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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen eines
Codebilds, das physikalisch oder elektronisch ausgedrückt ist,
und zum Extrahieren von in dem Codebild dargestellten Informationen
sowie ein Verfahren dafür.
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Stand der Technik
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Bei
einem Verfahren zum Darstellen erkennbarer Daten in der Art von
Zeichen, Zahlen oder Symbolen gibt es einen Fall, in dem Zeichen,
Zahlen oder Symbole unter Berücksichtigung
der Sicherheit von Daten oder eines Anzeigeplatzes als Bilder dargestellt
werden. Ebenso muss zum Lesen von Originaldaten aus einem Codebild,
in dem Daten als ein Bild dargestellt sind, ein geeigneter Decodierer
bereitgestellt werden.
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Es
ist aus
US 5 352 878
A bekannt, einen Strichcodeleser bereitzustellen, der ein
Strichcodesymbol ein Zeichen zur Zeit decodiert, indem er die Zwischenräume der
jeweiligen Zeichen, unabhängig
von den Balken der jeweiligen Zeichen, analysiert. Der Leser bestimmt
die Breiten jedes Zwischenraums und jedes Balkens und bestimmt unabhängig Breitenschwellenwerte.
Der Leser decodiert dann das Zeichen entsprechend diesen Schmal/Breit-Klassifikationen.
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Es
ist aus
EP 0582911 A bekannt,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen und Decodieren von
Strichcodesymbolen bereitzustellen, die in zweidimensionalen Graustufenpixelbildern
zufällig
angeordnet sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Zum
Lösen des
Problems besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
eine Vorrichtung zum Erkennen eines Codes, die in der Lage ist,
ursprüngliche
Daten aus einem Codebild, in dem Daten als Farbe oder Schattierung
ausgedrückt
sind, zu lesen, und ein Verfahren dafür bereitzustellen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum
Erkennen eines Codes vorgesehen, welche aufweist:
einen Codefestlegungsabschnitt
zum Aufstellen einer Beziehung zwischen dem Zeichen, der Zahl oder
dem Symbol und der entsprechenden Farbe oder Schattierung,
einen
Bilderfassungsabschnitt zum Erfassen eines Rohbilds, in dem ein
Codebild enthalten ist,
gekennzeichnet durch:
einen Bildverarbeitungsabschnitt
zum Unterscheiden eines Bereichs des Codebilds von anderen Bereichen, zum
Extrahieren einer Mehrzahl von Zellen, die in dem Codebildbereich
enthalten sind, und zum Erkennen der Standardfarbe oder Standardschattierung,
die in jeder der Zellen repräsentiert
ist, und zum Korrigieren von Farben oder Farbtönen, die in Bezug auf jede
der Zellen, die in dem Codebildbereich enthalten sind, erkannt sind,
unter Verwendung ei ner Umgebungsvariable, die unter Berücksichtigung
einer Umgebung, in der das Rohbild eingegeben wird, festgelegt ist,
um Farben oder Schattierungen des Rohbilds zu unterscheiden, und
einen
Codekonvertierungsabschnitt zum Konvertieren der korrigierten Farben
oder Schattierungen in eine Mehrzahl von Standardfarben oder Standardschattierungen,
die zum Erzeugen des Codebilds verwendet werden, und zum Extrahieren
eines entsprechenden Zeichens, einer entsprechenden Zahl oder eines
entsprechenden Symbols aus der in jeder der Zellen des Codebilds
erkannten Farbe oder Schattierung, entsprechend der in dem Codefestlegungsabschnitt
aufgestellten Beziehung, um Codedaten zu erzeugen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Erkennen eines Codes mit folgenden Schritten vorgesehen: Erfassen
eines Rohbilds, in dem ein Codebild enthalten ist, wobei das Verfahren
durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Unterscheiden des Codebildbereichs
von anderen Bereichen, Extrahieren einer Mehrzahl von Zellen, die
in dem Codebildbereich enthalten sind, und Erkennen der Standardfarbe
oder Standardschattierung, die in jeder der Zellen repräsentiert
ist,
Korrigieren von Farben oder Schattierungen, die in Bezug
auf jede der Zellen, die in dem Codebildbereich enthalten sind,
erkannt wurden, unter Verwendung einer Umgebungsvariable, die unter
Berücksichtigung
einer Umgebung, in der das Rohbild eingegeben wird, festgelegt wird,
um Farben oder Schattierungen des Rohbilds zu unterscheiden,
Konvertieren
der korrigierten Farben oder Schattierungen in eine Mehrzahl von
Standardfarben oder Standardschattierungen, die zum Erzeugen des
Codebilds verwendet werden, und
Extrahieren eines entsprechenden
Zeichens, einer entsprechenden Zahl oder eines entsprechenden Symbols aus
der in jeder der Zellen des Codebilds erkannten Farbe oder Schattierung,
entsprechend einer Beziehung zwischen dem Zeichen, der Zahl oder
dem Symbol und der entsprechenden Farbe oder Schattierung, um Codedaten
zu erzeugen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die
vorstehend erwähnte
Aufgabe und die vorstehend erwähnten
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezug auf die anliegende Zeichnung besser verständlich werden.
Es zeigen:
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1A ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erkennen eines Codes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und 1B ein
Flussdiagramm der Arbeitsweise der in 1A dargestellten
Vorrichtung,
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die 2A bis 2E verschiedene
Beispiele von Codebildern, die durch die Vorrichtung zu lesen sind,
die 3A bis 3C Beispiele
von Codekonvertierungstabellen, die zum Konvertieren vorbestimmter Daten
zu einem Bild verwendet werden, und 4 ein Beispiel,
in dem ein Codebild in eine Namenskarte aufgenommen ist,
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5 ein
Blockdiagramm der Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und 6 ein Flussdiagramm,
in dem die Arbeitsweise der in 5 dargestellten
Vorrichtung dargestellt ist,
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die 7A bis 7F Ergebnisse,
bei denen Schwarz-Weiß-Bilder von Rohbildern
erhalten werden,
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die 8A bis 8F Schritte
zum Entfernen eines Rauschbilds aus einem Schwarz-Weiß-Bild,
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9 ein
Flussdiagramm, in dem der Schritt des Erkennens einer in jedem Pixel
des Codebilds dargestellten Standardfarbe dargestellt ist,
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die 10 bis 14 Beispiele
zum Erklären
von 9 und
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15 ein
Blockdiagramm der Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und
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16 ein
Flussdiagramm, in dem die Arbeitsweise der in 15 dargestellten
Vorrichtung dargestellt ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung detailliert durch Beschreiben bevorzugter
Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben.
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1A ist
ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erkennen eines Codes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 1B ist
ein Flussdiagramm, in dem der Betrieb der in 1A dargestellten
Vorrichtung dargestellt ist.
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Die 2A bis 2E zeigen
verschiedene Beispiele von Codebildern, die durch die Vorrichtung
zu lesen sind, und die 3A bis 3C zeigen
Beispiele von Codekonvertierungstabellen, die zum Konvertieren vorbestimmter
Daten zu einem Bild verwendet werden, und 4 zeigt
ein Beispiel, in dem ein Codebild in eine Namenskarte aufgenommen
ist. Die Vorrichtung zum Erkennen eines Codes liest ein auf einem
physikalischen Medium dargestelltes Codebild (ein in der unteren
rechten Ecke von 4 dargestelltes viereckiges Bild)
und extrahiert Originalcodedaten, welche dem Codebild entsprechen.
Das Codebild ist ein Bild, zu dem eine Zahl, ein Zeichen oder ein
Symbol unter Verwendung einer Codekonvertierungstabelle konvertiert
wird, und es kann auf verschiedene Arten ausgedrückt werden, wie in den 2A bis 2D dargestellt
ist. Zuerst werden die Funktionsweise und der Betrieb der Vorrichtung
zum Erkennen eines Codes mit Bezug auf die 1A und 1B beschrieben.
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In
Schritt 21 erfasst ein Bilderfassungsabschnitt 11 ein
Bild, einschließlich
eines "Codebilds", das physikalisch
oder elektronisch ausgedrückt
ist. Codedaten, die schließlich
zu extrahieren sind, werden als eine Bildform in dem Codebild ausgedrückt. Der
Bilderfassungsabschnitt 11 liest das durch eine Bildeingabevorrichtung
in der Art eines Scanners, einer Digitalkamera, einer PC-Kamera,
eines Sensors oder eines Faxgeräts physikalisch
ausgedrückte
Bild und konvertiert das gelesene Bild in Bilddaten, die elektronisch
verarbeitet werden können.
Hier wird die Ausgabe des Bilderfassungsabschnitts 11 als "Rohbild" bezeichnet, und
das Rohbild ist als eine Bilddatei formatiert, die durch einen Computer
verarbeitet werden kann. Im Allgemeinen ist ein Rauschbild oder
ein Hintergrund mit einem Codebild in dem Rohbild enthalten.
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Ein
Bildverarbeitungsabschnitt 13 extrahiert ein Codebild aus
dem Rohbild und erkennt die Farbe oder die Schattierung individueller
in dem Codebild enthaltener Zellen. In Schritt 22 wird
auf der Grundlage eines Parameters in der Art einer Umgebungsvariable
und/oder eines Farbmodus ein Codebildgebiet aus dem Rohbild extrahiert.
In Schritt 23 erzeugt der Bildverarbeitungsabschnitt 13 Daten,
die sich auf das Codebild beziehen, auf der Grundlage des Rohbilds
und unterscheidet die Form, die Position oder den Typ des Codebilds.
In Schritt 24 unterscheidet der Bildverarbeitungsabschnitt 13 die
Zahl, die Form und die Position von Zellen, die in dem Codebild
enthalten sind. In Schritt 25 erfasst der Bildverarbeitungsabschnitt 13 die
Farbe oder die Schattierung jeder Zelle. Der Bildverarbeitungsabschnitt 13 richtet
eine Umgebungsvariable unter Berücksichtigung
der Umgebung zu einer Zeit, zu der das Rohbild erfasst wird, ein,
korrigiert die Farbe oder die Schattierung individueller Zellen
unter Verwendung der Umgebungsvariable und erfasst dadurch die ursprüngliche
Farbe oder Schattierung jeder Zelle.
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Der
Bildverarbeitungsabschnitt 13 extrahiert das Codebildgebiet
mit Ausnahme eines Hintergrundbildabschnitts aus den Rohbildern
und stellt die Form und den Typ des Codebilds fest, wodurch die
in dem Codebildgebiet enthaltenen Zellen auf dieser Basis unterschieden
werden. Vorzugsweise wird das Rohbild auf der Grundlage einer Schwarz-Weiß-Umgebungsvariable,
die entsprechend dem Helligkeitsgrad in einem Zustand, in dem das
Rohbild eingegeben wird, festgelegt wird, in ein Schwarz-Weiß-Bild konvertiert.
Vorzugsweise wird eine Farbe des Hintergrundbildabschnitts des Schwarz-Weiß-Bilds durch eine
bestimmte Hintergrundfarbe festgelegt, die nicht zum Darstellen
von Codedaten verwendet wird. Dann wird vorzugsweise eine Farbe von
Rohbildabschnitten, die dem Hintergrundbildabschnitt in dem Schwarz-Weiß-Bild entsprechen,
durch die Hintergrundfarbe festgelegt und durch Unterscheiden von
Codebildabschnitten und Hintergrundabschnitten das Codebildgebiet
aus dem Rohbild extrahiert. Rechenoperationen, die für das Extrahieren
des Codebildgebiets benötigt
werden, können
durch die Verwendung des Schwarz-Weiß-Bilds verringert werden.
