CN112740218A - 打印检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种在将由喷墨打印机等通用的打印机打印的包含二维码的图像作为多值图像导入，并用规定的二值化阈值来从多值图像生成二值图像之后，进行解码的打印检查装置中，能够获得最优的二值化阈值的打印检查装置。在实施实际的打印检查之前，实施读取测试。在该读取测试中，对于1个以上检查样品，将关于全部灰阶的亮度值作为阈值来实施多值图像的二值化并进行读取测试，求取可读取的亮度值的范围(最大值、最小值)之后，将最小值与最大值的中位数作为实际的打印检查中的二维码图像的二值化阈值。

Description

打印检查装置

技术领域

本发明涉及打印检查装置，特别涉及适合用摄像机来读取由喷墨打印机等打印的制造年月日、制造编号等字符和记号、记录了制造历史管理所需的信息等的二维码(以下将记号和二维码也包括在字符中，简称为“字符”)，并判断打印是否良好的打印检查装置。

背景技术

作为打印检查装置的背景技术，有日本特开2009-70061号公报(专利文献1)。该公报中，记载了：“二维码的解码失败的情况下，在构成固有图案的黑色或白色的图案中的构成一方的图案的单元格与构成预先确定的图案的单元格完全一致，且另一方的图案的一致度不在规定范围内时，调节二值化参数以使其进入规定范围内，之后再次进行二值化并进行该二值图像的解码。”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-70061号公报。

发明内容

发明要解决的问题

法律上规定了在食品和药品的包装容器上标示制造年月日和保质期、制造批次等的义务，为了实现这一点而使用喷墨打印机等打印装置。打印装置设置在输送流水线(包括包装流水线)上，对逐次输送来的包装容器进行打印。关于打印装置的打印是否正确地进行，由读取包装容器的打印内容的打印检查装置来执行。进而，最近不仅记录上述打印内容，也记录制造历史管理所需的各种信息等，所以同时进行能够记录较多信息的二维码的打印的情况正在增加，也需要检查是否正确地打印了该二维码的信息。

但是，上述专利文献1中公开的装置中，仅着眼于白色与黑色的比率，实际上也存在因为单元格相对于像素的位置偏差的程度，而判断为二值化时的单元格的位置有较大的位置偏差从而不能读取的情况。

于是，本发明目的在于在将包含用喷墨打印机等通用的打印机打印的二维码的图像作为多值图像导入，并用规定的二值化阈值，从多值图像生成二值图像之后，进行解码的打印检查装置中，获得可以得到最优的二值化阈值的打印检查装置。

用于解决问题的技术手段

为了解决上述问题，例如采用权利要求书中记载的结构。本申请包括多种解决上述问题的技术手段，举其一例，是一种打印检查装置，其读取打印在被打印体上的包含二维码的打印内容，其结构具有：将包含二维码的识别对象作为多值图像来输入的单元；图像二值化单元，其使用规定的二值化阈值，进行所述多值图像的二值化，并输出二值图像；二维码检测单元，其从所述二值图像中检测二维码的区域；对所述二维码进行解码的解码单元；和实施读取测试的测试单元，所述读取测试单元对于1个以上的检查样品，将关于全部灰阶的亮度值作为阈值来实施二值化并进行读取测试，求取可读取的亮度值的最大值和最小值，使显示部显示所获得的最大值、最小值，将最小值与最大值的中位数设定为实际的打印检查中的二维码图像的二值化阈值。

发明效果

根据本发明，能够提供一种在用规定的二值化阈值从多值图像生成二值图像之后进行解码时，能够得到最优的二值化阈值的打印检查装置。

附图说明

图1是对于实施例1中的处理部的读取测试步骤，说明图像导入之后的处理的流程图的例子。

图2是表示实施例1中的打印检查装置的设置例的图。

图3是实施例1中的打印检查装置的框图。

图4是实施例1中的监视器的显示例。

图5是对于实施例1中的处理部的打印检查步骤，说明图像导入之后的处理的流程图的例子。

图6是说明现有的打印检查装置中的打印检查步骤的图像导入之后的处理的流程图的例子。

图7是对于实施例2中的处理部的读取测试步骤，说明图像导入之后的处理的流程图的例子。

图8是实施例2中的监视器的显示例。

图9是对于实施例2中的处理部的打印检查步骤，说明图像导入之后的处理的流程图的例子。

具体实施方式

以下使用附图说明本发明的实施例。

实施例1

图2是本实施例中使用的打印检查装置的设置例。图2中，打印检查装置由以下部件构成，即：对于用喷墨打印机9等打印装置在食品或药品等的包装容器上进行了打印的打印物6，照射对摄像机3读取打印内容来说充分的光量的光的照明装置4；读取包含被照射了光的打印物6的作为检查对象的字符串和二维码等的图像的摄像单元即摄像机3；显示所读取的图像、或进行检查的条件设定、检查结果的显示的监视器2；搭载了进行从用摄像机3读取的图像中提取打印图像等加工、进行检查对象字符是否合格的判断的处理部、和进行照明的光量和时刻等的控制的照明控制部的打印检查装置主体1；对打印检查装置主体1内的处理部给出图像处理等的各种指示的外部装置等。

