JP2000348161A - 刻印読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一様な照明状態が得られない場合において
も、適切に刻印領域を抽出してコードを読み取ることが
可能な刻印読取方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 コードが刻印されている鏡面部７６全周
にわたってスキャンした輝度データについて、できるだ
け階調数の低いヒストグラムにおける極小値をとる輝度
値を閾値として２値化が行われる。そして、この２値化
データに基づいて刻印領域が抽出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ（コンパクトディ
スク）やＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）等の光デ
ィスクの余白部に刻印されたコードを読み取るのに好適
な刻印読取方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクの最内周または最外
周の余白部には、その光ディスクの製造ロット番号等を
示す文字やバーコード（以下、これらをコードと総称す
る）が刻印されており、ディスク成型後の諸工程におい
て、異種ディスクの混合等がこのコードを用いて検査さ
れる。

【０００３】光ディスクの余白部に刻印されているコー
ドを読み取る方法としては、例えば、光ディスクの記録
面をビデオカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処理
することによりコードのパターンを読み取る方法が用い
られている。

【０００４】この方法においては、まず、光ディスクの
余白部をその全周に亘ってスキャンした輝度データを取
得し、その輝度データを所定の閾値で２値化することに
よりコードが記録されている刻印領域と無地領域とを分
離している。そして、バーコードについては、それを構
成する各エレメントの太細の判定を行ってデコードが行
われる。

【０００５】この２値化に用いる閾値としては、従来、
所定の階調数で輝度データのヒストグラムを求め、その
ヒストグラムにおける白（明）領域側のピークと黒
（暗）領域側のピークの中間値における輝度値が用いら
れていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ディ
スクの画像取り込み時における外乱光の影響や、コード
が刻印されている余白部における膜厚のバラツキによる
照明光の反射強度の変化等により一様な照明状態が得ら
れず、ヒストグラムにおける輝度値分布のピークや分散
が変化して、ヒストグラムにおける白（明）領域側のピ
ークと黒（暗）領域側のピークの中間値が変化、特に輝
度値の高い側に変化した場合には、適切に刻印領域を抽
出できなくなる虞がある。そして、この刻印領域が抽出
できない場合、正確にコードを読み取ることができなく
なり、誤って異種ディスクと判断してしまうという問題
があった。

【０００７】そこで、本発明はこのような問題に鑑みて
なされたものであり、一様な照明状態が得られない場合
においても、適切に刻印領域を抽出してコードを読み取
ることが可能な刻印読取方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、撮像装置にて
光ディスクの記録面を撮像する撮像ステップと、その撮
像画像に基づいて所定の環状領域の画像を全周に亘って
スキャンすることにより輝度データを得るスキャンステ
ップと、その輝度データに基づいて撮像画像からコード
が刻印されている刻印領域の画像を抽出する刻印領域抽
出ステップと、その刻印領域の画像に基づいてコードを
読み取る読取ステップとを含む刻印読取方法において、
刻印領域抽出ステップは、輝度データの階調数を段階的
に高くして最初に極小値が現れる階調数のヒストグラム
を求めるステップと、そのヒストグラムにおいて最小の
極小値をとる輝度値を閾値に設定するステップと、その
閾値より大きくなる領域を刻印領域として抽出するステ
ップとを含むことを特徴とする。

【０００９】このような構成とすることにより、一様な
照明が得られず、ヒストグラムにおける輝度値分布の分
散が大きくなってピークが変化しても、できるだけ階調
数の低いヒストグラムを用いることで、その変化による
影響が低減される。そして、この階調数の低いヒストグ
ラムにおいて、最小の極小値を閾値としてコードが刻印
されている刻印領域とコードが刻印されていない非刻印
領域とが分離される。

【００１０】また、刻印領域の画像について、バーコー
ドが刻印されているバーコード領域の画像と、文字が刻
印されている文字コード領域の画像とを識別する識別ス
テップを備え、識別ステップが、互いに異なる半径で各
刻印領域をスキャンした第１及び第２の輝度データを得
る第２のスキャンステップと、その第２のスキャンステ
ップにおいて得られた各刻印領域の輝度データのエッジ
を抽出するエッジ抽出ステップと、各刻印領域におい
て、前期第１の輝度データのエッジ位置と第２の輝度デ
ータのエッジ位置とが一致するエッジの数をカウントす
るカウントステップと、データ長あたりのカウント数に
基づいてバーコード領域と文字コード領域とを識別する
ステップとを含むことを特徴とす。

