JP2011186777A - Bar-code reading device and bar-code reading method - Google Patents

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JP2011186777A JP2010051306A JP2010051306A JP2011186777A JP 2011186777 A JP2011186777 A JP 2011186777A JP 2010051306 A JP2010051306 A JP 2010051306A JP 2010051306 A JP2010051306 A JP 2010051306A JP 2011186777 A JP2011186777 A JP 2011186777A
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Kenji Mishima
健司 三縞
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bar-code reading device capable of decoding a bar code with high accuracy, from a bar-code image of low resolution, and to provide a bar-code reading method. <P>SOLUTION: The bar code reader includes a scanning data generating unit for generating a plurality of pieces of scanning data of the bar code; a high resolution image processing unit for generating one data sequence of resolution higher than the respective resolutions of the plurality of pieces of scanning data, on the basis of the plurality of pieces of scanning data; and a decoding unit for decoding that decodes the information of the bar code from the data sequence generated. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は,帳票や物体からバーコードを読み取るバーコード読取装置および方法に係り,特に低解像度の画像からバーコードを読み取るバーコード読取装置およびバーコード読取方法に関する。   The present invention relates to a barcode reading apparatus and method for reading a barcode from a form or an object, and more particularly to a barcode reading apparatus and a barcode reading method for reading a barcode from a low resolution image.

昨今のIT化の伸展により,情報量が大きなバーコードへの需要が増加し,バーコードの高密度化が進んでいる。従来,バーコード読取装置で高密度のバーコードを読み取る場合,読取対象のバーコードの細かさ(モジュール幅など)に応じた高い解像度(高分解能)のスキャナを必要としていた。たとえば最小モジュール幅が0.167mmと定義されているEAN128仕様のバーコードを読み取るためには,少なくともその約2倍の分解能(解像度が300dpi以上)のスキャナが必要となっていた。
なお,標本化位置の異なる複数組のデジタルデータから,ナイキスト周波数以上の原信号の高周波数成分を復元し,ぼけの少ない高解像度データを得る技術が公開されている(特許文献1参照)。
With the recent development of IT, the demand for barcodes with a large amount of information is increasing, and the density of barcodes is increasing. Conventionally, when a high-density barcode is read by a barcode reader, a scanner with a high resolution (high resolution) corresponding to the fineness (module width, etc.) of the barcode to be read has been required. For example, in order to read a barcode of the EAN128 specification in which the minimum module width is defined as 0.167 mm, a scanner having a resolution (resolution of 300 dpi or more) at least about twice that is required.
A technique for restoring high frequency components of an original signal having a Nyquist frequency or higher from a plurality of sets of digital data having different sampling positions to obtain high resolution data with little blur has been disclosed (see Patent Document 1).

特開平8−336046号公報JP-A-8-336046

ここで,高解像度のスキャナは高価であり,また高解像度の画像を得るためにはスキャンに要する時間がかかるとか,得られた画像のデータ容量が大きくなるなどの問題があった。
上記に鑑み,本発明は,低解像度のバーコード画像から,高精度でのバーコードのデコードを可能とするバーコード読取装置およびバーコード読取方法を提供することを目的とする。
Here, a high-resolution scanner is expensive, and there are problems such as that it takes time to scan to obtain a high-resolution image, and the data capacity of the obtained image increases.
In view of the above, an object of the present invention is to provide a barcode reading apparatus and a barcode reading method capable of decoding a barcode with high accuracy from a low-resolution barcode image.

本発明の一態様に係るバーコード読取装置は,バーコードの複数の走査データを生成する走査データ生成部と,前記複数の走査データに基づいて,これら複数の走査データそれぞれの解像度より高い解像度の1のデータ系列を生成する高解像処理部と,前記生成されたデータ系列から前記バーコードの情報をデコードするデコード部と,を具備する。   A barcode reader according to an aspect of the present invention includes a scan data generation unit that generates a plurality of scan data of a barcode, and a resolution higher than the resolution of each of the plurality of scan data based on the plurality of scan data. A high-resolution processing unit that generates one data series, and a decoding unit that decodes the barcode information from the generated data series.

本発明の一態様に係るバーコード読取方法は,バーコードの複数の走査データを生成するステップと,前記複数の走査データに基づいて,これら複数の走査データそれぞれの解像度より高い解像度の1のデータ系列を生成するステップと,前記生成されたデータ系列から前記バーコードの情報をデコードするステップと,を具備する。   A barcode reading method according to an aspect of the present invention includes a step of generating a plurality of barcode scan data, and one data having a resolution higher than the resolution of each of the plurality of scan data based on the plurality of scan data. Generating a sequence; and decoding the barcode information from the generated data sequence.

