Технология штрихового кодирования

Вид символа Aztec Code очень систематичен с четко разграниченными функциями частей, обеспечивает простоту процедур кодирования и декодирования, в то же время его математическая структура необычайно гибка и надежна.

Структура символа Aztec Code

Рисунок 11 показывает структуру полного символа Aztec Code. Можно увидеть три постоянных элемента:

1. центральный указатель «мишень»,

2. элементы ориентации по углам  указателя и решетка привязки, пронизывающая область данных.

3. Два переменных элемента структуры: строка короткого режима, обернутая вокруг мишени и от одного до 32 слоев данных толщиной в 2 модуля, спиралью расходящихся от центра.

(Компактный символ Aztec Code содержит маленькую мишень без решетки привязки и только 4 слоя данных)

 

        

Рисунок 11. - Структура Полного символа штрих-кода Aztec

Строка короткого режима и слои данных закодированы с защитой от ошибок по методу Рида-Соломона. Строка режима - это строка фиксированной длины, которая просто кодирует два параметра, несущие информацию о слоях данных, а именно сколько слоев данных содержит данный символ и сколько слов содержится в сообщении (остаток места в области данных заполняется контрольными словами). Таким образом, уровень коррекции ошибок в Aztec Code становится регулируемым по указанию пользователя, и в принципе, слои данных могут содержать от 5% до 95 % контрольных слов, но на практике обычно нецелесообразно изменять стандартное значение в 23% контрольных слов.

Слои данных содержат последовательность кодовых слов, которые сперва кодируют пользовательские данные, затем добавляют к ним выявление и коррекцию ошибок. Защита от ошибок, регулируемая пользователем и использующая дополнительные контрольные слова для заполнения, дополнительно усилена двумя путями: во-первых, размер кодового слова зависит от размера символа, от 6 бит для наименьших символов до 12 бит для наибольших, исключая необходимость чередующихся полей и обеспечивая хорошую зернистость для всех размеров символов. Во-вторых, слова сообщения, занимающие внешние слои символа, поддерживают чистовую коррекцию ошибок в стертых углах символа.

В готовом символе, все элементы структуры перемешаны (кроме прицела), но их роли станут понятны при рассмотрении типичной последовательности декодирования [9].

 

 

 

3.2.3. Декодирование Aztec Code

Рисунок 12 показывает последовательность шагов, выполняемых при чтении символа Aztec Code, приведенного на рисунке 12(A).

Символ Aztec Code «найден» на отсканированной картинке благодаря мишени, центр которой надежно изолирован от краев (подобно островку, расположенному в центре озера, находящегося на острове в центре большого озера и т.д.). Алгоритм поиска, описанный в Спецификации Aztec Code, делает топологию мишени очень заметной, как это показано на рисунке 12(B), независимо от ориентации кода и угла сканирования.

Как только обнаружена область мишени, каждое кольцо мишени прослеживается для уточнения места расположения центра, одновременно находятся 4 угла. Направления и расстояния между соседними углами далее используются для оценки направления и масштаба основных осей символа, как это показано на рисунке 12(C). В зависимости от угла сканирования, они могут пересекаться под непрямым углом и иметь разный масштаб.

 

Рисунок 12. - Этапы декодирования представления Aztec Code

Снова начиная с центра, места расположения модулей рассчитываются к краям символа слой за слоем с уточнением позиций, сохраняя их отцентрованными относительно краев соседних позиций. Этот процесс называемый «наращиванием кристалла» продолжается до достижения первого слоя данных, расположенного за мишенью, который будет смоделирован, как показано на рисунке 12(D). Попутно, возможно обнаружение черно-белого обратного перехода или Компактный формат символа может быть обнаружен и обработан. Далее, элементы ориентации по углам этого граничного слоя позволяют определить перебором четырех возможных ориентаций и их зеркальных отражений, направления основных осей символа (которое «Север», а где «Восток»). Далее, биты строки режима определены, выполнена коррекция ошибок, и разобраны для определения размера декодируемого символа и длины закодированного сообщения.

