Руководство по качеству печати двумерного символа матричной символики
В настоящем приложении приведено описание последовательности действий для оценки качества печати двумерного символа матричной символики, которое может быть адаптировано для любой матричной символики. Указанный метод во многом совпадает с руководством [6] по оценке качества печати символов линейного штрихового кода. Он начинается с получения черно-белого изображения символа с высоким разрешением, управляемого при условиях освещения и наблюдения. Анализируют следующие параметры сохраненного изображения: декодирование, контраст символа, изменение "печати", осевую неоднородность и неиспользованную коррекцию ошибки. Окончательной оценкой символа является значение наименьшего класса среди пяти перечисленных параметров и любых иных, установленных для данной символики или применения.
Представленные в настоящем приложении процедуры должны быть обязательно дополнены рекомендуемым алгоритмом декодирования и другими элементами измерений в пределах требований к символике. Эти процедуры могут быть изменены или отменены в соответствии с действующими требованиями к символике или применению.
C.1 Получение изображения для испытаний
Изображение символа для испытаний должно быть получено в конфигурации, имитирующей типичную ситуацию сканирования данного символа, но с более высоким разрешением, однородным освещением и лучшей фокусировкой. Специализированные применения должны точно регламентировать цвет, угол освещения символа, а также требования к разрешению изображения, но следующие общие схемы испытаний должны соответственно действовать во многих открытых применениях.
Стандартная монохромная видеокамера должна отображать проверяемый символ непосредственно по оси с его центром и нормалью к его поверхности. Используемые линзы должны соответствовать границам всего символа (включая необходимые свободные зоны) в достаточной фокусировке и с достаточно малым полем обзора, чтобы минимизировать оптические искажения. Слабое световое излучение должно однородно освещать область символа хотя бы с двух направлений под углом падения 45°. Проверяемые изображения могут быть переведены с помощью 8-битового черно-белого преобразования в цифровую форму с использованием стандартного оборудования захвата кадров, а полутоновая шкала должна быть откалибрована использованием меток с известным диффузионным коэффициентом отражения.
Независимо от точных оптических установок выбор должен определяться двумя принципами:
- черно-белое проверяемое изображение должно быть номинально линейным и не должно корректироваться в любую сторону, как для усиления контраста, так и для улучшения внешнего вида;
- разрешение изображения должно быть достаточным для совершения однообразных считываний, т.е модуль по длине и по высоте должен охватывать хотя бы пять пикселей изображения.
С.2 Оценка параметров символа
С.2.1 Декодирование
К изображению для испытаний должен быть применен рекомендуемый алгоритм декодирования символики. При успешном выполнении декодирование соответствует классу А (4.0), в противном случае - классу F (0.0).
Параметры декодирования оценивают по принципу да/нет, основанному на том, все ли параметры оптимально отображенного символа достаточно хороши для считывания. Помимо этого, начальное рекомендуемое декодирование решает три дополнительные задачи, необходимые для последующего измерения других параметров качества символа. Во-первых, определяют местоположение и область, занимаемую проверяемым символом в изображении. Во-вторых, применительно к обстоятельствам создают схему расположения координатной сетки центров модулей данных для их выбора. В-третьих, исправляют ошибку и определяют, использовало ли повреждение символа какой-либо резерв ошибки. Как изображения, так и координаты изображения и декодирование ошибки способствуют одному или более из следующих измерений.
С.2.2 Контраст символа
Внутри черно-белого изображения, расширенного до границ любой требуемой свободной зоны, все пиксели изображения, находящиеся в области проверяемого символа, должны быть классифицированы по значениям коэффициента отражения для выбора 10% наиболее темных пикселей и 10% наиболее светлых пикселей. Вычисляют среднее арифметическое значение коэффициента отражения 10% наиболее темных и среднее арифметическое значение коэффициента отражения 10% наиболее светлых модулей. Разность двух средних арифметических значений определяет контраст символа (Symbol Contrast - SC).
Класс контраста символа оценивается следующим образом:
А (4,0) - SC70%;
В (3,0) - SC55%;
С (2,0) - SС40%;
D (1,0) - SC20%;
F (0,0) - SC<20%,
По контрасту символа оценивают, являются ли два состояния отражения символа, называемые светлым и темным, достаточно и единообразно отличными по всей площади символа.
С.2.3 Изменение печати
Для оценки изменения печати вычисляют порог коэффициента отражения как среднее между средней величиной для темных и средней величиной для светлых в соответствии с С.2.2. С использованием порога формируют вторичное двоичное изображение, различающее темные и светлые области.
Параметр изменения печати - это степень соответствующего заполнения темными или светлыми метками границ своего модуля - это важный фактор, свидетельствующий о качестве процесса, влияющий на эффективность считывания. Определенные графические структуры, наиболее показательные по элементному увеличению или уменьшению относительно номинальных размеров, сильно различаются между символиками и должны быть определены в спецификациях, но в общем могут являться как фиксированными структурами, так и изолированным(и) элементом(ми), размер(ы) которого(рых) определяется(ются) подсчетом пикселей двоичного оцифрованного изображения и округляется(ются). Можно независимо установить и проверить более одного размера, например горизонтальное и вертикальное изменение. Для каждого проверяемого размера должны быть определены как номинальное значение , так и дополнительное максимальное или минимальное значение. Каждый измеряемый размер должен быть нормализован по отношению к соответствующим номинальному и предельным значениям: