是13.7字符/25.4mm（1英寸）；交叉25码的信息密度较高，也才达到17.7字符/25.4mm（1英寸）。
相比之下，二维码能有效地解决上述问题，提高信息密度，有利于条形码技术应用到微小型产品的自动识别上。
条形码的四周一般都需要有较好对比度的区域或界线以便扫描设备正确识读，而这一区域不是符号的组成部分，不给出定时或取向之类的信息。在二维码中可充分利用这一区域来组织安排取向定时内容，利用图像处理技术，方便地提取出需要的信息。
二维条形码可直接打印在产品上，不仅适用于纸介质，也可适用于塑料、玻璃、陶瓷之类的介质。在某些机电产品的标牌、印刷电路板或塑料产品上，应用雕刻腐蚀制版工艺和激光印刻工艺，容易把简单的几何形体（比如圆点）组成的二维条形码直接印制在产品上，而相应的普通条形码就要复杂、困难得多。
鉴于二维条形码具有较高的信息密度，应用范围广泛，可靠性强，易于图像处理系统识读等优点以及现实产品识别的需要，因而备受国内外学者专家的关注，已经进行了许多有意义的理论探索和应用开发。
33二维条形码技术的产生背景
一维条形码自出现以来，得到了人们的普遍关注，发展速度十分迅速。它的使用，极大地提高了数据采集和信息处理的速度，提高了工作效率，并为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。
但随着应用领域的不断扩展，传统的一维条形码渐渐表现出了它的局限性：首先，由于受信息容量的限制，一维条形码仅仅是对“物品”的标识，而不是对“物品”的描述。使用一维条形码，必须通过连接数据库的方式提取信息才能明确条形码所表达的信息含义，因此在没有建立数据库或者不便联网的地方，一维条形码的使用就受到了限制，有时甚至变得毫无意义。其次，一维条形码表达的只能为字母和数字，而不能表达汉字和图像，在一些需要应用汉字的场合，一维条形码便不能很好地满足要求，且效率很低。另外，在某些场合下，大信息容量的一维条形码通常受到标签尺寸的限制，也给产品的包装和印刷带来了不便。现代高新技术的发展，迫切要求用条形码在有限的几何空间内表示更多的信息，从而满足千变万化的信息表示的需要。
二维条形码正是为一维条形码所无法解决的问题而产生的。
它能够在横向和纵向两个方位同时表达信息。因为它具有高密度、高可靠性等特点，不仅能在很小的面积内表达大量的信息，而且能够表达数据文件（包括汉字文件）、图像等。二维条形码的出现拓展了条形码的应用领域，因此被许多不同的行业所采用。
34二维条形码的特性
二维条形码除了具有一维条形码的优点外，同时还有信息量大，可靠性、保密性、防伪性强等优点。
1.安全性强
二维条形码依靠其庞大的信息携带量，能够把过去使用一维条形码时存储于后台数据库中的信息包含在条形码中，可以直接通过阅读条形码得到相应的信息，并且二维条形码还有错误修正技术及防伪功能，增加了数据的安全性。
2.高密度
目前，应用比较成熟的一维条形码如EAN、UPC条形码，因密度较低，故仅作为一种标识数据，不能对产品进行描述。我们要知道产品的有关信息，必须通过识读条形码而进入数据库。这就要求我们必须事先建立以条形码所表示的代码为索引字段的数据库。二维条形码则通过利用垂直方向的尺寸来提高条形码的信息密度，通常情况下其密度是一维条形码的几十到几百倍。这样我们就可以把产品信息全部存储在一个二维条形码中，要查看产品信息，只要用识读设备扫描二维条形码即可，因此不需要事先建立数据库，真正实现了用条形码对“物品”的描述。
3.具有纠错功能
一维条形码的应用建立在这样一个基础上，那就是识读时拒读（即读不出）要比误读（读错）好。因此一维条形码通常同其表示的信息一同印刷出来。当条形码受到损坏（如污染、脱墨等）时，可以通过键盘录入代替扫描条形码。鉴于以上原则，一维条形码没有考虑到条形码本身的纠错功能，尽管引入了校验字符的概念，但仅限于防止读错。二维条形码可以表示数以千计字节的数据，通常情况下，所表示的信息不可能与条形码符号一同印刷出来。如果没有纠错功能，当二维条形码的某部分损坏时，该条形码便变得毫无意义，因此二维条形码引入错误纠正机制。这种纠错机制使得二维条形码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读。
二维条形码的纠错算法与人造卫星和VCD等所用的纠错算法相同。这种纠错机制使得二维条形码成为一种安全可靠的信息存储和识别的方法，这是一维条形码无法相比的。
4.可以表示多种语言文字
多数一维条形码所能表示的字符集不过是10个数字，26个英文字母及一些特殊字符。条形码字符集最大的C0del28条形码，所能表示的字符个数也不过是128个ASCII符。因此要用一维条形码表示其他语言文字（如汉字、日文等）是不可能的。
多数二维条形码都具有字节表示模式，即提供了一种表示字节流的机制。我们知道，不论何种语言文字，它们在计算机中存储时都以机内码的形式表现，而内部码都是字节码。这样就可以设法将各种语言文字信息转换成字节流，然后再将字节流用二维条形码表示，从而为多种语言文字的条形码表示提供了一条前所未有的途径。
