JP2007299168A - コード読取装置に適用される媒体面検知プログラム及び媒体面検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コード読取作業の効率向上を安価に実現可能なコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】撮像手段とコード読取手段とを備えたコード読取装置において、そのコード読取装置を、コードの読取待機時に撮像手段を作動して撮像範囲内の画像を定期的に取込む画像取込手段と、画像取込手段により取込まれた画像の画像領域内を所定数のブロックに分割し、１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとして、定期的に取込まれる前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して監視ブロックでの画像成分の変化量を監視する監視手段と、コードの読取待機時に画像成分の変化量の検出情報に基づいて媒体面の撮像範囲内への進入を検知する進入検知手段と、進入が検知された時点で、コードの読取動作を開始させるためのトリガ指令を出力するトリガ指令出力手段として機能させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像手段の撮像領域内に進入する媒体面を自動的に検知する手段等としてコンピュータを機能させるプログラム及び方法に関し、特に、媒体面に表記されたバーコードやＱＲコード（登録商標）等のコード読取機能を有する装置に適用される媒体面検知プログラム及び媒体面検知方法に関する。

従来より、製品や部品の管理情報を短時間で認識するために、製品や部品の番号、商品名、価格その他の情報を白黒等のしま模様で記号化した１次元又は２次元コードが広く用いられている。これらの異なる反射率又は正反射、拡散射光の差で形成されるコードで表わされる１次元コードや２次元コードなどのコード（「ラベル」若しくは「シンボル」とも言う）は、例えば１次元コードにおいては、線の幅の比の組合せで一連の数字を表しており、製品や部品の番号等の各種の情報が上記数字に置き換えられている。このような１次元のバーから成る１次元コードや２次元のセルから成る２次コードを光学的に読み取るコード読取装置としては、操作者が装置を手に持って利用する手持ち式のタイプ（ハンディタイプ）と（例えば特許文献１参照）、搬送路の所定の位置に固設される定置式のタイプ（定置型とも言う）がある（例えば特許文献２参照）。

手持ち式のコード読取装置は、例えばＰＯＳ（販売時点情報管理）システムとしてスーパーマーケットやデパート等のレジで多用されており、製造及び流通段階においても使用されている。

一方、定置式のコード読取装置は、物流配送センター等において使用されている。例えば、物流配送センターにおいては、届け先や種類がランダムに投入された物品をベルトコンベヤ等の搬送手段によって搬送し、搬送される物品の表面に付されたラベルの情報を撮像手段によって撮像し、その画像を処理してコードを読み取り、その情報に基づいて各種の物品を仕分装置によって自動的に仕分けることが行われている。また、近年では、ＱＲコード（登録商標）の読取機能を有する携帯電話機も実現されている。

特開２００１−５２１０５号公報 特開２００５−１４８７８６号公報

従来のハンディタイプのコード読取装置は、人が手に持ってコードを読み取る際に、読取スイッチの操作などにより自らトリガをかけるか、連続読取モードによって常時読取動作を行うよう設定し、適宜コードを読み取るという方法が採られている。前者は、自ら読取可能な位置にコード又はコード読取装置を置き、トリガを入れる動作を読み取りが完了するまで繰り返す必要がある。後者は、連続読取モードは常に読取動作を行うので、読み取りを行わない場合でも、読み取るためにモードの切替え操作や照明の制御など不必要な動作を行うことになる。また、コード読取機能を有する携帯電話機などの個人用の携帯型情報処理装置においては、表示部の画像を見ながらコードを捉えて操作する必要がある。そのため、いずれのコード読取装置も操作が容易ではなく、効率的に読取作業を行うことが困難であった。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、コードを読み取る際の操作性向上やコード読取作業の効率向上を安価に実現することが可能な、コード読取装置に適用される媒体面検知プログラム及び媒体面検知方法を提供することにある

本発明は、コード読取装置に適用される媒体面検知プログラム及び媒体面検知方法に関するものであり、本発明の上記目的は、媒体面検知プログラムに関しては、画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を処理して媒体面に表記されたコードを読み取るコード読取手段とを備えたコード読取装置に適用される媒体面検知プログラムであって、前記コード読取装置を、前記コードの読取待機時に前記撮像手段を作動して撮像範囲内の画像を定期的に取込む画像取込手段と、前記画像取込手段により取込まれた画像の画像領域内を所定数のブロックに分割し、１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとして、前記定期的に取込まれる前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して前記監視ブロックでの画像成分の変化量を監視する監視手段と、前記コードの読取待機時に前記画像成分の変化量の検出情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内への進入を検知する進入検知手段と、前記進入が検知された時点で、前記コードの読取動作を開始させるためのトリガ指令を出力するトリガ指令出力手段として機能させることによって達成される。

また、前記監視手段は、前記画像成分の変化量を監視すると共に、画像変化した監視ブロックの各ブロックの位置を監視し、前記進入検知手段は、前記コードの読取待機時に前記画像成分の変化量の検出情報及び前記監視手段からの位置情報に基づいて、媒体面が前記撮像手段の撮像範囲内の中央部に存在していることを検知し、且つ、前記トリガ指令出力手段は、前記中央部に存在していることが検知された時点で前記トリガ指令を出力すること、前記画像成分の変化量及び前記コードの読取動作の開始時点からの経過時間の情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内からの離脱を検知すると共に、次のコードに対する読取待機状態に遷移させる離脱検知手段として、前記コード読取装置を更に機能させること、前記画像成分の変化量は、前記監視ブロック間の輝度値の標準偏差又は平均輝度値の変化量であること、前記画像取込手段は、前記画像を取込む際に映像信号の利得とシャッタースピードの設定を複数のパターンに変化させて各パターンの画像を取込み、前記監視手段は、前記監視ブロック間の画像成分を比較する際に前記各パターンでの画像成分の変化量を監視すること、によってそれぞれ一層効果的に達成される。

