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Die Erfindung betrifft eine Kodierung für einen Gegenstand oder dessen Verpackung mit einem auf dem Gegenstand oder der Verpackung direkt oder mittels eines Etikettes aufgebrachten, maschinenlesbaren Code, der eine automatische Identifizierung des Gegenstands ermöglicht, wobei der maschinenlesbare Code eine Farbpixel-Kodierung enthält.
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Eine solche Kodierung ist in der
DE 2 019 936 A beschrieben, die sich mit fotoelektrischer Abtastung und Auswertung von Markierungen eines Datenträgers befasst.
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Derartige Kennzeichnungsmittel sind insbesondere in Form von Verpackungen oder Aufklebe-Etiketten mit aufgedrucktem Barcode bekannt und seit langem in Gebrauch.
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Die Nachfrage nach Barcode-Systemen wird ständig größer, da diese Systeme für die Identifikation von Gegenständen (z. B. Medikamente, Pässe etc) in vielen Bereichen der Wirtschaft und es Handels unabdingbar sind. Konventionelle Barcode-Systeme enthalten eine in einem bestimmten grafischen Format gespeicherte Identifikationsnummer, mit deren Hilfe man die gewünschten Details über diesen Gegenstand aus einer zentralen Datenbank abrufen und weiter verwenden kann. Dies bedeutet aber, dass man eine elektronische Verbindung zu dieser zentralen Datenspeicherung bereithalten muss. In vielen Fällen ist dies aus technischen und finanziellen Gründen nicht möglich. Hier erweisen sich dezentrale Systeme als wesentlich flexibler. Die wichtigste Eigenschaft dieser Systeme beruht auf der Tatsache, dass sämtliche benötigte Informationen über einen Gegenstand als grafisches Muster im Barcode gespeichert sind und durch spezielle Software gelesen werden können.
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Konventionelle Barcode-Systeme beruhen auf der technisch einfach zu realisierenden Unterscheidung zwischen Schwarz und Weiß (Kontrasteffekt). Dabei werden bestimmte geometrische Muster definiert, die einzelne Informationen wie z. B. Zahlen zur Identifikation enthalten. Ein Problem stellt dabei die Auflösung dar, denn diese ist technisch begrenzt. Deshalb wächst mit erhöhtem Bedarf an Speicherplatz (charakteristisch für dezentrale Speicherung von Daten) auch der Flächenbedarf. Dies führt zu unpraktisch großen Barcodes, die zum Teil keinen Platz mehr auf kleinen Gegenständen finden und somit nicht realisierbar sind.
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Die meisten Barcode Systeme verwenden die grafische Kodierung von Zeichen (z. B. Zahlen) als geometrische oder farbige Muster. Diese können über bekannte Scanverfahren in einen Speicher eingelesen werden. Durch einen geeigneten Auswertungsprozess kann die so gespeicherte Information meist in digitaler Form wieder gewonnen werden. Derartige Barcode-Muster werden üblicherweise auf einen Gegenstand oder dessen Verpackung aufgebracht und als Kennzeichnungsmittel für die automatische Identifizierung des entsprechenden Gegenstandes verwendet. Das Kennzeichnungsmittel enthält üblicherweise einen einzigartigen Schlüssel in Form eine Identifikationsnummer. Mit Hilfe dieses Schlüssels kann der Gegenstand eindeutig identifiziert und darüber hinaus können Informationen über den Gegenstand aus einer zentralen Datenbank abgerufen werden. Notwendigerweise muss allerdings diese Datenbank zentral an einem bestimmten Ort auf einem Computer gespeichert werden und die verwendeten Leseverfahren brauchen Zugriff auf die Datenbank, um die gespeicherte Information zur Verarbeitung auslesen zu können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Kodierung der eingangs beschriebenen Art mit technisch möglichst unaufwändigen Mitteln so zu modifizieren, dass eine im Vergleich zu herkömmlichen Barcodes wesentlich größere Informationsdichte erzielt und die maschinenlesbare Speicherung von beliebigen Zeichen erheblich verbessert wird, wobei eine umständliche, technisch aufwändige, aber dennoch ziemlich Fehleranfällige Zeichenerkennung oder geometrische Musteranalyse, wie sie etwa bei in Buchstabenform aufgedruckter Information erforderlich ist, entfällt, wobei auch wichtige Informationen über den Gegenstand in Farb-Pixel umgewandelt, gespeichert, gedruckt, eingelesen und zurückgewandelt werden können, und wobei die Bereitstellung einer Verbindung zu einer – in der Regel physisch weit entfernt lokalisierten – zentralen Datenbank entfallen kann, die immer mit viel technischem Aufwand und erheblichem Ausfallrisiko verbunden ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf ebenso überraschend einfache wie wirkungsvolle Art und Weise dadurch gelöst, dass die Farbpixel-Kodierung Farbabstufungen oder Grauwertabstufungen im Umfang von mindestens 8 bit und entsprechend 256 Farben oder Grauwerten aufweist, dass jedes Pixel oder eine Gruppe von Pixeln der Farbpixel-Kodierung eine Farbe oder einen Farbenbereich trägt, und dass die Farbe oder der Farbenbereich ein 128 bit ASCII Zeichen oder ein erweitertes 256 bit ASCII Zeichen repräsentiert. Damit erhält man ein Farben-Barcode-System als portable Datenbank zur Identifikation und zur dezentralen Datenspeicherung.
