第五节、条码检验
2.5.1概述
条码符号是当今商业领域以及其他领域的一种物流的信息载体，在各种物流链条中，计算机通过对附加在物体上的条码符号进行识别，实现了信息系统的信息采集工作。如果这个环节出现错误，那么整个信息流通链就会中断或发生混乱，信息系统将无法正常运行，信息的残缺将使系统做出错误的行为。与根本没有符号相比，有了条码符号而不能扫描常常会给贸易双方带来更大的麻烦。而条码检测则是确保条码符号在整个供应链中能被正确识读的重要手段。
1.条码检验的概念
条码检验是一个技术过程，通过该过程，可以确定条码符号是否符合该符号规范。首先是符合该类型的条码符号规范，其次是符合一些附加的规范。例如在某一具体的应用中，条码符号的参数应该遵循应用标准的要求。UCC/EAN –128条码就是一个例子，国际物品编码协会和统一代码委员会为了在其系统中应用该条码，对其代码的格式、长度和数据内容的结构都作了进一步的规定。对于UCC/EAN –128条码的检验，不仅要看其是否符合128条码的符号规范，而且其长度等参数要符合EAN·UCC规范。
2.条码检验的目的
条码检验的目的是保证条码符号能够通过完成两个重要的任务来实现其功能。这两个任务是：
- 使符号制作者能够检测其制作质量，并且能够通过应用反馈情况来进行制作过程的质量控制。
- 预测符号可能达到的扫描性能。
检验能帮助符号制作者和使用者达成一致的、双方都能接受的质量水平，使条码符号能在一个给定的、可接受的水平上或相关指标方面达成统一。
通过测量符号离达到“完美”还有多远，以及报告与符号扫描性能可能相关的质量等级来完成对条码符号的质量检验。这里的“完美”是指相关的条码标准或技术规范。
3.条码检测技术的发展历史
在过去的三十年中，条码符号的质量检验技术有了比较大的发展。最初并没有专门的条码检测设备，条码质量的评定是通过采用通用设备来完成的。我们知道，条码是由深色条和浅色空组合起来的图形符号，条码的质量参数可以分为两类，一类是条码的尺寸参数，另一类则为条码符号的反射率参数。这两种参数在条码技术规范中都作了详细的规定，对条码符号的这两种参数采用通用的反射率测量仪器及测长显微镜进行测量，这可以说是条码检测技术发展的第一个阶段。最初，这种检测方法中所有的测量都是非自动化的，由于条码的条空太多，测量和根据条空判定被测条码条空编码是否正确非常麻烦，另外，人为因素也严重影响了测量的精度和准确性。从70年代中期以后，条码符号质量的评价都是用条码检测的专用仪器——条码检测仪来进行测试，这就是人们通常所说的传统检测方法。条码检测仪的出现使得条码检测的效率大大提高，符号经过条码检测仪扫描后，马上就可以得到检验结果，性能全面的检测仪还能打印出列有详细质量参数值的质量检测结果，这就使得印刷企业能够根据检验结果调整印刷设备，充分发挥印刷设备的潜能，从而提高条码符号的印制质量。
经过长期实践，人们发现基于条码符号技术规范基础上的检验方法在应用中存在以下缺陷和不足：
(1)由于用该质量检验方法评价一个条码符号时只有一个单一的阈值，即是否符合标准，但不同的条码识读设备采用不同的光学结构、译码算法，在识读条码符号时具有不同的识读能力。单一的判定与多种识读设备和识读环境之间存在不一致的情况，也就是说，有些被传统方法判定为不合格的条码，却能够被正确识读。
(2) 在该检验方法中，条码的质量判定仅仅基于一次条码扫描所测出的质量参数。由于条码符号在高度方向存在信息的冗余，基于一个位置的一次扫描得出的数据不能够全面反映条码符号的整体质量。
(3) 对商品条码或128条码等来说，测量条码中条的尺寸意义不是很大，因为这些条码的译码是根据相似边的尺寸来进行的，条的整体增宽或减小对相似边的尺寸没有影响。
(4) 这种方法对条码的反射率要求方面存在疏漏，如它没有规定条码中条的反射率和空的反射率的测量位置，这就会导致不同仪器测出不同的结果，由此而产生了许多条码质量判定方面的商业纠纷。
