徐萬(wàn)成/云南省標(biāo)準(zhǔn)化研究院

0 引言

條碼的應(yīng)用日益廣泛，通過(guò)條碼技術(shù)極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度。條碼作為一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是多項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要研究如何用一組深淺相間的條形符號(hào)來(lái)表示數(shù)據(jù)。而條碼質(zhì)量的好壞關(guān)系到數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和效率，條碼符號(hào)作為條碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中關(guān)鍵的信息載體，其印制質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到條碼自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)行效率，因此，對(duì)條碼印制質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行判定，具有十分重要的意義。

1 條碼檢測(cè)儀的工作原理

條碼檢測(cè)儀是用于檢驗(yàn)條碼符號(hào)質(zhì)量的儀器，主要測(cè)量條碼符號(hào)的條/空反射率和條/空寬度。條碼檢測(cè)儀的條/空反射率測(cè)量范圍為2%≤R≤99%;條/空寬度測(cè)量范圍通常為0.127 mm≤D≤5.700 mm。

條碼檢測(cè)儀通常由光電掃描器、輔助測(cè)長(zhǎng)裝置和計(jì)算機(jī)等部分組成。條碼檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖1。

圖1 條碼檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)框圖

由掃描器光源發(fā)出的光束照射在條碼符號(hào)上，依次移過(guò)各條、空，并被條碼符號(hào)反射。反射光經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)投射在光電轉(zhuǎn)換器上，被轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。掃描過(guò)程中，反射光強(qiáng)度隨著各條/空反射率的不同而改變，相應(yīng)電信號(hào)的大小也隨之改變，電信號(hào)的量值與反射率成正比。儀器根據(jù)掃描電信號(hào)的量值測(cè)出各條/空的反射率。當(dāng)掃描光點(diǎn)或采樣區(qū)域的中心經(jīng)過(guò)條與空的過(guò)渡邊界時(shí)，掃描電信號(hào)電平具有一定特征，儀器據(jù)此判定條/空的前、后邊界，再根據(jù)輔助測(cè)長(zhǎng)裝置的計(jì)數(shù)值，計(jì)算出從前邊界到后邊界的位移量，從而測(cè)出條/空。掃描測(cè)量原理見(jiàn)圖2。

2 影響條碼印制質(zhì)量的因素

評(píng)價(jià)和保證條碼質(zhì)量的目的是條碼符號(hào)能被正確和高效地識(shí)讀，從而使整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行準(zhǔn)確、高效。通常，條碼質(zhì)量包括三個(gè)方面的內(nèi)涵：編碼質(zhì)量、印制質(zhì)量和放置質(zhì)量。編碼的質(zhì)量是指條碼承載的數(shù)據(jù)、條碼字符的編碼應(yīng)正確；放置質(zhì)量是指條碼符號(hào)放置的位置應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，如要便于掃描識(shí)讀、不易變形、不被遮擋等等；印制質(zhì)量是指條碼符號(hào)印刷過(guò)程涉及的質(zhì)量，影響條碼印制質(zhì)量的因素主要有：空白區(qū)、參考譯碼、最低反射率、符號(hào)反差、最小邊緣反差、調(diào)制比、缺陷度、可譯碼度等8項(xiàng)指標(biāo)。

在條碼技術(shù)中，使用深色（低反射率）和淺色（高反射率）兩種光反射率截然不同的圖形單元為條碼字符編碼；識(shí)讀時(shí)則按照掃描器接收的反射光（轉(zhuǎn)換成反射率）來(lái)判斷掃描到的是深色單元（條）還是淺色單元（空）。反射率參數(shù)是條碼的一類(lèi)重要質(zhì)量參數(shù)，反映識(shí)讀器能否有效地辨別條碼符號(hào)的條、空單元。光電掃描器如圖3。

