JP2007299098A - Qr code reader - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、２進コードで表わされるデータをセル化して２次元のマトリックス上にパターンとして配置した２次元コードであるＱＲコードを読み取るためのＱＲコード読取装置に関する。 The present invention relates to a QR code reader for reading a QR code, which is a two-dimensional code in which data represented by a binary code is converted into cells and arranged as a pattern on a two-dimensional matrix.
マトリックス式の２次元コードとしては様々なものが提案されているが、代表的なものとしてＱＲコードが知られている。
ＱＲコードは株式会社デンソーによって提案され、ＪＩＳ Ｘ ０５１０及びＩＳＯ／ＩＥＣ１８００４で規格化され、標題が二次元コードシンボル−ＱＲコード（以下、単に「ＱＲコード」という）２次元バーコードであって、特開平０７−２５４０３４号公報、特開平１０−２１４３１７号公報、特開平１１−３２８３０１号公報等に詳細に開示されている。
Various types of matrix-type two-dimensional codes have been proposed, but a QR code is known as a representative one.
The QR code is proposed by DENSO Corporation, standardized in JIS X 0510 and ISO / IEC 18004, and the title is a two-dimensional code symbol-QR code (hereinafter simply referred to as “QR code”) two-dimensional barcode. This is disclosed in detail in Kaihei 07-254034, JP-A-10-214317, JP-A-11-328301, and the like.
このＱＲコードは、パターンを画像処理で認識するため特殊なファインダパターン（切り出しシンボル）を設けて３６０°全方向の読み取りと高速読み取りを可能にしており、 通常次のようにして読み取りがなされる。
（１）雑誌などに印刷されたＱＲコードをデジタルカメラで撮影する。
（２）撮影した画像を画像メモリ上に展開する。
（３）画像メモリの画素値の白と黒の中間値をグローバルしきい値とする。
（４）データ部のセルをしきい値に基づいてそれらが白黒のいずれであるかを決める。白を０、黒を１のデータと認識する。
（５）画像メモリ内のファインダパターンの比率の検出を行ないファインダパターンの外縁のポイントを記憶する。そして、画像メモリ内の隣接するピクセル線についてこれを繰り返す。
（６）検出結果からファインダパターンの中心位置を求める。
（７）他の２個のファインダパターンの中心位置を求める。
（８）３個のファインダパターンの中心位置に基づいてシンボルの向きを求める。
（９）誤り訂正を行なう。ＱＲコードには誤補正機能があり、最大３０%の情報がなくなっても復元できる特徴を有している。
（１０）データの解析処理を行ない、デコード処理を行なう。
しかしながら、前記ファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどによって読み取り不可能な場合は、ファインダパターン以外の部分が正常に残っていてもデータを全く読み取ることができなかった。特に、ＱＲコードをスタンプなどの印面として作成した場合、使用者の押印する力加減によって非常に色の薄いＱＲコードとなったり、非常に歪んだＱＲコードとなったりすることが多く、スタンプとしてＱＲコードを利用する際の大きな問題点となっていた。
This QR code is provided with a special finder pattern (cutout symbol) for recognizing the pattern by image processing, enabling 360 ° omnidirectional reading and high-speed reading, and is usually read as follows.
(1) Photograph a QR code printed on a magazine or the like with a digital camera.
(2) The captured image is developed on the image memory.
(3) An intermediate value between white and black pixel values of the image memory is set as a global threshold value.
(4) Determine whether the cells in the data portion are monochrome based on the threshold value. White is recognized as 0 and black as 1 data.
(5) The ratio of the finder pattern in the image memory is detected, and the outer edge point of the finder pattern is stored. This is repeated for adjacent pixel lines in the image memory.
(6) The center position of the finder pattern is obtained from the detection result.
(7) Find the center position of the other two finder patterns.
(8) The direction of the symbol is obtained based on the center position of the three finder patterns.
(9) Perform error correction. The QR code has an error correction function, and can be restored even when up to 30% of information is lost.
(10) Data analysis processing is performed and decoding processing is performed.
However, when the finder pattern is deformed, missing, or light in color, the data cannot be read at all even if the portion other than the finder pattern remains normally. In particular, when a QR code is created as a stamp surface such as a stamp, the QR code is often a very thin QR code or a very distorted QR code depending on the force applied by the user. It was a big problem when using the code.
そこで、本発明はＱＲコードのファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどの原因によって通常では読み取り不可能な場合であっても、高い確率でＱＲコードを読み取ることを可能とする装置を提案するものである。 Therefore, the present invention makes it possible to read a QR code with a high probability even when the finder pattern of the QR code is deformed, missing, or normally unreadable due to a light color. The apparatus which proposes is proposed.