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Vorzugsweise
empfängt
der Bildverarbeitungsabschnitt 13 ein Bild, in dem die
Codebildabschnitte und die anderen Abschnitte durch die Hintergrundfarbe
unterteilt sind, unterteilt das empfangene Bild in eine Mehrzahl
von Blöcken,
erfasst ein Gebiet mit einer Farbe oder Schattierung, die nicht
die Hintergrundfarbe ist, von jedem der Blöcke, wählt einen Block mit dem größten Gebiet
unter allen Blöcken,
erfasst einen Mittelpunkt des in dem ausgewählten Block enthaltenen Codebildgebiets
und durchsucht das gesamte Bild auf der Grundlage des Mittelpunkts,
wodurch das Gebiet mit einer Farbe oder Schattierung, die nicht
die Hintergrundfarbe ist, als das Codebildgebiet erfasst wird.
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Ein
Codefestlegungsabschnitt 17 stellt eine Beziehung (d. h. 3A bis 3C)
zwischen einem Zeichen, einer Zahl oder einem Symbol, das oder die
zum Darstellen von Daten verwendet wird, und einer entsprechenden
Farbe oder Schattierung auf. In Schritt 26 extrahiert ein
Codekonvertierungsabschnitt 15 ein entsprechendes Zeichen,
eine entsprechende Zahl oder ein entsprechendes Symbol anhand der
Farbe oder Schattierung jeder Zelle des Codebilds entsprechend der
vom Codefestlegungsabschnitt 17 bereitgestellten Beziehung,
wodurch Codedaten erzeugt werden.
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Nun
wird ein Beispiel für
das Festlegen einer zum Lesen der Farbe oder der Schattierung jedes
Pixels in einem Bild verwendeten Umgebungsvariable beschrieben.
Die Umgebungsvariable kann unter Berücksichtigung einer Umgebung,
in der das Rohbild gelesen wird, in einem RGB-Modus auf R, G oder
B, in einem HSV-Modus auf H, S oder V oder auf eine Kombination
von R, G und B sowie H, S und V gesetzt werden, um den Farbwert
oder den Schattierungswert zu normieren, der in dem Rohbild erkannt
wird. Mit anderen Worten werden Werte für eine Farbumgebungsvariable
zu Farb- oder Schattie rungswerten von Pixeln des Rohbilds addiert
oder davon subtrahiert. Beispielsweise kann der Farb- oder Schattierungswert
in einem RGB-Farbmodus ein Wert für Rot, Grün und Blau sein, in einem HSV-Farbmodus
ein Farbton, eine Sättigung
und ein Wert (Helligkeit) sein, in einem CMYK-Farbmodus Zyan, Magenta,
Gelb und Schwarz sein und in einem HIS-Farbmodus ein Farbton, eine Intensität und eine
Sättigung
sein. Die in dem Rohbild dargestellte Farbe oder Schattierung wird
angepasst, um für
die Umgebung, in der das Rohbild gelesen wird, zu korrigieren, so
dass die ursprüngliche
Farbe/Schattierung erhalten werden kann.
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Im
Allgemeinen wird eine anfängliche
Umgebungsvariable unter der Annahme festgelegt, dass ein Fluoreszenzlicht
oder eine Lampe mit drei Wellenlängen
für die
Beleuchtung verwendet wurde. Andernfalls wird ein weißes Blatt
Papier als ein Referenzhintergrund verwendet, bevor das Rohbild
in eine Kamera eingegeben wird, und die Umgebungsvariable wird entsprechend
der Umgebungsbeleuchtung festgelegt. Beispielsweise ist das von
einer Halogenlampe kommende rote Licht verhältnismäßig stark, so dass die Umgebungsvariable
so festgelegt wird, dass die Wirkung des von der Halogenlampe emittierten
roten Lichts beseitigt wird. Falls als nächstes die tatsächliche
erfasste Farbe unter Verwendung der Umgebungsvariablen normiert
wird, kann die Beleuchtungswirkung verringert werden, und es können Farben
nahe der Originalfarbe erhalten werden.
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Ein
Beispiel für
das Korrigieren von Farben oder Schattierungen unter Verwendung
der Umgebungsvariable wird nachstehend beschrieben. Es wird angenommen,
dass die Codebilder aus acht Farben bestehen und unter Verwendung
einer in 3B dargestellten Codekonvertierungstabelle
codiert werden. In einem Fall, in dem der in einem Pixel eines Rohbilds
dargestellte RGB-Wert als (100, 100, 100) erkannt wird und die Umgebungsvariable
auf (+100, –50,
+50) gelegt wird, ist der korrigierte RGB-Wert für das Pixel, der durch Ausführen einer
Rechenoperation an dem RGB-Wert und der Umgebungsvariablen erhalten
wird, (200, 50, 150). Falls für
jede Komponente des korrigierten RGB-Werts die Komponente größer als
128 ist, wird sie zu 255 konvertiert. Andernfalls wird die Komponente
zu 0 konvertiert. Dadurch ist der endgültige RGB-Wert (255, 0, 255),
so dass die Farbe oder Schattierung als Magenta erkannt wird.
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Beispiel
1) Im RGB-Farbmodus ist der Maximalwert für jede Komponente von RGB 255,
und der Minimalwert dafür
ist 0. Demgemäß stellt
(255, 0, 0) Rot dar, (0, 255, 0) Grün dar, (0, 0, 255) Blau dar,
(0, 0, 0) Schwarz dar und (255, 255, 255) Weiß dar. In einem Fall, in dem
x der Wert von R, G oder B ist und y der Wert einer Umgebungsvariablen
für R,
G und B ist, werden die Komponenten für den endgültigen RGB-Wert für jedes Pixel wie nachstehend
angegeben bestimmt. f(x) = 255, falls
x + y ≥ 128
(wobei 0 ≤ x,
y ≤ 255 ist)
0
andernfalls (1)
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Beispiel
2) YIQ- und YUV-Farbmodi werden durch Zuweisen eines vorbestimmten
Gewichts zum RGB-Wert erhalten und ähneln dem RGB-Modus. Das heißt, dass
der YIQ-Farbmodus unter Verwendung von Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B,
I = 0,596R – 0,274G – 0,3228,
Q = 0,211R – 0,523G
+ 0,312B erhalten werden kann. Y bezeichnet die Helligkeit, und
I und Q bezeichnen den Rotanteil bzw. den Blauanteil. f(y) = Weiß,
y ≥ 0,5
Schwarz
andernfalls (2)
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Beispiel
3) Ein CMYK-Farbmodus ist ein Farbmodus, der gewöhnlich für das Drucken verwendet wird, und
jede Farb komponente wird im CMYK-Farbmodus als Prozentsatz oder
Verhältnis
angegeben. Der CMYK-Farbmodus wird in Bezug auf den RGB-Wert als
(R/255, G/255, B/255) ausgedrückt.
In einem Fall, in dem x ein Wert für C, M, Y oder K ist und y
ein Wert der jeder Farbkomponente entsprechenden Umgebungsvariablen
ist, wird der endgültige
CMYK-Wert für
jedes Pixel wie nachstehend angegeben bestimmt: f(x) = 1, falls x + y ≥ 0,5 (wobei 0 ≤ x, y ≤ 1 ist)
f(x)
= 0 andernfalls (3)
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Beispiel
4) Im Fall des HSV- und des HSI-Farbmodus wird der Wert für den Farbton
als Winkel ausgedrückt.
Hier kann in einem Fall, in dem x der Wert für einen Farbton ist und die
Farbumgebungswerte so festgelegt sind, dass 0 ≤ Trg < Tgb < Tbr ≤ 360 gilt,
ein nachstehend angegebenes Verfahren zum Unterscheiden von Farben
verwendet werden. f(x) = Rot, falls
Tbr ≤ x < Trg
Grün, falls
Trg ≤ x < Tgb
Blau,
falls Tgb ≤ x < Tbr (4)
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Beispiel
5) Für
den Farbmodus der "Commission
Internationale de l'E
clairage" (CIE)
wird der Wert einer Farbe in einer x-y-Graphik dargestellt. In diesem
Fall werden x und y als eine Referenz zum Unterscheiden von Farben
verwendet, so dass ein nachstehend angegebenes Verfahren zum Unterscheiden
von Farben verwendet werden kann. f(x,
y) = Rot, falls x ≥ 0,4
Grün, falls
x < 0,25, y ≥ 0,4
Blau,
falls x < 0,25,
y < 0,25
Grau
andernfalls (5)
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Daten,
die sich auf eine Beziehung zwischen einer allgemeinen Umgebung
und einer Umgebungsvariablen, die entsprechend der allgemeinen Umgebung
festzulegen sind, beziehen, werden in einer Datenbank gespeichert,
und Vorgabedaten in Bezug auf eine tatsächliche Arbeitsumgebung werden
gelesen, so dass die Umgebungsvariable verwendet werden kann. Die
Umgebungsvariable wird experimentell bestimmt, so dass durch eine
optische Eingabevorrichtung gelesene Farben zu Originalfarben korrigiert
werden, oder die Codebilder werden vom Hintergrund unterschieden,
indem die optischen Eigenschaften und die Umgebungsbeleuchtung der
optischen Eingabevorrichtung analysiert werden, wodurch die Farben
fehlerfrei, ohne durch eine Vorrichtung oder eine Umgebung beeinflusst
zu werden, erkannt werden können.
Zusätzlich
können
zwei oder mehr Umgebungsvariablengruppen mit verschiedenen Zielen
gebildet werden. Mit anderen Worten kann eine der Umgebungsvariablengruppen
eine Umgebungsvariable zum Trennen der Codebilder vom Hintergrund sein,
und die andere kann eine Umgebungsvariable zum Unterscheiden der
Farbe oder der Schattierung der vom Hintergrund getrennten Codebilder
sein. Beispielsweise ist der Wert von R verhältnismäßig hoch, wenn Farben für den RGB-Modus
in der Beleuchtungsumgebung, in der rotes Licht verwendet wird,
unterschieden werden. Demgemäß wird der
in der optischen Vorrichtung gelesene Wert für R auf einen vorbestimmten
Gewichtswert verringert, und die Wirkung der Umgebung wird ausgeschlossen.
Wenn das Codebild in der Umgebung einer hellen Beleuchtung für den HSV-Modus
als ein Schwarz-Weiß-Bild
erkannt wird, wird der Gewichtswert der V-Komponente erhöht, und
es werden dadurch Farben unterschieden. In der Umgebung einer schwachen
Beleuchtung wird der Gewichtswert der V-Komponente zum Unterscheiden der Schwarz-Weiß-Farbe
im HSV-Modus von
Farben mit Ausnahme von Schwarz oder Weiß verringert, und der Gewichtswert
der S-Komponente wird auch verringert, wodurch Farben unterschieden
werden. Wenn die Um gebungsvariable zurückgesetzt wird, wird die Verteilung
der Werte für
R, G, B, H, S und/oder V, die von jeder Zelle im Codebild von der
optischen Vorrichtung erhalten werden, bestimmt, und die Umgebungsvariable
und ein Gewichtswert davon können
mit Bezug auf die Verteilung zurückgesetzt
werden.