圖2 掃描測(cè)量原理

圖3 光電掃描器

3 條碼質(zhì)量檢測(cè)方法

條碼質(zhì)量檢測(cè)方法有傳統(tǒng)方法和掃描反射率曲線分析法。

3.1 傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)條碼符號(hào)檢測(cè)方法認(rèn)為影響條碼符號(hào)質(zhì)量判定的是空白區(qū)、印刷對(duì)比度、條空尺寸偏差、相似邊緣尺寸偏差、字符尺寸偏差五項(xiàng)指標(biāo)。如果空白區(qū)足夠，印刷對(duì)比度滿(mǎn)足要求，并且條空尺寸偏差、相似邊緣尺寸偏差、字符尺寸偏差都在相應(yīng)指標(biāo)的允差范圍內(nèi)，則條碼符號(hào)質(zhì)量判定為合格，否則為不合格。由此可見(jiàn)，條碼符號(hào)傳統(tǒng)檢測(cè)方法，重點(diǎn)關(guān)注的是條碼符號(hào)尺寸偏差的情況。以測(cè)量條碼符號(hào)的條空反射率及印刷對(duì)比度（PCS）和條空的尺寸偏差為基礎(chǔ)。條（或空）寬在確定的公差范圍之內(nèi)，且PCS值大于確定的最小值，則符號(hào)被認(rèn)為“符合規(guī)范”。

傳統(tǒng)條碼符號(hào)檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是未考慮實(shí)際的掃描識(shí)讀條件，在某種程度上有些片面和不足，特別是在條空尺寸偏差的判定方面有偏嚴(yán)的缺點(diǎn)。但傳統(tǒng)方法能直接測(cè)量條空寬度的偏差及其偏離的方向，可以提供給符號(hào)制作者簡(jiǎn)單易懂，且準(zhǔn)確度很高的測(cè)量，便于得出改進(jìn)方案，所以仍然是條碼符號(hào)印制過(guò)程有效的控制工具之一。

3.2 掃描反射率曲線分析法

掃描反射率曲線分析法又稱(chēng)綜合分級(jí)法、ISO方法。由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）的標(biāo)準(zhǔn)最早提出，曾經(jīng)被稱(chēng)為“美標(biāo)方法、ANSI方法”。后來(lái)被寫(xiě)入歐洲標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

掃描反射率曲線分析法以對(duì)條碼符號(hào)掃描測(cè)量得到的掃描反射率曲線為基礎(chǔ)，用標(biāo)準(zhǔn)譯碼（包括單元確定、邊緣確定、譯碼正確性）、六個(gè)反射率參數(shù)（符號(hào)反差、最低反射率、最高反射率、最小邊緣反差、調(diào)制比、缺陷度）、一個(gè)與條空寬度尺寸偏差相關(guān)的參數(shù)（可譯碼度）來(lái)評(píng)價(jià)條碼符號(hào)的質(zhì)量，并依據(jù)這些參數(shù)為條碼符號(hào)評(píng)定符號(hào)等級(jí)。

3.2.1 可譯碼度

可譯碼度是以適用的標(biāo)準(zhǔn)譯碼算法為基礎(chǔ)，衡量條碼符號(hào)條空尺寸印刷精度的一個(gè)指標(biāo)，可譯碼度是條碼符號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)譯碼算法有關(guān)的各個(gè)單元或單元組合尺寸的可用容差中未被印刷偏差占用的部分，與該單元或單元組合尺寸的可用容差之比的最小值?？勺g碼度值計(jì)算方法如圖4。

圖4 可譯碼度值計(jì)算方法

可譯碼度反映了印刷過(guò)程中未被占用的、為掃描識(shí)讀過(guò)程留出的容許誤差。

3.2.2 六個(gè)反射率參數(shù)

六個(gè)反射率參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，共同全面評(píng)價(jià)條碼符號(hào)的反射率特性，不應(yīng)把它們割裂開(kāi)來(lái)，片面地去評(píng)價(jià)，反射率參數(shù)的等級(jí)確定見(jiàn)表1（最高反射率略）。

其中最小邊緣反差（ECmin）、符號(hào)反差（SC）和調(diào)制比（MOD）三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖5所示。3.

2.3 掃描反射率曲線分析法的特點(diǎn)

掃描反射率曲線分析法的條碼檢測(cè)儀掃描條碼符號(hào)的方式及條件與一般條碼識(shí)讀器的相同或接近，掃描反射率曲線分析法在實(shí)際的掃描識(shí)讀條件下給出對(duì)條碼符號(hào)質(zhì)量的全面的評(píng)價(jià)結(jié)果。通過(guò)這種方法測(cè)得的符號(hào)等級(jí)較為確切地反映了條碼符號(hào)在被掃描識(shí)讀時(shí)表現(xiàn)的性能。

圖5 ECmin、SC與調(diào)制比（MOD）的關(guān)系示意圖

表1 反射率參數(shù)的等級(jí)確定

4 條碼檢測(cè)依據(jù)

