JP2996243B1 - ２次元コード読取方法、２次元コード読取装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 ２次元コードの読み取りにおいて、取り込ん
だ画像中の２次元コードに歪みが存在していても、２次
元コードを正確に読み取ると共に２次元コードの解読時
間を短縮する。 【解決手段】 ２次元コード領域のセル配列位置を示す
特定パターンを走査し（Ｓ３００）、所定セルの中心位
置を基準位置として算出すると共に（Ｓ３１０）、検査
線設定対象の辺に隣接する２辺の傾きを算出し（Ｓ３２
０）、この２辺の傾きの差分値を基準位置に基づいて按
分することによって（Ｓ３３０，Ｓ３４０）各基準位置
に対応する傾きを算出し（Ｓ３５０）、この傾きに基づ
いて検査線を設定する（Ｓ３６０）。この検査線設定処
理では、「傾き」という量を用いることで三角関数を用
いた角度計算を一切行わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元コードを読
み取る技術に関し、特に、歪んで取り込まれた２次元コ
ード画像を正確に、かつ、迅速に読み取る技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】２次元コードは、バーコードに比べ、大
量の情報を記録でき、情報が２次元的な広がりを持って
いるため、画像データの読み取りに、より大きな時間を
必要とする。

【０００３】データをセル化した２次元コードでは、２
次元コードを構成するセルの種類に明（白）又は暗
（黒）を用いて情報を表している。２次元コード読取装
置が、２次元コードを正しく解読するためには、各セル
の明暗（白黒）の判別が正確に行われなくてはならな
い。このためには、各セルの中心位置の決定が重要とな
る。

【０００４】例えば２次元コードの一例として図９
（ａ）に示すようなＱＲコードがあるが、このようなＱ
Ｒコードの読み取り処理においては、最初にパターンの
特徴から３つの位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄを検出
し、次いで、この位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄの間に
存在する明、暗のセルを交互に配列したタイミングセル
Ｅ，Ｆを検出することで、画像処理によって、位置決め
用シンボルＡ，Ｃ，ＤおよびタイミングセルＥ，Ｆの各
セルの中心位置を検出している。これらのセルの中心位
置が決定されると、これらのセルの中心位置の座標を利
用して、他のセルの中心位置が計算にて求められる。

【０００５】すなわち、位置決め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄ
及びタイミングセルＥ，Ｆは、セルの縦横方向のセルの
配列位置を示しており、この配列位置に各セルはマトリ
ックス状に等間隔にならんでいる。したがって、位置決
め用シンボルＡ，Ｃ，Ｄ及びタイミングセルＥ，Ｆの各
セルの中心位置を通るような検査線を２次元コードの領
域に設定すれば、各検査線の交点が各セルの中心位置と
して計算にて求められるという具合である。

【０００６】このように、セルの位置が決定できれば、
その位置からセルの種類、すなわち明（白）か暗（黒）
かを読み取ることにより、２次元コードを解読すること
ができる。ところが、２次元コードは、図９（ａ）のご
とく歪みなく検出されるとは限らず、例えば、図９
（ｂ）に示すごとく、２次元コードが斜めに読み取ら
れ、画像に歪みが生じる場合がある。

【０００７】このような場合には、位置決め用シンボル
Ａ，Ｃ，ＤやタイミングセルＥ，Ｆに近いところのデー
タセルについては、計算して求めた読み取り位置と実際
のセル位置との間の位置ずれは小さいので、セルの種類
の読み取りは正確に行われるが、位置決め用シンボル
Ａ，Ｃ，ＤやタイミングセルＥ，Ｆから離れるにしたが
って、読み取り位置と実際のセル位置との位置ずれが大
きくなり、セルの種類を正確に判定できなくなってしま
う。

【０００８】このように斜めに読み取られることで歪み
を生じた２次元コードを正確に読み取るための一手法
が、特許第２７４２５５５号公報に開示されている。こ
こに開示される技術は、マトリックス式の２次元コード
に関するものであり、上述したように斜めに読み取られ
た２次元コードの歪みが、ある程度比例的に生じること
に着目して、上述した検査線の設定を工夫するものであ
る。これについて説明する。

【０００９】図１０に示すように、正方形形状の２次元
コードが、歪んだ四辺形ＡＢＣＤとして読み取られた場
合を考える。この場合、読み取られた２次元コードの画
像を主走査方向及び副走査方向（画素の配列方向）に走
査し、まず最初にパターンの特徴から、２次元コードの
領域を特定する。例えば２次元コード領域の頂点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの座標を求めるという具合である。そして、
辺ＡＢ及び辺ＡＤ上にタイミングセルがあるとすると、
辺ＡＢ及び辺ＡＤ上のタイミングセルに基づいてセルの
配列位置の座標を求める。図１０では、辺ＡＢ上のセル
配列位置を点ａ，ｂ，ｃとして、また、辺ＡＤ上のセル
配列位置を点ｄ，ｅ，ｆとして示した。

【００１０】ここで各検査線は、セル配列位置ａ〜ｆを
通るように設定するのであるが、２次元コード領域ＡＢ
ＣＤが歪んでいるため、次のような工夫をしている。ま
ず、辺ＡＢ上の点ａ，ｂ，ｃを通る検査線を設定する場
合を説明する。この場合は、辺ＡＢと辺ＡＤがなす角度
θ₀ と、辺ＡＢと辺ＢＣがなす角度θ _x を最初に求め
る。そして、線分ＡＢ上における点ａの位置に基づき角
度θ₀ と角度θ_x との差分を按分して角度θ_x1を求め、
点ａを通り辺ＡＢと角度θ_x1をなす直線を検査線として
設定する。同様に、線分ＡＢ上における各点ｂ，ｃの位
置に基づき角度θ₀ と角度θ_x との差分を按分して角度
θ_x2，θ_x3を求め、点ｂを通り辺ＡＢと角度θ_x2をなす
直線及び点ｃを通り辺ＡＢと角度θ_x3をなす直線を、そ
れぞれ検査線として設定する。

【００１１】続いて、辺ＡＤ上の点ｄ，ｅ，ｆを通る検
査線を設定する場合を説明する。この場合も同様であ
る。つまり、辺ＡＤと辺ＡＢがなす角度θ₀ 、辺ＡＤと
辺ＤＣがなす角度θ_y を求め、辺ＡＤ上のセル配列位置
である点ｄ，ｅ，ｆの位置に基づき角度θ₀ と角度θ_y
との差分を按分して角度θ_y1，θ_y2，θ_y3を求め、点
ｄ，ｅ，ｆを通りそれぞれ辺ＡＤと角度θ_y1，θ_y2，θ
_y3をなす直線を検査線として設定するのである。