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Nachstehend
werden Beispiele von Codebildern, die durch die in 1A dargestellte
Vorrichtung zum Erkennen eines Codes zu verarbeiten sind, und von
dem Codebild entsprechenden Codedaten beschrieben. Die 2A bis 2D zeigen
verschiedene Beispiele von Codebildern, die von der Vorrichtung
zum Erkennen eines Codes gemäß der vorliegenden
Erfindung erkannt werden können.
In den Zeichnungen können
verschiedene Formen für
Zellen, beispielsweise viereckig, kreisförmig, elliptisch, kreuzförmig oder
bienenwabenförmig,
verwirklicht werden, und es kann eine Kombination von Formen möglich sein,
wenn ein Codebild gebildet wird. Die Form und die Größe eines
Codebilds oder einer Zelle kann entsprechend dem Inhalt oder der Datenmenge,
der oder die in dem Codebild darzustellen ist, geeignet ausgewählt werden.
Verschiedene Formen des Codebilds, die aus einer Mehrzahl von Zellen
bestehen, wie viereckig, kreisförmig,
elliptisch, kreuzförmig
oder bienenwabenförmig,
können
verwirklicht werden, und es ist auch ein Codebild mit einer Form ähnlich einem
Strichcode, wie in 2D dargestellt ist, eingeschlossen.
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2E zeigt
die Gebiete eines Codebilds auf der Grundlage von Rollen von Daten,
die in dem Codebild dargestellt sind. Das Codebild enthält ein Datengebiet 291,
das aus mindestens einer Datenzelle gebildet ist, in der Farben,
Schattierungen, Formen, Muster oder eine Kombination davon entsprechend
dem Dateninhalt verschieden codiert sind. Das Datengebiet 291 kann
aus einer oder mehreren Datenzellen gebildet sein, worin Zeichen
als Bilder codiert sind, und jede der Datenzellen kann ein Zeichen
darstellen, oder ein Satz aus einer Mehrzahl von Datenzellen kann
ein oder mehrere Zeichen darstellen. Beispielsweise kann das Zeichen "A" als eine rote Zelle dargestellt werden
oder es kann als zwei Zellen in der Art einer roten Zelle und einer grünen Zelle
dargestellt werden. Codedaten, die in dem Datengebiet 291 enthalten
sind, bestehen aus Zeichen, Zahlen und Symbolen und können Namen,
Adressen, Telefonnummern, Faxnummern, Host-Adressen von Netzwerken,
Domain-Namen und IP-Adressen, die im Internet verwendet werden,
Uniform Resource Locators (URLs), Protokolle oder Dokumentnamen,
abhängig
von den Anforderungen des Benutzers, einschließen.
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Mindestens
eines von einem Paritätsgebiet 293,
einem Referenzgebiet 295 und einem Steuergebiet 297 kann
weiter in dem Codebild enthalten sein. Das Paritätsgebiet 293 besteht
aus Paritätszellen
zum Prüfen von
Erkennungsfehlern der im Datengebiet 291 dargestellten
Zellen. Das Referenzgebiet 295 besteht aus mindestens einer
Referenzzelle, die Referenzfarben, eine Referenzschattierung, Referenzformen,
Referenzmuster oder eine Kombination davon zum Bestimmen von Farben,
Schattierungen, Formen, Mustern oder einer Kombination davon für die im
Datengebiet 291 gebildete Datenzelle bereitstellt. Das
Steuergebiet 297 besteht aus mindestens einer Steuerzelle,
in der Steuerdaten für
Befehle oder Dienste, die unter Verwendung im Datengebiet 291 dargestellter
Daten bereitzustellen sind, codiert sind. Nachstehend werden alle
Gebiete mit Ausnahme des Datengebiets 291, d. h. das Paritätsgebiet 293,
das Referenzgebiet 295 und das Steuergebiet 297, als "Hilfsgebiete" bezeichnet, und
in den Hilfsgebieten enthaltene Zellen werden als Hilfszellen markiert.
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Das
Paritätsgebiet 293 wird
verwendet, um festzustellen, ob Farben oder Schattierungen (oder
möglicherweise
Formen und/oder Muster) als entsprechend dem Inhalt der Codedaten
für Datenzellen
geeignet ausgedrückt
sind. Im Paritätsgebiet 293 werden
Paritätsdaten
entsprechend Codewerten erhalten, die entsprechend der in jeder
der Datenzellen dargestellten Farbe oder Schattierung festgelegt
sind, und Paritätszellen
werden aus Farben oder Schattierungen, die den Paritätsdaten
entsprechen, gebildet.
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Das
Referenzgebiet 295 wird verwendet, um Referenzfarben (oder
Referenzschattierungen, Referenzformen oder Referenzmuster, je nach
Gelegenheit) zum Erkennen von in den Zellen des Datengebiets 291 und/oder
der Hilfsgebiete dargestellten Farben (oder Schattierungen, Formen
oder Mustern) festzulegen. Die Farben der Zellen in jedem Gebiet
können
in einem Farbmodus in der Art eines Rot-Grün-Blau-(RGB)-Farbmodus, eines
Farbton-Sättigung-Wert-(HSV)-Farbmodus,
eines Zyan-Magenta-Gelb-Schwarz-(CMYK)-Farbmodus, eines Farbton-Sättigung-Intensität-(HSI)-Farbmodus,
eines CIE-Farbmodus,
eines YIQ-Farbmodus oder eines YUV-Farbmodus dargestellt werden.
Selbst in einem Fall, in dem ein Code durch Schwarz-Weiß-Schattierungen
(Grautöne)
gebildet ist, können
Daten jeder Zelle auf der Grundlage der Schattierungen von Weiß und/oder
Schwarz, die im Referenzgebiet 295 dargestellt sind, genau
erkannt werden.
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Zusätzlich kann
ein Grenzgebiet zum Unterscheiden von Gebieten ferner zwischen in
den Codebildern enthaltenen Gebieten implementiert werden. Zusätzlich kann
ein Grenzgebiet zum Unterscheiden von Zellen ferner zwischen Zellen
in jedem Gebiet enthalten sein. Das Grenzgebiet kann aus einer Linie
oder einer Zelle bestehen, welche aus einer spezifischen Farbe oder
einem spezifischen Muster gebildet ist, und eine Grenzlinie oder
eine Grenzzelle kann als Schwarz oder Weiß ausgebildet sein.
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Farbe
kann, abhängig
von der Art des Druckers oder des als Druckpapier verwendeten Materials,
auf verschiedene Weise gedruckt werden, und die gleiche Farbe kann,
entsprechend den Eigenschaften eines Scanners oder einer Kamera,
etwas verschieden erkannt werden. Unter Berücksichtigung hiervon stellt
die im Referenzgebiet 295 enthaltene Referenzzelle eine
Referenz zum Unterscheiden im Datengebiet 291 dargestellter
Farben bereit. Das heißt,
dass selbst dann, wenn eine Farbe, abhängig von der verwendeten Ausgabevorrichtung,
auf verschiedene Weisen ausgegeben wird oder eine Farbe entsprechend
der verwendeten Eingabevorrichtung in der Art eines Scanners auf
verschiedene Weisen eingegeben wird, die Farbdifferenz zwischen
der Farbe des Referenzgebiets 295 und der Farbe des Datengebiets 291 konstant
ist, so dass Farben der Zellen im Datengebiet 291 genau
erkannt werden können.
Demgemäß haben
Farben der Zellen des Datengebiets 291 eine relative Farbdifferenz,
verglichen mit Referenzfarben des Referenzgebiets 295,
so dass die Farben der Zellen des Datengebiets 291 erhalten
werden, indem sie auf der Grundlage des RGB-Modus oder des HSV-Modus
mit den Referenzfarben des Referenzgebiets 295 verglichen
werden, wodurch Daten der Datenzellen selbst dann genau erkannt
werden können,
wenn die Bildeingabevorrichtung oder die Bildausgabevorrichtung
gewechselt wird. In einem Fall, in dem Formen oder Muster in eine
Eingabevorrichtung in der Art einer Kamera eingegeben werden, können die
Formen oder Muster geneigt oder gekrümmt sein. Die Referenzformen
oder Referenzmuster werden im Referenzgebiet 295 bereitgestellt,
so dass ein falscher Eingabezustand erfasst werden kann und die
Formen oder Muster der Datenzellen genau erkannt werden können.
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Verschiedene
Dienste können
einem Benutzer, der Codedaten des Datengebiets 291 verwendet,
abhängig
vom Anwendungstyp bereitgestellt werden. Beispielsweise werden in
einem Fall, in dem eine Homepage-Adresse (d. h. eine URL) im Internet
auf einer Namenskarte als Codebilder ausgedrückt wird, die Codebilder durch
einen Computer decodiert, und der Web-Browser des Computers oder eines mit
dem Computer verbundenen Servers wird ausgeführt und kann dadurch programmiert
werden, um sich mit der Homepage zu verbinden. Zusätzlich wird
in einem Fall, in dem eine E-Mail-Adresse als ein Codebild ausgedrückt wird,
das Codebild von einem Computer decodiert, und es wird die Mail-Software
des Computers ausgeführt,
wodurch eine Umgebung bereitgestellt wird, in der E-Mails zur E-Mail-Adresse
gesendet werden können.
Beispielsweise kann ein Benutzer in einem Fall, in dem das Codebild
in ein tragbares Endgerät
eingegeben wird, eine dem Codebild entsprechende Telefonnummer rufen
oder Dienste von Daten, die sich auf die Geographie beziehen, empfangen.
In einem solchen Fall kann die automatische Dienstfunktion von einem
getrennten Programm oder entsprechend der Art der Zieldaten in einem
Decodierprogramm automatisch implementiert werden. Zusätzlich ist
das Steuergebiet 297, in dem ein Befehl zum Ausführen der
automatischen Dienstfunktion als ein Bild ausgedrückt ist,
in dem Codebild enthalten, wodurch automatisch Dienste in dem Decodierprogramm
unter Verwendung decodierter Steuerdaten aus dem Steuergebiet 297 implementiert
werden.
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Zusätzlich können Befehle
oder Metadaten zum Steuern von Zieldaten des Datengebiets 291 in
das Steuergebiet 297 aufgenommen werden. Beispielsweise
können
im Steuergebiet 297 codierte Daten verschiedene Metadaten,
wie die Decodierungsreihenfolge der in dem Datengebiet 291 gebildeten
Zellen, die Position der Referenzzelle des Referenzgebiets 295 und
die Position oder die Eigenschaft des Paritätsgebiets 293, aufweisen.
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3A zeigt
ein Beispiel, in dem zwei Datenbits als vier Farben ausgedrückt sind.
Falls jede Zelle eine von vier Farben hat, können zwei Datenbits ausgedrückt werden.
Dann können
in einem Fall, in dem definiert ist, dass ein Zeichen als vier aufeinanderfolgende
Zellen ausgedrückt
wird, 8 Bits, d. h. 256 Arten von Zeichen, ausgedrückt werden.
In einem Fall, in dem es vier Arten von Formen für eine Zelle mit der gleichen
Farbe gibt (d. h. ein kleines Viereck, ein großes Viereck, einen kleinen
Kreis und einen großen
Kreis), können
zwei Datenbits ausgedrückt
werden, und es können
256 Arten (8 Bits) an Daten in einem Fall ausgedrückt werden,
in dem jede Zelle mit vier verschiedenen Farben gefüllt werden
kann.
