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包装底色对商品条码 印刷质量检测的影响及应对方法

发布时间:2019年12月20日 来源:中国自动识别网 作者:郑兆聪

商品条码是商品在全球自由流通的“身份证”,已在全球150个国家和地区广泛应用。在我国,累计已有50多万家企业申请获得了厂商识别代码及其商品条码,全国有上亿种商品、90%以上的快速消费品上印有商品条码。商品条码已广泛应用于零售、物流、医疗卫生、食品、消费品、服装、图书音像、电子商务、物联网与经济社会发展息息相关的诸多领域。商品条码,是由一组规则排列的条、空及其对应代码组成,表示商品特定信息的标识。常用的商品条码符号有三种:EAN-13、UPC-A和ITF-14。目前,我国境内流通领域的商品条码以EAN-13为主(UPC-A常用于欧美地区,ITF-14常用于储运包装),本文研究的商品条码为EAN-13商品条码,以下简称商品条码。
 
商品条码印刷质量检测的意义
商品条码想要快速且准确识读,其印刷质量必须满足相应要求。当商品条码不能被快速识读时,将影响流通效率,更严重的,当不能被识读时,需要手动输入13位代码,商品条码将失去其使用价值,超市结算排队,就是一个实例。当商品条码不能被准确识读时,即扫描商品A包装上的条码(条空组合),却显示了商品B的代码(下方数字),将造成信息混乱,更严重的,购买商品A,却以商品B的价格结算,无论对销售方抑或对消费者都将造成严重的经济损失。为此,国家发布了强制性标准GB 12904-2008 《商品条码 零售商品编码与条码表示》,其中第9.2款规定了商品条码印刷质量的相关要求。为了保证商品条码的正常使用,发挥其便捷的优点,检测其印刷质量,确保其符合要求,是非常重要和必要的。
 
包装底色对商品条码印刷质量检测的影响
检测结果的差异
为了突出不同底色对检测的影响,同时减小材质性能对检测的影响,本次研究选用了同一系列不同风味的纸质包装商品进行分析。
如图1所示,4款包装上的商品条码,大小一样,放置位置一样,为同一印刷厂的同一批次所印,印刷质量也相近,对检测而言,唯一不同的就是底色。纸质彩盒具有平整、不易皱褶、不透光不反光的优点,把材质性能对检测的影响降到了最低。
经过检测,结果汇总如表1所示(详细记录见附录)。
图1  底色不同的纸质包装
 
