JP2001209751A - Adaptive binarization system - Google Patents
Adaptive binarization systemInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、紙等の印刷媒体
に印刷された2次元コードを光学的に読み取る2次元コ
ードリーダに最適な適応二値化方式に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an adaptive binarization method most suitable for a two-dimensional code reader for optically reading a two-dimensional code printed on a printing medium such as paper.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、紙等の印刷媒体に印刷された二
次元コードの光学的な読み取りにおいては、二次元コー
ドを光学的に撮像した多値画像信号を二値化した後に、
様々な処理を施すことが多い。この多値画像信号の二値
化技術には多くの方法があり、その代表的なものに「固
定閾値方式」、「動的閾値方式」などがある。「固定閾
値方式」は、一定の閾値によって多値画像信号を二値化
するものであり、非常に簡便な処理が特徴であるが、画
面全体の輝度むら(シェーディング)に弱く、画面の広
範囲で黒(又は白)に塗りつぶされる箇所が現れるとい
うような望ましくない現象もしばしば発生する。また微
少な輝度変化を二値化できないという問題がある。2. Description of the Related Art Generally, in optically reading a two-dimensional code printed on a printing medium such as paper, a multi-valued image signal obtained by optically capturing the two-dimensional code is binarized,
Various processes are often performed. There are many methods for the binarization technique of the multi-level image signal, and typical ones include a “fixed threshold method” and a “dynamic threshold method”. The “fixed threshold method” binarizes a multi-valued image signal with a fixed threshold value, and is characterized by very simple processing. However, the “fixed threshold value method” is vulnerable to uneven brightness of the entire screen (shading). Undesirable phenomena such as the appearance of black (or white) painted spots often occur. There is also a problem that a minute change in luminance cannot be binarized.
【0003】一方、「動的閾値方式」は、各画素毎の最
適閾値を計算する方法であり、「固定閾値方式」のよう
な問題が発生しない反面、膨大な処理時間を必要とす
る。よって、二次元コードリーダのような、即応性を要
求されるシステムの二値化方式としてはふさわしくな
い。なお、これらの方式に関しては、多くの画像処理の
参考書、例えば「画像解析ハンドブック(東京大学出版
(1991)」などで詳細に解説されている。[0003] On the other hand, the "dynamic threshold method" is a method of calculating an optimum threshold value for each pixel, and does not cause a problem as in the "fixed threshold method", but requires an enormous processing time. Therefore, it is not suitable as a binarization method for a system that requires responsiveness, such as a two-dimensional code reader. Note that these methods are described in detail in many image processing reference books, for example, “Image Analysis Handbook (published by The University of Tokyo (1991)”).
【0004】以上のような問題を解決するものとして、
特開平7−57080号公報に適応二値化制御方式が提
案されている。これは図16に示すように、微分回路201
,トリガ発生回路202 ,レベル設定回路203 ,比較2
値化回路204 を備え、微分回路201 により画像信号の輝
度変化点の急峻な立ち上がり部分を検出し、その部分の
画像信号を二値化の閾値とすることにより、画像信号の
輝度変化に追従した二値化を可能にするというものであ
る。また、この方式によれば、「動的閾値方式」に比較
して処理時間を大幅に削減することも可能である。[0004] In order to solve the above problems,
Japanese Patent Laid-Open No. 7-57080 proposes an adaptive binarization control method. This is, as shown in FIG.
, Trigger generation circuit 202, level setting circuit 203, comparison 2
A binarization circuit 204 is provided, and a steep rising portion of a luminance change point of the image signal is detected by the differentiating circuit 201, and the image signal at that portion is used as a threshold for binarization, thereby following the luminance change of the image signal. This is to enable binarization. Further, according to this method, the processing time can be significantly reduced as compared with the “dynamic threshold method”.
【0005】次に、図17を参照しながら、図16に示す従
来例の動作について説明する。図17の(A)に示す画像
信号aは図16の微分回路201 により微分され、図17の
(B)に示す微分信号bとなる。この微分信号bはトリ
ガ発生回路202 により、図17の(B)中の一定レベルの
信号LSと比較され、LSよりも微分信号bの方が大き
い場合は、図17の(C)に示す一定幅のパルス信号cに
変換される。図16のレベル設定回路203 では、このパル
ス信号cにより入力画像信号aをサンプリングして保持
し、これを二値化の閾値〔図17の(D)〕とする。この
二値化閾値dは入力画像信号aと共に図16の比較2値化
回路204 に入力され、図17の(F)に示されるような二
値化信号fに変換される。なお、図17の(E)は入力画
像信号aと、レベル設定回路203 によって決定された二
値化閾値dとを重ね合わせた図であり、図17の(D′)
は図17の(C)のパルス信号cと入力画像信号a及び二
値化閾値dのサンプル点との関係を示す図である。Next, the operation of the conventional example shown in FIG. 16 will be described with reference to FIG. The image signal a shown in FIG. 17A is differentiated by the differentiating circuit 201 in FIG. 16 to become a differentiated signal b shown in FIG. This differentiated signal b is compared by the trigger generation circuit 202 with a constant level signal LS in FIG. 17B, and when the differentiated signal b is larger than LS, the constant signal shown in FIG. It is converted into a pulse signal c having a width. The level setting circuit 203 in FIG. 16 samples and holds the input image signal a using the pulse signal c, and sets it as a threshold for binarization ((D) in FIG. 17). This binarization threshold d is input to the comparison binarization circuit 204 of FIG. 16 together with the input image signal a, and is converted into a binarization signal f as shown in FIG. FIG. 17E is a diagram in which the input image signal a and the binarization threshold d determined by the level setting circuit 203 are superimposed, and FIG.
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the pulse signal c of FIG. 17C and sample points of the input image signal a and the binarization threshold d.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例(特
開平7−57080号公報)の二値化方式においては、
画像信号aの微分信号bは、図17の(B)に示すような
スパイク状の信号になっているが、二次元コードを撮像
した画像信号の微分信号は、必ずしもスパイク状にはな
らない。例えば、図18の(A)に示す画像信号210 の場
合、その微分信号は図18の(B)において符号211 で示
すようになる。従来例では、この微分信号211 と一定レ
ベル信号LS210 とを比較してトリガ信号を出力する
が、図18の(C)に示すように、トリガ信号212 は微分
信号211 のピークに対してかなり前倒しで出力されてし
まう。その結果、二値化閾値TH210 が設定され、二値
化信号は図18の(D)において符号213 に示すようにな
る。この二値化信号213 は、理想的な二値化が行われた
場合と比較すると、点線214 の部分が欠けてしまってい
る。By the way, in the conventional binarization method (Japanese Patent Laid-Open No. 7-57080),
The differential signal b of the image signal a is a spike signal as shown in FIG. 17B, but the differential signal of the image signal obtained by capturing the two-dimensional code is not necessarily spike. For example, in the case of the image signal 210 shown in FIG. 18A, the differential signal is as shown by the reference numeral 211 in FIG. 18B. In the conventional example, the differential signal 211 is compared with the constant level signal LS210 to output a trigger signal. However, as shown in FIG. 18C, the trigger signal 212 is considerably ahead of the peak of the differential signal 211. Output. As a result, the binarization threshold TH210 is set, and the binarized signal becomes as indicated by reference numeral 213 in FIG. The binarized signal 213 lacks a portion indicated by a dotted line 214 as compared with a case where ideal binarization is performed.
【0007】また、従来例では輝度変化の立ち上がり部
分しか利用していない。すなわち図19の(A)に示すよ
うな画像信号220 の場合、微分信号は図19の(B)で符
号221 で示すようになる。この微分信号221 と一定レベ
ル信号LS220 とを比較した結果、図19の(C)に示す
ように、トリガ信号222 ,223 により二値化閾値TH22
0 ,TH221 が設定される。しかし、この二値化閾値T
H220 は画像信号220における輝度変化226 を二値化す
るには適切でない。よって、この二値化閾値TH220 ,
TH221 による二値化結果である二値化信号224 におい
ては、図19の(D)において225 に示す点線部分が欠落
することになる。In the prior art, only the rising portion of the luminance change is used. That is, in the case of the image signal 220 as shown in FIG. 19A, the differential signal is as shown by reference numeral 221 in FIG. 19B. As a result of comparing the differentiated signal 221 and the constant level signal LS220, as shown in FIG. 19C, the threshold signal TH22 is generated by the trigger signals 222 and 223.
0 and TH221 are set. However, this binarization threshold T
H220 is not suitable for binarizing the luminance change 226 in the image signal 220. Therefore, this binarization threshold TH220,
In the binarized signal 224, which is the binarized result by TH221, the dotted line portion indicated by 225 in FIG. 19D is missing.
【0008】本発明は、従来提案の適応二値化制御方式
における上記問題点を解消するためになされたもので、
処理の簡便さを残しながらも、より原画像に忠実な二値
化処理を行うことが可能な適応二値化方式を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the conventionally proposed adaptive binarization control system.
It is an object of the present invention to provide an adaptive binarization method capable of performing a binarization process more faithful to an original image while maintaining the simplicity of the process.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に係る発明は、紙等の印刷媒体に印刷され
た二次元コードを光学的に読み取るコード読み取り部
と、該コード読み取り部により読み取られた画像信号を
二次微分し、その二次微分信号の零交叉点を検出する零
交叉点検出部と、該零交叉点検出部によって検出された
零交叉点に対応する前記画像信号の輝度値をサンプリン
グして二値化閾値とする二値化閾値算出部と、該二値化
閾値算出部により算出された二値化閾値により前記画像
信号を二値化する二値化部とで適応二値化方式を構成す
るものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a code reading unit for optically reading a two-dimensional code printed on a printing medium such as paper, and a code reading unit for reading the code. A second-order differentiation of the image signal read by the section, a zero-crossing point detecting section for detecting a zero-crossing point of the second-order differential signal, and the image corresponding to the zero-crossing point detected by the zero-crossing point detecting section A binarization threshold calculation unit that samples a luminance value of a signal to be a binarization threshold, and a binarization unit that binarizes the image signal using the binarization threshold calculated by the binarization threshold calculation unit And constitute an adaptive binarization method.
