JP2001092919A - ２次元バーコードのねじれ角決定法 - Google Patents

２次元バーコードのねじれ角決定法

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JP2001092919A
JP2001092919A JP2000285333A JP2000285333A JP2001092919A JP 2001092919 A JP2001092919 A JP 2001092919A JP 2000285333 A JP2000285333 A JP 2000285333A JP 2000285333 A JP2000285333 A JP 2000285333A JP 2001092919 A JP2001092919 A JP 2001092919A
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マ ユゥー
Guo Jinhon
グオ ジンホン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】2次元バーコードについてのねじれ角を計算す
る方法である。 【解決手段】 有限状態認識法を用いてバーコード内の
水平または垂直エッジが位置決めされ、水平または垂直
エッジを同定するエッジアレーが生成される。次に、エ
ッジアレーアレー内のエッジラインが同定されトレース
されて、エッジアレー内の直交して連結されているエッ
ジラインの線分が分離される。エッジアレー内の各エッ
ジラインの傾斜が、好ましくは線形回帰法で計算され
る。好適実施例では、傾斜の不連続ヒストグラムが生成
され、ついで、ねじれ角が不連続ヒストグラム内の最高
値として設定される。好適実施例では、エッジアレー内
で第１の予め定められた相互のしきい値内に位置決めさ
れたエッジライン（複数）が融合され、エッジアレー中
で第２の予め定められたしきい値よりも短い長さを持つ
エッジラインが、処理のスピードアップのために除去さ
れる。エッジラインを分析するための他の技術も示され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、イメー
ジ中にプリントされた２次元バーコードのねじれ角を決
定するための改良された方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決すべき課題】ここに明示的に
引用することによりその内容のすべてを本体に合体した
Loprestiらに与えられ、いずれも「証明可能な光学式文
字認識」と題された米国特許5,625,721及び5,703,972、
ならびに、「プリントされた文書の光学式文字認識を強
化するための方法と手段」と題された米国特許5,748,80
7に詳しく述べられているように、文書面を参照するこ
とによって関係づけられた文書の内容、すなわち、内容
についての情報、レイアウト、文書の生成と取り込みな
どを、文書の最初の生成あるいは、それに引き続く文書
のコンピューター処理時に、コンピューターによって符
号化することが可能である。
【０００３】符号化された文書情報は、２次元バーコー
ドによって提供され、文書のプリントされ版（バージョ
ン）の面上に生成される。たとえば、図１Aは、その大
部分にテキスト１２を含む文書１１の下方右隅にプリン
トされた２次元バーコードを示しており、また、図１Ｂ
は２０ビット×２０ビットのデータのアレーに配列され
た複数の黒と白のビット２３を含む２次元バーコードの
１例を示している。
【０００４】今日、入手可能な先端的な符号化とプリン
トとの分解能は、１インチ角の正方形の面積に３０,０
００ビットにものぼる情報を収容することができる。し
たがって、上に引用された特許からわかるように、理論
的には、全文書内容を符号化することも可能で、それ
は、２次元バーコードのために文書面上にどれだけの面
積を割り当てられるかだけで制限されている。
【０００５】光学式ページスキャナーに付属している
か、それから完全に独立しているバーコードスキャナー
は、２次元バーコードをスキャンし、適宜な認識と復号
化のソフトウエアを備えた関連システムに情報を与える
ことができる。復号化された情報は、そこで、スキャニ
ングシステムによって、スキャンされた文書についての
文書の新しい版をつくったり、認識を強化したり、エラ
ーを訂正したりするのに使うことができる。
【０００６】２次元バーコードを復号化するのに、スキ
ャナーのスキャニング分解能が少なくとも２次元バーコ
ードの各論理ビットの３×３ピクセルマトリクスを確認
できる能力を備えているかぎり、このようなバーコード
スキャナーとスキャニングシステムが２次元バーコード
プリントの分解能を知る必要はない。
【０００７】しかし、スキャンの際に適正に設置されて
いなかった文書上の２次元バーコードを読み取ろうとす
るときには、それから生じる２次元バーコードのねじれ
角（すなわち、理想的な設定角とスキャンされたページ
の間の角度）のゆえに問題が生じる。スキャンされた２
