JP2006195961A - 情報コード読取装置及び輝度信号生成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】携帯電話機を構成するマイコンに内蔵される画像データ処理部は、読取り対象とする情報コードがバーコードである場合は(ステップS2)、そのバーコードの読取り状態における配置方向を判別し(ステップS5)、「縦向き」又は「横向き」と判別される場合は(ステップS6)カメラを構成する画素の内、緑色に対応するG画素より得られる受光データに基づきバーコード読取り用の輝度信号Yを生成する(ステップS7)。
【選択図】図1
Description
また、カメラ付き携帯電話機の普及により、エリアセンサについてもモノクロセンサよりカラーセンサの方が入手し易くなっている状況があり、その結果、カラーエリアセンサによってバーコードを読取るようなケースも出てきている。
Y=0.299R+0.587G+0.1144B ・・・(1)
図13は、カラーエリアセンサとして極一般的に使用されているベイヤー配列型のエリアセンサにおける、画素(受光素子)の配列状態を示す。この場合、例えば9個の画素が配列されている「3×3」のエリアについて、その中央位置の輝度信号Yを決定するものとする。すると、エリアの中央に位置する画素がG(グリーン),R(レッド),B(ブルー)となる3つのパターンがある。
(1)式におけるR,G,Bを、下記(1)’式のようにR’,G’,B’に置き換える。
Y=0.299R’+0.587G’+0.1144B’ ・・・(1)’
<中央画素がGの場合>
そして、図14(a)に示すように中央画素がGの場合、R’,G’,B’は以下のように決定される。
R’=(R1+R2)/2,G’=G3,B’=(B1+B2)/2 ・・・(2)
<中央画素がRの場合>
図14(b)に示すように中央画素がRの場合、R’,G’,B’は以下のように決定される。
R’=R,G’=(G1+G2+G3+G4)/4,
B’=(B1+B2+B3+B4)/4 ・・・(3)
<中央画素がBの場合>
図14(c)に示すように中央画素がBの場合、R’,G’,B’は以下のように決定される。
R’=(R1+R2+R3+R4)/4,G’=(G1+G2+G3+G4)/4,
B’=B ・・・(4)
そして、これらを(1)’式に代入することで輝度信号Yが得られる。
この時、エリアの中央に位置する画素はRとなっており、(1)’式に代入するR,G,Bは、(3)式と同様以下のようになる。
R=R,G=(G1+G2+G3+G4)/4,
B=(B1+B2+B3+B4)/4
ここで、(1)’式においては、Gの係数が「0.587」と比較的大きいため、G画素より得られる受光データが輝度信号Yの生成結果に与える影響が大きい。つまり、第2列は本来「スペース」であるから、輝度信号Yは完全な白レベルであることが望ましい(図15中に破線で示す)。しかしながら、図15のケースでは、「バー」がかかっているG2,G4より得られる画像データが第2列中央のR位置における輝度信号Yに大きく影響を与える結果、当該輝度信号Yの白レベル振幅が小さくなり、コードリーダの読取り感度が低下してしまうという問題がある。
即ち、輝度信号は、カラーエリアセンサの受光面内における座標点について夫々生成されるが、生成対象画素を何れか1つの色にすれば、その色の画素が生成位置に存在しない場合がある。しかし、バーコードシンボルである「バー」,「スペース」は、バーコードの向きと直交する方向に沿って延びているので、当該方向において生成位置に最も近い生成対象画素より得られる受光データから輝度信号を生成しても、バーコードを正確に読取ることが可能である。
請求項7記載の情報コード読取装置によれば、輝度信号生成手段は、複数の生成対象画素より得られる受光データに基づいて合成処理を行なうことで輝度信号を生成するので、より高いレベルの信号を得ることができる。
以下、本発明をカメラ付き携帯電話機に適用した場合の第1実施例について図1乃至図8を参照して説明する。図7は、携帯電話機1の外観を示す正面図であり、図8は、携帯電話機(情報コード読取り装置)1の電気的構成を示す機能ブロック図である。