さらに、前記監視手段は、前記監視ブロックを設定する際に、前記分割の対象とする画像範囲、前記ブロックの形状、大きさ、及び分割数のうちの少なくとも１つの要素を可変すること、前記監視手段は、前記コード読取装置の動作モードに応じて前記要素を可変すること、前記進入検知手段は、前記画像成分の変化量が閾値の範囲外となっているブロックの数を媒体面検知の判定要素として前記媒体面の進入を検知すること、前記コード読取手段が前記コードの解読機能を有する場合、前記離脱検知手段は、前記コードの解読状況に応じて前記経過時間を設定すること、前記検知の対象となる媒体面が、印刷媒体、画像表示媒体、及び前記コードがダイレクトマーキングされた媒体の面を含むこと、によってそれぞれ一層効果的に達成される。

また、媒体面検知方法に関しては、画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を処理して媒体面に表記されたコードを読み取るコード読取手段とを備えたコード読取装置における媒体面検知方法であって、前記コードの読取待機時に前記撮像手段を作動して撮像範囲内の画像を定期的に取込むステップと、前記画像取込手段により取込まれた画像の画像領域内を所定数のブロックに分割し、１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとして、前記定期的に取込まれる前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して前記監視ブロックでの画像成分の変化量を監視するステップと、前記コードの読取待機時に前記画像成分の変化量の検出情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内への進入を検知すると同時に前記コードの読取動作を開始させるステップと、前記画像成分の変化量及び前記コードの読取動作の開始時点からの経過時間の情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内からの離脱を検知すると共に、次のコードに対する読取待機状態に遷移させるステップと、を有することによって達成される。

本発明によれば、コードの読取待機時に取込んだ画像を処理して自動的に媒体面を検知すると共にコードの読取動作を自動的に開始させるようにしているので、読取スイッチを自らが操作したり媒体検知センサを設けたりすることなく、自動的に媒体面を検知してコードを読み取ることが可能となる。そのため、コードを読み取る際の操作性向上やコード読取作業の効率向上を安価に実現することができるなどの優れた効果を有する。

本発明は、手持ち式のコード読取装置に限らずに適用可能であるが、以下の実施形態においては、手持ち式と定置式兼用のハンディタイプのコード読取装置に適用した場合を例として説明する。なお、本発明で言う「媒体面」とは、コードが印刷された印刷媒体の面に限らず、コードが表示されるディスプレイ等の画像表示媒体の表示面、コードのラベルが添着された商品等の物体の面など、コードが表記された全ての物体の面（曲面を含む）を言う。また、本発明で言う「コード」とは、所定の情報が符号化されたコードであり、白黒等の模様で符号化された一般的な１次元コードや２次元コード（ＱＲコード（登録商標）を含む各種２次元コード）の他に、金属やセラミックス、高分子化合物などの物体表面（例えば半導体のウエハー，エンジンブロックなどの物体表面）に直接形成されたマークを含む各種のコードを言う。また、印章や指紋等のシンボルを読取対象として良い。

図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に係る媒体面検知機能を有するコード読取装置の一例を示す外観図であり、図１（Ａ）が手持ち式コード読取装置として使用する場合の例、図１（Ｂ）が定置式コード読取装置として使用する場合の例をそれぞれ示している。本例のコード読取装置１０は、媒体面１に表記されたコード２（例えば商品に貼着するラベルに印刷されたコード）の画像読取機能を有する携帯型の情報処理装置であり、ＰＯＳレジスタ装置を備えた店舗等において好適に利用される。

コード読取装置１０を手持ち式の装置として使用する場合は、使用者がコード読取装置１０を手で持ち、図１（Ａ）に示すように、読取面１０ａ（撮像手段の撮像面）に媒体面１を近づける。この動作により、読取スイッチ１０ｂ等の操作をすることなく、撮像範囲内への媒体面１の進入が自動的に検知され、媒体面１上のコード２の画像が読み取られてコード２の解読処理が実行される。また、媒体面１が撮像範囲内から抜け出ると自動的に待機状態となる。なお、本発明で言う「撮像範囲」とは、ピンボケ等が生じない三次元の撮像範囲（コードの解読が可能な撮像範囲）のことを言う。

他方、定置式のコード読取装置として使用する場合は、図１（Ｂ）に示すように、コード読取装置１０を支持台１０ｃに装着しておく。支持台１０ｃは、支点を中心として傾斜及び回動自在に支持する支持台であり、支持台１０ｃに設置されたコード読取装置１０の撮像手段の位置から所定の距離と画角の範囲内が撮像範囲となる。そして、媒体面１が近づくと、手持ち式の場合と同様に、媒体面１上のコード２の画像が自動的に読み取られてコード２が解読される。そして、媒体面１が撮像範囲内から抜き取られると自動的に待機状態となる。また、次の媒体をコード読取装置１０の撮像範囲内に適宜抜き差しすることで、読取スイッチ１０ｂ等の操作をすることなく、複数の媒体面１にそれぞれ付されたコードを連続的に読み取らせることができる。例えば、ＰＯＳシステムにおいて、商品に貼着するラベル１を対象として、各ラベル１に印刷されたコード２（商品の価格等を示す情報）をコード読取装置１０によって適宜読み取り、コード２の解読データをＰＯＳシステムのコンピュータへ送信して、各商品の価格情報などをデータベースに登録することができる。

このように、本発明に係るコード読取装置１０は、いずれの使用形態においても読取スイッチ１０ｂの操作（又は操作部や上位システムからのコマンド入力など）をすることなく、また、進入検知センサや離脱検知センサ等のハードウェアを設けることなく、媒体面１上のコード２の読取動作を自動的に開始／終了するようにしている。

