JP2835274B2 - 画像認識装置 - Google Patents

画像認識装置

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JP2835274B2
JP2835274B2 JP6026902A JP2690294A JP2835274B2 JP 2835274 B2 JP2835274 B2 JP 2835274B2 JP 6026902 A JP6026902 A JP 6026902A JP 2690294 A JP2690294 A JP 2690294A JP 2835274 B2 JP2835274 B2 JP 2835274B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば２次元コード読
取装置等の画像認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の画像認識装置は、周囲の少なく
とも２辺或いは４辺が直線となる構成のマトリックス状
にデータを配した矩形の２次元コード図形又はそれに類
似した図形を含む画像を読取り、その読取った画像から
２次元コード図形又はそれに類似した図形を切出して認
識するようになっている。なお、２次元コードに類似し
た図形とは、例えばプリント基板に実装したＩＣ素子を
２次元図形として読取ったときの画像等がある。
【０００３】このような画像認識装置では、図１６の
(a) に示すように読取った２次元画像１から切出し対象
の２次元図形２の位置を検出するようにしているが、こ
の位置検出には例えば特公昭６２−３４７５号公報に見
られるようなパターンマッチング法がよく用いられてい
る。
【０００４】このパターンマッチング法は、図１６の
(b) に示すような複数の標準パターン３，３，…を使用
し、この標準パターン３により２次元画像１をスキャン
し、その類似度を数値として表現し、得られる数値が２
次元画像１の数値に近い部分を切出して対象の２次元図
形２の位置を検出する方法である。
【０００５】また、位置検出としては例えば特公平１−
３５３８５号公報に見られるような輪郭線縁追跡法もよ
く用いられている。
【０００６】この輪郭線縁追跡法は、図形の輪郭の特徴
を捕らえる方法で、図１７に示すように、黒画素部４と
白画素部５との縁、すなわちエッジを図中実線の矢印６
で示すように追跡しその輪郭を捕らえるというものであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したパターンマッ
チング法は、ある特徴をもつ２次元画像１の中から対象
の２次元図形２を切出す方法としては非常に有効な方法
として知られている。従って周囲の少なくとも２辺が直
線となる構成のマトリックス状にデータを配した矩形の
２次元コード図形や周囲の４辺が直線となる構成のマト
リックス状にデータを配した矩形の２次元コード図形の
ように特徴をもった図形を切出す場合にも有効となる
が、しかし画像の読取りを行なった場合に２次元画像に
対して２次元コード図形が図１６の(a) に示すように常
に平行に存在することは希で、多くの場合図１８の(a)
に示すように２次元画像１に対して２次元コード図形２
が傾斜して読取られる。
【０００８】このため実際にパターンマッチング法で２
次元コード図形２を切出すには、図１８の(b) に示すよ
うに様々な傾斜角度の直線を表わす標準パターン７，
７，…を用意し、順に２次元画像１をスキャンして対象
の２次元図形２の位置を検出することになり、図形の切
出しに多大な時間を要するという問題があった。
【０００９】また、前述した輪郭線縁追跡法は、パター
ンマッチング法とは異なり、傾斜した直線の位置検出に
は何等問題はなく、また、２次元画像の中の特徴ある部
分のみを検索していくため図形の切出しに要する時間も
比較的短くて済むが、輪郭線縁追跡のための開始地点の
特定が難しいという問題があった。また、開始地点をう
まく取れても図１９に示すように、傷８の付いた図形が
読み込まれると、図中点線の矢印９で示すように傷８の
部分を輪郭として追跡してしまい、本来の輪郭と違った
輪郭を認識してしまうという問題があった。
【００１０】そこで本発明は、直線の位置検出にハフ変
換法と最小２乗近似法を用い、またエッジ検出を迅速に
行うことにより、周囲の少なくとも２辺或いは４辺が直
線となる構成のマトリックス状にデータを配した矩形の
２次元コード図形又はそれに類似した図形を高速にかつ
正確に切出してマトリックス情報を抽出しコード認識す
ることができる画像認識装置を提供する。
【００１１】また、本発明は、直線の位置検出にハフ変
換法と最小２乗近似法を用い、また画像情報の画像メモ
リへの格納を迅速に行うことにより、周囲の少なくとも
２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを配し
た矩形の２次元コード図形又はそれに類似した図形を高
速にかつ正確に切出してマトリックス情報を抽出するこ
とができる画像認識装置を提供する。
【００１２】また、本発明は、直線の位置検出にハフ変
換法と最小２乗近似法を用い、また直線の位置の検出を
正確に行うことにより、周囲の少なくとも２辺が直線と
なる構成のマトリックス状にデータを配した矩形の２次
元コード図形又はそれに類似した図形を高速にかつ正確
に切出してマトリックス情報を抽出することができる画
像認識装置を提供する。
【００１３】さらに、本発明は、直線の位置検出にハフ
変換法と最小２乗近似法を用い、またマトリックス要素
の大きさを正確に検出することにより、周囲の少なくと
も２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを配
した矩形の２次元コード図形又はそれに類似した図形を
高速にかつ正確に切出すことができ、さらにマトリック
ス情報を正確に抽出することができる画像認識装置を提
供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
周囲の少なくとも２辺が直線となる構成のマトリックス
状にデータを配した矩形の２次元コード図形又はそれに
類似した図形を含む画像を読取り、その読取った画像情
報から２次元コード図形又はそれに類似した図形を切出
して認識する画像認識装置において、２次元コード図形
又はそれに類似した図形の画像を読取って得られる画像
情報を画像メモリに格納する手段と、画像メモリに格納
した画像情報を縦横にスキャンして図形のエッジを検出
するエッジ検出手段と、画像メモリに格納した画像情報
からハフ変換法及び最小２乗近似法により周囲の互いに
交差する２本の直線の位置を検出する第１の直線位置検
出手段と、この第１の直線位置検出手段にて検出した２
本の直線の長さを検出する長さ検出手段と、第１の直線
位置検出手段及び長さ検出手段により検出した２本の直
線の位置と長さを元に周囲の互いに交差する残り２本の
直線の位置を検出する第２の直線位置検出手段と、各直
線位置検出手段により検出した直線の位置及び長さ検出
手段により検出した直線の長さから認識対象の図形を切
出し、その切出した図形からマトリックスを構成するマ
トリックス要素の大きさを検出するマトリックス要素検
出手段と、切出した認識対象の図形の大きさとマトリッ
クス要素の大きさを元にマトリックス情報を抽出する情
報抽出手段とを設け、エッジ検出手段は、スキャンライ
ン上を数ドットおきに画素検出してエッジ検出を行うも
のである。
【００１５】請求項２対応の発明は、周囲の４辺が直線
となる構成のマトリックス状にデータを配した矩形の２
次元コード図形又はそれに類似した図形を含む画像を読
取り、その読取った画像情報から２次元コード図形又は
それに類似した図形を切出して認識する画像認識装置に
おいて、２次元コード図形又はそれに類似した図形の画
像を読取って得られる画像情報を画像メモリに格納する
手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦横にスキャ
ンして図形のエッジを検出するエッジ検出手段と、画像
メモリに格納した画像情報からハフ変換法及び最小２乗
近似法により周囲の互いに交差する４本の直線の位置を
検出する直線位置検出手段と、この直線位置検出手段に
て検出した４本の直線の長さを検出する長さ検出手段
と、直線位置検出手段により検出した直線の位置及び長
さ検出手段により検出した直線の長さから認識対象の図
形を切出し、その切出した図形からマトリックスを構成
するマトリックス要素の大きさを検出するマトリックス
要素検出手段と、切出した認識対象の図形の大きさとマ
トリックス要素の大きさを元にマトリックス情報を抽出
する情報抽出手段とを設け、エッジ検出手段は、スキャ
ンライン上を数ドットおきに画素検出してエッジ検出を
行うものである。
【００１６】請求項３対応の発明は、周囲の少なくとも
２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを配し
た矩形の２次元コード図形又はそれに類似した図形を含
む画像を読取り、その読取った画像情報から２次元コー
ド図形又はそれに類似した図形を切出して認識する画像
認識装置において、２次元コード図形又はそれに類似し