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3B zeigt
ein Beispiel einer Codekonvertierungstabelle zum Konvertieren verschiedener
Zeichen (Alphabetzeichen oder Spezialzeichen), Zahlen oder Formen
zu Bildern, und in dem Beispiel wird ein Zeichen als eine oder zwei
Farbzellen abgebildet.
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Angesichts
eines Codierverfahrens, bei dem die Codekonvertierungstabelle aus 3B verwendet wird,
werden verschiedene Zeichen zu Codewerten konvertiert, und es werden
dann Codebilder als Farben erzeugt, die jedem der Codewerte zugeordnet
werden. Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
werden die Codebilder unter Verwendung von acht Farben erzeugt,
und zwei aufeinanderfolgende Zellen werden verwendet, um ein Zeichen
oder eine Zahl auszudrücken.
Codewerte von "000" bis "111" werden den acht
Farben zugeordnet, und jedes Zeichen wird als zwei Farben codiert.
Beispielsweise wird die Zahl "3" dem Codewert "000 011" zugeordnet, als
eine dem Codewert "000" zugeordnete Farbe
(Schwarz) codiert und als eine dem Codewert "011" zugeord nete
Farbe (Zyan) codiert und daher als zwei aufeinanderfolgende Zellen
einer schwarzen Zelle und einer zyanfarbenen Zelle abgebildet. Verschiedene
Zeichen oder Zahlen, die in Codedaten enthalten sind, werden entsprechend
der in 3B dargestellten Codekonvertierungstabelle
in Codewerte konvertiert, und es können dann den Codewerten entsprechende
Farben als eine viereckige Matrixform ausgedrückt werden, die aus einer Kombination
viereckiger Zellen besteht.
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3C zeigt
eine Ausführungsform,
bei der ein Codebild unter Verwendung eines Grauskalencodes erzeugt
wird. Der Grauskalencode wird entsprechend der Helligkeit eines
Grauskalentons an Stelle der Mischrate von Rot (R), Grün (G) und
Blau (B) gebildet. Demgemäß wird im
Referenzgebiet 295 eine Referenzschattierung entweder auf
Schwarz, Weiß oder
Grau gesetzt, und die Zellen im Datengebiet 291 haben Werte, die
durch eine Graudifferenz, verglichen mit der Referenzschattierung
des Referenzgebiets 295, codiert sind. In einem Fall, in
dem es kein Referenzgebiet 295 in dem Codebild gibt, wird
die Schattierung jeder Zelle des Codebilds berechnet, und es werden
Zellen (Zellensatz) mit ähnlichen
Schattierungen gesammelt. Der gleiche Codewert wird den zum gleichen
Zellensatz gehörenden
Zellen zugeordnet, und Fehler beim Decodieren können dann unter Verwendung
des Paritätsgebiets 293 bestimmt
werden. In einem Fall, in dem Bestimmungsfehler auftreten, wird
wiederum bestimmt, ob Fehler auftreten, nachdem die Schattierung
jeder Zelle neu berechnet wurde oder eine Referenz zur Bildung eines
Zellensatzes auf verschiedene Weise festgelegt wurde. Das Grauskalen-Codebild
kann auf Medien angewendet werden, die hauptsächlich mit Schwarz und Weiß gedruckt
werden, wie Zeitungen.
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4 zeigt
ein Beispiel, in dem ein Codebild unter Verwendung des vorstehend
erwähnten
Codesystems im Wesentli chen in eine Namenskarte aufgenommen ist.
Im Fall der Verwendung der in 1 dargestellten
Vorrichtung zum Erkennen eines Codes kann ein Benutzer eine Bilddatei,
in der Abschnitte eines viereckigen Codebilds, das in der unteren
rechten Ecke der Namenskarte dargestellt ist, aufgenommen sind,
unter Verwendung einer Kamera oder eines Scanners erzeugen, und
der Benutzer kann die Bilddatei verarbeiten und Codedaten erkennen,
welche durch das Codebild darzustellen sind. 5 ist ein
Blockdiagramm der Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 6 ist ein
Flussdiagramm, in dem der Betrieb der in 5 dargestellten
Vorrichtung dargestellt ist.
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Ein
Bilderfassungsabschnitt 51 erfasst ein Rohbild, in dem
ein Codebild enthalten ist. Eine durch eine Bildeingabevorrichtung
in der Art einer Kamera oder eines Scanners erfasste Bilddatei oder
eine im Format einer elektronischen Datei existierende Bilddatei
wird empfangen, und das Datenformat der Bilddatei wird konvertiert,
falls es erforderlich ist. Beispielsweise wird eine komprimierte
Videobilddatei dekomprimiert und in eine Bilddatei mit einer Bitmap-Form
konvertiert. Auf diese Weise wird die Bilddatei als ein Rohbild
in einem Speicher 52 gespeichert. Ein Umgebungsrauschbild
mit einem Codebild, das der Benutzer erfassen möchte, ist auch in dem Rohbild
enthalten.
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Ein
Steuerabschnitt 58 empfängt
den Typ des Codebilds, legt eine Umgebungsvariable unter Berücksichtigung
einer Umgebung zu einer Zeit, zu der die Rohbilder erfasst werden,
fest oder liest eine bereits gespeicherte Umgebungsvariable und
sendet die Umgebungsvariable zu einem Farbfilter 53. Der
Speicher 52 speichert für
die Bildverarbeitung benötigte
Bilddaten zwischen.
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Das
Farbfilter 53 korrigiert Farben oder Schattierungen, die
von dem Rohbild erkannt wurden, durch die Umgebungsvariable, konvertiert
die korrigierten Farben oder Schattierungen zu Standardfarben oder
Standardschattierungen, die zum Erzeugen des Codebilds verwendet
werden, und erzeugt dadurch ein durch die Standardfarben oder die
Standardschattierung dargestelltes Standardbild. Hier bedeuten Standardfarben
oder Standardschattierungen Farben oder Schattierungen, die so festgelegt
sind, dass sie Zeichen, Zahlen oder Symbolen entsprechen, wenn das
Codebild erzeugt wird (siehe die 3A bis 3C).
Das in physikalischen Medien dargestellte Codebild kann infolge
der Eigenschaften einer Bildvorrichtung oder der Wirkung einer Umgebung,
wenn das Codebild durch eine Bildausgabevorrichtung gedruckt wird
oder wenn das Codebild durch die Bildeingabevorrichtung verarbeitet
wird, nicht als ursprünglich
festgelegte Farben dargestellt werden oder nicht die ursprünglichen
Farben erkennen. Wenngleich beispielsweise der RGB-Wert von Magenta
(255, 0, 255) ist, ist der als Magenta darzustellende von der Zelle
erkannte RGB-Wert nicht genau (255, 0, 255), sondern irgendein Wert
in der Nähe
von (255, 0, 255). Demgemäß können Codedaten
nur dann durch Anwenden der Codekonvertierungstabelle extrahiert
werden, wenn die tatsächlich
erkannten Farben oder Schattierungen in Standardfarben oder Standardschattierungen
konvertiert werden. Ein binär
codiertes Filter 54 unterteilt Farben oder Schattierungen
des Rohbilds entsprechend einem vorbestimmten Referenzwert (Schwarz-Weiß-Umgebungsvariable)
in zwei Farben und erzeugt ein binär codiertes Bild. Das binär codierte
Bild kann als Schwarz und Weiß oder
als zwei spezifische Farben implementiert werden. Hier kann ein
Referenzwert auf den gemittelten Wert der Werte für R, G und
B oder einen Minimalwert oder einen Maximalwert von ihnen, einen
Wert für
V des HSV-Farbmodus,
einen Wert für
I des HSI-Farbmodus oder einen Wert für K des CMYK-Farbmodus gesetzt
werden.
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Ein
Vorverarbeitungsabschnitt 55 empfängt das Rohbild und das binär codierte
Bild, legt eine Farbe eines Abschnitts mit Ausnahme des Codebildabschnitts
in dem binär
codierten Bild als eine spezifische Hintergrundfarbe fest und legt
eine Farbe eines Abschnitts des Standardbilds, entsprechend dem
auf die Hintergrundfarbe im binär
codierten Bild gelegten Abschnitt, als Hintergrundfarbe fest, wodurch
ein Codebildabschnitt von anderen Abschnitten unterschieden wird.
Beispielsweise wird eine Farbe von an einem Rand des binär codierten
Bilds positionierten Pixeln als die Hintergrundfarbe festgelegt
und dann auch eine Farbe von Pixeln, die mit den auf die Hintergrundfarbe
gelegten Pixeln verbunden sind, als die Hintergrundfarbe festgelegt,
wodurch der Codebildabschnitt von den anderen Abschnitten unterschieden
wird. Hier wird die Hintergrundfarbe auf eine der Farben gelegt,
die nicht für
das Erzeugen des Codebilds verwendet werden. Ein Merkmalspunkt-Extraktionsabschnitt 56 extrahiert
eine Mehrzahl von in dem Codebildabschnitt enthaltenen Zellen und
erkennt dann die Standardfarben oder die Standardschattierung in
jeder Zelle.
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Ein
Decodierer 57 extrahiert ein entsprechendes Zeichen, eine
entsprechende Zahl oder ein entsprechendes Symbol anhand der Farbe
oder Schattierung, die in jeder Zelle der Codebilder erkannt wurde,
entsprechend einer Beziehung zwischen Zeichen, Zahlen oder Symbolen
und der entsprechenden Farbe oder Schattierung und erzeugt Codedaten.
Vorzugsweise wird eine Farbe oder Schattierung, die am stärksten unter den
Farben oder Schattierungen der zu jeder Zelle gehörenden Pixel
verteilt ist, als eine Farbe der entsprechenden Zelle erkannt.
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Die
Arbeitsweise der in 5 dargestellten Vorrichtung
zum Erkennen eines Codes wird nachstehend mit Bezug auf das Flussdiagramm
aus 6 beschrieben. In Schritt 61 wird das
Rohbild erfasst, in dem das Codebild enthalten ist. In Schritt 62 wird
die Umgebungsvariable unter Berücksichtigung
einer Umgebung zu einer Zeit, zu der das Rohbild erfasst wurde,
festgelegt, und die Farben oder die Schattierung, die anhand des Rohbilds
erkannt wurde, wird durch die Umgebungsvariable korrigiert. In Schritt 63 werden
die korrigierten Farben oder Schattierungen in eine Mehrzahl von
Standardfarben oder Standardschattierungen konvertiert, die für das Erzeugen
des Codebilds verwendet werden, und es wird auf diese Weise das
durch die Standardfarben oder Standardschattierungen dargestellte
Standardbild erzeugt.
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In
Schritt 64 wird das binär
codierte Bild durch Unterteilen der Farben oder Schattierungen des
Rohbilds in zwei Farben entsprechend einem vorbestimmten Referenzwert
erzeugt. In Schritt 65 wird eine Farbe des Abschnitts mit
Ausnahme des Codebildabschnitts auf der Grundlage des binär codierten
Bilds als die spezifische Hintergrundfarbe festgelegt. In Schritt 66 wird
der Abschnitt des Standardbilds, der dem als Hintergrundfarbe im
binär codierten
Bild festgelegten Abschnitt entspricht, als die Hintergrundfarbe
verarbeitet, so dass der Codebildabschnitt von den anderen Abschnitten
unterschieden werden kann.