【００１２】そして、各検査線の交点（検査線と辺との
交点を含むこともある）をセル位置として特定し、セル
の種類を読み取る。この手法によれば、２次元コードが
歪んで読み取られた場合にも、各セルの中心位置を計算
にて決定できるため、２次元コードを正しく解読でき
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
２７４２５５５号公報に開示された技術は、各セルの中
心位置を如何にして算出すればよいかという観点のみか
らなされており、２次元コードの解読時間という点につ
いては何等言及されていない。実際に上述したような方
法で各セルの中心位置を求めようとすると、その計算に
要する時間は膨大なものとなる。すなわち、２次元コー
ド読取装置において、２次元コードの解読に長時間を要
する結果になってしまう。

【００１４】その理由は、辺ＡＢ及び辺ＡＤに対する角
度計算を行う点にある。例えば、図１１に示すように、
辺ＡＢに対する辺ＡＤの角度θ₀ を求める場合、頂点Ｄ
から辺ＡＢへの垂線を引き、垂線の足を記号Ｅで示す
と、 θ₀ ＝ｔａｎ^-1（ＥＤ／ＡＥ） となる。

【００１５】このような三角関数の演算は、乗除などの
演算と比べ、演算時間が数十倍、数百倍というような単
位で長くなることが知られている。そして、各検査線の
設定においてもこのような三角関数の演算が必要とな
る。図１０を用いて説明した如くである。図１０では、
辺ＡＢ及び辺ＡＤ上にタイミングセルの中心位置ａ〜ｆ
がそれぞれ３個ずつある例を説明したが、タイミングセ
ルの中心位置は数十個というように多数存在するのが一
般的であり、設定される検査線の数が多くなれば、これ
に伴って繰り返し角度計算がなされることになるため、
計算時間が大きくなってしまう。

【００１６】以上説明したように従来の手法では、２次
元コードの解読に要する時間が大きくなってしまうとい
う問題が生じる。本発明は、２次元コードの読み取りに
おいて、取り込んだ画像中の２次元コードに歪みが存在
していても、２次元コードを正確に読み取ると共に２次
元コードの解読時間を短縮することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
２次元コード読取方法は、２進コードで表されるデータ
をセル化し、当該セルを縦横２方向に配列した２次元コ
ードを読み取るために用いられる。例えばマトリックス
式２次元コードには、ＱＲコード、データコード、ベリ
コード、ＣＰコード等が挙げられる。

【００１８】本発明の２次元コード読取方法では、まず
最初に領域決定処理を行う。領域決定処理では、２次元
コードの画像を得ると共に、画像を走査し画像中の２次
元コード領域を決定する。元の２次元コードは長方形形
状（正方形形状を含む）であり、そのため、斜めに読み
取られた場合を含め、画像中の２次元コード領域は四角
形形状をしている。したがって、ここでは、画像中の四
辺形の２次元コード領域を決定する。例えば、画像中の
２次元コード領域は、４つの頂点で決定されるという具
合である。

【００１９】続けて検査線設定処理を行う。検査線設定
処理は、２次元コード領域の境界を示す４辺のうちの２
組の対向する辺間を結ぶ検査線を設定する処理である。
上述したように２次元コード領域は四辺形をしており、
２組の対向する辺にて示される。したがって、各セルが
２方向に配列されているため、この配列方向に合わせた
検査線、すなわち２組の対向する辺間を結ぶ検査線を設
定する。

【００２０】さらに続けてデコード処理を行う。デコー
ド処理は、設定された検査線に基づいて２次元コードの
情報を読み取る処理である。すなわち、検査線の交点
（検査線と辺との交点を含むこともある）をセル位置と
してセルの種類を読み取ることによって２次元コードを
読み取る。

【００２１】このような基本手順によって、２次元コー
ドが読み取られることになるのであるが、本発明の２次
元コード読取方法においては、上述の検査線設定処理を
工夫した。これについて説明する。従来技術として上述
したように、従来の検査線の設定手法として、対向する
辺の一方の辺に対して各検査線がなす角度を求めて検査
線を設定する技術が提案されている。

【００２２】これに対して、本発明の検査線設定処理
は、各検査線がなす傾きを求めて検査線を設定する点を
特徴としており、三角関数を用いた角度計算を行わな
い。つまり、各検査線毎に角度計算を強いられる従来の
手法と比較して、検査線の設定に要する時間を大幅に短
縮することができるのである。

【００２３】この検査線設定処理は、次の手順（１）〜
（５）によって実行されるものである。 （１）検査線設定対象の辺方向における前記セルの配列
位置を示す特定パターンに基づき、所定セルの中心位置
である基準位置を算出すると共に、前記検査線設定対象
の辺に隣接する２辺の傾きを算出する。 （２）前記隣接する２辺のうちの一方の辺である特定辺
の傾きに対応する角度を当該特定辺に対向する辺の傾き
に対応する角度から減じた角度に対応する傾きを、前記
隣接する２辺の傾きの差分値として、角度計算を行うこ
となく前記隣接する２辺の傾きを用いて算出する。 （３）前記基準位置に基づいて前記隣接する２辺の傾き
の差分値から各基準位置における配分値を算出する。 （４）前記配分値に対応する角度と前記特定辺の傾きに
対応する角度とを加えた角度に対応する傾きを、前記各
基準位置に対応する傾きとして、角度計算を行うことな
く前記配分値及び前記特定辺の傾きを用いて算出する。 （５）前記各基準位置を通って当該基準位置に対応する
傾きを有する検査線を設定する。

【００２４】この手順（１）〜（５）を具体例を参照し
て説明し、従来のように検査線毎に角度計算を行う方法
に比べて検査線設定に要する時間が短縮されることを説
明する。まず（１）では、セルの配列位置を示す特定パ
ターンに基づき、所定セルの中心位置である基準位置を
算出する。ここで特定パターンとは、タイミングセルや
位置決め用シンボル等をいう。タイミングセルは明
（白）と暗（黒）のセルが交互に配列されたものであ
り、このタイミングセルによってセル配列位置が示され
る。また、位置決め用シンボルとは、例えばＱＲコード
であれば、図９に示したような、走査方向に対して周波
数成分比の等しくなるパターンである。この位置決め用
シンボルは、ＱＲコードであれば例えば７セル分に対応
するという取り決めがあるため、この位置決め用シンボ
ルによってもセル配列位置が示される。

【００２５】具体的に各種コードにおける特定パターン
について言えば、例えばデータコードでは、対向する２
辺のうちの一辺がタイミングセルであり、このタイミン
グセルがセル配列位置を示す特定パターンとなってい
る。また、ベリコードやＣＰコードでは、対向する２辺
のうちの一辺のすぐ内側にタイミングセルがあり、この
タイミングセルが、セル配列位置を示す特定パターンと
なっている。さらに、ＱＲコードでは、対向する辺のう
ちの一辺の近傍に位置決め用シンボル及びタイミングセ
ルがあり（図９参照）、位置決め用シンボル及びタイミ
ングセルがセル配列位置を示す特定パターンとなってい
る。