【0010】このように構成した適応二値化方式におい
ては、コード読み取り部により読み取られた二次元コー
ドは、多値画像信号として零交叉点検出部、二値化閾値
算出部、二値化部に入力され、零交叉点検出部において
はこの多値画像信号を二次微分し、その二次微分信号の
符号が変わる点(零交叉点)を検出する。そして、この
零交叉点はトリガ信号として二値化閾値算出部に入力さ
れ、二値化閾値算出部は、このトリガ信号位置に対応す
る位置の入力多値画像信号の輝度をサンプリングし、こ
の値を用いて次のトリガ信号発生位置までの二値化閾値
を決定して二値化部に出力する。二値化部では、入力さ
れた多値画像信号をその二値化閾値で二値化するように
なっている。In the adaptive binarization system configured as described above, the two-dimensional code read by the code reader is converted into a multi-level image signal by a zero-crossing point detector, a binarization threshold calculator, and a binarizer. The multi-level image signal is secondarily differentiated in a zero-crossing point detection unit, and a point at which the sign of the second-order differential signal changes (zero-crossing point) is detected. Then, this zero-crossing point is input as a trigger signal to the binarization threshold calculation unit, and the binarization threshold calculation unit samples the luminance of the input multi-level image signal at the position corresponding to the trigger signal position, and Is used to determine a binarization threshold up to the next trigger signal generation position and output it to the binarization unit. The binarization unit binarizes the input multi-level image signal using the binarization threshold.
【0011】上記のような動作が行われる請求項1に係
る発明においては、次のような利点が得られる。すなわ
ち、画像信号の二次微分値は、画像信号の輪郭成分の抽
出に広く使用されており、この二次微分値を二値化の閾
値算出に利用することにより、入力画像の輪郭に忠実な
二値化が可能になる。また、処理の対象としているのは
画像信号の「輝度値の大小」ではなく「輝度値の変化の
度合い」であり、したがって、シェーディング等の影響
により同一画面内に輝度むらがあっても、二次元コード
の輪郭が認識できる程度の輝度むらであれば影響を受け
ない。よって、照明系、光学系の構成を簡単にすること
ができる。また、画像の二値化において広く使用されて
いる方法の多くは、二値化しようとする画素を含む、あ
る程度の大きさの領域から何らかの手段(ヒストグラム
を作成する、最大値、最小値を検出する等)により統計
的な情報を収集し、最適な二値化の閾値を決定して二値
化している。しかし、本発明の方式によれば、二値化し
ようとする画素の近傍数画素分の情報があれば十分であ
り、固定閾値方式に迫る即応性が得られる。In the invention according to claim 1 in which the above operation is performed, the following advantages can be obtained. That is, the second derivative of the image signal is widely used for extracting the contour component of the image signal, and by using this second derivative for calculating the threshold for binarization, the second derivative is faithful to the contour of the input image. Binarization becomes possible. Also, the processing target is not the “luminance value of the image signal” but the “degree of change in the luminance value”. Therefore, even if there is luminance unevenness in the same screen due to the influence of shading, etc. If the brightness unevenness is such that the outline of the dimensional code can be recognized, there is no influence. Therefore, the configurations of the illumination system and the optical system can be simplified. In addition, many of the widely used methods for binarizing an image include some means (such as creating a histogram, detecting a maximum value and a minimum value from an area of a certain size including a pixel to be binarized). And the like, statistical information is collected, and an optimal threshold for binarization is determined for binarization. However, according to the method of the present invention, it is sufficient to have information for several pixels in the vicinity of the pixel to be binarized, and responsiveness close to that of the fixed threshold method can be obtained.
【0012】請求項2に係る発明は、請求項1に係る適
応二値化方式において、前記零交叉点検出部の前段に、
前記コード読み取り部により読み取られた画像信号に重
畳するノイズ成分を除去する平滑化フィルタを備えてい
ることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the adaptive binarization method according to the first aspect, a stage prior to the zero-crossing point detecting section is provided.
A smoothing filter for removing a noise component superimposed on the image signal read by the code reading unit.
【0013】このように構成された適応二値化方式にお
いては、コード読み取り部によって読み取られた二次元
コードは、多値画像信号として平滑化フィルタに入力さ
れ、この平滑化フィルタにより平滑化を施され、ノイズ
成分が除去された多値画像信号は零交叉点検出部に入力
される。零交叉点検出部は平滑化が施された画像信号を
二次微分し、その二次微分信号の零交叉点を検出し、こ
の零交叉点はトリガ信号として二値化閾値算出部に入力
される。二値化閾値算出部では平滑化を施す前の画像信
号、又は平滑化を施した後の画像信号の、前記トリガ信
号位置に対応する位置の輝度をサンプリングし、この値
を二値化閾値として二値化部に出力する。二値化部で
は、平滑化を施す前の画像信号、又は平滑化を施した後
の画像信号を、その二値化閾値で二値化する。なお、本
請求項2に係る発明は、平滑化フィルタを零交叉点検出
部の前段に配置するというものであり、二値化閾値算出
部、二値化部への入力信号に関しては特に限定しない。
よって、二値化閾値算出部、二値化部ともにフィルタを
かける前、又はフィルタをかけた後の信号のどちらを利
用してもよい。In the adaptive binarization method configured as described above, the two-dimensional code read by the code reading unit is input to a smoothing filter as a multi-valued image signal, and is subjected to smoothing by the smoothing filter. The multi-valued image signal from which the noise component has been removed is input to the zero-crossing point detection unit. The zero-crossing point detector performs second-order differentiation of the smoothed image signal, detects a zero-crossing point of the second-order differentiated signal, and the zero-crossing point is input to the binarization threshold calculator as a trigger signal. You. In the binarization threshold value calculation unit, the image signal before performing the smoothing, or the image signal after performing the smoothing, sample the luminance of the position corresponding to the trigger signal position, this value as a binarization threshold Output to the binarization unit. The binarization unit binarizes the image signal before performing the smoothing or the image signal after performing the smoothing using the binarization threshold. According to the second aspect of the present invention, the smoothing filter is arranged in front of the zero-crossing point detection unit, and the binarization threshold value calculation unit and the input signal to the binarization unit are not particularly limited. .
Therefore, both the binarization threshold value calculation unit and the binarization unit may use either the signal before filtering or the signal after filtering.
【0014】上記のような動作が行われる請求項2に係
る発明においては、次のような利点が得られる。すなわ
ち、二次微分信号の性質として、画像信号の輪郭成分に
敏感に反応するという反面、画像信号に重畳する高周波
成分のようなノイズに対しても反応してしまうという欠
点がある。このようなノイズに対して反応しないように
するには、画像信号を零交叉点検出部内の二次微分部に
入力する前に、その画像信号から不要なノイズ成分を除
去してしまえばよい。よって、本発明のように代表的な
ノイズ除去フィルタである平滑化フィルタを設けて高周
波成分を除去することによって、ノイズを輪郭成分と誤
認識する危険性を低下させることができる。According to the second aspect of the present invention in which the above operation is performed, the following advantages can be obtained. That is, as a property of the second derivative signal, it has a disadvantage that it reacts sensitively to the contour component of the image signal, but also reacts to noise such as a high frequency component superimposed on the image signal. In order not to react to such noise, unnecessary noise components may be removed from the image signal before inputting the image signal to the second differentiator in the zero-crossing point detector. Therefore, the risk of erroneously recognizing noise as a contour component can be reduced by providing a smoothing filter, which is a typical noise removal filter, as in the present invention and removing high-frequency components.
【0015】請求項3に係る発明は、請求項1に係る適
応二値化方式において、前記零交叉点検出部は、前記画
像信号を一次微分する一次微分部を備え、前記画像信号
の一次微分値が所定の正負の閾値を超えるときに、前記
画像信号の二次微分信号の零交叉点を有効とすることを
特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the adaptive binarization method according to the first aspect, the zero-crossing point detecting section includes a first-order differentiating section for performing a first-order differentiation of the image signal, and a first-order differentiating section of the image signal. When the value exceeds a predetermined positive / negative threshold value, the zero crossing point of the second derivative signal of the image signal is made effective.
【0016】このように構成された適応二値化方式にお
いては、コード読み取り部によって読み取られた二次元
コードは、多値画像信号として零交叉点検出部、二値化
閾値算出部、二値化部に入力され、零交叉点検出部で
は、入力された多値画像信号を二次微分し、二次微分信
号の零交叉点を検出するのと並行して、入力された画像
信号を一次微分する。この一次微分信号は、所定の値を
持つ正負の二つの閾値により二値化され、ある程度以上
の大きさを持つ極大点、極小点が検出される。二次微分
信号の零交叉点は、この一次微分信号を二値化して得ら
れた極値検出信号によりマスクされ、その結果得られる
信号は、一次微分値が極大、極小値を取り、なお且つそ
の極値がある程度以上の大きさを持つときに発生する零
交叉点のみを検出した信号となり、それ以外の零交叉点
は削除される。このようにしてマスクされた零交叉点は
トリガ信号として二値化閾値算出部に入力され、二値化
閾値算出部は、このトリガ信号位置に対応する画像信号
の輝度値をサンプリングし、この値を二値化閾値として
二値化部に出力する。二値化部では入力画像信号をその
二値化閾値で二値化する。In the adaptive binarization system configured as described above, the two-dimensional code read by the code reader is converted into a multi-level image signal by a zero-crossing point detector, a binarization threshold calculator, a binarization threshold, The zero-crossing point detection unit performs second-order differentiation of the input multi-valued image signal and, in parallel with detecting the zero-crossing point of the second-order differential signal, performs first-order differentiation on the input image signal. I do. The primary differential signal is binarized by two positive and negative thresholds having a predetermined value, and a maximum point and a minimum point having a certain magnitude or more are detected. The zero crossing point of the second derivative signal is masked by an extreme value detection signal obtained by binarizing the first derivative signal, and the resulting signal has a first derivative value having a maximum value, a minimum value, and Only a zero-crossing point generated when the extreme value has a certain magnitude or more is a signal detected, and the other zero-crossing points are deleted. The zero-crossing point masked in this way is input as a trigger signal to the binarization threshold calculation unit, which samples the luminance value of the image signal corresponding to the trigger signal position, and Is output to the binarization unit as a binarization threshold. The binarization unit binarizes the input image signal using the binarization threshold.
