JP2007328672A - ２次元コード復号装置、２次元コード復号方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】様々な態様の画像の歪みに応じた２次元コードの復号を行うことのできる２次元コード復号装置を提供する。
【解決手段】２次元コードを含む画像を取得し、取得した画像に含まれる２次元コードの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、当該２次元コードの復号に用いる復号方式を選択し、選択した復号方式により当該２次元コードの復号を行う２次元コード復号装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、２次元コード復号装置、２次元コード復号方法及びプログラムに関する。

例えばＱＲコード（登録商標）など、デジタルデータを画像の２次元的な明暗パターンによって表す２次元コードがある。このような２次元コードは、紙などの媒体上に画像として形成され、例えばフラットベッドスキャナなどの画像読み取り装置により、光学的に読み取られる。２次元コード復号装置は、このように画像読み取り装置によって読み取られた画像の画像データを取得し、当該画像を解析することで、２次元コードによって表される元のデータを復号する装置である（２次元コード復号装置の例について、特許文献１参照）。
特許第３４５８７３７号公報

上記の場合において、画像読み取り装置によって読み取られる画像には、歪みが生じる場合がある。そのため、２次元コード復号装置は、このような歪みが生じた画像からも復号が可能な復号方式により、復号処理を行う必要がある。しかしながら、この画像の歪みは、読み取られる２次元コード等によって様々な態様のものがあり得る。例えば大型の２次元コードの場合、画像の歪みは部分的・局所的なものとして発生することが多い。一方、小型の２次元コードの場合には、２次元コードの全体がひし形や台形などに幾何変換されたような歪みが生じやすい傾向がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、様々な態様の画像の歪みに応じた２次元コードの復号を行うことのできる２次元コード復号装置、２次元コード復号方法及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る２次元コード復号装置は、２次元コードを含む画像を取得する２次元コード画像取得手段と、前記取得した画像に含まれる前記２次元コードの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、当該２次元コードの復号に用いる復号方式を選択する復号方式選択手段と、前記選択した復号方式により前記２次元コードの復号を行う復号手段と、を含むことを特徴とする。

また、上記２次元コード復号装置において、前記復号手段は、前記選択した復号方式による前記２次元コードの復号に失敗した場合には、前記複数の復号方式のうち、前記選択した復号方式とは別の復号方式により前記２次元コードの復号を行うこととしてもよい。

また、上記２次元コード復号装置において、前記復号方式選択手段は、前記２次元コードに含まれる、前記２次元コードの位置を検出するための位置検出パターンの大きさに基づいて、復号方式を選択することとしてもよい。

さらに、前記復号手段は、前記複数の復号方式の一つとして、前記位置検出パターンの大きさに基づいて決まる大きさの複数の単位領域に含まれる画素の平均画素値に基づいて、前記２次元コードの復号を行うこととしてもよい。

また、本発明に係る２次元コード復号方法は、２次元コードを含む画像を取得するステップと、前記取得した画像に含まれる前記２次元コードの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、当該２次元コードの復号に用いる復号方式を選択するステップと、前記選択した復号方式により前記２次元コードの復号を行うステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るプログラムは、２次元コードを含む画像を取得する２次元コード画像取得手段、前記取得した画像に含まれる２次元コードの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、当該２次元コードの復号に用いる復号方式を選択する復号方式選択手段、及び前記選択した復号方式により前記２次元コードの復号を行う復号手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によれば、２次元コードを含む画像を取得して２次元コードの復号を行う場合に、２次元コードを含む画像に生じる様々な態様の歪みに応じた復号を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態に係る２次元コード復号装置１は、図１に示すように、制御部１１と、記憶部１２と、インタフェース部１３と、出力部１４と、を含んで構成されている。さらに、インタフェース部１３を介して画像読み取り装置２と接続されている。

