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Barcodes

Parallele Striche und Lücken in verschiedenen Breiten – das sind die Zeichen der optoelektronisch lesbaren Schrift. Die individuellen Anordnungen dieser verschiedenen Zeichen sind bekannt als Balken-, Strich- oder Barcodes. Entziffert wird die optoelektronisch lebare Schrift mithilfe optischer Lesegeräte wie Kameras oder Scannern.

2D-Barcodes bedeuten hohe Datendichte auf kleinstem Raum.

Ein 2D-Barcode kodiert Daten und Informationen auch senkrecht zur Hauptausrichtung. Zu unterscheiden sind echte Arraycodes (QR Code, Aztec & Datamatrix) von Stapelcodes (PDF417 und Codablock). Stapelcodes enthalten die kodierten Daten in auf mehrere Zeilen verteilten Barcode.

Bei Arrays werden die Dateninhalte in einer Matrix von Blöcken gleichmäßig kodiert. Bei einem Postcode RM4SCC handelt es sich nicht um einen echten 2D-Barcode, allerdings werden hier zusätzliche Informationen über die Strichlänge kodiert.

Der 2D Barcode, wie etwa der Datamatrix, zeichnet sich durch eine sehr hohe Datendichte auf kleinster Fläche aus.

Der Codablock wurde zwischen 1990 bis 1994 in Deutschland von Heinrich Oelmann als gestapelte Variante zu den Standard-Barcodes Code39 und dem Code128 entwickelt. Dieser Strichcode lässt sich am einfachsten mit einem Zeilenumbruch in einem Texteditor vergleichen. Wenn eine Zeile voll ist, wird zur nächsten umgebrochen. Es wird jeder Zeile die Zeilennummer und dem fertigen Block die Anzahl der Zeilen eingefügt. Am Ende folgt eine Prüfsumme.

Der PDF417 steht für Portable Data File. Im Unterschied zu anderen Stapelcodes wie etwa den Codablock erfordert er keine vollständige Zeilenkongruenz. Im PDF417 können insgesamt 2000 Zeichen gespeichert. Er ist kein echter Matrixcode wie etwa der DataMatrix.. Es existieren im PDF417 einstellbare Fehlerkorrekturstufen von 0 bis 9.

Im Direktvergleich zum Datamatrix (im Bezug auf den Dateninhalt) schneidet der PDF417 schlecht ab. Wenn auch nicht besonders effizient, aber dennoch sinnvoll ist der Einsatz im Zusammenhang mit einem Laser-Barcodescanner die keine Barcode-Symbologien von Matrixcodes auslesen können. Sofern aber Kamerasysteme als Leseeinheit verwendet werden, ist der Datamatrix die richtige Wahl.

Echte Matrixcodes konnten bis vor einiger Zeit nur mit CCD-Kameras ausgelesen werden. Die Ausrichtung im sogenannten CCD-Bild spielt hier praktisch keine Rolle. Daher ist eine omnidirektionale Lesung möglich.

Jedoch wurden in der Zwischenzeit einige Hersteller von Barcode Scanner entsprechende Laserscanner entwickelt, die eine vollautomatische x/y Abtastung vornehmen und aus den gewonnenen Daten Bilder erzeugen. Somit lassen sich diesse Codes nun auch auch mit Laserscanner erfassen. Diese Barcodescanner haben etwas günstigere, optische Eigenschaften als Kameras und können daher vorteilhaft in der Anwendung sein.

 

MaxiCode

1989 wurde der MaxiCode von UPS zur schnellen Verfolgung, Sortierung und Identifizierung durch Barcodescanner von Paketen entwickelt. Dieser enthält das Gewicht, die Serviceart der Sendung, Adressangaben und die UPS-Kontrollnummer. Der Code hat eine feste Größe von 25,4 mm x 25,4 mm. In der Mitte des 2D-Codes befindet sich ein Suchmuster, bestehend aus 3 zentrischen Kreisen, die als Orientierung für die Lesung durch einen Barcodescanner dienen.

Um dieses Suchmuster herum sind die 866 Sechsecke wabenförmig, in 33 Reihen, angeordnet, die den Dateninhalt tragen. Jede der 33 Reihen besteht aus maximal 30 Wabenelementen. 6 Orientierungswaben zu je 3 Wabenelementen, sind um das Suchmuster im Abstand von 60 Grad angeordnet und dienen der Lageerkennung für die omnidirektionale Lesung. Die Informationsdichte beträgt 13 Zeichen pro 100 mm².