た図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモリ
に格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦
横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手
段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及
び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直
線の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第
１の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを
検出する長さ検出手段と、第１の直線位置検出手段及び
長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さを
元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検出
する第２の直線位置検出手段と、各直線位置検出手段に
より検出した直線の位置及び長さ検出手段により検出し
た直線の長さから認識対象の図形を切出し、その切出し
た図形からマトリックスを構成するマトリックス要素の
大きさを検出するマトリックス要素検出手段と、切出し
た認識対象の図形の大きさとマトリックス要素の大きさ
を元にマトリックス情報を抽出する情報抽出手段とを設
け、画像情報を画像メモリに格納する手段は、読取った
画像情報が奇数フィールドと偶数フィールドに分解され
ている場合に、奇数フィールドと偶数フィールドのいず
れか一方を読込むと共に読込んだフィールド間を補間し
て画像メモリに格納するものである。
【００１７】請求項４対応の発明は、周囲の少なくとも
２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを配し
た矩形の２次元コード図形又はそれに類似した図形を含
む画像を読取り、その読取った画像情報から２次元コー
ド図形又はそれに類似した図形を切出して認識する画像
認識装置において、２次元コード図形又はそれに類似し
た図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモリ
に格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦
横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手
段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及
び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直
線の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第
１の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを
検出する長さ検出手段と、第１の直線位置検出手段及び
長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さを
元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検出
する第２の直線位置検出手段と、各直線位置検出手段に
より検出した直線の位置及び長さ検出手段により検出し
た直線の長さから認識対象の図形を切出し、その切出し
た図形からマトリックスを構成するマトリックス要素の
大きさを検出するマトリックス要素検出手段と、切出し
た認識対象の図形の大きさとマトリックス要素の大きさ
を元にマトリックス情報を抽出する情報抽出手段とを設
け、エッジ検出手段は、連続したアドレスへのアクセス
でスキャンが可能な方向からのエッジ検出を最初に行っ
て認識対象図形の存在位置を特定し、その特定した図形
の存在位置に対してもう一方の方向からのエッジ検出を
行うものである。
【００１８】請求項５対応の発明は、周囲の少なくとも
２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを配し
た矩形の２次元コード図形又はそれに類似した図形を含
む画像を読取り、その読取った画像情報から２次元コー
ド図形又はそれに類似した図形を切出して認識する画像
認識装置において、２次元コード図形又はそれに類似し
た図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモリ
に格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦
横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手
段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及
び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直
線の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第
１の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを
検出する長さ検出手段と、第１の直線位置検出手段及び
長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さを
元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検出
する第２の直線位置検出手段と、各直線位置検出手段に
より検出した直線の位置及び長さ検出手段により検出し
た直線の長さから認識対象の図形を切出し、その切出し
た図形からマトリックスを構成するマトリックス要素の
大きさを検出するマトリックス要素検出手段と、切出し
た認識対象の図形の大きさとマトリックス要素の大きさ
を元にマトリックス情報を抽出する情報抽出手段とを設
け、第１の直線位置検出手段は、任意のサンプリング点
を通る角度θの直線の原点からの距離をＲとしたとき、
角度θが同一か又はその角度θに近い角度の直線候補に
対し距離Ｒを比較して同じ直線と判断したときにはその
直線を直線候補から除外するものである。
【００１９】請求項６対応の発明は、周囲の少なくとも
２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを配し
た矩形の２次元コード図形又はそれに類似した図形を含
む画像を読取り、その読取った画像情報から２次元コー
ド図形又はそれに類似した図形を切出して認識する画像
認識装置において、２次元コード図形又はそれに類似し
た図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモリ
に格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦
横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手
段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及
び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直
線の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第
１の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを
検出する長さ検出手段と、第１の直線位置検出手段及び
長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さを
元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検出
する第２の直線位置検出手段と、各直線位置検出手段に
より検出した直線の位置及び長さ検出手段により検出し
た直線の長さから認識対象の図形を切出し、その切出し
た図形からマトリックスを構成するマトリックス要素の
大きさを検出するマトリックス要素検出手段と、切出し
た認識対象の図形の大きさとマトリックス要素の大きさ
を元にマトリックス情報を抽出する情報抽出手段とを設
け、マトリックス要素検出手段は、白マトリックス要素
と黒マトリックス要素の大きさを別々に検出し、その別
々に検出したマトリックス要素の中間値をマトリックス
要素の大きさとするものである。
【００２０】
【作用】請求項１対応の発明においては、画像メモリに
格納した画像情報をエッジ検出手段で縦横にスキャンし
て図形のエッジを検出するが、このときスキャンライン
上を数ドットおきに画素検出してエッジ検出を行う。こ
れによりエッジ検出を迅速に行う。
【００２１】そして画像メモリに格納した画像情報から
ハフ変換法及び最小２乗近似法により周囲の互いに交差
する２本の直線の位置を検出し、さらにこの検出した２
