JP2517661B2 - ２値化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、浮動しきい値を用いてアナログ信号を２値
化処理する２値化装置、特にアナログ信号とノイズとの
正確な分離が可能な２値化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より一般に、商品に印刷されたバーコード情報を
読み取る装置などではバーコードを形成するバーをビー
ムスポットにより光走査を行い、その反射光を光電変換
して得られる電気信号を用いてバーコード情報の読み取
りを行っている。この読み取り処理のため、上述の光電
変換して得られる電気信号を２値化処理するようにして
いる。

第４図はこの２値化処理を行う従来の２値化回路の構
成例を示す。同図において、１はバーコードを形成する
バーからの反射光を電気信号に変換するための、フォト
センサなどの光検出器である。２は光検出器１の出力を
適切な信号レベルまで増幅する増幅器である。３は増幅
されたアナログ信号の上限の包絡線（エンベロープ）を
得る上限エンベロープ回路、４は増幅されたアナログ信
号の下限のエンベロープを得る下限エンベロープ回路で
ある。５はエンベロープ回路3,4の出力の中点を算出す
る中点検出回路、６は中点検出回路の出力をしきい値と
して増幅器２の出力を２値化する比較器、７は比較器６
の出力端子である。

エンベロープ回路はピークホールド回路としても良く
知られており、その上限側の例を第５図に示す。同図に
おいて、31,32はエンベロープ動作に対する他回路から
の影響を取り除くためのバッファアンプ、33,34はエン
ベロープ方向を決定するダイオード、36はエンベロープ
のレベルを記憶するコンデンサである。また、35,37は
エンベロープのレベルの記憶（追従）時間を調整するた
めの抵抗器である。なお、同図のダイオード33,34の方
向を逆向きにすると、下限側に対応するものとなる。

次に、第６図を用いて各部の動作を説明する。

光検出器１の出力が増幅器２で増幅された信号Ａ（第
６図（ａ）参照）はバーコードの濃淡情報や、紙面の小
さな凹凸及び電気的な雑音などが混在したアナログ信号
である。この信号は２つのエンベロープ回路3,4で上限
及び下限のエンベロープ信号C,B（第６図（ａ）参照）
になる。中点検出回路５はエンベロープ信号C,Bを同時
に受けて２つのエンベロープ信号のレベルの中点を算出
し、この中点信号Ｄ（第６図（ａ）参照）を比較器６の
一方の端子に出力する。比較器６のもう一方の端子には
先程の光検出器１の出力が増幅された信号Ａが入力され
ている。この結果、比較器６の出力端子７には中点検出
回路５の出力Ｄをしきい値とした２値化信号Ｅ（第６図
（ｂ）参照）が現れ、この信号Ｅをもとに解読部（図示
せず）がバーコードの情報を解析する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の２値化回路では、バ
ーコードの前後の余白部（印刷されていない紙面）にお
いて中点検出回路５の出力Ｄがほとんど変化しないため
に、紙面の小さな凹凸（バックグランド）または増幅器
などの回路内で発生する電気的な雑音の影響で発生する
第６図（ａ）に示したノイズ信号Ｎをも、第６図（ｂ）
のパルス信号Ｍのように誤って２値化する。

そのため、２値化されたバーのパルス数及び各パルス
の幅を計測し、それらの値を予め定めたフォーマットに
基づいて識別しようとすると、バーコードの解読不能や
誤読が生じ、ひいては解読時間が長くなると云う重大な
問題が生じる。

そこで、本発明はバーコードからの信号とノイズ信号
とを正確に分離して、バーコード情報のみを２値化する
ことが可能な２値化装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

アナログ信号の上限の包絡線（エンベロープ）信号を
得るとともにこのエンベロープ信号の記憶時間を、予め
定められた時間または無限に近い時間に切換えるスイッ
チ手段をもつ第１の検出手段と、前記アナログ信号の下
限のエンベロープの信号を得る第２の検出手段と、前記
第１の検出手段より得られる上限エンベロープの信号レ
ベルと前記第２の検出手段より得られる下限エンベロー
プの信号レベルとからその中点のレベルを検出する第３
の検出手段と、前記第１の検出手段より得られる上限エ
ンベロープの信号レベルと前記第２の検出手段により得
られる下限エンベロープの信号レベルとの差を演算する
演算手段と、この演算手段の出力を所定の基準レベルと
比較判定し、演算手段の出力が所定の基準レベルを下回
っている場合に第１の検出手段の記憶時間を無限に近い
時間に切換え、演算手段の出力が所定の基準レベルを越
えると第１の検出手段の記憶時間を予め定められた時間
に切換えるように前記スイッチ手段の開閉を制御する制
御手段と、を２値化装置において備え、前記第３の検出
手段の出力をしきい値として前記アナログ信号の２値化
を行うようにした。

〔作用〕

２つのエンベロープ回路（第1,第２検出手段）よりの
出力レベルを差動回路（演算手段）および制御手段によ
って監視し、かつその値が規定以下になった場合は上限
エンベロープ回路（第１検出手段）にあるスイッチをOF
Fにし、上限エンベロープの記憶時間を無限に近づける
ことにより、中点検出回路（第３検出手段）よりのしき
い値信号のレベルがバーコードの余白部（印刷されてい
ない紙面）においても上述したアナログ信号内に含まれ
るノイズ信号のレベルより十分高いところに設定できる
ので、ノイズの影響がない正確な２値化信号を得ること
ができる。

〔実施例〕

以下に、図を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は
第１図で用いられる上限エンベロープ回路の具体例を示
す回路図、第３図は第１図の各部の動作波形を示す波形
図である。

