I/O

I/Oメニューには、リーダの種々の状態に関するメッセージの有効化と無効化、LEDの設定、シンボル品質に関するメッセージの有効化と無効化、コンベヤやライトスタックなどの外部システムへのシグナルの送信など、多種多様なリーダの挙動を制御するコマンドがすべて表示されます。

 

コマンドパラメータはメニューから直接変更できます。

 

I/Oメニュー

 

シンボルのグレーディング

グレーディングの概要

ここに示したシンボルのグレーディング機能を、シンボル検証と混同しないようにしてください。シンボルのグレーディングにおける個別のパラメータ測定は、確認基準に従って実装されます。ただし、キャリブレーションなどの準拠確認方法は、リーダ設定で行なうことはできません。準拠確認はこのヘルプトピックの範囲外ですが、一部のトピックを確認することで、実装されている機能の展開方法を知ることができます。

 

検証機は、検証用仕様に関する厳しい要件を満足するために統合されたシステムです。検証機システムには、準拠確認を実行するための専用機能が実装されています。検証機には、基準で明白に定義されている要件だけでなく、測定の精度や再現性に悪影響を与えるばらつきの原因を排除する一般的な設計機能も備わっています。リーダは、追跡用の読み取りを必要とするシステムに対して、製品柔軟性を最大限に高めることができるよう設計されています。サイズ、コスト、読み取り範囲、読み取り率など、リーダの主な設計仕様は、検証機とリーダとの基本的な設計の相違を決定する条件です。こうした設計上の妥協点を理解することで、リーダシステムを最適化し、グレーディングの精度や再現性を向上させることができます。

 

V430-F シリーズのリーダにはキャリブレーション機能は実装されていません。リーダがキャプチャした画像はそのままの形で処理され、画像強度の値(0~255)は、0~100%の反射率としてグレーディングする目的で、直接マッピングされます。さらに、グレーディングでは、合成開口を適用する必要があります。通常、検証機は、アプリケーション基準の要件と寸法キャリブレーションと組み合わせて開口を適用します。キャリブレーションを行なわない場合、公称シンボル寸法の割合として、開口を指定する必要があります。最後に、キャリブレーションプロセスを通じて提供されるデータを使用して、ISO 29158の最小反射率などの確認指標が算出されます。こうしたプロセスを経ていない確認基準は、代表値として使用することはできません。

 

 

セットアップ時の注意事項

下に、標準印刷マークのグレーディングの際に行なわれるセットアップの主な目的を挙げました。ISO 29158でドットピーンマークなどのDPMマークをグレーディングする際には、シンボルから適切な反応を得るために、異なる照明や軸方向の照明が必要となることがあります。

 

 

 

 

 

照明の分布

 

高精度で再現性の高いグレーディングを実行するには、検査エリア上に均等に分布した照明を当てることが重要です。一般に、ISO 15416グレーディングが、照明の変化に対して最も敏感なグレーディング法です。これは、一般に、1Dシンボルは、視野に占める範囲が最大で絶対測定値に依存するグレーディング測定値はこの範囲内でかなり大きな影響を受けるからです。検査エリア内でできる限り平坦な応答を達成できるように注意することが重要です。不均一な照明はシンボルのグレーディングに影響するだけでなく、測定値の再現性にもかなり大きく影響します。たとえば、シンボルによっては、視野の中央と、視野の端や隅の近くとで、結果が異なることがあります。完全に平坦な応答を実現する照明を当てれば位置による変化は生じませんが、これは常に可能とは限りません。シンボルの提示方法、場所、一貫性に注意を払うと、グレーディングの再現性が著しく改善できます。

 

光学的な歪み

 