【００２６】このようなセル配列位置を示す特定パター
ンには、元の２次元コードの縦方向のセル配列位置を示
すものと横方向のセル配列位置を示すものが含まれる。
したがって、手順（１）では、検査線設定対象の辺方向
における特定パターンに基づいて、所定セルの中心位置
である基準位置を算出する。例えば、検査線の設定対象
となる辺方向に特定パターンとしてのタイミングセルが
あるときは、タイミングセルを構成する明（白）又は暗
（黒）の各セルの中心位置を計算によって求めるという
具合である。

【００２７】なお、ここで算出される基準位置は、２次
元コード領域の辺上にあるとは限られない。例えば図９
（ａ）のようなＱＲコードであれば、記号Ｇ，Ｈで示し
たセル配列位置のうち検査線設定対象の辺方向における
セル配列位置の全てのセルの中心位置が基準位置として
設定されるという具合である。

【００２８】また、手順（１）では、基準位置の算出と
共に、検査線の設定対象となる辺に隣接する２辺の傾き
を算出する。ここで「傾き」は、所定の座標系に対して
定義されるものである。例えば図６は、画像中の２次元
コード領域ＡＢＣＤを示している。ここで対向する２辺
ＡＢ，ＤＣ間に検査線を設定する場合を考える。このと
き検査線の設定対象となる辺はＡＢ，ＤＣであり、この
辺ＡＢ，ＤＣに隣接する２辺、すなわち辺ＡＤ、辺ＢＣ
の傾きを求める。具体的に、辺ＡＢの傾きα₀は次の式
１にて示され、辺ＢＣの傾きα_n は式２にて示される。

【００２９】 α₀ ＝（ｙ₄ −ｙ₁ ）／（ｘ₄ −ｘ₁ ） …式１ α_n ＝（ｙ₃ −ｙ₂ ）／（ｘ₃ −ｘ₂ ） …式２ なお、２次元コード領域ＡＢＣＤは、画像を画素の配列
方向に走査して決定されるため、２次元コード領域が４
つの頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標値で決定される場合、例
えば、主走査方向及び副走査方向で定義される、画素を
単位とする座標系が用いられる。

【００３０】そこで、請求項２に示すように、検査線設
定処理中の「傾き」を、画像を構成する画素の配列方向
である主走査方向及び副走査方向で定義される座標系に
おける傾きとすることが考えられる。例えば図６で言え
ば、ｘ軸を主走査方向とし、ｙ軸を副走査方向とすると
いう具合である。このようにすれば、４つの頂点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの座標値から簡単に「傾き」を計算すること
ができるという点で有利である。

【００３１】次に手順（２）では、手順（１）にて求め
た傾きの差分値を算出する。この差分値は、隣接する２
辺のうちの一方の辺である特定辺の傾きに対応する角度
を当該特定辺に対向する辺の傾きに対応する角度から減
じた角度に対応する傾きである。ここで「傾きに対応す
る角度」及び「角度に対応する傾き」とあるのは、傾き
αと角度θが、α＝ｔａｎθの関係にあることをいう。

【００３２】例えば図６において、特定辺ＡＤの傾きα
₀ に対応する角度、特定辺に対向する辺ＢＣの傾きα_n
に対応する角度は、それぞれ次の式３、式４で関係づけ
られる角度θ₀ ，θ_n をいう。 α₀ ＝ｔａｎ（θ₀ ） …式３ α_n ＝ｔａｎ（θ_n ） …式４ そして、角度θ₀ を角度θ_n から減じた角度（θ_n −θ
₀ ）に対応する傾きである差分値α_n −α₀ は、次の式
５に示す如くである。

【００３３】 α_n （−）α₀ ＝ｔａｎ（θ_n −θ₀ ） …式５ なお、ここでいう傾きの差分値が通常の算術計算と異な
る計算によって算出されることを示すために、「−」に
代えて「（−）」を用いた。そして、この差分値は、角
度計算を行うことなく隣接する２辺の傾きを用いて算出
する。計算方法の一例を以下に示す。

【００３４】まず、上記式１で定義される傾きα₀ 及び
式２で示されるα_n を、便宜上、次の式６，７とおく。 α₀ ＝Δｙ₁ ／Δｘ₁ …式６ α_n ＝Δｙ₂ ／Δｘ₂ …式７ 式６及び式７を用いれば、上記式３〜５は、幾何学的に
図７（ａ）の如く示すことができる。図７（ａ）から明
らかなように差分値α_n （−）α₀ はΔｙ₃ ／Δｘ₃ で
ある。差分値Δｙ₃ ／Δｘ₃ を求めるためには、図７
（ａ）における点Ｕの座標値（ベクトルＯＵ）を求めれ
ばよい。

【００３５】求めるベクトルＯＵは、次の式８に示す如
くである。

【００３６】

【数１】

【００３７】式８中のベクトルＯＴは、次の式９で示さ
れる。

【００３８】

【数２】

【００３９】ここでベクトルＯＳ＝（Δｘ₂ ，Δｙ₂ ）
であるから、ベクトルＯＴは次の式１０で求められる。

【００４０】

【数３】

【００４１】一方、ベクトルＴＵは、ベクトルＯＳに直
交し線分ＯＳから点Ｕの側へ向かうベクトルをａとすれ
ば、ベクトルＴＵは次の式１１で示される。

【００４２】

【数４】

【００４３】ここでベクトルａ＝（Δｙ₂ ，−Δｘ₂ ）
であるから、ベクトルＴＵは、次の式１２で求められ
る。

【００４４】

【数５】

【００４５】したがって、求めるべき点Ｕの座標値（ベ
クトルＯＵ）は、次の式１３にて計算できる。

【００４６】

【数６】

【００４７】つまり、差分値α_n （−）α₀ は、次の式
１４によって算出できるのである。

【００４８】

【数７】

【００４９】以上の計算方法は一具体例であるが、他の
計算方法も可能なので図７（ｂ）を参照して以下に説明
する。ここで説明する手法は、図形の相似を巧みに利用
するものである。図７（ｂ）に示すように、原点Ｏから
Ｙ軸方向にΔｘ₁ だけ離れた点Ｙ_t を設定する。この点
Ｙ_t を通りｘ軸に平行な直線を引き、線分ＯＳとの交点
を点Ｔ’とする。さらに点Ｔ’からｘ軸方向にΔｙ₁ だ
け離れた点Ｘ_u を設定し、この点Ｘ_u を通りｙ軸に平行
な直線を引く。そして、この直線と、点Ｔ’を通り線分
ＯＳに垂直な直線との交点を点Ｕ’とする。この点Ｕ’
の座標値を（Δｘ₃ ’，Δｙ₃ ’）とすれば、求めるべ
き差分値α_n （−）α₀ は、Δｙ₃ ’／Δｘ₃ ’であ
る。