上述因素导致了用该种方法检验的结果和扫描识读性能不能完全保持一致，并由此导致顾客退货的现象增多。为此，80年代后，人们开始设法对条码的检验方法进行改进。从事条码技术和应用行业的专家对各种类型的条码识读系统进行了大量的识读测试，最后得出了一个评价条码符号综合质量等级的方法，即“反射率曲线分析法”，也简称条码综合质量等级法。该方法能够更好地反映条码符号在识读过程中的性能，并能够克服使用传统方法所产生的缺陷。1990年，美国首先用该方法评价条码质量，并制定了相应的美国国家标准ANSI X3.182-1990《条码印制质量指南》，综合分级方法根据对条码进行扫描所得出的“扫描反射率曲线”，分析条码的各个质量参数，并按实际识读的要求综合评定条码的质量和分级。随着条码技术的发展，条码综合质量等级法得到了较为广泛的应用。欧洲标准化委员会（CEN）1997年批准的欧洲标准EN1635-1997《条码检测规范》、2000年国际标准化组织和国际电工委员会批准的标准ISO/IEC15416-2000《条码印制质量检测规范》中都采用了条码综合质量等级法，我国新修订的国家标准GB12904-1998《商品条码》中也应用了条码综合质量等级法的部分原理。
目前，国际标准化组织已经开始研究与条码质量相关的其它标准，如条码制版软件技术规范，条码检测仪测试规范，条码识读设备性能测试规范等等。主要的几种条码符号如39条码、UCC/EAN-128条码等，在其符号标准中也纷纷采用综合分级检验的质量分析和评价方法。
相对于这一新的方法，以前的条码质量检验方法被称为传统的检验方法。
2.5.2条码检验使用的标准
条码检验方法的改进导致了条码检验技术标准的发展。目前，与条码检验有关的技术规范和标准主要来自于以下四个方面的标准或规范性文件：
- 条码符号标准
- 条码符号检验标准
- 条码识读系统中其他部分的相关规范和标准
- 条码应用领域的行业性标准
1．条码符号标准
每一种条码符号（即一种码制）都有一个标准，该标准对条码符号的编码方案、译码算法等进行标准化的定义和描述，并对条码符号的技术参数提出了一定的要求。这些要求是该种条码符号的基本要求，条码符号首先应该符合条码符号的标准。这些标准包括：39条码标准，UCC/EAN-128条码标准等。
2．条码符号检验标准
传统的检验都是基于条码符号的符号标准。每一种条码符号的特性和质量参数要求均由该条码符号的符号标准规定。现在，国际上已经开始在条码检验中采用一维条码符号质量评价的通用标准，即ISO/IEC 15416。此通用的条码符号检验标准对一维条码的质量要求进行了归纳，它在扫描反射率曲线的基础上，规定了最大和最小反射率、反差、可译码度等参数，并确定了检验方法以及条码符号整体质量等级的计算方法。和传统的条码检验方法相比，该方法更为科学合理，和实际条码扫描识读效果的联系更加紧密。
值得注意的是，在扫描反射率曲线的基础上导出的这些参数并不能涵盖所有条码符号应具备的符号特性。作为条码符号，对它的特性要求可能涉及多个相关标准。首先，条码符号标准对条码符号的特性有一定的规定；其次，具体的应用领域对条码符号的质量参数以及其他特性也有一定的特殊要求。这些要求就包含在具体行业的应用标准或规范之中。
条码符号除了满足检验标准的要求外，还应该满足具体的条码符号标准的特殊要求及具体应用领域或系统对条码符号的特殊要求。
３．有关条码制作、生产、识读等环节的相关规范和标准
要保障条码符号能够被正确识读，这里涉及到许多方面的因素，每一个方面都应该有一定的质量控制措施、质量规范或质量标准。例如，在商品条码的印刷过程中，有条码符号胶片的检测规范，有《条码数据图像与印刷性能测试规范》；针对条码的检验工作，有条码检测仪性能的测试规范；在条码的扫描识读方面，有条码扫描器及译码器的检测规范。这里提到的规范有些已经是国际标准，其中有些规范的内容已经纳入我国的条码国家标准中，目前我国有关部门正在计划制定相关国家标准，使我国在条码技术标准化方面和国际标准全面接轨。