次元バーコードのねじれ角を補正するために、いくつか
の方法が提案されてきたが、それらは以下に議論するよ
うに、それぞれ欠点を持っている。
【０００８】米国特許 5,862,270は、バーコードの少
なくとも１辺上での境界線の存在に依存しており、した
がって、それを必要とする２次元バーコードのねじれ角
解消法を開示しているが、それは「わずかな」オフセッ
ト角でバーコードのスキャンを行ったときにのみ有効な
ものである。
【０００９】ここに明示的に引用することによりその内
容のすべてを本体に合体した米国特許出願 09/088,189
(「 '１８９出願」)では、２次元バーコードのねじれを
解消するのに、２つの異なる方法が示されている。 '１
８９出願で示された第１の方法は、テンプレートマッチ
ング法で、それはすべて、文書の背景色とコントラスト
を保ち、同じカラーのコーナービット（アンカービット
とも呼ばれる）を含むバーコードを必要とするものであ
る。
【００１０】'１８９出願で示された第２の方法は、２
次元バーコード中にコーナービットを必要としないもの
で、それは２段階のプロセスからなり、第１プロセス
は、'1８９出願で詳しく述べられているように、エッジ
マスクを使うことによって２次元バーコード内ですべて
の（水平エッジピクセルと垂直エッジピクセルの両方
の）エッジピクセルを含むエッジイメージをつくる。
【００１１】エッジピクセルは、第１のカラー（たとえ
ば、黒）のデータビットと第２のカラー（たとえば、
白）のデータビットとの間の「エッジ」を表している。
つぎにハフ（Hough）変換がエッジイメージに適用され
て、エッジイメージ中の主要な真っ直ぐなラインが決定
される。２次元バーコードのねじれは、この主要な真っ
直ぐなラインと水平または垂直線の間のなす角である。
'１８９出願の方法は信頼性ある結果をもたらすが、２
次元バーコードに対してエッジマスクを使うのに必要と
なる処理が最適化されていなかった。
【００１２】、ここに明示的に引用することによりその
内容のすべてを本体に合体した米国特許出願09/212,243
([ '２４３出願」)では、エッジイメージをつくるのに
有限状態認識法が使われており、それによると、２次元
バーコード中の各ピクセルは１回検査されるだけなの
で、'１８９出願のエッジマスクのステップでの処理時
間は大幅に削減されている。その上、エッジイメージは
多くの領域に分割され、それらの各領域にハフ変換が適
用されて、適正なねじれ角を決定するのに、各領域中で
見出される角度から投票方式によってねじれ角が選択さ
れる。
【００１３】この方法は、２次元バーコードにまたがっ
て引かれる線状ノイズの影響を減少させることができ
る。 '２４３出願の方法は '１８９出願の方法での処理
時間を減少させ、２次元バーコード上に引かれた線状ノ
イズによって引き起こされるエラーを減少させる。しか
し、ハフ変換を実行するのに必要とされる処理時間は、
ねじれ角が小さい範囲にあるときだけ、格別な処理スピ
ードを必要とせずに対応できる程度のものである。
【００１４】
【課題を解決する手段と発明の効果】したがって、本発
明の目的は、プリント媒体上にプリントされた２次元バ
ーコードのねじれ角を計算する改良された方法を提供す
ることである。本発明の附加的な目的は、プリント媒体
上にプリントされた２次元バーコードのねじれ角を計算
する改良された方法であって、それがエッジイメージに
とって必要とされる処理時間を短縮する方法を提供する
ことである。
【００１５】本発明の他の１つの目的は、プリント媒体
上にプリントされた２次元バーコードのねじれ角を計算
する改良された方法であって、通常の処理時間内に検出
できるねじれ角の範囲を拡大する方法を提供することで
ある。
【００１６】本発明の更なる１つの目的は、プリント媒
体上にプリントされた２次元バーコードのねじれ角を計
算する改良された方法であって、バーコード上に引かれ
た線状ノイズの影響を大幅に削減する方法を提供するこ
とである。
【００１７】本発明の他の種々の目的、利点、及び特徴
は、以下に述べる詳細な説明から容易に明らかとなるで
あろうし、新規な特徴は従属請求項で特に指摘されるだ
ろう。
【００１８】［発明の概要］本発明は、２次元バーコー
ドのようなデータピクセルの行と列のビットマップのね
じれ角を計算する方法に向けられている。本方法は、ま
ず、ビットマップ内に水平と垂直のエッジを位置づけ
し、水平または垂直のエッジを同定するエッジのアレー
を発生する。次に、エッジアレー内のエッジラインが同
定され、トレースされ、好ましくは、エッジアレー内で
直交して連結されているすべてのエッジラインの線分部
分が分離される。
【００１９】エッジアレー内の各エッジラインについて
の傾斜が計算され、好適実施例では、傾斜の不連続ヒス
トグラムが生成される。最後に、ねじれ角が不連続ヒス
トグラム中の最高値として設定される。傾斜はビットマ
ップから導出されるエッジイメージ内の複数の線につい
て計算されるので、その中に引かれた線状ノイズの影響