Если слоев данных четыре или меньше (включая все Компактные символы), зона наращивания кристалла продлевается наружу для достижения пределов поля данных. Для больших символов линейная версия наращивания кристалла используется вместо определения центров всех модулей решетки привязки вплоть до границы символа (рисунок 12(E)). Эти позиции затем интерполируются для определения расчетных точек для всех модуленй данных, как показано на рисунке 12(F). Каждая процедура дает битовую карту содержимого области данных, которая затем преобразуется из спирали в последовательность кодовых слов.

Если любые кодовые слова, даже содержащие одиночные модули, выпадают из отсканированной картинки, или появляются неправильные кодовые слова, требующие «подчистки», используется хорошо известный алгоритм коррекции ошибок Berlekamp-Massey-Chien-Forney. Если процедура коррекции ошибок завершена успешно, сканер подает сигнал и закодированное сообщение реконструировано из последовательности кодовых слов [9].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.4. Основные особенности Aztec Code

В результате представленного рассмотрения технологии становятся понятными некоторые особенности Aztec Code:

1. Слоеная природа полей даных  обеспечивает целостность символов 33 различных размеров и информационной емкости.

2. Указатель в виде мишени обеспечивает считывание при большом изменении угла сканирования.

3. Элементы ориентации дают возможность  считывания при любой ориентации  символа, включая зеркальное отражение.

4. Решетка привязки позволяет  учитывать существенные искривления больших символов.

5. Декодирование от центра к  краю исключает необходимость  полей (свободной зоны) вокруг символа.

6. Надежный управляемый пользователем  механизм коррекции ошибок по  методу Рида-Соломона обеспечивает  высокую производительность и  надежную защиту от ошибок.

7. Расположение полей, устойчивых  к появлению ошибок и повреждений, по краям символа, компенсирует  влияние оптических искажений, возникающих  по краям зоны сканирования.

Последнее оказалось особенно полезно при считывании символов Aztec Code большой емкости ручным сканером. Идеальной формой символа для двухмерного кода должен быть круг, обеспечивающий минимальные искажения при любой ориентации сканера относительно кода. Следующей наилучшей формой символа будет квадрат, углы которого могут быть отрезаны - это и есть Aztec Code [9].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. ШТРИХОВОЙ  КОД НА ПЕЧАТНУЮ ПРОДУКЦИЮ 

Вместе с тем существуют международные стандарты по товарной нумерации отдельных групп товаров, которые имеют существенные отличительные признаки. Это относиться, в частности, к печатной продукции. Для нее существует международный стандарт – ISBN (International Standard Book Number). Он признан в России. Регистрация штрихового кода на книжную продукцию осуществляется Российской книжной палатой.

Штриховой код на книжную продукцию показан на рисунке 13. Над штриховым кодом имеется строка с номером ISBN – цифры, которые связаны с цифрами внизу штрихового кода.

Рисунок 13. - Штриховой код на книжную продукцию

Каждая книга кодируется с помощью девяти цифр, а также печатается контрольное число. Группы этих цифр имеют то же значение, что и стандартный товарный код EAN-13. В данном случае группы цифр означают: цифры 978 замещают код страны (интернациональный код книжной продукции), далее следует код издательства, код книги (№ книги) и контрольное число. Код на книжную продукцию может сопровождаться дополнительным двух – или пятиразрядным кодом, как и в случае стандартного кода EAN-13.

Для периодической печатной продукции (журналы, газеты, сборники трудов и т. д.) также имеется международный стандарт – ISSN (International Standard Serial Number). Регистрацию российского штрихового кода на периодику осуществляет Российская книжная палата. Штриховой код ISSN (рисунок 14) имеет свои особенности, отличные от кода ISBN. Интернациональный код периодической продукции характеризует группа цифр 977. Над штриховым кодом печатается строка с номером ISSN, группа цифр связана с группой цифр под штриховым кодом по аналогии с кодом на книжную продукцию. Штриховой код на периодическую печатную продукцию сопровождается дополнительным двухразрядным кодом с нумерацией от 01 до 12 (месячная периодика) или от 01 до 52 (недельная периодика).      