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In
Schritt 67 wird die Mehrzahl von Zellen, die in dem Codebildabschnitt
enthalten ist, extrahiert, und es wird dann die in jeder Zelle dargestellte
Standardfarbe oder Standardschattierung erkannt. In Schritt 68 wird ein
entsprechendes Zeichen, eine entsprechende Zahl oder ein entsprechendes
Symbol anhand der in jeder Zelle des Codebilds erkannten Farbe oder
Schattierung entsprechend der Beziehung zwischen dem Zeichen, der
Zahl oder dem Symbol und der entsprechenden Farbe oder Schattierung
extrahiert, wodurch Codedaten erzeugt werden.
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Die
Funktionsweise und die Arbeitsweise der in 5 dargestellten
Vorrichtung zum Erkennen eines Codes wird nachstehend in weiteren
Einzelheiten beschrieben.
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Das
binär codierte
Filter 54 konvertiert das Rohbild entsprechend der Schwarz-Weiß-Umgebungsvariable
in ein Schwarz-Weiß-Bild.
Das Schwarz-Weiß-Bild
wird verwendet, um die Unterscheidung eines in dem Rohbild enthaltenen
Objekts zu erleichtern und die Arbeitsgeschwindigkeit zu verbessern.
Der Helligkeitswert jedes Pixels des Rohbilds wird mit dem Wert
der Umgebungsvariable verglichen und als ein Pixel ausgegeben, das
schwarz oder weiß ist,
und es wird auf diese Weise das Schwarz-Weiß-Bild erzeugt. Die Schwarz-Weiß-Umgebungsvariable
bedeutet einen Parameter oder einen Satz von Parametern zum Konvertieren
in dem Rohbild dargestellter Farben zu Schwarz oder Weiß in der
Art des Durchschnittswerts, bei dem die Summe der Werte für Rot, Grün und Blau
durch 3 geteilt bzw. gedrittelt wird, oder des Werts (der Helligkeit) des
HSV-Farbmodus. In einem Fall, in dem die Gesamthelligkeit des Rohbilds
verhältnismäßig gering
ist (dies kann der Fall sein, in dem die Umgebung etwas dunkel ist,
wenn das Rohbild gescannt wird, oder die Helligkeit infolge der
Eigenschaften der Bildgebungsvorrichtung gering ist), wird der Wert
der Schwarz-Weiß-Variablen auf einen
niedrigen Wert gelegt. In einem Fall, in dem die Gesamthelligkeit
der Rohbilder verhältnismäßig hoch ist,
wird der Wert der Schwarz-Weiß-Variable
auf einen hohen Wert gelegt.
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Beispielsweise
ist in einem Fall, in dem der RGB-Wert in einem Pixel des Rohbilds
(100, 100, 100) ist, die durchschnittliche
Helligkeit des Pixels 100. In einem solchen Fall wird unter
der Annahme, dass der Wert der Umgebungsvariable 80 ist,
ein Pixel mit einem helleren Wert als der Umgebungsvariablenwert
als weiß erkannt.
Andernfalls wird das Pixel als schwarz erkannt.
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Wenn
ein Farbbild zu einem Schwarz-Weiß-Bild binär codiert wird, können schwarze
oder weiße
Pixel durch Anwenden eines Referenzwerts auf alle Pixel erzeugt
werden oder durch Unterteilen des Gesamtbilds in mehrere Abschnitte,
Festlegen eines Referenzwerts in Bezug auf jeden Abschnitt und Anwenden
des Referenzwerts auf Pixel, die zu jedem Abschnitt gehören, erzeugt
werden. Das heißt,
dass angesichts eines lokalen Schwellenwertverfahrens die Bilder
in Blöcke
mit vorbestimmten Größen unterteilt
werden, der Helligkeitswert von zu jedem der Blöcke gehörenden Pixeln gemittelt wird
und der gemittelte Wert als die Schwarz-Weiß-Umgebungsvariable festgelegt wird. Der
Helligkeitswert jedes Pixels wird mit dem Schwarz-Weiß-Variablenwert verglichen,
so dass zu den Blöcken
gehörende
Pixel als schwarz oder weiß binär codiert
werden können.
Das Verfahren ist in einem Fall am wirksamsten, in dem das gesamte
Bild lokal dunkel oder hell ist.
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Ein
Mehrfachschwellenwertverfahren kann verwendet werden, wenn ein Farbbild
zu einem Schwarz-Weiß-Bild
konvertiert wird. Ein Histogramm des Helligkeitswerts der zu dem
Bild gehörenden
Pixel wird erhalten. Die Helligkeitsfrequenz kann auf diese Weise
erhalten werden. Das Histogramm kann in Helligkeitswerte mit einer
hohen Frequenz und Helligkeitswerte mit einer niedrigen Frequenz
unterteilt werden. Im Allgemeinen wird der Helligkeitswert jedes
Pixels konvergent zu dem spezifischen Helligkeitswert dargestellt. Demgemäß werden
Helligkeitswerte mit einer geringeren Frequenz, die unter Helligkeitswerten
mit einer höheren
Frequenz positioniert sind, als eine Mehrzahl von Schwarz-Weiß-Umgebungsvariablen
festgelegt, und die Mehrzahl der Schwarz-Weiß-Umgebungsvariablen wird dann
der Reihe nach auf das Farbbild angewendet. Dadurch wird in einem
Fall, in dem ein Bild eine größere Helligkeitsvariation
hat, die am besten geeignete Variable aus der Mehrzahl von Schwarz-Weiß-Umgebungsvariablen
ausgewählt,
so dass ein geeignetes Schwarz-Weiß-Bild erzeugt werden kann.
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7 zeigt das Ergebnis, in dem ein Schwarz-Weiß-Bild anhand
eines Rohbilds erhalten wird. 7A zeigt
die Rohbilder. Das Rohbild ist tatsächlich ein Farbbild, wird jedoch
infolge der Beschränkung
des Ausdrucks der Zeichnung als ein Grauskalenbild dargestellt. 7B zeigt
das Beispiel, in dem die Werte für
R, G und B von Pixeln gemittelt werden und der Mittelwert mit dem
Referenzwert von 128 verglichen wird, um das Schwarz-Weiß-Bild zu
erhalten. Für 7C ist
der Referenzwert auf 90 gesetzt. 7D zeigt
ein Beispiel, in dem das lokale Schwellenwertverfahren verwendet
wird. 7E zeigt das Beispiel, in dem
der Minimalwert unter den Werten für R, G und B von Pixeln mit
dem Referenzwert von 128 verglichen wird, um ein Schwarz-Weiß-Bild zu erhalten,
und für 7F ist
der Referenzwert auf 90 gesetzt.
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Der
Vorverarbeitungsabschnitt 55 empfängt das Farbbild und das Schwarz-Weiß-Bild,
vergleicht das Farbbild mit dem Schwarz-Weiß-Bild und entfernt dadurch
ein unnötiges
Rauschbild aus dem Farbbild und dem Schwarz-Weiß-Bild. Der Schritt des Entfernens
des Rauschbilds auf der Grundlage des Schwarz-Weiß-Bilds
wird durch die Schritte des Entfernens eines Hintergrundbilds und
eines kleinen Rauschbilds ausgeführt
und detailliert mit Bezug auf die 8A bis 8F beschrieben.
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Im
Allgemeinen existiert Weiß oder
eine redundante Leerstelle mit einer hohen Luminanz um die Codebilder,
und das Gebiet der Codebilder ist von benachbarten Bereichen ge trennt.
Beim Schritt des Entfernens des Hintergrundbilds wird der Verbindungszustand
des Rauschbilds geprüft,
und es kann dann das Hintergrundbild entfernt werden. Die 8A bis 8F zeigen
den Schritt des Entfernens des Hintergrundbilds. Zuerst wird die
Farbe der Rauschbildposition an den Rändern des Schwarz-Weiß-Bilds
(siehe 8A), d. h. von Pixeln mit einer
schwarzen Farbe unter den an den Rändern des Schwarz-Weiß-Bilds
positionierten Pixeln auf eine spezifische Schattierung oder Farbe
gelegt, welche eine Farbe oder Schattierung ist, die nicht in Zellen des
Codebilds repräsentiert
ist und als "Hintergrundfarbe" bezeichnet wird
(siehe 8B). Es wird das gesamte Gebiet
geprüft,
und es wird auch die Farbe von Pixeln, die mit dem Rauschbild verbunden
sind, als die Hintergrundfarbe festgelegt. Mit anderen Worten werden
schwarze Pixel, die mit den durch die Hintergrundfarbe dargestellten
Pixeln verbunden sind, der Reihe nach erfasst, und eine Farbe der
Pixel wird als die Hintergrundfarbe festgelegt (siehe die 8C bis 8E).
Falls es keine weiteren schwarzen Pixel gibt, die mit den Pixeln mit
der Hintergrundfarbe verbunden sind, wird der Abschnitt, der als
die Hintergrundfarben festgelegt ist, als das Gebiet des Rauschbilds
bestimmt, und es wird dann der Abschnitt, der aus den schwarzen
Pixeln in dem Abschnitt mit Ausnahme des Gebiets des Rauschbilds
besteht, als das Gebiet des Codebilds bestimmt. In einem solchen
Fall ist es zum Prüfen
des Verbindungszustands des Rauschbilds wirksam, dass Pixel, die
zu dem Rauschbild gehören,
in allen Richtungen, wie von links nach rechts oder von rechts nach
links, von oben nach unten oder von unten nach oben, gleichzeitig
gesucht werden. In dem Schritt des Entfernens des kleinen Rauschbilds
wird der Verbindungszustand von jedem der Pixel anhand des Bilds
geprüft,
von dem das Hintergrundrauschbild entfernt wurde, wobei die Länge oder
die Fläche,
womit die Pixel verbunden sind, kleiner als ein Referenzwert ist,
und dieses Bild wird dann als das kleine Rauschbild bestimmt, wodurch
das kleine Rauschbild entfernt wird. Beispielsweise kann in einem
Fall, in dem die Anzahl der Pixel, die in einem Abschnitt mit einer
vorbestimmten Fläche
schwarz sind, kleiner als der Referenzwert ist, dieses dem Abschnitt
entsprechende Bild als das Rauschbild bestimmt werden. In diesem
Fall wird der Codebildabschnitt gebildet, wenn der als das Rauschbild
bestimmte Abschnitt und ein weißer
Pixelabschnitt aus dem Schwarz-Weiß-Bild ausgeschlossen sind.
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Das
Ergebnis des aus dem Schwarz-Weiß-Bild entfernten Rauschbilds
wird auf das Farbbild angewendet, so dass das Gebiet des Codebilds
aus dem Farbbild extrahiert wird. Beispielsweise wird auch ein Pixel,
das an einer Position (Koordinate) existiert, die als das Rauschbild
im Schwarz-Weiß-Bild bestimmt
ist, selbst im Farbbild als das Rauschbild bestimmt.