は、エッジライン（複数）がヒストグラムに与える影響
よりもずっと小さいゆえ、大幅に低減される。
【００２０】
【発明の実施の形態】好適な実施例では、水平及び垂直
エッジの位置決めに有限状態認識法が使われる。また、
第１の予め定められた相互のしきい値内に位置決めされ
たられたエッジアレー内のエッジラインは、エッジライ
ンが同定されトレースされた後、融合せられる。さら
に、エッジアレー内の第２の予め定められたしきい値よ
りも短いエッジラインは処理時間を改善し、かつ計算さ
れたねじれ角の精度を確保するために除去される。最後
に、エッジアレー内のエッジラインの傾斜が、線形回帰
法を用いて計算される。
【００２１】本発明の上述の、あるいは関連の目的、特
徴及び利点などは、本発明の説明的で好適な実施例の以
下に述べる詳しい説明を、添付の図面と一緒に参照する
ことによってよりよく理解されるだろう。添付の図面に
は以下のものがある。
【００２２】図１の（Ａ）はプリントされた文書ページ
上にプリントされた２次元バーコードを模式的に説明す
る図であり、図１の（Ｂ）は本発明に従って用いられる
２次元バーコードの１例を示している。図２は文書から
２次元バーコードを読み取るのに必要なステップを説明
するフローチャートである。
【００２３】図３の（Ａ）はスキャンされた２次元バー
コードの１例であり、また図３の（Ｂ）は図３の（Ａ）
のスキャンされた２次元バーコードから導出された水平
エッジイメージを示す図である。
【００２４】図４は水平エッジイメージ内で本発明によ
ってライン融合を行うためのルールを説明する図であ
る。
【００２５】図５の（Ａ）は１５度のねじれ角を持つト
レースされたエッジイメージの説明図、図５の（Ｂ）は
30度のねじれ角を持つトレースされたエッジイメージの
説明図、また、図５の（Ｃ）は45度のねじれ角を持つト
レースされたエッジイメージの説明図である。
【００２６】図６は本発明によるライン分割に必要なス
テップを説明するフローチャートである。
【００２７】図７は１本のライン上のローカルなｘとｙ
の最大点と最小点を説明する図である。
【００２８】図８の（Ａ）はライン分割以前の水平エッ
ジイメージの図であり、図８の（Ｂ）はライン分割以後
の同じ水平エッジイメージの図である。
【００２９】図９は本発明によって決められたねじれ角
のヒストグラムである。
【００３０】図１０はガウス分布のグラフである。
【００３１】[好適な実施例の詳細な説明]いま図、特
に、図１の（Ｂ）では、'１８９出願において導入され
た２次元バーコードの記号化の１例が図示されている。
２次元バーコード２０は２次元格子内に符号化されたデ
ータビットを含んでいる。典型的には、符号化された各
データビットは、黒白のピクセル２３のマトリクスとし
てプリントされている。好ましくは、１個のデータビッ
トを表すピクセルマトリクスは正方形であり、それは１
×１ぐらい小さいマトリクスから６×６かそれ以上大き
いマトリクスまである。
【００３２】正方形でないマトリクスを使うことも可能
である。２次元バーコード２０に対する記号化では要求
されていたクロックまたは境界線は必要でない。
【００３３】サイズにについては、自由度が大きく、サ
イズについての要件は読み取りプロセスが符号化された
アレーのサイズを知っていることだけであるということ
は分かっているが、好適実施例では、２次元バーコード
２０は９×９のピクセルマトリクス中に格納された各ビ
ットを持つ２０×２０のデータビットのアレーである。
【００３４】バーコード符号化の２つの異なる実施例が
'１８９出願で述べられている。第１の実施例では、４
隅のコーナービット２１は常に黒（白の背景にプリント
されているとき）である。第１の実施例におけるこれら
４個のコーナービット２１は「アンカービット」と呼ば
れている。
【００３５】残りのデータビットは擬似ランダム化され
ており、所望の情報とエラー訂正ビットの任意の組み合
わせを保持することができる。第１の実施例の記号化
は、ねじれが小さく２次元バーコード２０に損傷がない
ときには、ねじれの良好な評価を提供する。しかし、ア
ンカービット２１のコーナーへの配置は、それらを損傷
に対して敏感にしてしまう。
【００３６】そこで、'１８９出願で述べられている第
２の実施例では、アンカービット２１は必要なく、２次
元バーコード２９は単に、Ｎ×Ｍの、好ましくはＮ＝Ｍ
＝２０の、データビットアレーであり、この場合、５０
バイト（４００ビット）までの格納場所を提供すること
ができる。第２の実施例では、すべてのデータビットは
擬似ランダム化されており、所望の情報とエラー訂正ビ
ットの任意の組み合わせを保持することができる。
【００３７】図２のフローチャートは文書上にプリント
された２次元バーコードに対する復号化のプロセスに含
まれる各ステップを図示している。本発明の方法に関し
て、ここに議論される以外の図２における各ステップに
必要な処理は、'２８０出願、及び/あるいは '１８９出
願により特化して述べられている。復号化処理の間、そ
の上にプリントされた2次元バーコードを含む文書はス