本の直線の長さを検出する。また、検出した２本の直線
の位置と長さを元に周囲の互いに交差する残り２本の直
線の位置を検出する。
【００２２】こうして検出した直線の位置及び直線の長
さから認識対象の図形を切出し、マトリックスを構成す
るマトリックス要素の大きさを検出する。そして切出し
た認識対象の図形の大きさとマトリックス要素の大きさ
を元にマトリックス情報を抽出する。
【００２３】請求項２対応の発明においては、画像メモ
リに格納した画像情報をエッジ検出手段で縦横にスキャ
ンして図形のエッジを検出するが、このときスキャンラ
イン上を数ドットおきに画素検出してエッジ検出を行
う。これによりエッジ検出を迅速に行う。
【００２４】そして画像メモリに格納した画像情報から
ハフ変換法及び最小２乗近似法により周囲の互いに交差
する４本の直線の位置を検出し、さらにこの検出した４
本の直線の長さを検出する。
【００２５】こうして検出した直線の位置及び直線の長
さから認識対象の図形を切出し、マトリックスを構成す
るマトリックス要素の大きさを検出する。そして切出し
た認識対象の図形の大きさとマトリックス要素の大きさ
を元にマトリックス情報を抽出する。
【００２６】請求項３対応の発明においては、画像を読
取って得られる画像情報を画像メモリに格納するが、こ
のとき読取った画像情報が奇数フィールドと偶数フィー
ルドに分解されている場合に、奇数フィールドと偶数フ
ィールドのいずれか一方を読込むと共に読込んだフィー
ルド間を補間して画像メモリに格納する。これにより画
像情報の画像メモリへの格納を迅速に行う。
【００２７】そして画像メモリに格納した画像情報をエ
ッジ検出手段で縦横にスキャンして図形のエッジを検出
する。また、画像メモリに格納した画像情報からハフ変
換法及び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２
本の直線の位置を検出し、さらにこの検出した２本の直
線の長さを検出する。また、検出した２本の直線の位置
と長さを元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位
置を検出する。
【００２８】こうして検出した直線の位置及び直線の長
さから認識対象の図形を切出し、その切出した図形から
マトリックスを構成するマトリックス要素の大きさを検
出する。そして切出した認識対象の図形の大きさとマト
リックス要素の大きさを元にマトリックス情報を抽出す
る。
【００２９】請求項４対応の発明においては、画像メモ
リに格納した画像情報をエッジ検出手段で縦横にスキャ
ンして図形のエッジを検出するが、このとき連続したア
ドレスへのアクセスでスキャンが可能な方向からのエッ
ジ検出を最初に行って認識対象図形の存在位置を特定
し、その特定した図形の存在位置に対してもう一方の方
向からのエッジ検出を行う。これによりエッジ検出を迅
速に行う。
【００３０】そして画像メモリに格納した画像情報から
ハフ変換法及び最小２乗近似法により周囲の互いに交差
する２本の直線の位置を検出し、さらにこの検出した２
本の直線の長さを検出する。また、検出した２本の直線
の位置と長さを元に周囲の互いに交差する残り２本の直
線の位置を検出する。
【００３１】こうして検出した直線の位置及び直線の長
さから認識対象の図形を切出し、その切出した図形から
マトリックスを構成するマトリックス要素の大きさを検
出する。そして切出した認識対象の図形の大きさとマト
リックス要素の大きさを元にマトリックス情報を抽出す
る。
【００３２】請求項５対応の発明においては、画像メモ
リに格納した画像情報をエッジ検出手段で縦横にスキャ
ンして図形のエッジを検出する。そして画像メモリに格
納した画像情報からハフ変換法及び最小２乗近似法によ
り周囲の互いに交差する２本の直線の位置を検出する
が、このとき任意のサンプリング点を通る角度θの直線
の原点からの距離をＲとしたとき、角度θが同一か又は
その角度θに近い角度の直線候補に対し距離Ｒを比較し
て同じ直線と判断したときにはその直線を直線候補から
除外する。これにより直線の検出を正確に行う。
【００３３】そして検出した２本の直線の長さを検出す
る。また、検出した２本の直線の位置と長さを元に周囲
の互いに交差する残り２本の直線の位置を検出する。
【００３４】こうして検出した直線の位置及び直線の長
さから認識対象の図形を切出し、その切出した図形から
マトリックスを構成するマトリックス要素の大きさを検
出する。そして切出した認識対象の図形の大きさとマト
リックス要素の大きさを元にマトリックス情報を抽出す
る。
【００３５】請求項６対応の発明においては、画像メモ
リに格納した画像情報をエッジ検出手段で縦横にスキャ
ンして図形のエッジを検出する。そして画像メモリに格
納した画像情報からハフ変換法及び最小２乗近似法によ
り周囲の互いに交差する２本の直線の位置を検出する。
また、検出した２本の直線の長さを検出する。さらに、
検出した２本の直線の位置と長さを元に周囲の互いに交
差する残り２本の直線の位置を検出する。
【００３６】こうして検出した直線の位置及び直線の長
さから認識対象の図形を切出し、その切出した図形から
マトリックスを構成するマトリックス要素の大きさを検
出するが、このとき白マトリックス要素と黒マトリック
ス要素の大きさを別々に検出し、その別々に検出したマ
トリックス要素の中間値をマトリックス要素の大きさに
する。これによりマトリックス要素の大きさを正確に検
出する。そして切出した認識対象の図形の大きさとマト
リックス要素の大きさを元にマトリックス情報を抽出す
る。
【００３７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【００３８】第１実施例 図１は画像認識装置の構成を示すブロック図で、１１は
ハンドスキャナーである。
【００３９】前記ハンドスキャナー１１は例えば複数個
の発光ダイオードからなる光源１２を設け、その光源１
２からの光を内部で反射させた後、読取窓から例えば周
囲の２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを
配した矩形の２次元コード図形を印刷したコード保持体
１３に照射している。
【００４０】前記ハンドスキャナー１１はコード保持体
１３からの反射光を折返しミラー１４で反射させた後、
集光レンズ１５で集光してＣＣＤエリアセンサ１６の受
光面に照射している。
【００４１】前記エリアセンサ１６は受光した反射光内
の光の強弱によりコード保持体１３に印刷した２次元コ
ード図形を読取り、電気信号に変換する。
【００４２】前記ハンドスキャナー１１はエリアセンサ
１６からの電気信号を撮像回路１７でビデオ信号に変換
して外部に出力するようになっている。
【００４３】外部には、２値化回路１８、マイクロプロ
セッサ１９及び画像メモリ２０が設けられ、前記２値化
回路１８で前記撮像回路１７からのビデオ信号を２値化
し、その２値化した信号をマイクロプロセッサ１９によ
り画像情報として前記画像メモリ２０に格納するように
なっている。
【００４４】前記マイクロプロセッサ１９は、前記画像
メモリ２０に格納した画像情報をプログラムに基づいて
処理し、図形のエッジ検出、２次元コード図形の切出
し、マトリックス情報の認識等を行うようになってい
る。
【００４５】図２は、矩形の２次元コード図形を読取っ
たときの２次元画像領域２１と画像領域２１内の切出し
対象となる２次元コード図形２２を示した図である。
【００４６】前記２値化回路１８からの画像情報が奇数
フィールドと偶数フィールドとに分解されて入力される
場合、マイクロプロセッサ１９は、奇数フィールドと偶
数フィールドのいずれかを取込み、さらにフィールド間
を補間して前記画像メモリ２０に格納する。例えば奇数
フィールドを取込む場合には偶数フィールドの分を例え
ば同一の奇数フィールドを２回繰り返し取込むなどして
補間する。
【００４７】これによりＣＣＤエリアセンサ１６のシャ
ッタースピードを通常の倍のスピードに設定することが
可能となり、これによりぶれに対して強くなり、また画
像情報の画像メモリ２０への格納処理が迅速にできるこ
とになる。
【００４８】前記２次元コード図形２２は周囲の２辺２
２ａ，２２ｂが直線となる構成のマトリックス状にデー
タを配した矩形の２次元コード図形となっている。すな
わち、データの範囲は実際には図中一点鎖線で示す範囲
まで配置されている。
【００４９】前記２次元コード図形２２の直線となる２
つの辺２２ａ，２２ｂに対して、図３に示すように横方
向に一定の間隔でスキャンして図中○や△で示したエッ
ジ点を抽出する。また、２つの辺２２ａ，２２ｂに対し
て、図４に示すように縦方向に一定の間隔でスキャンし
て図中○や△で示したエッジ点を抽出する。
【００５０】なお、横方向及び縦方向のスキャンを全画
面の全画素に対して行なうのではなく、一定の間隔で行
なうのは処理時間の短縮のためである。
【００５１】このスキャンによりエッジ点が立上がりエ
ッジ（図中○で示すエッジ点）か立下がりエッジ（図中
△で示すエッジ点）の属性を決定する。
【００５２】このときのエッジ検出は、後述するハフ変
換のサンプリング点として使用するもので、ハフ変換は
サンプリング点の多いものは多くの処理時間を要すると