【００５０】このとき、点Ｔ’の座標値は（Δｘ₂ ×Δ
ｘ₁ ／Δｙ₂ ，Δｘ₁ ）である。したがって、Δｘ₃ ’
＝Δｘ₂ ×Δｘ₁ ／Δｙ₂ ＋Δｙ₁ となる。また、点Ｘ
_u と点Ｕ’の距離は、Δｘ₂ ×Δｙ₁ ／Δｙ₂ である。
したがって、Δｙ₃ ’＝Δｘ ₁ −Δｘ₂ ×Δｙ₁ ／Δｙ
₂ となる。

【００５１】当然であるが、差分値α_n （−）α₀ は、
上記式１４の如くとなる。上述した図７（ａ）では、線
分ＯＳ上に原点からΔｘ₁ だけ離れた点Ｔを設定し、線
分ＯＳからの点Ｔを通る垂線を引き、この垂線上に点Ｔ
からΔｙ₁ だけ離れた点Ｕを設定した。これに対して、
ここではｙ軸方向、ｘ軸方向にそれぞれΔｘ₁ 、Δｙ₁
の距離を計っている。このようにしてよいのは、三角形
Ｔ’ＯＹ_tと三角形Ｕ’Ｔ’Ｘ_u とが相似形となるから
である。

【００５２】なお、図７（ｂ）を用いて上述した例で
は、線分ＯＳが第一象限にあったが、第二象限、第三象
限、第四象限にある場合も同様に点Ｔ’及び点Ｕ’を設
定して計算すればよい。第二象限に線分ＯＳがあれば、
−ｘ軸方向に点Ｔ’を設定し、ｙ軸方向に点Ｕ’を設定
すればよい。同様に、第三象限にあれば、−ｙ軸方向に
点Ｔ’を設定し、−ｘ軸方向に点Ｕ’を設定すればよ
く、第四象限にあれば、ｘ軸方向に点Ｔ’を設定し、−
ｙ軸方向に点Ｕ’を設定すればよい。

【００５３】以上説明したように、差分値を角度計算を
行うことなく隣接する２辺の傾きを用いて計算する。次
に手順（３）では、基準位置に基づいて傾きの差分値か
ら各基準位置における配分値を算出する。具体的には、
請求項３に示したように、基準位置の数に基づいて傾き
の差分値を比例配分して算出することが考えられる。例
えば図６において、辺ＡＢ上に（頂点Ａ，Ｂ上を含む）
基準位置が（ｎ＋１）個ある場合に、特定辺ＡＤに近い
側からｋ（ｋ＝０，１，２，・・・，ｎ、以下同じ）番
目の基準位置における配分値Ｈ_k を次の式１５によって
算出するという具合である。

【００５４】

【数８】

【００５５】このように基準位置の数に基づいて傾きの
差分値を按分すれば、極めて計算が簡単になる。なお、
図６において、２次元コード領域ＡＢＣＤは歪んでいる
ため、各基準位置が辺ＡＢ上に等間隔に並んでいること
は保障されない。そこで、図８に示すように辺ＡＤに近
い側からｋ番目にある基準位置をＫとすれば、配分値Ｈ
_k を次の式１６によって算出することも考えられる。

【００５６】

【数９】

【００５７】この式１６では、辺ＡＢと線分ＡＫとの比
率のみが問題となるため、図８に示すように頂点Ａ、基
準位置Ｋ、頂点Ｂからｘ軸への垂線を下ろしｘ軸との交
点をそれぞれＡ’，Ｋ’，Ｂ’とすれば、次の式１７に
よって算出することもできる。

【００５８】

【数１０】

【００５９】このとき、ｘ軸及びｙ軸を走査方向とすれ
ば、式１７に示される計算式中のＡ’Ｋ’，Ａ’Ｂ’
は、式１６に示される計算式中のＡＫ，ＡＢと比べて、
簡単に求められることになる。手順（４）では、配分値
に対応する角度と特定辺の傾きに対応する角度とを加え
た角度に対応する傾きを、各基準位置に対応する傾きと
して、角度計算を行うことなく配分値及び特定辺の傾き
を用いて算出する。ここで配分値Ｈ_k に対応する角度と
は、上述した手順（２）と同様に、次の式１８で対応付
けられる角度θ _k をいう。

【００６０】 Ｈ_k ＝ｔａｎ（θ_k ） …式１８ したがって、ここでは一方の辺ＡＢの傾きα₀ に対応す
る角度θ₀ と配分値Ｈ _k に対応する角度θ_k を足した角
度（θ₀ ＋θ_k ）に対応する傾きを、各基準位置に対応
する傾きとして算出する。この傾きα_k は、次の式１９
に示す如くである。

【００６１】 α_k ＝α₀ （＋）Ｈ_k ＝ｔａｎ（θ₀ ＋θ_k ） …式１９ なお、通常の算術計算と異なることを示すために、
「＋」に代えて「（＋）」を用いた。この計算は、上述
した手順（２）と同様に、角度計算を行うことなく配分
値Ｈ_k と傾きα₀ とを用いて計算する。

【００６２】そして、手順（５）において、各基準位置
を通って当該基準位置に対応する傾きを有する検査線を
設定する。すなわち、特定辺ＡＢに近い側からｋ番目の
基準位置では、α_k の傾きを有する検査線を設定する。
すなわち、配分値Ｈ_k を式１５により算出することとす
れば、式１５及び式１９から分かるように、手順（１）
〜（５）では、ｋ番目の基準位置の傾きα_k を次の式２
０にて算出することになる。

【００６３】

【数１１】

【００６４】この式２０から分かるように、本発明は、
検査線の設定対象となる辺に隣接する２辺の傾きを求
め、その２辺の傾きの差分値を基準位置に基づいて按分
することによって各検査線の傾きを求めることを特徴と
している。ここで２辺の傾きの差分値を基準位置に基づ
いて按分してもよい理由は、画像中の２次元コード領域
の境界を示す対向する２辺のなす角度、すなわち、図６
中のθ_n −θ₀ が通常の読取操作においては十分に小さ
くなることである。これについて説明を加える。例えば
図９（ｂ）は、斜めに読み取られることによって歪んだ
２次元コード画像を例示するものであるが、このような
説明図では、その歪んだ様子を誇張して表現するために
対向する２辺の角度が大きくなっているが、実際には図
９（ｂ）に示すほど対向する２辺の角度が大きくなって
いるような場合、画像取り込み段階において焦点が合わ
ない等の別の問題が発生する。したがって、ＣＣＤセン
サ等を介して正常に取り込まれた画像の歪みにおいて
は、対向する２辺の角度は十分小さくなる。

【００６５】例えば、図６で次の式２１が成り立つので
ある。 ｔａｎ（θ_n −θ₀ ）≒θ_n −θ₀ …式２１ すなわち、式５を用いれば、次の式２２が得られる。 α_n （−）α₀ ≒θ_n −θ₀ …式２２ したがって、差分値α_n （−）α₀ は、角度と同様に按
分してもよい。

【００６６】以上詳述したように、本発明の２次元コー
ド読取方法によれば、検査線設定処理において、角度計
算、すなわち三角関数を用いた演算を行うことなく、各
検査線毎の傾きを求めることができるため、従来の角度
を按分する手法に比べ、検査線の設定時間を大幅に短縮
することができる。