２次元コードシンボルＱＲコードをデジタルカメラで撮影して得た画像データを格納する画像データ格納部と、前記画像データの傾きを計算する計算手段と、前記計算手段から得られた計算結果から前記画像データの傾きを正対に修正する修正手段を有し、
前記修正手段によって修正された正対の画像データにファインダパターンを付加し、前記ファインダパターンを付加した画像データの情報を読み取るデコード処理手段を備えたことを特徴とするＱＲコード読取装置。
また、前記修正手段によって修正された正対の画像データにファインダパターンを付加し、前記ファインダパターンを付加した画像データの情報を読み取るデコード処理を行ない、デコードできない場合は大きさの異なるファインダパターンをもう一度付加して再度デコード処理を行ない、デコードできるまで当該処理を繰り返すデコード処理手段を備えたことを特徴とする前記記載のＱＲコード読取装置。
An image data storage unit that stores image data obtained by photographing a two-dimensional code symbol QR code with a digital camera, a calculation unit that calculates an inclination of the image data, and a calculation result obtained from the calculation unit. Having a correction means for correcting the inclination of the data to be opposite,
A QR code reading apparatus comprising: a decoding processing unit that adds a finder pattern to the directly-facing image data corrected by the correcting unit and reads information of the image data to which the finder pattern is added.
In addition, a finder pattern is added to the image data that has been corrected by the correcting means, and the decoding process is performed to read the information of the image data to which the finder pattern is added. The QR code reading apparatus as described in the above item, further comprising decoding processing means for performing decoding processing again and repeating the processing until decoding is possible.
本発明に係るＱＲコード読取装置は、撮像した画像データの中からＱＲコードの１：１：３：１：１という比率のファインダパターンを強制的に付加することにより、そのファインダパターンに基づいて画像データを読み取るので、ファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどの原因によって通常では読み取り不可能な場合であっても、高い確率でＱＲコードを読み取ることが可能である。
特に、ＱＲコードを印刷などではなく、浸透印等のスタンプなどの印面として作成した場合に使用者の押印する力加減によって生じる、非常に色の薄いＱＲコード、非常に滲んだＱＲコード、非常に歪んだＱＲコードなどの場合でも、高い確率で認識可能であり、極めて有用である。
The QR code reading apparatus according to the present invention forcibly adds a finder pattern in a ratio of 1: 1: 3: 1: 1 of the QR code from the captured image data, so that an image is obtained based on the finder pattern. Since the data is read, the QR code can be read with a high probability even when the finder pattern is deformed, missing, or is usually unreadable due to a light color.
In particular, when a QR code is created as a stamped surface such as a penetrating seal instead of printing, the QR code is very thin, extremely blurred, and is generated by the force applied by the user. Even in the case of a distorted QR code or the like, it can be recognized with a high probability and is extremely useful.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るＱＲコード読取装置の構成図である。
本発明に係るＱＲコード読取装置は、ＣＣＤカメラ１と、制御部２とからなり、必要に応じてモニタ３や、他のパソコン４や、ネットワーク５などと接続されている。
前記制御部２は、制御部本体を構成するＣＰＵ（centralprocessing unit）、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、外部メモリ等から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of a QR code reader according to the present invention.
The QR code reading apparatus according to the present invention includes a CCD camera 1 and a control unit 2, and is connected to a monitor 3, another personal computer 4, a network 5, and the like as necessary.
The control unit 2 includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), an external memory, and the like that constitute the main body of the control unit.
ＣＣＤカメラ１で撮像した画像は制御部２に供給される。制御部２のＣＰＵは、ＣＣＤカメラ１で撮像した画像の取り込みを制御する。制御部２にモニタ３が接続されている場合はモニタ３に撮像した画像を表示させることができる。制御部２にパソコン４が接続されている場合は撮像した画像を他の用途に利用することができる。制御部２にネットワーク５が接続されている場合は撮像した画像をネットワークを介して利用することができる。 An image captured by the CCD camera 1 is supplied to the control unit 2. The CPU of the control unit 2 controls capturing of an image captured by the CCD camera 1. When the monitor 3 is connected to the control unit 2, the captured image can be displayed on the monitor 3. When the personal computer 4 is connected to the control unit 2, the captured image can be used for other purposes. When the network 5 is connected to the control unit 2, the captured image can be used via the network.