いう欠点がある。そこでサンプリング点の数を極力減ら
すことが処理速度を向上するうえでの大きな要素とな
る。
【００５３】このようなことから本実施例では、マトリ
ックス状に配した矩形の２次元コード図形において周囲
の２辺２２ａ，２２ｂが必ず何ドットかの太さを持った
状態で入力する性質を利用してそれ以下の太さの黒画素
群の境をエッジ点と見做さないようにする。すなわち、
各スキャンラインにおいて、全画素を調べその変化点を
エッジとする必要はなく、例えば図形の黒画素群の太さ
が５ドットと仮定すればスキャンライン上を４ドットお
きにスキャンしてエッジ検出を行えばよい。
【００５４】例えばあるスキャンラインの一部が図５に
示すような黒画素と白画素の配置であった場合に、スキ
ャンの始点がｎ1 の点とすると、次の点は４ドット後の
ｎ2の点となる。ｎ1 の点が黒画素でｎ2 の点が白画素
となるため、この４ドット間にエッジ点が存在すること
が分かる。そこでｎ2 の点からｎ1 の点に向かって１ド
ットずつ戻りながらその変化点を調べることにより、ｅ
1 のエッジを検出する。
【００５５】ｎ2 から４ドット後のｎ3 の点はｎ2 の点
と同様の白画素であるあるためその間にエッジ点は存在
しないと判断する。すなわち、ｎ4 及びｎ5 の黒画素は
読み飛ばされることになる。この場合、太さが５ドット
ということになっているため読取り上は問題ない。
【００５６】ｎ3 から４ドット後のｎ6 の点は黒画素と
なっているため、この４ドット間にエッジ点が存在する
ことが分かる。そこでｎ6 の点からｎ3 の点に向かって
１ドットずつ戻りながらその変化点を調べることによ
り、ｅ2 のエッジを検出する。
【００５７】このようなエッジ点検出を行うことによ
り、前記画像メモリ２０に対するアクセスが減少し、エ
ッジ検出時間は大幅に短縮される。また傷等により生じ
た規定よりも細い画素群は読み捨てられるので、傷等に
よる読取り性能への悪影響を低減でき、また、ハフ変換
のサンプリング点を減少できるためハフ変換速度を向上
でき、処理時間の短縮ができる。
【００５８】また、エッジ検出するとき、２次元画像領
域２１は画像メモリ２０に展開されるが、この画像をス
キャンするとき横方向にアドレスが連続していれば、横
方向には画像メモリ２０上のアドレスが連続した形でス
キャンできるが縦方向には画像メモリ２０上のアドレス
が連続した形でスキャンすることはできない。
【００５９】そして横方向のスキャンは高速に行える
が、縦方向のスキャンは横方向に比べて時間がかかる。
【００６０】このようなことから本実施例では、１ビッ
トが１ピクセルの画像格納形式のときに、画像メモリ２
０に対するアクセス方法が例えば１６ビット幅のとき、
以下のようなアルゴリズムを使用してエッジ検出の高速
化を図っている。
【００６１】２次元画像領域２１の画像情報のほとんど
が白画素の連続や黒画素の連続である性質を利用して、
あるアドレスの値が０ＨであったときとＦＦＦＦＨであ
ったときはそれぞれ１６個の白画素、黒画素と見做すこ
とにより、本来１６回のメモリアクセスを必要とするも
のを１回のメモリアクセスで認識する。なお、前述した
４ドットおきに白画素、黒画素の判断を行う場合には４
回のメモリアクセスを必要とするものを１回のメモリア
クセスで認識することになる。
【００６２】しかしこのアルゴリズムはアドレスが連続
している横方向のスキャンのときのみ使用できるもので
ある。
【００６３】このようなことから本実施例では、エッジ
検出を先ず横方向のスキャンによって高速に行い、この
エッジ検出中にコードの存在位置を特定し、縦方向のエ
ッジ検出をその特定したコード存在位置に対してのみ行
い、これにより縦方向のエッジ検出の要する時間も短縮
し、全体としてエッジ検出を迅速に行う。
【００６４】こうしてエッジ点が検出されると続いてハ
フ変換法による直線の抽出を行なう。ハフ変換法は画像
中の直線抽出アルゴリズムとして知られている。すなわ
ち、ハフ変換法は任意のサンプリング点を通る角度θの
直線の原点からの距離をＲとし、その角度θに対応する
距離Ｒを全サンプリング点の全ての角度において計算
し、その全ての角度θと距離Ｒの組合わせのうち、多か
った組合わせの表わす直線を抽出直線とする手法であ
る。
【００６５】このハフ変換をコンピュータで行なう場合
は、θとＲをパラメータとする２次元配列を確保し、そ
の配列要素への投票を各サンプリング点から行なうこと
になる。このとき、θを細かく取ればその分演算回数が
増大し、処理速度の問題が生じる。また、Ｒを厳密に取
ると非常に大きな２次元配列を取る必要が出てくる。そ
こで、本実施例ではθとＲを大まかに取り、厳密に直線
抽出を行なうステップを後に設けている。
【００６６】図６は図３においてハフ変換を行ない、直
線抽出を行なった結果を示す図であり、また、図７は図
４においてハフ変換を行ない、直線抽出を行なった結果
を示す図である。
【００６７】図６においてハフ変換した直線２３及び図
７においてハフ変換した直線２４はθとＲを大まかに取
っているため、実際の検出すべき直線とはやや異なった
角度及び距離の直線となる。
【００６８】そこでこの直線を支持した各点をサンプリ
ング点として最小２乗近似を行ない、図６に示す正確な
直線２５及び図７に示す正確な直線２６を計算により求
める。
【００６９】ところで大まかなハフ変換を行なった場
合、立上がりエッジと立下がりエッジの混合した直線を
支持したすべてのエッジ点をサンプリング点として最小
２乗近似を行なうと、図８に示すように実際に検出すべ
き直線２７と異なった直線２８を検出してしまう問題が
発生する。
【００７０】そこで本実施例では、横スキャン及び縦ス
キャンによるハフ変換を行なった後、図１０に示すよう
に、そのハフ変換による検出直線が約９０度で交差する
直線の組合わせ、すなわち、直線２９と３０を選び出
し、その直線２９，３０を支持したエッジ点の分布によ
りその図形の存在方向を図１０に実線の矢印３１，３２
で示すように決定する。
【００７１】すなわち、ハフ変換により検出した２本の
直線の交点を中心としてどちらの方向にエッジ点が多く
存在しているかを調べて図形の存在方向を決定する。
【００７２】こうして図形の存在方向が決定すれば、検
出すべき直線の立上がり、立下がりのどちらなのか明ら
かになり、それにあった属性のエッジ点のみをサンプリ
ング点として最小２乗近似を行なうことにより、正しい
直線を検出することができる。
【００７３】こうして図１２に示すように２次元コード
図形２２の周囲の２辺２２ａ，２２ｂに対応する直線３
３，３４が正確に決定されることになる。
【００７４】ハフ変換は前述したようにサンプリング点
の多いものは非常に多くの処理時間を要する。そこで本
実施例では、角度θと距離Ｒを大まかに取り、ハフ変換
は直線のおおよその位置を検出する手段として使用して
いるため、図３、図４で求めたエッジ点すべてをサンプ
リング点とせず、一部のエッジ点のみをサンプリング点
としてハフ変換する。
【００７５】すなわち、図１１において各○，●，△，
▲はエッジ検出により求めたエッジ点であるが、ハフ変
換を行うサンプリング点としては●及び▲のエッジ点の
みを使用する。このようにしてもすべてのエッジ点を使
用して行うハフ変換とほぼ同様の直線を検出することが
でき、処理時間はすべてのエッジ点を使用する場合に比
べて約半分に短縮できる。
【００７６】このハフ変換を行った後に最小２乗近似を
行って正確な直線を決定する。この最小２乗近似では○
及び△のエッジ点も含むすべてのエッジ点を使用して直
線を求める。これによりすべてのエッジ点を使用してハ
フ変換及び最小２乗近似を行って直線を求めたのと変わ
らない正確な直線を検出できる。
【００７７】ハフ変換によって検出される直線は２次元
画像領域２１の中で直線としての特徴の強いものであ
る。そして必ずしも２次元コードの周囲の２辺が一番強
く直線としての特徴が現れるということはなく、このた
めハフ変換により直線としての特徴が強い方から複数の
直線候補を検出する必要がある。このため一直線を表す
点列が別々の直線候補として検出される場合が生じる。
このような場合、ハフ変換によって求めた直線が違う直
線であっても最小２乗近似を行った後にはほとんど同一
の直線となる。
【００７８】このことは正しい直線候補を検索する場合
に余分な時間を費やすばかりか、例えば直線の候補数を
３個とした場合に正しい候補が直線としての特徴が強い
方から３番目であったとすると、正しい直線候補を検出
できないということになる。
【００７９】図９において説明すれば、●が正しい直線
候補のエッジ点、○が誤った直線候補のエッジ点とする
と、例えば直線候補数を３個とすると、本来であれば点
線で示す直線５１を検出しなければならないが、実線で
示す直線５２，５３，５４をベスト３として検出するこ
とがあり得る。
【００８０】そこで本実施例では、一直線を表す点列を
複数の直線候補として検出しないように、角度θが同一
あるいは近似した（例えば±５°程度）直線候補に対し
その距離Ｒを比較し、同じ直線を検出しているか否かを
判断する。例えば角度θが同一か近似していて距離Ｒが
近ければ同じ直線を検出していると判断して直線候補か
ら除外する。このようにすれば直線５２が候補として検
出されても直線５３，５４は除外されることになる。