携帯電話機1は、電話回路2、マイクロコンピュータ(マイコン)3、マイクロホン4、スピーカ5、ディスプレイ6、キーパッド7、LED8、サウンダ9およびカメラ(カラーエリアセンサ)10から構成されている。尚、カメラ10は、例えばCCDやCMOSイメージセンサなどをRGBの三原色の受光に対応する画素として使用したベイヤー配列型のエリアセンサとして構成されており、図7においては、携帯電話機1の背面側に配置されている(図示せず)。
マイコン3には、フラッシュメモリ11および画像データ処理部(輝度信号生成手段)12が内蔵されている。また、マイコン3は、ソフトウェア処理により、バーコードや2次元コードのデコーダ機能を実現している。フラッシュメモリ11には、電話機としての基本制御プログラムおよび情報コードリーダとしてのアプリケーションプログラムが記憶されている。
画像データ処理部12は、得られた画像データに基づいて、先ず情報コードの種類を判別する(「モード確認」,ステップS2)。情報コードがQRコードのような2次元コードである場合は、従来技術と同様にして(1)’〜(4)式に従い輝度信号Yを求める(「通常色補間」,ステップS3)。そして、カメラ10の撮像エリア内の各座標点について輝度信号Yを得ると、2次元コードをデコード処理し(ステップS4)、デコード結果が正常に得られれば(「OK」)処理を終了する。また、デコード結果が正常に得らない場合は(「NG」)ステップS1に戻り、情報コードの撮像を再試行する。
そして、ステップS6において、画像データ処理部12がバーコードの方向を「横向き」又は「縦向き」と判断すると(「YES」)、本発明独特の手法によって輝度信号Yを求める(「輝度抽出処理」,ステップS7)。
先ず、図3に示す「横向き」の場合について説明する。尚、一般にバーコードを読取る場合は、斯様な「横向き」の場合が極めて多い(バーコードの貼付状態が「横向き」であることが多いため)。図4(a)は、カメラ10におけるRGB画素の配列状態(ベイヤー配列)を示す。ベイヤー配列は、横方向についてみると、ある列の画素配列がRGRGRG・・・であるとすると、その列の上下は、GBGBGB・・・という配列になっており、G(緑色)に対応する画素数が最も多くなっている。
斯様な画素配列に対して、図4(b)に示すように、輝度信号Yを求める位置(9個の画素よりなるエリアの中央,生成位置)にG(グリーン)画素が存在する場合は、G’=G3として、輝度信号Yを、
Y=G’=G3 ・・・(5)
として求める。
Y=G’=(G1+G3)/2 ・・・(6)
として求める。
また、図4(c)においては、中央の第2列にバーコードシンボルの「スペース」がかかり、その両隣の第1,第3列に「バー」がかかった場合に求められる輝度信号Yに基づき、得られる白レベル振幅波形を示している。即ち、従来の図12の場合に比較して、第1,第3列におけるG2,G4が第2列の輝度を決定するのに排除された結果、白レベル振幅がより大きくなっている。
Y=G’=(G1+G3)/2 ・・・(7)
として求める。即ち、何れの場合もG画素(生成対象画素)のみを使用して輝度信号Yを決定する。
次に、図5に示す「横向き」の場合について説明する。図6(a)に示すように、輝度信号Yを求める位置にG画素が存在する場合は、横向きの場合と全く同様に、その画素G3だけにより(5)式に基づいて輝度信号Yを決定する。
Y=G’=(G2+G4)/2 ・・・(8)
として求める。
また、図6(b)においては、中央の第2行にバーコードシンボルの「スペース」がかかり、その両隣(図6(b)中では上下)の第1,第3行に「バー」がかかった場合に求められる輝度信号Yに基づき、得られる白レベル振幅波形を示している。この場合も、第1,第3行におけるG1,G3が第2行の輝度を決定するのに排除されているので、白レベル振幅がより大きくなっている。
Y=G’=(G2+G4)/2 ・・・(9)
として求める。
即ち、バーコードシンボルの「バー」及び「スペース」は直線をなしてバーコードの配置に直交する一方向にしか情報を持たないので、1つのシンボルを読取るための輝度信号Yを生成する場合、その両隣に位置する画素より得られるデータは余分な情報が含まれることでノイズとなる可能性が高い。従って、1つの色に対応する画素より得られる受光データに基づき輝度信号Yを生成することで、ノイズとなる情報を排除してバーコードの読取り感度を向上させることができる。そして、カメラ10がベイヤー配列型で構成されているので、最も多くなるように配列されているG画素を生成対象画素とすれば当該画素が生成位置に存在する確率が高くなり、バーコードの読み取りをより有利に、感度良く行うことができる。
