2.4 条码检测

条码检测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。检测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。

1．条码检测的有关术语

（1）最低反射率（Rmin）：扫描反射率曲线上最低的反射率值，如图2-2所示。

（2）最高反射率（Rmax）：扫描反射率曲线上最高的反射率值。

（3）符号反差（SC）：扫描反射率曲线的最高反射率与最低反射率之差，（SC=Rmax-Rmin）。

（4）总阈值（global threshold, GT）：用以在扫描反射率曲线上区分条、空的一个标准反射率值。扫描反射率曲线在总阈值线上方所包的那些区域，即空；在总阈值线下方所包的那些区域，即条。GT=（Rmax+Rmin）/2或GT=Rmin+SC/2。

（5）条反射率（Rb）：扫描反射率曲线上某条的最低反射率值。

（6）空反射率（Rs）：扫描反射率曲线上某空的最高反射率值。

（7）单元（element）：泛指条码符号中的条或空。

（8）单元边缘（element edge）：扫描反射率曲线上过毗邻单元（包括空白区）的空反射率（Rs）和条反射率（Rb）中间值（（Rs+Rb）/2）的点的位置。

（9）边缘判定（edge determination）：按单元边缘的定义判定扫描反射率曲线上的单元边缘。如果两毗邻单元之间有多于一个代表单元边缘的点存在，或有边缘丢失，则该扫描反射率曲线为不合格。空白区和字符间隔视为空。

（10）边缘反差（EC）：毗邻单元（包括空白区）的空反射率和条反射率之差。

（11）最小边缘反差（ECmin）：扫描反射率曲线上所有边缘反差中的最小值。

（12）调制度（MOD）：最小边缘反差（ECmin）与符号反差（SC）的比，MOD=ECmin/SC。

（13）单元反射率非均匀度（ERN）：某一单元包括空白区中最高峰反射率与最低谷反射率的差。

（14）缺陷（defect）：最大单元反射率非均匀度（ERNmax）与符号反差（SC）的比，。

（15）可译码性（decodability）：一个与条码条（空）宽度有关的技术参数。是被考察对象的最大允许偏差减去实际印制偏差后剩余的部分与条码最大允许偏差的比值。

（16）扫描反射率曲线：沿扫描路径，反射率随线性距离变化的关系曲线。

2．商品条码的检验项目

商品条码的检验详见《商品条码 条码符号印制质量的检验》（GB/T 18348—2008）。

GB/T 18348—2008规定的检测项目共12项，其中包括参考译码、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、Z尺寸、宽窄比、空白区宽度、条高和印刷位置。

1）参考译码

条码符号可以用参考译码算法进行译码，检验译码结果与该条码符号所表示的代码是否一致。译码正确性是条码符号能被使用和评价条码符号其他质量参数的基础和前提条件。

2）最低反射率

最低反射率（Rmin）是扫描反射率曲线上最低的反射率，实际上就是被测条码符号条的最低反射率。最低反射率应不大于最高反射率的一半（即Rmin≤0.5Rmax）。

3）符号反差

符号反差（SC）是扫描反射率曲线的最高反射率与最低反射率之差，即SC=Rmax-Rmin。符号反差反映了条码符号条、空颜色搭配或承印材料及油墨的反射率是否满足要求。符号反差大，说明条、空颜色搭配合适或承印材料及油墨的反射率满足要求；符号反差小，则应在条、空颜色搭配，承印材料及油墨等方面找原因。

4）最小边缘反差

边缘反差（EC）是扫描反射率曲线上相邻单元的空反射率与条反射率之差。最小边缘反差（ECmin）是所有边缘反差中的最小的一个。最小边缘反差反映了条码符号局部的反差情况。如果符号反差不小，但ECmin小，一般是由于窄空的宽度偏小、油墨扩散造成的窄空处反射率偏低；或者是窄条的宽度偏小、油墨不足造成的窄条处反射率偏高；或局部条反射率偏高、空反射率偏低。造成边缘反差小的部分原因如图2-3所示。边缘反差太小会影响扫描识读过程中对条、空的辨别。

5）调制比

调制比（MOD）是最小边缘反差（ECmin）与符号反差（SC）的比，即MOD=ECmin/SC。它反映了最小边缘反差与符号反差在幅度上的对比。一般来说，符号反差大，最小边缘反差就要相应大些，否则调制比偏小，将使扫描识读过程中对条、空的辨别发生困难。

例如，有A、B两个条码符号，它们的最小边缘反差都是20%, A符号的符号反差为70%, B符号的符号反差为40%，看起来A符号质量好一些。但是事实上A符号的调制比只有0.29，为不合格；B符号的调制比是0.50，为合格。因此，最小边缘反差、符号反差和调制比这3个参数是相互关连的，如图2-4所示，它们综合评价了条码符号的光学反差特性。