次に、コード読取装置１０の構成について説明する。

図２は、本発明に係るコード読取装置の構成例を示すブロック図であり、コード読取装置１０は、被写体の画像を撮像する撮像手段１１と、撮像手段１１によって撮像された画像を処理して媒体面１に表記されたコード２の画像を読み取ると共に、符号化されている情報を解読（デコード）する機能を有するコード読取手段１２（以下「コード解読手段」とする）と、媒体面１に対して照明光を出射する照明手段１３と、撮像手段１１の撮像範囲内への媒体面１の進入や撮像範囲内からの媒体面１の離脱を検知する媒体面検知手段１４と、各手段１１〜１４を含む装置全体の動作を制御する制御手段１５とを備えている。

撮像手段１１は、本例では媒体面１に表記されたコード２を被写体として、そのコード２を含む領域内の画像を撮像するための手段であり、撮像デバイスとしては、白黒又はカラーの像を撮像する撮像素子及びレンズ等から成る撮像デバイス、例えばＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型の撮像カメラ、又はカラーイメージ素子を直線状に配列したラインセンサ等が使用される。

コード解読手段１２は、ソフトウェア（コンピュータプログラム及び解読用データ）又はハードウェアで構成され、コード２の画像データを処理してコード情報を解読する。このコード解読手段１２は、コード２の画像を読み取るだけの手段としても良いが、本実施の形態では、コード解読機能を有するものとして説明する。

照明手段１３は、光源からの光をコード２に対して照射する手段（付加的な構成要素）であり、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ等から構成され、例えば、暗い環境の下で使用されるコード読取装置や、様々な場所で使用される携帯式のコード読取装置などに搭載される。

媒体面検知手段１４は、本発明に係る媒体面検知機能を有するコード読取装置を実現するための手段であり、本実施の形態においては、コンピュータに媒体面検知機能を実現させるためのソフトウェア（プログラム、制御データ等）で構成される。本発明においては、撮像手段１１の撮像範囲内への媒体面１の進入及び撮像範囲内からの離脱を検知する際、進入検知センサや離脱検知センサなどのハードウェアを用いることなく、媒体面検知手段１４によって進入／離脱を自動的に検知し、コードの読取動作の開始／終了を制御するようにしている。また、照明手段１３を有する装置においては、読取待機時に撮像した画像データを基に検出した周囲の光量に応じて、照明手段１３の点灯／消灯、光量等を制御する機能を有している。

この媒体面検知手段１４の機能構成や動作例については具体例を示して後述する。

制御手段１５は、各手段を制御するためのＣＰＵ１５ａ，メモリ１５ｂ，入出力インターフェイス等から構成される。その他の手段としては、通信ケーブル若しくは無線通信ネットワーク等を介して上位システム２０との間でリアルタムにデータを伝送する通信手段や、コードの解読データ（若しくは生画像データ）をメモリ若しくは、ＰＣカード，フラッシュメモリ等の受渡し可能な記憶媒体に蓄積して記録するデータ蓄積手段等が搭載される。

次に、媒体面検知手段１４が有する機能について説明する。以下、媒体面検知手段１４が有する「機能」を「手段」と称して説明する。

図３は、媒体面検知手段１４の構成の一例を示す機能ブロック図であり、媒体面検知手段１４は、読取待機時に撮像手段１１を作動して撮像範囲内の画像を定期的に取込む画像取込手段１４ａと、この画像取込手段１４ａから時系列的に取込まれた前後の画像の画像成分を比較して、読取待機時における画像領域内の画像成分の変化量を監視する監視手段１４ｂと、画像成分（例えば輝度値）の変化量と閾値とを比較して媒体面１の撮像範囲内への進入を検知する進入検知手段１４ｃと、進入が検知された時点で、コードの読取動作を開始させるためのトリガ指令（読取開始指令）を出力するトリガ指令出力手段１４ｄと、進入が検知された後、画像成分の変化量と閾値とを比較して媒体面１の撮像範囲内からの離脱を検知すると共に、次のコードに対する読取待機状態に遷移させる離脱検知手段１４ｅとを備えている。

上記監視手段１４ｂによる監視は、画像取込手段１４ａにより取込まれた画像領域内の全て又は特定範囲内の画像を所定数のブロックに分割し、１つ以上の特定ブロック（例えば画像領域をｎ個に分割したブロック群中の外周縁側の環状ブロック）を監視ブロックとして、その監視ブロックでの画像成分の変化量を監視する形態とするのが好ましい。以下、この監視形態で処理する場合を例として説明する。

なお、上記手段１４ａ〜１４ｅは、説明の便宜上、本発明に係る媒体面検知手段１４の機能構成を示すために、構成要素に手段名を付けて機能的に分類したものであり、ソフトウェアの構成等を限定するものではない。

上述のような構成において、本発明に係る媒体面検知処理について、その概要を図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。

媒体面検知手段１４は、先ず、画像取込手段１４ａにより、コードの読取待機時に撮像手段１１を作動して撮像範囲内の画像を定期的に取込む（ステップＳ１）。

媒体面検知処理（ステップＳ２）としては、監視手段１４ｂにより、ステップＳ１で取込んだ画像の画像領域内を一定ブロックに分割し（図５のステップＳ２ａ）、分割ブロック内の１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとして、上記ステップＳ１により定期的に取込まれる前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分の変化を監視する。

図６（Ａ）〜（Ｄ）は監視ブロックの例を示しており、分割ブロック内の斜線部のブロック３が監視ブロックを示している。図６（Ａ）は、分割した９ブロックの全てを監視ブロックとする例、図６（Ｂ）は、中心のブロックのみを監視ブロックとする例、図６（Ｃ）は周囲のブロックを監視ブロックとする例、図６（Ｄ）は四隅を監視ブロックとする例をそれぞれ示している。

監視ブロックは固定的であっても良く、可変にしても良い。例えば、ブロックの形状、大きさ、分割数、取込んだ画像の分割領域内でのブロック位置や向きなど（それらのうちの少なくとも１つの要素）は、例えばコード読取装置の動作モード（読取待機モード、読取動作モード、進入検知モード、離脱検知モード等）や、撮像手段の画角、画像処理によって検出した媒体の進入方向などの情報に応じてリアルタイムに決定される。