【0017】上記のような動作が行われる請求項3に係
る発明においては、次のような利点が得られる。すなわ
ち、一次微分値は、画像信号の輝度変化の急峻な点(画
像の輪郭)において極値をとり、且つ輝度変化の度合い
が大きいほど振幅が大きくなり、また二次微分値は一次
微分値を微分したものであり、一次微分値の極値におい
て零となる。つまり、二次微分値が零(零交叉点)でな
お且つ一次微分値がある程度以上の大きさをとるなら
ば、その場所はノイズではなく、画像信号の輪郭成分で
あるとみなすことができる。上記請求項2に係る発明に
おける平滑化フィルタは、無用な零交叉点の発生を押さ
えるためのものであったが、本請求項3に係る発明は無
用な零交叉点を不可避なものと考え、その中から本当に
意味のある零交叉点を抽出することに主眼をおいたもの
である。よって、本請求項に係る発明においてもノイズ
による輪郭成分の誤認識を回避することが可能となる。In the invention according to claim 3 in which the above operation is performed, the following advantages can be obtained. That is, the first derivative takes an extreme value at a point where the luminance change of the image signal sharply changes (the contour of the image), and the larger the degree of the luminance change becomes, the larger the amplitude becomes. This is a derivative, and becomes zero at the extreme value of the primary differential value. That is, if the secondary differential value is zero (zero crossing point) and the primary differential value has a certain magnitude or more, the location can be regarded as not a noise but a contour component of the image signal. The smoothing filter in the invention according to claim 2 is for suppressing the occurrence of an unnecessary zero-crossing point. However, the invention according to claim 3 considers the unnecessary zero-crossing point as inevitable. The main focus is on extracting a truly significant zero-crossing point from them. Therefore, also in the invention according to the present invention, it is possible to avoid erroneous recognition of a contour component due to noise.
【0018】請求項4に係る発明は、請求項1に係る適
応二値化方式において、前記二値化閾値算出部は、前記
画像信号の二次微分信号の零交叉点に対応する前記画像
信号の輝度値をサンプリングし、そのサンプリング輝度
値で前記零交叉点間を補間することにより、前記零交叉
点間の各画素の二値化閾値を決定することを特徴とする
ものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the adaptive binarization method according to the first aspect, the binarization threshold value calculating section calculates the image signal corresponding to a zero crossing point of a second derivative signal of the image signal. Is sampled, and the binarization threshold value of each pixel between the zero-crossing points is determined by interpolating between the zero-crossing points with the sampled luminance value.
【0019】このように構成した適応二値化方式におい
ては、コード読み取り部によって読み取られた二次元コ
ードは、多値画像信号として零交叉点検出部、二値化閾
値算出部、二値化部に入力され、零交叉点検出部では、
この画像信号を二次微分し、二次微分信号の零交叉点を
検出する。この零交叉点は、トリガ信号として二値化閾
値算出部に入力され、二値化閾値算出部は、このトリガ
信号点に対応する入力画像信号の輝度値をサンプリング
する。このとき、二値化閾値算出部は、直前のトリガ信
号点から現トリガ信号点までの間の画素の二値化閾値
を、サンプリングした輝度値を用いて二つのトリガ信号
点間を補間することにより、一画素単位で設定する。つ
まり、入力画像信号において、トリガ信号点に対応する
輝度値を結ぶ線が、その画像信号を二値化する二値化閾
値となる。但し、このトリガ信号点間を結ぶ線(二値化
閾値)が直線である必要はない。二値化部では入力画像
信号をその二値化閾値で二値化する。In the adaptive binarization system configured as described above, the two-dimensional code read by the code reading unit is converted into a multi-valued image signal by a zero-crossing point detection unit, a binarization threshold calculation unit, and a binarization unit. At the zero-crossing point detector,
The image signal is secondarily differentiated, and a zero crossing point of the second differentiated signal is detected. The zero-crossing point is input as a trigger signal to the binarization threshold calculator, and the binarization threshold calculator samples the luminance value of the input image signal corresponding to the trigger signal point. At this time, the binarization threshold calculation unit interpolates the binarization threshold of the pixel between the immediately preceding trigger signal point and the current trigger signal point between the two trigger signal points using the sampled luminance value. Is set in units of one pixel. That is, in the input image signal, a line connecting the luminance values corresponding to the trigger signal points is a binarization threshold for binarizing the image signal. However, the line connecting the trigger signal points (binarization threshold) does not need to be a straight line. The binarization unit binarizes the input image signal using the binarization threshold.
【0020】上記のような動作が行われる請求項4に係
る発明においては、次のような利点が得られる。すなわ
ち、二値化の閾値を画像信号の輪郭位置毎に適応的に算
出した結果、隣接する二値化閾値間に大きな差がでるこ
とが起こり得る。このような場合、二値化閾値の切り替
わり部分で二値化信号の形状に歪みがでる可能性があ
る。しかし、本請求項4に係る発明のようにエッジ成分
を結ぶように二値化閾値を設定すれば、二値化閾値が連
続的に切り替わるため形状の歪みを起こさない。In the invention according to claim 4 in which the above operation is performed, the following advantages can be obtained. That is, as a result of adaptively calculating the binarization threshold for each contour position of the image signal, a large difference may occur between adjacent binarization thresholds. In such a case, the shape of the binarized signal may be distorted at the portion where the binarization threshold is switched. However, if the binarization thresholds are set so as to connect the edge components as in the invention according to the fourth aspect, the binarization thresholds are continuously switched, so that distortion of the shape does not occur.
【0021】請求項5に係る発明は、請求項1に係る適
応二値化方式において、前記画像信号の二次微分信号が
所定の正負の閾値を超えるときに、前記二値化部により
二値化された二値化信号を前記二次微分信号を用いて修
正する信号合成部を備えていることを特徴とするもので
ある。According to a fifth aspect of the present invention, in the adaptive binarization method according to the first aspect, when the secondary differential signal of the image signal exceeds a predetermined positive / negative threshold value, the binarization unit performs the binary conversion. And a signal synthesizing unit for correcting the binarized signal by using the second derivative signal.
【0022】このように構成した適応二値化方式におい
ては、コード読み取り部によって読み取られた二次元コ
ードは、多値画像信号として零交叉点検出部、二値化閾
値算出部、二値化部に入力され、零交叉点検出部では、
この画像信号を二次微分し、その二次微分信号の零交叉
点を検出する。この零交叉点はトリガ信号として二値化
閾値算出部に出力され、二値化閾値算出部は、このトリ
ガ信号位置に対応する入力多値画像信号の輝度値をサン
プリングし、この値を二値化閾値として二値化部に出力
する。二値化部では、入力された多値画像信号をその二
値化閾値で二値化し、二値化信号を信号合成部に出力す
る。一方、零交叉点検出部は、トリガ信号の他に処理過
程で生成される二次微分信号も出力し、この二次微分信
号は信号合成部に入力される。信号合成部では、入力さ
れた二次微分信号を所定の閾値により二値化し、この二
次微分二値化信号を利用して、二値化部により二値化さ
れた二値化信号を整形する。In the adaptive binarization system configured as described above, the two-dimensional code read by the code reading unit is converted into a multi-valued image signal by a zero-crossing point detection unit, a binarization threshold value calculation unit, and a binarization unit. At the zero-crossing point detector,
The image signal is secondarily differentiated, and a zero crossing point of the second differentiated signal is detected. This zero-crossing point is output as a trigger signal to the binarization threshold calculator, which samples the luminance value of the input multi-level image signal corresponding to the trigger signal position, and converts this value into a binary value. It is output to the binarization unit as a binarization threshold. The binarization unit binarizes the input multi-level image signal using the binarization threshold, and outputs the binarized signal to the signal synthesis unit. On the other hand, the zero-crossing point detection section also outputs a secondary differential signal generated in the process in addition to the trigger signal, and the secondary differential signal is input to the signal synthesis section. The signal synthesizing unit binarizes the input secondary differential signal with a predetermined threshold value, and shapes the binarized signal binarized by the binarizing unit using the secondary differential binarized signal. I do.