図9は、本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部分についてのみ説明する。第2実施例の基本的構成は第1実施例と同様である。そして、第2実施例では、G画素が存在しない位置について輝度信号Yを生成する場合に、その生成位置に近い2つのG画素より得られる受光データに基づき合成処理を行なって輝度信号Yを生成する。
B1,G5間→Y1C=G1+G5
G3,R3間→Y2C=G3+G7
B2,G6間→Y3C=G2+G6
G4,R4間→Y4C=G4+G8
R1,G2間→Y1L=G1+G2
G3,B2間→Y2L=G3+G4
R3,G6間→Y3L=G5+G6
G7,B4間→Y4L=G7+G8
以上のように第2実施例によれば、画像データ処理部12は、輝度信号Yの生成位置にG画素が存在しない場合は、前記生成位置の近くに存在する2つの生成対象画素より得られる受光データに基づいて合成処理を行なうことで輝度信号Yを生成するので、より高いレベルの信号を得て感度を向上させることができる。
図10乃至図12は本発明の第3実施例を示すものであり、以下異なる部分についてのみ説明する。図10は、第1実施例の図1相当図である。第3実施例では、ステップS2において情報コードがバーコードであり、その配置方向が「横向き」,「縦向き」の何れかであった場合には(ステップS6,「YES」)、例えば図11(a)に示すように加算処理を行なって輝度信号を得る(ステップS11)。
Y1=R11+G12+R13+G14+G21+B22+G23+B24
Y2=G21+B22+G23+B24+R31+G32+R33+G34
Y3=R31+G32+R33+G34+G41+B42+G43+B44
即ち、バーコードのバーが伸びる方向(配置方向と直行する方向)に並ぶ画素より得られる受光データを隣り合う2列について加算するもので、そのように加算を行うことで、バー,スペースに応じて得られる信号レベルをより高めることができる。また、隣り合う2列について加算を行うことで、Y1〜Y3におけるR,G,Bの各画素数が等しくなる。上記の場合、R=2,G=4,B=2となっている。
Y1=G12+G13+G16
Y2=G21+G23+G25
Y3=G32+G34+G36
即ち、最も感度が高いG画素より得られる受光データだけを、バーが伸びる方向について1列だけ加算する。つまり、第1実施例において述べたように、カメラ10がベイヤー配列型で構成されているため、バーコードの読み取りをより有利に、感度良く行うことができる。
更に、画像データ処理部12は、受光データの加算結果データのビット数が一定となるように除算するので、加算結果を評価するための構成を簡単にすると共に、比較的信頼性が高いデータ部分を用いて評価を高い精度で行うことができる。
また、カラーエリアセンサは、リニアセンサに比較して感度が低いため、暗い場所での読取りが困難であり、例えば、倉庫の内部においてダンボールなどに印刷されたITF(Interleaved Two of Five)などのバーコードを読取る場合などには、その困難さが顕著となる。これに対して、第3実施例の読取り方式によれば、SN比を向上させることができ、バーコードのデコードを容易に行うことができる。
必ずしも、バーコードの読取り状態を判別し、「横向き」又は「縦向き」である場合に本発明を適用するものに限らない。少なくとも「縦向き」と判別された場合にだけ適用しても良い。また、前述したように、バーコードは通常「横向き」で読取られることが多いため、読み取り対象がバーコードである場合は無条件に本発明の手法を適用し、読み取りに失敗した場合はエラー処理を行ない、ユーザに再試行を促すようにしても良い。
第3実施例において、加算を行う列を複数とする場合は、4列以上の偶数列について加算を行うようにしても良い。
また、第3実施例のステップS12における除算処理は、加算結果のデータビット数を制限する必要がある場合に行えば良い。
処理速度に問題がない場合は、輝度信号生成手段をソフトウエア処理によって実現しても良い。
携帯電話機に限ることなく、カラーエリアセンサを備えたバーコードハンディターミナルに適用しても良い。
Claims (26)
- RGBの各色に対応する画素を複数配列して構成されるカラーエリアセンサを用い、情報コードを光学的に読取るように構成される情報コード読取装置において、