【００１１】刻印領域においては、バーコードが直線形
状であるのに対し、文字は様々な形状となっているた
め、刻印領域を異なる径でスキャンした場合、バーコー
ド領域においては各エッジ位置が略一致するが、文字コ
ード領域においては通常一致しない。従って、このエッ
ジ数をカウントし、データ長あたりのカウント数を求め
ることにより、バーコード領域と文字コード領域とが識
別される。

【００１２】具体的には、カウントステップにてカウン
トされたデータ長あたりのカウント数が最大となる刻印
領域をバーコード領域とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の刻印読取方法を用
いた検査装置について、図面を用いて詳述する。

【００１４】本実施の形態において、図１は検査装置の
構成を表す構成図、図２は光ディスクの記録面の構成を
説明する説明図、図３は図１の検査装置における刻印読
取方法を説明するフローチャート、図４は光ディスクの
鏡面部をスキャンして得られた輝度データを表すグラ
フ、図５は輝度データの輝度値の分布を表すヒストグラ
ム、図６は図５の輝度データを２値化した２値化データ
を表すグラフ、図７及び図８は光ディスクの鏡面部を互
いに異なる径でスキャンして得られた第１及び第２の輝
度データを表すグラフ、図９及び図１０はそれぞれ図７
及び図８における輝度データを２値化した第１及び第２
の２値化データを表すグラフ、図１１は円弧状のバーコ
ード領域を直線状に変換する座標変換を説明する説明
図、図１２は図１１における直線状のバーコードをプロ
ジェクション処理したプロジェクションデータを表すグ
ラフである。

【００１５】本実施の形態における検査装置は、図１に
示すように、検査対象となる光ディスク７が載置される
検査台６と、その検査台６の上方に配置されたリング状
のハロゲンランプ５と、そのハロゲンランプ５の上方に
配置されたＣＣＤカメラ４と、そのＣＣＤカメラ４にて
撮像された画像を画像処理してバーコードを読み取るコ
ンピュータ１と、その読取結果を表示するディスプレイ
２と、コンピュータ１に対し諸データの入力や指示を行
うキーボード３とを備えている。

【００１６】光ディスク７の記録面は、図２に示すよう
に、中心に設けられた円形開口部７１から外側に向け
て、内側余白部７２と、情報記録部７３と、外側余白部
７４とから構成されている。内側余白部７２は、内側の
透明部７５と、外側の鏡面部（ミラーバンド）７６とか
ら構成され、この鏡面部７６に、バーコードの白エレメ
ント９１と文字９２とがそれぞれ円弧状に刻印されてい
る。鏡面部７６は、情報記録部７３と比較して反射率が
低くなるように構成されており、バーコードの白エレメ
ント９１と文字９２は、鏡面部７６における他の領域と
比較して反射率が高くなっている。

【００１７】このような構成の検査装置における検査工
程を、図３のフローチャートを用いて以下に説明する。
尚、以下の説明では、検査対象として、内径φ１が４０
ｍｍ、外径φ２が４５ｍｍの鏡面部７６を有する光ディ
スク７を検査対象とする。