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Vorteilhaft ist hierbei die Verwendung von Farben für eine erheblich verbesserte maschinenlesbare Speicherung von beliebigen Zeichen: Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verwendung von mindestens 256 Farben (oder Grautönen) für 256 ASCII-Zeichen genügt zur Rekonstruktion der gespeicherten Daten eine rein optische Farberkennung aufgrund der entsprechenden Lichtfrequenz der Farb-Pixel der Kodierung.
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Mit Hilfe von verschiedenen Farben können bei gleichem Platzbedarf wesentlich mehr Daten auf einem Barcode untergebracht werden. Dies stellt zwar auch eine erhöhte Anforderung an die technische bereitzustellende Ausrüstung für das Drucken und Lesen des Barcodes. Die IT-Branche entwickelt sich aber stetig weiter und bietet deshalb auch immer mehr technisches Know-how sowie praktikable Lösungen. Mit den vorhandenen technischen Mitteln ist die erfindungsgemäß vorgesehen Farbpixel-Kodierung bereits heute ohne Probleme realisierbar.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung einer Farbpixel-Kodierung ist die überaus einfache Anpassbarkeit der hierfür erforderlichen Systeme an vorhandene technische Standards. Somit lässt sich mit Hilfe der Erfindung die Lesbarkeit der kodierten Daten ganz erheblich verbessern und damit gleichzeitig auch die nutzbaren Speicherinhalte bei gleich bleibendem Speicherplatzbedarf enorm vergrößern.
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Ganz besonders bevorzugt sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kodierung, bei denen die Farbpixel-Kodierung einen linearen oder 2dimensionalen oder räumlichen Barcode umfasst.
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In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kodierung der erfindungsgemäßen Art, für einen Gegenstand oder dessen Verpackung mit einem auf dem Gegenstand oder der Verpackung direkt oder mittels eines Etikettes aufgebrachten, maschinenlesbaren Code, der eine automatische Identifizierung des Gegenstands ermöglicht, insbesondere einem linearen und/oder 2dimensionalen und/oder räumlichen Barcode, welches sich dadurch auszeichnet, dass auf eine Sichtfläche des Gegenstands, auf dessen Verpackung oder auf ein Etikett ein maschinenlesbarer Code aufgebracht wird, der eine Farbpixel-Kodierung enthält, dass die Farbpixel-Kodierung Farbabstufungen oder Grauwertabstufungen im Umfang von mindestens 8 bit und entsprechend 256 Farben bzw. Grauwerten aufweist, dass jedes Pixel oder eine Gruppe von Pixeln der Farbpixel-Kodierung eine Farbe oder einen Farbenbereich trägt, und dass die Farbe oder der Farbenbereich ein 128 bit ASCII Zeichen oder ein erweitertes 256 bit ASCII Zeichen repräsentiert.
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Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Praxis ist es vorteilhaft, wenn die Daten, die eine automatische Identifizierung des Gegenstands ermöglichen, in ein digitales Datenformat umgesetzt und zum Herstellen der Kodierung mittels eines in einer Programmiersprache geschriebenen, in eine Maschinensprache übersetzten mathematischen Algorithmus aus dem digitalen Datenformat in eine Farbpixel-Kodierung umgewandelt werden.