制御部１１は、ＣＰＵ等であって、記憶部１２に格納されたプログラムに従って動作する。本実施形態においては、制御部１１は、画像読み取り装置２によって得られる２次元コードを含む画像（２次元コード画像）の画像データを、インタフェース部１３経由で取得する。そして、取得した２次元コード画像に含まれる２次元コードの復号を行う。本実施形態において制御部１１が実行する処理の例については、後述する。

記憶部１２は、制御部１１によって実行されるプログラムを保持するコンピュータで読み取り可能な情報記憶媒体であって、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ素子とディスクデバイス等との少なくとも一方を含んで構成されている。また、記憶部１２は、制御部１１のワークメモリとしても動作する。

インタフェース部１３は、画像読み取り装置２より到来する画像データを受信し、制御部１１に対して出力する。画像読み取り装置２は、例えばフラットベッドスキャナなどであって、紙などの媒体上に形成された画像を光学的に読み取って、得られた画像データを２次元コード復号装置１に対して送信する。特に本実施形態においては、画像読み取り装置２は媒体上に形成された２次元コードを含む２次元コード画像を読み取る。なお、画像読み取り装置２は、２次元コード復号装置１と一体に構成されていてもよい。この場合、インタフェース部１３はなくともよい。

出力部１４は、例えばディスプレイ等の表示部や、ネットワークインタフェース等の通信部であって、情報の出力を行う。本実施形態においては、出力部１４は、制御部１１の処理によって得られる２次元コードから復号された復号データを、表示部に表示させたり、通信部を介して外部の情報処理装置に送信したりするなどの手段で出力する。

次に、２次元コード復号装置１が実現する機能について説明する。２次元コード復号装置１は、機能的に図２に示すように、２次元コード画像取得部２１と、復号方式選択部２２と、復号処理部２３と、を含んで構成されている。これらの機能は、例えば制御部１１が記憶部１２に格納されているプログラムを実行することによって実現できる。この場合において、当該プログラムは例えばインターネットなどの通信ネットワーク経由で提供されることとしてもよいし、また例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な各種情報記録媒体に格納されて提供されることとしてもよい。

２次元コード画像取得部２１は、２次元コードＣを含んだ２次元コード画像を取得する。具体的に、２次元コード画像取得部２１は、画像読み取り装置２が２次元コードの形成された媒体を読み取って得られる画像データを受信することにより、２次元コード画像を取得する。なお、２次元コード画像には２次元コードＣが１つだけ含まれてもよいし、複数含まれてもよい。

図３は、本実施形態において処理の対象となる２次元コードＣがＱＲコードである場合の、２次元コードＣの一例を模式的に示す図である。図３の例においては、２次元コードＣ内の符号化領域Ｄに、所定のサイズ及び形状の複数のモジュール（単位領域）が配列されている。この各モジュールの明暗、すなわち各モジュールが黒色か白色かによって、２次元コード化の対象となった対象データの内容を示すビット列が表される。なお、図３においては、各モジュールの明暗のパターンについては省略されている。また、以降の説明においては、各モジュールは所定の大きさの正方形であることとする。

また、２次元コードＣには、３つの位置検出パターンＰ（Ｐ１，Ｐ２，及びＰ３）が含まれている。位置検出パターンＰは、２次元コードＣ内の所定の位置に配置された所定パターンの画像であって、その大きさは２次元コードＣの大きさに応じて決まる。この位置検出パターンＰによって、２次元コード復号装置１は２次元コード画像中における２次元コードＣの位置を画定できる。

さらに、２次元コードＣは、位置合わせパターン（アラインメントパターン）Ａを含んでもよい。ここで位置合わせパターンＡは、２次元コードＣ内の所定位置に所定数だけ配置された所定パターンの画像であって、２次元コードＣの歪みを検出するために用いられる。図３の例においては、１個の位置合わせパターンＡが含まれている。ここでは位置合わせパターンＡの数及び位置は、２次元コードＣの型番によって決まるものとする。なお、２次元コードＣの型番は、２次元コードＣにより符号化されているビット列のサイズによって決まる、２次元コードＣの大きさを表す番号である。

