要点
ISO 15415とISO 29158のバーコード評価規格は、次のような重要分野で異なります。
- 絞りの選択
- しきい値処理アルゴリズム
- 照明オプション
- 画像センサ露出
- キャリブレーション手順
ISO 29158は、DPMコードに専用のアルゴリズムと柔軟な照明を導入し、ISO 15415と比較して、困難な表面での評価精度を向上させています。
正確なバーコード読み取りは、部品や製品の迅速で信頼性の高い追跡を可能にし、在庫の正確性を確保し、サプライチェーン管理を改善するため、製造業者にとって不可欠です。二次元(2D)コードやダイレクトパーツマーキング(DPM)コードの検証に関しては、正しい規格を理解することが、精度を維持し、業界の規制に準拠するために不可欠です。読み取れないコードは、生産の遅延、コストの増加、追跡や識別のエラーを引き起こし、物流の混乱を招き、製品の品質を損なう可能性があります。
1. 絞りサイズはコードの精度に影響
絞りとは、グリッドの交点でとらえた円形のサンプルのことで、ソフトウェアがセルの明暗を判断する場合に使用します。絞りのサイズは結果に直接影響します。サンプル円が暗いセルと明るいセルの両方をキャプチャすると、灰色の影が作られます。理想的には、絞りは正しい色のセル内の中央にくる必要があります。エッジが鮮明でないセルや、他のセルの色がにじんでいるセルは、灰色になる可能性が高くなります。デコード処理ではイメージがバイナリに変換されるため、灰色の画像は黒または白に変換する必要があります。これにより、不正確さが生じる余地が残ります。絞りのサイズが不適切な場合、大きすぎても小さすぎても、グレードの精度が低下します。
ISO 15415:
- 評価とデコードの推奨絞りサイズは、一般的にモジュールサイズの80%とされています。
- この規格は、不必要なノイズやエラーを発生させることなく、バーコードを正確にデコードするために必要な解像度のバランスをとることで、最適なスキャン性能が保証されます。
ISO/IEC TR 29158 (AIM DPM):
- リーダソフトウェアは、シンボルがデコードされるまで、絞りサイズを自動的に調整します。
- 評価は2つの絞りサイズ(50%と80%)で繰り返され、より良いグレードが最終結果として報告されます。
どちらの絞りでもシンボルをデコードできない場合、デコードの評価は「F」となり、以前の評価段階で異なる絞りサイズでシンボルが認識され、デコードされていた場合でも、レポートに注記が追加されます。
2. グローバルしきい値:15415の固定レンジと29158の適合範囲
グローバルしきい値は、暗さと明るさを示すスケール上のポイントで、セルが明るいと暗いのどちらに近いかを決めます。この比較は次の違いを強調します。
ISO 15415:
- グローバルしきい値は、最高輝度(RmaxまたはRL)と最低輝度(RminまたはRD)の中央値です。
- 紙ラベルの場合、Rmax値は通常、コードまたはクワイエットゾーン内の余白に由来し、紙ラベルの余白には鏡面反射やまぶしさの斑点がないため、一貫性があり、大きく変化しない傾向があります。
ISO/IEC TR 29158
- グローバルしきい値は「大津のアルゴリズム」を用いて計算され、より最適に暗要素と明要素の分散を最小化し、より高い変調値を導き出します。これが、ISO 15415(特にDPMコード)よりも高いグレードを提供する主な理由です。
- DPMコードでは、グレアスポットによってRmaxがコードの他のほとんどの余白と大きく異なることがあります。この食い違いによってグローバルしきい値が上がり、コードの他の領域がそのしきい値に近くなり、変調値が下がります。
3. 照明:標準的な照明アプローチと柔軟な照明アプローチ
照明は、均一で鮮明な照明を確保することで、バーと余白のコントラストを高め、バーコード検出において重要な役割を果たします。適切な照明により、バーコードを不明瞭にする影や反射が最小限に抑えられ、より正確で信頼性の高い読み取りが可能になります。2つのバーコード品質規格の主な違いは、ISO 29158のほうが照明オプションの許容範囲が広いことです。
ISO 15415:
- ISO 15415 のデフォルトは、4面45°照明です。
ISO/IEC TR 29158:
- 読み取り難いDPMコードを照らすための追加の照明角度を満たすもの
- 4面 30°の照明(南北または東西のいずれか)
- 90°拡散同軸照明
- 使用された光源は、角度とアルファベット(4光源はQ、2光源はT、1光源はS)を含む表記で報告されます。
実際のシナリオ:スマートフォンの組み立て製造ラインでは、スクリーンに傷があるか、ひびが入っているかをモデルが予測します。傷と予測したものが実際には亀裂であった場合、交差エントロピー誤差はこの間違った予測にエラーの重大さによってペナルティを与えます。これにより、モデルの精度が向上し、欠陥検出の精度が高まり、コストのかかる組み立てミスを最小限に抑えることができます。
4. 画像センサ:露出を高めるための調整
画像センサはどちらの規格でも同じように動作しますが、ISO29158では、暗いコードを明るくするように露出が自動的に調整され、センサによってグレースケールのすべての範囲が使用されるようになります。両規格とも照明強度は高い(そのため周囲の照明による画像に対する実用的なメリットはありません)ものの、29158では露出値が変更されます。
- 照明強度の最良の表示は露光の持続時間であり、短い露光時間は明るい照明でのみ可能になります。
- 照明強度が増すと露光時間は短くなります。これは望ましい状態です。
- 露光時間の変化が分かっているため、真の明るさを計算することができます。
- 「最小反射率」(MR)パラメータは、29158パラメータ評価の下部付近に位置し、事前調整済み画像の反射率が5%以上のコントラストを持っていることを確認します。
5. キャリブレーション:正確な明るさと反射率のための最適な露光を保証します。
キャリブレーションは、暗いコードがキャプチャされたときに暗く見えるようにし、検証ソフトウェアで反射率の基準値を作成します。このプロセスでは、正確なバーコード読み取りを保証するために、カメラの測定値を実際の反射率レベルにマッピングします。
それは、キャリブレーションカード上で完全に明るい画像を得るための正しい露光時間を決定することから始まります。その後、カードのバーコードシンボルが国立標準技術研究所(NIST)の追跡可能なジャッジ カードに対して測定され、正確なシンボルコントラスト(Rmin/Rmax)値を決定します。これらの値は検証ソフトウェアに入力され、それに応じてカメラの設定が調整されます。
現在のところ、ISO 29158の課題に対処するためのDPM専用のキャリブレーションカードは存在しません。データマトリックス適合性テストカードは使用できますが、コントラスト値はカード上の値と完全には一致しません。検証機は、ISO 15415でテストすることをお勧めします。