テップ３０でスキャンされる。
【００３８】スキャンされたイメージは、次に、しきい
値ステップ３２（すなわち、スキャニングプロセスでつ
くられたピクセルベースのグレイスケールイメージが２
値、たとえば、黒白イメージに変換される）に渡され、
ステップ３４で２次元バーコードがスキャンされたイメ
ージ内に位置づけされる。次にステップ３６で２次元バ
ーコードのねじれ角が評価され、ステップ３８で２次元
バーコードのねじれが戻され、ステップ４０で２次元バ
ーコード内のビットが読み出され、そうしてステップ４
２で後処理（たとえば、エラー訂正）が実行される。特
に、本発明の方法がねじれ角評価ステップ３６の１部と
して用いられる。
【００３９】本発明は、好適実施例中で、'２４３出願
中で開示されている有限状態認識法によって生成される
図３の（Ｂ）中のエッジイメージ５２のようなエッジイ
メージ上で動作する。'２４３出願で開示されているよ
うに、エッジピクセルは第１のカラーの少なくともＮピ
クセルの第１の並びとそれに続く反対カラーの少なくと
もＮピクセルの第２の並びとして定義される。
【００４０】'２４３特許の有限状態認識法がスキャン
された２次元バーコードを処理してエッジピクセルを含
んでなるエッジイメージ（たとえば図３Ｂの水平エッジ
イメージ５２）を生成する。
【００４１】当該技術にある程度精通した何人（なんび
と）にも容易に認められるように、スキャンされた２次
元バーコードからエッジイメージを生成するのに、有限
状態認識法が処理時間の点で最良の性能を提能を与える
ものであることは知られているが、'１８９出願で開示
されたエッジマスク法を含んで、種々の他の方法を利用
することも可能である。
【００４２】'２４３特許はエッジイメージのねじれ角
を決めるのに、Hough変換を投票方式と組み合わせて採
用していたが、本発明の方法は、エッジイメージ内です
べてのエリジブル（資格のある）な（すなわち、ある予
め定められた基準を満たす）ラインを同定し、各々の同
定されたラインの傾斜を評価し、計算による傾斜の分布
にもとづいてねじれ角を決定するものである。
【００４３】図３の（Ｂ）のエッジイメージ５２を参照
すると、エッジイメージ５２内の各ラインがまず同定さ
れ、トレースされる。エッジイメージ内のラインは、上
の '２４３出願に詳しく述べられているように、ファイ
ナイトステートリコグナイザは、Ｎを１より大きい数と
して、Ｎ個の引き続く白ピクセルからＮ個の引き続く黒
ピクセルへの（または、その逆の）遷移が起こるとき
に、ただし、ここではじめてエッジピクセルであると決
めるので、通常、１ピクセル分のラインとなる。
【００４４】その結果、通常のライントレースのアルゴ
リズムをファイナイトステートリコグナイザで生成され
た単一ピクセル幅の水平（また垂直）エッジライン探索
用に簡単化してもよい。
【００４５】エッジイメージ内のラインを位置決めする
のに、エッジイメージがピクセル毎に、好ましくは、エ
ッジイメージを含む２進数のアレー内で行毎に最上段か
ら最下段へとスキャンされる。トレースされたピクセル
は「済み」としてマスクされる。１本のラインのトレー
スは、そのラインの始点を位置決めし、終点が同定され
るまで引き続く各点を位置決めしてゆくことを含んでい
る。
【００４６】始点は、ラインピクセルとされたピクセル
（すなわち、「１」とセットされたピクセル）のうち、
これまで「済み」になっていなかったピクセルで、それ
の８個の最隣接（8-connect neighbor)ピクセル中にた
だ１個のラインピクセルとされたピクセルを持つものと
して定義される。
【００４７】８個の最隣接ピクセル内に同定されたピク
セルは現在点となり、それの８個の最隣接ピクセルが検
査されて、その線上の次の点が位置決めされる。（ただ
し、それ以前にトレースされたピクセルは無視され
る）。
【００４８】現在同定中のラインのトレースは、８個の
最隣接ピクセル内に同定されたラインピクセルとされた
ピクセルを持たない点が位置決めされるまで、それ以前
にトレースされたピクセルを除いて、ピクセル毎に続け
られる。
【００４９】この点は現在同定中のラインの終点とマー
クされる。新しいラインの始点を位置決めするのに、ス
キャニングが前の始点が終わった点から上に述べたよう
に続けられる。
【００５０】一旦新しいラインの始点が見つかば、この
新しいラインが上述のようにトレースされる。このプロ
セスはエッジイメージがスキャンしつくされるまで続け
られる。
【００５１】好ましくは、同定されたラインの長さ（す
なわち、ピクセルの総数）が予め定められたしきい値
（好適実施例では１０ピクセル）より少なければ、その
ラインは、以下に述べるラインフィッティングのステッ
プ中で精度の低い傾斜の計算結果を生ずるので除去され
る。
【００５２】その上、短く区切られた線分状のラインを
除外することによって処理されるラインの本数が減るた
めに、ラインフィッティングステップのための処理時間
を減らすことができる。
【００５３】また、好ましくは、２本の線分ラインが相
互に近接して見出される場合には、それらは以下のシナ