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Der
Merkmalspunkt-Extraktionsabschnitt 56 empfängt das
Farbbild und/oder das Schwarz-Weiß-Bild, wovon das Rauschbild
entfernt wird, sucht den Merkmalspunkt, der das Bild (Codebild)
eines spezifischen Objekts enthält,
und sein Gebiet, sucht Daten, die sich auf den Typ und die Position
des Codebilds beziehen, anhand des Merkmalspunkts des Objekts und
bestimmt Fehler. Der Merkmalspunkt-Extraktionsabschnitt 56 wird durch
Ausführen
der Schritte Unterteilen eines Standardbilds in Blöcke, Suchen
des Gebiets des Codebilds, Extrahieren des Merkmalspunkts aus dem
durchsuchten Gebiet des Codebilds und Bestimmen des Typs eines Codes
implementiert. 9 ist ein Flussdiagramm, in
dem der Schritt des Erkennens von in jeder Zelle des Codebilds dargestellten
Standardfarben dargestellt ist.
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In
einem Fall, in dem das Standardbild, in dem die Hintergrundfarbe
dargestellt ist (oder aus dem das Rauschbild entfernt wurde), in
Schritt 91 eingegeben wird, wird das Standardbild in Blöcke unterteilt,
so dass das Gebiet des Codebilds in Schritt 92 gesucht
werden kann. 10A zeigt, wie das Gesamtbild
in Blöcke
mit vorbestimmten Größen unterteilt
wird. Ein als ein schattiertes Viereck dargestellter Abschnitt bezeichnet
ein Gebiet mit dem Codebild. In einem Fall, in dem die Größen des
signifikanten Bilds, die zu entsprechenden Blöcken gehören, nachdem das Bild in die
Blöcke
unterteilt wurde, geprüft
werden, kann die Position des Codebilds geschätzt werden. Hier bedeutet das
signifikante Bild den Codebildabschnitt mit Ausnahme des Rauschbildabschnitts,
dessen Farbe durch die Hintergrundfarbe festgelegt ist. Demgemäß wird der
Mittelpunkt des Blocks, wo das zu jedem Block gehörende Gebiet
des Codebilds am größten ist,
gesucht und das Gebiet des Codebilds auf der Grundlage des Mittelpunkts
gesucht. Mit anderen Worten wird in Schritt 93 die Anzahl
der Pixel, die zum Gebiet des Codebilds, das nicht das Hintergrundgebiet
ist, gehören,
für jeden
Block erfasst. In Schritt 94 wird der Block mit der größten Anzahl
von Pixeln, die zum Gebiet des Codebilds gehören, erfasst, und es wird der
Mittelpunkt des Blocks (oder der Mittelpunkt des Gebiets des Codebilds,
das zu dem Block gehört)
erfasst.
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Das
Gebiet des Gesamtbilds wird in eine Mehrzahl von Blöcken unterteilt,
und es wird dann das Gebiet des Codebilds gesucht, wodurch die für die Verarbeitung
benötigten
Rechenoperationen verringert werden können. In einem Fall, in dem
die Form des Codebilds viereckig ist und die Position des Codebilds
grob bekannt ist, können
die Rechenoperationen verringert werden. In einem Fall, in dem die
Anzahl der Pixel, die zum Gebiet des Codebilds in jedem Block gehören, in 10A berechnet wird, ist die Anzahl der zum Codebild gehörenden Pixel
in Block 6 am größten und
nimmt in der Reihenfolge von den Blöcken 2, 3 und 5 ab.
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Demgemäß kann in
einem Fall, in dem eine Bildrechenoperation nur im Gebiet der Blöcke 2, 3,
5 und 6 und nicht in den Blöcken
1, 4, 7, 8 oder 9, wo es keine oder wenige Pixel gibt, die zum Gebiet
des Codebilds gehören,
ausgeführt
wird, kann die Anzahl der ausgeführten
Rechenoperationen stark verringert werden. Wie in 10B dargestellt ist, gibt es in einem Fall, in
dem das Codebild aus einer Mehrzahl von räumlich voneinander getrennten
Bildern besteht, eine Mehrzahl von Gebieten des Codebilds. Vorzugsweise
wird in einem solchen Fall zuerst das Bildgebiet mit der höchsten Größe unter
der Mehrzahl von Codebildern, welche als das Gebiet des Codebilds
angesehen werden, gesucht, und es werden dann andere Bildgebiete
in der Reihenfolge der Größe geprüft.
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Anschließend wird
der Schritt des Suchens des Gebiets eines Codes, worin das Codebild
gebildet ist, auf der Grundlage des im Schritt des Unterteilens
des Standardbilds in Blöcke
gesuchten Mittelpunkts ausgeführt.
In Schritt 95 wird das gesamte Standardbild anhand des
Mittelpunkts durchsucht, und es wird ein Kandidatengebiet für das Gebiet
des Codebilds erfasst. In Schritt 96 wird der Merkmalspunkt
anhand des Kandidatengebiets erfasst, und es werden dadurch die
Form und der Typ des Codebilds bestimmt. In diesem Schritt wird
das Gebiet einer durch Umschreibungspunkte des Kandidatengebiets
gebildeten Figur gesucht, was zu einem viereckigen oder einem kreisförmigen Gebiet
führen
kann, und das aus dem erfassten Gebiet bestehende Bild wird zu einem
Codebild. Dann werden Zellengebiete in dem Codebild in Schritt 97 voneinander
unterschieden, und in einer entsprechenden Zelle dargestellte Standardfarben
werden in Schritt 98 auf der Grundlage der Farben von Pixeln,
die zu jedem Zellengebiet gehören,
erkannt.
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Die 11A bis 11C zeigen
den Schritt des Erfassens des Kandidatengebiets, und Gebiete 104, die
durch eine schräge
Linie markiert sind, bezeichnen ein Codebildgebiet, das tatsächlich zu
erhalten ist, und es werden Kandidatengebiete 103, welche
die Gebiete 104 enthalten, erfasst. Der Schritt dient dazu,
einen Prozess durch Auswählen
eines teilweise notwendigen Bildgebiets aus den Gesamtbildern und
Ausführen
eines künftigen
Rechenprozesses in Bezug auf das Teilbild zu vereinfachen. Es wird
ein Extrempunkt (d. h. ein Punkt mit Minimal- und Maximalwerten
auf x- und y-Koordinaten)
eines als Codebild geschätzten
Bildgebiets erhalten, und es wird eine Figur, welche den Extrempunkt
aufweist, als Kandidatengebiete 103 bestimmt. Beispielsweise
werden Koordinaten mit Minimal- und Maximalwerten auf einer x-Achse
und Minimal- und Maximalwerten auf einer y-Achse aus Pixeln, die
zum Bild mit Ausnahme eines Hintergrundgebiets aus Gebieten 102 der
Blöcke
2, 3, 5 und 6, die in 10A ausgewählt wurden,
gehören,
erhalten, und eine durch die Koordinaten gebildete Figur (Viereck)
wird als ein Kandidatengebiet bestimmt.
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Ein
Verfahren zum Suchen eines Kandidatengebiets schließt ein Verkleinerungssuchverfahren
und ein Erweiterungssuchverfahren ein. Beim Erweiterungssuchverfahren
wird ein dem Codebild entsprechendes Gebiet gesucht, während es
vom Mittelpunkt nach außen
erweitert wird. Das heißt,
dass das Codebildgebiet gesucht wird, indem es bis zu einem als
Codebildgebiet, das nicht das Hintergrundgebiet ist, bestimmten
Abschnitt erweitert wird. Beim Verkleinerungssuchverfahren wird
das Codebildgebiet gesucht, indem es von außen auf den Mittelpunkt verkleinert
wird. In einem Fall, in dem das Codebild aus einem Viereck besteht,
wird das Kandidatengebiet als eine linke obere Koordinate und eine
rechte untere Koordinate ausgedrückt.
In einem Fall, in dem das Codebild aus einem Kreis besteht, wird
das Kandidaten gebiet als die Koordinate des Mittelpunkts und die
Länge des
Radius ausgedrückt.
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Ein
Verfahren zum Bestimmen eines Merkmalspunkts schließt ein Diagonalensuchverfahren
oder ein Grenzerfassungsverfahren ein. Beim Diagonalensuchverfahren
(siehe 12A) wird der Merkmalspunkt
unter Verwendung eines Segments mit einer temporären Steigung im Kandidatengebiet
gesucht. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem das Codebild
aus Vierecken besteht, um Scheitelpunkte des viereckigen Codebilds im
Kandidatengebiet zu suchen, eine Diagonale mit einem Winkel von
45 Grad an Scheitelpunkten des Kandidatengebiets gezogen, und es
wird auf diese Weise ein viereckiges Gebiet, das aus Punkten gebildet
ist, welche die Diagonale von außen berühren, gesucht. Wie in 12A dargestellt ist, wird ein Punkt, an dem ein Pixel,
das zum Codebildgebiet gehört,
welches nicht das Hintergrundgebiet ist, indem die Diagonale mit
dem Winkel von 45 Grad, die an jedem Scheitelpunkt des Kandidatengebiets
beginnt, verwendet wird, die Diagonale berührt, als der Merkmalspunkt
bestimmt. Die Diagonale in Bezug auf jeden Scheitelpunkt des Kandidatengebiets
hat eine vorbestimmte Richtung in der Art einer Richtung entgegen
dem Uhrzeigersinn oder einer Richtung im Uhrzeigersinn.
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Die
12B und
12C zeigen
das Diagonalensuchverfahren in größeren Einzelheiten. In
12B wird in einem Fall, in dem der Merkmalspunkt
anhand der Diagonalen in Richtung ➀ erfasst wird, falls
mehrere Pixel die Diagonale berühren,
wie dargestellt ist, ein schließlich
erfasstes Pixel (das Pixel
in
der Zeichnung) als der Merkmalspunkt bestimmt. Als nächstes wird
der Schritt in den Richtungen ➁, ➂ und ➃ ausgeführt, und es
werden dadurch gewünschte
Merkmalspunkte des Codebildgebiets erfasst. In einem Fall, in dem
die Merkmalspunkte durch das Diagonalen erfassungsverfahren erfasst
werden, können
nicht alle der gewünschten Merkmalspunkte
erfasst werden. Beispielsweise sollten in einem Fall eines viereckigen
Codebilds vier Merkmalspunkte extrahiert werden, es können jedoch
nur drei Merkmalspunkte extrahiert werden. In
12C wird in einem Fall, in dem die Anzahl der
Merkmalspunkte nicht ausreicht, der Schritt des Suchens in vertikaler
und horizontaler Richtung weiter ausgeführt. Mit anderen Worten werden
die Pixel des Codebildgebiets, die der Grenzfläche des Kandidatengebiets am
nächsten
liegen, in den Richtungen ➄, ➅, ➆ und ➇ erfasst.
Die durch das Diagonalensuchverfahren bestimmten Merkmalspunkte
können
von den Merkmalspunkten verschieden sein, die durch eine Suche in
vertikaler/horizontaler Richtung bestimmt werden. In einem solchen
Fall wird entweder der gemittelte Wert von zwei Koordinaten oder
eine der zwei Koordinaten ausgewählt,
um den Merkmalspunkt zu bestimmen.
