JP2726969B2 - データ読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】この発明は紙等の記録媒体に記録さ
れた符号化画像を取り込んで符号化されているデータを
再生するデータ読取装置に関する。

【０００２】

【背景】代表的な画像符号化技術としてバーコード技術
が知られている。しかし、バーコードの場合、その構造
上、記録密度を高くとれないという問題がある。そこ
で、本件出願人は縦横に並んだ網目に形成した明暗によ
って情報の単位（ビット）を表現した網状パターンを符
号化画像とする新しい画像符号化技術を提案した（特願
昭６３−３２８０２８）。

【０００３】これによると、記録媒体上の２次元的表面
が網状パターンの網目によって埋め尽くされるので、記
録密度を可及的に向上させることができる。問題はデー
タの再生において、取り込んだ符号化画像を２次元的に
探索して各網目の明暗を識別しなければならない点であ
る。

【０００４】この目的のため、本件出願人は符号化画像
が歪んで取り込まれる使用環境において、網状パターン
の全走査長をカバーするサンプリング基準マークを網状
パターンに付加し、データ読取装置の方で、取り込んだ
イメージデータの局所的な領域において近似的に成り立
つ距離の線形性ないし一様性を活用して、サンプリング
基準マークの各々の位置を追跡して検出し、その局所的
な位置情報から局所的な範囲内にある網目の位置を求
め、そこにあるイメージビットをサンプリングすること
によって、網状パターンの各網目の明暗を解読するデー
タ再生技術を開発した。このデータ再生技術は実用に耐
えるデータ再生能力をもっているが、実質上、すべての
イメージデータにアクセスする必要があり、データ処理
量が多く、処理に時間がかかる問題がある。

【０００５】

【発明の目的】したがって、この発明の目的は、簡単な
構成でありながら、網状パターンのイメージデータに対
する比較的短時間の処理で確実なデータ再生が可能なデ
ータ読取装置を提供することである。

【０００６】

【発明の構成、作用】上記の目的を達成するため、この
発明によるデータ読取装置は、Ｍ行Ｎ列の各網目に選択
的に形成された明暗によってデータを符号化した網状パ
ターンと、この網状パターンの１行目の少なくとも前側
両端部に夫々位置するデータ開始マークとからなる画像
が記録された記録媒体に対し、この記録媒体上の画像を
前側から後側の方向（副走査方向）に定速度で移動走査
しながら、この画像を表わすイメージデータを１ライン
ごとの主走査ラインイメージデータを単位として読み取
るライン型のイメージセンサー手段と、先行する主走査
ラインイメージデータから前記両端部に夫々位置するデ
ータ開始マークの位置を検出するデータ開始マーク検出
手段と、検出したデータ開始マークの位置、前記ライン
型のイメージセンサー手段の動作パラメータ及び前記網
状パターンの幾何学的規則性に基づき、Ｍ行Ｎ列の全網
目の画素データのサンプリング位置を一括して予測する
予測手段と、後続する主走査ラインイメージデータのう
ち、前記予測手段が予測したサンプリング位置を含まな
い後続主走査ラインイメージデータについては読み飛ば
し、予測したサンプリング位置を含む後続主走査ライン
イメージデータについては、そのサンプリング位置の画
素データを読み取ることにより、上記各網目の明暗を識
別する網目明暗識別手段と、を有することを特徴とす
る。

【０００７】この構成によればイメージセンサー手段に
より、記録媒体上の網状パターンの画像がその距離精度
を実質上損うことなくイメージデータとして読み取られ
るので、イメージデータは全体として幾可学的な規則性
を保存することになる。そこで、この性質を利用してイ
メージデータ上における各網目を表わす画素データの位
置を一括的に決定する。結果として処理時間が短縮さ
れ、かつ誤差の少ない網目位置の測定が可能となり、正
確な網目の明暗の識別ができる。上記イメージセンサー
手段は、例えば、機械的に一定の走査速度、走査方向で
移動するライン型のイメージセンサーで実現できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１は本実施例に係るデータ読取装置１０の全
体構成である。装置１０の全体の目的は図２に例示する
ような網状パターン２１をもつ画像をイメージセンサー
１１で取り込み、画像に符号化されているデータを解読
し、再生することである。