復号方式選択部２２は、２次元コード画像取得部２１が取得した２次元コード画像に含まれる復号対象の２次元コードＣの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、２次元コードＣの復号に用いる復号方式を選択する。ここでは、復号方式の一例として、後述する小型コード用復号方式又は大型コード用復号方式のいずれかを選択するものとする。

具体的に復号方式選択部２２が実行する処理の例について、以下に説明する。

まず復号方式選択部２２は、２次元コード画像を２値化する。以降の処理はこの２値化された２次元コード画像に対して実行される。次に復号方式選択部２２は、２値化された２次元コード画像に含まれる位置検出パターンＰを検出する。そして、検出された位置検出パターンＰの位置に基づいて、２次元コード画像内の２次元コードＣの位置を画定する。

なお、２次元コード画像内に複数の２次元コードＣが含まれる場合、位置検出パターンＰは２次元コードＣの数の３倍だけ含まれることになる。この場合、復号方式選択部２２は、検出された位置検出パターンＰの中から略直角二等辺三角形を構成するような３個の位置検出パターンＰを選択する。そして、当該選択された位置検出パターンＰによって画定される領域の周辺に白色の余白領域（クワイエットゾーン）があるか否かを判定する。余白領域を検出できれば、復号方式選択部２２は選択された３個の位置検出パターンＰが、１個の２次元コードＣを画定するものであると判断する。

続いて復号方式選択部２２は、復号対象となる２次元コードＣを画定するものとして検出された位置検出パターンＰの位置により、当該２次元コードＣが２次元コード画像内で傾いているか否かを判定する。２次元コードＣが傾いている場合、２次元コード画像を回転させる画像処理を実行することにより、２次元コードＣが水平な状態になるように画像の変換を行う。

さらに復号方式選択部２２は、画定された２次元コードＣの大きさに基づいて、復号方式を選択する。具体的に、例えば復号方式選択部２２は、２次元コードＣの大きさが所定の閾値以下の場合には小型コード用復号方式を選択し、それ以外の場合には大型コード用復号方式を選択する。あるいは、２次元コードＣの大きさと２次元コード画像全体の大きさとに基づいて決まる、２次元コード画像上において２次元コードＣが占める面積の割合に基づいて、復号方式を選択してもよい。

また、復号方式選択部２２は、２次元コードＣの大きさと位置検出パターンＰの大きさとに基づいて求めた２次元コードＣに含まれるモジュール数に基づいて、復号方式を選択してもよい。この場合の具体例について、以下説明する。

まず復号方式選択部２２は、検出した３つの位置検出パターンＰ１，Ｐ２及びＰ３のそれぞれについて、各位置検出パターンＰの外接矩形の位置を決定する。位置検出パターンＰが図３に示されるようなパターンの場合、復号方式選択部２２は、位置検出パターンＰの中心座標から上下左右それぞれの方向に明暗のパターンが所定回数切り替わる箇所を探索することにより、位置検出パターンＰの外接矩形の位置を示す位置座標を決定できる。

次に復号方式選択部２２は、決定された外接矩形の位置によって決まる位置検出パターンＰの大きさに基づいて、モジュールのサイズを算出する。具体的には、まず各外接矩形の一辺の長さの平均値を算出する。図３の例においては、位置検出パターンＰはそれぞれ縦横ともに７モジュール分の大きさの正方形の形状である。そこで、この算出された平均値を７で除することにより、モジュールサイズｄ、すなわちモジュールの一辺の長さを算出できる。

さらに復号方式選択部２２は、２次元コードＣの一辺の長さを算出されたモジュールサイズｄで除することにより、２次元コードＣに含まれるモジュールの数を算出する。なお、復号方式選択部２２は２次元コードＣの縦方向及び横方向についてそれぞれ独立に、当該コードに含まれるモジュール数を算出してもよい。図３の例においては２次元コードＣの形状は正方形であり、本来縦方向のモジュール数と横方向のモジュール数とは一致するはずである。そこでそれぞれ独立に算出された縦方向のモジュール数と横方向のモジュール数とを比較し、両者の差が所定の閾値以上の場合には復号失敗と判定し、エラー処理を実行することとしてもよい。