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Beim
Grenzerfassungsverfahren (siehe 13)
wird die äußere Grenze
des im Kandidatengebiet enthaltenen Codebildgebiets verfolgt, und
es werden auf diese Weise die Merkmalspunkte in der Art der Scheitelpunkte
des Codebilds gesucht. Zuerst werden Koordinaten, welche eine Grenze
bilden, als Kandidatenkoordinaten gewählt. Als nächstes wird in einem Fall,
in dem die Steigung benachbarter Kandidatenkoordinaten geprüft wird
und es keine Steigungsvariation zwischen den Koordinaten gibt, ein
Verfahren zum Entfernen der Koordinaten aus den Kandidatenkoordinaten
verwendet (steigungsbasiertes Verfahren). Beispielsweise wird in
einem Fall, in dem benachbarte Kandidatenkoordinaten (xi-1,
Yi-1), (xi, yi) und (xi+1, yi+1) sind, falls a1 =
(yi – yi-1)/(xi – xi-1) und a2 = (yi+1 – yi)/(xi+1 – xi) sind und a1 gleich
a2 ist oder die Differenz zwischen a1 und a2 kleiner als
ein vorbestimmter Wert ist, die Koordinate (xi,
yi) nicht als der Merkmalspunkt bestimmt.
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Zusätzlich kann
abgesehen von dem steigungsbasierten Verfahren ein abstandsbasiertes
Verfahren verwendet werden. In einem Fall, in dem ein Abstand zwischen
den benachbarten Merkmalspunkt-Kandidatenkoordinaten kleiner als
ein vorbestimmter Abstand ist, werden die Koordinaten aus den Merkmalspunkt-Kandidatenkoordinaten
entfernt. Das heißt,
dass in einem Fall, in dem ein Abstand
zwischen den beiden benachbarten
Kandidatenkoordinaten (x
i-1, y
i-1)
und (x
i, y
i) kleiner
als der vorbestimmte Wert ist, die Koordinate (x
i,
y
i) aus den Kandidatenkoordinaten entfernt
wird.
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Das
Schließen
der Grenze und der Winkel und die Länge der Grenze werden unter
Verwendung der Merkmalspunkte geprüft, und es können auf
diese Weise die Form und der Typ des Codebilds gesucht werden. Beispielsweise
können
in einem Fall, in dem ein Codebild aus 5×5 oder 8×5 Zellen gebildet werden kann,
die Typen des Codebilds entsprechend dem Verhältnis zwischen der Breite und
der Länge
unterschieden werden. Das heißt,
dass in einem Fall, in dem das Verhältnis zwischen der Breite und
der Länge ähnlich ist,
das Codebild als ein Quadrat bestimmt werden kann und als ein 5×5-Matrix-Codebild
erkannt werden kann. Andererseits kann in einem Fall, in dem die
Differenz zwischen der Breite und der Länge größer als ein vorbestimmter Wert ist,
das Codebild als ein zweidimensionales 8×5-Codebild bestimmt werden.
Zusätzlich
kann der Mittelpunkt der das Codebild bildenden Zellen unter Verwendung
einer Längenrate
und einer Steigung gefunden werden. Zusätzlich wird bestimmt, ob das
Codebild unter Berücksichtigung
der Größe oder
der Fläche
und der Längenrate
des Codebilds richtig extrahiert wird.
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Die 14A bis 14C zeigen
den Schritt des Unterteilens von Zellen, die zum Codebildgebiet
gehören,
und des Findens von Mittelpunkten der Zellen. Mit Bezug auf 14A wird das Codebild gemäß der vorliegenden Erfindung
als ein viereckiges 4×4-Bild
bestimmt. Die Breite und die Länge
des Codebilds werden jeweils durch 4 dividiert, und die Koordinaten
der Mittelpunkte der Zellen, die wie in 14B dargestellt
dividiert wurden, werden erhalten.
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14C zeigt einen Algorithmus zum Suchen nach den
Mittelpunkten von Zellen. In einem Fall, in dem die Länge einer
Seite des Codebilds L ist und die Länge einer Achse X W ist und
die Länge
einer Achse Y H ist, wenn eine senkrechte Linie auf der Grundlage
der Länge
L der Seite des Codebilds zu den Achsen X und Y gezeichnet wird,
wird die für
das Suchen des Mittelpunkts einer i-ten Zelle, welche die Seite
berührt, verwendete
Position von X und Y durch Gleichung 6 ausgedrückt. Hier ist C die Anzahl
der Zellen, die in Zeilen oder Spalten eines Farbcodes positioniert
sind.
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Die
Koordinate des Punkts, der die Seite des Codes berührt, wird
durch Gleichung 6 erhalten, und in einem Fall, in dem die Koordinate
mit dem Punkt derselben Ordnung wie auf einer entgegengesetzten
Seite verbunden ist, wird der Kontaktpunkt erzeugt, in dem zwei
Segmente einander schneiden, welcher als der Mittelpunkt jeder Zelle
bestimmt wird. Gleichung 6 ist nur für einen Fall ideal, in dem
ein Nahaufnahmewinkel des Codebilds und einer Kamera 90 Grad
beträgt.
Demgemäß tritt
in einem Fall, in dem der Nahaufnahmewinkel klein ist (d. h. in
einem Fall, in dem die Kamera liegt), eine Verzerrung in dem Codebild
auf, so dass Fehler erzeugt werden können. Beispielsweise wird in
einem Fall, in dem der Nahaufnahmewinkel zu klein ist, das Codebild
des ursprünglichen
Vierecks in Form eines Trapezoids eingegeben. Demgemäß kann,
um dies zu korrigieren, eine zusätzliche
Rechenoperation erforderlich sein, in den meisten Fällen genügt jedoch
die vorstehend erwähnte
Gleichung. Insbesondere kann, wenngleich die Verzerrung erheblich
ist, falls die Größe des Bilds
hoch ist, nach der mittleren Position von Zellen unter Verwendung
der vorstehend erwähnten
Gleichung oder einer zusätzlichen
Gleichung gesucht werden. Abgesehen von dem vorstehend erwähnten Verfahren
wird die Grenzlinie oder das Grenzgebiet zwischen Zellen, das eingefügt wird,
wenn das Codebild erzeugt wird, unter Berücksichtigung der Verteilung
von Farben von Pixeln in dem Codebildgebiet erfasst, so dass Zellen
auf dieser Grundlage unterschieden werden können.
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In
Schritt 68 decodiert der Decodierer 57 das Codebild
durch die Verwendung vom Merkmalspunkt-Extraktionsabschnitt 56 gesuchter
Daten und reproduziert Codedaten. Die Schritte des Bestimmens der
Farbe/Schattierung jeder Zelle und des Prüfens von Paritätsdaten
werden unter Verwendung der Farbumgebungsvariable und der von der
Steuereinrichtung 58 eingegebenen Analyseinformationen
(Farbmodus und Typ des Code bilds) ausgeführt. Der Wert der für jede Zelle
erfassten Farbe oder Schattierung wird durch ein entsprechendes
Zeichen, eine entsprechende Zahl oder ein entsprechendes Symbol
ersetzt. Dann kann eine Abnormität
durch eine Paritätsoperation
festgestellt werden, und das entsprechende Zeichen, die entsprechende
Zahl oder das entsprechende Symbol wird in einem Fall ausgegeben,
in dem keine Abnormität
auftritt. Die vorstehend erwähnten
Schritte werden an allen Zellen ausgeführt, und gewünschte Codedaten
werden durch Verbinden des Zeichens, der Zahl oder des Symbols,
das oder die in Bezug auf jede Zelle erhalten wurde, erzeugt.
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Die
Position jeder Zelle wird durch die vom Merkmalspunkt-Extraktionsabschnitt 56 eingegebene
Mittenkoordinate jeder Zelle geprüft, und eine vorbestimmte Anzahl
von Pixeln wird auf dieser Grundlage extrahiert, und es können dadurch
Farben bestimmt werden. Farben können
unter Verwendung des RGB-Modus bestimmt werden, nachdem der gemittelte
Wert abgetasteter Pixel erhalten wurde, oder Farben können bestimmt
werden, um eine entsprechende Zelle darzustellen, nachdem der Winkel
von Farben unter Verwendung des HSV-Modus erhalten wurde. Im Fall der Farbbestimmung
unter Verwendung des RGB-Modus ist der Wert von jeder der RGB-Komponenten der abgetasteten
Pixel im Farbbild nach Durchlaufen des Schritts des Konvertierens
von Farben durch die Farbumgebungsvariable 0 oder 255, so dass sich
die Farben in einem Standardfarbzustand befinden. Demgemäß wird die
Farbe mit der höchsten
Frequenz unter den abgetasteten Pixeln als die Farbe einer entsprechenden
Zelle bestimmt. In einem Fall, in dem das Farbbild, das nicht in
die Standardfarben konvertiert wurde, eingegeben wird, wird die
Farbumgebungsvariable auf die abgetasteten Pixel angewendet, und
die abgetasteten Pixel werden in die Standardfarben konvertiert,
und Farben mit der höchsten
Frequenz werden als Farben einer entsprechenden Zelle bestimmt.
Im Fall der Farb bestimmung durch den HSV-Modus werden die Werte
von RGB der abgetasteten Pixel bestimmt, nachdem sie durch die HSV-Konvertierung konvertiert
wurden.
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Im
Fall des durch drei Graustufen dargestellten Codebilds werden die
gemittelten Werte für
jede der Zellen erhalten, und in einem Fall, in dem die gemittelten
Werte in der Reihenfolge der Größe angeordnet
sind, werden Abschnitte mit einer verhältnismäßig hohen Verteilungsfrequenz
der angeordneten gemittelten Werte an drei Stellen konvergiert,
und es gibt auch Intervalle der drei Stellen, die eine verhältnismäßig niedrige
Frequenz haben. Der Mittelpunkt des längsten Intervalls und der Mittelpunkt
des längsten
Intervalls an der zweiten Stelle werden erhalten, und falls dann
Werte, die den beiden Mittelpunkten entsprechen, mit den gemittelten Werten
von jeder der Zellen verglichen werden, kann festgestellt werden,
zu welcher Stufe jede Zelle gehört (Schwarz,
Grau oder Weiß).
Beispielsweise werden die gemittelten Werte für R, G und B der von einer
Zelle abgetasteten Pixel erhalten und können dadurch als Helligkeitswert
verwendet werden. Die Verteilung des Helligkeitswerts wird unter
Verwendung der für
jede Zelle erhaltenen Helligkeitswerte geprüft und in drei Gruppen, wie
Schwarz, Weiß und
Grau, unterteilt. Dann wird eine Schattierung einer Zelle als Schattierung,
die dem Helligkeitswert der Zelle am nächsten liegt, bestimmt.
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In
dem Fall des in 2E dargestellten Codebilds wird
das Datengebiet von den Hilfsgebieten (dem Paritätsgebiet, dem Referenzgebiet
und/oder dem Steuergebiet) in dem Codebild unterschieden. In einem
Fall, in dem es das Referenzgebiet gibt, werden die Farben, Schattierungen,
Formen und Muster, die in jeder Zelle repräsentiert sind, unter Verwendung
des Referenzgebiets bestimmt, und in einem Fall, in dem es das Paritätsgebiet
gibt, werden Fehler von Daten zellen bestimmt.
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Der
Schritt des Suchens von Formen, Farben, Mustern und Zeichen, die
in dem Codebild enthalten sind, ist in dem Schritt des Decodierens
erforderlich, und es ist abgesehen davon der Schritt des Korrigierens eines
verzerrten Bilds erforderlich. Hier ist eine Farbbestimmung unter
Verwendung von einem oder mehreren Verfahren aus dem Rot-Grün-Blau-(RGB)-Modus, dem
Farbton-Sättigung-Wert-(HSV)-Modus,
dem Zyan-Magenta-Gelb-(CMY)-Modus und dem Farbton-Helligkeit-Sättigung-(HLS)-Modus möglich.
