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Tecnologías de Investigación
 
 
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Tecnologías de Investigación

 

Realizado por:
Rafael Andrés Carrasquero Aumaitre 

Experto Grafotécnico- Asesoría Tecnica  
Estudios de Factibilidad  
Promoción-Evacuación-Valoración 
e-mail: grafotecnico@WANADOO.ES

 

Introducción

El Proyecto consiste en dar a conocer al público las características generales de los sistemas de reconocimiento automático, como lo son el código de barras, sistemas de reconocimiento de voz, lectores de bandas magnéticas y tarjetas inteligentes y sistemas de reconocimiento visual.

• Bandas Magnéticas

Utiliza de señales electromagnéticas de alta o baja energía para registrar y codificar información en una banda que puede ser leída por una maquina para identificación instantánea.

p align="justify" class="txtcontenidos">• Código de barras

Una serie de técnicas de mediante las cuales se codifica datos en una imagen formada por combinaciones de barras y espacios.

• Reconocimiento de voz

Permite comunicación directa con el computadora el cual se programa para reconocer y actuar basado en patrones de voz.

• Sistemas de reconocimiento visual

Aplicación de la electrónica para generar imágenes.

• Lector de tarjetas inteligentes

Permite la lectura de tarjetas con circuitos integrados.


Código de Barras

Esta sección provee información de respaldo en la tecnología del Código de Barras, probablemente la tecnología ADC mas ampliamente aplicada en muchas industrias.

Los códigos de barras pueden hacer sus operaciones mas eficientes, mes competitivas y mas redituables. Estos códigos pueden acelerar la recopilación de información, reducir las horas de trabajo, minimizar errores de embarques e incrementar la satisfacción del cliente.

Hemos dividido la codificación de barras en dos sub-secciones: 1) Impresión, 2) lectura y Verificación. Cada uno contiene su propia perspectiva. Se trata de que estas secciones le den un entendimiento básico de la forma en que los códigos de barras son producidos y escaseados, así como los tipos de equipo disponible para llevarlo a cabo. Lo que nos gustaría como primer paso, es observar el elemento mas importante de un sistema de código de barras - El símbolo de código de barras en si.

Que es un Código de Barras

Estos códigos no son caros de producir y son por lo tanto desechables, de gran precisión y toleran moderadas cantidades de daños. Pueden ser leídos por un amplio rango de métodos de scaneo, y pueden ser producidos por diferentes técnicas de marcado e impresión.

Los códigos impresos son una serie de "barras" delgadas y gruesas que se producen de acuerdo a las especificaciones publicadas (las especificaciones de "sismología").

Existen diferentes sismologías de códigos de barras, o lenguajes. Cada sismología tiene sus propias reglas para carácter (ejemplo: letra, numero, puntuación) codificación, impresión y requerimientos de descodificación, chequeo de error y otras características.

Las diferentes sismologías de código de barras, difieren en la forma en que representan la información y el tipo de información que pueden codificar: algunos solo codifican números, letras y algunos caracteres de puntuación. Otros ofrecen codificación de 128 y hasta 256 caracteres, juegos ASCII. Las sismologías mas nuevas incluyen opciones para codificar múltiples lenguajes dentro del mismo símbolo; permite codificación definida del usuario para la información especial o adicional; y también permite (a través de redundancias) reconstrucción de información si el símbolo es dañado.

Al ultimo conteo existían cerca de 225 sismologías de código de barras conocidas, pero solo un pequeño numero de estas se encuentran en uso actualmente y otras pocas son ampliamente usadas.

Variaciones de Simbología- mas la nueva sismología 2-D.

Hoy en día existen diferentes alternativas efectivas para sismologías. Los códigos de barras tradicionalmente eran lineales (ejemplo: información codificada solo en una dimensión).