在塑料瓶装饮料和罐头等的制造工厂中，在出厂前的产品的瓶或罐的表面，使液滴11从专用的喷墨打印机9的打印头10喷出，打印保质期和制造编号、二维码等。用喷墨打印机9进行打印后的出厂前产品6，被输送带5等输送。由设置在输送带附近的传感器8得到的输出信号被打印检查装置主体1内的处理部检测，计算摄像机3的摄像时刻，在输送至摄像机3能够确认检查对象字符的位置的时刻，用LED照明等的照明装置4进行光照射，用摄像机3读取包含检查对象字符的图像，对打印检查装置主体1内发送打印图像。

在图3中示出本实施例的打印检查装置的框图的一例。在ROM13中保存了打印字符串和二维码等的识别处理和打印品质是否合格的判断用的程序。另外，在RAM13中，保存了作为检查对象的字符串的各构成字符的基准字符图案、和从外部装置7输入的设定数据等。在处理部12中，进行关于打印检查的各种处理。

首先，为了确定二值化阈值，而使用测试用检查样品进行读取测试。打印检查装置主体1内的处理部12接收到传感器8的输出信号时，用处理部12内的摄像时刻计算部121计算摄像机的摄像时刻，根据来自处理部12的指示从图像输入信号发生部17对摄像机3通知图像导入时刻，同时照明控制部19根据来自处理部12的指示控制照明装置4的光量，并且与摄像机3的图像读取时刻一致地控制照明装置4的发光时刻。

用摄像机3读取的图像是各像素具有由摄像机的性能确定的灰阶数中的与亮度相应的数值(以下称为“亮度值”)的多值图像数据，该数据被输入至打印检查装置主体1内的图像输入部，暂时蓄积在图像存储部16中。为了易于识别二维码，用处理部12内的滤镜处理部122，对于图像存储部16中蓄积的摄像图像进行细线化、粗线化等图像改善处理。对于进行了滤镜处理122的图像，用二值化阈值设定部123按后述的流程获取最优的二值化阈值。

接着，进行实际的打印检查。用与读取测试同样的方法，接收传感器8的输出信号，用处理部12内的摄像时刻计算部124计算摄像机的摄像时刻，用摄像机3进行摄像而得到多值图像数据，对于该多值图像数据，用处理部12内的滤镜处理部125进行图像改善处理。在二值化阈值设定部126中，基于在[读取测试步骤]中得到的二值化阈值，设定最优的二值化阈值。在图像二值化处理部127中，使用由二值化阈值设定部126求取的二值化阈值进行二值化处理，从多值图像生成二值图像。在二维码计算部128中，从得到的二值图像中检测二维码的区域，读取二维码的数据，对二维码进行解码。然后，在读取判断部129中，进行是否合格的判断，并将判断结果发送至输入输出部18，显示在监视器2上，在不合格的情况下作为不良品由外部装置7实施排除等。另外，以上一系列处理中，打印图像、检查条件等也被发送至输入输出部18，显示在监视器2上。

图1对于本实施例的打印检查装置的处理部12的[读取测试步骤]，示出了图像导入之后的处理的流程图的一例。如图3的说明所记载，用打印检查装置主体1内的处理部12接收了传感器8的输出信号之后，在规定的时刻用摄像机3读取图像。所读取的图像在步骤S1中暂时蓄积在图像存储部16中。

接着，在步骤S2中，用处理部12内的滤镜处理部122进行图像改善处理。步骤S3至S6表示处理部12内的二值化阈值设定部123中的处理。在步骤S3中，对于进行滤镜处理后的图像，对全部灰阶，将其亮度值作为阈值进行二值化，确认是否可以读取二维码。例如，如果是256灰阶的图像，则对二值化阈值0～255的全部，确认可否读取二维码。设能够读取二维码的最小亮度阈值为MIN1，最大的亮度阈值为MAX1。在步骤S4中，判断是否存在其他要进行读取测试的检查样品。检查样品也能够是1个，但为了提高对于误差的精度，优选有2个以上。在有2个以上的情况下，对于第2个以后的检查样本，也执行从步骤S1起的处理。可以获得进行至步骤S3而得的最小亮度阈值MIN2、MIN3、……、最大亮度阈值MAX2、MAX3、……这样的检查样品数量的最小亮度阈值和最大亮度阈值。对于它们分别取平均值，由此得到最小亮度值MIN、最大亮度值MAX。