6）缺陷度

缺陷度（Defects）是最大单元反射率非均匀度（ERNmax）与符号反差（SC）的比，即Defects=ERNmax/SC。单元反射率非均匀度（ERN）反映了条码符号上脱墨、污点等缺陷对条/空局部的反射率造成的影响。反映在扫描反射率曲线上就是脱墨导致条的部分出现峰，污点导致空（包括空白区）的部分出现谷。若条/空单元中不存在缺陷，那么条的部分无峰，空的部分无谷，这些单元的单元反射率非均匀度等于0。缺陷度大小与脱墨/污点的大小及其反射率、测量光孔直径和符号反差有关。在测量光孔直径一定时，脱墨/污点的直径越大、脱墨反射率越高和污点反射率越低，符号反差越小，缺陷度越大，对扫描识读的影响也越大，如图2-5所示。

7）可译码度

可译码度是与条码符号条/空宽度印制偏差有关的参数，是条码符号与参考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制偏差占用的部分与该可用容差之比中的最小值，如图2-6所示。

参考译码算法通过对参与译码的条/空单元及条/空组合的宽度规定一个或多个参考阈值（即界限值），允许条/空单元及条/空组合的宽度在印制和识读过程出现一定限度的误差即容许误差（容差）。由于印制过程在前，所以印制偏差先占用了可用容差的一部分，而剩余的部分就是留给识读过程的容差。可译码度反映了未被印制偏差占用的、为扫描识读过程留出的容差部分在总可用容差中所占的比例。

8）Z尺寸

Z尺寸（Z dimension）是指条码符号中窄单元的实际尺寸。

9）宽窄比

对于只有两种宽度单元的码制，宽单元与窄单元的比值称为宽窄比。

10）空白区宽度

空白区的作用是为识读设备提供开始数据采集或结束数据采集的信息的。空白区宽度不够，常常导致条码符号不能识读，甚至误读，因此，空白区的宽度尺寸应该保证如表2-1所示。印制的条码符号空白区尺寸应不小于规定的数值，而空白区宽度在条码符号的印制过程中容易被忽视，所以在国际标准ISO/IEC 15420中将空白区宽度作为参与评定符号等级的参数之一。《商品条码》（GB 12904—2008）则将其列入强制性要求，商品条码符号的空白区宽度不符合要求，该条码符号即被判定为不合格。

11）条高

条码的高度越小，对扫描线瞄准条码符号的要求就越高，扫描识读的效率就越低。为保证扫描识读的效率，GS1通用规范和商品条码国家标准都明确说明不应当截短条高。印制的条码符号，条高应不小于标准规定的数值，否则会影响条码符号的识读，如图2-7所示。

12）印刷位置

检查印刷位置的目的是看商品条码符号在包装的位置是否符合标准的要求，以及有无穿孔、冲切口、开口、装订钉、拉丝拉条、接缝、折叠、折边、交叠、波纹、隆起、褶皱和其他图文对条码符号造成损害或妨碍。一般来说只能对实物包装进行此项检查。

3．检测方法

1）检测方法的一般要求

（1）检测带

检测带是商品条码符号的条码字符条底部边线以上，条码字符条高的10%处和90%处之间的区域，如图2-8所示。除了条高和印刷位置外，对所有检测项目进行检测都应该在检测带内。

（2）扫描测量次数

对于每一个被检条码符号，在对参考译码、光学特性、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、Z尺寸、宽窄比和空白区宽度、条高进行检测时，应在图2-8所示的10个不同条高位置各进行一次扫描测量，共进行10次扫描测量。10次扫描的扫描路径应尽量垂直于条高度方向和保持等间距。为了对条码符号质量进行全面的评价，有必要将多个扫描路径的扫描反射率波形的等级进行算术平均，确定符号等级。

2）扫描测量

评价条码符号质量的设备应该具备测量和分析印刷载体上条码符号漫反射率变化的能力。

3）扫描反射率曲线分析和参数值测定

（1）基本方法

通过分析扫描反射率曲线的特征，确定各个参数值。

（2）单元的确定

为了区分条单元和空单元，需要确定一个整体阈值（GT）。整体阈值等于最高反射率与最低反射率之和的1/2的反射率界限值，计算公式如下：

GT=（Rmax+Rmin）/2

式中：Rmax——最高反射率；

Rmin——最低反射率。

在整体阈值之上的每一个曲线包围区域被确定为空单元。在整体阈值以下的每一个曲线包围区域被确定为条单元。

（3）单元边缘的确定

扫描反射率曲线上两相邻单元（包括空白区）空反射率（Rs）、条反射率（Rb）中间值即（Rs+Rb）/2的点的横坐标即该两相邻单元边缘的位置。

（4）参考译码

由条码检测仪对扫描反射率曲线，按单元确定和单元边缘确定方法确定各单元及单元边缘的位置后，根据被检测条码符号的类型，选择适合的参考译码算法对条码符号进行译码。核对译码的结果与该条码符号所表示的数据是否相同，相同为译码正确，不同为译码错误。得不出译码数据为不能被译码。

