3. Normen
Norm ISO-15415
Die ISO-15415 geht von einem schwarzen Code (Markierung) auf einem weißen Label (Code mit hohem Markierungskontrast) aus.
Es wird in der Norm nur eine Beleuchtungsmethode definiert. Wenn diese Beleuchtung für die jeweilige Markierung nicht passend ist, um ein gutes Bild aufzunehmen, dann macht eine Verifizierung nach ISO-15415 keinen Sinn.
Die Kalibrierung des Verifiers erfolgt über eine sogenannte “White Card”. Durch diese werden die Kameraeinstellungen (Belichtungszeit, Gain, usw.) beeinflusst, damit sich die Weißwerte der Kalibrierkarte mit den Kamerawerten decken. Nach erfolgreicher Kalibrierung werden diese Werte nicht mehr geändert.
Da das Verifiersystem dannach immer mit den selben Einstellungen arbeitet und auf Materialänderungen bzw. Oberflächen keinen Einfluß mehr nimmt, erreicht man akzeptable Bilder nur bei gedruckten Codes.
Zur Verifikation wird das Histogramm (Grauwertverteilung) des Bildes ausgewertet. Die Norm geht hier von einer guten Verteilung der weißen und schwarzen Markierungspunkte des Datamatrix Codes aus. Bei direkt markierten Codes (DPM) hat man aufgrund von Material- und Oberflächenschwankungen jedoch eher graue Codes auf schwarzem Untergrund.
Beispiel für eine gute Markierung nach ISO-15415 (Histogrammverteilung ist optimal:
Beispiel für eine schlechte Markierung nach ISO-15415 (Histogrammverteilung ist schlecht, obwohl Markierung gut ist):
Durch den geringeren Helligkeitsunterschied zwischen den dunklen und hellen Punkten verringert sich der Symbolkontrast des Codes und DPM Markierungen werden tendenziell schlechter bewertet!
ISO-15415 erfüllt daher nur die Mindestanforderungen für DPM Codes und wurde von der AIM-DPM als Industriestandard abgelöst.
- Beleuchtung wurde nicht für DPM Codes definiert
- Fixe Kameraeinstellungen können zu schlechten Bildern führen
- Methode zur Schwellenwertberechnung ist nicht für DPM Codes geeignet
- Referenz-Decode-Algorithm ist nicht für nadelgeprägte Codes geeignet
- Norm benötigt immer 5 Bildaufnahmen
Norm AIM-DPM
AIM-Komitee im Internet: HIER
Die AIM DPM-Qualitätsrichtlinie wurde vom AIM-Komitee im Januar 2007 beschlossen und veröffentlicht.
Sie befasst sich als erste und bis jetzt einzige Norm mit den Problemen der Direktmarkierung (DPM).
Einer der großen Unterschiede zur ISO-15415 ist bereits bei der Bildaufnahme durch den Verifier erkennbar. Es wird hier bereits versucht eine optimale Bildhelligkeit herbeizuführen.
Die Kameraeinstellungen (Beleuchtungszeit, Gain, usw.) werden solange angepasst bis eine optimale Helligkeit von 200 Grauwerten (80% der möglichen Bildhelligkeit) der weißen Punkte des Datamatrix-Codes erreicht wurde.
Der Vorteil bei diesem Prozess ist, dass er unabhängig von der Markierungsmethode (Laser, Nadelpräger, Tintenstrahldrucker, …), der Oberfläche und dem Material arbeitet. Die Kameraeinstellungen können sich dadurch von Teil zu Teil optimal auf die vorhandenen Bedingungen einstellen, da diese Anpassung sehr schnell durchgeführt werden kann.
Nachdem das optimale Bild aufgenommen wurde, wird mit der AIM-DPM Metric die aktuelle Markierungsqualität bestimmt.
- bietet mehrere Beleuchtungsvarianten zur Auswahl (optimale Abstimmung mit Material und Oberfläche)
- ist unabhängig von der Markierungsmethode (auch für genadelte Codes)
- implementiert eine Methode zur Helligkeitsoptimierung des Bildes
- beinhaltet einen neuen Algorithmus zur Bestimmung des besten globalen Schwellwertes
- Metriken korrelieren mit der Markierungsqualität und sind wiederholbar
| Decodeability | |
| Cell Contrast (CC) | Misst den Unterschied zwischen der durchschnittlichen Helligkeit der schwarzen und weißen Codemodule (Punkte). Dies gibt an wie nah sich die schwarzen und weißen Module im Histogramm kommen. |
| Cell Modulation (CM) | Misst die Helligkeitsverteilung/-unterschied aller Zellen einer einzelnen Farbe (Weiß und Schwarz für sich). |
| Fixed Pattern Damage (FPD) | Prüft die Position der einzelen Punkte entlang des Finders, des Clocking Patterns und der Ruhezone. Da der erste Schritt des Lesens immer das Finden dieser vorraussetzt ist dieser Punkt sehr wichtig. |
| Grid Non-Uniformity (GNU) | Beschreibt die Platzierung der Module im Vergleich zur Sollposition. Schwarze als auch weiße Punkte. |
| Axial Non-Uniformity (ANU) | Beschreibt die Rechteckigkeit der einzelnen Module. |
| Unused Error Correction (UEC) | Datamatrix implementiert die Reed/Solomon Fehlerkorrektur. Jeder Datenpunkt sollte auf die richtige Seites des Globalenthreshold im Histogramm fallen. Dies verursacht einen Bit Error, der durch diesen Algorithmus korregiert wird. Ein perfekte Markierung, die keine Fehlerkorrektur benötigt, erreicht eine UEC Bewertung von 100%. Je mehr Fehler sich im Code befinden, desto niedriger wird die UEC Bewertung. Eine Bewertung von 0% bedeutet, dass ein weiterer Fehler den Code nichtlesbar macht. |
| Minimum Reflection (MR) | Der Reflektionsgrad der Kalibrierkarte wird mit dem Reflektionsgrad des aktuellen Teiles verglichen. Der MR Wert ist ein Verhältnis aus Reflektion des Teiles und der Kalibrierkarte. Jeder Teil benötigt ein gewisses Maß an minimaler Reflektion. |
Die Bewertung der Einzel- und des Gesamtergebnisses erfolgt entweder über einen nummerischen Wert (0-4) oder nach dem amerikanischen Schulnotensystem mit Buchstaben (A bis D bzw. F).
| Qualität | Nummernsystem | Buchstabensystem |
| sehr gut | 4 | A |
| gut | 3 | B |
| mittel | 2 | C |
| akzeptabel | 1 | D |
| schlecht | 0 | F |
Das Endergebnis ist das schlechteste Einzelergebnis der Metrik.
Moderne DPM-Lesegeräte können Codes mit einer Qualität von “F” lesen.
Codes mit einer Qualität bis einschliesslich “C” können bedenkenlos akzeptiert werden.
Bei einer Markierungsqualität von “D” oder schlechter ist es ratsam die Markierung zu überprüfen und eventuell das Markierungsgerät zu warten.