第１図において、８は２つのエンベロープ回路3,4か
らの出力信号のレベルの差を算出する差動回路、９は予
め定めた基準レベルを発生する基準電源、10はこの基準
レベルと２つのエンベロープ信号のレベルの差の値を判
定し、第２図に示すスイッチ回路38をON,OFF制御する比
較器である。すなわち、第２図のスイッチ回路38は上述
した比較器の制御を受けて、エンベロープの記憶時間を
調整するためのもので、一般的なFETなどを用いたスイ
ッチ回路である。なお、光検出器1,増幅器２及び下限エ
ンベロープ回路は第４図の従来例において説明した動作
と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

差動回路８からは、アナログ信号の上下限エンベロー
プレベルの差信号Ｆ（第３図（ｂ）参照）が常時、比較
器10の一方の端子へ伝えられている。比較器10のもう一
方の端子には、基準電源９よりのアナログ信号内に含ま
れるノイズ信号のレベルより少なくとも２倍程度の基準
レベルＧ（第３図（ｂ）参照）が入力されている。この
ように入力設定された比較器10の出力信号Ｈ（第３図
（ｃ）参照）はスイッチ回路38をバーコード部分ではON
し、バーコードの前後の余白部ではOFFする。この結
果、上限エンベロープ回路３は、アナログ信号のエンベ
ロープをバーコード部分では最適化された時間、バーコ
ードの前後の余白部では無限に近い時間でそれぞれ記憶
するために、中点検出回路５のしきい値信号Ｄ（第３図
（ａ）参照）のレベルは、いかなる時でも規定値以下に
ならない。従って、比較器６にはいかなる時でもノイズ
信号のレベルより高いしきい値が確保されることとな
り、その出力端子７に現れる２値化信号Ｅ（第３図
（ｄ）参照）にはバーコードの情報のみが現れ、紙面の
小さな凹凸（バックグランド）または増幅器などの回路
内で発生する電気的な雑音の影響がなくなる。

なお、しきい値信号Ｄは電源投入時において第３図
（ａ）に破線で示す通りエンベロープを記憶していない
ために、１回目のバーコード走査の際には２値化信号Ｅ
に第３図（ｄ）に破線で示すようにノイズ信号をもたら
すが、バーコードの余白の前後に文字，模様などの濃淡
信号となるものが印刷されている場合はこのノイズ信号
発生は防止されるし、またこのようなものがなくても２
回目以降のバーコード走査ではノイズ信号は発生しな
い。よって、使用上の問題にはならない。

本実施例によれば、第３図（ａ）に示すようにバーコ
ードの前後の余白部において光電変換された信号はノイ
ズ信号のレベルより十分高い、予め定められた最低値が
確保されたしきい値によって比較され、一方、バーコー
ド部において光電変換された信号は従来と同様に最適化
されたしきい値によって比較されるので、第３図（ｄ）
に示すようにノイズの影響が全く除去されてバーコード
部と余白部との区別が正確に２値化され、より確実かつ
正確にバーコードの識別ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、印刷されたバ
ーコード紙面からの光電変換信号の上下限エンベロープ
の信号レベルの差を監視し、かつその値が規定以下にな
らないように上限エンベロープ側の記憶時間を調整する
によって、算出される上下限エンベロープの中点である
２値化処理のしきい値のレベルがバーコードの余白部
（印刷されていない紙面）においても上述したアナログ
信号内に含まれるノイズ信号のレベルより十分高いとこ
ろに設定できるため、ノイズの影響がない正確な２値化
信号を得ることができる。

よって、バーコード情報の読取り処理において、バー
の始まりと終り及びバーに対応するパルスの数，幅など
が予定されたフォーマットと合致する２値化信号を得る
ことができ、バーコードの識別効率が上がり、誤読率が
低下するなどの顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図で用いられる上限エンベロープ回路の具体例を示す
回路図、第３図は第１図の動作を説明するための波形
図、第４図は２値化回路の従来例を示すブロック図、第
５図は第４図で用いられる上限エンベロープ回路の具体
例を示す回路図、第６図は第４図の動作を説明するため
の波形図である。 符号説明 １……光検出器、２……増幅器、３……上限エンベロー
プ回路、４……下限エンベロープ回路、５……中点検出
回路、6,10……比較器、７……出力端子、８……差動回
路、９……基準電源、31,32……バッファアンプ、33,34
……ダイオード、35,37……抵抗器、36……コンデン
サ、38……スイッチ回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アナログ信号の上限の包絡線（エンベロー
   プ）信号を得るとともにこのエンベロープ信号の記憶時
   間を、予め定められた時間または無限に近い時間に切換
   えるスイッチ手段をもつ第１の検出手段と、 前記アナログ信号の下限のエンベロープ信号を得る第２
   の検出手段と、 前記第１の検出手段より得られる上限エンベロープの信
   号レベルと前記第２の検出手段より得られる下限エンベ
   ロープの信号レベルとからその中点のレベルを検出する
   第３の検出手段と、 前記第１の検出手段より得られる上限エンベロープの信
   号レベルと前記第２の検出手段により得られる下限エン
   ベロープの信号レベルとの差を演算する演算手段と、 この演算手段の出力を所定の基準レベルと比較判定し、
   演算手段の出力が所定の基準レベルを下回っている場合
   に第１の検出手段の記憶時間を無限に近い時間に切換
   え、演算手段の出力が所定の基準レベルを越えると第１
   の検出手段の記憶時間を予め定められた時間に切換える
   ように前記スイッチ手段の開閉を制御する制御手段と、 を備え、前記第３の検出手段の出力をしきい値として前
   記アナログ信号の２値化を行うことを特徴とする２値化
   装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の２値化装置において、前
   記基準レベルをアナログ信号に含まれるノイズ信号のレ
   ベルよりも高くすることを特徴とする２値化装置。