【０００９】イメージセンサー１１は例えばＣＣＤ素子
のような光電変換アレイを含むライン型のイメージセン
サーであり、制御回路１２によって制御されるセンサー
送り用のモータ１３により、図２に示すような符号化画
像２０が記録された記録媒体１４上を一定方向（副走査
方向）に定速度で走査（移動）するようになっている。
このような機械式走査により、イメージセンサー１１で
光電変換され、２値化された画像２０のイメージデータ
は、原画像２０の距離精度を実質上損わず、その幾可学
的規則性を保ったものとなる。制御回路１２ではイメー
ジセンサー１１関係の回路の制御とともに、イメージセ
ンサー１１から直列に送られてくるイメージデータの直
／並列変換を実行してＣＰＵ１５に対するインターフェ
ースの機能を果たす。

【００１０】ＣＰＵ１５はＲＯＭ１６に記憶されるプロ
グラムに従って動作するようになっており、符号化画像
２０の走査中、制御回路１２を介してイメージセンサー
１１から与えられるイメージデータのなかから、網状パ
ターン２１の各網目２３のほぼ中心におけるイメージビ
ットを選択し、それを各網目の明暗の識別結果としてＲ
ＡＭ１７にストアする。即ち、図２に示すように、記録
媒体１４上には符号化画像２０のデータ本体である網状
パターン２１（４８×７２網目マトリクス構成）の縦の
方向に関して間隔があいていて、図２の左から右に向っ
て網状パターン２１のほぼ横方向に沿って移動するライ
ン型のイメージセンサー１１により網状パターン２１に
先立って走査される２つの箇所に黒いバーから成るデー
タ開始マーク２２が形成されており、この２つのデータ
開始マーク２２の開始位置（左上または左下の隅）が、
ＣＰＵ１５により網状パターン２１の到来前に検出され
る。この２つのデータ開始マーク２２の位置は記録媒体
１４上において網状パターン２１と所定の位置関係にあ
り、したがって各網目２３の中心と所定の位置関係にあ
る。そして、上述したようにイメージセンサー１１の移
動はモータ１３等により一定の走査方向に沿って定速制
御されるので、記録媒体１４上と同様な幾可的規則性が
取り込まれるイメージデータに存在し、この規則性を利
用することにより、来たるべき網状パターン２１のイメ
ージデータにおける各網目２３の中心位置を、２つのデ
ータ開始マークの検出位置から算出できる。そこで、Ｃ
ＰＵ１５は後続する一連の主走査ラインイメージデータ
のなかから、算出済の各網目２３の中心位置におけるイ
メージビットをサンプリングし、ＲＡＭ１７にストアす
ることにより、各網目２３の明暗によって情報単位であ
るビットを表現した網状パターン２２の符号化データを
解読、再生する。

【００１１】このようにして、本実施例のデータ読取装
置１０にあっては、イメージセンサー１１で符号化画像
２０を走査しながら、走査イメージデータ上の各網目の
明暗を識別する。したがって、解読処理を極めて高速に
行え、更には走査イメージデータをストアするイメージ
メモリを実質上必要とせず、記憶容量の大幅な節約も図
れる。

【００１２】以下、図３に示すフローチャートに沿って
実施例の動作をより詳細に説明する。まず３−１の初期
化でチェックフラグ、主走査ラインカウンタ、ＲＡＭ１
７アドレス等の内部設定と、制御回路１２に対するＩ／
Ｏ設定により、符号化画像２０の走査を開始させる。続
く３−２と３−３のマーク検出ループで最初のマークの
位置を検出する。即ち所定の周期（主走査ライン取込周
期）ごとに、主走査ラインカウンタを更新してイメージ
センサー１１からの１ライン分の主走査イメージデータ
を取り込み、そのラインにデータ開始マーク２２の断片
（マーク２２の左上か左下）を示す黒画素があるかどう
かをチェックする。この結果、図４でいえば主走査ライ
ン４１上の点Ｐ１が最初のデータ開始マーク２２の位置
として検出される。最初のマークの位置が検出された
ら、その位置Ｐ１（検出時の主走査ラインカウントが示
すライン番号、即ちＸ成分と、主走査ラインイメージの
端からのイメージドットカウントが示すドット番号、即
ちＹ成分とで特定される）を記憶し（３−４）、引き続
きもう１つのデータ開始マーク２２の位置の検出作業を
行う。