【００８１】この判断を最小２乗近似の前に行い、１本
の直線を表すエッジ点列を複数の直線候補として検出し
ないようにする。
【００８２】検出する図形は、図１２に示すように矩形
の図形であるから、２本の直線３３，３４の対辺の位置
にもマトリックス要素３５が存在することになり、その
端線３６，３７はハフ変換で直線として認識可能であ
る。
【００８３】そして対辺位置のマトリックス要素３５が
つながっていないとき、最小２乗近似法により求めた２
本の直線３３，３４と互いに向かい合う位置に平行に、
そして端点３８，３９により仮想の端線を引き、その端
線と距離、角度が類似し、ハフ変換により検出された直
線を端線３６，３７として決定する。
【００８４】このときの端線３６，３７の検出も最初に
２本の直線３３，３４を検出したときと同様、ハフ変換
から最小２乗近似を行なうことにより正確な直線抽出を
行なう。
【００８５】こうして４本の直線を抽出することにより
２次元コード図形２２が切出されることになる。
【００８６】２次元コード図形２２が切出しが終了する
と続いて２次元コードを構成するマトリックス要素３５
の大きさを検出するが、その大きさは個々のマトリック
ス要素３５の大きさを計測し、その最頻値あるいは平均
値をマトリックス要素の大きさとすることも考えられる
が、実際の画像を読み込んで大きさを計測すると多くの
場合、白マトリックス要素と黒マトリックス要素の大き
さが太りや細りの関係で違った大きさになる場合が多
い。
【００８７】そこで本実施例では、白マトリックス要素
の大きさと黒マトリックス要素の大きさを別々に検出
し、その別々に検出した大きさの中間値をマトリックス
要素の大きさとして検出している。これにより正確なマ
トリックス要素の大きさを認識することができる。
【００８８】切出した２次元コード図形２２の大きさと
マトリックス要素の大きさが検出されると、そのマトリ
ックスの縦横の要素の数を決定できる。そして対向する
２本の直線内を決定したマトリックス要素の大きさに基
づいて均等に分割してマトリックス要素の中心位置を検
出し、それによりマトリックス情報を抽出することによ
りコード情報の認識ができる。
【００８９】このように対向する２本の直線内を決定し
たマトリックス要素の大きさに基づいて均等に分割して
マトリックス要素の中心位置を検出しマトリックス情報
を抽出することにより、１次の画像歪みのあるコード情
報も正しく認識することができる。
【００９０】以上のマイクロプロセッサ１９による処理
を流れ図で示すと図１３に示すようになる。すなわち、
最初のステップＳ1 で２次元画像を入力し、次のステッ
プＳ2 でエッジ検出を行ない、次のステップＳ3 でハフ
変換による直線抽出を行ない、次のステップＳ4 で直線
の組合わせ選択を行なう。そして次のステップＳ5 で図
形の大きさを検出し、次のステップＳ6 で残りの２直線
の抽出を行ない、最後にステップＳ7 でマトリックス情
報の抽出を行なう。ステップＳ3 のハフ変換においては
正確な直線検出を行なうために最小２乗近似も行なう。
【００９１】ステップＳ5 及びステップＳ6 ではそれぞ
れ図形の大きさの検出や残りの２直線の抽出を行なう
が、検出や抽出が失敗したときには再度ステップＳ4 の
直線組合わせ選択に戻り、再度直線の組合わせ選択を行
なう。
【００９２】そして再度ステップＳ5 の図形の大きさの
検出、ステップＳ6 の残りの２直線の抽出を行なう。
【００９３】また、ステップＳ7 のマトリックス情報の
抽出は、マトリックス要素の大きさ検出も含み、その処
理において検出した図形の位置が正しくないと判明した
ときには再度ステップＳ4 の直線組合わせ選択に戻り、
再度直線の組合わせ選択を行なう。
【００９４】そして再度ステップＳ5 の図形の大きさの
検出、ステップＳ6 の残りの２直線の抽出を行なってか
ら、ステップＳ7 のマトリックス情報の抽出を行なう。
【００９５】このように、先ず、読取った２次元画像領
域２１に対して一定の間隔で横スキャンと縦スキャンを
行なって２次元コード図形２２の２つの辺２２ａ，２２
ｂに対する立上がりエッジ点と立下がりエッジ点の抽出
を行ない、各エッジ点の属性を決定する。
【００９６】そして大まかなハフ変換を行なって直線の
抽出を行ない、続いて抽出した直線が約９０度で交差す
る直線の組合わせを選び出し、その直線を支持したエッ
ジ点の分布によりその図形の存在方向を決定する。
【００９７】そして検出すべき直線の立上がり、立下が
りを明確にしてから検出直線にあった属性のエッジ点の
みをサンプリング点として最小２乗近似を行ない、正し
い直線を検出する。
【００９８】続いて検出した２本の直線から矩形の図形
であることを利用して対辺の位置にある２本の直線をハ
フ変換で認識する。このときもハフ変換から最小２乗近
似を行なうことにより正しい直線を検出する。
【００９９】こうして検出対象図形の４辺及び四隅座標
を決定し、２次元画像領域２１から２次元コード図形２
２を切り出す。
【０１００】そして切出した２次元コード図形からマト
リックス要素の大きさを検出してマトリックス情報を抽
出しコードを認識する。
【０１０１】このように大まかなハフ変換を行なった
後、約９０度で交差する直線の組合わせを選択し、図形
の存在方向を決定してから最小２乗近似により正しい直
線を検出するようにしているので、処理時間が短く高速
な２次元コード図形の切り出しができ、また、傷等があ
っても正確に２次元コード図形の切り出しができる。
【０１０２】また、スキャンライン上を例えば４ドット
おきなど数ドットおきに黒画素か白画素かを検出し、変
化点があるときのみドットを１ドットずつ遡って変化点
を検出し、それによりエッジ点を検出するようにしてい
るので、全画素を調べてエッジ点を検出する場合に比べ
てエッジ検出処理に要する時間を大幅に短縮でき、これ
により全体の処理時間をより短縮できてより高速な２次
元コード図形の切り出しができる。また、傷等により細
かい線状の画素があってもそれらは読み捨てられる可能
性が高く、この点においても正確な２次元コード図形の
切り出しができる。
【０１０３】また、画像情報を奇数フィールドと偶数フ
ィールドに分解して読取る場合には、奇数フィールドと
偶数フィールドとのいずれかを取り込み、抜けたフィー
ルドについてはソフト的に補間して画像メモリ２０に格
納するようにしているので、コード保持体１３から２次
元コード図形を読取って画像メモリ２０に格納する処理
をより高速にでき、これにより全体の処理時間をより短
縮できてより高速な２次元コード図形の切り出しができ
る。また、ＣＣＤエリアセンサ１６のシャッタースピー
ドを奇数フィールドと偶数フィールドの両方を読み込む
通常の場合に比べて２倍にでき、図形読取り時のぶれに
対して強く常に鮮明な図形読取りが可能となる。
【０１０４】また、読み込んだ画像情報を縦横にスキャ
ンしてエッジ検出する場合に、アドレスが連続している
横方向のスキャンを先ず行い、このときアクセス方法を
例えば１６ビット幅のときにはあるアドレス値が０Ｈの
ときには１６個の白画素と見做し、またＦＦＦＦＨのと
きには１６個の黒画素と見做すことにより横方向のスキ
ャンを高速に行い、この横方向のスキャンにおいて２次
元コード図形の存在位置を特定し、アドレスが連続して
いない縦方向のスキャンは２次元コード図形の存在位置
に対してのみ行うようにしているので、この点において
もエッジ検出を高速に行うことができ、これにより全体
の処理時間をさらに短縮できてより高速な２次元コード
図形の切り出しができる。
【０１０５】さらに、エッジ検出によって検出したエッ
ジ点に基づいてハフ変換し直線を抽出する場合に、全て
のエッジ点を使用せずに例えば飛び飛びのエッジ点を使
用してハフ変換するようにしているので、ハフ変換によ
る直線の抽出処理時間を略半分に短縮でき、これにより
全体の処理時間をさらに短縮できてより高速な２次元コ
ード図形の切り出しができる。
【０１０６】さらに、ハフ変換によって直線を抽出する
場合に、複数の直線候補を検出する必要があるが、この
とき任意のサンプリング点を通る角度θが同一かあるい
は近い直線候補に対してその距離Ｒ（角度θの直線の原
点からの距離）を比較し、距離Ｒの差が小さい場合には
同じ直線を検出していると判断して直線候補から除外す
るようにしているので、複数の直線候補の検出を正確に
行うことができ、より正確な２次元コード図形の切り出
しができる。
【０１０７】さらにまた、２次元コード図形が切り出さ
れた後に、２次元コード図形から白マトリックス要素の
大きさと黒マトリックスの大きさを最頻値あるいは平均
値により別々に検出し、その検出した大きさの中間値を
マトリックス要素の大きさとして検出しているので、マ
トリックス要素の大きさを正確に認識することができ
る。
【０１０８】さらにまた、切り出した図形の大きさとマ
トリックス要素の大きさからマトリックスの縦横の要素
数を決定するが、このとき対向する２本の直線内を検出
したマトリックス要素に基づいて均等に分割してマトリ
ックス要素の中心位置を検出し、それによりマトリック
ス情報を読取るようにしているので、たとえ１次の画像
歪みのある２次元コードであっても正しく読取ることが
できる。
【０１０９】第２実施例 これは図１４に示すように読取った２次元画像領域４１