前記情報コードがバーコードである場合は、前記カラーエリアセンサを構成する画素の内、何れか1つの色に対応する画素より得られる受光データに基づいて、前記バーコード読取り用の輝度信号を生成するように構成される輝度信号生成手段を備えたことを特徴とする情報コード読取装置。 - 前記輝度信号生成手段は、バーコードの読取り状態における傾きを判定し、
当該バーコードが「横向き」と判定される場合に、何れか1つの色に対応する画素より得られる受光データに基づいて前記輝度信号を生成し、
それ以外の場合は、RGBの各色に対応する画素より得られる受光データに基づいてバーコード読取り用の輝度信号を生成することを特徴とする請求項1記載の情報コード読取装置。 - 前記輝度信号生成手段は、前記バーコードが「縦向き」と判定される場合も、前記「横向き」と判定される場合と同様に当該バーコード読取り用の輝度信号を生成することを特徴とする請求項2記載の情報コード読取装置。
- 前記輝度信号生成手段は、前記カラーエリアセンサの受光面内において前記輝度信号を生成する位置に、前記輝度信号の生成対象として選択した色の画素(生成対象画素)が存在する場合には、当該画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成し、
前記生成位置に前記生成対象画素が存在しない場合には、前記バーコードの向きと直交する配列方向において、前記生成位置に最も近い位置にある生成対象画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成することを特徴とする請求項2又は3記載の情報コード読取装置。 - 前記輝度信号生成手段は、前記カラーエリアセンサの受光面内において前記輝度信号を生成する位置に、前記輝度信号の生成対象として選択した色の画素(生成対象画素)が存在する場合には、当該画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成し、
前記輝度信号を生成する位置に前記生成対象画素が存在しない場合には、前記バーコードの向きと直交する配列方向において、前記生成位置に近い位置にある複数の生成対象画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成することを特徴とする請求項2又は3記載の情報コード読取装置。 - 前記輝度信号生成手段は、前記複数の生成対象画素より得られる受光データに基づいて補間処理を行なうことで、輝度信号を生成することを特徴とする請求項5記載の情報コード読取装置。
- 前記輝度信号生成手段は、前記複数の生成対象画素より得られる受光データに基づいて合成処理を行なうことで、輝度信号を生成することを特徴とする請求項5記載の情報コード読取装置。
- 前記カラーエリアセンサがベイヤー配列型で構成される場合、
前記輝度信号生成手段は、前記輝度信号を生成する場合に使用する画素を、緑色(G)に対応する画素とすることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の情報コード読取装置。 - RGBの各色に対応する画素を複数配列して構成されるカラーエリアセンサを用い、情報コードを光学的に読取るように構成される情報コード読取装置において、
前記情報コードがバーコードである場合は、前記カラーエリアセンサを構成する画素の内、前記バーコードの向きと直交する方向に配列されている画素より得られる受光データを複数加算することで、前記バーコード読取り用の輝度信号を生成するように構成される輝度信号生成手段を備えたことを特徴とする情報コード読取装置。 - 前記輝度信号生成手段は、前記方向に配列されている画素より得られる受光データを、偶数列に亘って加算することを特徴とする請求項9記載の情報コード読取装置。
- 前記輝度信号生成手段は、前記受光データの加算結果データのビット数が一定となるように除算することを特徴とする請求項9又は10記載の情報コード読取装置。
- 前記輝度信号生成手段は、バーコードの読取り状態における傾きを判定し、その判定結果に応じて前記輝度信号の生成対象とする画素を選択することを特徴とする請求項9乃至11の何れかに記載の情報コード読取装置。
- 前記カラーエリアセンサがベイヤー配列型で構成される場合、