本実施の形態では、制御部２のＲＯＭやＲＡＭによって計算手段、修正手段、デコード処理手段を構成している。また、制御部２の外部メモリによって画像データ格納部を構成している。また、実際の各手段等の実行処理は制御部２のＣＰＵが行なう。 In the present embodiment, the ROM and RAM of the control unit 2 constitute calculation means, correction means, and decode processing means. An image data storage unit is configured by the external memory of the control unit 2. Further, the CPU of the control unit 2 performs the actual execution process of each means.
図２は本実施の形態のＱＲコード読み取りのフローチャートである。
ステップＳ１で、ＣＣＤカメラで撮像して得たＱＲコードの画像データは、画像データ格納部に取り込まれる。
ステップＳ２で、前記画像データをメモリ上に展開する。
ステップＳ３で、前記画像データをデコードし、正常にデコードできれば処理を終了する。一方、デコードできずエラーとなった場合は、次のステップに進む。
ステップＳ４で、ＱＲコードの頂点座標を認識取得する認識プログラムからなる認識手段を用いて、前記画像データの少なくとも２角の頂点座標（Ｘ１，Ｙ１）（Ｘ２，Ｙ２）を認識取得する。
ステップＳ５で、前記頂点座標から前記画像データの傾きを計算プログラムからなる計算手段を用いて計算する。
ステップＳ６で、制御部にあらかじめ設定しておいたＸ軸とそれに直交するＹ軸に、前記画像データの傾きが平行となるよう修正プログラムからなる修正手段を用いて、前記計算結果から前記画像データの傾きを正対に修正する。
ステップＳ７で、前記修正手段によって修正された正対の画像データの３角にファインダパターンを計３個付加する。この際、１：１：３：１：１の白黒のセル比からなるファインダパターンの大きさがあらかじめわかっている場合は、制御部２のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させた該当する大きさのファインダパターンを付加する。もしも、ファインダパターンの大きさがわかっていない場合は、制御部２のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させた初期値の大きさのファインダパターンを付加する。ここで、ＱＲコードのファインダパターンはＱＲコードの３角に存在させることになっているが、この段階ではどの３角にファインダパターンを付加すれば良いかわからないので、任意の３角に付加すれば良い。
FIG. 2 is a flowchart of QR code reading according to this embodiment.
In step S1, the QR code image data obtained by imaging with the CCD camera is taken into the image data storage unit.
In step S2, the image data is developed on a memory.
In step S3, the image data is decoded. If the image data can be normally decoded, the process is terminated. On the other hand, if an error occurs because decoding cannot be performed, the process proceeds to the next step.
In step S 4, at least two vertex coordinates (X 1, Y 1) (X 2, Y 2) of the image data are recognized and acquired by using a recognition means comprising a recognition program that recognizes and acquires the vertex coordinates of the QR code.
In step S5, the inclination of the image data is calculated from the vertex coordinates using a calculation means comprising a calculation program.
In step S6, the image data is calculated from the calculation result by using a correction means including a correction program so that the inclination of the image data is parallel to the X axis preset in the control unit and the Y axis orthogonal thereto. Correct the slope of.
In step S7, a total of three finder patterns are added to the three corners of the directly-facing image data corrected by the correcting means. At this time, if the size of the finder pattern having a black and white cell ratio of 1: 1: 3: 1: 1 is known in advance, the finder pattern of the corresponding size stored in the ROM or RAM of the control unit 2. Is added. If the size of the finder pattern is not known, a finder pattern having the initial value size stored in the ROM or RAM of the control unit 2 is added. Here, the finder pattern of the QR code is supposed to be present at the three corners of the QR code, but at this stage, it is not known which corner should be added to the finder pattern. good.
ここからの処理は、通常のＱＲコードのデコード処理となる。
ステップＳ８で、ファインダパターンを付加した画像データの濃淡からしきい値を設定し、２値化をする。
ステップＳ９で、２値化された画像データがＣＰＵの処理によって、外部メモリに格納される。
ステップＳ１０で、この２値画像データから、ファインダパターンの位置座標が検出される。
ステップＳ１１で、ファインダパターンが３個以上見つけられたか否かが判定される。ファインダパターンは３個存在しなければ次の処理に移れないが、前記ステップＳ７で３個のファインダパターンを付加しているので、問題なく次の処理に移れる。尚、ファインダパターンは３個でなく４個以上の場合もある。これはＱＲコード内の他の領域、あるいは２次元コード外の領域にファインダパターンと同じ周波数成分比のパターンが存在することを示す。
ステップＳ１２で、ファインダパターンの存在しないもう一つの頂点を計算で求める。
ステップＳ１３で、該当する個所にもう一つの頂点が存在するか否かを検出判定する。検出されなければ選択・組み合せが良くないことになり、ファインダパターンの他の組み合せが有るか否かが判定され、組み合せが有るうちはステップＳ１２に戻り再度選択し直す。選択・組み合せを変えてもう一つの頂点の検出処理を繰り返しても、もう一つの頂点が検出されない場合は、再度ステップＳ７に戻る。ファインダパターンの大きさがわからずに制御部２のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させた初期値の大きさのファインダパターンを付加した場合は、ここでファインダパターンのサイズを変化させてステップＳ７を行なう。
The process from here is a normal QR code decoding process.