監視手段１４ｂでは、上記のような監視ブロック毎に画像成分（例えば標準偏差、平均輝度）を求め、画像成分の変化を監視する（ステップＳ２ｂ）。そして、例えば画像成分の変化が有るブロックの数を判定要素として、画像成分の変化を検出したブロックの数が指定ブロック数（媒体面検知用の判定基準値）以上あるか否かを判定し（ステップＳ２ｃ）、指定ブロック数未満であれば「変化なし」（ステップＳ２ｄ）、指定ブロック数以上に変化があれば「変化あり」と判定する（ステップＳ２ｅ）。

媒体面検知手段１４（進入検知手段１４ｃ）では、待機時における上記判定結果が「変化あり」であれば、媒体面１が撮像範囲内へ進入したと判断し、進入検知手段１４ｃから自動的にトリガ指令（コードの読取動作の開始指令）を送出してコード２の読取動作を開始させる。例えば、図７（Ａ）の模式図に示すように、時系列的に前の取込画像の監視ブロックＢ１（ｉ）（本例では、取込画像を９分割した９ブロックが監視ブロックであり、ｉ＝１〜９）と、後の取込画像の監視ブロックＢ２（ｉ）とを比較して画像成分の変化が無ければ、読取動作を開始せずに待機状態のままとする。また、図７（Ｂ）に示すように、監視ブロックにおいて指定ブロック数（例えば３ブロック）以上に変化があれば、「変化あり」の判定結果を監視手段１４ｂから受けて進入検知と判断し、コード２の読取動作を開始させる（ステップＳ３）。

媒体面検知手段１４は、コード解読手段１２によるコード２の読取動作中も媒体面検知処理を継続する（ステップＳ４〜Ｓ６）。そして、離脱検知手段１４ｅでは、図７（Ｃ）に示すように、監視ブロックにおいて画像の変化が無い状態が一定時間経過（後述するタイムアウト時間を超過）したと判定したのであれば、媒体面１が撮像範囲内から離脱したと判断し（ステップＳ７）、コード２の読取動作を停止させて再び読取待機状態に入る。

以上の動作を繰り返すことにより、読取スイッチの操作をしたり、媒体進入検知センサを設けたりすることなく、自動的に媒体面を検知してコードを読み取ることが可能となる。また、連続読取モードなども読取動作モードの切替え操作をすることなく、自動的に複数のコードを読み取ることが可能となる。

次に、本発明を適用したコード読取装置の動作例と媒体面検知処理の詳細について、図８のフローチャートの流れに沿って説明する。
＜読取待機時の画像取込処理＞
先ず、画像取込手段１４ａにより、コードの読取待機時に撮像手段１１を作動して撮像範囲内の画像（媒体面検知用の画像）を定期的に取込む。その際、一定条件、例えば映像信号の利得、シャッタースピード、及び内部照明を可変せずに同一設定として撮像範囲内の画像を定期的に取込み、記憶手段に時系列に記憶する。ここで取込む画像は、撮像範囲内の全ての画像を対象としても良いが、本実施の形態では、画像領域より小さな特定範囲内の画像（例えば縦横半分（面積比が１／４）の領域の画像）を対象としている（ステップＳ１１）。

なお、照明手段１３を有する装置の場合は、照明は一定以上の周囲光があるときは点灯せず、暗いときは点灯させる。この照明制御は、媒体面検知手段１４が、読取待機時に取込んだ画像データを基に周囲の光量を検出し、コード解読手段１２によるコード読み取り時、光量に応じて点灯制御等を行う。好ましい実施の形態では、上記ステップＳ１１において、画像を定期的に取込む際には、照明手段１３による内部照明をつけなくてもある程度の範囲の照度に対応できるように、例えば、映像信号の利得とシャッタースピードの設定を複数（例えば、設定Ａ，設定Ｂ，設定Ｃの３パターン）設定しておき、画像を取込む際に、設定Ａ（t1）→設定Ｂ（t2）→設定Ｃ（t3）→設定Ａ（t4）→設定Ｂ（t5）→設定Ｃ（t6）・・・というように、映像信号の利得とシャッタースピードを順番に変化させる。そして、図８中に示すように、各設定パターンに対応する画像データ（ＧＡ（t1）、ＧＢ（t2）、ＧＣ（t3）、・・・）を媒体面記憶エリアに取込み、媒体面の検知処理（媒体面有無の判定処理）を行うときには、同じ明るさの直前の画像と比較（同一設定パターンの時系列的に連続する前後の画像をそれぞれ比較）する処理方式とするのが好ましい。あるいは、照明手段１３を有する装置の場合は、照明手段１３を作動すると共に照明光の光量を制御し、明るさが複数種類の画像を順次取込み、同じ明るさの直前の画像と比較する処理方式としても良い。

また、他の処理形態としては、（１）上記映像信号の利得とシャッタースピードの設定パターンの数を変化させる形態、（２）取込んだ画像の平均輝度や最高輝度を基に映像信号の利得が基準値（最適値）となるように制御して、同じ条件（調整後の映像信号の利得）の画像を取込む形態、（３）各パターンの２つの画像データ（設定Ａに対応する画像データＧＡ（t1）→ＧＡ（t2）、設定Ｂに対応する画像データＧＢ（t3）→ＧＢ（t4）・・・）を順次取込む形態、のうちのいずれか１つの形態、又は組み合わせた形態を採用するようにしても良い。
＜媒体面検知処理＞
印刷媒体や画像表示媒体等の媒体面（本例では紙面）を検知する際には、画像取込手段１４ａにより取込まれた画像の画像領域内を、監視手段１４ｂにより所定数のブロックに分割し、１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとし、定期的に取込まれる前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して上記監視ブロックでの画像成分の変化量を監視する。その際、処理高速化のため、例えば監視ブロック内の画素群のうち、所定の割合の画素を間引き、その画素群から成る各ブロックの画像成分を比較する形態とするのが好ましい。なお、本実施の形態では、例えば紙面の進入検知時は１／２画素、紙面が抜けたときの検知時は１／４画素を間引くというように、進入検知時と離脱検知とで間引率を変えるようにしている。その際、間引く画素数を１、２、３、４・・・というように、画像の大きさに応じて間引く画素数を変えるようにしても良い。