本発明によれば,低解像度のバーコード画像から,高精度でのバーコードのデコードを可能とするバーコード読取装置およびバーコード読取方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a barcode reading apparatus and a barcode reading method capable of decoding a barcode with high accuracy from a low resolution barcode image.

本発明の第1の実施形態に係るバーコード読取装置10を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a barcode reading apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention. 光電変換部11によって取得された帳票の画像データを表す図である。It is a figure showing the image data of the form acquired by the photoelectric conversion part 11. FIG. バーコード走査部14による走査の結果を表す模式図である。6 is a schematic diagram showing a result of scanning by a barcode scanning unit 14. FIG. 本発明の第2の実施形態に係るバーコード読取装置20を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the barcode reader 20 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下,図面を参照して,本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は,本発明の第1の実施形態に係るバーコード読取装置10を示すブロック図である。バーコード読取装置10は,帳票に印刷されたバーコードを読み取る装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a barcode reading apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. The barcode reader 10 is a device that reads a barcode printed on a form.

バーコード読取装置10は,光電変換部11,画像記憶部12,バーコード検出部13,バーコード走査部14,画像再構成部15,デコード部16,出力部17を有する。以下,光電変換部11等を順に説明する。   The barcode reader 10 includes a photoelectric conversion unit 11, an image storage unit 12, a barcode detection unit 13, a barcode scanning unit 14, an image reconstruction unit 15, a decoding unit 16, and an output unit 17. Hereinafter, the photoelectric conversion unit 11 and the like will be described in order.

この例では,光電変換部11,画像記憶部12,バーコード検出部13,バーコード走査部14の全体が「バーコードの複数の走査データを生成する走査データ生成部」として機能する。   In this example, the photoelectric conversion unit 11, the image storage unit 12, the barcode detection unit 13, and the barcode scanning unit 14 function as a “scanning data generation unit that generates a plurality of barcode scanning data”.

光電変換部11は,例えば,バーコードが印刷された帳票をスキャンして,帳票の画像データを生成する。即ち,帳票全体がスキャンされ,バーコード以外の情報も含む画像データが生成される。但し,バーコードは,必ずしも帳票(紙)上に表されたものに限定することを要しない。   For example, the photoelectric conversion unit 11 scans a form on which a barcode is printed, and generates image data of the form. That is, the entire form is scanned, and image data including information other than the barcode is generated. However, it is not always necessary to limit the bar code to that shown on the form (paper).

光電変換部11は,帳票を2次元的に読み取るものであり,「バーコードを含む2次元の画像データを生成する画像データ生成部」として機能する。光電変換部11は,例えば,一次元または2次元的に配列された光電変換素子を有する。2次元的に配列された光電変換素子,例えば,撮像カメラによって,帳票を平面的に読み取ることができる。また,1次元的に配列された光電変換素子,例えば,リニアセンサを帳票に相対的に移動させることで(帳票,光電変換素子の一方または双方を移動させる),帳票を平面的に読み取ることができる。   The photoelectric conversion unit 11 reads a form two-dimensionally and functions as an “image data generation unit that generates two-dimensional image data including a barcode”. The photoelectric conversion unit 11 includes, for example, photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally. A form can be read planarly by a two-dimensionally arranged photoelectric conversion element, for example, an imaging camera. In addition, it is possible to read a form in a two-dimensional manner by moving a one-dimensionally arranged photoelectric conversion element, for example, a linear sensor relative to the form (moving one or both of the form and the photoelectric conversion element). it can.

光電変換部11で読み取られた画像データは,画素が平面的に配置された2次元の画像データであり,各画素の明暗(濃淡,輝度)が複数ビット(例えば,nビット)で表されるものとする。図2は,光電変換部11によって取得された帳票の画像データを表す図である。領域A0,A1はそれぞれ,帳票全体,バーコードに対応する領域(後述のバーコード領域)である。   The image data read by the photoelectric conversion unit 11 is two-dimensional image data in which pixels are arranged in a plane, and the brightness (shading, brightness) of each pixel is represented by a plurality of bits (for example, n bits). Shall. FIG. 2 is a diagram illustrating the form image data acquired by the photoelectric conversion unit 11. Areas A0 and A1 are areas corresponding to the entire form and barcode (barcode areas described later), respectively.

画像記憶部12は,光電変換部11で読み取られた画像データを記憶する。画像記憶部12は,例えば,半導体メモリから構成され,画像データを記憶する。   The image storage unit 12 stores the image data read by the photoelectric conversion unit 11. The image storage unit 12 is composed of, for example, a semiconductor memory and stores image data.