検査しているシンボルの光学的な歪みも結果に影響を与えます。光学的な歪みには様々な原因が考えられます。光学系それ自体が非線形の歪みの原因となります。作動距離が短くなればなるほど、こうした歪みはシンボルに大きな影響を与えます。作動距離を長くすると、シンボルからレンズシステムへの入射する光の角度変化による影響が小さくなります。シンボルを遠くまで離すとピクセル/要素の解像度が減少し、照明プロファイルが変化するので、こうしたパラメータを最適化するよう注意を払う必要があります。シンボルは、撮像装置に対して90度に近い角度に配置する必要があります。軸の中心から離れた画像も歪みの原因となります。光学的な歪みは主に2Dグレーディング、特に、軸とグリッドの非均一性に最も影響を与えますが、他の指標に対してもカスケード効果を発生させます。

 

デジタル解像度

 

ソフトウェアに十分なデータを提供して、グレーディングパラメータを正確に測定できるように、画像のデジタル解像度を最小にする必要があります。ISO 15416グレーディングでは、公称シンボル寸法ごとに4個のピクセルが必要です。ISO 15415およびISO 29158グレーディングでは、公称シンボル要素ごとに6個のピクセルが必要です。1Dでピクセル3個以上、2Dでピクセル5個以上であれば、最高の画質で撮影することができます。これはシステムに依存し、システム焦点と照明を最適に調整する必要があります。解像度が不十分であると再現性が影響を受け、独立パラメータの質が全般的に低下します。

 

光学的解像度

 

光学的解像度とは、光学系が画像の細部まで分解できる能力のことです。画像中のシンボルのデジタル解像度が高くても、光学的解像度が高いとは限りません。システムは、画像を細部まで正確に分解できる必要があります。このためには、光学的な焦点を厳密に合わせ、システムの光学的解像度に悪影響を与えないように作動距離や照明の色などの条件を吟味する必要があります。光学系のセットアップを設計する際には、撮像装置で変調伝達関数(MTF)が最良になるように評価して最適化する必要があります。光学的解像度が劣っていると、モジュレーションスコアが低下し、他の指標に対してカスケード効果を発生させます。

 

 

一般的グレーディング機能

グレーディングプロセス

 

このトピックで説明される、3つのグレーディング仕様は、検査プロセスが互いに異なりますが、いずれも、X-Modeデコーダの設定の適不適によって、特定のシンボルタイプの読み取り結果が大きく左右されます。グレーディング評価は、X-Modeデコーダによってシンボルが識別されるまで実行されません。グレーディング仕様を満たすシンボルがデコーダによってデコードされると、個別のグレード評価が開始されます。この評価によってプロセス全体の処理時間が著しく長くなることがあり、各仕様は独立した評価を必要とします。さらに、特定の仕様でいずれかのパラメータを有効するには、完全なグレード評価を実行する必要があります。

 

 

グレーディング - ISO 15416

概要

 

このセクションでは、リーダのファームウェアに実装されているISO 15416のグレーディング機能について説明します。印刷の質に関する詳細については、無料AIMガイドThe Layman's Guide to ANSI, CEN, and ISO/IEC Linear Bar Code Print Quality Documentsまたは関連ISO仕様の文献をご覧ください。

 

サポートされるシンボル

 

 

 

 

 

 

 

最小解像度

 

 

 

使用法 / 注意事項

照明とISO 15416グレーディング

 