Recientemente se han introducido sismologías de dos dimensiones, las cuales pueden codificar mas información que la sismología lineal tradicional, y son diseñadas para uso donde el espacio es limitado o donde se requiere mas información en la misma cantidad de espacio. Hay dos tipos de sismologías de dos dimensiones: Simbología de Código de Barras Acumulados (código de barras lineales acumulados uno sobre otro como capas de pastel) y Simbología Matrices, las cuales asemejan a un tablero con una serie de cuadros coloreados en oscuro mientras que los cuadros "del trasfondo" sobrantes permanecen en color claro.

Las nuevas sismologías generalmente proveen capacidad intensificada de detección de errores, con muchas propuestas de corrección de los mismos, habilitando información de los símbolos dañados severamente para ser recuperados.

La información en un código de barras se fija una vez que el símbolo es producido. Sin embargo, algunas otras tecnologías tales como banda magnética, RF/ID, y las tarjetas inteligentes pueden ser recodificadas varias veces.

Lectura y verficación del código de barras

En un sistema de código de barras, el "scanner" (o lector) como lo sugiere el nombre, es el dispositivo que en realidad lee la simbología del código de barras. El lector interpreta las barras y los espacios dirigiendo un rango de luz sobre el símbolo de código de barras.

Las barras obscuras absorben la luz y los espacios o barras claras reflejan la luz. El lector "leegrabando, digitalizando y descodificando el patrón reflejado del símbolo.

Existen diferentes tipos de lectores disponibles, pero estos podrían ser divididos en 2 categorías principalmente: De contacto y de no-contacto. Los de contacto deben tocar o bien ser acercados al código de barras. Los lectores Wands (también conocidos como plumas de luz) y los CCDs (dispositivos de carga en pareja) son ejemplos (a pesar de que los CCDs mas nuevos pueden leer a determinada distancia).

Los lectores de no-contacto, como su nombre lo indica no tienen que aproximarse al código de barras para poderlo leer. Los lectores láser son los mas comunes en para este tipo de lectores. Los omni-direccionales con base del láser fija, son los mas usados en las tiendas de venta al detalle principalmente en los puntos de venta por su versatilidad y su forma sencilla de usar este tipo de scanner.

Para cualquier sistema de código de barras, la calidad de impresión del código es de máxima importancia, haciendo de la verificación una parte integral de un sistema de código de barras o de cualquier sistema de impresión de etiquetas. Solo porque un código de barras puede ser leído con un lector, no significa que pueda ser leído por todos los lectores. La verificación le da la confianza tanto al productor como al usuario en el desarrollo de símbolos.

Por parte del lector, el resultado en cuanto a la apertura (tamaño de la lámpara), fuente de luz y muchas otras forman parte de como se conforma. Estos lectores pueden tolerar determinada cantidad de falta de uniformidad en la simbología del código de barras (ejemplo: derramamiento de tinta y manchas, vacíos, variación de oscuridad en las barras, irregularidad en el ancho de las barras y espacios y asperezas en los bordes) sin embargo mientras mas se controlen esas variaciones mejor será al resultado.

Reconocimiento de Voz

El hablar es la forma mas común en que la gente se comunica. La recopilación de información por medio de la voz ( también llamada reconocimiento de voz) No requiere de símbolos impresos o codificados especiales, tampoco de un equipo exótico de observación, solamente un dispositivo familiar, similar al del auricular de un teléfono. Es también la única tecnología que es generalmente entrenada por la forma en que un humano trabaja, en vez de requerir que el humano aprenda la forma en que la maquina hace las cosas.

Y porque el hablar no requiere del uso de las manos. El reconocimiento de voz es ideal para trabajos en donde el trabajador necesita tener las manos libres. La inspección y el manejo de equipaje pueden ser dos de las aplicaciones mas comunes.

APLICACIONES TÍPICAS

Los sistemas de reconocimiento de voz, son usados para componentes de manos libres y para situaciones de acceso de información de limitado campo visual en pantalla, mas comúnmente en inspección de manejo de equipaje en donde las palabras o bandas muy pequeñas de letras necesitan ser comunicadas rápidamente y con precisión a la computadora principal.