バーコード検出部13は,例えば,次の(1)〜(4)のようにして,画像記憶部12に記憶された画像データからバーコード領域(バーコードが存在する領域)を検出する。
(1)画像の二値化
所定の値を越えるか否かに応じて,各画素の輝度を暗状態,明状態の2つに区分する(各画素の輝度の二値化)。
(2)線状領域の検出
暗状態の画素が線状に連続して配置する領域(線状領域)を検出する。バーコード内に存在する黒色の線(バー)を抽出するためである。この結果,複数の線状領域が検出される。
(3)バーコードの検出
複数の線状領域それぞれの傾きを算出し,傾きが略一致する線状領域をバーとして検出する。即ち,他の線状領域と傾きが一致しない線状領域は,バーに対応しないと判定される。
(4)バーコード領域の検出
検出されたバーを囲む領域をバーコード領域として検出する。
For example, the barcode detection unit 13 detects a barcode region (region where the barcode exists) from the image data stored in the image storage unit 12 as in the following (1) to (4).
(1) Binarization of image The luminance of each pixel is divided into two states, a dark state and a bright state, according to whether or not a predetermined value is exceeded (binarization of luminance of each pixel).
(2) Detection of linear region A region (linear region) in which dark pixels are continuously arranged in a linear shape is detected. This is because black lines (bars) existing in the barcode are extracted. As a result, a plurality of linear regions are detected.
(3) Barcode detection The inclination of each of the plurality of linear regions is calculated, and a linear region having substantially the same inclination is detected as a bar. That is, it is determined that a linear region whose inclination does not coincide with other linear regions does not correspond to a bar.
(4) Barcode area detection The area surrounding the detected bar is detected as a barcode area.

バーコード走査部14は,位置を変えながらバーコード領域を複数回走査するものであり,「生成された画像データから前記複数の走査データを抽出する走査データ抽出部」として機能する。図3は,バーコード走査部14による走査の結果を表す模式図である。ここでは,位置(起点P0〜P4)を変えて,互いに略平行に5回走査し,画像記憶部12に記憶された画像データから走査データLi(L0〜L4)が抽出される。即ち,1回の走査ごとにバーコードの濃淡を表す数値の系列がデータ化される。   The barcode scanning unit 14 scans the barcode region a plurality of times while changing the position, and functions as a “scanning data extraction unit that extracts the plurality of scanning data from the generated image data”. FIG. 3 is a schematic diagram showing the result of scanning by the barcode scanning unit 14. Here, the positions (starting points P0 to P4) are changed, scanning is performed approximately parallel five times, and scanning data Li (L0 to L4) is extracted from the image data stored in the image storage unit 12. That is, a series of numerical values representing bar code shading is converted into data for each scan.

図3において,走査の方向は,バーコードのバーに斜めな方向であるが,バーに垂直な方向としても良い。なお、バーコードのバーに斜めな方向とすることで,走査データL0〜L4によって得られるデータに多様性を付与し,画像再構成部15によって再構成(生成)される高解像度の1次元画像の精度が向上する。   In FIG. 3, the scanning direction is oblique to the bar of the barcode, but may be perpendicular to the bar. It should be noted that by setting the direction of the bar of the bar code obliquely, the data obtained by the scan data L0 to L4 is given diversity, and the high-resolution one-dimensional image reconstructed (generated) by the image reconstruction unit 15 Improves accuracy.

走査データL0〜L4は,式(1)に示すように,画素が線状に配置された1次元のデータであり(所定の標本化周波数での標本化(例えば,帳票上所定の間隔でデジタル化されたデータ)),各画素の明暗(濃淡,輝度)Bが複数ビット(例えば,nビット)で表されるものとする。
B=Li(k) ……(1)
The scan data L0 to L4 are one-dimensional data in which pixels are arranged in a line as shown in the equation (1) (sampling at a predetermined sampling frequency (for example, digital at a predetermined interval on a form) )), And the lightness (darkness, brightness) B of each pixel is represented by a plurality of bits (for example, n bits).
B = Li (k) (1)

図3では,光電変換部11で読み取られた画像の高さ方向に起点P0〜P4が配置されていることから,起点P0〜P4のズレ(位置差Δi)が生じる。
これに対して,バーコードの高さ方向(バーに垂直な方向)に沿って位置(起点P0〜P4)を変えることで,「位置差Δi=0」とすることができる。走査において,バーコードの高さ方向に位置(起点P0〜P4)を変えるには,例えば,バーコード検出部13での処理(3)で求められる線状領域の傾きの情報を利用する。即ち,走査データL0〜L4それぞれの起点P0〜P4がこの傾きに沿って並ぶように,起点P0〜P4を設定する。
In FIG. 3, since the starting points P0 to P4 are arranged in the height direction of the image read by the photoelectric conversion unit 11, a deviation (positional difference Δi) between the starting points P0 to P4 occurs.
On the other hand, “positional difference Δi = 0” can be obtained by changing the position (starting points P0 to P4) along the height direction of the barcode (direction perpendicular to the bar). In scanning, in order to change the position (starting points P0 to P4) in the height direction of the barcode, for example, information on the inclination of the linear region obtained in the process (3) in the barcode detection unit 13 is used. That is, the starting points P0 to P4 are set so that the starting points P0 to P4 of the scanning data L0 to L4 are arranged along this inclination.