【００１３】図４の場合、後続の主走査ライン４２の点
Ｐ２で２番目のデータ開始マーク２２が検出される。通
常は、主走査方向と網状パターン２１の幅の方向は若干
異なるので（図４ではその差を角度θで示してある）、
２つのマークは２つの異なる主走査ラインイメージ上で
観測されるが、両者が完全に平行な場合（θ＝０度）に
は同じ主走査ラインイメージ上の間隔のあいた２つのド
ット位置で観測される。２つのマーク２２の位置Ｐ１、
Ｐ２が検出されると両マーク検出チェック３−５が成立
する。この２つの検出位置Ｐ１、Ｐ２から、以降のサン
プリングの基準となるイメージデータの傾き４４の角度
θと主走査幅４５（図４参照）がわかるので３−６でこ
れらのパラメータを算出する。この主走査幅を主走査方
向の網目の数、ここでは４８で割れば、主走査方向から
みた網目の縦（図２で見て）の長さＵ= が得られ、主走
査幅のベクトル（ラインイメージ）の４８の等分点が主
走査方向におけるサンプリング位置（Ｙ成分）を表わ
す。一方、副走査方向におけるサンプリング位置（Ｘ成
分）はイメージデータ上における網目の縦横比から得ら
れる。即ち、イメージセンサー１１の主走査方向におけ
る線分解能をＤｄｏｔ／ｍｍ、副走査方向における移動
（走査）速度を５ｍｍ／ｓｅｃ、主走査のサイクル時間
（主走査ラインイメージを取り込む間隔ないし周波数）
をＫＨｚとすると（これらのパラメータはシステムによ
って決まる）、主走査方向の単位長１に対する副走査方
向の相対的な大きさｒは ｒ＝Ｓ×Ｄ／Ｋ で与えられ、したがって副走査方向から見た網目の横方
向の長さＵ_xは （主走査幅／４８）×ｒ（＝Ｕ_y×ｒ） で与えられる。換言すれば、イメージデータ上の各網目
の中心位置Ｐはイメージデータに保存される幾可学的規
則性から、 Ｐ＝（ＭＵ_x＋ＮＵ_yｔ_anθ、ＮＵ_y−ＭＹ_xｔ_anθ） で与えられる（ただし、Ｍ、Ｎは整数であり、網状パタ
ーンの左上隅の網目（Ｍ＝０、Ｎ＝０）の中心を原点で
示してある）。

【００１４】ここに、網目の長さの成分Ｕ_xとＵ_yは実数
として計算されるが、イメージデータ上からの実際のサ
ンプリングは何番目の主走査ラインイメージの何番目の
ドットかという離散形式でしか行えないので、上記実数
座標ＰにＭ＝０、Ｎ＝０の網目のイメージデータ上の実
際の位置（正確には実数位置）を加えたものに一番近い
整数座標が実際のサンプリング位置（図５の数字付Ｓ）
となる。

【００１５】かくして、３−７で最初（Ｍ＝０）のビッ
ト行のサンプリング位置が計算され、３−８から３−１
１のデコード処理に対する準備が完了する。デコード処
理のループでは主走査ラインイメージを取り出しては
（３−８）、その主走査ラインイメージに含まれるサン
プリング位置をチェックし（３−９）、サンプリング位
置をもたない主走査ラインイメージについては読み飛ば
し（３−９でＮＯとなり３−８に戻る）、サンプリング
位置が含まれる場合にはそれぞれのサンプリング位置に
あるイメージビットを網目の明暗を示す情報ビットとし
てサンプリングしてＲＡＭ１７にストアするとともに、
次の網目のサンプリング位置を計算する（３−１０）。
例えば図４の場合、最初のビット行のサンプリング位置
に出合う主走査ライン４３までのラインイメージは読み
飛ばされる。このような逐次走査・デコードにより、Ｒ
ＡＭ１７に対するストアが画像フォーマットの定める４
８×７２ビット分終了するとデコード終了チェック３−
１１が成立し、イメージセンサー１１に対して走査の終
了が指示され（３−１２）、実施例による走査／解読処
理が完了する。

【００１６】このように本実施例は （ａ）イメージ走査と並行してそのデータ解読が行われ
処理速度が極めて高速である、（ｂ）同様の理由から、
イメージメモリは不要であり、データ読取装置１５の記
憶容量を大幅に削減できる、（ｃ）簡単なデータ開始マ
ークがあればその検出位置からイメージデータの規則性
を利用してすべての網目の位置を決定でき、網状パター
ンの走査方向の全長に亘るような格別のサンプリング基
準マークを必要としない、等の利点を有している。

【００１７】

【変形例】以上で実施例の説明を終えるがこの発明の範
囲内で種々の変形、変更が可能である。例えば、符号化
画像の走査とイメージデータの解読とを同時に並行して
実行する代りに、符号化画像の走査完了後にイメージデ
ータの解読作業を行うようにしてもよい。