【００６７】また、上述したように、検査線設定対象の
辺に隣接する２辺のなす角度が十分に小さくなるという
事実に着目し、隣接する２辺の傾きの差分値を按分して
いる。したがって、各基準位置を通り、各基準位置に対
応する傾きを有する検査線を設定すれば、２次元コード
領域のセルの配列位置のずれを従来と同様の精度で求め
ることができる。そのため、このような検査線を２組の
対向する辺に設定すれば、セル位置の２次元的なずれを
求めることができる。

【００６８】結果として、取り込まれた２次元コード画
像に歪みが存在する場合であっても、２次元コードを正
確に読み取ると共に２次元コードの解読時間を短縮する
ことができる。また、従来の検査線設定手法では、画像
を構成する画素の配列方向である主走査方向及び副走査
方向に対して傾いている可能性のある辺ＡＢ，辺ＡＤに
対する角度を取り扱うことが検査線の設定に要する時間
を大きくする原因の一つともなっている（図１０参
照）。その理由は、角度を計算するための距離計算など
が複雑になるからである。例えば図１１では、線分Ａ
Ｅ，ＥＤの距離計算が複雑になる。

【００６９】これに対して、上述したように検査線設定
処理に用いられる「傾き」を、画像を構成する画素の配
列方向である主走査方向及び副走査方向で定義される座
標系における傾きとすれば、さらに「傾き」に関する計
算を簡単にすることができ、検査線の設定に要する時間
をより短縮できる。その結果、２次元コードの解読時間
のさらなる短縮に寄与する。

【００７０】ところで、２次元コードを正確に読み取る
という観点からは、請求項４に示すように、上述した手
順（５）に代え、次の手順（６）によって検査線設定処
理を実行することが考えられる。手順（６）では、検査
線設定対象の２辺のうち前記基準位置から遠い側の辺に
又は当該辺の近傍に存在するセルのうち検査線設定対象
の辺方向の孤立セルを画像を走査して検出し、当該検出
した孤立セルに基づいて各基準位置に対応する傾きを補
正し、当該各基準位置を通り補正した傾きを有する検査
線を設定する。

【００７１】孤立セルについては、実際に画像を走査し
て直接求める。そして、上記手順（１）〜（４）による
手法によって計算上得られる各基準位置に対応する傾き
を、この孤立セルに基づいて補正する。したがって、こ
の補正した傾きで検査線を設定すれば、検査線と実際の
セル配列位置のずれが少なくなり、より正確に２次元コ
ードを読み取ることができる。

【００７２】孤立セルとは、セルが縦横２方向に配列さ
れた２次元コードにおいて、縦横いずれか一方の方向に
て異なる種類のセルに挟まれているものをいう。そし
て、手順（６）は、設定しようとする検査線が検査設定
対象の辺方向におけるセル配列位置を特定するものであ
る。したがって、この検査線の傾きを補正するために、
少なくともその方向、すなわち検査線設定対象の辺方向
に孤立する孤立セルを検索する。ただし、検査線設定対
象の辺方向に孤立しているものであれば十分であり、縦
横両方向にて異なる種類のセルに挟まれているものであ
っても差し支えない。

【００７３】なお、基準位置から遠い側の辺にある孤立
セルを検出するのは、基準位置と孤立セルとの距離が小
さいと、孤立セルの検出誤差が検査線の傾きに大きく影
響し、基準位置から遠ざかるにつれて却って検査線の示
すセル配列位置と実際のセル配列位置とのずれが大きく
なる可能性があるからである。孤立セルの検出誤差が検
査線の傾きに大きな影響を及ぼさない範囲においては、
辺上の孤立セルだけでなく、その辺の近傍にある孤立セ
ルを用いてもよい。

【００７４】さて、孤立セルに基づいて検査線を設定す
る具体的な手法としては、例えば請求項５に示すよう
に、基準位置の配列順に検査線を設定していく場合、基
準位置に対応する孤立セルがある場合には、当該基準位
置に対応する傾きを補正することによって当該孤立セル
の中心位置を通るような検査線を設定し、一方、基準位
置に対応する孤立セルがない場合には、直前に設定され
た検査線の傾きに対する補正量を用いて、当該基準位置
に対応する傾きを補正して検査線を設定することが考え
られる。

【００７５】画像上での実際の孤立セルの境界の座標に
基づいて孤立セルの中心位置が求められる。したがっ
て、基準位置に対応する孤立セルがあれば、その基準位
置に対応する傾きを補正することによって、孤立セルの
中心位置を通るような検査線を設定する。基準位置に対
応する孤立セルがなければ、基準位置の配列順に検査線
を設定していくことを前提に、直前に設定された検査線
に対する補正量を用い、その基準位置に対応する傾きを
補正して検査線を設定する。この補正量は、例えば、元
の傾きを有する検査線と補正後の傾きを有する検査線と
の検査線設定対象の辺方向における「ずれ」とすること
が考えられる。

【００７６】ところで、以上は２次元コード読取方法の
発明として説明してきたが、上述した請求項１に記載の
２次元コード読取方法を２次元コード読取装置として実
現するには、例えば請求項６に示す構成を採用すること
ができる。請求項６に記載の２次元コード読取装置は、
２進コードで表されるデータをセル化し、当該セルを縦
横２方向に配列した２次元コードを読み取るために用い
られるものである。

【００７７】本発明の２次元コード読取装置において、
画像取込手段は、２次元コードを含む所定領域の画像を
取り込む。例えば２次元コードに読取用の光を照射し、
その反射光をＣＣＤセンサにて読み取るという具合であ
る。領域決定手段は、画像取込手段によって取り込まれ
た前記２次元コードを含む画像を走査し、当該画像中の
２次元コードの領域を決定する。例えば、画像データと
して取り込まれた画像を走査し、２次元コードに含まれ
る特定パターンを検出することによって２次元コード領
域を決定する。ここで、特定パターンとは、例えば位置
決め用シンボル、タイミングセル等、２次元コードの領
域やセルの配列位置を示すパターンをいう。位置決め用
シンボルとは、例えばＱＲコードであれば、図９に示し
たような、走査方向に対して周波数成分比の等しくなる
パターンである。また、ベリコード、ＣＰコードであれ
ば、２次元コードの外周を示す暗（黒）のセルのみから
なる配列をいう。例えば、領域決定手段は、このような
特定パターンを検出し、この特定パターンに基づいて画
像中で２次元コードの領域を決定する。なお、２次元コ
ード領域の決定は、画像を走査して行うものであればよ
く、特定パターンを検出して行うものには限らない。そ
して、元の２次元コードは長方形形状（正方形形状を含
む）のコードであるため、画像中の２次元コードの領域
は、例えば４つの頂点座標によって把握される。