内に周囲の４辺４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが直線
となる構成のマトリックス状にデータを配した矩形の２
次元コード図形４２がある場合の図形切り出しについて
述べる。
【０１１０】この２次元コード図形４２は２辺４２ａ，
４２ｂが直線４３，４４としてつながっているのみでな
く、その２辺４２ａ，４２ｂの対辺である２辺４２ｃ，
４２ｄも直線４５，４６としてつながっている。すなわ
ち、この２次元コード図形４２は４辺すべてが直線４３
〜４６で囲まれた図形ということになる。
【０１１１】第１実施例では、２本の直線を抽出した
後、図形の大きさ、端点を元に対辺の端線を決定してい
た。これは対辺が黒画素の連続する直線でないため、そ
れから得られる端線はつながった直線に比べて直線とし
ての特徴が弱く、画像全体から端線を正しく検出するこ
とが難しいためであった。
【０１１２】しかし、本実施例においては２本の直線４
３，４４及び２本の端線４５，４６ともに同等の強い直
線としての特徴を持っている。
【０１１３】従って、本実施例において図形の切り出し
は、図１５に流れ図を示すように、ステップＳ2 でエッ
ジ検出を行なうと、続いてステップＳ13にて検出対象図
形の４辺すべてをハフ変換による直線の抽出で検出する
ことができる。
【０１１４】そして最終的な正しい直線抽出は第１実施
例同様、ハフ変換による直線の抽出後に、ステップＳ14
にて最小２乗近似法を用いて複数の優先順位を持った直
線候補の組合わせを選択し、ステップＳ7 にて正しいマ
トリックス情報の抽出が行なわれるまで、ステップＳ14
の処理を繰り返し、最終的にステップＳ7 にて正しいマ
トリックス情報の抽出が行なわれることになる。
【０１１５】この実施例においては、第１実施例に比べ
て図形の大きさ検出や残りの２直線の抽出というステッ
プが不要となるため、処理量が減少し、さらに図形切り
出しの高速化を図ることができる。勿論、本実施例にお
いても第１実施例同様、傷等に対しても正確な２次元コ
ード図形の切り出しができる。
【０１１６】また、本実施例のように読取った２次元画
像領域内に周囲の４辺が直線となる構成のマトリックス
状にデータを配した矩形の２次元コード図形を切り出し
てコード認識するものとして、２次元コード図形又はそ
れに類似した図形の画像を読取って得られる画像情報を
画像メモリに格納する手段と、画像メモリに格納した画
像情報を縦横にスキャンして図形のエッジを検出するエ
ッジ検出手段と、画像メモリに格納した画像情報からハ
フ変換法及び最小２乗近似法により周囲の互いに交差す
る４本の直線の位置を検出する直線位置検出手段と、こ
の直線位置検出手段にて検出した４本の直線の長さを検
出する長さ検出手段と、直線位置検出手段により検出し
た直線の位置及び長さ検出手段により検出した直線の長
さから認識対象の図形を切出し、その切出した図形から
マトリックスを構成するマトリックス要素の大きさを検
出するマトリックス要素検出手段と、切出した認識対象
の図形の大きさとマトリックス要素の大きさを元にマト
リックス情報を抽出する情報抽出手段とを設け、エッジ
検出手段は、スキャンライン上を数ドットおきに画素検
出してエッジ検出を行う構成にすれば、前記実施例同様
に、スキャンライン上を数ドットおきに黒画素か白画素
かを検出し、変化点があるときのみドットを１ドットず
つ遡って変化点を検出し、それによりエッジ点を検出す
ることができるので、全画素を調べてエッジ点を検出す
る場合に比べてエッジ検出処理に要する時間を大幅に短
縮でき、これにより全体の処理時間をより短縮できてよ
り高速な２次元コード図形の切り出しができる。また、
傷等により細かい線状の画素があってもそれらは読み捨
てられる可能性が高く、この点においても正確な２次元
コード図形の切り出しができる。
【０１１７】また、２次元コード図形又はそれに類似し
た図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモリ
に格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦
横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手
段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及
び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する４本の直
線の位置を検出する直線位置検出手段と、この直線位置
検出手段にて検出した４本の直線の長さを検出する長さ
検出手段と、直線位置検出手段により検出した直線の位
置及び長さ検出手段により検出した直線の長さから認識
対象の図形を切出し、その切出した図形からマトリック
スを構成するマトリックス要素の大きさを検出するマト
リックス要素検出手段と、切出した認識対象の図形の大
きさとマトリックス要素の大きさを元にマトリックス情
報を抽出する情報抽出手段とを設け、画像情報を画像メ
モリに格納する手段は、読取った画像情報が奇数フィー
ルドと偶数フィールドに分解されている場合に、奇数フ
ィールドと偶数フィールドのいずれか一方を読込むと共
に読込んだフィールド間を補間して画像メモリに格納す
る構成にすれば、前記実施例同様に、画像情報を奇数フ
ィールドと偶数フィールドに分解して読取る場合には、
奇数フィールドと偶数フィールドとのいずれかを取り込
み、抜けたフィールドについてはソフト的に補間して画
像メモリに格納できるので、２次元コード図形を読取っ
て画像メモリに格納する処理をより高速にでき、これに
より全体の処理時間をより短縮できてより高速な２次元
コード図形の切り出しができる。また、ＣＣＤエリアセ
ンサのシャッタースピードを奇数フィールドと偶数フィ
ールドの両方を読み込む通常の場合に比べて２倍にで
き、図形読取り時のぶれに対して強く常に鮮明な図形読
取りが可能となる。
【０１１８】また、２次元コード図形又はそれに類似し
た図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモリ
に格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦
横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手
段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及
び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する４本の直
線の位置を検出する直線位置検出手段と、この直線位置
検出手段にて検出した４本の直線の長さを検出する長さ
検出手段と、直線位置検出手段により検出した直線の位
置及び長さ検出手段により検出した直線の長さから認識
対象の図形を切出し、その切出した図形からマトリック
スを構成するマトリックス要素の大きさを検出するマト
リックス要素検出手段と、切出した認識対象の図形の大
きさとマトリックス要素の大きさを元にマトリックス情
報を抽出する情報抽出手段とを設け、エッジ検出手段
は、連続したアドレスへのアクセスでスキャンが可能な
方向からのエッジ検出を最初に行って認識対象図形の存
在位置を特定し、その特定した図形の存在位置に対して
もう一方の方向からのエッジ検出を行う構成にすれば、
前記実施例同様に、アドレスが連続している横方向のス
キャンを先ず行い、このときアクセス方法を例えば１６
ビット幅のときにはあるアドレス値が０Ｈのときには１
６個の白画素と見做し、またＦＦＦＦＨのときには１６
個の黒画素と見做すことにより横方向のスキャンを高速
に行い、この横方向のスキャンにおいて２次元コード図
形の存在位置を特定し、アドレスが連続していない縦方
向のスキャンは２次元コード図形の存在位置に対しての
み行うことができるので、エッジ検出を高速に行うこと
ができ、これにより全体の処理時間をさらに短縮できて
より高速な２次元コード図形の切り出しができる。
【０１１９】また、２次元コード図形又はそれに類似し
た図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモリ
に格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を縦
横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手
段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及
び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する４本の直
線の位置を検出する直線位置検出手段と、この直線位置
検出手段にて検出した４本の直線の長さを検出する長さ
検出手段と、直線位置検出手段により検出した直線の位
置及び長さ検出手段により検出した直線の長さから認識
対象の図形を切出し、その切出した図形からマトリック
スを構成するマトリックス要素の大きさを検出するマト
リックス要素検出手段と、切出した認識対象の図形の大
きさとマトリックス要素の大きさを元にマトリックス情