【００１８】そのような変形例（第１変形例）について
図６から図１２を参照して説明する。図６は図７に示す
ようなイメージＲＡＭ７０に取り込まれた網状パターン
２１のイメージデータから各網目の明暗を識別する処理
のフローチャートである。最初のルーチン６−１で主走
査ラインイメージを１乃至複数本調べて、主走査方向か
らみた網状パターン２１の縦の長さや網目の縦の長さを
測定する。この処理は、符号化画像２０に網状パターン
２１以外のマークが全くない場合と、網状パターン２１
の周囲に網状パターンの輪郭を形成する輪郭線等（太さ
は例えば網目の幅に等しい）が設けられた場合とでは若
干、処理内容が異なる。輪郭線付きの場合には、イメー
ジの余白部を除くどの主走査ラインイメージにも輪郭線
の断片である黒画素が含まれるのでラインイメージの両
端から中央に向ってイメージドット値を調べていき、黒
画素子（候補点と呼ぶことにする）に当ったら、そこが
輪郭線のエッジと考えてよく、その間の距離で主走査方
向における網状パターンの幅の尺度が与えられる。一
方、網状パターンのみの場合には同様の候補点はその主
走査ラインイメージにおける網状パターン２１のなかで
一番外側の黒の網目のエッジであり、網状パターン２１
の一番外側の網目が白の場合にはその網目は読み飛ばさ
れる。

【００１９】しかし、符号化画像の網目記録（印刷）装
置の方で網目の明暗の直流成分（同じ明度の網目が連続
する長さ）を抑える処理（明暗のためのデジタル変調や
乱数処理で行える）を施しておけば、ある程度以上の数
の主走査ラインを調べることで、一番外側に黒の網目を
もつラインイメージに当たることになる。したがって、
図７にｌ、ｍ、ｎで示すような複数の主走査ラインイメ
ージ上で得た候補点対のなかで最長のもの（他のに比べ
極端に長いのはエラーなので除外する）を選択すること
で、主走査方向から見た網状パターンの縦の長さを評価
できる。以下の説明では網状パターン２１に輪郭線が付
くことを想定するが、この例のように若干処理を複雑に
すれば、網状パターン２１のみの符号化画像にも適用で
きる。なお、輪郭線付の場合、一本の主走査ラインイメ
ージを調べるだけで主走査方向から見た網状パターン２
１の縦の長さを測定できるが、汚れ等のために網状パタ
ーン２１の周辺に一部欠陥が生じる可能性を考慮し、あ
る程度間隔のあいた複数の主走査ラインイメージを調
べ、測定値の多数決方式等により欠陥があってもその影
響が出ないようにすることもできる。

【００２０】また、ルーチン６−１では主走査方向から
みた網目の大きさ（縦の長さ）を測定するようにしても
よい。これは主走査ラインイメージ上で同じ画素値が続
く長さ（ランレングス）を調べそのヒストグラム（図８
参照）を作成すれば、その頻度のピーク群が網目の一単
位を基本とするランレングスの調和級数として観察され
ることから、網目の縦の長さ、更には網状パターンの縦
の長さも評価できる。図８のヒストグラムの場合、ラン
レングス４、８、１２にピークが発生するところから、
主走査方向から見た網目の大きさは約４ドットというこ
とになる。更には、所望であれば、統計的処理を行うこ
とにより、小数点の桁まで正確に網目の縦の大きさを評
価できる（例えば図８において３、４、５は網目１個の
長さのサンプル）、７、８、９は網目の２個の長さのサ
ンプルというように考えて、これらのサンプルをその出
現頻度による重みで平均化処理を行う）。もっとも、網
目のサイズは網状パターンのフォーマット（網目の２次
元マトリクス構成）が既知の場合には、網状パターンの
幅から算出するのが容易である。

【００２１】図６のルーチン６−２では副走査方向（図
７参照）から見た網状パターンの横の長さや網目の横の
長さを測定する。これは、調べる方向が主走査方向から
副走査方向に変っただけで、処理内容はルーチン６−１
と同様である。ここまでで、イメージＲＡＭ７０上の主
走査方向と副走査方向のそれぞれからイメージの幾可的
規則性に従って観測される網状パターンの縦と横の寸
法、網目の縦と横の寸法が得られた。