次に復号方式選択部２２は、算出されたモジュールの数に基づいて、２次元コードＣの型番を推定する。すなわち、２次元コードＣに含まれるモジュール数は、型番に応じて予め定められている。そこで、算出されたモジュールの数に最も近い所定のモジュール数に応じた型番を、復号対象としている２次元コードＣの型番として推定する。そして、推定された型番に応じて、２次元コードＣのサイズを補正する解像度変換を行う。具体的には、２次元コードＣの一辺が、型番に応じたモジュール数に算出されたモジュールサイズｄを乗じた値になるように、２次元コードＣの拡縮を行う。なお、復号処理部２２は、２次元コードＣ全体の外接矩形の形状が正方形でない場合には、２次元コードＣの外接矩形が正方形となるようにアフィン変換を実行してもよい。

続いて復号方式選択部２２は、この推定された型番により、所定の条件に基づいて復号方式を選択する。例えば、型番の値が所定値より小さい（２次元コードＣに含まれるモジュール数が少ない）場合には小型コード用復号方式を選択し、それ以外の場合には大型コード用復号方式を選択する。これにより、２次元コード復号装置１は、符号化領域Ｄに含まれる型番情報やモジュール数を調べるまでもなく、２次元コードＣの大きさ及び位置検出パターンＰの大きさに基づいて型番を推定し、型番に応じた復号方式を選択することができる。

復号処理部２３は、復号方式選択部２２が選択した復号方式により２次元コードＣの復号を行う。以下、復号処理部２３が実行する大型コード用復号方式及び小型コード用復号方式のそれぞれによる復号処理の一例について、説明する。

まず、小型コード用復号方式による復号処理の例について説明する。この復号方式は、各モジュールに含まれる画素の平均画素値に基づいて各モジュールの明暗を決定する方式である。なお、以下に説明する例においては、復号方式選択部２２が、前述したように２次元コードＣの大きさ及び位置検出パターンＰの大きさに基づいて推定した型番に応じて、小型コード用復号方式を選択していることとする。

この場合、復号処理部２３は、前述した方法で復号方式選択部２２が算出したモジュールサイズｄに基づいて、符号化領域Ｄに含まれる各モジュールの領域を画定する。具体的には、２次元コードＣ全体の外接矩形を構成する直線に平行し、隣接する直線との間の距離がモジュールサイズｄとなる複数の直線により、符号化領域Ｄを１辺がモジュールサイズｄの正方形の領域に区分する。この区分された正方形の領域を、各モジュールの領域として画定する。

そして、復号処理部２３は、画定した各モジュールの領域に含まれる画素の平均画素値に基づいて、それぞれのモジュールの明暗を判定する。すなわち、平均画素値が所定の閾値以上か否かによって、各モジュールの明暗を決定する。

さらに復号処理部２３は、符号化領域Ｄに含まれる各モジュールの明暗に基づいて、２次元コードＣに埋め込まれたビット列を再生成する。そして、当該再生成されたビット列に対して、マスク処理の解除、誤り訂正処理などの所定処理を実行することにより、元のデータを復号し、出力部１４に対して出力する。

次に、大型コード用復号方式による復号処理の例について説明する。大型コード用復号方式により復号処理を行う場合、復号処理部２３は符号化領域Ｄに含まれる各モジュールの代表点（サンプリンググリッド）を決定し、当該各代表点の明暗に基づいて、各モジュールの明暗を決定する。

