条码质量检测方法

2012-07-26徐万成云南省标准化研究院

上海计量测试 2012年2期

徐万成/云南省标准化研究院

0 引言

条码的应用日益广泛，通过条码技术极大地提高了数据采集和信息处理的速度。条码作为一种自动识别技术，是多项技术相结合的产物，主要研究如何用一组深浅相间的条形符号来表示数据。而条码质量的好坏关系到数据采集的准确性和效率，条码符号作为条码自动识别技术中关键的信息载体，其印制质量的优劣，直接影响到条码自动识别系统的运行效率，因此，对条码印制质量进行检测，对其质量进行判定，具有十分重要的意义。

1 条码检测仪的工作原理

条码检测仪是用于检验条码符号质量的仪器，主要测量条码符号的条/空反射率和条/空宽度。条码检测仪的条/空反射率测量范围为2%≤R≤99%;条/空宽度测量范围通常为0.127 mm≤D≤5.700 mm。

条码检测仪通常由光电扫描器、辅助测长装置和计算机等部分组成。条码检测仪的结构框图见图1。

图1 条码检测仪结构框图

由扫描器光源发出的光束照射在条码符号上，依次移过各条、空，并被条码符号反射。反射光经过光学系统投射在光电转换器上，被转变成电信号。扫描过程中，反射光强度随着各条/空反射率的不同而改变，相应电信号的大小也随之改变，电信号的量值与反射率成正比。仪器根据扫描电信号的量值测出各条/空的反射率。当扫描光点或采样区域的中心经过条与空的过渡边界时，扫描电信号电平具有一定特征，仪器据此判定条/空的前、后边界，再根据辅助测长装置的计数值，计算出从前边界到后边界的位移量，从而测出条/空。扫描测量原理见图2。

2 影响条码印制质量的因素

评价和保证条码质量的目的是条码符号能被正确和高效地识读，从而使整个自动系统的运行准确、高效。通常，条码质量包括三个方面的内涵：编码质量、印制质量和放置质量。编码的质量是指条码承载的数据、条码字符的编码应正确；放置质量是指条码符号放置的位置应符合相关标准的要求，如要便于扫描识读、不易变形、不被遮挡等等；印制质量是指条码符号印刷过程涉及的质量，影响条码印制质量的因素主要有：空白区、参考译码、最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比、缺陷度、可译码度等8项指标。

在条码技术中，使用深色（低反射率）和浅色（高反射率）两种光反射率截然不同的图形单元为条码字符编码；识读时则按照扫描器接收的反射光（转换成反射率）来判断扫描到的是深色单元（条）还是浅色单元（空）。反射率参数是条码的一类重要质量参数，反映识读器能否有效地辨别条码符号的条、空单元。光电扫描器如图3。

图2 扫描测量原理

图3 光电扫描器

3 条码质量检测方法

条码质量检测方法有传统方法和扫描反射率曲线分析法。

3.1 传统方法

传统条码符号检测方法认为影响条码符号质量判定的是空白区、印刷对比度、条空尺寸偏差、相似边缘尺寸偏差、字符尺寸偏差五项指标。如果空白区足够，印刷对比度满足要求，并且条空尺寸偏差、相似边缘尺寸偏差、字符尺寸偏差都在相应指标的允差范围内，则条码符号质量判定为合格，否则为不合格。由此可见，条码符号传统检测方法，重点关注的是条码符号尺寸偏差的情况。以测量条码符号的条空反射率及印刷对比度（PCS）和条空的尺寸偏差为基础。条（或空）宽在确定的公差范围之内，且PCS值大于确定的最小值，则符号被认为“符合规范”。

传统条码符号检测方法的缺点是未考虑实际的扫描识读条件，在某种程度上有些片面和不足，特别是在条空尺寸偏差的判定方面有偏严的缺点。但传统方法能直接测量条空宽度的偏差及其偏离的方向，可以提供给符号制作者简单易懂，且准确度很高的测量，便于得出改进方案，所以仍然是条码符号印制过程有效的控制工具之一。