【００２２】次のルーチン６−３では網状パターンの縦
と横の方向を決定する。網目の方向は種々のアルゴリズ
ムによって決定できる。回転サーチでは、正しい方向か
らみた網状パターンの切断長が最短になることを利用す
る。図９を参照して述べると、まず主走査ライン１に対
しかなりの角度をもって交差する２つのライン２と３を
選択しこのライン２、３上のイメージからみた網状パタ
ーン２１の縦の切断長を測定し、比較する。ライン２の
方が短ければ縦の正しい方向はライン１とライン２の間
にあるのでその間を２等分するようなライン４（角度の
２等分でもよいが、ライン１とライン２の各端の位置の
間の中心同士を結ぶラインでよい）を選択し、そのライ
ンイメージ上の切断長を測定し、ライン１とライン２の
切断長が等しくなければそのうち短い切断長をもつ方の
ラインとライン４との間を更に２等分するラインを選
び、以下、同様にして２等分を続け、切断長が減少しな
くなった時点で、あるいは等しい切断長をもつ２つのラ
インを検出した段階で処理を打ち切る（例えばライン１
とライン２の切断長が等しければその２等分ライン４は
最短の切断長をもつ）。

【００２３】別のアプローチでは、図１０のイメージ拡
大図に〇印と△印で示すように、隣り合うイメージライ
ン（実際には離散系なので図１０の〇印の列で示すよう
にラインＬは段階状になる）のビットパターンが一致あ
るいは最も良く一致するような方向を網状パターンの方
向として定めることができる。なお、図１０の小さいま
す目はイメージビットのメモリセルを示し、大きなます
目は明暗の網目を示している。ビットパターンの一致検
査は上述したような回転サーチ法による切断長の比較等
によりある程度網状パターンの方向がしぼられた段階か
ら始めるとよい。例えば、網状パターンの端でみて網目
のサイズ程度の角度範囲内に方向がしぼり込まれたら、
それによって細長い四角の探索範囲が決まるので、この
探索範囲内でビットパターンの一致検査を行う。あるい
は、そのような探索範囲内で網目のエッジを検出し、エ
ッジの発見位置から方向を決定してもよい。これは、隣
り合う網目列の境界の前後で最もイメージビットの不一
致が発生することに着目したアプローチである。例え
ば、幅が網目サイズ程度の細長い４角の探索領域が得ら
れたら、幅方向（網状パターンの縦方向決定の場合には
副走査方向）に沿って網目の長さ分のイメージ検査を各
イメージビット行について行い、ビット反転位置を検出
し、これらの検出位置のなかで網目の1/2程度の幅の領
域内に収まる検出位置群を結ぶか、これらの検出位置の
回帰直線を決定することで網状パターンの方向が得られ
る。

【００２４】ルーチン６−３の処理の結果は、網状パタ
ーンの縦と横の方向ないしその方向を与えた２つのライ
ンである。したがってその２つのラインにおける網状パ
ターンの上下左右の端の網目の位置の情報も得られ、こ
れは以下説明するルーチン６−４の代りのルーチン６−
４ｂで参照される。

【００２５】ルーチン６−４ではルーチン６−３で得た
網状パターン２１の縦の方向と横の方向に沿う適当な複
数のラインイメージを調べて、網状パターン２１の左、
右、上、下の端にある輪郭線（輪郭線付の場合）または
網目の列ないし行の中心線を検出し、網状パターンの４
隅の網目の位置を決定する。図１１は平行サーチによる
左端の網目列の検出のアルゴリズムの一例を示したもの
で、網状パターンの縦の方向に沿って、イメージＲＡＭ
７０上の端のライン１と、網状パターンの内部を通ると
考えられるライン２とを調べ、ライン２が網状パターン
の存在を示す複数の黒画素を含めば、ライン１とライン
２との中間のライン３を選び、ライン３も網状パターン
内を通れば、ライン１とライン３との間を２分するライ
ン４を選び、以下同様にして２分サーチを続け、２つの
ライン間の間隔が十分近くなって（例えば網目のサイズ
程度）、片方のラインが網状パターンの外側を示す白画
素のみまたはほとんど白画素から成り、もう片方のライ
ンが網状パターンの内部（ここでは輪郭線なしを想定し
ている）を示す黒画素群（例えば、網状パターンの縦の
長さにほぼ等しい間隔をもちランレングス２が網目の長
さの評価値がその整数倍にほぼ等しいような画素群）を
含むものが得られたら、処理を打ち切り、後者のライン
をサーチ結果、即ち網状パターンの左端の網目を通るラ
イン（中心線）とする。