具体的には、復号処理部２３はまず２次元コードＣに含まれる位置合わせパターンＡの位置を検出する。この位置合わせパターンＡの位置を検出する処理は、例えば特許文献１に記載された方法により実現できる。さらに、復号処理部２３はこの検出された位置合わせパターンＡの位置に基づいて、符号化領域Ｄに含まれる各モジュールの代表点を決定する。各モジュールの代表点は、例えば各モジュールの中心点である。この代表点の画素の画素値に基づいて、復号処理部２３は各モジュールの明暗を決定できる。

各モジュールの明暗が決定された後は、復号処理部２３は小型コード用復号方式による場合と同様の処理により、元のデータを復号できる。このように、大型コード用復号方式によれば、位置合わせパターンＡの位置を検出し、検出された位置に基づいて各モジュールの代表点を決定することとなる。これにより、２次元コード復号装置１は、局所的な画像の歪みが生じている場合にも、これによって生じる位置合わせパターンＡの位置の変化に応じて各モジュールの代表点を算出することで、精度よく２次元コードＣの復号を行うことができる。

なお、復号処理部２３は、２次元コードＣの復号に失敗した場合には、複数の復号方式のうち、復号方式選択部２２が選択した復号方式とは別の復号方式により２次元コードＣの復号を行うこととしてもよい。例えば、復号方式選択部２２が小型コード用復号方式を選択し、復号処理部２３が小型コード用復号方式により２次元コードＣの復号処理を実行したが、復号に失敗したとする。このような場合に、復号処理部２３はさらに大型コード用復号方式により同じ２次元コードＣの復号処理を実行する。これにより、復号処理部２３は２次元コード画像に生じうる様々な歪みに応じた復号方式により復号処理を試みることができ、２次元コードＣを正常に復号できない場合を減らすことができる。

ここで、２次元コード復号装置１が実行する復号処理の流れの一例について、図４のフロー図に基づいて説明する。

まず２次元コード画像取得部２１が、２次元コードＣを含む２次元コード画像を取得する（Ｓ１）。次に、復号方式選択部２２が、Ｓ１で取得された２次元コード画像に対して、２値化処理を行う（Ｓ２）。そして、２値化された２次元コード画像に対して、位置検出パターンＰを検出する処理を行う（Ｓ３）。

続いて復号方式選択部２２は、Ｓ３で検出された位置検出パターンＰを、２次元コード画像に含まれる２次元コードＣをそれぞれ画定する３個の位置検出パターンＰの組み合わせに分類することにより、復号対象となる２次元コードＣの数及び位置を特定する（Ｓ４）。以降の処理は、この組み合わせによって特定された１又は複数の２次元コードＣのそれぞれについて、実行される。

次に復号方式選択部２２は、検出された位置検出パターンＰの位置に基づいて、２次元コードＣが水平な状態になるように画像を回転させる処理を行う（Ｓ５）。そして、位置検出パターンＰの位置によって決まる２次元コードＣの大きさに基づいて、復号方式を選択する（Ｓ６）。

次に、復号処理部２３が、Ｓ６で選択された復号方式により２次元コードＣの復号を行う（Ｓ７）。Ｓ７の処理において復号に失敗した場合、他の未実施の復号方式があるか否かを判定する（Ｓ８）。未実施の復号方式があれば、この未実施の復号方式により再度Ｓ７に戻って２次元コードＣの復号を行う。

Ｓ８の処理において未実施の復号方式がないと判定した場合、復号処理部２３は実行可能ないずれの復号方式によっても、２次元コードＣの復号に失敗したこととなる。この場合、復号失敗として次の処理（Ｓ１０）に進む。一方、Ｓ７の処理において復号に成功した場合、復号結果を出力部１４に対して出力し（Ｓ９）、次の処理に進む。

続いて復号処理部２３は、Ｓ４の処理で特定した数の全ての２次元コードＣに対して復号処理を実施したか否かを判定する（Ｓ１０）。取得した２次元コード画像にまだ処理の終わっていない２次元コードＣが含まれていれば、当該未処理の２次元コードＣを処理対象として、Ｓ５以降の処理を再度実行する。一方、全ての２次元コードＣに対する処理が終了していれば、取得した２次元コード画像に対する復号処理を完了する。