4．条码应用领域的行业性标准
不同的应用领域对具体使用的条码符号的质量参数要求是不一样的。例如，在超市的条码扫描结算的应用中，EAN/UCC国际物品编码组织要求商品条码的最小质量等级为1.5，并对尺寸和条码高度都有相关的限制；邮政部门在使用条码时也会根据具体的应用，在符号及检验技术标准的基础上，对条码符号做出一些特殊的规定，最简单的规定如条码的整体布局，包括供人识读字符的大小和条码符号的位置、条码的高度、要求的最小质量等级等。应用对条码的要求主要出于以下四个方面的考虑：
- 条码符号的制作成本。
- 条码识读设备的性能。
- 条码应用对条码质量问题的容忍程度。
- 条码应用所处的工作环境对条码符号以及条码识读的影响。
目前，许多条码符号标准对条码符号参数的规定越来越灵活，它将一些重要参数划归到应用标准。例如，39条码标准不再规定最小的模块尺寸宽度，如果你的设备具有很高的灵敏度能读出微小的39条码，就可以将39码制作得小一些，这为39条码在一些小物件的使用（如集成电路元件的物流识别）开辟了道路。条码符号质量等级的规定也是这样，如果对于用光笔作识读设备或要求识读成功率比较高的应用系统，对条码符号质量等级的要求就高一些。商品条码质量等级之所以规定为1.5，那是因为商品条码扫描的识读设备往往都是高灵敏度的、自动化的、全方向的、每秒能扫描几十次的扫描器，扫描识读的环境为商店，不是露天，不是车间，故环境条件比较好。
2.5.3条码检测仪
1．条码检测仪和条码识读器的区别
条码检测仪是一个精确的测量设备，它能对符号进行可靠的测量，并能在一定条件范围内根据测量结果对符号的扫描识读性能进行分析。在使用前，条码检测仪需要校准，以保障测量结果的重复性。
条码扫描器是条码识读器的前端，条码识读器包含扫描装置和译码装置，而扫描器这个叫法，通常指的是整个仪器，和条码识读器相同。
条码识读器不同于条码检测仪，它只包含扫描装置和信号译码装置，没有条码检测仪所具备的条码信号质量分析和评价能力。
虽然通过条码识读器能观察出条码符号是否能够识读，但仅凭一种或几种条码识读器是不能够全面判断条码符号的识读性能，这是因为，每个条码识读器的性能都是不同的，条码识读器的光学结构、扫描方式、电子信号处理各有不同，这就不可避免地导致了识读器识读性能各不相同。所以，用有限的条码识读器不能准确地判断条码符号的质量。
2．条码检测仪的类型
检测仪有很多种类型，针对不同的目的，根据它们的应用领域及对它们可能的功能所要求的程度，可将条码检测仪为A类和B类两大类。
A类条码检测仪主要包括多功能型检测仪，这种检测仪主要用于质量控制实验室。它内部的测量装置一般都符合条码检验有关标准的要求（例如测量波长、光路、测量孔径等），能执行全方位的测量功能并能提供对符号的全面的分析报告，进而能够对产生问题的原因进行诊断。使用这种仪器需要对技术方面的知识有较深的理解，因此操作者必须经过特殊的培训。它的测量精度比平均水平要高得多，它的成本当然也很高。这种类型的检测仪有自动化的光学扫描头，能改善移动的均匀性并达到多重的扫描要求，同时进行精确的尺寸测量。这种扫描头具有可互换的测量孔径和光源以适用于测量不同X尺寸的条码符号，并满足不同应用标准的照明的需要。在这类设备中，有一些带有特殊检测软件，通过个人电脑能对符号进行分析并能显示/打印出结果。
B类条码检测仪主要包括所有的简易检测仪。这类检测仪的操作方法比较简单，通常在印刷间或在收货地使用。它们只是非常简单地用来快速检查符号是否在所需的等级范围之内或者比其更好。特别在印刷车间，用于检测以得到条宽增加或减少以及对比度方面的信息，便于印刷人员调整其设备。它们通常采用单一光源和测量孔径，有些此类设备采用激光照明，可以对条码符号实施多重扫描，但是，其测量孔径的形状可能不圆，也无法确定其测量的精确尺寸；在反射率指标测量方面的精度不高。