【００２６】より正確な左端の網目の中心線が所望であ
れば図１２のイメージ拡大図に示すような３ビット間隔
のライン対ｌ₀とｌ₁、ライン対ｌ₂とｌ₃（このライン対
は前者のライン対からほぼ網目のサイズだけ離れてい
る）を１回の検査終了の都度、右に１ビットだけずらし
ながら調べ、ライン対ｌ₀、ｌ₁間の副走査方向における
白画素から黒画素のビットへの変化数が最大になるとき
のラインｌ₀の番号と、ライン対ｌ₂、ｌ₃間の副走査方
向におけるビット変化数が最大となるときのラインｌ₂
の番号とを検出すれば、ｌ₀とｌ₁の間が網状パターンと
外部との左側境界Ｅ０であり、ｌ₂とｌ₃との間が左端の
網目の列と２番目の網目の列との境界Ｅ１である。そこ
で境界Ｅ０と境界Ｅ１とを２分するラインＭ（図中ハッ
チングで示してある）を選べばこれが左端の網目の正確
な中心線ということになる（なお、イメージビットパタ
ーンの最大不一致による境界検出方式は取り込んだイメ
ージデータに歪みがある場合にも有効であり、網状パタ
ーンの各網目の境界を調べ、作成してその内部点をサン
プリングしてもよい）。

【００２７】網状パターン２１の４隅の網目の位置は中
心線の交点、例えば左上の隅は左端のラインと上端のラ
インとの交点で与えられる。

【００２８】ルーチン６−４ｂはルーチン６−４の代り
となる処理であり、ルーチン６−３ｂで検出した網状パ
ターン２１の縦の方向のラインと横の方向のラインとの
交点を求め、その交点が網状パターン２１の何行目、何
列目の網目の中心であるかを調べる。詳細には、ルーチ
ン６−３ｂで検出した網状パターン２１の縦の方向のラ
インイメージにおける両端の網目の断片を示す位置と画
像フォーマット、即ち、網状パターン２１の縦方向にお
ける網目の数（図２では４８個）から交点が中心となる
網目の行番号が計算され、同様にして、ルーチン６−３
ｂで検出した網状パターン２１の横の方向のラインイメ
ージにおける両端の網目の断片を示す位置と網状パター
ン２１の横方向における網目の数（図２では７２個）か
ら交点を中心とする網目の列番号が計算される。

【００２９】ルーチン６−４または６−４ｂの後はルー
チン６−５でイメージＲＡＭ７０上における網状パター
ン２１の各網目の中心を、既に得ている基準の網目（４
隅の網目または行と列番号が特定された網目）の中心位
置、網目の縦方向と横方向のサイズの評価値、及び網状
パターン２１の縦と横の方向から、算出し、ルーチン６
−６で各網目の中心のイメージビットをサンプリングす
ることにより、網目の明暗を識別する。

【００３０】なお、網目の中心の単一のイメージビット
をサンプリングするだけでなく網目の中心を基準として
そのまわり（例えば、上下左右）のイメージビットもサ
ンプリングし、その結果から網目の明暗を決定し、更に
はその信頼性を評価するようにしてもよい。

【００３１】次に、第２の変形例を図１３と図１４を参
照して説明する。便宜上、輪郭線付きの網状パターンを
想定する。また網状パターンの網目のマトリクス構成は
既知とする。デコード処理（図１４）の最初のルーチン
１４−１で、イメージＲＡＭ７０（図１３）のメモリ中
心を通る複数の異なるラインイメージを調べ、各ライン
イメージの両端から中央に向って最初に現われる黒画素
を輪郭線の断片として着目し、その検出位置をサンプリ
ングする。複数のラインイメージの選び方は、第１群の
ラインイメージが網状パターンの上下の輪郭線と交差す
るようにし、第２群のラインイメージが網状パターンの
左右の輪郭線と交差するようにすると都合がよく、これ
は、網状パターンの存在する範囲がある変動範囲内に収
まるので容易に決められる。これにより、サンプリング
した検出位置のファイルは上の輪郭線上の位置と予想さ
れる第１グループと、下の輪郭線上の位置と予想される
第２グループと、左の輪郭線上の位置と予想される第３
グループと、右の輪郭線上の位置と予想される第４グル
ープとに分かれる。各グループについて、特にはずれて
いるサンプリング位置を除いて回帰直線等による直線フ
ィティングを行えば、それが、輪郭線の軌跡ということ
になり、これによって得た４つの直線間の交点が網状パ
ターンの４つの隅の位置を定める（１４−２）。この方
式は、記録媒体１４上の汚れ等により、網状パターン１
１の周線部が部分的に破壊されている場合にも有効な方
式であり、正確に網状パターン２１の４隅の位置を測定
できる。また、処理時間が短いという利点もある。

【００３２】４隅の位置が決定された後は第１変形例と
同様にして、各網目の中心を算出し、そこにあるイメー
ジビットをサンプリングすることでデコード処理が完了
する（１４−３、１４−４）。