译码正确则该扫描反射率曲线参考译码的等级定为4级，译码错误或不能被译码则定为0级。

（5）光学特性参数

测定光学特性参数值通常由条码检测仪测定。记录条码检测仪每次扫描后给出的最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比和缺陷度的值。

光学特性参数的等级确定如表2-2所示。根据值的大小，符号反差、调制比和缺陷度可被定为4～0级，最低反射率和最小边缘反差可被定为4～0级。

（6）可译码度

可译码度通常由条码检测仪测定，记录条码检测仪每次扫描后给出的可译码度。可译码度等级的确定如表2-3所示。

4）Z尺寸

用条码检测仪或符合要求的测量器具测量条码起始符左边缘到终止符右边缘的长度，用下面的公式计算Z尺寸：

Z=l/M

式中：Z——Z尺寸，mm；

l——条码起始符左边缘到终止符右边缘的长度，mm；

M——条码中（不含左、右空白区）所含模块的数目（对于EAN-13、UPC-A, M=95；对于EAN-8, M=67；对于UPC-E, M=51）。

根据符号规范规定的X尺寸范围判断Z尺寸是否符合规定。各种类型商品条码符号X尺寸的范围如表2-4所示。

5）宽窄比

宽窄比（N）通常用条码检测仪测量。测量条码中所有条、空单元的宽度，单位为mm。利用得出的Z尺寸，用下面的公式计算ITF-14条码的宽窄比，即

N=（宽条宽度的平均值+宽空宽度的平均值）/（2Z）

式中：N——宽窄比；

Z——Z尺寸，mm。

ITF-14条码符号的宽窄比的测量值应在2.25≤N≤3.00范围内，测量值在此范围内则宽窄比评为4级，否则评为0级。

6）空白区宽度

空白区宽度的要求要符合各种类型条码符号空白区最小宽度的要求。

空白区宽度的测量，可以用具有空白区检测功能的条码检测仪扫描测量，检测仪应能按照空白区的定义测量空白区宽度，根据条码符号的Z尺寸及条码符号空白区最小宽度的要求，对空白区宽度是否满足要求作出判断；也可以人工测量，用符合要求的长度测量器具，在检测带内人眼观察的空白区最窄处测量空白区宽度。人工测量的结果可作为各次扫描反射率曲线的空白区宽度参数值使用。

空白区宽度的等级确定如表2-5所示。

7）条高

条高用符合要求的长度测量器具测量。对商品条码条高的要求如表2-6所示。

8）印刷位置

按GB/T 14257的规定进行目检。

4．检测数据处理

1）扫描反射率曲线等级的确定

取单次测量扫描反射率曲线的参考译码、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、空白区宽度和宽窄比等诸参数等级中的最小值作为该扫描反射率曲线的等级。各参数的等级及扫描反射率曲线的等级用字母表示时，字母等级与数字等级的对应关系是：A—4, B—3, C—2, D—1, F—0。

2）符号等级的确定

10次测量中有任何一次出现译码错误，则被检条码符号的符号等级为0。

10次测量中都无译码错误（允许有不译码），以10次测量扫描反射率曲线等级的算术平均值作为被检条码符号的符号等级值。

3）符号等级的表示方法

符号等级以G/A/W的形式来表示。其中G是符号等级值，精确至小数点后一位；A是测量孔径的参考号；W是测量光波长以nm为单位的数值。例如，2.7/06/660表示符号等级值为2.7、测量时使用的是参考号为06、标称直径为0.15mm的孔径，测量光波长为660nm。

符号等级值也可以用字母A、B、C、D或F来表示，字母符号等级与数字符号等级的对应关系如下：

A——（3.5≤G≤4.0）；

B——（2.5≤G＜3.5）；

C——（1.5≤G＜2.5）；

D——（0.5≤G＜1.5）；

F——（G＜0.5）。

4）扫描反射率曲线各单项参数检测结果的表示方法

对于一个条码符号经检测得出的10个扫描反射率曲线，可以计算各单项参数（除参考译码外）10次测量值的平均值并确定平均值的等级，可以计算参考译码参数10次测量的等级的平均值，把这些测量值的平均值及其相对应等级或等级的平均值作为检测结果，并在检测报告中给出。

5．判定

根据检验结果，按照GB 12904—1991、GB/T 15425—2002、GB/T 16830—2008或《GS1通用规范》中关于符号质量的要求，进行单个商品条码符号质量的判定。

对各种类型商品条码的符号等级的要求如表2-7所示。

6．检验报告

检验报告应包括以下内容：

（1）被检条码符号的条码类型；

（2）条码符号的供人识别字符；

（3）条码符号所标识的商品的名称、商标和规格；

（4）条码符号的承印材料；

（5）测量光波长和测量孔径的直径；

（6）检验依据的标准；

（7）各项检验结果；

（8）符号等级；

（9）判定结论；

（10）检验人、报告审核人和报告批准人的签名；

（11）检验单位的印章；

（12）检验日期。