Vorteil: kompakter Code. Sehr sicher, da ein mächtiger Fehlerkorrekturalgorithmus eingebaut ist. Rekonstruktion des Dateninhalts, auch bei einer Beschädigung des Gesamtcodes bis zu 25%. Omnidirektionale Lesbarkeit auch bei hohen Transportgeschwindigkeiten.

Nachteil: Feste Parameter, nur mit Bildverarbeitungssystemen lesbar.

 

Aztec Code

Ein Aztec ist eine völlig eigenständige 2D-Barcodeart. Dieser Matrixcode findet unter anderem Verwendung bei der US-Regierung. Diese nutzt Ihn zum Speichern von biometrischen Daten bei der Ein- und Ausreise (US-VISIT-Programm). Außerdem nutzen die Deutsche Bahn + die Schweizer Bundesbahn den Aztec für Ihre Online- und Mobiletickets (MMS).

 

Dotcode / Punktcode

Ein Dotcode ist eine zweidimensionale optische Codierung mit einer hohen Informationsdichte und guter Lesesicherheit. Für diesen Punktcode ist das Hauptanwendungsgebiet die Kennzeichnung von diversen Materialien mit spezifischen Drucktechniken. Hierzu zählen insbesondere Gravur- und Prägetechniken. Der Dotcode ist ein proprietäres Kodierverfahren und ist nicht DIN oder ISO/IEC genormt. Er selbst besitzt keinerlei Fehlerkorrektur. Anwendungen für Dotcodes sind unter anderem die Markierung von Achsenauf der Stirnseite.

Echte Dotcodes sind beispielsweise der Snowflake oder der Dot A. Der Datamatrix ist kein Punktcode. Es gibt aber Beschriftungsverfahren bzw. Anwendungen, die in sogenannten DPM (Direct Part Marking) Verfahren (z. B. Dot Peening) auch mit Datamatrix arbeiten.

Einzelne Module dieser Kodierung, basierend auf Datamatrix, sind nicht mehr quadratisch und zusammenhängend sondern rund und separiert. Eine häufige Anwendung ist die Teilekennzeichnung in der Industrie.

Vorteile: Sehr kompakt, omnidirektional lesbar und flexibel in der Anpassung von Informationen auf einer vorgegebenen Fläche.

 

Composite Kodierung

Doppelcode-Symbole (Composite-Codes) setzen sich aus einem linearen 1D und einem 2D-Barcode zusammen, der sich direkt darüber befindet.

 

Verdeckter Barcode

Offene geometrische Strichcodes sind gute Mittel zur Unterscheidung. Leider sind diese somit auch gleichzeitig unerwünschter Weise ideale Kopiervorlagen. Somit auch gleichzeitig sehr geeignet für Fälschungen. Aus diesem Grund empfiehlt sich einen Barcode so zu erstellen & so zu verdecken, dass dieser nicht ohne besondere Kenntnis gefunden und ohne Hilfsmittel auch nicht erkannt werden kann. Des Weiteren sollte er so gesichert sein das er nicht so einfach vom gekennzeichneten Objekt entfernt werden kann. Allerdings muss man festhalten, dass es keinen 100%igen Schutz für geometrische Codes gibt.

 

Stochastische Codes

Einen offen sichtbaren Code kann mit demselben Verfahren kopiert werden. Oft sind die verwendeten Kopierverfahren jedoch optisch abweichend zum Original und sind somit schnell zu unterscheiden. Da ein deterministischer Barcode vor dem Kopieren kaum zu schützen ist und ein geometrischer Barcode vor Verfälschung im Grundsatz nicht zu schützen ist, kann ein stochastischer Code bei geeigneter Auswahl des Kennzeichnungsverfahrens wenigstens eine hervorragende Sicherheit gegen das Anfertigen von Duplikaten bieten.

Ein zufällig erzeugter Barcode kann nicht kopiert werden - ohne dass eine Kopie davon als solche erkannt werden kann. Die Herausforderung bei diesem Verfahren ist, den echten Strichcode überhaupt vom Duplikat zu unterscheiden. Ein gutes Beispiel ist hier der Fingerabdruck. Dieser kann ja auch nicht ohne den originalen Finger kopiert werden. Es macht jedoch sehr große Mühe den Träger des Fingers wieder zu erkennen. Wenn der im Vorfeld nicht registriert wurde, gelingt der notwendige Vergleich erst gar nicht.

 

Noch höhere Datendichte

Die schon sehr hohe Datendichte der 2D Symboliken wird in Zukunft noch extrem erhöht und erweitert. Die nicht so ferne Zukunft gehört dem 4D-Barcode mit neuen Dimensionen.