画像再構成部15は,複数個の走査データ(例えば,走査データL0〜L4)から1個の高解像度の走査データを再構成する。画像再構成部15は,「複数の走査データに基づいて,これら複数の走査データそれぞれの解像度より高い解像度の1のデータ系列を生成する高解像処理部」として機能する。   The image reconstruction unit 15 reconstructs one high-resolution scan data from a plurality of scan data (for example, scan data L0 to L4). The image reconstruction unit 15 functions as “a high-resolution processing unit that generates one data series having a resolution higher than the resolution of each of the plurality of scan data based on the plurality of scan data”.

撮影位置がわずかに異なる複数枚の低解像度画像から1枚の高解像度画像を再構成する「超解像(SuperResolution)」と呼ばれる技術がある。これは,例えば,人工衛星から地表を撮影した連続画像や,動画の連続する複数コマの画像から,1枚の高解像度の画像を得る手法である。この手法を用いることで,ナイキスト周波数を超える周波数領域を含む画像を再構成できる。一方,再構成のためには少しずつ位置をずらして撮影した複数枚の画像を必要とする。   There is a technique called “SuperResolution” that reconstructs a single high-resolution image from a plurality of low-resolution images with slightly different shooting positions. This is a technique for obtaining a single high-resolution image from, for example, a continuous image obtained by photographing the ground surface from an artificial satellite or a plurality of continuous images of moving images. By using this method, an image including a frequency region exceeding the Nyquist frequency can be reconstructed. On the other hand, for reconstruction, a plurality of images taken by shifting the position little by little are required.

複数枚の低解像度のバーコード画像から超解像技術により1枚の高解像度のバーコード画像を再構成し,高密度のバーコードを読み取ることは原理的に可能である。しかし,1枚の帳票から複数枚の画像を得るためには,複数回スキャンする必要があり,かえって時間を要してしまう。   In principle, it is possible to reconstruct a high-resolution barcode image from a plurality of low-resolution barcode images by super-resolution technology and read a high-density barcode. However, in order to obtain a plurality of images from one form, it is necessary to scan a plurality of times, which takes time.

ここでは,対象を1次元バーコードに限定し,1枚の低解像度画像から,バーコードの高さ方向に位置を変えながら複数回走査した複数の1次元画像から,超解像技術により1つの高解像度の1次元画像を再構成する。このとき,画像再構成部15は,走査データLiに対して,次の(1)〜(3)の処理を行う。   Here, the target is limited to one-dimensional barcodes, and one low-resolution image is scanned from multiple one-dimensional images that are scanned multiple times while changing the position in the height direction of the barcode. Reconstruct high-resolution 1D images. At this time, the image reconstruction unit 15 performs the following processes (1) to (3) on the scan data Li.

(1)位置差の推定
画像再構成部15は,走査データL0〜L4の起点P0〜P4のズレ(位置差Δi)を推定する。但し,走査データL0〜L4の起点P0〜P4がバーコードの高さ方向に配置されているとして,この位置差Δiの算出を省略することも可能である。この場合,「位置差Δi=0」とする。また,起点P0〜P4を結ぶ線分と,バーの高さ方向との角度差θに基づいて,位置差Δiを推定することも可能である(Δi=Hi*tan(θ),Hi:基点P0から基点P1〜P4の距離,i=1〜4)。
(1) Estimation of position difference The image reconstruction unit 15 estimates the deviation (position difference Δi) of the starting points P0 to P4 of the scan data L0 to L4. However, the calculation of the position difference Δi can be omitted assuming that the starting points P0 to P4 of the scanning data L0 to L4 are arranged in the height direction of the barcode. In this case, “positional difference Δi = 0”. It is also possible to estimate the position difference Δi based on the angle difference θ between the line segment connecting the starting points P0 to P4 and the height direction of the bar (Δi = Hi * tan (θ), Hi: base point Distance from P0 to base points P1 to P4, i = 1 to 4).