【0023】上記のような動作が行われる請求項5に係
る発明においては、次のような利点が得られる。すなわ
ち、二次微分信号は画像信号の輝度変化が最も大きい箇
所(画像信号の輪郭部)において零になるが、その前後
では正負のピークを形成する。よって、この輪郭線(零
交差点)のごく近傍にある二次微分信号のピークを利用
すれば、二値化閾値の切り替わりの影響を受けて埋もれ
てしまった輪郭線を、ある程度再現することが可能とな
る。本請求項5に係る発明によって得られる効果は請求
項4に係る発明の効果と類似するものであるが、より簡
単な構成及び処理で実現可能である点が特徴である。In the invention according to claim 5 in which the above operation is performed, the following advantages can be obtained. In other words, the secondary differential signal becomes zero at a portion where the luminance change of the image signal is the largest (contour portion of the image signal), but forms positive and negative peaks before and after that. Therefore, if the peak of the second derivative signal near this contour (zero crossing point) is used, it is possible to reproduce the contour buried under the influence of the switching of the binarization threshold to some extent. Becomes The effect obtained by the invention according to claim 5 is similar to the effect of the invention according to claim 4, but is characterized in that it can be realized with a simpler configuration and processing.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】〔第1の実施の形態〕次に、本発
明の実施の形態について説明する。図1は、本発明に係
る適応二値化方式の第1の実施の形態を示すブロック図
で、この実施の形態は請求項1に係る発明に対応するも
のである。この実施の形態は、次のように構成されてい
る。図1において、1はコード読み取り部で、該コード
読み取り部1は二次元コードを光学的に読み取る手段で
あって、CCDやCMOSイメージセンサ等の撮像素子
で実現される。2は零交叉点検出部で、該零交叉点検出
部2は、図2に示すように二次微分部5と符号変化点検
出部6とから成り、コード読み取り部1より入力される
多値画像信号を二次微分部5により二次微分し、その二
次微分信号が正から負、又は負から正に大きく変化する
点(零交叉点)を符号変化点検出部6により検出するよ
うになっている。検出された零交叉点はトリガ信号とし
て二値化閾値算出部3に入力される。二値化閾値算出部
3では、零交叉点検出部2からのトリガ信号により、コ
ード読み取り部1が出力する多値画像信号の輝度値をサ
ンプリングして保持し、二値化の閾値として二値化部4
に出力する。二値化部4は、以上のようにして決定され
た二値化閾値とコード読み取り部1が出力する多値画像
信号とを比較し、二値化する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the adaptive binarization system according to the present invention. This embodiment corresponds to the first aspect of the present invention. This embodiment is configured as follows. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a code reading unit, and the code reading unit 1 is means for optically reading a two-dimensional code, and is realized by an image sensor such as a CCD or a CMOS image sensor. Numeral 2 denotes a zero-crossing point detecting unit. The zero-crossing point detecting unit 2 comprises a second-order differentiating unit 5 and a sign change point detecting unit 6 as shown in FIG. The image signal is secondarily differentiated by the second differentiator 5, and a point (zero crossing point) at which the second differential signal greatly changes from positive to negative or from negative to positive is detected by the sign change point detector 6. Has become. The detected zero-crossing point is input to the binarization threshold value calculation unit 3 as a trigger signal. The binarization threshold calculator 3 samples and holds the luminance value of the multi-valued image signal output from the code reader 1 in response to a trigger signal from the zero-crossing point detector 2, and sets a binary threshold as a binarization threshold. Transformation part 4
Output to The binarization unit 4 compares the binarization threshold determined as described above with the multi-valued image signal output from the code reading unit 1 and binarizes it.
【0025】次に、図3に示す信号波形図を参照しなが
ら、本実施の形態の動作について説明する。コード読み
取り部1により取り込まれた二次元コードは、図3の
(A)に示すような多値画像信号7となるものとする。
この多値画像信号7を二次微分した信号(以下二次微分
信号)は、図3の(D)において符号9で示すようにな
る。この二次微分信号9を得るには、図4の(A)に示
すようなラプラシアンオペレータにより多値画像信号の
マスク処理を行えばよいが、画像信号によってはX方向
のみを考慮した図4の(B)に示すようなオペレータに
よるマスク処理でも十分である。また、図4の(C)に
示すような、二次元コードのデータ周期に対応するよう
に画素間を広げたオペレータは、ノイズの影響を減らす
のに有効である。零交叉点検出部2は、この二次微分信
号9から図3の(D)において、10,11,12,13で示す
零交叉点を検出し、図3の(E)に示すように、それぞ
れの零交叉点に対応するトリガ信号14,15,16,17を出
力する。二値化閾値算出部3は、図3の(A)に示すよ
うに、このトリガ信号により多値画像信号7の対応する
点をサンプリングして保持し、二値化閾値TH1,TH
2,TH3,TH4として二値化部4に出力する。二値
化部4は、この二値化閾値TH1,TH2,TH3,T
H4により、多値画像信号7を二値化し、図3の(F)
に示す二値化信号18を得る。なお、図3に示した信号波
形図は動作原理を分かりやすく示すための概念図であ
り、実際には二次微分値の算出等にはある程度の時間が
必要である。よって、二値化閾値算出部3及び二値化部
4は、多値画像信号とトリガ信号、及び二値化閾値との
タイミングを調整する機能を内包している。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the signal waveform diagram shown in FIG. It is assumed that the two-dimensional code captured by the code reading unit 1 becomes a multi-valued image signal 7 as shown in FIG.
A signal obtained by secondarily differentiating the multi-level image signal 7 (hereinafter referred to as a second-order differential signal) is as indicated by reference numeral 9 in FIG. In order to obtain the secondary differential signal 9, a multi-level image signal may be masked by a Laplacian operator as shown in FIG. 4A, but depending on the image signal, only the X direction is considered in FIG. The mask processing by the operator as shown in FIG. Also, an operator who widens the pixels so as to correspond to the data cycle of the two-dimensional code as shown in FIG. 4C is effective in reducing the influence of noise. The zero-crossing point detector 2 detects the zero-crossing points indicated by 10, 11, 12, and 13 in FIG. 3D from the secondary differential signal 9, and as shown in FIG. Trigger signals 14, 15, 16, 17 corresponding to the respective zero-crossing points are output. As shown in FIG. 3A, the binarization threshold calculator 3 samples and holds the corresponding point of the multi-level image signal 7 by using the trigger signal, and stores the binarization thresholds TH1 and TH.
2, TH3 and TH4 are output to the binarization unit 4. The binarization unit 4 performs the binarization thresholds TH1, TH2, TH3, T
By H4, the multi-level image signal 7 is binarized, and FIG.
Is obtained. Note that the signal waveform diagram shown in FIG. 3 is a conceptual diagram for clearly illustrating the principle of operation, and in practice, calculation of the second derivative requires a certain amount of time. Therefore, the binarization threshold calculation unit 3 and the binarization unit 4 have a function of adjusting the timing of the multi-level image signal, the trigger signal, and the timing of the binarization threshold.
【0026】一方、図3の(B)における信号8は多値
画像信号7を微分(一次微分)した信号(以下一次微分
信号)である。従来例によれば、一次微分信号8と閾値
LS1とが比較され、一次微分信号8が閾値LS1を上
回った箇所〔図3の(B)中の19,20〕が閾値のサンプ
リング点になる。このときの閾値は図3の(A)中のT
H5,TH6となり、その閾値で多値画像信号7を二値
化したものは図3の(C)において符号21で示すように
なる。この二値化信号21を本実施の形態による二値化信
号18と比較すると、図3の(C)における斜線部22の形
状が正しく二値化されず、更に斜線部23の部分が欠落し
ていることがわかる。On the other hand, the signal 8 in FIG. 3B is a signal obtained by differentiating (primary differential) the multi-level image signal 7 (hereinafter, a primary differential signal). According to the conventional example, the primary differential signal 8 is compared with the threshold value LS1, and a portion where the primary differential signal 8 exceeds the threshold value LS1 [19, 20 in FIG. 3B] is a threshold sampling point. The threshold value at this time is T in FIG.
H5 and TH6, and the binarized multi-level image signal 7 at the threshold value is as indicated by reference numeral 21 in FIG. When this binarized signal 21 is compared with the binarized signal 18 according to the present embodiment, the shape of the hatched portion 22 in FIG. 3C is not correctly binarized, and further the portion of the hatched portion 23 is missing. You can see that it is.
【0027】このように、本実施の形態で示す如く二値
化閾値の算出に二次微分信号の零交叉点を利用すること
で、より原画像に忠実な二値化が可能になる。As described above, by using the zero-crossing point of the secondary differential signal to calculate the binarization threshold as shown in the present embodiment, it is possible to perform binarization more faithful to the original image.
【0028】〔第2の実施の形態〕次に、本発明の第2
の実施の形態について説明する。図5は、第2の実施の
形態を示すブロック構成図で、図1に示した第1の実施
の形態と同一構成要素には同一符号を付して示してい
る。この実施の形態は請求項1及び2に係る発明に対応
するもので、第1の実施の形態の零交叉点検出部2の前
段に平滑化フィルタ30を設けたことを特長とするもので
ある。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the second embodiment, and the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. This embodiment corresponds to the first and second aspects of the present invention, and is characterized in that a smoothing filter 30 is provided in a stage preceding the zero-crossing point detection unit 2 of the first embodiment. .
【0029】次に、図6及び図7の信号波形図を参照し
ながら、本実施の形態の動作を説明する。ところで、本
発明は二値化閾値の算出に多値画像信号の二次微分信号
を利用することを特徴としている。しかし、この二次微
分信号は画像信号の特徴(特に輪郭成分)を抽出するの
に適しているが、画像信号の微少な変化にも敏感に反応
してしまうという一面がある。例えば、図6の(A)に
示す、輝度がわずかに変化する多値画像信号31の二次微
分信号は、図6の(B)の符号32で示すようになるが、
この多値画像信号31の微少な輝度変化33に反応した二次
微分信号32は、図6の(B)における34,35の位置で零
交叉を起こす。この零交叉を受け、本来は不必要である
二値化閾値TH31,TH32が設定されてしまい、図6の
(C)に示すように二値化結果36には37で示すノイズが
発生し、斜線部38が欠けてしまう。Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the signal waveform diagrams of FIGS. By the way, the present invention is characterized in that a secondary differential signal of a multi-level image signal is used for calculating a binarization threshold. However, the second derivative signal is suitable for extracting features (particularly, contour components) of the image signal, but has another aspect in that it is sensitive to a slight change in the image signal. For example, the secondary differential signal of the multi-valued image signal 31 whose luminance changes slightly as shown in FIG. 6A is as indicated by reference numeral 32 in FIG.