COMPONENTES DEL SISTEMA

Los sistemas de reconocimiento de voz requieren un micrófono con una combinación de auricular para recibir el acceso de la voz y proveer la confirmación de la misma y de la información recibida o avisos de la computadora principal. Otro componente necesario es un procesador de voz modular el cual compara la señal análoga de la bocina con patrones o palabras pre-programadas. Opcionalmente los circuitos sintetizados de voces se utilizan para proveer comunicación interactiva.

TIPOS DE SISTEMAS

Existen 2 formas de sistemas de acceso de información en voz que pueden ser diferenciados en: Bocinas dependientes o bocinas independientes y discretas o de reconocimiento continuo.

Comúnmente, los sistemas de bocinas independientes están programados para reconocer un vocabulario limitado tal como el de los dígitos del "cero" al "nueve", ya que el lenguaje humano es muy variado, no es económicamente factible a este punto crear una bocina independiente en este sistema con un amplio vocabulario.

Los sistemas de bocinas dependientes confían en el operador que entrenara el sistema y las palabras que este reconocerá del operador. Este entrenamiento hace que el sistema sea menos sensitivo a ruidos externos y otras voces, también coordina a los empleados de habla no inglesa. Tales sistemas pueden controlar vocabulario mucho mas amplio. Los sistemas de reconocimiento discreto requieren que la bocina pause entre las palabras y rompa las cifras en números individuales (ejemplo: 1-9-7-2-0-4-3) por otro lado los sistemas de reconocimiento continuo no requieren de tal precisión en el lenguaje. La gente tiende a decir palabras juntas como en una cifra serial. Los sistemas de reconocimiento continuo, pueden ser entrenados o ajustados para esto.

ELEMENTOS

Para obtener optima flexibilidad en el sistema sin colocar cargas inapropiadas de vocabulario aceptable algunos sistemas utilizan elementos para permitir diferentes significados en la misma palabra en diferentes porciones de la aplicación o para ayudar a diferenciar entre palabras de sonidos similares.

SISTEMAS PORTATILES

Estos avances incluyen un código de barras u otras tecnologías ADC, es factible llevar los recopiladores de información de voz dentro de una fabrica, dentro de almacenes u otras localizaciones donde los sistemas de cableado no puedan entrar.

Muchos sistemas ofrecen RF/DC interfaceados que proveen tiempo real de acceso e interactivo con la computadora principal.

Bandas Magnéticas

Esta es la tecnología ADC mas ampliamente utilizada para controlar transacciones de la gente, en contraste con el código de barras, el cual es el mas utilizado para controlar transacciones de artículos. Las aplicaciones mejor conocidas de la "Banda Magnética" son para tarjetas financieras, boletos y tarjetas de identificación. Las tarjetas bancarias o financieras incluyen el crédito bancario, familiar; y las tarjetas de débito son las utilizadas en cajeros automáticos, así como las tarjetas telefónicas pagadas por adelantado y las maquinas vendedoras o expendedoras de dulces o refrescos. Los boletos son comúnmente utilizados en el metro (tren subterráneo), estaciones de trenes, autobuses, casetas de carreteras y líneas aéreas. Las tarjetas de identificación incluyen las licencias de manejo, las bandas de identificación de empleados, tarjetas de membresías y llaves de puertas.

La tecnología Involucra una grabación digital especial (llamada "encoding") de información de una capa magnética (llamada banda) similar a la de los audio y videocassettes. La información puede ser accesada repetidamente (llamada lectura) una característica principal de la banda magnética es que puede ser re-codificada y utilizada nuevamente.

Los equipos de banda magnética tienen muchas formas, tamaños, métodos de operación mecánicas. Los dos requerimientos fundamentales son: Que la lectura magnética o cabeza "codificadora" deben de estar en contacto directo con la banda magnética y provocar un movimiento relativo entre la cabeza y la banda durante la lectura y codificación. Este movimiento directo entre la banda y el lector puede ser hecho manualmente así como una frotación suave por un motor (con un ATM) Las condiciones de una aplicación incluyendo los factores humanos relevantes, determinan que alcance es preferible.