【００７８】続いて、検査線設定手段が、領域決定手段
によって決定された２次元コード領域において、当該領
域の境界を示す４辺のうちの２組の対向する辺間を結ぶ
検査線を設定する。そして、セル読み取り手段は、検査
線設定手段によって設定された検査線の交点を求め、当
該検査線の交点をセル位置として、各セルの種類を読み
取る。なお、検査線の交点といった場合、コード種類に
よっては、縦横の検査線同士の交点だけでなく、検査線
と２次元コードの境界辺との交点を含むこともある。

【００７９】このような基本機能によって２次元コード
の解読が行われるのであるが、特に本発明の２次元コー
ド読取装置では、上述した検査線設定手段が、検査線設
定処理を実行することによって検査線の設定を行うこと
を特徴とする。検査線設定手段によって実行される検査
線設定処理は、請求項１に記載の２次元コード読取方法
における検査線設定処理と同様のものである。すなわ
ち、本発明の２次元コード読取装置によれば、検査線設
定処理において、角度計算、すなわち三角関数を用いた
演算を行うことなく、各検査線毎の傾きを求めることが
できるため、従来の角度を按分する手法に比べ、検査線
の設定時間を大幅に短縮することができる。また、検査
線設定対象の辺に隣接する２辺のなす角度が十分に小さ
くなるため、隣接する２辺の傾きの差分値を按分して
も、算出される傾きの信頼性は十分に保障される。した
がって、各基準位置を通り、各基準位置に対応する傾き
を有する検査線を設定すれば、２次元コード領域のセル
の配列位置のずれを従来と同様に求めることができる。
このような検査線を２組の対向する辺に設定することに
よって、セル位置の２次元的なずれを求めることができ
る。

【００８０】すなわち、本発明の２次元コード読取装置
によれば、取り込まれた２次元コード画像に歪みが存在
する場合であっても、２次元コードを正確に読み取ると
共に２次元コードの解読時間を短縮することができる。
なお、上述した画像取込手段として３０万画素程度のＣ
ＣＤセンサを用いる場合、例えば主走査方向に６４０画
素からなり、副走査方向に４８０画素からなる画像デー
タとして２次元コードを読み取ることが考えられる。こ
の場合、主走査方向及び副走査方向にて定義される座標
系を用いれば、「傾き」の計算が簡単になる。さらに、
画素単位に座標値を設定すれば、ｘ軸方向の座標値は
「０」〜「６３９」となり、ｙ軸方向の座標値は「０」
〜「４７９」となる。

【００８１】このとき、ある直線に対する「傾き」は、
直線上にある２点のｘ，ｙ軸方向それぞれの座標値の差
分Δｘ，Δｙを用いて（Δｙ／Δｘ）として表される。
したがって、傾きの最小値は「０」（Δｙ＝０）であ
り、傾きの最大値は「無限大」（Δｘ＝０）である。そ
のため、装置内では、ΔｙのΔｘによる除算を実行せ
ず、Δｘ，Δｙの値をそのまま装置内に持つようにす
る。また、「０」、「無限大」以外で傾きの絶対値の最
小値、最大値を考えれば、最小値は「１／６３９」とな
り、最大値は「４７９／１」となる。このような「傾
き」を用いた計算を行えば、ディジタル化された有限の
大きさの２次元空間の画像データを簡便に取り扱うこと
ができる。

【００８２】また、検査線設定手段の実行する検査線設
定処理は、請求項９又は１０に示すように、孤立セルに
基づき基準位置毎に算出された傾きを補正し、この補正
された傾きを有する検査線を設定する処理としてもよい
ことは、上述した請求項４又は５に記載の２次元コード
読取方法における検査線設定処理と同様である。

【００８３】すなわち、孤立セルを実際に画像を走査し
て直接求め、上記手順（１）〜（４）による手法によっ
て計算上得られる各基準位置に対応する傾きを、この孤
立セルに基づいて補正し、この補正した傾きで検査線を
設定すれば、検査線と実際のセル配列位置のずれが少な
くなり、より正確に２次元コードを読み取ることができ
る。

【００８４】なお、以上説明した２次元コード読取方法
を実行する機能、２次元コード読取装置の各手段をコン
ピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コンピ
ュータシステム側で起動するプログラムとして備えられ
る。このようなプログラムの場合、例えば、フロッピー
ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体
に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロード
して起動することにより用いることができる。この他、
ＲＯＭやバックアップＲＡＭを記録媒体としてプログラ
ムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲ
ＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いてもよ
い。

【００８５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面を参照して説明する。なお、本発明は、後述
する実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の
技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはい
うまでもない。

【００８６】図１は、実施形態の２次元コード読取装置
１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の２
次元コード読取装置１は、制御回路１０と、照明発光ダ
イオード（照明ＬＥＤ）１１と、ＣＣＤエリアセンサ１
２と、増幅回路１３と、２値化回路１４と、特定比検出
回路１５と、同期パルス発生回路１６と、アドレス発生
回路１７と、画像メモリ２０と、スイッチ群３１と、液
晶表示器３２と、通信Ｉ／Ｆ回路３３とを備えている。

【００８７】制御回路１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータシステムとして構成
され、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従って後述
する読取処理等を実行し、２次元コード読取装置１の各
構成を制御している。照明ＬＥＤ１１は、読取対象の２
次元コードに対して照明用の赤色光を照射するものであ
る。

【００８８】ＣＣＤエリアセンサ１２は、２次元的に配
列された複数の受光素子であるＣＣＤを有しており、外
界を撮像してその２次元画像を水平方向の走査線信号と
して出力する。この走査線信号は増幅回路１３によって
増幅されて２値化回路１４に出力される。

【００８９】増幅回路１３は、制御回路１０から入力し
たゲインコントロール電圧に対応する増幅率で、ＣＣＤ
エリアセンサ１２から出力された走査線信号を増幅す
る。２値化回路１４は、増幅回路１３にて増幅された走
査線信号を、閾値に基づいて２値化し、特定比検出回路
１５及び画像メモリ２０に出力する。

【００９０】特定比検出回路１５は、２値化回路１４に
て２値化された走査線信号の内から所定の周波数成分比
を検出し、その検出結果を画像メモリ２０に出力する。
また、２値化回路１４から出力される２値データは、画
像メモリ２０に画像データとして記憶される。

【００９１】ＣＣＤエリアセンサ１２では繰り返し画像
を検出するので、その検出が繰り返される度に、画像メ
モリ２０内の画像データである２値データは更新され
る。同期パルス出力回路１６は、ＣＣＤエリアセンサ１
２から出力される２次元画像データのパルスより十分に
細かい同期パルスを出力する。アドレス発生回路１７は
この同期パルスをカウントして、画像メモリ２０の画像
データ記憶領域に対するアドレスを発生させる。画像デ
ータである２値データは、アドレス毎に８ビット単位で
書き込まれる。