ISO 15416グレーディングの精度と一貫性は、視野の照明に著しく左右されます。ISO 15416グレーディングでは、撮像されたシンボルの個別の走査線によって評価されます。この走査線によって、走査線のグレーディング法の基礎となるスキャン反射率プロファイルと呼ばれるシグナルが生成されます。この走査線グレーディング方法では、固定強度閾値を使用して、シグナルの状態がバーとスペースのどちらを表現しているかが決定されます。さらに、この閾値は、コントラスト、モジュレーション、欠陥の測定値の参照値として使用されます。X-Modeデコーダによるシンボルの読み取りは、多種多様な照明プロファイルで達成できますが、欠陥を正確にグレーディングするには、厳格な環境管理が必要となります。必要な精度は、肉眼では簡単に判別できません。内部照明を使用した標準リーダで撮影した次の画像によって、肉眼にはほんのわずかにしか見えない変化がグレーディングパフォーマンスにどの程度大きな影響を与えるかがわかります。撮像画像の右側に、画像の線スキャンのスキャン反射プロファイルが2個表示されています。視野全体に広がる大きなシンボルでは、強度が劇的に変化しています。シンボル中央の空間は、視野両端のクワイエットゾーンよりも、信号強度が50%高くなっています。同様に、視野下部の小さなシンボルは、領域全体にわたって応答がかなり弱くなっています。このような場合、欠陥の物理的な位置によって、モジュレーションスコアと欠陥スコアの差が小さくなります。視野内でシンボルを動かすと、それに伴ってスコアが変化します。ISO 15416グレーディングを実行する際には、外部照明を使用して、応答特性にできる限り沿って評価することが推奨されます。

 

 

図1:不均一な照明

 

 

合成開口

 

合成開口は、グレーディングで走査線プロファイルを抽出する際に画像に適用されるISO 15416のプロセスです。開口は、図2の下に示した、走査線に沿った円形領域平均化プロセスです。  

 

 

図2:走査線開口

 

 

この平均化では、読み取り機器による典型的な取得テクニックと同程度に、画像中の情報が一般化されます。確認システムには、検査の対象となるシンボルの物理的寸法やGS1などのアプリケーションの標準ガイドラインに基づいた開口が実装されています。光学設定が変化しキャリブレーションプロセスが実装されていないリーダでは、検査対象のシンボルの物理的サイズを決定することができません。このため、開口は、評価対象のシンボルの公称寸法の割合として設定できるパラメータになっています。デフォルト値は、大部分のアプリケーション基準に近い一般的な事例に合わせた値になっています。この割合がグレーディングの目的に一致するか否かを確認することは、ユーザの責任です。図3に、開口の効果を図示しました。開口の設定が大きいほど、欠陥に対する感度が低下し平均化効果が大きくなりますが、モジュレーションが低下します。

 

 

図3:開口の効果

 

総合グレード、スキャングレード、個別パラメータのグレード

 

総合グレードはISO 15416で定義されたプロセスに従って算出されます。これは誤解されることが多いので、ここでもう一度確認します。総合グレードは、検査領域全体に適用される個別のスキャングレードの平均値です。リーダは個別のスキャングレードを表示しませんが、内部で算出されます。こうした個別のスキャングレードは、走査線評価でエッジ決定やクワイエットゾーンの要件を満たさない走査線、すなわち、0 / Fと評価される、任意のパラメータの最低グレードです。リーダによって提供される個別のパラメータグレードは、評価対象の各スキャンにおける個別のパラメータグレードの平均値です。こうした個別の平均パラメータグレードは、それ自体は総合グレード計算には使用されませんが、総合グレードが劣化する原因を診断する上で役立ちます。このため、特に、種々のパラメータによってシンボルのグレードが劣化する状況では、総合グレードが最低平均グレードよりも低くなることがあります。

 

 

コンフィギュレーション

開口

 

これによって、評価対象のシンボルの細い公称要素幅に対する割合として設定される、グレーディング用開口サイズが決定されます。たとえば、6 mil開口を使用して13 mil UPCシンボルをグレーディングしたい場合、開口は46%と設定されます(6/13 = 0.46)。

 

ISO 15416グレーディングシリアル出力

 

シリアル出力に対して、各グレード指標を個別に有効にすることができます。この出力は、グローバルデコード/トリガ出力モードパラメータによって設定される3種類のフォーマットのいずれかです。モードは文字グレードA~F、実測指標値(0~100)、または、グレード値のスコアとして設定できます。ここでグレードA~Fは0~100にマッピングされます。有効化された出力は、グレード区切り文字を使用してシンボルデータに添付されます。これは、グレード指標セクションで表示される順番に添付されます。