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Besonders bevorzugt ist dabei eine Verfahrensvariante, bei welcher der in eine Maschinensprache übersetzte mathematischen Algorithmus in ein von handelsüblichen Druckern lesbares Datenformat übersetzt wird.
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Nützlich für die Anwendung ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher die eine automatische Identifizierung des Gegenstands ermöglichenden, digitalisierten Daten auf einem dauerhaften Datenträger oder in einer Datenbank gespeichert und zum Herstellen der Kodierung aus dem dauerhaften Datenträger oder aus der Datenbank ausgelesen werden.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verarbeitung einer nach einem der oben beschriebenen Verfahrensvarianten hergestellten Kennzeichnung, ist dadurch gekennzeichnet, dass der eine Farbpixel-Kodierung enthaltende maschinenlesbare Code von der Sichtfläche des Gegenstands, dessen Verpackung oder einem Etikett durch ein Scanverfahren gelesen und in Form von digitalen Daten als Datei in einer Datenbank oder auf einem dauerhaften Datenträger gespeichert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie aus den Ansprüchen. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
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Für die praktische Umsetzung und Verwendung des Farben-Barcode-Systems ergeben sich folgende Teilbereiche:
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Speicherung der Daten
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- – Wichtige Informationen über einen Gegenstand werden in ein portables Datenformat gebracht (z. B. XML)
- – Die Daten werden mit Hilfe einer speziellen Software in ein farbiges Muster kodiert
- – Dieses farbige Muster kann auf Etiketten oder Verpackungen gedruckt werden
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Wiedererhalt der Daten
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- – Der Barcode wird durch einen Scanner eingelesen
- – Die farbigen Informationen werden durch eine speziell entwickelte Software von potentiellen Fehlern bereinigt und dekodiert
- – Die so wiedererhaltene Information kann nun beliebig weiterverarbeitet werden
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Jeder dieser Teilschritte muss aufeinander abgestimmt sein, da es sonst zu Fehlern kommt, die diese Prozesskette beeinflussen können.
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Es wird die Aufteilung der Barcode-Grafik in Pixel vorgeschlagen. Jedes Pixel enthält eine bestimmte Farbe, die einem Zeichen der ASCII Zeichensatzes zugeordnet ist.
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Dabei kann auch eine Anhäufung von Pixeln einem einzelnen Zeichen zugeordnet sein. Es empfiehlt sich hier der 128 Bit ASCII Zeichensatz, der sämtliche lateinische Buchstaben, alle Zahlen sowie einige Sonderzeichen enthält. Für diese 128 Zeichen werden nun 128 eindeutig zugeordnete Farben benötigt. Damit ergibt sich eine Farbtiefe von 7 Bit (27 = 128). Im RGB-Farbraum (R = Red, G = Green, B = Blue) werden die Farben durch R = 0–256, G = 0–256 und B = 0–256 ausgedrückt. Jeder der drei Farbkomponenten kann jeden Wert zwischen 0 und 256 annehmen. Dies ergibt eine Kombination von 16,7 Millionen verschieden darstellbaren Farben. Je weniger davon verwendet werden, desto höher ist die Chance einer fehlerfreien Erkennung beim Lesen des Barcodes. Außerdem kann man den Fehler noch weiter durch geeignete Auswahl von 128 Farben mit maximalem Abstand minimieren. Die Verwendung von Standard-Farbräumen ermöglicht die Erstellung des Barcodes mit handelsüblichen Druckern.
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Beispiel: 256 Farben mit maximalem Farbabstand
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Für die Fehlerkorrektur können verschiedene Verfahren eingeplant werden. Man kann z. B. ein angeordnetes Leerfeld einbauen, das einerseits als Zentrierung für den Lesevorgang Verwendung findet, dessen zufällige Position andrerseits versteckt im Code dokumentiert ist. Außerdem wird genug Platz für Kopf- und Fußzeile eingehalten, die wiederum Zusatzinformationen zur Fehlervermeidung enthalten können. Auch ein so genanntes Prüfbit kann in regelmäßigen Abständen die Qualität der erhaltenen Daten zusammenfassen und evaluieren.