【００９２】一方、特定比検出回路１５は、２値化回路
１４からの信号における「１」から「０」への変化ある
いは「０」から「１」への変化を検出し、ある変化点か
ら次の変化点までの間に、同期パルス出力回路１６から
出力された同期パルスをカウントすることにより、２次
元画像の中の明（白）の連続する長さ及び暗（黒）の連
続する長さを求める。この長さの比から、読取対象の２
次元コードが持つ特定のパターンに対応する比を検出す
る。

【００９３】スイッチ群３１は、利用者が読取処理の開
始を指示するための読取スイッチや、テンキーあるいは
各種ファンクションキーを備えており、情報入力のため
に用いられる。液晶表示器３２は、例えば２階調表示の
ＬＣＤとして構成されており、読み込んだ光学情報など
を表示するためなどに用いられる。

【００９４】通信Ｉ／Ｆ回路３３は、図示しない外部装
置との間で通信を行うものであり、図示しない通信用発
光素子を介してデータを外部装置に送信したり、図示し
ない通信用受光素子を介して外部装置からの信号（例え
ばシステムを動かすためのプログラムや送信を待機する
命令等）を受信する。

【００９５】このような構成を備えた本実施形態の２次
元コード読取装置１は、ＣＣＤエリアセンサ１２から出
力される走査線信号を増幅回路１３によって増幅し、そ
の増幅された走査線信号を２値化回路１４によって画像
データである２値データに変換して画像メモリ２０に記
憶する。そして、このように画像メモリ２０に記憶され
た画像データである２値データに基づいて、制御回路１
０は、２次元コードの読取処理を行う。なお、本実施形
態では、画像データとして２値データを用いているが、
多値データを用いても差し支えない。

【００９６】次に、図２及び図３のフローチャートに基
づいて、制御回路１０によって実行される２次元コード
の読取処理を説明する。なお、この読取処理は、セルが
縦横２方向に配置された２次元コードを対象とする。こ
のような２次元コードとして、ＱＲコード、データコー
ド、ベリコード、ＣＰコード等が挙げられる。

【００９７】まず最初のステップＳ１００において、２
次元コードに特定パターンが有るか否かを判断する。こ
こで特定パターンとは、位置決め用シンボル及びタイミ
ングセルをいう。例えばＱＲコードにおける位置決め用
シンボルは、明部（白）又は暗部（黒）の連続する長さ
の比率が、走査方向によらず１（暗）：１（明）：３
（暗）：１（明）：１（暗）となっている。このような
明部（白）と暗部（黒）の所定の比率は、上述した特定
比検出回路１５によって検出される。したがって、ＱＲ
コードの位置決め用シンボルがあるか否かは、画像メモ
リ２０に記憶された特定比検出回路１５の出力結果に基
づいて判断される。なお、明部とは、明（白）のセルに
よって構成される領域であり、暗部とは、暗（黒）のセ
ルによって構成される領域をいう。

【００９８】また例えばデータコード等では、四角形形
状の２次元コード領域の４辺のうちの隣接する２辺が位
置決め用シンボルで構成されており、この位置決め用シ
ンボルは、暗（黒）のセルのみからなる配列である。こ
の場合、このセル配列は走査方向に対して傾きを持つこ
とも考えられるため、このようなセル配列の位置決め用
シンボルが有るか否かは、画像メモリ２０に記憶された
画像データに基づいて判断される。

【００９９】タイミングパターンは、明（白）と暗
（黒）のセルが交互に配列されたものであり、このタイ
ミングセルも走査方向に対して傾きを持つことが考えら
れるため、タイミングセルが有るか否かは、画像メモリ
２０に記憶された画像データに基づいて判断される。

【０１００】ここで特定パターンが有ると判断された場
合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。一方、
特定パターンがないと判断された場合（Ｓ１００：Ｎ
Ｏ）、本読取処理を終了する。Ｓ１１０では、検出され
た特定パターンに基づいて、コードの種類を判別する。
続くＳ１２０では、Ｓ１１０で判断されたコードの種類
と、特定パターンとに基づいて、２次元コード領域の３
頂点の座標を算出する。読取対象の２次元コードは、長
方形形状（正方形形状を含む）であるため、画像メモリ
２０に取り込まれた２次元コードは、斜めに読み取られ
て歪んだ場合であっても、四辺形の領域となる。そこで
まず、特定パターンに基づいて３頂点の座標を算出す
る。ここで座標というのは、ＣＣＤエリアセンサ１２の
ＣＣＤの配列方向のうち水平方向を主走査方向とし、垂
直方向を副走査方向とする場合、この主走査方向及び副
走査方向にて定義される座標値である。すなわち、画像
を構成する画素の配列方向の座標値であり、画素単位に
座標値が設定されているものとする。例えばＣＣＤエリ
アセンサ１２が主走査方向に６４０、副走査方向に４８
０という３０万程度のＣＣＤを有するものであれば、主
走査方向の座標値は「０」〜「６３９」の整数値とし
て、副走査方向の座標値は「０」〜「４７９」の整数値
としてディジタル化されて表現されることになる。

【０１０１】続いてＳ１３０では、３頂点の座標と、画
像メモリ２０に記憶された画像データとから４番目の頂
点の座標を算出し、その後、図３中のＳ１５０へ移行す
る。図３中のＳ１５０では、検査線設定処理を行う。こ
の処理は、２次元コード領域の境界を示す４辺のうちで
２組の対向する辺間を結ぶ検査線を設定するものであ
る。この検査線設定処理については後述する。

【０１０２】続くＳ１６０では、設定された検査線の交
点をセル位置として、各セルの種類を読み取る。各セル
の種類は、明（白）又は暗（黒）である。ここでは、各
セルが明（白）であるか、暗（黒）であるかを判別す
る。このようにして各セルの種類が読み取られると、Ｓ
１７０にて、明を「１」、暗を「０」としてデータビッ
ト列を作成する。続くＳ１８０では、作成したデータビ
ット列の誤りを検査し、次のＳ１９０にて、誤りがある
か否かを判断する。ここで誤りがあると判断された場合
（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、Ｓ２００にて誤り訂正を行い、
その後、本読取処理を終了する。一方、誤りがないと判
断された場合（Ｓ１９０：ＮＯ）、Ｓ２００の処理を実
行せず、本読取処理を終了する。

【０１０３】以上説明した読取処理において、本実施形
態では、特に上述したＳ１５０の検査線設定処理にその
特徴部分を有している。従来技術として上述したよう
に、従来の検査線の設定手法として、対向する辺の一方
の辺に対して各検査線がなす角度を求めて検査線を設定
する技術が提案されている。

【０１０４】これに対して、本発明の検査線設定処理
は、各検査線がなす傾きを求めて検査線を設定する点を
特徴としており、三角関数を用いた角度計算を行わな
い。つまり、各検査線毎に角度計算を強いられる従来の
手法と比較して、検査線の設定に要する時間を大幅に短
縮することができるのである。