【００１８】まず、キーボード３を用いて、検査対象と
なる光ディスク７の種類、製造ロット番号、内側余白部
７２の鏡面部７６の位置等をコンピュータ１に入力し、
初期設定を行う。この初期設定は、いくつか予め定めら
れた設定がある場合には、それら設定を予めコンピュー
タ１に登録しておき、その中から選択するように構成し
てもよい。（ステップＳ０１） 次に、成型を終えた光ディスク７は、ローダ（図示省
略）により載置台６上に記録面を下方に向けて載置され
る。このとき、載置台６上に載置された光ディスク７の
記録面は、下方からリング状のハロゲンランプ５の光に
より明るく照らされるとともに、ハロゲンランプ５の開
口を通して、少なくとも光ディスク７の内側余白部７２
を含む領域がＣＣＤカメラ４にて撮像される。そして、
ＣＣＤカメラ４にて撮像された画像データは、コンピュ
ータ１に入力される。このとき、ＣＣＤカメラ４にて撮
像された画像においては、光ディスク７の円形開口部７
１と内側余白部７２の鏡面部７６とが暗く写し出され、
その暗く写し出された鏡面部７６の中でバーコードの白
エレメント９１と文字９２とが明るく映し出されてい
る。（ステップＳ０２） 次に、コンピュータ１に入力された画像データに基づい
て、円形開口部７１の中心が周知の方法で求められる。
例えば、円形開口部７１を横切る２本の線分それぞれの
垂直二等分線の交点を求め、その交点を中心とする。そ
して、得られた中心を基準に、キーボード３にて初期設
定された鏡面部７６を全周にわたってスキャンする。こ
こでは、スキャンする部分として、円形開口部７１の中
心を基準として、内径φ１と外径φ２との中間部分、す
なわち直径φ＝４２．５ｍｍの部分を全周にわたってス
キャンし、図４に示すような輝度データを取得する。こ
こで、スキャンとは、ＣＣＤカメラ４を用いて取得した
画像データから、所望する部分のデータを抽出すること
である。（ステップＳ０３） 次に、取得した輝度データに基づいて、図５（ａ）に示
すように、階調数Ｎ＝２のヒストグラムを求め、極小値
の探索を行う。そして、極小値がみつからない場合、図
５（ｂ）（ｃ）…に示すように、階調数Ｎを４、８…
と、極小値がみつかるまで順次大きくしていき、最初に
極小値が見つかった階調数Ｎｍｉｎのヒストグラムにお
いて極小値をとる輝度値Ｓを閾値として設定する。この
とき、階調数Ｎｍｉｎのヒストグラムにおける極小値が
複数ある場合には、それら極小値のうち最も小さい極小
値における輝度値を閾値として設定する。（ステップＳ
０４〜Ｓ０７） 次に、図４に示す輝度データを前工程において設定した
閾値Ｓにより２値化して、図６に示すような２値化デー
タを求める。（ステップＳ０８） そして、この２値化データにおいて、バーコードの白エ
レメント９１と文字９２が存在しない０レベルの値が、
文字２個に相当する間隔以上連続する部分を非刻印領域
として抽出する。これにより、非刻印領域を除く残りの
部分が刻印領域として抽出される。ここでは、図６にお
ける区間ｐ１、ｐ２に対応する図２の領域Ｐ１、Ｐ２が
非刻印領域となり、また、図６における区間ｑ１、ｑ２
に対応する図２の領域Ｑ１、Ｑ２が刻印領域となる。
（ステップＳ０９） 次に、抽出された刻印領域Ｑ１について、円形開口部７
１の中心を基準に、キーボード３にて初期設定された鏡
面部７６における外径φ１と内径φ２との間で、互いに
径の異なる部分をスキャンして、輝度データを取得す
る。ここでは、円形開口部７１の中心を基準にφ＝４．
２の部分と、φ＝４．４の部分とをスキャンして図７
（ａ）（ｂ）に示す第１及び第２の輝度データを取得す
る。また、刻印領域Ｑ２についても同様に、円形開口部
７１の中心を基準にφ＝４．２の部分と、φ＝４．４の
部分とをスキャンして図８（ａ）（ｂ）に示す第１及び
第２の輝度データを取得する。（ステップＳ１０） 次に、図７（ａ）に示す第１のスキャンデータについて
平均値を求め、その平均値を閾値として２値化を行い図
９（ａ）に示す第１の２値化データを得る。また、図７
（ｂ）に示すスキャンデータについても平均値を求め、
その平均値を閾値として２値化を行い図９（ｂ）に示す
各２値化データを取得する。更に、図８（ａ）（ｂ）に
示すスキャンデータについても同様にそれぞれ平均値を
求め、それら平均値を閾値として２値化を行い図１０
（ａ）（ｂ）に示す第１及び第２の２値化データを取得
する。（ステップＳ１１） 次に、図９（ａ）（ｂ）に示す刻印領域Ｑ１における第
１及び第２の２値化データを比較して位置が一致するエ
ッジの数をカウントするともに、図１０（ａ）（ｂ）に
示す刻印領域Ｑ２における第１及び第２の２値化データ
を比較して位置が一致するエッジの数をカウントする。
このとき、バーコードの白エレメント９１では第１及び
第２の２値化データにおけるエッジの位置が略一致する
のに対し、文字９２では第１及び第２の２値化データに
おけるエッジの位置が必ずしも一致するわけではないた
め、データ長あたりのカウント数が最大となる刻印領域
をバーコード領域として特定する。ここでは、刻印領域
Ｑ１のデータ長あたりのカウント数より刻印領域Ｑ２の
データ長あたりのカウント数の方が大きくなるため、刻
印領域Ｑ２がバーコード領域となる。（ステップＳ１
２、Ｓ１３） 次に、前工程において特定した円弧状のバーコード領域
Ｑ２に対し周知の方法で座標変換を行い、図１１に示す
ような直線状のバーコードＱを得る。（ステップＳ１
４） 次に、このバーコードＱについて、各エレメントの長手
方向に輝度データを足し込むプロジェクション処理を行
い、図１２に示すようなプロジェクションデータを得
る。（ステップＳ１５） そして、このプロジェクションデータについて、波形の
凹凸が変化する変曲点を求め、各変曲点間の距離から各
エレメントの幅が測定される。また、各変曲点間におけ
るエレメントの色は、変曲点間におけるプロジェクショ
ンデータの凹凸形状に基づいて判定される。具体的に
は、変曲点間におけるプロジェクションデータの形状が
凸である場合、そのエレメントは白と判定され、逆に凹
である場合、黒と判定される。（ステップＳ１６〜Ｓ１
８） 次に、コンピュータ１は、前工程において判定されたバ
ーコードＱの各エレメントの太さと色から、予め格納さ
れているＣＯＤＥ−３９規格に準じたコード表を参照し
て、バーコードＱのデコードを行い、結果をディスプレ
イ２に表示する。（ステップＳ１９） そして、デコードしたバーコードＱが初期設定において
設定した製造ロット番号と一致しない場合、アンローダ
（図示省略）にて一致したものとは別の場所に移動され
る。