以上説明した本実施の形態によれば、２次元コードＣの大きさに基づいて復号方式を選択することにより、２次元コード画像に生じると予想される画像の歪みに応じた復号方式で２次元コードＣの復号を行うことができ、復号の精度を向上できる。

なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の実施形態により実現可能である。例えば上述した例においては小型コード用復号方式と大型コード用復号方式の２種の復号方式を用いることとしたが、復号方式選択部２２は３つ以上の復号方式の中から復号方式を選択することとしてもよい。

この場合、２次元コード復号装置１は、例えば２次元コードＣの大きさに関する複数のデータ範囲と、復号方式と、を対応づけた選択テーブルを記憶部１２内に保持することとしてもよい。復号方式選択部２２は、復号対象となる２次元コードＣの大きさが属するデータ範囲をテーブル内に含まれる複数のデータ範囲の中から選択し、当該選択したデータ範囲に対応づけられた復号方式を、当該２次元コードＣの復号処理に用いる復号方式として選択する。

また、例えば予めユーザにより復号方式を指定する操作指示があった場合には、復号方式選択部２２による復号方式の選択を行わず、指定された復号方式により２次元コードＣの復号を行うことしてもよい。この場合においても、復号処理部２３は指定された復号方式による復号に失敗した場合には、他の復号方式による復号処理を実行することとしてもよい。

本発明の実施の形態に係る２次元コード復号装置の概略の構成を表すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る２次元コード復号装置の機能を表す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る２次元コード復号装置による処理対象となる２次元コードの一例を模式的に表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る２次元コード復号装置によって実行される処理の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１ ２次元コード復号装置、２ 画像読み取り装置、１１ 制御部、１２ 記憶部、１３ インタフェース部、１４ 出力部、２１ ２次元コード画像取得部、２２ 復号方式選択部、２３ 復号処理部。

Claims (6)

1. ２次元コードを含む画像を取得する２次元コード画像取得手段と、
   前記取得した画像に含まれる前記２次元コードの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、当該２次元コードの復号に用いる復号方式を選択する復号方式選択手段と、
   前記選択した復号方式により前記２次元コードの復号を行う復号手段と、
   を含むことを特徴とする２次元コード復号装置。
2. 請求項１に記載の２次元コード復号装置において、
   前記復号手段は、前記選択した復号方式による前記２次元コードの復号に失敗した場合には、前記複数の復号方式のうち、前記選択した復号方式とは別の復号方式により前記２次元コードの復号を行う
   ことを特徴とする２次元コード復号装置。
3. 請求項１又は２に記載の２次元コード復号装置において、
   前記復号方式選択手段は、前記２次元コードに含まれる、前記２次元コードの位置を検出するための位置検出パターンの大きさに基づいて、復号方式を選択する
   ことを特徴とする２次元コード復号装置。
4. 請求項３に記載の２次元コード復号装置において、
   前記復号手段は、前記複数の復号方式の一つとして、前記位置検出パターンの大きさに基づいて決まる大きさの複数の単位領域に含まれる画素の平均画素値に基づいて、前記２次元コードの復号を行う
   ことを特徴とする２次元コード復号装置。
5. ２次元コードを含む画像を取得するステップと、
   前記取得した画像に含まれる前記２次元コードの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、当該２次元コードの復号に用いる復号方式を選択するステップと、
   前記選択した復号方式により前記２次元コードの復号を行うステップと、
   を含むことを特徴とする２次元コード復号方法。
6. ２次元コードを含む画像を取得する２次元コード画像取得手段、
   前記取得した画像に含まれる２次元コードの大きさに基づいて、複数の復号方式のうち、当該２次元コードの復号に用いる復号方式を選択する復号方式選択手段、及び
   前記選択した復号方式により前記２次元コードの復号を行う復号手段、
   としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
   

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