 

ISO 15416グレーディングロジックアウトプットと閾値1~3

 

利用可能な3個のロジック出力は、個別のグレード指標によって設定し駆動できます。各出力には、それぞれ対応する有効化フィールドと閾値フィールドがあり、これは、グレードが閾値以下に低下したときに出力検証を制御するために使用されます。

 

 

グレード指標

総合グレード

 

総合グレードはISO 15416仕様に従って算出されます。総合グレードは、シンボルに適用される個別の走査線グレードの平均です。個別の走査線グレードは、個別のスキャンの際に観察される最低の個別パラメータグレードです。出力ではこのスキャングレードは利用できません。詳細については、本ヘルプトピックで説明された総合グレード、スキャングレード、個別パラメータのグレードをご覧ください。

 

エッジ決定

 

各スキャンごとに要素の幅が適切に決定できるように、エッジ決定チェックが実行されます。反射率プロファイルが不均一であったり、損傷のタイプが異なる場合、エッジ決定が失敗することがあります。エッジ決定が失敗すると、デコードスキャンも失敗します。

 

デコード

 

ISO 15416仕様に従って、デコードが計算され、各スキャンごとにグレーディングされ、総合グレードの計算に使用されます。出力されるパラメータのグレードと値は、シンボル全体にわたって測定されるスキャンの平均値です。

 

コントラスト

 

シンボルコントラスト測定値は、キャプチャされた画像で8ビット(0255)の強度で表示され、直接、0~100%の反射率に関連付けられます。ISO 15416仕様に従って、シンボルコントラストが計算され、各スキャンごとにグレーディングされ、総合グレードの計算に使用されます。出力されるパラメータのグレードと値は、シンボル全体にわたって測定されるスキャンの平均値です。

 

最小反射率

 

反射率が最小反射率を下回ると、バーによって基質との応答の差が適切に表現されず、読み取り精度が低下して測定が失敗します。白い背景の非常に薄いグレーのバーと、グレーの背景の非常に濃いバーで表現されます。シンボルは両方ともローコントラストですが、後者の方が最小反射率スコアは高くなります。明るい背景に対する薄いグレーのバーがわずかに変化することによって、グレーの背景に対する非常に濃いバーの微小な変化よりも、大きなエラーが発生します。ISO 15416仕様に従って、最小反射率が計算され、各スキャンごとにグレーディングされ、総合グレードの計算に使用されます。出力される最小反射率パラメータのグレードとその値は、シンボル全体にわたる各測定スキャンの平均値です。 

 

最小エッジコントラスト

 

最小エッジコントラスト測定値は、キャプチャされた画像で8ビット(0255)の強度で表示され、直接、 0100%の反射率に関連付けられます。最小エッジコントラストは、シンボル内の各要素エッジが最小値を達成する絶対測定値です。熱やインク転写が不均一であったり、基質が不均一であったり一貫性のない場合、場所によってバーの端が識別しにくくなることがあります。ISO 15416仕様に従って、最小エッジコントラストが計算され、各スキャンごとにグレーディングされ、総合グレードの計算に使用されます。出力されるパラメータのグレードと値は、シンボル全体にわたる各測定スキャンの平均値です。

 

モジュレーション

 

モジュレーションは、シンボルコントラストに対するエッジコントラストの相対測定値です。良好なモジュレーションとは、コントラストのメリットを十分生かした印刷プロセスを意味します。モジュレーションが良好であると、特に他の領域の質が低下したときに、読み取りプロセスのマージンが比較的大きくなるので、重要です。モジュレーションは、ISO 15416仕様に従って、デコードが計算され、各スキャンごとにグレーディングされ、総合グレードの計算に使用されます。出力されるパラメータグレードと値は、シンボル全体にわたる各測定スキャンの平均値です。

 

欠陥

 