在步骤S5中，将该最小亮度值MIN、最大亮度值MAX发送至输入输出部18，并显示在监视器2上。在图4中示出显示例。二维码图像显示部P1表示摄像机3的摄像区域。包含中央的二维码图像的白色的区域100是读取区域。读取区域的设定由未图示的检查条件设定画面进行，在摄像得到的图像离开该区域的情况下，视为打印位置偏差大于容许范围的打印物而判断为不良品。区域100的中央的二维码图像101例如表示QR码(注册商标)的图像。通过按下“读取测试”按钮而实施步骤S3，结果显示在“读取测试”按钮的左方。“0”是进行读取测试的二值化阈值的最小值，“255”是进行读取测试的二值化阈值的最大值。位于该数值之间的长方形表示可读取二维码的二值化阈值的范围。图4中，示出二值化阈值“51”至“198”能够读取二维码。在步骤S6中，根据可读取二维码的二值化阈值的最小值MIN和最大值MAX求取中位数，作为实施打印检查时的二值化阈值。

图5对于本实施例的打印检查装置的处理部12的[打印检查步骤]，示出了图像导入之后的处理的流程图的一例。用图1所示的流程图确定二值化阈值之后，用图5所示的流程图实施实际的打印检查。用打印检查装置主体1内的处理部12接收传感器8的输出信号之后，在规定的时刻用摄像机3读取图像。所读取的图像在步骤S11中暂时蓄积在图像存储部16中。

接着，在步骤S12中，用处理部12内的滤镜处理部125进行图像改善处理。在步骤S13中，用二值化阈值设定部126将[读取测试]中得到的中位数设定为二值化阈值。在步骤S14中，按照步骤S13中设定的二值化阈值，用图像二值化处理部127从多值图像生成二值图像。用二维码计算部128实施步骤S15至S19。在步骤S15中，从二值图像中实施定位标记(用于检测位置的图案)的搜索。在步骤S17中，基于定位标记的位置，读取获取数据所需的信息(版本(Version)等)。在步骤S18中，基于步骤S17中得到的信息，实施数据的导入。在步骤S19中，对于步骤18中获取的数据(编码后的数据)进行解码，来还原为原本的数据。在步骤S20中，用读取判断部129进行读取的数据是否合格的判断。

此处，用图6叙述打印检查装置的现有例。现有例中，在处理部12中，没有[读取测试步骤]，而进行[打印检查步骤]。与图5同样地，在步骤S11中导入图像，在步骤S12中进行滤镜处理。接着，在步骤S13中使用设定为缺省值的二值化阈值，在步骤S14中从多值图像生成二值图像，在步骤S15中从二值图像中实施定位标记的搜索。在步骤S16中，判断该定位标记搜索是否成功，在未成功的情况下，在步骤S21中变更确定二值化阈值用的相乘数。使用变更后的相乘数，在步骤S13中重新设定二值化阈值，进行图像二值化、定位标记搜索，反复执行步骤S21、S13、S14、S15、S16直到定位标记搜索成功。

如上所述，本实施例中，通过[读取测试]将全部灰阶值作为二值化阈值，进行多值图像的二值化并确认可否读取二维码，从而预先设定最优的二值化阈值，所以能够防止重新设定二值化阈值进行处理导致的处理时间增加。

这样，本实施方式的打印检查装置是一种将由喷墨打印机等的通用打印机打印的包含二维码的图像作为多值图像导入，并用规定的二值化阈值从多值图像生成二值图像之后进行解码的打印检查装置，其能够防止因反复实施二值化而使得处理时间延长或在要求的时间内未能读取而成为不良品的情况，能够得到最优的二值化阈值。

实施例2

本实施例中，使用图7、图8，说明对于摄像得到的图像的亮度因打印物的状态和照明的亮度存在误差等而变动的情况有效的打印检查装置的一例。

图7对本实施例的打印检查装置的处理部12的[读取测试步骤]，示出了图像导入之后的处理的流程图的一例。与图1的情况同样，在步骤S1中导入图像，在步骤S2中进行滤镜处理，在步骤S3中求取可读取的亮度值的最小值MIN1、最大值MAX1。

接着，在步骤S31中计算二维码读取区域内的全部像素的亮度平均值AVE1。与图1的情况同样，检查样品也能够是1个，但为了提高对于误差的精度，优选有2个以上。在有2个以上的情况下，对于第2个以后的检查样品，也实施从步骤S1起的处理。可以获得进行至步骤S31而得的最小亮度阈值MIN2、MIN3、……、最大亮度阈值MAX2、MAX3、……、读取区域内的全部像素亮度平均值AVE2、AVE3、……这样的检查样品数量的最小亮度阈值和最大亮度阈值、读取区域内的全部像素亮度平均值。对于它们分别取平均值，由此得到最小亮度值MIN、最大亮度值MAX、读取区域内的全部像素亮度平均值AVE。