The secondary differential signal 32 responding to the slight luminance change 33 of the multi-level image signal 31 causes zero crossing at positions 34 and 35 in FIG. 6B. In response to this zero crossing, binarization thresholds TH31 and TH32 which are originally unnecessary are set, and as shown in FIG. 6C, a noise 37 is generated in the binarization result 36. The hatched portion 38 is missing.
【0030】本実施の形態は、多値画像信号に重畳する
高周波ノイズ成分を除去することで、二次微分信号にお
ける余分な零交叉の発生を押さえるというものである。
すなわち、コード読み取り部1によって読み取られた二
次元コードは、図7の(A)において点線で示す多値画
像信号31として平滑化フィルタ30に入力される。平滑化
フィルタ30により高周波成分が除去された画像信号は、
図7の(A)において実線で示す画像信号39のように滑
らかな曲線となる。零交叉点検出部2は、この高周波成
分が除去された画像信号39に対して二次微分及び零交叉
点検出を行うが、画像信号39の二次微分信号40は、図7
の(B)に示すように図6の(B)の34,35で示すよう
な無用な零交叉を起こさない。よって、高周波成分が除
去された画像信号39の二次微分信号40によって設定され
る二値化閾値は図7の(A)に示すようにTH33,TH
34となり、図6の(A)で示すTH31,TH32のような
不必要な二値化閾値が発生しない。よって、この二値化
閾値TH33,TH34による二値化結果41にも、図7の
(C)に示すように不要なノイズは発生しない。This embodiment suppresses the occurrence of an extra zero crossing in the second derivative signal by removing a high frequency noise component superimposed on the multi-level image signal.
That is, the two-dimensional code read by the code reading unit 1 is input to the smoothing filter 30 as a multi-valued image signal 31 indicated by a dotted line in FIG. The image signal from which high-frequency components have been removed by the smoothing filter 30 is
In FIG. 7A, the curve becomes a smooth curve like an image signal 39 indicated by a solid line. The zero-crossing point detection unit 2 performs second differentiation and zero-crossing point detection on the image signal 39 from which the high-frequency component has been removed.
As shown in (B) of FIG. 6, unnecessary zero-crossing as shown by 34 and 35 in (B) of FIG. 6 does not occur. Therefore, the binarization thresholds set by the second derivative signal 40 of the image signal 39 from which the high-frequency component has been removed are TH33 and TH as shown in FIG.
34, and unnecessary binarization thresholds such as TH31 and TH32 shown in FIG. 6A are not generated. Therefore, unnecessary noise does not occur in the binarization result 41 based on the binarization thresholds TH33 and TH34 as shown in FIG. 7C.
【0031】なお、本実施の形態は様々な変形が可能で
ある。本実施の形態では、平滑化フィルタ30の出力は零
交叉点検出部2にのみ入力され、二値化閾値算出部3,
二値化部4にはコード読み取り部1の出力が入力される
ようにしたものを示したが、二値化閾値算出部3,又は
二値化部4に平滑化フィルタ30の出力を入力する構成に
してもよい。更に、二値化閾値算出部3,又は二値化部
4にコード読み取り部1からの出力と平滑化フィルタ30
の出力の両方を入力し、どちらか最適な方を選択した
り、両者を演算により合成する等の方法も用いることが
できる。また、平滑化フィルタ30の出力を零交叉点検出
部2のみ入力する場合、零交叉点検出部2内の二次微分
部(図2中の5)と、平滑化フィルタとを合成して一つ
のフィルタとすれば、全体の構成を簡単にすることがで
きる。Note that the present embodiment can be variously modified. In the present embodiment, the output of the smoothing filter 30 is input only to the zero-crossing point detection unit 2, and the binarization threshold value calculation unit 3,
Although the output of the code reading unit 1 is input to the binarization unit 4, the output of the smoothing filter 30 is input to the binarization threshold calculation unit 3 or the binarization unit 4. It may be configured. Further, the output from the code reading unit 1 and the smoothing filter 30 are sent to the binarization threshold value calculation unit 3 or the binarization unit 4.
And inputting both of them, and selecting the most suitable one, or combining the two by calculation. When the output of the smoothing filter 30 is input only to the zero-crossing point detector 2, the second-order differentiator (5 in FIG. 2) in the zero-crossing point detector 2 and the smoothing filter are combined. With one filter, the overall configuration can be simplified.
【0032】〔第3の実施の形態〕次に、本発明の第3
の実施の形態について説明する。本実施の形態は請求項
1及び3に係る発明に対応するものであり、その構成
は、第1の実施の形態と基本構成において同じであり、
図1に示した第1の実施の形態における零交叉点検出部
2を、図8に示す構成とするものであり、二次微分信号
の零交叉点検出処理に、一次微分信号を利用することを
特徴とするものである。したがって、この第3の実施の
形態の基本構成についは、図1を用いることとする。[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. This embodiment corresponds to the first and third aspects of the invention, and the configuration thereof is the same as that of the first embodiment in the basic configuration.
The zero-crossing point detection unit 2 in the first embodiment shown in FIG. 1 has the configuration shown in FIG. 8, and uses a first-order differential signal for zero-crossing point detection processing of a second-order differential signal. It is characterized by the following. Therefore, FIG. 1 is used for the basic configuration of the third embodiment.
【0033】次に、図9に示す信号波形図を参照しなが
ら第3の実施の形態の構成と、その動作について説明す
るが、零交叉点検出部2以外の基本的な動作は第1の実
施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。よっ
て、ここでは主に図8に示す零交叉点検出部2の構成及
びその動作について説明する。コード読み取り部1によ
り読み取られた二次元コードデータは、図9の(A)の
多値画像信号60として、零交叉点検出部2を構成する一
次微分部51及び二次微分部52に入力される。一次微分部
51は画像信号60を一次微分し、図9の(B)に示す一次
微分信号61を出力する。この一次微分信号61は、更に正
方向二値化部54及び負方向二値化部55に入力される。Next, the configuration and the operation of the third embodiment will be described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG. 9. The basic operation other than the zero-crossing point detecting section 2 is the same as that of the first embodiment. This is the same as the embodiment, and the description here is omitted. Therefore, here, the configuration and operation of the zero-crossing point detecting unit 2 shown in FIG. 8 will be mainly described. The two-dimensional code data read by the code reading unit 1 is input as a multi-valued image signal 60 shown in FIG. 9A to a first differentiating unit 51 and a second differentiating unit 52 constituting the zero-crossing point detecting unit 2. You. First derivative
Reference numeral 51 first-order differentiates the image signal 60, and outputs a first-order differential signal 61 shown in FIG. The primary differential signal 61 is further input to a positive direction binarization unit 54 and a negative direction binarization unit 55.
【0034】正方向二値化部54では、図9の(B)の二
値化閾値TH61と一次微分信号61とを比較して一次微分
信号の二値化処理を行い、図9の(C)に示す一次微分
正方向二値化信号62を出力する。一次微分正方向二値化
信号62は、一次微分信号61が閾値TH61よりも大きい場
合に“1”となる。負方向二値化部55においても正方向
二値化部54と同様に、閾値TH62により一次微分信号61
が二値化され、図9の(D)に示す一次微分負方向二値
化信号64が出力される。この一次微分負方向二値化信号
64は、一次微分信号61が閾値TH62よりも小さいときに
“1”となる。The positive direction binarization section 54 compares the binarization threshold TH61 of FIG. 9B with the primary differential signal 61 to perform a binarization process on the primary differential signal, and then performs a binarization process of FIG. ) Is output. The primary differential positive direction binarized signal 62 becomes “1” when the primary differential signal 61 is larger than the threshold value TH61. In the negative direction binarization section 55, similarly to the positive direction binarization section 54, the primary differential signal 61 is obtained by the threshold value TH62.
Is binarized, and a primary differential negative direction binarized signal 64 shown in FIG. 9D is output. This first derivative negative direction binarized signal
64 becomes “1” when the primary differential signal 61 is smaller than the threshold value TH62.
【0035】一方、二次微分部52は画像信号60を二次微
分し、図9の(E)に示す二次微分信号66を出力する。
この二次微分信号66は符号変化点検検出部56に入力さ
れ、二次微分信号66が正から負、又は負から正に変化し
た点が、図9の(F)の二次微分符号変化点信号67に示
すパルス列として出力される。但し、図9の(A)及び
(F)の画像信号60とパルス列67とを見比べれば明らか
であるが、このパルス列67の中には、明らかに輪郭成分
とは無縁なものが含まれている。On the other hand, the secondary differentiating section 52 performs secondary differentiation on the image signal 60 and outputs a secondary differential signal 66 shown in FIG.
The secondary differential signal 66 is input to the sign change check detection unit 56, and the point at which the secondary differential signal 66 changes from positive to negative or from negative to positive is the secondary differential sign change point in FIG. This is output as a pulse train indicated by the signal 67. However, it is clear from the comparison between the image signal 60 in FIGS. 9A and 9F and the pulse train 67, and this pulse train 67 includes a signal which is clearly not related to the contour component. I have.
【0036】これら一次微分正方向二値化信号62,一次
微分負方向二値化信号64,二次微分符号変化点信号(パ
ルス列)67はセレクタ57に入力される。セレクタ57は、
二次微分符号変化点信号67を一次微分正方向二値化信号
62と一次微分負方向二値化信号64によりマスク処理し、
図9の(G)に示すトリガ信号68を出力する。このマス
ク処理により、二次微分符号変化点信号67のパルス列の
内、図9の(C)に示す一次微分正方向二値化信号62お
ける63,及び図9の(D)に示す一次微分負方向二値化
信号64における65の位置に対応する69,70のパルス以外
は削除される。よって、最終的なトリガ信号68には71,
72のパルスのみが現れ、画像信号60の微少変化に反応し
た無用な零交叉が、全て無視されることになる。このト
リガ信号68によって、本発明の第1の実施の形態と同様
な処理により二値化が行われ、図9の(A)に示す二値
化閾値TH63,TH64,及びそれに基づく図9の(H)
に示す二値化信号73を得る。The primary differential positive direction binary signal 62, the primary differential negative direction binary signal 64, and the secondary differential sign change point signal (pulse train) 67 are input to a selector 57. Selector 57
The second differential sign change point signal 67 is converted to the first differential positive direction binarized signal.