表1  底色不同的纸质包装商品条码检测结果
 
对比4份记录的各项参数,反映大小的X尺寸均为0.339mm,即印刷出来的商品条码大小几乎一样,最高反射率、最低反射率、符号反差、调制比、可译码度等评价参数的检测等级均为4.0(A),且具体数值均非常接近,可见印刷得相当精细和稳定了。然而,检测结果却大相径庭,有的合格,有的不合格,而且,不合格的原因,设备显示有的是左空白区不符合标准导致的,有的则是缺陷度不符合。
符号等级的确定
根据GB 12904-2008 《商品条码 零售商品编码与条码表示》,检验结果以符号等级表述,符号等级≥1.5为合格,≤1.5则不合格,符号等级的确定,是取10次检测结果(自上而下10等份)的算术平均值,而单次检测结果的确定,则是取该次检测里各评价参数的最小值。这个判定原则,是为了保证商品条码的整体质量均符合要求,不会有上半部分质量好下半部分质量差、条码的某部分有损坏等情况的出现。
本次检测的样品,印刷得相当精细和稳定,并不存在这些情况,即:10次检测结果均非常相近,可排除突变波动导致不合格的影响。检测结果大相径庭,其实是因为底色的影响——检测设备判断空白区宽度的方法与肉眼是不同的。
辨别颜色的不同原理
根据GB/T 18348-2008 《商品条码 条码符号印制质量的检验》第7.6.1款,表5,左空白区的最小宽度要求为11X,本次检测的样品X尺寸均为0.339m,即左空白区的宽度应≥3.7mm。检测人员可以轻易分辨各种颜色,确定空白区宽度的依据是颜色分界。使用倍率计,可测量到商品条码左侧白色部分的宽度约为2.8mm,即:左空白区宽度不符合标准要求。
然而,检测设备想要分辨各种颜色,却无法像人类“看一眼就行了”,只能通过反射率的变化确定颜色分界。检测设备发出红色光线,照射到商品条码上,再接收从商品条码反射回来的红色光线,得到相应的反射率。不同颜色对红色光线的反射率是不同的,如:白色对红色光线的反射率是极高的,黑色对红色光线的反射率是极低的(所以商品条码大多都是白底黑条),当反射率发生明显变化时,检测设备就“知道”这是从一个颜色到另一个颜色了,反射率变化的地方就是两种颜色的边界。
对商品条码的识读和检验而言,识读设备和检测设备都无须知道(也无法知道)商品条码的颜色是什么,只要条的颜色和空的颜色对红色光线的反射率具有明显差异,就可以了。但是,当某两种(甚至多种)颜色对红色光线的反射率比较相近(甚至一样)时,检测设备就无法分辨了。如:白色和红色,对红色光线的反射率几乎一样,对肉眼而言,这是两种颜色,对检测设备而言,反射率没有明显变化,这是一种颜色。正是这个原因,导致了检测设备对4款样品的检测结果大相径庭。
反射率曲线图
以下结合检测结果的反射率曲线图,详细分析:
图2和图3分别为样品1(黄色)和样品2(红色)左空白区附近的反射率曲线图,当越过2.8mm的肉眼边界时,反射率并无明显变化,即:左空白区被延长了,故检测设备判定,左空白区宽度符合标准要求。
 图2  样品1(黄色)左空白区附近的反射率曲线图
 
 图3  样品2(红色)左空白区附近的反射率曲线图 
 
图4、图5分别为样品3(绿色)和样品4(浅绿)左空白区附近的反射率曲线图,当越过2.8mm的肉眼边界时,反射率发生明显变化,只是变化幅度不同,样品3(绿色)的变化幅度是样品4(浅绿)的将近2倍,正是这种差别,导致了样品3的检测结果是左空白区不符合标准,而样品4则是缺陷度不符合标准。
 
图4  样品3(绿色)左空白区附近的反射率曲线图
 
图5  样品4(浅绿)左空白区附近的反射率曲线图
缺陷度与空白区
缺陷度Defect是最大单元反射率非均匀度ERNmax与符号反差SC的比值,即
Defect=ERNmax / SC
单元反射率非均匀度ERN反映了商品条码上脱墨、污点等缺陷对条/空局部的反射率造成的影响,反映在反射率曲线上就是,脱墨导致条单元出现峰,污点导致空单元(包括空白区)出现谷。若条单元中无峰,空单元(包括空白区)中无谷,则ERN为0。
如图6所示,检测设备沿箭头的轨迹从左往右扫描,当空单元出现污点时(位置1),反射率骤然下降(从白色突然变为黑色),反射率曲线出现谷,当条单元出现脱墨时(位置2),反射率骤然上升(从黑色突然变为白色),反射率曲线出现峰,此图中,谷的反差比峰的大,即该空单元的非均匀度更大,即为ERNmax。
 图6  污点与脱墨的反射率曲线
 