画像再構成部15は,例えば,走査データL0を基準として,走査データLi(L1〜L4)の位置差Δiを推定する。具体的には,次の式(10)を最小とするΔiを求める。これは線形最小2乗法により解くことができる。   For example, the image reconstruction unit 15 estimates the positional difference Δi of the scanning data Li (L1 to L4) with the scanning data L0 as a reference. Specifically, Δi that minimizes the following equation (10) is obtained. This can be solved by the linear least square method.

Σ{−Δi*(L0(k+1)−L0(k−1))/2
+(Li(k)−L0(k))} ……式(10)
Σ k {−Δi * (L0 (k + 1) −L0 (k−1)) / 2
+ (Li (k) −L0 (k))} 2 ...... Formula (10)

この式(10)は,次のようにして求められる。
一般に,対象f(x)が速度vで移動していると考え,この対象を微少な時間間隔Δtをおいて撮影した2枚の画像f1(x),f2(x)は次の関係を持つ。
f2(x)=f1(x−v*Δt) ……式(11)
This equation (10) is obtained as follows.
In general, it is considered that the object f (x) is moving at a speed v, and two images f1 (x) and f2 (x) obtained by photographing the object at a minute time interval Δt have the following relationship. .
f2 (x) = f1 (x−v * Δt) Equation (11)

f(x)を一次近似し,x,tで偏微分すると,次の式(12)が成立する。
v*(∂f(x)/∂x)+(∂f(x)/∂t)〜0 ……式(12)
When f (x) is linearly approximated and partially differentiated with respect to x and t, the following equation (12) is established.
v * (∂f (x) / ∂x) + (∂f (x) / ∂t) to 0 (12)

ここで,雑音の影響の低減のため,式(12)の左辺の2乗を積分した値を評価関数とし,この評価関数が最小となるv,Δtを求めることとする。
∫[v*(∂f(x)/∂x)+(∂f(x)/∂t)]dx
……式(13)
Here, in order to reduce the influence of noise, a value obtained by integrating the square of the left side of Expression (12) is used as an evaluation function, and v and Δt at which this evaluation function is minimized are obtained.
∫ [v * (∂f (x) / ∂x) + (∂f (x) / ∂t)] 2 dx
...... Formula (13)

式(13)で次のような置き換えをすることで(微分,積分をデジタルデータの差分,加算に置き換える),式(10)が導出される。
∂f/∂x → (L0(k+1)−L0(k−1))/2
∂f/∂t → Li(k)−L0(k)
∫dx → Σ
v*Δt → −Δi
By performing the following replacement in Expression (13) (differentiation and integration are replaced with the difference and addition of digital data), Expression (10) is derived.
∂f / ∂x → (L0 (k + 1) −L0 (k−1)) / 2
∂f / ∂t → Li (k) -L0 (k)
∫dx → Σ k
v * Δt → −Δi

(2)広帯域補間
画像再構成部15は,走査データLi(L0〜L4)に広帯域補間処理を施す。具体的には,例えば,次の式(20)により走査データLiを処理する。この広帯域補間処理は,「複数の走査データに対して,前記所定の標本化周波数の半分の周波数以上の高周波成分を通過させるフィルタ処理を施すフィルタ処理部」での処理に対応する。
(2) Wideband Interpolation The image reconstruction unit 15 performs wideband interpolation processing on the scan data Li (L0 to L4). Specifically, for example, the scan data Li is processed by the following equation (20). This wideband interpolation processing corresponds to the processing in “a filter processing unit that performs a filtering process that allows a plurality of scanning data to pass a high-frequency component having a frequency equal to or higher than half the predetermined sampling frequency”.

ei(l)=Σ[Li(k)*sin(2(l/n−k))
/2(l/n−k)] ……式(20)
ここで,n:解像度の倍率(例えば,10倍)
ei (l) = Σ k [Li (k) * sin (2 (l / n−k))
/ 2 (l / n−k)] (20)
Where n: Resolution magnification (for example, 10 times)

以下,式(20)の導出につき説明する。
広帯域補間は,原信号を全て透過する広帯域LPF(ローパスフィルタ)による処理を意味する。走査データLi等の信号は,標本化周波数の影響により,周波数空間上で,例えば,ナイキスト周波数(標本化周波数の1/2)の2倍(即ち,[−2π,2π])に帯域が制限される。
この場合,周波数空間では,隣接する信号分布の裾が重なり,折り返し成分の重なりは2重である。つまり,ある周波数に存在する成分は,基本波,高調波の内,たかだか2つを足したものとなる。
Hereinafter, the derivation of Expression (20) will be described.
Wideband interpolation means processing by a wideband LPF (low-pass filter) that transmits all of the original signal. The band of the scan data Li or the like is limited to, for example, twice the Nyquist frequency (1/2 of the sampling frequency) (ie, [−2π, 2π]) due to the influence of the sampling frequency. Is done.
In this case, in the frequency space, the skirts of adjacent signal distributions overlap, and the overlap of the aliasing components is double. In other words, the component existing at a certain frequency is the sum of two of the fundamental wave and harmonics.