欠陥は、印刷されるバーやスペースの異常性を表わす測定値です。これは、印刷の問題や、傷や基質材料の問題などが原因で生じることがあります。欠陥が大きい場合、存在しないスペースやバーが導入され、読み取りの間違いや失敗の原因のなります。ISO 15416仕様に従って、欠陥が計算され、各スキャンごとにグレーディングされ、総合グレードの計算に使用されます。出力されるパラメータのグレードと値は、シンボル全体にわたって測定されるスキャンの平均値です。

 

復号容易度

 

復号容易度は、デコードされたシンボルの特性とその理想的な状態との差を表わす測定値です。特性が理想から遠ざかるほど、読み取りが失敗したり、読み取りミスが生じます。その原因はさまざまですが、可能性の高い原因として、必要な解像度で印刷できない機器が使用されたり、シンボルのソースデータが不適切であったり、変換中に質が低下することが挙げられます。ISO 15416仕様に従って、復号容易度が計算され、各スキャンごとにグレーディングされ、総合グレードの計算に使用されます。出力されるパラメータのグレードとその値は、シンボル全体にわたる各測定スキャンの平均値です。

 

クワイエットゾーン

 

クワイエットゾーンとは、開始文字や終了文字の前後における走査線の評価のことです。必要なクワイエットゾーンはシンボルによって異なり、シンボル仕様に従って評価されます。クワイエットゾーンはISO 15416仕様で個別に処理されるパラメータではなく、ISOグレードのデコードパラメータの一部として評価されます。クワイエットゾーンのスキャンが失敗すると、デコードスキャンも失敗するので、総合グレードが低下します。クワイエットゾーンパラメータは、平均スキャンの結果として提供され、合格スキャンにはA / 4.0グレードが、不合格スキャンにはF / 0.0が与えられます。クワイエットゾーンのシリアル出力が文字グレードの場合、スキャンの95%が合格しなければなりません。シリアル出力が数字グレードの場合、出力に合格率が表示されます。

 

 

グレーディング - ISO 15415

概要

 

このセクションでは、リーダのファームウェアのISO 15415グレーディング機能について説明します。

 

サポートされるシンボル

 

 

 

最小解像度

 

 

 

コンフィギュレーション

ISO 15415グレーディングシリアル出力

 

シリアル出力に対して、各グレード指標を個別に有効にすることができます。この出力は、グローバルデコード/トリガ出力モードパラメータによって設定される3種類のフォーマットのいずれかです。モードは文字グレードA~F、実測指標値(0~100)、または、グレード値のスコアとして設定できます。ここでグレードA~Fは0~100にマッピングされます。有効化された出力は、グレード区切り文字を使用してシンボルデータに添付されます。これは、グレード指標セクションで表示される順番に添付されます。

 

ISO 15415グレーディングロジックアウトプットと閾値1~3

 

利用可能な3個のロジック出力は、個別のグレード指標によって設定し駆動できます。各出力には、指標に対応する有効化設定と閾値があり、出力検証を制御するために使用されます。

 

開口

 

グレーディングに使用される開口サイズは、評価対象のシンボルの公称寸法の割合として設定されます。.通常、ISO 15415は80%の開口として適用されますが、制御アプリケーションでは、開口が小さい方がプロセスコントロールに有効となることがあります。

 

 

グレード指標

総合グレード

 

総合グレードは最低の個別パラメータグレードです。総合グレードはISO 15415仕様に従って算出されます。

 

コントラスト

 

シンボルコントラストは、開口によって測定される、シンボル領域における最大反射率と最小反射率との差です。シンボルコントラストの測定値は、8ビット(0255)の強度で表示され、直接、0100%の反射率に関連付けられます。シンボルコントラストはISO 15415仕様に従って算出されます。

 

モジュレーション

 