【００３３】次に図１５を参照して第３の変形例を説明
する。この変形例のデコード処理では、イメージＲＡＭ
７０上のメモリ中心を通る主走査ラインと副走査ライン
によって、イメージＲＡＭ７０を４分割し、各象限内に
ある網状パターンの隅の位置を決定する。図１５に示す
第１象限について説明すると、主走査ライン１と副走査
ライン２を最初に調べ、端から最初に発見される黒画素
を輪郭線の断片とみなしてその位置を記憶する。次に、
イメージＲＡＭ７０の右上と中心を結ぶ対角ライン３を
調べ、端から最初に発見した黒画素の位置を記憶する。
次に主走査ライン１と対角ライン２との間のイメージＲ
ＡＭ７０の上端における中点とイメージＲＡＭ７０の中
心とを結ぶラインを調べ、同様の黒画素を検出し、その
位置を記憶する。ここで、ライン１、４、３に関する黒
画素の位置関係と、ライン２、３、４に関する黒画素の
位置関係を調べる。その結果、図１５の場合であればい
ずれの３つの黒画素も直線上にないことが判明する。換
言すれば、ライン３とライン４の間を通るライン上に網
状パターンの隅がある。そこで、メモリ上端におけるラ
イン３とライン４との中点とメモリ中心を通るラインを
引いて同様の黒画素を検出し、今度は、ライン１、４、
５に係る黒画素間の直線チェックとライン２、３、５の
黒画素間の直線チェックを行う。図１５に従えばライン
１、４、５は直線上にあると判定される。したがって、
網状パターンの右上隅の中心はライン３とライン５との
間にある。そこで、ライン３とライン５との間を２分す
るライン６を引き、以下同様にして、検索範囲をしぼっ
ていく。２分線を引くための２つのライン間のメモリ端
における間隔が十分小さく（例えば１ドットの距離）に
なれば、そのラインの黒画素の位置が網状パターンの右
上隅（正確には輪郭線の右上の項点）ということにな
る。

【００３４】次に第４の変形例を図１６と図１７を参照
して説明する。この例では網状パターン２１の外側に４
つの位置合わせマークＲ（ここでは黒の円）を設けてお
り、デコード処理においてイメージＲＡＭ７０上から、
この位置合わせマークＲの中心を測定し、その結果から
網状パターン２１の各網目の中心位置を幾可的規則性に
従って算出し、その位置のイメージビットをサンプリン
グすることで各網目の明暗を識別とするものである。各
位置合わせマークＲの中心を検出するため、図１７のイ
メージ拡大図に示すようにイメージＲＡＭ７０の端か
ら、例えば４５度の方向のラインイメージをある程度の
間隔をもって１本ずつ調べ、位置合わせマークＲの断片
とみなされる黒画素のランレングスを含むラインイメー
ジに当ったら、検索範囲をしぼり、その範囲内で細かく
（例えば１ドット間隔で）ラインイメージを調べ、その
プロジェクションＡをとる。更にライン方向を例えば９
０度回転させ、その方向のラインイメージを細かい間隔
で調べ、そのプロジェクションＢをとる。プロジェクシ
ョンＡとＢのエッジＥ１、Ｅ２、エッジＥ３、Ｅ４を見
つけ、その中心を通るラインを求め、その交点を得る。
この交点が位置合わせマークＲの中心である。このよう
な処理をイメージＲＡＭ７０の４つのコーナーで行うこ
とにより、４つの位置合わせマークＲの中心位置が決ま
る。この方式の場合、４つの位置合わせマークＲのう
ち、最大２箇所のマークが破壊されていても、その破壊
を検出でき（プロジェクションの形状やエッジ間の距離
が想定される基準から大きく異なるので検出でき）、残
る２つの健全な位置合わせマークＲの位置が測定されれ
ば、後はイメージデータの規則性から網状パターンの各
網目の中心位置を正確に算出できるので、記録媒体１４
上の汚れ等に対するデコード耐久力が強いという利点が
ある。