3.2 扫描反射率曲线分析法

扫描反射率曲线分析法又称综合分级法、ISO方法。由美国国家标准协会（ANSI）的标准最早提出，曾经被称为“美标方法、ANSI方法”。后来被写入欧洲标准和国际标准。

扫描反射率曲线分析法以对条码符号扫描测量得到的扫描反射率曲线为基础，用标准译码（包括单元确定、边缘确定、译码正确性）、六个反射率参数（符号反差、最低反射率、最高反射率、最小边缘反差、调制比、缺陷度）、一个与条空宽度尺寸偏差相关的参数（可译码度）来评价条码符号的质量，并依据这些参数为条码符号评定符号等级。

3.2.1 可译码度

可译码度是以适用的标准译码算法为基础，衡量条码符号条空尺寸印刷精度的一个指标，可译码度是条码符号与标准译码算法有关的各个单元或单元组合尺寸的可用容差中未被印刷偏差占用的部分，与该单元或单元组合尺寸的可用容差之比的最小值。可译码度值计算方法如图4。

图4 可译码度值计算方法

可译码度反映了印刷过程中未被占用的、为扫描识读过程留出的容许误差。

3.2.2 六个反射率参数

六个反射率参数是相互关联的，共同全面评价条码符号的反射率特性，不应把它们割裂开来，片面地去评价，反射率参数的等级确定见表1（最高反射率略）。

其中最小边缘反差（ECmin）、符号反差（SC）和调制比（MOD）三者之间的关联关系如图5所示。3.

2.3 扫描反射率曲线分析法的特点

扫描反射率曲线分析法的条码检测仪扫描条码符号的方式及条件与一般条码识读器的相同或接近，扫描反射率曲线分析法在实际的扫描识读条件下给出对条码符号质量的全面的评价结果。通过这种方法测得的符号等级较为确切地反映了条码符号在被扫描识读时表现的性能。

图5 ECmin、SC与调制比（MOD）的关系示意图

表1 反射率参数的等级确定

4 条码检测依据

现行的条码检测国家标准GB/T 18348-2008 《商品条码条码符号印制质量的检验》采用扫描反射率曲线分析-质量分级检测方法，影响条码符号等级的是空白区、参考译码、最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比、缺陷度、可译码度八项指标，其中参考译码由条码检测设备依据相应条码类型参考译码算法计算得出；可译码度由条码检测设备依据相应条码类型可译码算法计算得出；参考译码、可译码度一定程度上反映出条码符号尺寸偏差的情况。最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比、缺陷度统称为条码符号的光学指标，最低反射率代表条码符号检测路径上反射率的最小值，可以用最低反射率/最高反射率来代替；符号反差表示条码符号检测路径上反射率最大值与反射率最小值之差；最小边缘反差是条码符号检测路径上所有边缘反差的最小值；调制比是最小边缘反差与符号反差之比；缺陷度是最大单元非均匀度与符号反差之比。由此可知，新版条码检测标准所采用的检测方法，不但关注条码符号尺寸偏差，更加关注条码符号的光学特性，对条码印制质量提出更高的要求。条码检测人员必须重视新标准中检测方法及检测指标的变化，深刻理解各项指标的内涵，这对条码检测工作意义重大。

5 条码质量控制

我国在条码质量控制方面采用过程控制、条码质量监督检验及市场调查的控制方法。

5.1 生产过程中条码质量的控制

在条码的印制过程中，生产企业应建立质量体系，在生产过程中设置多个质量监控点，用条码检测仪检测条码质量，通过对条码的尺寸参数和光学特性参数进行监控，以确定印刷过程中印刷的压力、油墨用量、油墨黏度、温度等参数对印制质量的影响，并根据需要对相关因素进行及时调整，通过质量检验、质量分析、质量信息反馈等环节来提高条码质量。