モジュレーションは暗いセルと明るいセルとがどの程度区別できるか示す測定値で、シンボル内のコード名を適切にデコードするために適用されます。モジュレーションはISO 15415仕様に従って算出されます。

 

反射率マージン

 

反射率マージンはモジュレーションと同じ手順で計算されますが、個別のセルの状態エラーが考慮されます。反射率マージンはISO 15415仕様に従って算出されます。

 

固定パターン損傷

 

固定パターン損傷は、データを発見して抽出するために使用されるシンボルの固定パターンの要素を評価します。固定パターン損傷はISO 15415仕様に従って算出されます。

 

軸の非均一性

 

軸の非均一性は、シンボルの2個の軸の総合寸法間の関係に関する測定値です。軸の非均一性はISO 15415仕様に従って算出されます。

 

グリッドの非均一性

 

グリッドの非均一性は、シンボルの4隅で形成される理想的なグリッドに対するデコーディンググリッドの差の測定値です。グリッドの非均一性はISO 15415仕様に従って算出されます。

 

未使用誤り訂正

 

未使用誤り訂正は、デコードされたシンボル内の誤りを訂正した後で利用できる残りの誤り訂正の測定値です。これはISO 15415仕様に従って算出されます。

 

 

グレーディング - ISO 29158

概要

 

このセクションでは、リーダのファームウェアに実装されているISO 29158のグレーディング機能について説明します。

 

サポートされるシンボル

 

 

最小解像度

 

 

 

コンフィギュレーション

ISO 29158グレーディングシリアル出力

 

シリアル出力に対して、各グレード指標シリアル出力に対して、各グレード指標を個別に有効にすることができます。この出力は、グローバルデコード/トリガ出力モードパラメータによって設定される3種類のフォーマットのいずれかです。モードは10進法(4.0~0.0、4.0が最高グレード)、実測指標値(100~0)、または、正規化されたグレード値のスコアとして設定できます。その場合グレード4.0~0.0は100~0にマッピングされます。有効化された出力は、グレード区切り文字を使用してシンボルデータに添付されます。これは、グレード指標セクションで表示される順番に添付されます。

 

ISO 29158グレーディングロジックアウトプットと閾値1~3

 

利用可能な3個のロジック出力は、個別のグレード指標によって設定し駆動できます。各出力には、指標に対応する有効化設定と閾値があり、出力検証を制御するために使用されます。

 

 

ISO 29158指標

総合グレード

 

総合グレードは、評価されたすべてのパラメータの最小グレードで、最小反射率は評価されません。

 

セルコントラスト

 

セルコントラストは、グリッド中心の測定値から算出される統計値を使用するISO 15415とは異なる、コントラストの測定値です。セルコントラストはISO 29158仕様に従って算出されます。

 

セルモジュレーション

 

セルモジュレーションは、セルコントラストと同様にISO 15415の変形バージョンです。セルモジュレーションはISO 29158仕様に従って算出されます。セルモジュレーションとISO 15415のモジュレーションパラメータの計算方法が異なるので、ISO 29158では、ISO 15415仕様で考慮される反射率マージンを使用する必要がないことに注意してください。

 

固定パターン損傷

 

固定パターン損傷は、データを発見して抽出するために使用されるシンボルの固定パターンの要素を評価します。固定パターン損傷はISO 29158仕様に従って算出されます。

 

軸の非均一性

 

軸の非均一性は、シンボルの2個の軸の総合寸法間の関係に関する測定値です。軸の非均一性はISO 29158仕様に従って算出されます。

 

グリッドの非均一性

 

グリッドの非均一性は、シンボルの4隅で形成される理想的なグリッドに対するデコーディンググリッドの差の測定値です。グリッドの非均一性はISO 29158仕様に従って算出されます。

 

未使用誤り訂正

 

未使用誤り訂正は、デコードされたシンボル内の誤りを訂正した後で利用できる残りの誤り訂正の測定値です。これはISO 29158仕様に従って算出されます。