報を抽出する情報抽出手段とを設け、直線位置検出手段
は、任意のサンプリング点を通る角度θの直線の原点か
らの距離をＲとしたとき、角度θが同一か又はその角度
θに近い角度の直線候補に対し距離Ｒを比較して同じ直
線と判断したときにはその直線を直線候補から除外する
構成にすれば、前記実施例同様に、同じ直線を検出して
いると判断した直線候補を除外できるので、複数の直線
候補の検出を正確に行うことができ、より正確な２次元
コード図形の切り出しができる。
【０１２０】さらに、２次元コード図形又はそれに類似
した図形の画像を読取って得られる画像情報を画像メモ
リに格納する手段と、画像メモリに格納した画像情報を
縦横にスキャンして図形のエッジを検出するエッジ検出
手段と、画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法
及び最小２乗近似法により周囲の互いに交差する４本の
直線の位置を検出する直線位置検出手段と、この直線位
置検出手段にて検出した４本の直線の長さを検出する長
さ検出手段と、直線位置検出手段により検出した直線の
位置及び長さ検出手段により検出した直線の長さから認
識対象の図形を切出し、その切出した図形からマトリッ
クスを構成するマトリックス要素の大きさを検出するマ
トリックス要素検出手段と、切出した認識対象の図形の
大きさとマトリックス要素の大きさを元にマトリックス
情報を抽出する情報抽出手段とを設け、マトリックス要
素検出手段は、白マトリックス要素と黒マトリックス要
素の大きさを別々に検出し、その別々に検出したマトリ
ックス要素の中間値をマトリックス要素の大きさとする
構成にすれば、前記実施例同様に、マトリックス要素の
大きさを正確に認識することができる。
【０１２１】なお、前記各実施例は周囲の２辺或いは４
辺が直線となる構成のマトリックス状にデータを配した
矩形の２次元コード図形の切り出しについて述べたが必
ずしもこれに限定するものではなく、例えばプリント基
板に実装したＩＣ素子を２次元図形として読取る場合等
周囲の２辺或いは４辺が直線となる構成の２次元コード
図形に類似した図形の切り出し及び認識にも適用できる
のは勿論である。
【０１２２】
【発明の効果】以上、本発明によれば、直線の位置検出
にハフ変換法と最小２乗近似法を用いることにより、周
囲の少なくとも２辺或いは４辺が直線となる構成のマト
リックス状にデータを配した矩形の２次元コード図形又
はそれに類似した図形を高速にかつ正確に切出してマト
リックス情報を抽出しコード認識することができる画像
認識装置を提供できる。
【０１２３】また、本発明によれば、直線の位置検出に
ハフ変換法と最小２乗近似法を用い、また画像情報の画
像メモリへの格納を迅速に行うことにより、周囲の少な
くとも２辺が直線となる構成のマトリックス状にデータ
を配した矩形の２次元コード図形又はそれに類似した図
形を高速にかつ正確に切出してマトリックス情報を抽出
することができる画像認識装置を提供できる。
【０１２４】また、本発明によれば、直線の位置検出に
ハフ変換法と最小２乗近似法を用い、また直線の位置の
検出を正確に行うことにより、周囲の少なくとも２辺が
直線となる構成のマトリックス状にデータを配した矩形
の２次元コード図形又はそれに類似した図形を高速にか
つ正確に切出してマトリックス情報を抽出することがで
きる画像認識装置を提供できる。
【０１２５】さらに、本発明によれば、直線の位置検出
にハフ変換法と最小２乗近似法を用い、またマトリック
ス要素の大きさを正確に検出することにより、周囲の少
なくとも２辺が直線となる構成のマトリックス状にデー
タを配した矩形の２次元コード図形又はそれに類似した
図形を高速にかつ正確に切出すことができ、さらにマト
リックス情報を正確に抽出することができる画像認識装
置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の２次元画像領域と２次元コード図形
を示す図。
【図３】同実施例の横スキャンによるエッジ点抽出を説
明するための図。
【図４】同実施例の縦スキャンによるエッジ点抽出を説
明するための図。
【図５】同実施例のエッジ検出を説明するための図。
【図６】同実施例の横スキャンにより抽出したエッジ点
をもとにしたハフ変換と最小２乗近似による直線抽出を
説明するための図。
【図７】同実施例の縦スキャンにより抽出したエッジ点
をもとにしたハフ変換と最小２乗近似による直線抽出を
説明するための図。
【図８】誤ったハフ変換による直線抽出を説明するため
の図。
【図９】誤った直線候補抽出を説明するための図。
【図１０】同実施例の図形存在方向の検出を説明するた
めの図。
【図１１】同実施例のハフ変換による直線抽出を説明す
るための図。
【図１２】同実施例において残った２つの直線の抽出を
説明するための図。
【図１３】同実施例の図形切り出し処理を示す流れ図。
【図１４】本発明の第２実施例の２次元画像領域と２次
元コード図形を示す図。
【図１５】同実施例の図形切り出し処理を示す流れ図。
【図１６】第１従来例における図形切り出しを説明する
ための図。
【図１７】第２従来例における図形切り出しを説明する
ための図。
【図１８】第１従来例の課題を説明するための図。
【図１９】第２従来例の課題を説明するための図。
【符号の説明】
１６…ＣＣＤエリアセンサ １９…マイクロプロセッサ ２０…画像メモリ ２１…２次元画像領域 ２２…２次元コード図形

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周囲の少なくとも２辺が直線となる構成
    のマトリックス状にデータを配した矩形の２次元コード
    図形又はそれに類似した図形を含む画像を読取り、その
    読取った画像情報から前記２次元コード図形又はそれに
    類似した図形を切出して認識する画像認識装置におい
    て、前記２次元コード図形又はそれに類似した図形の画
    像を読取って得られる画像情報を画像メモリに格納する
    手段と、前記画像メモリに格納した画像情報を縦横にス
    キャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手段と、
    前記画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及び
    最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直線
    の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第１
    の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを検
    出する長さ検出手段と、前記第１の直線位置検出手段及
    び長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さ
    を元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検
    出する第２の直線位置検出手段と、前記各直線位置検出
    手段により検出した直線の位置及び前記長さ検出手段に
    より検出した直線の長さから認識対象の図形を切出し、
    その切出した図形からマトリックスを構成するマトリッ
    クス要素の大きさを検出するマトリックス要素検出手段
    と、切出した認識対象の図形の大きさとマトリックス要
    素の大きさを元にマトリックス情報を抽出する情報抽出
    手段とを設け、前記エッジ検出手段は、スキャンライン
    上を数ドットおきに画素検出してエッジ検出を行うこと
    を特徴とする画像認識装置。
  2. 【請求項２】 周囲の４辺が直線となる構成のマトリッ
    クス状にデータを配した矩形の２次元コード図形又はそ
    れに類似した図形を含む画像を読取り、その読取った画
    像情報から前記２次元コード図形又はそれに類似した図
    形を切出して認識する画像認識装置において、前記２次
    元コード図形又はそれに類似した図形の画像を読取って
    得られる画像情報を画像メモリに格納する手段と、前記
    画像メモリに格納した画像情報を縦横にスキャンして図
    形のエッジを検出するエッジ検出手段と、前記画像メモ
    リに格納した画像情報からハフ変換法及び最小２乗近似
    法により周囲の互いに交差する４本の直線の位置を検出
    する直線位置検出手段と、この直線位置検出手段にて検
    出した４本の直線の長さを検出する長さ検出手段と、前
    記直線位置検出手段により検出した直線の位置及び前記
    長さ検出手段により検出した直線の長さから認識対象の
    図形を切出し、その切出した図形からマトリックスを構
    成するマトリックス要素の大きさを検出するマトリック
    ス要素検出手段と、切出した認識対象の図形の大きさと
    マトリックス要素の大きさを元にマトリックス情報を抽
    出する情報抽出手段とを設け、前記エッジ検出手段は、
    スキャンライン上を数ドットおきに画素検出してエッジ
    検出を行うことを特徴とする画像認識装置。