                           

Рисунок 14. - Штриховой код на периодическую печатную продукцию

 Не рекомендуется самостоятельное построение структуры товарного штрихового кода и выбор места его размещения на товаре, целесообразно оставить эту работу специализированным организациям. Для того чтобы сохранить цветовую композицию товара (или упаковки), применяют цветные штриховые коды. Для печати штрихов и фона штрихового кода необходимо пользоваться специальной цветовой диаграммой, но все-таки желательно наносить на товар черно-белое изображение штрихового кода [3, c. 147].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. ШТРИХОВОЕ КОДИРОВАНИЕ В ШВЕЙНОМ  ПРОИЗВОДСТВЕ 

Выгоды использования штриховых кодов для автоматического сбора данных – скорость, точность и надежность. Доказано, что ввод информации с помощью штрихового кода, как минимум, в 100 раз быстрее и точнее, чем ручной ввод с клавиатуры. Это значительно увеличивает эффективность и производительность для любого программного обеспечения.

О применении штрихового кодирования в швейной промышленности свидетельствует лишь немногие источники. На витебском швейном предприятии «Бель Бимбо» была введена система учета движения готовой продукции, основанной на считывании штриховых кодов. Отмечается, что данная система позволяет проводить «селекцию» удачных моделей и выявить факторы, способствующие успешным продажам. Штриховое кодирование используется также для оперативного управления технологическими процессами и учета выработки работниц в швейном цехе. Тем не менее, отсутствует информация о готовых решениях или методиках по построению систем кодирования, охватывающих весь жизненный цикл изделия на предприятии швейной промышленности.

Для организации оперативного, надежного и точного обмена информацией между участниками производственного процесса в интегрированной автоматизированной проектно-производственной среде швейного предприятия была разработана сквозная система технологического штрихового кодирования производственной информации о швейном изделии и его составных частях на всех этапах его жизненного цикла – от эскиза до размещения на складе готовой продукции (рисунок 15). При этом была учтена специфика совмещения серийного и единого производства применительно к следующим формализованным описаниям: структуре швейного предприятия, алгоритму производственного цикла швейного предприятия в условиях единого информационного пространства, схеме интегрированной базы данных.

 

Рисунок 15.- Структура и реализация штрихового кода модели изделия

Значение префиксов:

0 – модель-эталон;

1 – лекала-эталон;

2 – рабочие лекала;

3 – конструкторско-техническая  документация;

4 – детали кроя;

5 – материал верха;

6 – прокладочный материал;

7 – материал подкладки;

8 – приклад;

9 – готовое изделие.

Скорость запуска в производство с момента принятия на художественном совете предприятия модели к производству во многом определяется не только скоростью подготовки технологической документации, сколько квалифицированной и качественной конфекционной работой. Единая маркировка лекал, материала, кроя, а также приклада позволяет сделать работу цеха подготовки производства, раскройного и швейного цехов боле согласованной, устранить брак по причине ошибок при подборе материала или использовании приклада, не предназначенного для данной модели.

Кодировка готового изделия позволяет организовать, наряду с контролем качества на выходе из пространства, контроль на каждом этапе, что в сочетании с персональной ответственностью заметно повышает качество в целом.

Для увеличения степени автоматизации швейного производства с минимальными затратами необходимо объединение локальных автоматизированных систем в общую систему предприятия, что приведет к созданию целостности информационной среды и базы данных предприятия. Именно сквозное штриховое кодирование является тем инструментом, который позволяет организовать передачу данных без потери их точности, получать информацию об изделии на всех этапах жизненного цикла. Найденное решение штрихового кодирования полностью согласуется с требованиями ГОСТ Р ИСО 9001-2001, обеспечиваются гарантированная сохранность документации и легкое обнаружение соответствующих версий документов в местах их применения [5, c. 46].

 

 

 

 

 

3.5. ПРЕИМУЩЕСТВА ШТРИХ-КОДОВ

Со времени появления штрих-кодов ввод информации стал более точным и быстрым, и соответственно все процессы, связанные с обработкой информации, стали более быстрыми и точными. Потребуется достаточно много времени для того, чтобы выяснить назначение или текущий статус той или иной работы, инструментов, материалов или любого перемещающегося предмета. Штрих-коды помогают отслеживать движения товаров и благодаря этому позволяют экономить время, оперативно отвечать на запросы и реагировать на любые изменения.

Система штрих-кодов открывает потрясающие преимущества для любого рода бизнеса. С помощью штрих-кодов сбор и запись информации становятся более быстрыми и точными процессами, что и позволяет снижать цены, сводить к нулю вероятность ошибок, а также упрощать все процессы товарооборота.