リオのいずれかにしたがって、図４に示すように、１本
のラインを形成するように融合せられる。
【００５４】１.もし第１の線分６０の最後の点と第２
の線分６１の最初の点との間の距離が予め定められたし
きい値（好適実施例では４ピクセル）以下であれば、第
２の線分６１は第１の線分６０に附加されて統合さたラ
イン６２をつくる。
【００５５】２.もし第１の線分６４の最後の点と第２
の線分６５の最後の点との間の距離が予め定められたし
きい値以下であれば、第２の線分６５は逆転され（線分
６５内のピクセルの順序が逆転されることを意味す
る）、第１の線分６４に附加されて統合されたライン６
６をつくる。
【００５６】３.もし第１の線分６８の最初の点と第２
の線分６９の最初の点との間の距離が予め定められたし
きい値以下であれば、第２の線分６９は逆転され、第１
の線分６８が逆転された第２の線分６９に附加されて統
合されたライン７０をつくる。
【００５７】４.もし第１の線分７２の最初の点と第２
の線分７３の最後の点との間の距離が予め定められたし
きい値以下であれば、第２の線分６９は逆転され、第１
の線分７２が第２の線分７３に附加されて統合されたラ
イン７４をつくる。
【００５８】ライン融合と短ライン除去の後の水平エッ
ジイメージから導かれるトレースされた線分の例が,異
なるねじれ角を持つ２次元バーコードについて図５の
(Ａ)、図５の(Ｂ)及び図５の(Ｃ)に示されている。特
に、図５の(Ａ)のエッジイメージ９０は１５°のねじれ
角を持っており、図５の(Ｂ)のエッジイメージ９２は３
０°のねじれ角を持っており、また、エッジイメージ９
４は４５°のねじれ角を持っている。
【００５９】図５の(Ｃ)のエッジイメージ９４で示され
ているように、２本の直交する線分を含むライン（たと
えば、線分９６）が水平エッジ検出プロセスで抽出が可
能である。直交線分を含むラインの数は、ねじれ角が４
５°に近づくにつれて増加し、その後減少するだろう。
【００６０】上に述べたライントレーシングのプロセス
の後、同一のデータビットのエッジ（複数）を表す２本
の直交線分（それは、例えば、その隣接する２辺で黒ビ
ットが白ビットと接しているとき起こる）は、コーナー
を形成するピクセルが互いの８個の最隣接領域内に落ち
るゆえ、１本のライン線分としてリンクされる。
【００６１】本発明が適正に動作するためには、エッジ
イメージは真っ直ぐなラインだけを含むものでなければ
ならない。したがって、直交するラインは、大きな曲率
を持つ点あるいは変向コーナーで２本の分離した真っ直
ぐな線分に分離される。好適実施例では、図６に示され
たライン分割のアルゴリズムが図８の(Ａ)中のエッジイ
メージ１２０に現れているような除去大曲率点と変向コ
ーナーを除去するのに採用されている。
【００６２】各ラインはまずその始点、例えば図７の点
２０５からその終点、例えば、図７の点２１５までスキ
ャンされ、ステップ１００で局所的なすべてのｘ-minと
ｘ-max点が同定され、ステップ１０２で局所的なすべて
のｙ-minとｙ-max点が同定される。図７はラインｘ-min
２２０、ｘ-max２３０、ｙ-min２４０及びｙ-max２５０
を持つライン２００のグラフである。
【００６３】図６のステップ１０４において、トレース
されたラインは、それのｘ-minとｘ-max点で分割され
る。
【００６４】分割された線分（たとえば図７の線分２６
０）は予め定められたしきい値と比較され、ステップ１
０６において、それが（上のように）短ライン線分とし
て除去されるべきであるかどうかが決められる。ステッ
プ１０８において、トレースされたラインはy-minとy-m
ax点で分割される。
【００６５】最後に、ステップ１１０において、分割さ
れた線分（たとえば、図７の線分２７０と２８０）は予
め定められたしきい値と比較され、ステップ１１０にお
いて、それらが（上のように）短ライン線分として除去
されるべきであるかどうかが決められる。
【００６６】図８の(Ｂ)のエッジイメージ１３０はこの
プロセス後に残ったライン線分（複数）を示している。
一旦、ステップ１１０が完了すると、もとのトレースラ
イン上の曲率部が除去され、図８の(Ｂ)のエッジイメー
ジ１３０中の線分１３５のような真っ直ぐなライン線分
だけが残る。
【００６７】強調して描いたライン、例えば、線分１３
７と１３９は分離されたラインを表しており、それらは
連結されておらず（もと連結されていたラインの各部は
予め定められたしきい値より長かった）、エッジイメー
ジ中に残っている。
【００６８】ライン上のリップルノイズはバーコードの
ビットコーナーでない点でライン分割を起こす可能性が
ある。リップルノイズが上に述べた分割処理でエラーを
起こすことを避けるために、もしｘ-minとｘ-maxのペ
ア、ｙ-minとｙ-maxのペアがそれぞれ互いに近ければ
（すなわち、予め定められたしきい値、本実施例では、
３ピクセルｂ以内に入るならば）、分割は実行されな
い。
【００６９】エッジイメージ内のライン（複数）がトレ