5.可表示图像数据
既然二维条形码可以表示字节数据，而图像多以字节形式存储，因此使图像（如照片、指纹等）的条形码表示成为可能。
6.可引入加密机制
加密机制的引入是二维条形码的又一优点。比如我们用二维条形码表示照片时，可以先用一定的加密算法将图像信息加密，然后再用二维条形码表示。在识别二维条形码时，再加以一定的解密算法，就可以恢复所表示的照片。这样便可以防止各种证件、卡片等的伪造。
35二维条形码的使用范围
二维条形码密度高，信息含量大，保密、防伪性能好，可以将照片、指纹、掌纹、视网膜、声音、签名、文字等凡可数字化的信息进行编码，可有效地解决证件的可机读和防伪问题。因此，二维条形码是实现证件、卡片、档案、照片、票据等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并自动识读的最理想的方法，可广泛应用于护照、身份证、行车证、军人证、健康证、保险卡等。
另外在海关报关单、长途货运单、税务报表、保险登记表上也都有使用二维条形码技术来解决数据输入及防止伪造、删改表格的例子。
在我国部分地区注册会计师证和汽车销售及售后服务等方面，二维条形码也得到了初步的应用。
除了证件上，在工业生产、国防、金融、医药卫生、商业、交通运输等领域，二维条形码同样得到了广泛的应用。
归纳起来，二维条形码常用于以下几个方面：
·单证公文单证、订购单、报关单、商业单证。
·证照护照、身份证、挂号证、驾驶执照、会员证、识别证。
·仓储盘点物流中心、仓储中心等的物品盘点。
·物品追踪会议资料、生产零件、客户服务、邮购运送、维修记录、危险物品、后勤补给、生态研究。
36二维条形码的分类
二维条形码的研究在技术路线上从两个方面展开，一是在一维码基础上向二维码方向扩展；二是利用图像识别原理，采用新的几何形体和结构设计出二维码制。
与一维条形码一样，二维条形码也有许多不同的编码方法，或称码制。就这些码制的编码原理而言，通常可分为以下三种类型：
1.线性堆叠式二维码
堆叠式二维条形码形态上是由多行短截的一维条形码在纵向堆叠而成，其数据以成串的数据行显示。这类条形码在校验原理、识读方式等方面继承了一维码的特点，识读设备与条形码印制兼容一维条形码技术。但由于行数的增加，行的鉴别、译校算法与软件不完全相同于一维条形码。有代表性的堆叠式二维码有C0de49码、PDF417码、C0de16K码和UPSC0deSM码等。
堆叠式二维条形码中包含附加的格式信息，信息容量可以达到1K，例如：PDF417码可用来为运输/收货标签的信息编码，它作为ANSIMH10.8标准的一部分为“纸上EDI”的送货标签内容编码，这种编码方法被许多工业组织和机构采用。
2.矩阵式二维码
矩阵式二维条形码是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码，其数据是以二维空间的形态编码的，是用几何形状为实圆点以矩阵的形式组成。在矩阵相应元素位置上，用“1”表示圆点的出现，“0”表示没有圆点呈现。圆点的排列组合确定了点码所代表的意义，矩阵点阵就可以转换为矩阵的二进制字阵，经过译码解码反映出所代表的信息。点阵码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。典型的码制如：Aztec、MaxiC0de、QRC0de、DataMatrix、Maxic0de、C0deOne和D0tC0deA等。
矩阵式二维条形码带有更高的信息密度（如：DataMatrix、Maxic0de、Aztec、QR码），可以作为包装箱的信息表达符号。在电子半导体工业中，矩阵代码标签可以做得很小，甚至可以做成硅晶片的标签，因此可以用于小物件。矩阵式二维条形码只能被二维的CCD图像式阅读器识读，并能以全向的方式扫描。
3.邮政码
通过不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如：P0stnet、BPO4_State。
37二维条形码的印刷和识别
条形码可以直接印刷在被扫描的物品上或者打印在标签上，标签可以由供应商专门打印或者现场打印。
所有条形码都有一些相似的组成部分。它们都有一个空白区，称为静区，位于条形码的起始和终止部分边缘的外侧。由特殊的起始和终止字符标示符号的开始和结束。校验符在一些符号法中是必须的，它可以用数学的方法对条形码进行校验以保证译码后的信息准确无误。二维条形码与一维条形码具有许多相同的成分，同时它还包括信息量、排列顺序以及纠错的功能。矩阵式符号没有标志起始和终止的模块，但它们有一些特殊的“定位符”，定位符中包含了符号的大小和方位等信息。矩阵式二维条形码和新的堆叠式二维条形码能够用先进的数学算法将数据从损坏的条形码符号中恢复完全。