前記輝度信号生成手段は、前記輝度信号を生成する場合に、緑色(G)に対応する画素より得られる受光データのみを加算することを特徴とする請求項9乃至12の何れかに記載の情報コード読取装置。 - RGBの各色に対応する画素を複数配列して構成されるカラーエリアセンサを用い、情報コードを光学的に読取るための輝度信号生成方法において、
前記情報コードがバーコードである場合は、前記カラーエリアセンサを構成する画素の内、何れか1つの色に対応する画素より得られる受光データに基づいて、前記バーコード読取り用の輝度信号を生成することを特徴とする輝度信号生成方法。 - 前記バーコードの読取り状態における傾きを判定し、
当該バーコードが「横向き」と判定される場合に、何れか1つの色に対応する画素より得られる受光データに基づいて前記輝度信号を生成し、
それ以外の場合は、RGBの各色に対応する画素より得られる受光データに基づいてバーコード読取り用の輝度信号を生成することを特徴とする請求項14記載の輝度信号生成方法。 - 前記バーコードが「縦向き」と判定される場合も、前記「横向き」と判定される場合と同様に当該バーコード読取り用の輝度信号を生成することを特徴とする請求項15記載の輝度信号生成方法。
- 前記カラーエリアセンサの受光面内において前記輝度信号を生成する位置に、前記輝度信号の生成対象として選択した色の画素(生成対象画素)が存在する場合には、当該画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成し、
前記生成位置に前記生成対象画素が存在しない場合には、前記バーコードの向きと直交する配列方向において、前記生成位置に最も近い位置にある生成対象画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成することを特徴とする請求項15又は16記載の輝度信号生成方法。 - 前記カラーエリアセンサの受光面内において前記輝度信号を生成する位置に、前記輝度信号の生成対象として選択した色の画素(生成対象画素)が存在する場合には、当該画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成し、
前記輝度信号を生成する位置に前記生成対象画素が存在しない場合には、前記バーコードの向きと直交する配列方向において、前記生成位置に近い位置にある複数の生成対象画素より得られる受光データに基づいて輝度信号を生成することを特徴とする請求項15又は16記載の輝度信号生成方法。 - 前記複数の生成対象画素より得られる受光データに基づいて補間処理を行なうことで、輝度信号を生成することを特徴とする請求項18記載の輝度信号生成方法。
- 前記複数の生成対象画素より得られる受光データに基づいて合成処理を行なうことで、輝度信号を生成することを特徴とする請求項18記載の輝度信号生成方法。
- 前記カラーエリアセンサがベイヤー配列型で構成される場合、
前記輝度信号を生成する場合に使用する画素を、緑色(G)に対応する画素とすることを特徴とする請求項14乃至18の何れかに記載の輝度信号生成方法。 - RGBの各色に対応する画素を複数配列して構成されるカラーエリアセンサを用い、情報コードを光学的に読取るための輝度信号生成方法において、
前記情報コードがバーコードである場合は、前記カラーエリアセンサを構成する画素の内、前記バーコードの向きと直交する方向に配列されている画素より得られる受光データを複数加算することで、前記バーコード読取り用の輝度信号を生成することを特徴とする輝度信号生成方法。 - 前記方向に配列されている画素より得られる受光データを、偶数列に亘って加算することを特徴とする請求項22記載の輝度信号生成方法。
- 前記受光データの加算結果データのビット数が一定となるように除算することを特徴とする請求項22又は23記載の輝度信号生成方法。
- バーコードの読取り状態における傾きを判定し、その判定結果に応じて前記輝度信号の生成対象とする画素を選択することを特徴とする請求項22乃至24の何れかに記載の輝度信号生成方法。
- 前記カラーエリアセンサがベイヤー配列型で構成される場合、
前記輝度信号を生成する場合に、緑色(G)に対応する画素より得られる受光データのみを加算することを特徴とする請求項22乃至25の何れかに記載の輝度信号生成方法。
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