  3. 【請求項３】 周囲の少なくとも２辺が直線となる構成
    のマトリックス状にデータを配した矩形の２次元コード
    図形又はそれに類似した図形を含む画像を読取り、その
    読取った画像情報から前記２次元コード図形又はそれに
    類似した図形を切出して認識する画像認識装置におい
    て、前記２次元コード図形又はそれに類似した図形の画
    像を読取って得られる画像情報を画像メモリに格納する
    手段と、前記画像メモリに格納した画像情報を縦横にス
    キャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手段と、
    前記画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及び
    最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直線
    の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第１
    の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを検
    出する長さ検出手段と、前記第１の直線位置検出手段及
    び長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さ
    を元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検
    出する第２の直線位置検出手段と、前記各直線位置検出
    手段により検出した直線の位置及び前記長さ検出手段に
    より検出した直線の長さから認識対象の図形を切出し、
    その切出した図形からマトリックスを構成するマトリッ
    クス要素の大きさを検出するマトリックス要素検出手段
    と、切出した認識対象の図形の大きさとマトリックス要
    素の大きさを元にマトリックス情報を抽出する情報抽出
    手段とを設け、前記画像情報を画像メモリに格納する手
    段は、読取った画像情報が奇数フィールドと偶数フィー
    ルドに分解されている場合に、奇数フィールドと偶数フ
    ィールドのいずれか一方を読込むと共に読込んだフィー
    ルド間を補間して画像メモリに格納することを特徴とす
    る画像認識装置。
  4. 【請求項４】 周囲の少なくとも２辺が直線となる構成
    のマトリックス状にデータを配した矩形の２次元コード
    図形又はそれに類似した図形を含む画像を読取り、その
    読取った画像情報から前記２次元コード図形又はそれに
    類似した図形を切出して認識する画像認識装置におい
    て、前記２次元コード図形又はそれに類似した図形の画
    像を読取って得られる画像情報を画像メモリに格納する
    手段と、前記画像メモリに格納した画像情報を縦横にス
    キャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手段と、
    前記画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及び
    最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直線
    の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第１
    の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを検
    出する長さ検出手段と、前記第１の直線位置検出手段及
    び長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さ
    を元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検
    出する第２の直線位置検出手段と、前記各直線位置検出
    手段により検出した直線の位置及び前記長さ検出手段に
    より検出した直線の長さから認識対象の図形を切出し、
    その切出した図形からマトリックスを構成するマトリッ
    クス要素の大きさを検出するマトリックス要素検出手段
    と、切出した認識対象の図形の大きさとマトリックス要
    素の大きさを元にマトリックス情報を抽出する情報抽出
    手段とを設け、前記エッジ検出手段は、連続したアドレ
    スへのアクセスでスキャンが可能な方向からのエッジ検
    出を最初に行って認識対象図形の存在位置を特定し、そ
    の特定した図形の存在位置に対してもう一方の方向から
    のエッジ検出を行うことを特徴とする画像認識装置。
  5. 【請求項５】 周囲の少なくとも２辺が直線となる構成
    のマトリックス状にデータを配した矩形の２次元コード
    図形又はそれに類似した図形を含む画像を読取り、その
    読取った画像情報から前記２次元コード図形又はそれに
    類似した図形を切出して認識する画像認識装置におい
    て、前記２次元コード図形又はそれに類似した図形の画
    像を読取って得られる画像情報を画像メモリに格納する
    手段と、前記画像メモリに格納した画像情報を縦横にス
    キャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手段と、
    前記画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及び
    最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直線
    の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第１
    の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを検
    出する長さ検出手段と、前記第１の直線位置検出手段及
    び長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さ
    を元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検
    出する第２の直線位置検出手段と、前記各直線位置検出
    手段により検出した直線の位置及び前記長さ検出手段に
    より検出した直線の長さから認識対象の図形を切出し、
    その切出した図形からマトリックスを構成するマトリッ
    クス要素の大きさを検出するマトリックス要素検出手段
    と、切出した認識対象の図形の大きさとマトリックス要
    素の大きさを元にマトリックス情報を抽出する情報抽出
    手段とを設け、前記第１の直線位置検出手段は、任意の
    サンプリング点を通る角度θの直線の原点からの距離を
    Ｒとしたとき、角度θが同一か又はその角度θに近い角
    度の直線候補に対し距離Ｒを比較して同じ直線と判断し
    たときにはその直線を直線候補から除外することを特徴
    とする画像認識装置。
  6. 【請求項６】 周囲の少なくとも２辺が直線となる構成
    のマトリックス状にデータを配した矩形の２次元コード
    図形又はそれに類似した図形を含む画像を読取り、その
    読取った画像情報から前記２次元コード図形又はそれに
    類似した図形を切出して認識する画像認識装置におい
    て、前記２次元コード図形又はそれに類似した図形の画
    像を読取って得られる画像情報を画像メモリに格納する
    手段と、前記画像メモリに格納した画像情報を縦横にス
    キャンして図形のエッジを検出するエッジ検出手段と、
    前記画像メモリに格納した画像情報からハフ変換法及び
    最小２乗近似法により周囲の互いに交差する２本の直線
    の位置を検出する第１の直線位置検出手段と、この第１
    の直線位置検出手段にて検出した２本の直線の長さを検
    出する長さ検出手段と、前記第１の直線位置検出手段及
    び長さ検出手段により検出した２本の直線の位置と長さ
    を元に周囲の互いに交差する残り２本の直線の位置を検
    出する第２の直線位置検出手段と、前記各直線位置検出
    手段により検出した直線の位置及び前記長さ検出手段に
    より検出した直線の長さから認識対象の図形を切出し、
    その切出した図形からマトリックスを構成するマトリッ
    クス要素の大きさを検出するマトリックス要素検出手段
    と、切出した認識対象の図形の大きさとマトリックス要
    素の大きさを元にマトリックス情報を抽出する情報抽出
    手段とを設け、前記マトリックス要素検出手段は、白マ
    トリックス要素と黒マトリックス要素の大きさを別々に
    検出し、その別々に検出したマトリックス要素の中間値
    をマトリックス要素の大きさとすることを特徴とする画
    像認識装置。
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