ースされ、融合され、分割され、またノイズが取り除か
れ後では、処理されたエッジイメージは、適当な長さの
真っ直ぐなエッジライン線分、すなわち、以下に述べる
ようなねじれ角を評価するのに使われる有意なエッジラ
インだけを含んでいる。
【００７０】当該分野の技術にある程度精通した何人
（なんびと）によっても容易に認識されるであろうよう
に、ある状況のもとでは、有意なエッジライン（複数）
の一部だけ、または、ただ１本のエッジラインの傾斜を
計算することも可能であろうが、好適実施例では、各々
の有意なエッジラインの傾斜がラインフィッティング法
を用いて評価される。
【００７１】好適実施例では、マジョリティルール（多
数決方式）が傾斜の分布に適用され、ねじれ角のより正
確な評価が得られている。ラインフィッティングは、
「線形回帰法」とも
【００７２】
【数１】
【００７３】にフィットするのに用いられる。
【００７４】
【数２】
【００７５】を解いて、ａとｂを決定する問題に帰着さ
れる。
【００７６】この方程式の１つの解は、Ｗ.Ｐｒｅｓｓ
らの「Ｃによる数値レシピ」、ケンブリッジ大学出版、
１９９２年版に以下のように述べられている。
【００７７】
【数３】
【００７８】
【数４】
【００７９】である。
【００８０】本発明の好適実施例では、各分割されたエ
ッジラインに対して、検査中の特定のライン上のピクセ
ルが最初の２個のピクセルと最後の２個のピクセルを除
いてすべてラインフィッティングのために使われる。最
初の２個のピクセルと最後の２個のピクセルを除外する
のは、論理ビットのコーナーまたはライン分割での切断
点のいずれかで生ずる不安定なピクセルによって引き起
こされる何らかの不都合な影響を軽減するためである。
【００８１】実際には、ｂがそれだけでフィッティング
中のラインの傾斜を表すので、計算を要するのはｂだけ
である。本発明では、各ラインの傾斜は（５）式
【００８２】
【数５】
【００８３】である。
【００８４】正の角度は時計方向へのねじれを表し、負
の角度は反時計方向へのねじれを表している。
【００８５】各有意なエッジラインが -1/2π と 1/2π
との間の傾斜の評価を与える。まず、これらの角度の
値は所望の精度にしたがって不連続な値に変換される。
たとえば、もし所望の精度が０.５°であれば、すべて
の角度の値はそれの最近接の０.５°に変換される。あ
る角度αに対する０.５°変換は次のように表すことが
できる。
【００８６】
【数６】
【００８７】好ましくは、図９に示すように、不連続ヒ
ストグラム１４０は、上に計算された不連続なラインの
傾斜（それぞれはねじれ角の評価を表している）から生
成することができる。しかし、当該分野の技術にある程
度精通するなんびとによっても容易に認識されるよう
に、このライン傾斜のセットからねじれ角を選択するの
に他の方法を採用することもできる。
【００８８】ヒストグラム１４０のχ軸はねじれ角であ
り、ヒストグラム１４０のｙ軸はそのねじれ角が計算で
得られた回数である。χ軸の分解能は予め定められた分
解能、例えば、好適実施例では０.５°である。
【００８９】図９のヒストグラム１４０は図８の(Ｂ)の
エッジイメージ１３０中のエッジライン（複数）（例え
ば、ライン１３５）のねじれ角分布を示している。
【００９０】好適実施例では、ねじれ角を決定するの
に、その多数成分が選ばれる。したがって、最高のヒス
トグラムの値を生ずるねじれ角が評価されたねじれ角で
ある。
【００９１】図９を参照すると、-４５°と４５°に２
つのピーク１４２と１４４がはっきりと示されていて、
それらは直交ラインの２つの多数成分を表している。-
４５°の角度がヒストグラム中でより大きな値を生じて
いるので、図８の(Ｂ)の２次元バーコード１３０のねじ
れ角は-４５°と評価される。
【００９２】そこで、ねじれ解消操作はバーコードを４
５°だけ回転して実効的に真っ直ぐなバーコードを得る
ことである。このように、エッジイメージ内の各々の有
意なラインの傾斜を検査することによって、線状に引か
れたノイズの影響は大幅に減殺される。
【００９３】それは、１本の線状に引かれたノイズはヒ
ストグラムに対してただ１の値を与えるに過ぎないこと
が多いが、一方、エッジイメージ内には複数の有意なエ
ッジラインがあることから、ヒストグラム中には複数の
傾斜が存在するからである。
【００９４】図９に示すように、同じねじれ角で符号の
異なるを２本の直交するライン１４２と１４４がある場
合、-４５°または＋４５°のねじれ角に対するねじれ
解消操作が、いずれもねじれていない２次元バーコード
を生じるということから、大きい値を生じるピークはク
リティカルな問題ではない、ということに注意してほし
い。
【００９５】'１８９出願で詳しく議論されているよう
に、そこで開示された２次元バーコードに対する読み取
りプロセスは可能な４方向のすべての方向にデータを読
み、後段の処理で最もエラー発生の少ない方向から出力
を選択する。
【００９６】したがって、後段での処理後には、バーコ
ードを＋４５°か -４５°のいずれのねじれ解消操作
をするかにかかわらず正確な出力を生ずる。