Mask processing with 62 and the first derivative negative direction binarized signal 64,
The trigger signal 68 shown in FIG. 9 (G) is output. By this masking process, of the pulse train of the secondary differential sign change point signal 67, 63 in the primary differential positive direction binarized signal 62 shown in FIG. 9C and the primary differential negative signal shown in FIG. The pulses other than 69 and 70 pulses corresponding to the 65 positions in the direction binarized signal 64 are deleted. Therefore, the final trigger signal 68 has 71,
Only 72 pulses will appear, and any useless zero-crossings in response to small changes in the image signal 60 will be ignored. With this trigger signal 68, binarization is performed by the same processing as in the first embodiment of the present invention, and the binarization thresholds TH63 and TH64 shown in FIG. H)
Is obtained.
【0037】本実施の形態は、二次微分値は一次微分値
が極大、極小をとる位置で零となるという性質を利用し
ている。図9の(A),(B)からもわかるように、原
画像信号60の輪郭成分に相当する箇所では一次微分値61
は極大、極小をとり、なお且つその輝度変化が急な程そ
の値が大きくなる。よって、一次微分値がある程度以上
の大きさを持つ箇所(極値)における二次微分値の符号
変化点(零交叉点)は、その画像における輪郭成分とみ
なしてよい。これにより、二次微分の持つ、微少な輝度
変化に反応するという特徴を生かしつつも、それと同時
にノイズに対しても反応しやすいという性質を押さえ込
むことが可能となる。The present embodiment utilizes the property that the secondary differential value becomes zero at a position where the primary differential value takes a maximum and a minimum. As can be seen from FIGS. 9A and 9B, the first derivative value 61 is obtained at a position corresponding to the contour component of the original image signal 60.
Has a maximum and a minimum, and the value increases as the luminance changes more steeply. Therefore, the sign change point (zero crossing point) of the secondary differential value at a location (extreme value) where the primary differential value has a certain magnitude or more may be regarded as a contour component in the image. This makes it possible to suppress the property of easily reacting to noise at the same time while taking advantage of the characteristic of the second derivative that reacts to a slight change in luminance.
【0038】なお、本実施の形態は種々の変形、応用が
可能である。本実施の形態では、零交叉点検出部に一次
微分部と二次微分部とを設けたものを示したが、二次微
分部の代わりに、一次微分部の出力を更に一次微分する
構成にしてもよい。また、一次微分値を正方向二値化部
と負方向二値化部により二値化するのではなく、一次微
分値の絶対値をとって正方向二値化部のみで二値化する
構成なども用いることができる。The present embodiment can be variously modified and applied. In this embodiment, the zero crossing point detecting unit is provided with the primary differentiating unit and the secondary differentiating unit. However, instead of the secondary differentiating unit, the output of the primary differentiating unit is further differentiated by the first order. You may. Also, the first derivative is not binarized by the positive binarization unit and the negative binarization unit, but is binarized only by the positive binarization unit by taking the absolute value of the first derivative. Etc. can also be used.
【0039】〔第4の実施の形態〕次に、本発明の第4
の実施の形態について説明する。図10は第4の実施の形
態を示すブロック図で、図1に示した第1の実施の形態
と同一の構成要素には同一符号を付して示している。こ
の実施の形態は、請求項1及び4に係る発明に対応する
ものである。[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the fourth embodiment, in which the same components as those of the first embodiment shown in FIG. This embodiment corresponds to the first and fourth aspects of the present invention.
【0040】先に示した各実施の形態において、図11の
(A),(B)に示すように、多値画像信号90の二次微
分信号91の零交叉点より二値化閾値TH91,TH92が得
られたとする。この二値化閾値TH91,TH92により画
像信号90を二値化すると、図11の(C)に示す二値化信
号92が得られる。しかし、画像信号90における輝度レベ
ルの立ち上がりエッジは、図11の(A)の符号95で示す
位置であり、二値化信号は図11の(D)の符号93で示す
ようになるのが望ましい。In each of the embodiments described above, as shown in FIGS. 11A and 11B, the binarization threshold values TH91, TH91, Assume that TH92 is obtained. When the image signal 90 is binarized using the binarization thresholds TH91 and TH92, a binarized signal 92 shown in FIG. 11C is obtained. However, the rising edge of the luminance level in the image signal 90 is at the position indicated by reference numeral 95 in FIG. 11A, and the binary signal is desirably indicated by reference numeral 93 in FIG. 11D. .
【0041】以上のような観点について考慮したのが、
本実施の形態である。以下図10に示した本実施の形態の
構成及び動作について説明する。コード読み取り部1に
より読み取られた二次元コードは、零交叉点検出部2及
びラインバッファ82に入力される。零交叉点検出部2と
しては、先に説明した第2の実施の形態で例示されてい
るような平滑化フィルタを備えているか、又は第3の実
施の形態で例示されているような二次微分のノイズ除去
機能を備えているものが望ましい。ラインバッファ82
は、コード読み取り部1から入力される画像信号を二値
化閾値算出に必要な時間だけ遅延させるために使用す
る。Considering the above viewpoints,
This is the present embodiment. Hereinafter, the configuration and operation of the present embodiment shown in FIG. 10 will be described. The two-dimensional code read by the code reading unit 1 is input to the zero-crossing point detection unit 2 and the line buffer 82. The zero-crossing point detection unit 2 includes a smoothing filter as exemplified in the second embodiment described above, or a secondary filter as exemplified in the third embodiment. It is desirable to have a differential noise elimination function. Line buffer 82
Is used to delay the image signal input from the code reading unit 1 by the time required for calculating the binarization threshold.
【0042】そして、先に示した各実施の形態と同様
に、零交叉点検出部2により二値化閾値をサンプリング
するためのトリガ信号が生成され、二値化閾値算出部81
に入力される。二値化閾値算出部81はトリガ信号を受け
て画像信号をサンプリングするが、本実施の形態におい
ては、その値をすぐに二値化閾値としては出力しない。
現トリガ信号発生点から直前のトリガ信号発生点までの
間の画素の二値化閾値を、二つのトリガ信号発生点にお
けるサンプリング輝度値を補間することにより一画素単
位で設定し、二値化閾値格納バッファ83に保持する。つ
まり、本実施の形態は、トリガ信号が発生した位置の入
力画像信号の輝度値を結ぶ線を、二値化閾値として設定
することを特徴としている。Then, similarly to the above-described embodiments, a trigger signal for sampling the binarization threshold is generated by the zero-crossing point detection unit 2 and the binarization threshold calculation unit 81
Is input to The binarization threshold calculation section 81 samples the image signal in response to the trigger signal, but does not immediately output the value as the binarization threshold in the present embodiment.
The binarization threshold of the pixel from the current trigger signal generation point to the immediately preceding trigger signal generation point is set for each pixel by interpolating the sampling luminance value at the two trigger signal generation points, and the binarization threshold is set. The data is stored in the storage buffer 83. That is, the present embodiment is characterized in that a line connecting the luminance values of the input image signal at the position where the trigger signal is generated is set as the binarization threshold.
【0043】図12は、本実施の形態により設定される二
値化閾値の例を説明するための信号波形図であり、図12
の(A),(B)に示す画像信号96の二次微分信号97の
零交叉点に対応する輝度値〔図12の(A)の×印〕を結
んだ線TH93が二値化閾値となる。二値化閾値TH93で
画像信号96を二値化した結果が、図12の(C)に示す二
値化信号98である。一方、図12の(A)におけるTH94
は、トリガ発生点間を補間しない場合の二値化閾値であ
り、この閾値TH94により画像信号96を二値化すると、
図12の(D)に示す二値化信号99が得られる。しかし、
この場合は斜線部100 に相当する部分が正しく二値化さ
れていない。FIG. 12 is a signal waveform diagram for explaining an example of the binarization threshold value set according to the present embodiment.
(A) and (B), a line TH93 connecting the luminance value (the cross mark in (A) of FIG. 12) corresponding to the zero crossing point of the second derivative signal 97 of the image signal 96 is a binary threshold value. Become. The result of binarizing the image signal 96 with the binarization threshold TH93 is the binarization signal 98 shown in FIG. On the other hand, TH94 in FIG.
Is a binarization threshold value when interpolation is not performed between trigger occurrence points. When the image signal 96 is binarized by the threshold value TH94,
A binary signal 99 shown in FIG. 12D is obtained. But,
In this case, the portion corresponding to the shaded portion 100 is not correctly binarized.
【0044】このように、本実施の形態によりトリガ発
生点間を補間するように二値化閾値を決定すれば、原画
像信号の輪郭形状がより正しく再現された二値化信号が
得られる。As described above, if the binarization threshold value is determined so as to interpolate between trigger occurrence points according to the present embodiment, a binarized signal in which the contour shape of the original image signal is reproduced more correctly can be obtained.