ここで、ブロックの分割形態と上記監視ブロックの設定形態について具体例を示して説明する。

媒体面１の撮像範囲内への進入の検知処理においては、例えば、取込んだ画像範囲の中心から５０％の領域内を９ブロック（３×３）に分割する。ここで言う５０％は辺の長さに対する割合である（面積では２５％の領域内を分割）。一方、撮像範囲からの離脱の検知処理においては、例えば取込んだ画像範囲の１００％を９ブロック（３×３）に分割する。複数のブロックに分割する理由は、画像の部分的な変化を監視した方が、全体の画像の変化を監視する場合と比較して、高い精度で画像の変化を検知できるからである。

監視手段１４ｂでは、分割したブロック群のうちの１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとする。上記特定ブロックは、例えば、ｎ、ｍを２以上の整数として、（１）ｎ×ｎ、（２）ｎ×ｍ、（３）ｎ×ｎのブロックの中の周囲（外周縁側の環状ブロック）のみ、（４）ｍ×ｎのブロックの中の周囲のみ、（５）中心の１ブロック又は複数ブロックのみ、（６）対角線で分けた４ブロックの中のいずれか１つのブロック（又は、いずれか２つ若しくは３つのブロック）である。なお、ブロックの形状は、正方形に限るものではなく、上記（１）〜（５）の分割領域に長方形や円形、多角形などでも良く、それらの形状を、コードが付された媒体面の形状やコードの種類、媒体の進入方向などに応じて設定するようにしても良い。

さらに、これらの特定ブロックのパターンを、媒体の進入時、抜けたときの検知で可変にしたり、画像範囲によって可変にしたりする形態としても良い。例えば対象を小さくすれば処理速度が速くなるので、デコードに適している画角中心のみで進入を検知するのであれば、中心部分１ブロックのみの検知で充分である。また、検知した画角内の位置や動きを詳細に検知するのであれば、画角全体に対してブロック分割数を増やして検知することが有効である。このように検知したい部分、検知対象の大きさや画角の大きさにより分割するブロック数や形状を変化させることで、処理速度や精度を向上させることができる。

監視手段１４ｂでは、上記特定ブロックを監視ブロックとして画像成分の変化量を監視する。媒体面を検知する際に、画像成分として例えば輝度値の標準偏差又は平均輝度値を用いる。すなわち、明るさの変化やパターンの変化を捉えることで媒体面を検知する。あるいは、標準偏差、平均輝度値の他に、輝度（又は濃度）の最大値、最小値、中央値、平均偏差、最大値と最小値の差分の１／２（大まかな誤差が求められる）、標準偏差／平均輝度、微分量、積分量、Ｘ，Ｙプロファイル、コントラスト、周波数成分、ヒストグラムの歪度、尖度等をパラメータとして、それらのパラメータのうちの少なくとも１つ、又は組み合わせたものを上記画像成分として、その変化量を監視するようにしても良い（ステップＳ１２）。

進入検知手段１４ｃでは、定期的に取込まれる前後の画像において、対応する監視ブロック間の画像成分の変化量と閾値とを比較して、媒体面の撮像範囲内への進入を検知する。例えば、判定対象のブロック数（指定ブロック数）が１の場合、監視ブロックのブロック群の中で、変化量（前後の画像における標準偏差や平均輝度の変化量）が閾値の範囲外となっているブロックが１つ以上あるか否かを判定し（ステップＳ１３）、１つ以上あると判定した場合に媒体面が進入したと判断し、媒体面検知に係る動作を待機状態にすると共に、コードの読取動作を開始させるためのトリガ指令をトリガ指令出力手段１４ｄにより出力し、コードの読取動作を開始させる。

なお、上記ステップＳ１３における媒体面進入検知（及び媒体面離脱検知）の判定に用いる閾値は固定とするのではなく、画像を取込む際の環境などに応じて可変とするのが好ましい。本実施の形態では、閾値のレベルは、背景と媒体面の色やパターンの差を考慮して５段階に分けている。例えば、媒体面の検知前に取込んだ画像を背景画像として、その背景画像の画像成分と画像成分の変化を検出した時の画像成分との差分量に応じて閾値のレベルを可変する。この閾値のレベルは５段階でなくても、簡単に感度を調整するのであればより段階数を小さく、環境に合わせて精度よく調整するのであればより段階数を増やすようにすれば良い。また、進入検知手段１４ｃでは、進入の検知の他に進入方向を検知するようにしても良い。例えば、標準偏差、平均輝度以外の前述のパラメータの変化を利用し、変化したブロック位置、変化した順番を記憶することで媒体面の進入した方向を検知し、その進入方向検知情報を、監視ブロックの形状などを設定するに使用したり、コード画像の抽出処理で利用したりするようにしても良い。
＜コード読取用の画像取込処理＞
トリガ指令を受けた制御手段１５では、撮像手段１１（及び照明手段１３）の動作を制御して、一定条件で画像を取込む（ステップＳ１４）。なお、環境に自動的に適用できるように、上記ステップＳ１４において、前記ステップＳ１１で検知した映像信号の利得（調整後の映像信号の利得）及びシャッターのパターンを用いて画像を取込む形態とするのが望ましい。また、＜読取待機時の画像取込処理＞において説明した「他の処理形態（１）〜（３）」を採用するようにしても良い。
＜デコード処理＞
コード解読手段１２では、ステップＳ１４で取込んだ画像を処理して、媒体面に表記されたコードの画像を抽出すると共にコードを解読し、解読した結果をデコードエリアに格納する。このデコード処理については公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。なお、業務用のコード読取装置の場合、読み取ったコードのデータ（本例ではコード解読後のデータ）は、例えばリアルタイムに伝送するモードのときには、通信用ケーブル若しくは無線通信手段を介して上位システム２０（ＰＯＳシステムのコンピュータ等）に送信され、バッチ処理方式のモードのときには、当該データが記憶媒体１８に蓄積されて記憶される（ステップＳ１５）。
＜離脱検知処理＞
監視手段１４ｂは、上記コードの読取動作中（ステップＳ１４、Ｓ１５コードの処理中）、離脱検知用の監視ブロック（特定ブロック）を対象として、読み取り動作中に取込んだ画像の監視ブロックでの画像成分の変化量の監視処理（前述の＜媒体面検知処理＞における監視処理と同様）を継続しており、離脱検知手段１４ｅでは、監視中の画像成分の変化量と閾値（離脱判定用の閾値）とを比較して媒体面の撮像範囲内からの離脱を検知し、その検知結果（離脱の有無＝媒体面の有無を示す情報）を媒体面検知エリアに記憶する。本実施の形態では、上記閾値は判定用の範囲（下限値０〜上限値Ｌ）を示す閾値であり、離脱検知手段１４ｅでは、画像成分の変化量が一定時間継続して上記範囲内の変化量となっていれば、すなわち、一定時間以上前後の画像に変化がなければ、移動がなく媒体面が抜けたものと判断し、次のコードに対する読取待機状態に遷移させる（ステップＳ１６）。以降、ステップＳ１１〜ステップＳ１６の動作を繰り返すことにより自動的に媒体面の検知及びコード解読が可能となる。