还有一种专门设计的安装在印刷设备上的检测仪(一些用于高速印刷，另外也有一些用于打印机)，他们对设备印刷出的条码符号进行监控，并对主要的参数、特别是单元宽度提供连续的分析，以使操作者能够非常及时地控制印刷过程。一些设备甚至还能自动反馈控制指令以提高符号质量并重新印刷有缺陷的条码标签。
3．怎样使用条码检测仪
通常在使用条码检测仪前要按照说明书，用所提供的校准标板对设备进行校准——在不用的时候要保证校准标板的洁净与不受损害。有些设备需要根据参考反射率标板手工调节仪器；大多数的检测仪则是自动校准，在使用仪器前，应把校准作为其中的一个使用环节向用户提示。
在任何条件下检测条码符号，条码符号通常应为其最终的状态。如果需要制样，可采取以下措施：首先把要检测的条码符号放在平整的黑色表面上检测，然后再把它放在明亮的表面上重复检测，取结果中较差的那组作为测量结果。如果实际中已经知道符号背底所衬的材料类型，检验时条码背底要衬垫的状态应尽量与之一致。
如果需要手工扫描，就要手持光学扫描头从左到右或从右到左穿过符号，要尽量以平稳的方式和不变的速度，不能太快，也不能太慢，如果想要进行多重扫描，就要在符号高度范围内平均放置这些光头，而不要超出符号的顶端或底端。
条码检测参数值都是依据扫描反射率曲线计算得出的，因此检测仪必须能精确地测量反射率，所以确保设备的正确校准是非常重要的工作，校正是保证测量结果正确性和一致性及可重复性的前提条件。不正确的校准会影响设备的正常运行或者导致测量结果错误。
光源应与实际所用的扫描光相匹配、测量孔径应与所检测的符号的X尺寸范围相匹配。如果光源选择错误，特别是当其峰值波长偏离标准所要求的峰值波长，符号反差的测量值就可能会出现错误（如果条码的颜色不是黑条白空）。在检验EAN/UPC条码时使用670纳米的可见红光为峰值波长，这是因为这个波长接近于使用激光二极管的激光扫描器和使用发光二极管的CCD扫描器的扫描光束的波长。
测量孔径则要根据具体应用的条码符号的尺寸而定，具体的选择方法见具体的应用标准与规范。
（3）条码检测仪的使用
对于光笔式检测仪，扫描时笔头应放在条码符号的左侧，笔体应和垂直线保持15度的倾角（或按照仪器说明书作一定角度的倾斜）。这种条码检测仪一般都有塑料支撑块使之在扫描时保持扫描角度的恒定。另外应该确保条码符号表面平整，如果表面起伏或不规则，就会导致扫描操作不稳定，最终导致条码检测的结果不正确。光笔式条码检测仪应该以适当的速度平滑地扫过条码符号表面。扫描次数可以多至10次，每一次应扫过符号的不同位置。检验者通过练习就能掌握扫描条码的最佳速度。如果扫描得太快或太慢，仪器都不会成功译码，有的仪器还会对扫描速度不当做出提示。
对于使用移动光束（一般为激光）或电机驱动扫描头的条码检测仪，应该使其扫描光束的起始点位于条码符号的空白区之外，并使其扫描路径完全穿过条码符号。通过将扫描头在条码高度方向上上下移动，可以在不同位置上对条码符号进行10次扫描，有的仪器可以自动完成此项操作。
4．条码符号其他参数的检测
我们知道，条码检测仪并不能检测条码符号所有的指标要求，因此在条码检验过程中，除使用条码检测仪检测条码之外，有时还需采用其他的检验方法，其中包括人工的目视检查等。目视检查可以检查条码符号的位置是否合适，条码符号的编码和供人识别字符是否一致，条码数据的结构是否正确等等。
对于商品条码，在高度方向上的截短用条码检测仪是检测不出来的，但是条码高度的截短将影响商品条码在全向式条码扫描器上的识读性能，影响的程度取决于商品条码符号高度截短的程度，因此需要通过人工用尺子对条码高度进行测量。商品条码应用中，条码检测仪同样不能检验出条码是否满足针对商品品种的惟一性要求。要检验商品条码的惟一性，需要检查企业产品的编码数据。
总之，对于各项条码符号标准或规范（符号标准、检测标准、应用标准或规范）中所包含的条码检测仪不能完成的其他技术指标要求，都应该选择合适的测量手段对其进行测量。 |