【００１９】このように、本実施の形態によれば、鏡面
部７６を全周にわたってスキャンした輝度データについ
て、できるだけ階調数の低いヒストグラムにおいて極小
値をとる輝度値を閾値として、輝度データを２値化して
いるため、照明状態の不均一性による影響が低減され、
これにより、コードが刻印されている刻印領域を精度良
く抽出することができ、バーコードの読取精度を向上さ
せることが可能となる。

【００２０】また、文字とバーコードとを識別する際、
刻印領域の異なる部分をスキャンした第１及び第２の輝
度データにおいて同一位置にあるエッジ数に基づいてバ
ーコード領域と文字コード領域とを判定しているため、
バーコードの間隔が文字の間隔に対して比較的広い場合
でも、精度良く文字コード領域とバーコード領域とを識
別することが可能となる。

【００２１】また、バーコードの各エレメントの太細を
判定する際、プロジェクションデータの変曲点を用いる
ことにより、ＣＣＤカメラ４の解像度に対してより細い
エレメントの太細を的確に判定することができ、バーコ
ードを正確に読み取ることが可能となる。

【００２２】尚、本実施の形態のステップＳ１５におい
ては、ステップ１４にて得られたバーコードＱに対して
プロジェクション処理を行ったが、バーコードＱに対し
てノイズ除去処理を行った後プロジェクション処理を行
ってもよい。

【００２３】ノイズ除去処理としては、バーコードＱに
おけるエレメントの長手方向について、輝度データを１
ラインずつ抽出する。抽出された１ライン分の輝度デー
タについて、輝度値の平均を求める。そして、この平均
輝度値と１ライン分の輝度データにおける各輝度値との
差を求め、その差が所定の値より大きくなる輝度値を、
１ライン分の輝度データにおける他の輝度値にて置換す
る。

【００２４】このとき、光ディスク７上に埃や傷が生じ
た場合には、その領域の輝度値が他の領域と比較して著
しく大きくなるため、置換される輝度値としては、１ラ
イン分の輝度データのうち、輝度値の低い方から所定の
割合（例えば、１ライン分の輝度データが１００画素か
ら構成されている場合、所定の割合を３０％とすると、
輝度値の低い３０画素分の輝度データ）を抽出し、平均
化した値を用いる。