なお、本発明に係るコード読取装置では、同一コードの二度読み防止のために、図8のフローチャートのステップＳ１７〜Ｓ２７に示すように、デコード結果及び媒体面の検知結果に応じて読取動作時間（タイムアウト時間）を設定し、コード読取処理と媒体面離脱検知処理を行うようにしている。

以下、二度読み防止に係る処理（二度読み禁止制御）について、ステップＳ１７〜Ｓ２７に示す処理の流れに沿って説明する。

離脱検知手段１４ｅでは、媒体面の離脱判別時間として用いる読取動作時間（以下「タイムアウト時間」と呼ぶ）の初期値を設定すると共に（ステップＳ１７）、コード解読手段１２のデコード結果をデコードエリアから読み出し、読取成功、二度読み状態、及び読取不成功（コードが読めない）のいずれであるかをデコード結果により判定する（ステップＳ１８）。そして、読取成功（本例ではデコード成功）と判定したのであれば、二度読み禁止時間を設定する（ステップＳ１９）。一方、上記ステップＳ１８において二度読み状態と判定したのであれば、二度読み禁止時間を延長すると共に（ステップＳ２０）、ステップＳ１６の媒体面検知処理における画像変化の判定結果をチェックし（ステップＳ２１）、「変化有り」と判定していたのであれば、タイムアウト時間を延長する（ステップＳ２２）。他方、上記ステップＳ１８において読取不成功と判定したのであれば、二度読み時間（本例では１．５秒）を経過したか否かを判定し（ステップＳ２３）、経過してれば、デコードしたコードが同一コードか（二度読み状態か）を照合するバッファを初期化する（ステップＳ２４）。続いて、ステップＳ１６の媒体面検知処理における画像変化の判定結果をチェックし（ステップＳ２５）、「変化有り」と判定していたのであれば、タイムアウト時間を延長する（ステップＳ２６）。

以上のステップＳ１７〜ステップＳ２６のように、離脱検知手段１４ｅでは、コードの読取状態（デコード結果）及び画像の変化状態（前後画像の変化の有無）に応じてタイムアウト時間を調整する。続いて、コードの読取動作の開始時点からの時間とタイムアウト時間とを比較し、タイムアウト時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２７）。そして、タイムアウト時間を経過していないのであればステップＳ１４に戻り、コードの読取動作を繰り返し、タイムアウト時間を経過したのであれば、次のコードに対する読取待機状態とし、コードの読取動作を終了する。

図９は、上述した離脱検知処理に用いる動作時間（媒体面離脱判別時間）設定テーブル（）の一例を示す図であり、図９中の「Ａ」は読取タイムアウト時間延長なしを示すフラグ、「Ｂ」は二度読み禁止時間延長なしを示すフラグ、「Ｃ」は同一コードかを照合するバッファの初期化を示すフラグ、「Ｘ」は読取タイムアウト時間の延長を示すフラグ、「Ｙ」は二度読み禁止時間の延長を示すフラグを示している。Ｘ，Ｙの時間は段階的に変えることができる。

コード解読手段１２は、上記のような制御テーブルを用いて、コードの読取状態及び画像の変化状態に応じて読取動作時間を調整し、前述のステップＳ１４〜Ｓ２７に示したコードの読取処理を実行するようにしている。

なお、媒体面の離脱を検知する他の方法としては、図１０のフローチャートに示すように、図８に示したフローチャートのステップＳ１５（デコード処理）の後に、画像取込みを行うステップＳ１５Ａを設け、コード読取待機時と同じ撮像条件で画像を取込んで、媒体面の離脱を検知しても良い。または、同様に、コード読取待機時と同じ撮像条件で画像を取込んで、媒体面の進入検知時に、最初に撮影しておいた画像（ステップＳ１４で取込んだ画像）とデコード処理後に取込んだ画像（ステップＳ１５Ａで取込んだ画像）とを比較し、似た画像が得られるかあるいは一定時間以上画像に変化が無ければ、撮像範囲内から離脱したものと判断する方法があり、この方法を採用するようにしても良い。

次に、撮像手段の視野（撮像範囲）の中央部に媒体面が存在していること（若しくは静止していること）を検知し、その時点で、媒体面に表記されたコードのデコード処理を開始させる実施形態について説明する。なお、全体の動作は上述した実施の形態と同様のため、説明を省略もしくは簡略化して説明する。

