Анализ возможностей деформации двумерных символик штриховых кодов Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Анализ возможностей деформации двумерных символик штриховых кодов

Ю.С. Андреев,

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой технологии допечатных процессов

Е.А. Пухова,

старший преподаватель кафедры технологии допечатных процессов

М.В. Штин,

аспирант кафедры технологии допечатных процессов

В современном мире штриховые коды заняли важное место. Они встречаются на 98-99% всей производимой продукции. Наличие штриховых кодов на упаковках и этикетках продукции значительно облегчает учет и контроль товара, выполняя функцию идентификации его на пунктах сбора информации, что экономит время, затрачиваемое, например, на инвентаризацию или переучет продукции на складах, ускоряя прохождение товара.

Альтернативным способом контроля и идентификации на данный момент является только магнитное кодирование. Но оно заведомо более дорогостоящее.

Помимо хорошо знакомых всем одномерных штриховых кодов в настоящее время все большую популярность набирают двумерные штриховые символики. Они позволяют кодировать больший объем информации и при этом, в отличие от линейных штриховых кодов, лишены вертикальной избыточности. Это связано с тем, что закодированная информация в двумерных штриховых кодах располагается в двух направлениях: по горизонтали и по вертикали. Чаще всего они содержат либо информацию о производимом продукте, либо ссылку на интернет-ресурс фирмы производителя. Нередко двумерные символики располагаются вместе с линейными штриховыми кодами.

Наиболее распространенными представителям двумерных штриховых кодов являются символики Aztec Code, MaxiCode, DataMatrix и QR Code. Характеристики данных символик представлены в табл. 1 [1, 2].

Таблица 1

Характеристики двумерных символик штриховых кодов

Характеристика технологии QR Code Aztec Code MaxiCode DataMatrix

Считывание кода автономно Да Да Да Да

Печать на черно-белом принтере Да Да Да Да

Оптимизация для существующих технологий печати (форма модуля) Изображение строится из квадратных модулей Изображение строится из квадратных модулей Изображение строится из шестиугольных модулей Изображение строится из квадратных модулей

Нанесение на различные материалы Да, достаточно контрастного двухцветного изображения Да, достаточно контрастного двухцветного изображения Да, достаточно контрастного двухцветного изображения Да, достаточно контрастного двухцветного изображения

Максимальный объем данных (при максимальном уровне коррекции ошибок) Около 2~3 байт Около 2 байт Около 90 байт Около 2~3 байт

Минимальный размер 21x21 (модули) 15x15 (модуль) Фиксированный размер: 30x30 (модуль) 10x10 (модуль)

Максимальный размер 177x177 (модуль) 151x151 (модуль) 144x144 (модуль)

Коды коррекции ошибок Исправляется до 30% повреждений (фиксированные уровни в 7%, 15%, 25% и 30%) Исправляется до 95% повреждений (уровень от 5% до 95%, стандартно 23%) Исправляется до 20% повреждений (фиксированные уровни в 15%, 20%) Исправляется до 30% повреждений

Окончание табл. 1

М

Характеристика технологии QR Code Aztec Code MaxiCode Data Matrix

Устойчивость пространственного распознавания кода Поворот на произвольный угол Поворот на произвольный угол, зеркальное отражение Поворот на произвольный угол Поворот на произвольный угол

Открытость формата Формат свободен, но не до конца Формат открыт, но защищен патентами Формат открыт, но защищен патентами Формат свободен, но не до конца

Поддержка индустрией Широкая, в том числе и в промышленности Используется в онлайновых билетах многих авиа- и ж/д компаний, а также в регистрационных документах на автомобили в Польше Внутреннее употребление компанией UPS Широкая, в том числе и в промышленности

Создание кодов Бесплатно Бесплатно Бесплатно Бесплатно

Цифровая подпись Нет Нет данных Нет данных Нет

Достаточно часто при использовании штриховых кодов возникает проблема нестабильности их считывания. Это может быть вызвано рядом причин:

- искажения при печати;

- повреждение штрихового кода при транспортировке или эксплуатации;

- размещение его в труднодоступном для сканирования месте;

- размещение на поверхности, образованной кривыми различного порядка;

- размещение на материалах, способных изменять свои геометрические размеры в процессе хранения и эксплуатации, и деформация кода в процессе эксплуатации.

Ставится задача: выяснить пределы возможных искажений двумерного штрихового кода для различных символик.