【００２５】これにより、バーコード上の埃や傷などに
よるノイズ成分を除去することができ、精度良くバーコ
ードを読み取ることが可能となる。

【００２６】また、対象物としては、光ディスクに限定
されることなく、バーコードが刻印されているものであ
ればよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、コードが刻印されてい
る環状領域全周にわたってスキャンした輝度データにつ
いて、できるだけ階調数の低いヒストグラムにおいて極
小値をとる輝度値を閾値として輝度データを２値化して
いるため、照明状態の不均一性による影響が低減され、
これにより、コードが刻印されている刻印領域を精度良
く抽出することができ、コードの読取精度を向上させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の刻印読取方法を適用した検査装置の
概略構成を表す構成図である。

【図２】 光ディスクの記録面の構成を説明する説明図
である。

【図３】 図１の検査装置における刻印読取方法を説明
するフローチャートである。

【図４】 図２の光ディスクの鏡面部をスキャンして得
られた輝度データを表すグラフである。

【図５】 図４の輝度データの輝度値の分布を表すヒス
トグラムであり、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ階調数
２、４、８のヒストグラムを示す。

【図６】 図５の輝度データを２値化した２値化データ
を表すグラフである。

【図７】 光ディスクの刻印領域Ｑ１を互いに異なる径
でスキャンして得られた第１及び及び第２の輝度データ
それぞれを表すグラフ（ａ）（ｂ）である。

【図８】 光ディスクの刻印領域Ｑ２を互いに異なる径
でスキャンして得られた第１及び第２の輝度データそれ
ぞれを表すグラフ（ａ）（ｂ）である。

【図９】 図７の第１及び第２の輝度データをそれぞれ
２値化した２値化した２値化データを表すグラフ（ａ）
（ｂ）である。

【図１０】 図８の第１及び第２の輝度データをそれぞ
れ２値化した２値化した２値化データを表すグラフ
（ａ）（ｂ）である。

【図１１】 円弧状のバーコード領域を直線状に変換す
る座標変換を説明する説明図である。

【図１２】 図１１における直線状のバーコードをプロ
ジェクション処理したプロジェクションデータを表すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ ：コンピュータ ２ ：ディスプレイ ３ ：キーボード ４ ：ＣＣＤカメラ ５ ：ハロゲンランプ ６ ：検査台 ７ ：光ディスク ７１ ：円形開口部 ７２ ：内側余白部 ７３ ：情報記録部 ７４ ：外側余白部 ７５ ：透明部 ７６ ：鏡面部 ９１ ：白エレメント ９２ ：文字

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B029 AA05 BB02 CC27 CC29 DD07 5B047 AA30 DB06 DC04 5B072 CC16 CC24 CC38 DD02 DD15 DD23 5D066 HA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像装置にて光ディスクの記録面を撮像
   する撮像ステップと、該撮像画像に基づいて所定の環状
   領域の画像を全周に亘ってスキャンすることにより輝度
   データを得るスキャンステップと、該輝度データに基づ
   いて前記撮像画像からコードが刻印されている刻印領域
   の画像を抽出する刻印領域抽出ステップと、該刻印領域
   の画像に基づいてコードを読み取る読取ステップとを含
   む刻印読取方法において、 前記刻印領域抽出ステップは、前記輝度データの階調数
   を段階的に高くして最初に極小値が現れる階調数のヒス
   トグラムを求めるステップと、該ヒストグラムにおいて
   最小の極小値をとる輝度値を閾値に設定するステップ
   と、該閾値より大きくなる領域を刻印領域として抽出す
   るステップとを含むことを特徴とする刻印読取方法。
2. 【請求項２】 前記刻印領域の画像について、バーコー
   ドが刻印されているバーコード領域の画像と、文字が刻
   印されている文字コード領域の画像とを識別する識別ス
   テップを備え、 前記識別ステップが、互いに異なる半径で前記各刻印領
   域をスキャンした第１及び第２の輝度データを得る第２
   のスキャンステップと、該第２のスキャンステップにお
   いて得られた前記各刻印領域の輝度データのエッジを抽
   出するエッジ抽出ステップと、前記各刻印領域におい
   て、前期第１の輝度データのエッジ位置と第２の輝度デ
   ータのエッジ位置とが一致するエッジの数をカウントす
   るカウントステップと、データ長あたりのカウント数に
   基づいて前記バーコード領域と前記文字コード領域とを
   識別するステップとを含むことを特徴とする請求項１記
   載の刻印読取方法。
3. 【請求項３】 前記カウントステップにてカウントされ
   たデータ長あたりのカウント数が最大となる刻印領域を
   バーコード領域とする請求項２記載の刻印読取方法。