上述した実施の形態においては、監視手段１４ｂの「変化あり」の条件は、画像変化を検出した監視ブロックの数が指定ブロック数以上であるか否かだけであるが、本実施の形態では、監視手段１４ｂの監視機能として、「変化あり」の監視の他に、画像変化した監視ブロックの各ブロックの位置を監視する機能を備える。また、進入検知手段１４ｃの検知機能として、監視手段１４ｂからの位置情報（「変化あり」のブロックの位置情報）に基づいて、媒体面が撮像手段１１の撮像範囲内の中央部に存在していることを検知する機能を備える。なお、好ましい実施の形態では、媒体面が、（ａ）撮像範囲内の中央部に存在していること、（ｂ）撮像範囲内の中央部に静止していること（略中央部に静止状態）のいずれも検知できる機能を備えている。その場合、トリガ指令は状況に応じて、上記（ａ）又は（ｂ）のどちらかを選択可能としている。例えば、高速シャッターやストロボ照明使用時は、（ａ）の検知形態とすることができる。そして、トリガ指令出力手段１４ｄでは、媒体面が撮像範囲内の中央部に存在していること、あるいは静止していることが検知された時点で、コードの読取動作を開始させるためのトリガ指令を出力する形態とする。なお、上記の各手段による一連の処理は、媒体面検知手段１４の処理であり、ソフトウェアの構成等を限定するものではない。以下に、具体例を示して本実施の形態を説明する。以下の具体例では、（ｂ）の検知形態とした場合を例として説明する。

図１１及び図１２（Ａ）〜（Ｆ）は、本実施形態における媒体面検知手段の処理形態を説明するための模式図である。ここでは、図１１に示すように、撮像範囲４（取込んだ画像範囲）の中心から５０％の領域内を９ブロック（３×３）に分割し、分割した９ブロックの全てを監視ブロック３とした場合を例として説明する。

媒体面検知手段１４では、画像変化した監視ブロックの位置を監視し、媒体面１が撮像範囲４内の中央部に静止していることを検知した時点でコードの読取動作を開始させる。例えば、図１２（Ａ）の状態は、「変化あり」の監視ブロックが１ブロックも無いので、「媒体無し」と判定し、例えば図１２（Ａ）→ （Ｂ）→ （Ｃ）というように、前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して、各ブロックの位置における「変化の有無」の状態が遷移している場合は、「媒体面接近中」と判定する。なお、図１２中の「０」は「変化なし」、「１」は「変化あり」を示している。媒体面検知手段１４では、例えば監視ブロックの位置情報に対応させて変化の有無を記憶するテーブルを用いて、「変化あり」を検知したブロックの位置に「１」を書込み、画像変化した監視ブロックの位置を監視することによって媒体面の動きを認識する。

そして、前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して、各ブロックの位置における「変化の有無」の状態が遷移せずに固定している場合、例えば、図１２（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、監視ブロック群のうち、同一のブロック位置の「変化あり」の状態が変化していなければ、「媒体が撮像範囲内の中央部付近で静止している」と判定する。また、図１２（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、例えば、前後の画像において監視ブロックの全てのブロックが「変化あり」であれば、「媒体が撮像範囲内の中央部で静止している」と判定する。その際、監視ブロックが図６（Ｂ）の形態（中心のブロックのみを監視ブロックとする形態）を採用している場合は、中心位置のブロックの状態が「変化あり」のまま遷移していないときは、「媒体が撮像範囲内の中央部付近で静止している」と認識することになる。このように、媒体面検知手段１４では、当該位置における監視ブロックの変化の状態を監視することによって媒体面の動きを推定し、媒体面が静止状態か移動状態かを判定する。そして、中央部付近又は中央部で静止していると判定した場合に、デコード処理を実行させる。なお、媒体面１の大きさ、コード２の大きさと媒体面上での表記位置、ブロック分割数等の可変要素により、静止状態を監視するブロック数（図１２中の「１」のブロック数）は異なる。但し、このブロック数は、少なくとも読取対象のコード２が撮像範囲４の内部にあること（撮像手段１１の視野内に捉えられること）を条件として、可変要素に応じて変更可能に設定される。

以上のように、画像変化したブロック位置を監視することにより、媒体位置の動きがわかるので、媒体面が画像の中央に来たこと、及び、静止していることを検出することができる。その結果、視野の中央部で媒体面を捉えてデコード処理するので、視野外にコードがはみ出した不完全な画像をデコードすることが減り、また、視野中央部付近の画像品質（画像歪、分解能）の優れたコードを読むので、読取精度が向上する。

また、カードの媒体面や携帯電話機の表示面などに表記されているコードを読み取る定置式のコード読取装置（例えば、机上にコード読取装置が下向きに配置されたコード読取装置）に適用した場合には、従来のコード読取装置の場合は次のような問題が生じるが、本発明を適用したコード読取装置の場合は問題が生じない。

従来の定置式のコード読取装置では、例えば、読取面（装置の真下）にコードの表記された媒体面（価格等が符号化されたコードが表記されたラベル等）を人が差し入れて、コードが装置の視野の中央辺りで静止させ、読み取りできるまで待つことになる。この過程において、単純に、撮像−デコード−撮像−デコード・・・と処理すると、読取装置のデコード時間が長いため、紙面を差し入れしつつある画像（視野にコードが一部しか入っていない画像）を基に紙面を検知してデコード処理してしまうと、デコードが失敗するのみならず、デコード処理時間がロスされることになる。最終的に、媒体面に表記されているコード部分が視野中心付近の画像は得られるが、時間的なロスが、操作者のイライラや効率低下の原因になる。

本発明を適用したコード読取装置の場合、媒体面が中央視野に来るタイミングを検知することが可能であり、接近途中の画像（コードの一部が撮像範囲外にある画像）をデコードしてしまう無駄をなくすことが可能になるなど、優れた効果を奏する。