【００９７】もうひとつ別の実施例では、ねじれ角は、
最も確率の高い候補の平均値を計算することによって決
定できる。最も確からしい候補は、ガウス分布であると
仮定したねじれ角の値の分布にもとづいて選ばれる。
【００９８】この分布がガウス形であることから、その
確率密度関数は
【００９９】
【数７】
【０１００】図１０に示されたガウス分布のグラフ３０
０を参照して、境界(μ−σ,μ+σ)で区切られた陰影を
つけた領域３１０中のパワーはガウス分布内の全パワー
のほとんど７０％を占めている。したがって最も確から
しい候補領域は
【０１０１】
【数８】
【０１０２】
【数９】
【０１０３】
【数１０】
【０１０４】
【数１１】
【０１０５】ねじれ角は、最も確からしい候補（すなわ
ち、陰影をつけた領域３１０のもとに入るねじれ角だけ
の値）の平均値として評価され、このようにしてねじれ
角αは
【０１０６】
【数１２】
【０１０７】なおもうひとつの実施例では、ねじれ角分
布についての多数領域は、スライディングウインドウを
ヒストグラムを横断して移動し、傾斜の数（かず）の和
が最大になるヒストグラム中の位置を決めることによっ
て、有意なエッジラインの傾斜のヒストグラムから得る
ことができる。
【０１０８】この位置は多数領域と指定され、ねじれ角
は多数領域内の値の平均値として計算せられる。
【０１０９】さらなる実施例では、ねじれ角をすべての
有意なエッジライン傾斜の平均値として選ぶこともでき
る。同様にして、有意なエッジライン傾斜の中央値をね
じれ角として選ぶこともできる。
【０１１０】最後に、なお、さらなる実施例では、エッ
ジアレーの中で最長のエッジラインの傾斜をねじれ角の
値として使うこともできる。この方法はバーコード中の
線状ノイズに対して敏感なので、エッジイメージは、分
離した領域、たとえば、上、中、下、に分割され、次に
各領域中の最長のラインの傾斜が計算される。計算され
た傾斜の中央値がねじれ角として選ばれる。
【０１１１】本発明は、特に、好適実施例とその種々の
側面を参照して示され、説明されてきたけれども、本発
明の精神と範囲から逸脱することなく種々の変更や変形
のがなされ得ることは、当該分野の技術について通常の
理解を持つ人々の認めるところであろう。
【０１１２】付属請求項が、ここに述べられた実施例、
上述の変形、及び、すべてのそれの等価物を含むものと
解釈されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はプリントされた文書ページ上にプリン
トされた２次元バーコードを模式的に説明する図であ
り、（Ｂ）は本発明に従って用いられる２次元バーコー
ドの１例を示している。
【図２】文書から２次元バーコードを読み取るのに必要
なステップを説明するフローチャートである。
【図３】（Ａ）はスキャンされた２次元バーコードの１
例であり、（Ｂ）は（Ａ）のスキャンされた２次元バー
コードから導出された水平エッジイメージを示す図であ
る。
【図４】水平エッジイメージ内で本発明によってライン
融合を行うためのルールを説明する図である。
【図５】（Ａ）は１５度のねじれ角を持つトレースされ
たエッジイメージの説明図、（Ｂ）は30度のねじれ角を
持つトレースされたエッジイメージの説明図、また、
（Ｃ）は45度のねじれ角を持つトレースされたエッジイ
メージの説明図である。
【図６】本発明によるライン分割に必要なステップを説
明するフローチャートである。
【図７】１本のライン上のローカルなｘとｙの最大点と
最小点を説明する図である。
【図８】（Ａ）はライン分割以前の水平エッジイメージ
の図であり、（Ｂ）はライン分割以後の同じ水平エッジ
イメージの図である。
【図９】本発明によって決められたねじれ角のヒストグ
ラムである。
【図１０】ガウス分布のグラフである。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データピクセルの行と列のビットマップ
    に対するねじれ角を計算する方法であって：前期ビット
    マップ内で水平または垂直エッジを位置決めし、前期水
    平または垂直エッジを同定するエッジアレーを生成する
    こと、 前期エッジアレー内でエッジラインをトレースするこ
    と、 前期エッジアレー内の各エッジラインに対する傾斜を計
    算すること、 前期傾斜の不連続ヒストグラムを生成すること、及び前
    期不連続ヒストグラム内の最高値としてねじれ角を定め
    ること、 の諸工程を具備する、方法。
  2. 【請求項２】 エッジラインを同定しトレースする前期
    ステップに引き続いて、前期エッジアレ-中で第１の予
    め定められた相互のしきい値内に位置決めされたエッジ
    ライン（複数）を融合して１本のラインを形成するステ
    ップをさらに含む請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 エッジラインを同定しトレースする前期
    ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で第2の予
    め定められたしきい値よりも短い長さを持つエッジライ
    ンを除去するステップをさらに含む請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 線形回帰法を用いて各エッジラインの前
    期傾斜が計算される請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前期水平または垂直エッジを位置決めす
    るのに有限状態認識法が用いられる請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 エッジラインを同定しトレースする前期
    ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で直角につ
    ながる前期エッジラインの線分を分離するステップをさ
    らに含む請求項１の方法。
  7. 【請求項７】 データピクセルの行と列のビットマップ
    に対するねじれ角を計算する方法であって：前期ビット
    マップ内で水平または垂直エッジを位置決めし、前期水
    平または垂直エッジを同定するエッジアレーを生成する
    こと、 前期エッジアレー内でエッジラインをトレースするこ
    と、 前期エッジアレー内の各エッジラインに対する傾斜を計
    算すること、 前期傾斜の不連続ヒストグラムを生成すること、及び前
    期エッジラインの傾斜としてねじれ角を設定すること、 の諸工程を具備する、方法。
  8. 【請求項８】 エッジラインを同定しトレースする前期
    ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で第１の予
    め定められた相互のしきい値内に位置決めされたエッジ
    ライン（複数）を融合して１本のラインを形成するステ
    ップをさらに含む請求項７の方法。
  9. 【請求項９】 エッジラインを同定しトレースする前期
    ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で第2の予
    め定められたしきい値よりも短い長さを持つエッジライ
    ンを除去するステップをさらに含む請求項の方法。
  10. 【請求項１０】 線形回帰法を用いて各エッジラインの
    前期傾斜が計算される請求項７の方法。
  11. 【請求項１１】 前期水平または垂直エッジを位置決め
    するのに有限状態認識法が用いられる請求項７の方法。
  12. 【請求項１２】 エッジラインを同定しトレースする前
    期ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で直角に
    つながる前期エッジラインの線分を分離するステップを
    さらに含む請求項７の方法。
  13. 【請求項１３】 データピクセルの行と列のビットマッ
    プに対するねじれ角を計算する方法であって：前期ビッ
    トマップ内で水平または垂直エッジを位置決めし、前期
    水平または垂直エッジを同定するエッジアレーを生成す
    ること、 前期エッジアレー内でエッジラインをトレースするこ
    と、 前期エッジアレー内の各エッジラインに対する傾斜を計
    算すること、及び前期エッジラインの前期傾斜からねじ
    れ角をインテリジェントに選択すること、 を具備する、方法。
  14. 【請求項１４】 エッジラインを同定しトレースする前
    期ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で第１の
    予め定められた相互のしきい値内に位置決めされたエッ
    ジライン（複数）をに融合して１本のラインを形成する
    ステップをさらに含む請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 エッジラインを同定しトレースする前
    期ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で第２の
    予め定められたしきい値よりも短い長さを持つエッジラ
    インを除去するステップをさらに含む請求項１３の方
    法。
  16. 【請求項１６】 線形回帰法を用いて各エッジラインの
    前期傾斜が計算される請求項１３の方法。
  17. 【請求項１７】 前期水平または垂直エッジを位置決め
    するのに有限状態認識法が用いられる請求項１３の方
    法。
  18. 【請求項１８】 エッジラインを同定しトレースする前
    期ステップに引き続いて、前期エッジアレー中で直角に
    つながる前期エッジラインの線分を分離するステップを
    さらに含む請求項１３の方法。
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