Un codificador provee un lugar apropiado para las señales digitales que representan los bits de información de cero a uno codificados en la banda. Un lector transforma estas señales digitales a la banda de información de datos. Un lector completo o codificador también provee la ayuda electrónica adicional y el software requerido para controlar la codificación variada en formatos (de análogo a simbologia de código de barras) ejecutando el chequeo de errores y comunicándose con los caracteres ASCII.

Las tarjetas, placas y boletos que cuentan con banda magnética son llamados "media". El tamaño mas común es el de la tarjeta de crédito, pero media puede ser de cualquier tamaño rectangular y hecha de cualquier material no magnético el cual retendrá la estructura integra de la banda. Los materiales mas ampliamente utilizados para incrementar la durabilidad son: Papel, papel revestido, papel plastificado, plástico PVC o plástico PET. El material magnético real también viene en diferentes composiciones y son materiales nuevos llamados: Bandas de alta coercitividad (HiCo) que requieren campos magnéticos mucho mas fuertes para codificar o borrar información, como resultado, estos son mucho mas resistentes a daños magnéticos que los materiales de banda magnética anteriores. Mientras estas bandas de alta coercitividad requieren un equipo de codificación especial, estas pueden ser leídas por todos los lectores existentes.

Una banda angosta sobre la banda magnética corre paralelamente a un punto de referencia recto sobre el boleto, placa, etiqueta o donde la información esta codificada y se le llama "pista". Comúnmente es de un espesor de un décimo de pulgada y puede se localizada a cualquier distancia de los bordes. El numero posible de estas pistas es determinado totalmente por el espesor de la banda.

Los estándares existen para muchas localizaciones de las pistas, las mas conocidas son las pistas ISO #1, #2 y #3 en las tarjetas de crédito. Los formatos para estas pistas permiten la codificación decimal binaria (BCD) o caracteres alfanuméricos de 30 en 210 bits por pulgada (BPI) y 15 caracteres BCD por pulgada en 75 BPI.

Existen disponibles otros tipos de densidades, formatos, codificaciones y localizaciones de pistas. La cinta magnética es extremadamente versátil en su uso y ofrece un amplio rango de seguridad e integridad de la información.

Los vendedores de cinta magnética cuentan con el conocimiento y la experiencia para recomendarle a usted y a su empresa como desarrollar e implementar un sistema ADC de banda magnética, asesorarlo y también pueden ofrecerle todos los componentes del sistema de banda magnética, como pueden ser las tarjetas, el hardware y el software necesario para codificar, leer y controlar la información.


Tarjetas Inteligentes


Estas son del tamaño de una tarjeta de crédito que contienen relativamente grandes cantidades de información con un microchip incrustado. Estas difieren de las tarjetas con banda magnética en dos formas: La cantidad de información almacenada puede ser mas optima, las tarjetas pueden contener procesadores para agregar, borrar, reorganizar información, controlar transacciones y el acceso de información.


Las aplicaciones típicas de la tecnología de estas tarjetas incluyen: Tarjetas de débito, Historial de equipo de mantenimiento, tarjetas de crédito, tarjetas de teléfono, balances, cuentas integrales y otras aplicaciones donde las bases de datos dinámicas deben viajar con individuos u objetos. Por ejemplo una versión de la tarjeta inteligente y su tecnología es utilizada para grabar servicios de historia o récords de automóviles. La información viaja en una etiqueta pequeña en la llave del propietario. Esta puede ser programada, actualizada y accesada cuantas veces el vehículo este en servicio y por cualquier distribuidor. Un gran surgimiento con esta aplicación es el de la "bolsa electrónica" donde las tiendas almacenan un valor monetario (que puede ser incrementado como se requiera desde la cuenta bancaria del propietario) el cual puede ser utilizado para pagar transporte publico, llamadas telefónicas y hasta cuotas de peaje.

Las tarjetas inteligentes son leídas y grabadas en uno de dos métodos: a través del contacto de puntos grabados en esta o a través de comunicaciones electromagnéticas llamadas inductivas o de doble capacidad.