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Die
Codewerte von jeder der Zellen, die sich im Datengebiet und/oder
im Hilfsgebiet befinden, werden zur Decodierung extrahiert. In einem
Fall, in dem es das Referenzgebiet gibt, werden Referenzfarben (oder eine
Referenzschattierung), Referenzformen oder Referenzmuster als Referenz
zum Interpretieren von Daten in allen Gebieten durch Erfassen der
Farben oder der Schattierung einer Referenzzelle gebildet. Die Farben, Formen
und Muster der Zellen, die sich im Datengebiet, im Paritätsgebiet
oder im Steuergebiet befinden, werden erfasst, und es wird dann
eine Differenz zwischen der erfassten Farbe und den Referenzfarben,
den Referenzformen und/oder den Referenzmustern erhalten, und es
wird dadurch die Differenz in die Codewerte für jede der Zellen konvertiert.
In einem Fall, in dem es kein Referenzgebiet gibt, können die
jeder der Zellen entsprechenden Codewerte entsprechend den Farben
oder der Schattierung, den Formen und/oder den Mustern, die durch
die Bildeingabevorrichtung gelesen werden, erhalten werden.
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In
einem Fall, in dem es das Paritätsgebiet
gibt, wird der Schritt des Prüfens
von Fehlern der Parität
in Bezug auf jede Zeile und Spalte des Codebilds durch die von dem
Paritätsgebiet
erhaltenen Codewerte (d. h. Paritätsdaten) ausge führt. Umgebungsvariablen,
die für
die gewöhnlich
verwendete Beleuchtung optimiert sind, und Gewichtswerte davon können in
einem Decodierprogramm oder einer Datenbank vorab gespeichert werden,
so dass der Benutzer die Umgebungsvariable auswählen kann, die für die eigene
Umgebung am besten geeignet ist. Beim Auftreten der Paritätsfehler
kann davon ausgegangen werden, dass es Fehler beim Lesen von Farben
durch die gegenwärtig
festgelegten Umgebungsvariablen gibt, und es wird in diesem Fall
eine andere Umgebungsvariable verwendet, um die Farben wieder zu
lesen. Falls erforderlich, kann die Richtung oder die Position des
Codebilds auf der Grundlage der Paritätsdaten gesucht werden.
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Die
Codewerte von jeder der Zellen, die durch den vorstehenden Schritt
erhalten werden, werden durch die Codekonvertierungstabelle (siehe 3B)
in Codedaten konvertiert, die aus erkennbaren Zeichen, einschließlich Zahlen
und Symbolen, bestehen. In einem Fall, in dem es das Steuergebiet
für das
Festlegen von Gegebenheiten, die sich auf Befehle oder Dienste beziehen,
die unter Verwendung von Codedaten verfügbar sind, in dem Codebild
gibt, werden die Befehle oder Dienste entsprechend den im Steuergebiet
festgelegten Daten bereitgestellt, und falls dies nicht der Fall
ist, können
in einem Programm festgelegte Grunddienste bereitgestellt werden.
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15 ist
ein Blockdiagramm der Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 16 ist
ein Flussdiagramm, in dem die Arbeitsweise der in 15 dargestellten
Vorrichtung dargestellt ist. Verglichen mit der in 5 dargestellten
Vorrichtung gibt es in der Hinsicht einen Unterschied, dass die
Vorrichtung aus 5 zuvor Farben jedes Pixels
in Bezug auf das Rohbild durch ein Farbfilter zu Standardfarben
konvertiert und eine Bildverarbeitung ausführt und die Vorrichtung aus 15 das
gewünschte
Codebildgebiet aus dem Rohbild extrahiert und Farben von jedem der
Pixel (oder eines unter den Pixeln abgetasteten Pixels), die zum
Codebildgebiet gehören,
unter Verwendung der Umgebungsvariablen durch das Farbfilter in
die Standardfarben konvertiert. Andere Funktionen oder Arbeitsweisen
sind im Wesentlichen ähnlich,
und ein Speicher ist aus Gründen
der Zweckmäßigkeit
nicht dargestellt. Nachstehend wird ein Unterschied gegenüber der
Vorrichtung aus 5 beschrieben, und der Rest
kann nur dann in der gleichen Weise angewendet werden, wenn es kein
Problem mit der Verarbeitungsreihenfolge oder dem Betrieb gibt.
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Die
in 15 dargestellte Vorrichtung zum Erkennen eines
Codes erfasst das Rohbild, in dem das Codebild enthalten ist, in
einem Bilderfassungsabschnitt 151, unterteilt Farben oder
die Schattierung des Rohbilds, entsprechend einem vorbestimmten
Referenzwert in einem binär
codierten Konvertierungsabschnitt 153 in zwei Farben und
erzeugt dadurch ein binär
codiertes Bild.
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Ein
Vorverarbeitungsabschnitt 154 legt eine Farbe eines Abschnitts
mit Ausnahme eines Codebildabschnitts in dem binär codierten Bild als spezifische
Hintergrundfarbe fest und legt eine Farbe eines Abschnitts des Rohbilds,
entsprechend dem durch die Hintergrundfarbe im binär codierten
Bild festgelegten Abschnitt, als die Hintergrundfarbe fest, wodurch
der Codebildabschnitt von anderen Abschnitten unterschieden wird.
Ein Merkmalspunkt-Extraktionsabschnitt 155 extrahiert eine
Mehrzahl von in dem Codebildabschnitt enthaltenen Zellen und erkennt
Farben oder Schattierungen, die in jeder Zelle repräsentiert
sind.
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Ein
Farbfilter 156 legt Umgebungsvariablen unter Berücksichtigung
einer Umgebung zu einer Zeit fest, zu der das Rohbild erfasst wird,
korrigiert die Farben oder die Schattierung, die in jeder im Codebildabschnitt enthaltenen
Zelle erkannt werden, durch die Umgebungsvariablen und konvertiert
die korrigierten Farben oder die korrigierte Schattierung in eine
Mehrzahl von Standardfarben oder eine Standardschattierung, die
zum Erzeugen des Codebilds verwendet werden, wodurch ein durch die
Standardfarben oder die Standardschattierung repräsentiertes
Standardbild erzeugt wird.
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Ein
Decodierer 157 extrahiert ein entsprechendes Zeichen, eine
entsprechende Zahl oder ein entsprechendes Symbol aus Farben oder
einer Schattierung, die in jeder Zelle des Codebilds erkannt wurden,
entsprechend einer Beziehung zwischen einem Zeichen, einer Zahl
oder einem Symbol und entsprechenden Farben oder einer entsprechenden
Schattierung, und erzeugt Codedaten.
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Die
Arbeitsweise der in 15 dargestellten Vorrichtung
wird mit Bezug auf 16 beschrieben. In Schritt 161 wird
das Rohbild, in dem das Codebild enthalten ist, erfasst. In Schritt 162 werden
die Farben oder die Schattierung des Rohbilds, entsprechend dem
vorbestimmten Referenzwert, in zwei Farben unterteilt, und es wird
auf diese Weise das binär
codierte Bild erzeugt. In Schritt 163 wird der Abschnitt
mit Ausnahme des Codebildabschnitts durch die spezifische Hintergrundfarbe
auf der Grundlage des binär
codierten Bilds dargestellt. In Schritt 164 wird der Abschnitt
des Rohbilds, der dem durch die Hintergrundfarbe im binär codierten Bild
dargestellten Abschnitt entspricht, als die Hintergrundfarbe verarbeitet,
wodurch der Codebildabschnitt von den anderen Abschnitten unterschieden
wird. In Schritt 165 wird die Mehrzahl von Zellen, die
in dem Codebildabschnitt enthalten sind, extrahiert, und es werden dann
die Farben oder die Schattierung, die in jeder Zelle repräsentiert
sind, erkannt. In Schritt 166 werden die Umgebungsvariablen
unter Berücksichtigung
der Umgebung zu einer Zeit festgelegt, zu der das Rohbild erfasst
wird, und die Farben oder die Schattierung, die in jeder im Codebild
enthaltenen Zelle erkannt werden, werden durch die Umgebungsvariablen
korrigiert. In Schritt 167 werden die korrigierten Farben
oder die korrigierte Schattierung in eine Mehrzahl von Standardfarben
oder eine Standardschattierung konvertiert, welche zum Erzeugen
des Codebilds verwendet werden, und es wird auf diese Weise das
durch die Standardfarben oder die Standardschattierung repräsentierte
Standardbild erzeugt. Weil gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die Position des Mittelpunkts jeder Zelle und der Typ eines Codes
bereits bekannt sind, werden vorbestimmte Pixel auf der Grundlage
des Mittelpunkts jeder Zelle abgetastet, und die Umgebungsvariablen
werden nur auf die abgetasteten Pixel angewendet, wodurch die Standardfarben
oder die Standardschattierung der Zelle unterschieden werden können. Vorzugsweise
werden Daten, die sich auf die unterschiedenen Standardfarben oder
die Standardschattierung jeder Zelle beziehen, in einem Speicher
gespeichert und zum Erzeugen von Codedaten verwendet. Dadurch können für das Erzeugen
des Standardbilds benötigte
Schritte fortgelassen werden.
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In
Schritt 168 wird ein entsprechendes Zeichen, eine entsprechende
Zahl oder ein entsprechendes Symbol aus den Farben oder der Schattierung,
die in jeder Zelle des Codebilds erkannt wurden, entsprechend der
Beziehung zwischen einem Zeichen, einer Zahl oder einem Symbol und
entsprechenden Farben oder einer entsprechenden Schattierung extrahiert,
so dass Codedaten erzeugt werden.
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Das
Verfahren zum Erkennen eines Codes gemäß der vorliegenden Erfindung
kann in ein Computerprogramm auf genommen werden. Das Programm kann
in Medien, die in einem Computer verwendet werden, und in einem üblichen
Digitalcomputer zum Betreiben des Programms verwirklicht werden.
Das Programm kann auf computerlesbaren Medien gespeichert werden.
Die Medien können
magnetische Medien in der Art einer Diskette oder einer Festplatte
und optische Medien in der Art einer CD-ROM oder einer DVD umfassen. Auch
kann das Programm durch Trägerwellen
in der Art des Internets übertragen
werden. Auch ist das computerlesbare Medium verteilt in einem durch
Netzwerke verbundenen Computersystem angeordnet und kann als computerlesbare
Codes gespeichert werden und durch ein Verteilungsverfahren implementiert
werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, können
die Vorrichtung zum Erkennen eines Codes und das Verfahren davon
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Codebild empfangen, in dem vorbestimmte Daten durch Farben
oder eine Schattierung codiert sind, und ursprüngliche Farben oder eine ursprüngliche
Schattierung, unabhängig
von einer Umgebung, in die das Codebild eingebracht wird, genau
unterscheiden, und es können auf
diese Weise gewünschte
Codedaten erhalten werden.
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Wenngleich
diese Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen eingehend dargestellt
und beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen
an der Form und den Einzelheiten an dieser vorgenommen werden können, ohne
von dem durch die anliegenden Ansprüche definierten Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen.