在步骤S5中，将该最小亮度值MIN、最大亮度值MAX、读取区域内的全部像素亮度平均值AVE发送至输入输出部18，并显示在监视器2上。在步骤S6中，求取最大值与最小值的中位数，在步骤S32中，求取修正值＝“中位数”-“读取区域内的全部像素亮度平均值”。在图8中示出显示例。本实施例中，对于二值化方法的按钮选择“自动”P4。作为在“读取测试”按钮的左方显示的读取测试的结果，与图4的情况同样地显示可读取的二值化阈值范围的最小值“51”、最大值“198”，并且显示中位数“125”。另外，在P5中，显示读取区域内的全部像素亮度平均值“137”。该显示区域在想要使二值化阈值成为固定值而确定特定数值的情况下，能够由操作者输入数值。然后，作为修正值，将“-12”保存在处理部12中。

图9所示的[打印检查步骤]中，与图5同样地，在步骤S11中导入图像，在步骤S12中进行滤镜处理之后，在步骤S33中计算读取区域内的全部像素的亮度平均值，在步骤S34中将对读取区域内的全部像素的亮度平均值加上[读取测试步骤]中得到的修正值而得的数值作为二值化阈值，在步骤S14中，使用该二值化阈值，从多值图像生成二值图像。

如上所述，根据本实施例，对于检查物的每次检查，计算读取区域内的全部像素的亮度平均值，将对该平均值加上修正值得到的数值作为二值化阈值进行多值图像的二值化，由此在图像的亮度存在变动的情况下，也能够设定最优的二值化阈值进行二维码的读取。

另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，作为实施例，示出了二维码的图像是QR码(注册商标)的情况，但对于其他二维码也能够进行同样的处理。

另外，检查样品是2个以上的情况下，本实施例中将最小二值化阈值MIN、最大二值化阈值MAX分别设为得到的数值的平均值(将MIN1、MIN2、……的平均值作为MIN，将MAX1、MAX2、……的平均值作为MAX)，但误差较大的情况下，例如将最小二值化阈值MIN1、MIN2、……的最大值作为MIN、将最大二值化阈值MAX1、MAX2、……的最小值作为MAX等也是有效的。

另外，处理部12中，将[读取测试步骤]中进行的各处理部和[打印检查步骤]中进行的各处理部设为不同的处理部，但进行相同动作的处理部(例如摄像时刻计算部121和124)也能够是相同的。

符号说明

1：打印检查装置主体，2：监视器，3：摄像机，4：照明装置，5：输送带，6：打印物，7：外部装置，8：传感器，9：喷墨打印机，10：打印头，11：液滴，12：处理部，13：ROM，14：RAM，15：图像输入部，16：图像存储部，17：图像输入信号发生部，18：输入输出部，19：照明控制部，121：[读取测试步骤]中的摄像时刻计算部，122：[读取测试步骤]中的滤镜处理部，123：[读取测试步骤]中的二值化阈值设定部，124：[打印检查步骤]中的摄像时刻计算部，125：[打印检查步骤]中的滤镜处理部，126：[打印检查步骤]中的二值化阈值设定部，127：图像二值化处理部，128：二维码计算部，129：读取判断部，P1：监视器画面的二维码图像显示部，P2：“读取测试”开始按钮显示部，P3：读取测试结果显示部，P4：设为对二值化阈值自动加上修正值的设定的“自动”设定按钮显示部，P5：读取区域内的全部像素亮度平均值的显示和二值化阈值输入部，100：监视器画面的图像显示部内的读取区域，101：监视器画面的图像显示部内的二维码图像。

Claims (2)

1.一种打印检查装置，其读取打印在被打印体上的包含二维码的打印内容，其特征在于，具有：

将包含二维码的识别对象作为多值图像来输入的单元；

图像二值化单元，其使用规定的二值化阈值，进行所述多值图像的二值化，并输出二值图像；

二维码检测单元，其从所述二值图像中检测二维码的区域；

对所述二维码进行解码的解码单元；和

实施读取测试的测试单元，

所述读取测试单元对于1个以上的检查样品，将关于全部灰阶的亮度值作为阈值来实施二值化并进行读取测试，求取可读取的亮度值的最大值和最小值，使显示部显示所获得的最大值、最小值，将最小值与最大值的中位数设定为实际的打印检查中的二维码图像的二值化阈值。

2.如权利要求1所述的打印检查装置，其特征在于：

在实施读取测试时，计算打印内容读取区域内的全部像素的亮度平均值，求取所计算出的所述亮度平均值与所述中位数之差作为修正值，在实际的打印检查中，对于每个检查物计算打印内容读取区域内的全部像素的亮度平均值，将对该平均值加上修正值而得到的数值作为二值化阈值来进行多值图像的二值化。

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