【００３５】その他の変形例として、例えば、イメージ
センサーを磁気インク等に反応する磁気／電気変換タイ
プで構成してもよい。また機械的に走査されるイメージ
センサーの代りに、コストは高くなるが固定して使用さ
れる面積イメージセンサーを用いてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明では、定速度で移動走査するラインイメージセンサー
（ライン型のイメージセンサー手段）を用いて記録媒体
上の画像を１ラインごとの主走査ラインイメージデータ
として連続的に読み取り、先行する主走査ラインイメー
ジデータから、画像の前側の両端に位置するデータ開始
マークの各位置を検出し（データ開始マーク検出手
段）、データ開始マークの位置を検出したら、その位置
情報、ラインイメージセンサーの動作パラメータ（副走
査方向の移動速度、分解能等）、及び符号化画像である
網状パターンの幾何学的規則性に基づき、Ｍ行Ｎ列の全
網目の画素データのサンプリング位置を一括予測し（予
測手段）、後続する主走査ラインイメージデータのう
ち、前記予測手段が予測したサンプリング位置を含まな
い後続主走査ラインイメージデータについては読み飛ば
し、予測したサンプリング位置を含む後続主走査ライン
イメージデータについては、そのサンプリング位置の画
素データを読み取ることにより、各網目の明細を識別し
ている（網目明暗識別手段）ので、イメージセンサーと
してカメラのようなエリア型の高価なものは不要であ
り、また、記憶容量としては、１主走査ライン分のイメ
ージデータでよいのでフレームバッファのようなものは
不要であり、しかも、データ開始マークの検出時に全網
目の画素データサンプリング位置を一括して予測する方
式をとっているので、データ再生のための処理量を削減
でき、処理時間を短縮し、かつ誤りの少ない解読が可能
となり、実時間的な用途に最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係るデータ読取装置の全体
構成図。

【図２】実施例の読取対象である網状パターンの符号化
画像を例示する図。

【図３】実施例による走査・デコード処理のフローチャ
ート。

【図４】符号化画像に対するイメージセンサーの走査例
を示す図。

【図５】走査例を拡大して示す図。

【図６】第１の変形例によるデコード処理のフローチャ
ート。

【図７】イメージＲＡＭ上のイメージデータの概略を示
し、主走査方向からみた網状パターンの長さの測定の説
明に用いた図。

【図８】主走査ラインイメージに係るランレングスのヒ
ストグラムを示す図。

【図９】回転サーチによる網状パターンの縦の長さの測
定を説明するのに用いた図。

【図１０】イメージを拡大して示し、イメージビットパ
ターンの一致検出による網状パターンの方向決定を説明
するのに用いた図。

【図１１】平行サーチによる網状パターンの境界の検出
の説明に用いた図。

【図１２】イメージビットパターンの最大不一致検出に
よる網目列間の境界決定を説明するのに用いた図。

【図１３】第２の変形例に係り、イメージＲＡＭ上の網
状パターンの輪郭線の検出を説明するのに用いた図。

【図１４】第２の変形例のデコード処理のフローチャー
ト。

【図１５】第３の変形例に係り、２分サーチによりイメ
ージＲＡＭ上の網状パターンの隅の位置を検出する原理
を示す図。

【図１６】第４の変形例に係り、網状パターンに位置合
わせマークを付加した符号化画像を取り込んだイメージ
ＲＡＭを示す図。

【図１７】位置合わせマークの位置を測定する原理を示
す図。

【符号の説明】

１０ データ読取装置 １１ イメージセンサー １４ 記録媒体 １５ ＣＰＵ １６ ＲＯＭ ２０ 符号化画像 ２１ 網状パターン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｍ行Ｎ列の各網目に選択的に形成された明
   暗によってデータを符号化した網状パターンと、この網
   状パターンの１行目の少なくとも前側両端部に夫々位置
   するデータ開始マークとからなる画像が記録された記録
   媒体に対し、この記録媒体上の画像を前側から後側の方
   向（副走査方向）に定速度で移動走査しながら、この画
   像を表わすイメージデータを１ラインごとの主走査ライ
   ンイメージデータを単位として読み取るライン型のイメ
   ージセンサー手段と、先行する主走査ラインイメージデータから前記両端部に
   夫々位置するデータ開始マークの位置を検出するデータ
   開始マーク検出手段と、 検出したデータ開始マークの位置、前記ライン型のイメ
   ージセンサー手段の動作パラメータ及び前記網状パター
   ンの幾何学的規則性に基づき、Ｍ行Ｎ列の全網目の画素
   データのサンプリング位置を一括して予測する予測手段
   と、 後続する主走査ラインイメージデータのうち、前記予測
   手段が予測したサンプリング位置を含まない後続主走査
   ラインイメージデータについては読み飛ばし、予測した
   サンプリング位置を含む後続主走査ラインイメージデー
   タについては、そのサンプリング位置の画素データを読
   み取ることにより、 上記各網目の明暗を識別する網目明
   暗識別手段と、 を有することを特徴とするデータ読取装置。