可知,缺陷度反映的主要是印刷瑕疵(污点或脱墨),与之相应的是反射率曲线的非正常剧变。也因为这样,当检测设备发现反射率曲线出现非正常剧变时,就可能会判定缺陷度不符合了,即样品4出现的情况:检测设备扫描样品4的左空白区,浅绿与白色的切换,反射率发生明显变化,导致反射率曲线出现谷,从而判定缺陷度不符合。
大量检测数据表明,无论是污点还是脱墨,一般情况下,其瑕疵程度是比较轻微的,污点的颜色比条的颜色淡,即谷底值不低于综合阀值线,污点的块头也不会太大,即谷的宽度不超过该空单元的宽度,同理,脱墨的颜色比空的颜色深,即峰顶值不高于综合阀值线,脱墨的块头也不会太大,即峰的宽度不超过该条单元的宽度。
当谷/峰的变化幅度较大(越过综合阀值线,甚至接近SC的值)或变化波段比较长时,判定为缺陷度不符合,是不合适的(两者满足其一即可)。以上两种情况,若出现在条/空单元内,很容易会影响识读,导致译码错误,若出现在左右空白区内,则可能出现样品3的情况:检测设备扫描样品4的左空白区,绿色与白色的切换,反射率发生巨大变化,谷底值越过综合阀值线,接近最低反射率的值,判定左空白区宽度不符合。
(注:极端情况下,可能出现谷底值低于最低反射率,如:条色是非黑色的某种深色,污点是很深的黑色,此时,谷底值将变为最低反射率,且容易出现译码错误,故不作讨论。)
 
应对方法
理解了包装底色对检测结果的影响后,检测人员是否应该手动更改原始记录,把样品1和样品2的检测结果判定为不合格?其实也不一定。
根据GB 12904-2008 《商品条码 零售商品编码与条码表示》,左空白区宽度的定义为:位于条码符号最左侧的与空的反射率相同的区域(右空白区宽度同理)。
观察样品1的反射率曲线图(样品2同理),可知,虽然颜色变化了,从白色到红色,反射率并未发生明显变化,依旧保持在最高反射率Rmax附近,根据左空白区宽度的定义,可认为白色和红色区域均属于左空白区宽度,即:检测设备判定合格,是没有问题的。
但是,在实际检测中,如果遇到这类情况,本人建议采用肉眼观察测量的结果作为左右空白区宽度,若不符合其X尺寸要求的最小宽度,则人手改判不合格,理据如下:
根据GB/T 18348-2008《商品条码 条码符号印制质量的检验》,在有些情况下,检测设备测量的空白区宽度比人眼观察测量的空白区宽度大,如果出现这种差异,建议探讨将二者测量结果统一的可能性,在无法统一时,宜注明界定空白区边界的方法。可见,采用肉眼观测的结果作为左右空白区宽度,也是有理有据的。
检测样品,完成报告,是为了告诉客户,包装上的商品条码印刷质量是否符合标准要求。当检测结果为不合格时,应当向客户解释清楚,哪里印得不好导致的不合格,应该如何整改,从而提高包装上商品条码的印刷质量。如果空白区宽度的测量,采用检测设备的结果,则会出现某些底色的包装合格,另一些底色则不合格。此时,我们将很难向客户解释清楚,如:红色是可以的,绿色是不行的,浅绿也不行,但是如果很浅很浅类似青色,又是可以的。我们无法直观地向客户说明检测结果,更无法形容色谱上一些特殊的颜色。
相比之下,采用肉眼观测的结果,则简单易懂得多。检测的依据,是肉眼对颜色的分辨,而检测人员的眼睛和客户的眼睛对颜色的分辨能力是一样的,只要告诉客户,底色可以不变,但是商品条码的左右白色部分要增加一点(保持条码符号大小不变),甚至告诉客户一个具体数值也是可以的(根据X尺寸计算出来),然后再印刷,就可以合格了。
随着时代的发展,消费者对包装的审美要求不断提高,商品的包装设计也变得越来越炫丽,可以预见,包装的颜色搭配将会越来越丰富,甚至商品条码的颜色也不再只限于黑白。但是,无论包装设计怎样变化,作为检测人员,我们都应该严格依照标准要求,对其印刷质量进行检测,确保检测结果真实准确,完成报告,并根据实际情况给客户一些切实可行的建议,努力提高流通领域的包装上商品条码的印刷质量,使其都符合国家标准的相关要求,让商品条码为我们的日常生活带来更多的便捷。
广东省江门市质量技术监督标准与编码所 郑兆聪
《条码与信息系统》2019年第6期总第154期

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