In step S8, a threshold value is set from the density of the image data to which the finder pattern is added, and binarization is performed.
In step S9, the binarized image data is stored in the external memory by the processing of the CPU.
In step S10, the position coordinates of the finder pattern are detected from the binary image data.
In step S11, it is determined whether or not three or more finder patterns have been found. If there are no three finder patterns, the next process cannot be performed. However, since three finder patterns are added in step S7, the next process can be performed without any problem. There may be four or more finder patterns instead of three. This indicates that a pattern having the same frequency component ratio as the finder pattern exists in another area within the QR code or an area outside the two-dimensional code.
In step S12, another vertex having no finder pattern is calculated.
In step S13, it is detected and determined whether another vertex exists at the corresponding location. If it is not detected, the selection / combination is not good, and it is determined whether or not there is another combination of the finder pattern, and while there is a combination, the process returns to step S12 to select again. If another vertex is not detected even if the selection / combination is changed and another vertex detection process is repeated, the process returns to step S7 again. If the finder pattern of the initial value stored in the ROM or RAM of the control unit 2 is added without knowing the size of the finder pattern, the size of the finder pattern is changed here and step S7 is performed.
ステップＳ１３にてもう一つの頂点が検出されれば、ステップＳ１４で、誤り訂正がなされる。この誤り訂正では、データに誤りが存在した際に、データの訂正がなされる。
そして、ステップＳ１５のデコード処理で、２値データから文字列への変換がなされる。
If another vertex is detected in step S13, error correction is performed in step S14. In this error correction, data is corrected when an error exists in the data.
Then, in the decoding process in step S15, the binary data is converted into a character string.
以上説明したように、本発明に係るＱＲコード読取装置は、撮像した画像データの中からＱＲコードの１：１：３：１：１という比率のファインダパターンを強制的に付加することにより、そのファインダパターンに基づいて画像データを読み取るので、ファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどの原因によって通常では読み取り不可能な場合であっても、高い確率でＱＲコードを読み取ることが可能である。
特に、ＱＲコードを印刷などではなく、浸透印等のスタンプなどの印面として作成した場合に使用者の押印する力加減によって生じる、非常に色の薄いＱＲコード、非常に滲んだＱＲコード、非常に歪んだＱＲコードなどの場合でも、高い確率で認識可能であり、極めて有用な発明である。
As described above, the QR code reader according to the present invention forcibly adds a finder pattern in the ratio of 1: 1: 3: 1: 1 of the QR code from the captured image data. Since image data is read based on the finder pattern, QR codes can be read with a high probability even when the finder pattern is deformed, missing, or is usually unreadable due to light color. Is possible.
In particular, when a QR code is created as a stamped surface such as a penetrating seal instead of printing, the QR code is very thin, extremely blurred, and is generated by the force applied by the user. Even in the case of a distorted QR code or the like, it can be recognized with a high probability and is an extremely useful invention.
１ ＣＣＤカメラ
２ 制御部
３ モニタ
４ パソコン
５ ネットワーク
1 CCD camera 2 Control unit 3 Monitor 4 Personal computer 5 Network
Claims (2)
前記修正手段によって修正された正対の画像データにファインダパターンを付加し、前記ファインダパターンを付加した画像データの情報を読み取るデコード処理手段を備えたことを特徴とするＱＲコード読取装置。 An image data storage unit that stores image data obtained by photographing a two-dimensional code symbol QR code with a digital camera, a calculation unit that calculates an inclination of the image data, and a calculation result obtained from the calculation unit. Having a correction means for correcting the inclination of the data to be opposite,
A QR code reading apparatus comprising: a decoding processing unit that adds a finder pattern to the directly-facing image data corrected by the correcting unit and reads information of the image data to which the finder pattern is added.
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