現(xiàn)行的條碼檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18348-2008 《商品條碼 條碼符號(hào)印制質(zhì)量的檢驗(yàn)》采用掃描反射率曲線分析-質(zhì)量分級(jí)檢測(cè)方法，影響條碼符號(hào)等級(jí)的是空白區(qū)、參考譯碼、最低反射率、符號(hào)反差、最小邊緣反差、調(diào)制比、缺陷度、可譯碼度八項(xiàng)指標(biāo)，其中參考譯碼由條碼檢測(cè)設(shè)備依據(jù)相應(yīng)條碼類(lèi)型參考譯碼算法計(jì)算得出；可譯碼度由條碼檢測(cè)設(shè)備依據(jù)相應(yīng)條碼類(lèi)型可譯碼算法計(jì)算得出；參考譯碼、可譯碼度一定程度上反映出條碼符號(hào)尺寸偏差的情況。最低反射率、符號(hào)反差、最小邊緣反差、調(diào)制比、缺陷度統(tǒng)稱(chēng)為條碼符號(hào)的光學(xué)指標(biāo)，最低反射率代表?xiàng)l碼符號(hào)檢測(cè)路徑上反射率的最小值，可以用最低反射率/最高反射率來(lái)代替；符號(hào)反差表示條碼符號(hào)檢測(cè)路徑上反射率最大值與反射率最小值之差；最小邊緣反差是條碼符號(hào)檢測(cè)路徑上所有邊緣反差的最小值；調(diào)制比是最小邊緣反差與符號(hào)反差之比；缺陷度是最大單元非均勻度與符號(hào)反差之比。由此可知，新版條碼檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)所采用的檢測(cè)方法，不但關(guān)注條碼符號(hào)尺寸偏差，更加關(guān)注條碼符號(hào)的光學(xué)特性，對(duì)條碼印制質(zhì)量提出更高的要求。條碼檢測(cè)人員必須重視新標(biāo)準(zhǔn)中檢測(cè)方法及檢測(cè)指標(biāo)的變化，深刻理解各項(xiàng)指標(biāo)的內(nèi)涵，這對(duì)條碼檢測(cè)工作意義重大。

5 條碼質(zhì)量控制

我國(guó)在條碼質(zhì)量控制方面采用過(guò)程控制、條碼質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)及市場(chǎng)調(diào)查的控制方法。

5.1 生產(chǎn)過(guò)程中條碼質(zhì)量的控制

在條碼的印制過(guò)程中，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立質(zhì)量體系，在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)置多個(gè)質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)，用條碼檢測(cè)儀檢測(cè)條碼質(zhì)量，通過(guò)對(duì)條碼的尺寸參數(shù)和光學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，以確定印刷過(guò)程中印刷的壓力、油墨用量、油墨黏度、溫度等參數(shù)對(duì)印制質(zhì)量的影響，并根據(jù)需要對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)、質(zhì)量分析、質(zhì)量信息反饋等環(huán)節(jié)來(lái)提高條碼質(zhì)量。

5.2 利用市場(chǎng)信息反饋控制條碼質(zhì)量

加強(qiáng)條碼市場(chǎng)調(diào)查及定期監(jiān)督檢驗(yàn)，通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)和質(zhì)量整改活動(dòng)，提高條碼質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

條碼是一種傳遞信息的特殊圖形，與普通印刷品比較，條碼對(duì)印刷尺寸精度和光學(xué)特性有著特殊的要求。條碼的印制質(zhì)量是確保條碼正確識(shí)讀的關(guān)鍵因素之一。用條碼檢測(cè)儀檢測(cè)條碼質(zhì)量，能有效地控制條碼質(zhì)量，起到預(yù)防作用、質(zhì)量把關(guān)作用、信息反饋?zhàn)饔谩?/p>

本文闡述了筆者經(jīng)過(guò)多年的條碼檢測(cè)工作總結(jié)出的一些經(jīng)驗(yàn)，望能對(duì)條碼檢測(cè)工作者有所借鑒。

[1] 中國(guó)物品編碼中心. 商品條碼應(yīng)用指南[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2003.

[2] 全國(guó)物流信息管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB12904-2008[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.

[3] 全國(guó)物流信息管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T18348-2008[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.

[4] 全國(guó)物流信息管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T14257-2009[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

[5] 全國(guó)物流信息管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T12905-2000[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2000.

[6] 中國(guó)物品編碼中心. GB/T14258-2003[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.

[7] 王金海. 現(xiàn)代條碼技術(shù)與應(yīng)用[M]. 天津：天津社會(huì)科學(xué)院出版社,2001.

[8] 陳丹暉, 劉紅. 條碼技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2006.