ERLÄUTERUNGEN ZUM DATA MATRIX CODE
und den Normen TR 29158 (AIM-DPM)

Der Datamatrix Code ist ein maschinell lesbarer 2D Code mit hoher Fehlertoleranz.
Im Vergleich zum eindimensionalen Barcode (die Strichstärken bestimmen den Inhalt) werden die Informationen beim Datamatrix in zwei Dimensionen dargestellt.

Abbildung eines Data Matrix Codes und dem Schriftzug penteq

Für sicheres Auslesen ist auch ein geringer Kontrast ausreichend. Bedingt durch den eindeutigen Aufbau ist keine Positionierung des Codes in der Rotation unter dem Lesegerät notwendig.

Datamatrix Codes können somit unter jeder Winkellage gelesen werden. Die Codes können bei vergleichbarer Größe eine höhere Datenmenge als BarCodes enthalten.

Durch die sogenannte Reed-Solomon Fehlerkorrektur können bis zu 30% des Codes schadhaft sein und trotzdem noch zuverlässig ausgelesen werden.

Modul (Zelle):
Eine Zelle ist der einzelne Punkt des Datamatrix Codes und repräsentiert ein Datenbit.
Je nach Markierungsmethode kann eine Zelle rund oder quadratisch ausgeführt sein.

Ruhezone:
Ist jene Fläche, die die den Datamatrix Code umgibt und einschließt. Die Mindestbreite der Ruhezone beträgt eine Zellenbreite. Empfohlen wird eine Ruhezonenbreite von mindestens zwei Zellenbreiten.

Finder:
Ist ein charakteristisches Muster bestehend aus zwei L-förmig angeordneten, durchgängigen Lienen. Mittels Finder kann der Datamatrix Code eindeutig in seiner Lage und Position bestimmt werden.

Clocking Pattern:
Liegt dem Finder gegenüber und wird als gepunktete (unterbrochene) Linie dargestellt. Diese Punkte stehen für die Anzahl der Zeilen und Spalten des Datamatrix Codes.

Daten Region:
Eine einzelne Daten Region kann bis zu 88 Ziffern oder 64 Buchstaben enthalten.

Durch die Vervielfältigung dieser Daten Regionen können im Extremfall Datamatrix Codes mit bis zu 3116 Ziffern bzw. 2335 Buchstaben entstehen.

Die bestehende Fehlerkorrektur erlaubt die Kontrolle bzw. Reparatur von Defekten.

Fachbegriffe:

Auflösung ist die Anzahl der Pixel pro Zelle (Modul).

Reed Solomon dient als Basis für die Fehlerkorrektur des Datamatrix.

ECC (Error Check Code) beschreibt die Möglichkeit der Fehlerkorrektur (Standard ist ECC200).

Datamatrix Codes können quadratisch oder rechteckig ausgeführt werden.

Norm ISO-15415

Die ISO-15415 geht von einem schwarzen Code (Markierung) auf einem weißen Label (Code mit hohem Markierungskontrast) aus und wird für gedruckte Codes herangezogen.

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 gespeichert.

Da das Verifiersystem anschließend immer mit denselben 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.

Durch den geringeren Helligkeitsunterschied zwischen den dunklen und hellen Punkten verringert sich der Symbolkontrast des Codes und DPM Markierungen werden tendenziell schlechter bewertet.

DPM Codes wurden von der AIM-DPM als Industriestandard abgelöst.

AIM-DPM

Die AIM DPM-Qualitätsrichtlinie ist eine Norm, die sich mit der Qualität von Data-Matrix-Codes, die direkt auf die Oberfläche des Artikels aufgebracht und mit einem DPM-Lesegerät gelesen werden, beschäftigt.

Die Norm wurde Anfang 2007 vom AIM-Komitee veröffentlicht. Verglichen mit der Norm ISO-15415 definiert die AIM-DPM Qualitätsrichtlinie alternative Beleuchtungsvarianten und -bedingungen, optimal abgestimmt auf Material und Oberfläche – unabhängig von der gewählten Markierungsmethode.

Nach der erfolgten Bildaufnahme wird mit Hilfe der AIM-DPM Metriken die Qualität der Markierung bestimmt. Die Bewertung erfolgt mit Hilfe eines nummerischen Wertes (4-1) oder nach dem amerikanischen System für Schulnoten (A-F).

Die AIM DPM-Qualitätsrichtlinie oder auch ISO/IEC TR 29158 ist die empfohlene Norm für die Verifikation direktmarkierter Codes. Sie ist ausschließlich für direktmarkierte Data-Matrix-Codes geeignet und unabhängig von der Markierungsart. In Kombination mit einem geeigneten DPM-Verifier gelingt eine optimale Verifikation. Die Norm definiert unter anderem:

Eine neue Auswahl für die Blendenstellungen

Eine neue Berechnungsart der Bildhelligkeit

Anpassungen bei „Fixed Pattern Damage“

Mindestanforderungen der Beleuchtung

Unterschiedliche Beleuchtungsoptionen

Den Umgang mit getrennten Modulen

Die Unterscheidbarkeit von Modulen

Eine neue Schwellwerts-Berechnung

Die oftmals in Unkenntnis für die Verifikation direktmarkierter Codes verwendete Norm ISO 15415 eignet sich nur für gedruckte Data-Matrix-Codes. Gegenüber der AIM DPM-Qualitätsrichtlinie setzt die ISO 15415 unterschiedliche Parameter für die Beleuchtung und die Schwellwert-Berechnung voraus. Die statisch fixierte Bildhelligkeit führt zu schlechten Bildern. Die Referenzlesung kann keine gravierten Codes erkennen. Zusätzlich wird vorausgesetzt, dass Markierungen immer mit einem extrem guten Kontrast herzustellen sind und einen ausgeglichenen Anteil an hellen und dunklen Bereichen aufweisen. Dies ist jedoch bei direktmarkierten Codes nicht immer gewährleistet, da Markierungen je nach Material, Oberfläche und Markierverfahren eine Varianz beim Kontrast aufweisen. Zusätzlich führen bestimmte Markierverfahren zu Unterschieden bei der Helligkeitsverteilung. Das Resultat: Tatsächlich gut direktmarkierte Codes fallen durch.

2018-11-01T06:25:12+00:00
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