En el ultimo caso la tarjeta no tiene que ser insertada en un lector sino que puede ser leída pasándola cerca de una superficie de lectura apropiada (antena) escribir estas tarjetas conocidas como "sin contacto" requiere un contacto mas estable con la superficie de grabado/lectura el borde entre estas tarjetas y las etiquetas RF no siempre es bien definido. Son mayormente utilizadas en aplicaciones de transporte.

Reconocimiento Visual

Los sistemas de reconocimiento visual intentan capturar una imagen visual, y a traves de un proceso de extracción de rasgos y análisis, automáticamente reconoce las marcas de aplicación definida, caracteres, estructuras de códigos y/o otras características de imagen.

Con el desarrollo en automatización y la ayuda de la manufactura computarizada, las aplicaciones están siendo identificadas por sistemas de reconocimiento visual, ambos por si mismos y en combinación con otras tecnologías de identificación automática. Estas son usadas principalmente en el control de procesos, control de calidad, sistemas de seguridad, robots y ayuda de computadoras. Por ejemplo estos sistemas se están utilizando para acabados y perforación de barras de metal en varias aplicaciones de producción. Estos sistemas están diseñados también para leer caracteres alfanuméricos, estampados en platos de metal por ejemplo, y para marcaje en componentes muy pequeños, como son los semiconductores.

Estos sistemas son generalmente caros, el costo refleja la calidad, versatilidad y sofisticación de los sistemas ópticos, cámaras, hardware de procesos y como es apropiado en sistemas de software.

Estos sistemas pueden variar en diseño pero varias funciones son genéricas en la mayoría si no es que en todas. En general un sistema de visión comprende:

Un dispositivo doble de carga (CCD) en la cámara u otro sensor de imagen, y como medio de captura de marcos de imágenes (capturador de marcos) y digitazion de imagen.

Facilidades de memoria para almacenar imágenes digitalizadas.

Medios de extracción y reconocimiento de características de acuerdo a los algoritmos y las decisiones de efecto apropiadas.

Una interfase para transferencia de información o facilidad para controlar alguna función del sistema.

La imagen visual es capturada, digitalizada y las características, tales como orillas, hoyos y otros contornos son extraídos con respecto a la rutina pre-definida ya sea en hardware o (en alguna perdida de velocidad) por el software. Después se comparan estas características con patrones de referencia almacenados o modelos como una base para lograr el reconocimiento, o analizar en efecto una clasificación basada en un juego de parámetros medidos.

La luz visual es generalmente el medio de iluminación en los objetos o características a ser reconocidas, pero es posible para los sistemas que serán especificados por especialistas de aplicaciones cuando la fuente pueda estar mas allá del rango visible (infrarrojo o ultravioleta por ejemplo).

La versatilidad de este sistema es un resultado de la flexibilidad de posibilidades ópticas, de microscópicas al telefoto, y la habilidad de usar espejos, lentes, filtros y fibra óptica para dirigir la luz a la senda.

La calidad de imagen capturada por un sistema de reconocimiento visual, es influenciado por el sistema óptico, la velocidad y la resolución de la cámara y del sistema digitalizado. Las cámaras de estado sólido CCD o los sensores en serie, son usuales en los sistemas de reconocimiento visual, con series ordenadas en resoluciones de 420 pixeles horizontales por 480 pixeles verticales (series mas amplias, son disponibles) y cierres electrónicos reducen a 0.5 ms.

Los sensores en línea CCD, comprendiendo una línea de carga de elementos con sensor en pares (hasta 4192 pixeles de largo) se puede utilizar y aplicar, con la ayuda de una memoria ensamblada en un campo especial, para crear una imagen de 2 dimensiones de un objeto en movimiento o carácter.

CONCLUSIÓN

Todos estos sistemas anteriormente mencionados, han sido creados para facilitar la introducción de información y el manejo de datos dentro de algún sistema.

Mientras que los sistemas de reconocimiento de voz, no estén planeados para sustituir otras tecnologías para acceder bandas de caracteres alfanuméricos o numéricos, estos proporcionan una fácil y efectiva forma de introducir información al sistema principal.

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