【0045】ただし、本実施の形態では、トリガ信号が
入力される(画像信号の輪郭成分を検出する)までは閾
値の算出ができず、二値化が行えない。よって、二値化
を行うには二値化する画像信号と、算出された二値化閾
値とのタイミングを揃えなければならないため、二値化
部4へ入力される画像信号はラインバッファ82によって
必要時間分だけ遅延された信号となる。二値化部4はそ
の遅延画像信号を二値化するのに必要な二値化閾値を、
二値化閾値格納バッファから順次読み出して二値化す
る。なお、画像信号を遅延させるのに必要なラインバッ
ファの容量であるが、トリガ信号の間隔は入力画像(す
なわち二次元コード)に依存するため、タイミング調整
が容易ではない。よって、1ライン分の容量を備えるの
が現実的である。However, in the present embodiment, the threshold cannot be calculated until the trigger signal is input (the contour component of the image signal is detected), and the binarization cannot be performed. Therefore, in order to perform the binarization, the timing of the image signal to be binarized must be aligned with the timing of the calculated binarization threshold. Therefore, the image signal input to the binarization unit 4 is processed by the line buffer 82. The signal is delayed by the required time. The binarization unit 4 sets a binarization threshold necessary for binarizing the delayed image signal,
The data is sequentially read from the binarization threshold value storage buffer and binarized. The capacity of the line buffer required to delay the image signal is not easy to adjust because the interval between the trigger signals depends on the input image (that is, the two-dimensional code). Therefore, it is realistic to provide a capacity for one line.
【0046】なお、本実施の形態では、トリガ信号発生
点間を補間するのに直線を用いたものを示したが、勿論
曲線で補間してもかまわない。また、本実施の形態で
は、二値化閾値と二値化される画像信号とのタイミング
を合わせる手段として、ラインバッファと二値化閾値格
納バッファを使用したものを示したが、例えば画像信号
を全てメモリに貯えておき、二値化閾値の決定後に、そ
の閾値に対応する画像信号を適宜読み出して、二値化す
る構成にする等の変形を用いてもよい。In this embodiment, a straight line is used to interpolate between trigger signal generation points. However, it is needless to say that a curve may be used for interpolation. Further, in the present embodiment, as a means for matching the timing between the binarization threshold and the image signal to be binarized, a line buffer and a binarization threshold storage buffer are used. Alternatively, a modification may be used in which the image data is stored in the memory and the image signal corresponding to the threshold value is read out as appropriate after the binarization threshold value is determined, and the binarization is performed.
【0047】〔第5の実施の形態〕次に、本発明の第5
の実施の形態について説明する。この実施の形態は、請
求項1及び5に係る発明に対応するものである。図13は
第5の実施の形態を示すブロック図で、図1に示した第
1の実施の形態と同一の構成要素には同一符号を付して
示している。コード読み取り部1により読み取られた二
次元コードは、多値画像信号として零交叉点検出部2に
入力され、二次微分信号の零交叉点が検出される。な
お、零交叉点検出部2は、先に説明した第2の実施の形
態で例示されているような平滑化フィルタを備えている
か、又は第3の実施の形態で例示されているような二次
微分のノイズ除去機能を備えていることが望ましい。こ
の零交叉点検出部2からは、トリガ信号の他に零交叉点
検出処理の過程で生成される二次微分信号が出力され、
信号合成部110 に入力されるようになっている。二値化
閾値算出部3,二値化部4の構成及び動作は先に説明し
た第1の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略す
る。[Fifth Embodiment] Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. This embodiment corresponds to the first and fifth aspects of the present invention. FIG. 13 is a block diagram showing the fifth embodiment, in which the same components as those of the first embodiment shown in FIG. The two-dimensional code read by the code reading unit 1 is input to the zero-crossing point detection unit 2 as a multi-valued image signal, and the zero-crossing point of the secondary differential signal is detected. Note that the zero-crossing point detection unit 2 includes a smoothing filter as exemplified in the second embodiment described above, or includes a smoothing filter as exemplified in the third embodiment. It is desirable to have a second differential noise removal function. From the zero-crossing point detection unit 2, a secondary differential signal generated in the process of the zero-crossing point detection process is output in addition to the trigger signal.
The signal is input to the signal synthesis unit 110. The configurations and operations of the binarization threshold value calculation unit 3 and the binarization unit 4 are the same as those in the first embodiment described above, and a detailed description thereof will be omitted.
【0048】次に、図14及び図15に示す信号波形図を用
いて第5の実施の形態の動作について説明する。図14の
(A),(B)に示すように、零交叉点検出部2におい
て画像信号111 を二次微分した二次微分信号112 の零交
叉点により、二値化閾値TH110 ,TH111 が算出され
る。二値化部4は、この二値化閾値TH110 ,TH111
により画像信号111 を二値化し、図14の(E)に示す二
値化信号115 を得る。一方、二次微分信号112 は正方向
二値化閾値TH112 ,負方向二値化閾値TH113 により
二値化され、図14の(C),(D)に示す二次微分正方
向二値化信号113 ,二次微分負方向二値化信号114 とな
る。二次微分正方向二値化信号113 は、二次微分信号11
2 が正方向二値化閾値TH112 よりも大きいときに
“1”となり、二次微分負方向二値化信号114 は、二次
微分信号112 が負方向二値化閾値TH113 よりも小さい
ときに“1”となるものとする。次に、二次微分負方向
二値化信号114 と二値化信号115 との論理和を取った図
14の(F)に示す信号116 (この場合は二値化信号115
がそのまま信号116 となる)と、二次微分正方向二値化
信号113 とで表1に示す演算を行うことにより、図14の
(G)に示す最終二値化信号118 を得る。その結果、最
終二値化信号118 は、二値化部4による二値化信号115
から二次微分正方向二値化信号113 の斜線部117 に相当
する部分を削り取ったものとなる。このようにして得ら
れた二値化信号118 は、二値化部4により二値化された
二値化信号115 と比較して、より原画像信号111 の輪郭
成分に近い二値化結果になっている。Next, the operation of the fifth embodiment will be described with reference to signal waveform diagrams shown in FIGS. As shown in FIGS. 14A and 14B, the binarization thresholds TH110 and TH111 are calculated from the zero-crossing points of the second-order differential signal 112 obtained by secondarily differentiating the image signal 111 in the zero-crossing point detection unit 2. Is done. The binarizing section 4 performs the binarization thresholds TH110 and TH111.
Thus, the image signal 111 is binarized to obtain a binarized signal 115 shown in FIG. On the other hand, the secondary differential signal 112 is binarized by a positive binarization threshold TH112 and a negative binarization threshold TH113, and the secondary differential positive binarization signal shown in FIGS. 113, and the second derivative negative direction binarized signal 114. The second derivative positive direction binarized signal 113 is the second derivative signal 11
2 is greater than the positive binarization threshold TH112, and becomes “1”. The second derivative negative binarization signal 114 is “1” when the second derivative signal 112 is smaller than the negative binarization threshold TH113. 1 ". Next, a diagram showing a logical OR of the second derivative negative direction binarized signal 114 and the binarized signal 115
A signal 116 shown in FIG. 14 (F) (in this case, a binarized signal 115
Is directly converted into a signal 116) and the second differential positive direction binarized signal 113 is subjected to the operation shown in Table 1 to obtain a final binarized signal 118 shown in FIG. As a result, the final binarized signal 118 is converted into a binarized signal 115 by the binarizing section 4.
The portion corresponding to the hatched portion 117 of the second-order positive-direction binarized signal 113 is removed from FIG. The binarized signal 118 thus obtained is compared with the binarized signal 115 binarized by the binarizing unit 4 to obtain a binarized result closer to the contour component of the original image signal 111. Has become.
【0049】[0049]
【表1】 [Table 1]
【0050】図15は、図14に示した原画像信号111 と反
対のエッジ(立ち下がりエッジ)をもつ画像信号121 に
対する本実施の形態による二値化処理を示す信号波形図
である。図15の(A),(B)に示すように画像信号12
1 の二次微分信号122 より、二値化閾値TH114 ,TH
115 を得て、この二値化閾値により図15の(E)に示す
二値化信号125 が二値化部4より出力される。一方、図
15の(B)に示すように二次微分信号122 は正方向二値
化閾値TH116 、負方向二値化閾値TH117 と比較さ
れ、図15の(C),(D)に示す二次微分正方向二値化
信号123 と二次微分負方向二値化信号124 が生成され
る。次に、二次微分負方向二値化信号124 と二値化信号
125 との論理和をとった図15の(F)に示す信号127
と、二次微分正方向二値化信号123 との間で、図14に示
した原画像信号111 に対する二値化処理の場合と同様な
演算を行い、図15の(G)に示す最終二値化信号128 を
得る(この場合は信号127 がそのまま最終二値化信号12
8 となる)。このときの演算は、表1の二次微分正方向
二値化信号113 を123 に、論理和信号116 を127 に、最
終二値化信号118 を128 にそれぞれ置き換えればよい。
このようにして得られた最終二値化信号128 は、二値化
信号125 に二次微分負方向二値化信号124 における斜線
部126 の成分を加えたものになる。本実施の形態では、
本発明の第4の実施の形態で得られる二値化信号ほどの
精度は得られない。しかし、その分処理内容が簡潔にな
っており、全体構成をより簡単にすることができる。ま
た、第4の実施の形態に比べて即応性に優れている。FIG. 15 is a signal waveform diagram showing a binarization process according to the present embodiment for an image signal 121 having an edge (falling edge) opposite to the original image signal 111 shown in FIG. As shown in (A) and (B) of FIG.
1 from the second derivative signal 122, the binarization thresholds TH114 and TH114
15 and the binarization unit 4 outputs a binarization signal 125 shown in FIG. Meanwhile, the figure
As shown in FIG. 15 (B), the second derivative signal 122 is compared with the positive direction binarization threshold TH116 and the negative direction binarization threshold TH117, and the second derivative signal 122 shown in FIGS. 15 (C) and (D) is obtained. A direction binarized signal 123 and a second derivative negative direction binarized signal 124 are generated. Next, the second derivative negative direction binarized signal 124 and the binarized signal
The signal 127 shown in FIG.