Для исследования были выбраны штриховые коды символик Aztec Code, MaxiCode, DataMatrix и QR Code, так как они являются наиболее популярными. В зависимости от объема закодированной информации размеры получаемого штрихового кода могут быть различными. Для получения наиболее полных результатов по пределам возможных деформаций штриховой код, для каждой выбранной двумерной символики, был получен с двумя различными объемами закодированной информации: ссылками на интернет-ресурсы различной длины (рис. 1, 2). Характеристики исследуемых образцов приведены в табл. 2.

А Б В Г

Рис. 1. Изображение выбранных двумерных символик с закодированной информацией http://www.mgup.ru: А - QR Code, Б - Aztec Code, В - MaxiCode, Г - DataMatrix

А Б В Г

Рис. 2. Изображение выбранных двумерных символик с закодированной информацией http://www.vodopad-ru.ru/vodopady_fen_shuj.html: А - QR Code, Б - Aztec Code, В - MaxiCode, Г - DataMatrix

Таблица 2

Характеристики исследуемых образцов двумерных штриховых кодов

Характеристики QR Code Aztec Code MaxiCode DataMatrix

Размер символики (закодированная информация: http://www.mgup.ru), модуль 25x25 19x19 30x30 18x18

Размер символики (закодированная информация: ttp://www.vodopad-ru.ru/ vodopady_fen_shuj.html), модуль 34x34 27x27 30x30 26x26

Уровень коррекции ошибок, % 15% 23% 15% 30%

Исследование влияния деформации на штриховой код проводилось методом моделирования. Для моделирования процесса деформации использовалось программное обеспечение для обработки векторной графики CoralDRAW Graphics Suite X5. Для каждого полученного штрихового кода применялись изменения деформации сжатия и растяжения с шагом 5% (см. табл. 3 и табл. 4). Направление деформации использовалось только горизонтальное, так как двумерные штриховые коды данных кодировок считываются одинаково в обоих направлениях.

Для проверки считываемости штриховых кодов, полученных в процессе моделирования, использовалось следующее оборудование с соответствующим программным обеспечением: промышленный сканер Intermec SR 30 и мобильный телефон Samsung Galaxy S.

Выводы

1. Чем больше закодированной информации в штриховом коде, тем он более уязвим для деформаций. Это характерно для символик QR Code, Aztec Code, DataMatrix.

2. При увеличении информационной плотности штрихового кода символики MаxiCode пределы допустимых деформаций уменьшаются.

3. Штриховой код символики Aztec Code является наиболее устойчивым для всех видов деформаций, наименьшую устойчивость к деформациям показал штриховой код символики QR Code.

4. Деформация растяжения оказывает наименьшее влияние на результат считывания штриховых кодов рассмотренных символик.

5. При использовании штриховых кодов необходимо учитывать, какое оборудование будет использоваться для их считывания.

»

VI

Таблица 4

Влияние деформации растяжения штрихового кода на его считываемость

Символика/ считывающее оборудование QR Code, предельные деформации, % Aztec Code, предельные деформации, % MaxiCode, предельные деформации, % DataMatrix, предельные деформации, %

Размер символики, модуль 25x25 34x34 19x19 27x27 30x30 30x30 18x18 26x26

Сканер Intermec SR ВО Более 200% 185% Более 200% Более 200% 190% 190% 185% 140%

Приложение мобильного телефона Samsung Galaxy S 160% 145% Более 200% Более 200% - - 180% 140%

Таблица 3

Влияние деформации сжатия штрихового кода на его считываемость

Символика/ считывающее оборудование QR Code, предельные деформации, % Aztec Code, предельные деформации, % MaxiCode, предельные деформации, % DataMatrix, предельные деформации, %

Размер символики, модуль 25x25 34x34 19x19 27x27 30x30 30x30 18x18 26x26

Сканер Intermec SR 30 35% 55% 10% 10% 25% 35% 15% 30%

Приложение мобильного телефона Samsung Galaxy S 50% 70% 25% 25% - - 25% 40%

Использование промышленного сканера значительно расширяет пределы возможных деформаций двумерных символик по сравнению с приложениями мобильных телефонов.

Библиографический список

1. Сравнение характеристик штрих-кодов : [Электронный ресурс] Свободная энциклопедия. Режим доступа : 1"|Нр://шшш^ИресНа. org/wiki/%D1%F0%E0%E2%ED%E5%ED%E8%E5_ % F5%E0%F0 % E0%EA%F2 % E5%F0%E8 % F1% F2%E8%EA_ % F8%F2%F0%E8%F5%EA%EE%E4%EE%E2 свободный. Загл. - с экрана. Дата обращения : 20.09.2012.

2. ГОСТ Р 51294.6-2000 (ИСО/МЭК 16023-2000) «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Мах^оСе (Максикод)».