入力デジタルデータは,Li(k)というデータ列であるが,これを,位置(x)に対する連続関数(デルタパルス列)と考えたものが標本化信号d(x)にあたる。原信号fiとδパルス列s(x)との積によって,標本化されたデジタル信号di(x)が定義される。
di(x)=Li(x)s(x)
=Σδ(x−k)Li(k) ……式(21)
s(x)=Σδ(x−k)
The input digital data is a data string called Li (k), and what is considered as a continuous function (delta pulse string) for the position (x) corresponds to the sampling signal d (x). A sampled digital signal di (x) is defined by the product of the original signal fi and the δ pulse train s (x).
di (x) = Li (x) s (x)
= Σ k δ (x−k) Li (k) Equation (21)
s (x) = Σ k δ (x−k)

標本化されたデジタル信号di(x)のフーリエ変換Di(ω)は次の式で表される。
Di(ω)=Fi(ω)*S(ω)
=(1/2π)∫Fi(ω)S(ω−Ω)dΩ
=ΣFi(ω−2πk) ……式(22)
The Fourier transform Di (ω) of the sampled digital signal di (x) is expressed by the following equation.
Di (ω) = Fi (ω) * S (ω)
= (1 / 2π) ∫Fi (ω) S (ω−Ω) dΩ
= Σ k Fi (ω−2πk) (Formula 22)

まず,標本化信号di(x)にローパスフィルタLPFをかけ,〔−2π,2π〕の帯域だけを取り出す。di(x)をLPF処理した信号をei(x)とすると,そのフーリエ変換(Ei(ω))は次のようになる。   First, a low-pass filter LPF is applied to the sampled signal di (x) to extract only the band [−2π, 2π]. Assuming that ei (x) is a signal obtained by subjecting di (x) to LPF processing, its Fourier transform (Ei (ω)) is as follows.

E0(ω)=LPF(ω)Di(ω)
=F(ω)+LPF(ω)exp(2πiΔi)F(ω+2π)
+LPF(ω)exp(−2πiΔi)F(ω−2π)
……式(23)
但し,
LPF(ω)=1 (−2π≦ω≦2π)
=0 (ω<−2π,2π>ω)
E0 (ω) = LPF (ω) Di (ω)
= F (ω) + LPF (ω) exp (2πiΔi) F (ω + 2π)
+ LPF (ω) exp (−2πiΔi) F (ω−2π)
...... Formula (23)
However,
LPF (ω) = 1 (−2π ≦ ω ≦ 2π)
= 0 (ω <-2π, 2π> ω)

これは,基本波と±1次高調波の半分を加算した信号である。
走査データLiの標本化信号di(x)は次のように表される。
di(x)=Σδ(x−k)Li(k)
This is a signal obtained by adding half of the fundamental wave and ± 1st harmonic.
The sampling signal di (x) of the scan data Li is expressed as follows.
di (x) = Σ k δ (x−k) Li (k)

この標本化信号di(x)に式の広帯域LPFを掛ける。LPF(ω)は実空間ではsinc関数(sin(2x)/(2x))とのコンボリューションであるから,信号ei(x)が得られる。
ei(x)=lpf[di(x)]
=di(x)*sin(2x)/(2x)
=∫[di(x−ξ)*sin(2ξ)/(2ξ)]dξ
……式(24)
This sampled signal di (x) is multiplied by the broadband LPF of the equation. Since LPF (ω) is a convolution with a sinc function (sin (2x) / (2x)) in real space, a signal ei (x) is obtained.
ei (x) = lpf [di (x)]
= Di (x) * sin (2x) / (2x)
= ∫ [di (x−ξ) * sin (2ξ) / (2ξ)] dξ
...... Formula (24)

このLPF処理によって得られる信号(ei(x))は連続信号であり,欲しい(標本化される)位置(x)についてだけ式(24)の計算をすればよい。この式(24)に式(21)および「x=l/n」を代入して,式(20)が得られる。   The signal (ei (x)) obtained by this LPF process is a continuous signal, and it is only necessary to calculate equation (24) only for the desired (sampled) position (x). By substituting equation (21) and “x = 1 / n” into equation (24), equation (20) is obtained.

(3)加重和の算出
画像再構成部15は,次の式(31),(32)を満たし,式(33)を最小とする加重Wiを求め,信号eiの荷重和O(k)を算出する。この荷重和の算出は,「フィルタ処理された複数の走査データを重みづけ加算することで,前記1のデータ系列を生成する加算部」での処理に対応する。
(3) Calculation of Weighted Sum The image reconstruction unit 15 obtains a weighted Wi that satisfies the following expressions (31) and (32) and minimizes the expression (33), and calculates the weighted sum O (k) of the signal ei. calculate. This calculation of the load sum corresponds to the processing in the “adding unit that generates the data series 1 by weighting and adding a plurality of filtered scan data”.