なお、上述した実施の形態では、スーパーマーケットやデパートのレジなどで使用されるハンディタイプの業務用コード読取装置に適用した場合を例として主に説明したが、本発明は、上記のように、読取面が筐体上面部に設けられており、カードの媒体面や携帯電話機の表示面などに表記されているコードを読み取る定置式のコード読取装置にも適用可能であり、さらに、業務用に限らず、コード読取機能を有する携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの個人用の各種情報処理装置にも適用することができる。

本発明に係る媒体面検知機能を有するコード読取装置の一例を示す外観図である。

本発明に係るコード読取装置の構成例を示すブロック図である。

本発明に係る媒体面検知手段の構成の一例を示す機能ブロック図である。

本発明の概要を説明するためのフローチャートである。

図４のフローチャートの分図である。

本発明に係る媒体面検知処理に用いる監視ブロックの例を示す模式図である。

本発明に係る媒体面検知処理の概要を説明するための模式図である。

本発明を適用したコード読取装置の動作例と媒体面検知処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

媒体面の離脱検知処理に用いる動作時間設定テーブルの一例を示す図である。

本発明に係る媒体面検知処理の他の例を説明するためのフローチャートである。

本発明に係る媒体面検知手段の他の処理形態を説明するための第１の図である。

本発明に係る媒体面検知手段の他の処理形態を説明するための第２の図である。

符号の説明

１ 媒体
２ 読取対象（コード）
３ 監視ブロック
４ 撮像範囲
１０ コード読取装置
１０ａ 読取面
１０ｂ 読取スイッチ
１０ｃ 支持台
１１ 撮像手段
１２ コード解読手段
１３ 照明手段
１４ 媒体面検知手段
１４ａ 画像取込手段
１４ｂ 監視手段
１４ｃ 進入検知手段
１４ｄ トリガ指令出力手段
１４ｅ 離脱検知手段
１５ 制御手段
１５ａ ＣＰＵ
１５ｂ メモリ
２０ 上位システム

Claims (11)

1. 画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を処理して媒体面に表記されたコードを読取るコード読取手段とを備えたコード読取装置に適用される媒体面検知プログラムであって、
   前記コード読取装置を、
   前記コードの読取待機時に前記撮像手段を作動して撮像範囲内の画像を定期的に取込む画像取込手段と、
   前記画像取込手段により取込まれた画像の画像領域内を所定数のブロックに分割し、１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとして、前記定期的に取込まれる前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して前記監視ブロックでの画像成分の変化量を監視する監視手段と、
   前記コードの読取待機時に前記画像成分の変化量の検出情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内への進入を検知する進入検知手段と、
   前記進入が検知された時点で、前記コードの読取動作を開始させるためのトリガ指令を出力するトリガ指令出力手段
   として機能させることを特徴とする媒体面検知プログラム。
2. 前記監視手段は、前記画像成分の変化量を監視すると共に、画像変化した監視ブロックの各ブロックの位置を監視し、前記進入検知手段は、前記コードの読取待機時に前記画像成分の変化量の検出情報及び前記監視手段からの位置情報に基づいて、媒体面が前記撮像手段の撮像範囲内の中央部に存在していることを検知し、且つ、前記トリガ指令出力手段は、前記中央部に存在していることが検知された時点で前記トリガ指令を出力することを特徴とする請求項１に記載の媒体面検知プログラム。
3. 前記画像成分の変化量及び前記コードの読取動作の開始時点からの経過時間の情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内からの離脱を検知すると共に、次のコードに対する読取待機状態に遷移させる離脱検知手段として、前記コード読取装置を更に機能させることを特徴とする請求項１又は２に記載の媒体面検知プログラム。
4. 前記画像成分の変化量は、前記監視ブロック間の輝度値の標準偏差又は平均輝度値の変化量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の媒体面検知プログラム。
5. 前記画像取込手段は、前記画像を取込む際に映像信号の利得とシャッタースピードの設定を複数のパターンに変化させて各パターンの画像を取込み、前記監視手段は、前記監視ブロック間の画像成分を比較する際に前記各パターンでの画像成分の変化量を監視することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の媒体面検知プログラム。
6. 前記監視手段は、前記監視ブロックを設定する際に、前記分割の対象とする画像範囲、前記ブロックの形状、大きさ、及び分割数のうちの少なくとも１つの要素を可変することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の媒体面検知プログラム。
7. 前記監視手段は、前記コード読取装置の動作モードに応じて前記要素を可変することを特徴とする請求項６に記載の媒体面検知プログラム。
8. 前記進入検知手段は、前記画像成分の変化量が閾値の範囲外となっているブロックの数を媒体面検知の判定要素として前記媒体面の進入を検知することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の媒体面検知プログラム。
9. 前記コード読取手段が前記コードの解読機能を有する場合、前記離脱検知手段は、前記コードの解読状況に応じて前記経過時間を設定することを特徴とする請求項３に記載の媒体面検知プログラム。
10. 前記検知の対象となる媒体面が、印刷媒体、画像表示媒体、及び前記コードがダイレクトマーキングされた媒体の面を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の媒体面検知プログラム。
11. 画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を処理して媒体面に表記されたコードを読取るコード読取手段とを備えたコード読取装置における媒体面検知方法であって、
    前記コードの読取待機時に前記撮像手段を作動して撮像範囲内の画像を定期的に取込むステップと、
    前記画像取込手段により取込まれた画像の画像領域内を所定数のブロックに分割し、１つ以上の特定ブロックを監視ブロックとして、前記定期的に取込まれる前後の画像において対応する監視ブロック間の画像成分を比較して前記監視ブロックでの画像成分の変化量を監視するステップと、
    前記コードの読取待機時に前記画像成分の変化量の検出情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内への進入を検知すると同時に前記コードの読取動作を開始させるステップと、
    前記画像成分の変化量及び前記コードの読取動作の開始時点からの経過時間の情報に基づいて前記媒体面の前記撮像範囲内からの離脱を検知すると共に、次のコードに対する読取待機状態に遷移させるステップと、
    を有することを特徴とする媒体面検知方法。

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