The same operation as in the case of the binarization processing on the original image signal 111 shown in FIG. 14 is performed between the second differential positive direction binary signal 123 and the final binary signal shown in FIG. Obtains a binarized signal 128 (in this case, the signal 127 remains unchanged as the final binarized signal 12
8). In this case, the second differential positive direction binarized signal 113 in Table 1 may be replaced with 123, the OR signal 116 with 127, and the final binary signal 118 with 128.
The final binarized signal 128 thus obtained is obtained by adding the components of the hatched portion 126 of the second-order differential negative-direction binarized signal 124 to the binarized signal 125. In the present embodiment,
As high accuracy as the binary signal obtained in the fourth embodiment of the present invention cannot be obtained. However, the processing content is simplified accordingly, and the overall configuration can be further simplified. Further, the responsiveness is superior to that of the fourth embodiment.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項1に係る発明によれば、画像信号の輪郭成分
の抽出に用いられている二次微分値を二値化の閾値算出
に利用することにより入力画像の輪郭に忠実な二値化が
可能であり、また画像信号の輝度値の変化の度合いを処
理の対象としているので、同一画面内に輝度むらがあっ
ても二次元コードの輪郭が認識できる程度の輝度むらで
あれば影響を受けず、照明系及び光学系の構成を簡単に
することができる。また二値化しようとする画素の近傍
数画素分の情報があれば二値化処理が十分に行え、固定
閾値方式の二値化方式に迫る即応性が得られる。請求項
2に係る発明によれば、平滑化フィルタにより画像信号
に重畳するノイズ成分を除去し無用な零交叉の発生を抑
えるようにしているので、ノイズを輪郭成分と誤認識す
る危険性を低下させることができる。請求項3に係る発
明によれば、画像信号に重畳するノイズ成分による無用
な零交叉の発生を不可避なものとした場合においても、
零交叉の中から有意の零交叉のみを抽出し、ノイズによ
る輪郭成分の誤認識を回避することができる。請求項4
に係る発明によれば、零交叉点間を対応する画像信号の
サンプリング輝度値で補間して、零交叉点間の各画素の
二値化閾値を決定するようにしているので、二値化閾値
を連続的に切り替わらせ、二値化信号の形状に歪みが発
生するのを防止することができる。請求項5に係る発明
によれば、二値化された二値化信号を二次微分信号を用
いて修正するようにしているので、二値化閾値の切り替
わりの影響で埋もれた輪郭線を再現することができ、よ
り簡単な構成及び処理により二値化信号の形状の歪みの
発生を防止することができる。As described above with reference to the embodiment, according to the first aspect of the present invention, the threshold value for binarizing the secondary differential value used for extracting the contour component of the image signal is calculated. It is possible to perform binarization faithfully on the contour of the input image by using this function.Also, since the degree of change in the luminance value of the image signal is the object of processing, it is possible to perform two-dimensional If the luminance unevenness is such that the outline of the code can be recognized, it is not affected, and the configurations of the illumination system and the optical system can be simplified. In addition, if there is information on several pixels in the vicinity of the pixel to be binarized, the binarization process can be performed sufficiently, and responsiveness approaching that of the fixed threshold type binarization method can be obtained. According to the second aspect of the present invention, the noise component superimposed on the image signal is removed by the smoothing filter so as to suppress the occurrence of unnecessary zero-crossings, so that the risk of erroneously recognizing the noise as a contour component is reduced. Can be done. According to the third aspect of the present invention, even in a case where occurrence of unnecessary zero-crossing due to a noise component superimposed on an image signal is unavoidable,
Only significant zero-crossings are extracted from the zero-crossings, so that erroneous recognition of contour components due to noise can be avoided. Claim 4
According to the invention according to the above, since the interval between the zero-crossing points is interpolated with the sampling luminance value of the corresponding image signal to determine the binarization threshold value of each pixel between the zero-crossing points, Can be switched continuously to prevent the distortion of the shape of the binarized signal. According to the invention according to claim 5, since the binarized binarized signal is corrected using the secondary differential signal, the outline buried under the influence of the switching of the binarization threshold is reproduced. Thus, it is possible to prevent the shape of the binarized signal from being distorted by a simpler configuration and processing.
【図1】本発明に係る適応二値化方式の第1の実施の形
態を示すブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an adaptive binarization method according to the present invention.
【図2】図1に示した実施の形態における零交叉点検出
部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a zero-crossing point detecting unit in the embodiment shown in FIG.
【図3】図1及び図2に示した第1の実施の形態の動作
を説明するための信号波形図である。FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2;
【図4】零交叉点検出部で二次微分信号を得るために用
いるオペレータの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an operator used to obtain a second derivative signal in a zero-crossing point detection unit.
【図5】本発明の第2の実施の形態を示すブロック構成
図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図6】第2の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 6 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment.
【図7】第2の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 7 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment.
【図8】本発明の第3の実施の形態の零交叉点検出部の
構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a zero-crossing point detection unit according to a third embodiment of this invention.
【図9】第3の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 9 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the third embodiment.
【図10】本発明の第4の実施の形態を示すブロック図で
ある。FIG. 10 is a block diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention.
【図11】第4の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 11 is a signal waveform diagram for explaining an operation of the fourth embodiment.
【図12】第4の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 12 is a signal waveform diagram for explaining an operation of the fourth embodiment.
【図13】本発明の第5の実施の形態を示すブロック図で
ある。FIG. 13 is a block diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention.
【図14】第5の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 14 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the fifth embodiment.
【図15】第5の実施の形態の動作を説明するための信号
波形図である。FIG. 15 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the fifth embodiment.
【図16】従来提案されている適応二値化方式の構成を示
すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a conventionally proposed adaptive binarization method.
【図17】図16に示した従来例の動作を説明するための信
号波形図である。17 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the conventional example shown in FIG.
【図18】図16に示した従来例の問題点を説明するための
信号波形図である。18 is a signal waveform diagram for describing a problem of the conventional example shown in FIG.
【図19】図16に示した従来例の問題点を説明するための
信号波形図である。FIG. 19 is a signal waveform diagram for explaining a problem of the conventional example shown in FIG. 16;
1 コード読み取り部 2 零交叉点検出部 3 二値化閾値算出部 4 二値化部 5 二次微分部 6 符号変化点検出部 30 平滑化フィルタ 51 一次微分部 52 二次微分部 54 正方向二値化部 55 負方向二値化部 56 符号変化点検出部 57 セレクタ 81 二値化閾値算出部 82 ラインバッファ 83 二値化閾値格納バッファ 110 信号合成部 Reference Signs List 1 Code reading unit 2 Zero crossing point detecting unit 3 Binary threshold calculating unit 4 Binarizing unit 5 Secondary differentiating unit 6 Sign change point detecting unit 30 Smoothing filter 51 Primary differential unit 52 Secondary differential unit 54 Forward direction 2 Value conversion unit 55 Negative direction binarization unit 56 Sign change point detection unit 57 Selector 81 Binarization threshold calculation unit 82 Line buffer 83 Binarization threshold storage buffer 110 Signal synthesis unit
Claims (5)
ドを光学的に読み取るコード読み取り部と、該コード読
み取り部により読み取られた画像信号を二次微分し、そ
の二次微分信号の零交叉点を検出する零交叉点検出部
と、該零交叉点検出部によって検出された零交叉点に対
応する前記画像信号の輝度値をサンプリングして二値化
閾値とする二値化閾値算出部と、該二値化閾値算出部に
より算出された二値化閾値により前記画像信号を二値化
する二値化部とを備えていることを特徴とする適応二値
化方式。A code reading section for optically reading a two-dimensional code printed on a printing medium such as paper, a second derivative of an image signal read by the code reading section, and a zero of the second derivative signal. A zero-crossing point detecting unit that detects a crossing point, and a binarization threshold calculating unit that samples a luminance value of the image signal corresponding to the zero-crossing point detected by the zero-crossing point detection unit and uses the sampled value as a binarization threshold value And a binarizing section for binarizing the image signal with a binarization threshold calculated by the binarization threshold calculating section.
ド読み取り部により読み取られた画像信号に重畳するノ
イズ成分を除去する平滑化フィルタを備えていることを
特徴とする請求項1に係る適応二値化方式。2. The apparatus according to claim 1, further comprising a smoothing filter provided before said zero-crossing point detecting section for removing a noise component superimposed on an image signal read by said code reading section. Adaptive binarization method.
一次微分する一次微分部を備え、前記画像信号の一次微
分値が所定の正負の閾値を超えるときに、前記画像信号
の二次微分信号の零交叉点を有効とすることを特徴とす
る請求項1に係る適応二値化方式。3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the zero-crossing point detection unit includes a first-order differentiating unit that performs a first-order differentiation of the image signal, and when the first-order differential value of the image signal exceeds a predetermined positive / negative threshold value, 2. The adaptive binarization method according to claim 1, wherein a zero crossing point of the differential signal is made valid.
の二次微分信号の零交叉点に対応する前記画像信号の輝
度値をサンプリングし、そのサンプリング輝度値で前記
零交叉点間を補間することにより、前記零交叉点間の各
画素の二値化閾値を決定することを特徴とする請求項1
に係る適応二値化方式。4. The binarization threshold value calculating section samples a luminance value of the image signal corresponding to a zero-crossing point of a secondary differential signal of the image signal, and uses the sampled luminance value to determine a distance between the zero-crossing points. 2. A binarization threshold value of each pixel between the zero crossing points is determined by interpolation.
The adaptive binarization method according to.
負の閾値を超えるときに、前記二値化部により二値化さ
れた二値化信号を前記二次微分信号を用いて修正する信
号合成部を備えていることを特徴とする請求項1に係る
適応二値化方式。5. When the second derivative signal of the image signal exceeds a predetermined positive / negative threshold value, the binarized signal binarized by the binarization unit is corrected using the second derivative signal. The adaptive binarization method according to claim 1, further comprising a signal synthesizing unit.
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