ΣWm=1 ……式(31)
Σexp(2πiΔm)Wk=0 ……式(32)
ΣWm ……式(33)
O(k)=ΣWi*ei(k) ……式(34)
Σ m Wm = 1 …… Formula (31)
Σ m exp (2πiΔm) Wk = 0 Equation (32)
Σ m Wm 2 ...... Formula (33)
O (k) = Σ i Wi * ei (k) (formula (34))

この荷重和O(k)は,走査データL0〜L4より高解像度のデータ系列である。即ち,荷重和O(k)は,「複数の走査データそれぞれの解像度より高い解像度の1のデータ系列」に対応する。   This load sum O (k) is a data series having a higher resolution than the scan data L0 to L4. That is, the load sum O (k) corresponds to “one data series having a resolution higher than the resolution of each of the plurality of scan data”.

デコード部16は,再構成された高解像度の走査データからバーコードの仕様にしたがってデコードを行う。   The decoding unit 16 decodes the reconstructed high-resolution scan data according to the barcode specification.

出力部17は,デコード結果を出力する出力装置,例えば,表示装置(液晶表示装置),印刷装置である。   The output unit 17 is an output device that outputs a decoding result, for example, a display device (liquid crystal display device) or a printing device.

従来のバーコード読取装置では,1回ずつの走査データについて,デコード部で解析してコード化を行っており,バーコードに多少のノイズ等があった場合に備えて,複数回の走査を行い,いずれかの走査データが正しくデコードされればそれを出力するようになっている。このため,1つ1つの走査データがデコードに必要な解像度を備えている必要があり,そのために画像全体が,たとえばモジュール幅が0.167mmのバーコードを読み取るためには,たとえばその2倍の周波数である300dpi(≒0.084ドット/mm)の解像度を持っている必要があった。   In the conventional barcode reader, the scan data for each scan is analyzed and coded by the decoding unit, and multiple scans are performed in case there is some noise in the barcode. , If any of the scan data is correctly decoded, it is output. For this reason, it is necessary that each piece of scan data has a resolution necessary for decoding. For this reason, in order to read a bar code with a module width of 0.167 mm, for example, twice as much as that is necessary. It was necessary to have a resolution of 300 dpi (≈0.084 dots / mm) as the frequency.

画像再構成部15では,走査データL0〜L4から,超解像技術により,1つの高解像度の走査データを再構成する。たとえば,200dpi(≒0.127ドット/mm)の画像から検出したバーコードを,走査位置を変えながら複数回走査した走査データから,200dpiを超える情報を持つ高解像度の走査データを再構成する。   The image reconstruction unit 15 reconstructs one high-resolution scan data from the scan data L0 to L4 by a super-resolution technique. For example, high-resolution scanning data having information exceeding 200 dpi is reconstructed from scanning data obtained by scanning a barcode detected from an image of 200 dpi (≈0.127 dots / mm) a plurality of times while changing the scanning position.

これにより,1つ1つの走査データはデコードに必要な解像度を備えていなくても,複数回の走査データから高解像度の走査データを得ることができ,低解像度の画像から高密度のバーコードを読み取ることができる。   As a result, even if each piece of scan data does not have the resolution necessary for decoding, high-resolution scan data can be obtained from a plurality of scan data, and a high-density barcode can be obtained from a low-resolution image. Can be read.

(第2の実施の形態)
図4は,本発明の第2の実施形態に係るバーコード読取装置20を示すブロック図である。バーコード読取装置20は,物体に印刷されたバーコードをレーザでスキャンする装置である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a barcode reader 20 according to the second embodiment of the present invention. The bar code reader 20 is a device that scans a bar code printed on an object with a laser.

バーコード読取装置20は,光電変換部21,バーコード走査部24,画像再構成部15,デコード部16,出力部17を有する。   The barcode reader 20 includes a photoelectric conversion unit 21, a barcode scanning unit 24, an image reconstruction unit 15, a decoding unit 16, and an output unit 17.

光電変換部21は,例えば,レーザ光を物体に照射して,反射光の輝度を電気信号に変換する。
バーコード走査部24は,物体に対して,光電変換部21からのレーザ光を複数回スキャンする。バーコードが配置される物体上の位置(領域)が特定され,バーコード走査部24は,この特定の領域に対してレーザ光をスキャンする。
For example, the photoelectric conversion unit 21 irradiates an object with laser light and converts the luminance of reflected light into an electric signal.
The barcode scanning unit 24 scans the object with the laser light from the photoelectric conversion unit 21 a plurality of times. The position (area) on the object on which the barcode is arranged is specified, and the barcode scanning unit 24 scans the specific area with the laser beam.

即ち,光電変換部21,バーコード走査部24は,物体上に表されるバーコードにレーザ光を複数回スキャンして,走査データLi(L0〜L4)を生成するものであり,バーコードの複数の走査データを生成する走査データ生成部として機能する。   That is, the photoelectric conversion unit 21 and the barcode scanning unit 24 generate scanning data Li (L0 to L4) by scanning the laser beam on the barcode represented on the object a plurality of times. It functions as a scanning data generation unit that generates a plurality of scanning data.

バーコード読取装置20は,バーコード読取装置10に対して,画像記憶部12とバーコード検出部13が省略されている。バーコードが配置される物体上の位置が特定されていることで,画像記憶部12とバーコード検出部13の省略が可能となる。その他の構成は,バーコード読取装置10と実質的に相違する訳では無いので説明を省略する。   The bar code reader 20 is omitted from the bar code reader 10 in that the image storage unit 12 and the bar code detector 13 are omitted. By specifying the position on the object on which the barcode is arranged, the image storage unit 12 and the barcode detection unit 13 can be omitted. Other configurations are not substantially different from those of the bar code reader 10 and will not be described.

(その他の実施形態)
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張,変更可能であり,拡張,変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(Other embodiments)
Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be expanded and modified. The expanded and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

10 バーコード読取装置
11 光電変換部
12 画像記憶部
13 バーコード検出部
14 バーコード走査部
15 画像再構成部
16 デコード部
17 出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Barcode reader 11 Photoelectric conversion part 12 Image storage part 13 Barcode detection part 14 Barcode scanning part 15 Image reconstruction part 16 Decoding part 17 Output part

Claims (5)

バーコードの複数の走査データを生成する走査データ生成部と,
前記複数の走査データに基づいて,これら複数の走査データそれぞれの解像度より高い解像度の1のデータ系列を生成する高解像処理部と,
前記生成されたデータ系列から前記バーコードの情報をデコードするデコード部と,
を具備することを特徴とするバーコード読取装置。
A scanning data generation unit for generating a plurality of scanning data of the barcode;
A high-resolution processing unit that generates one data series having a resolution higher than the resolution of each of the plurality of scan data based on the plurality of scan data;
A decoding unit for decoding the barcode information from the generated data series;
A bar code reading apparatus comprising:
前記走査データ生成部が,
前記バーコードを含む2次元の画像データを生成する画像データ生成部と,
前記生成された画像データから前記複数の走査データを抽出する走査データ抽出部と,を有する,
ことを特徴とする請求項1記載のバーコード読取装置。
The scan data generation unit
An image data generation unit for generating two-dimensional image data including the barcode;
A scanning data extraction unit that extracts the plurality of scanning data from the generated image data,
The bar code reader according to claim 1.
前記複数の走査データの起点が前記バーコードの高さ方向に並んで配置される
ことを特徴とする請求項1または2に記載のバーコード読取装置。
The bar code reader according to claim 1 or 2, wherein the starting points of the plurality of scan data are arranged side by side in the height direction of the bar code.
前記複数の走査データが所定の標本化周波数で標本化されたデータであり,
前記高解像処理部が,
前記複数の走査データに対して,前記所定の標本化周波数の半分の周波数以上の高周波成分を通過させるフィルタ処理を施すフィルタ処理部と,
前記フィルタ処理された複数の走査データを重みづけ加算することで,前記1のデータ系列を生成する加算部と,を有する,
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のバーコード読取装置。
The plurality of scan data is data sampled at a predetermined sampling frequency;
The high-resolution processor is
A filter processing unit that performs a filter process for allowing the plurality of scan data to pass a high-frequency component having a frequency equal to or higher than a half of the predetermined sampling frequency;
An addition unit that generates the one data series by weighted addition of the plurality of scanned data that has been subjected to the filter processing,
The barcode reader according to any one of claims 1 to 3, wherein
バーコードの複数の走査データを生成するステップと,
前記複数の走査データに基づいて,これら複数の走査データそれぞれの解像度より高い解像度の1のデータ系列を生成するステップと,
前記生成されたデータ系列から前記バーコードの情報をデコードするステップと,
を具備することを特徴とするバーコード読取方法。
Generating a plurality of bar code scanning data;
Generating one data series having a resolution higher than the resolution of each of the plurality of scan data based on the plurality of scan data;
Decoding the barcode information from the generated data series;
A bar code reading method comprising:
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