【０１０５】そこで次に、この特徴的な処理であるＳ１
５０の検査線設定処理を、図４のフローチャートに基づ
いて説明する。まず最初のステップＳ３００において、
セル配列位置を示す特定パターンを走査する。セル配列
位置を示す特定パターンは、一般的に対向する辺の一方
の辺自体に又は辺の近傍にタイミングセル等のセル配列
位置を示す特定パターンがある。例えば、データコード
であれば、２組の対向する辺のうちの一辺がタイミング
セルであり、このタイミングセルがセル配列位置を示す
特定パターンとなっている。また、ベリコードやＣＰコ
ードであれば、対向する辺のうちの一辺のすぐ内側にタ
イミングセルがあり、このタイミングセルが、セル配列
位置を示す特定パターンとなっている。さらに、ＱＲコ
ードであれば、対向する辺のうちの一辺の近傍に位置決
め用シンボル及びタイミングセルがあり（図９参照）、
位置決め用シンボル及びタイミングセルがセル配列位置
を示す特定パターンとなっている。

【０１０６】続くＳ３１０では、この特定パターンに基
づき、また、判別されたコード種類（図２中のＳ１１
０）に基づいて、所定セルの中心位置を算出する。例え
ば、上述した特定パターンがタイミングセルであるとき
は、各タイミングセルの明部（白）及び暗部（黒）の中
心位置を計算によって求めるという具合である。

【０１０７】続いてＳ３２０では、検査線設定対象の辺
に隣接する２辺の傾きを算出する。この「傾き」は、Ｃ
ＣＤエリアセンサ１２の主走査方向及び副走査方向にて
定義される座標系に対するものである。なお、以下各ス
テップの説明においては、その説明に対する理解を容易
にするため、図６を参照しつつ具体的な説明を加えるこ
ととする。また、上述した数式を適宜引用して説明す
る。図６は、画像中の２次元コード領域ＡＢＣＤを示し
ている。ここで対向する２辺ＡＢ，ＤＣ間に検査線を設
定する場合を考える。ここで図６に示すｘ軸がＣＣＤエ
リアセンサ１２の主走査方向に対応し、ｙ軸がＣＣＤエ
リアセンサ１２の副走査方向に対応する。

【０１０８】このとき検査線の設定対象となる辺はＡ
Ｂ，ＤＣであり、この辺ＡＢ，ＤＣに隣接する２辺、す
なわち辺ＡＤ、辺ＢＣの傾きを求める。具体的に、辺Ａ
Ｂの傾きは上述した式１及び式２にて示される。本実施
形態では、このようにＣＣＤエリアセンサ１２の走査方
向にて定義される座標系に対する傾きを算出するため、
２次元コード領域の４つの頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標値
をそのまま用いて傾きを計算することができる。

【０１０９】Ｓ３２０に続くＳ３３０では、Ｓ３２０に
て求めた隣接２辺の傾きの差分値を算出する。図６の例
で言えば、差分値として、特定辺ＡＢの傾きα₀ に対応
する角度θ₀ を特定辺ＡＢに対向する辺ＢＣの傾きα_n
に対応する角度θ_n から減じた角度（θ_n −θ₀ ）に対
応する傾きを算出する。ここで、特定辺ＡＤの傾きα ₀
に対応する角度、特定辺に対向する辺ＢＣの傾きα_n に
対応する角度は、それぞれ上記式３及び式４で関係付け
られる角度θ₀ ，θ_n をいう。

【０１１０】したがって、差分値α_n （−）α₀ は、上
記式５に示す如くとなる。ここで、この差分値の計算方
法の一例を以下に示す。まず、傾きα₀ ，α_n を、便宜
上、上記式６及び式７とおく。このようにおけば、上記
式３〜７の関係は、幾何学的に図７（ａ）の如く示され
る。図７（ａ）から明らかなように差分値α_n （−）α
₀ はΔｙ₃ ／Δｘ₃ である。すなわち、差分値Δｙ₃ ／
Δｘ₃ を求めるためには、点Ｕの座標値（ベクトルＯ
Ｕ）を求めればよい。

【０１１１】図７（ａ）に示される各ベクトル、ベクト
ルＯＵ、ベクトルＯＴ、ベクトルＴＵは、上述した式８
〜１２の如くであるため、点Ｕの座標値（ベクトルＯ
Ｕ）は、上記式１３のように示される。つまり、差分値
α_n （−）α₀ は、上記式１４によって算出できる。

【０１１２】以上の計算方法は一具体例であるが、この
ように、角度計算を行うことなく隣接する２辺の傾きを
用いて差分値を計算する。この差分値を計算した後、Ｓ
３４０では、基準位置に基づいて、傾きの差分値から各
基準位置における配分値を算出する。本実施形態では、
Ｓ３１０で算出した基準位置の数に基づいて傾きの差分
値を比例配分して算出する。例えば図６において、辺Ａ
Ｂ上に（頂点Ａ，Ｂ上を含む）基準位置が（ｎ＋１）個
ある場合に、特定辺ＡＤに近い側からｋ（ｋ＝０，１，
２，・・・，ｎ）番目の基準位置における配分値Ｈ_k を
上記式１５によって算出する。

【０１１３】このように基準位置の数に基づいて傾きの
差分値を按分すれば、極めて計算が簡単になる。なお、
別の手法を用いることも考えられる。図６において、２
次元コード領域ＡＢＣＤは歪んでいるため、各基準位置
が辺ＡＢ上に等間隔に並んでいることは保障されない。
そこで、図８に示すように辺ＡＤに近い側からｋ番目に
ある基準位置をＫとすれば、配分値Ｈ_k を上記式１６に
より算出することも考えられる。

【０１１４】また、上記式１６においては辺ＡＢと線分
ＡＫとの比率のみが問題となるため、図８に示すように
頂点Ａ、基準位置Ｋ、頂点Ｂからｘ軸への垂線を下ろし
ｘ軸との交点をそれぞれＡ’，Ｋ’，Ｂ’とすれば、上
記式１７によって算出することもできる。

【０１１５】このようにすれば、式１７に示される計算
式中のＡ’Ｋ’，Ａ’Ｂ’は、式１６に示される計算式
中のＡＫ，ＡＢと比べ、簡単に求められることになる。
続くＳ３５０では、各基準位置に対応する傾きを算出す
る。ここでは、配分値に対応する角度と特定辺の傾きに
対応する角度とを加えた角度に対応する傾きを、各基準
位置に対応する傾きとして、角度計算を行うことなく配
分値及び特定辺の傾きを用いて算出する。ここで配分値
Ｈ_k に対応する角度とは、上述したＳ３３０と同様に、
上記式１８で対応付けられる角度θ_k をいう。

【０１１６】したがって、ここでは特定辺ＡＢの傾きα
₀ に対応する角度θ₀ と配分値Ｈ_kに対応する角度θ_k
を足した角度（θ₀ ＋θ_k ）に対応する傾きを、各基準
位置に対応する傾きとして算出する。傾きα_k は、上記
式１９に示す如くとなる。なお、通常の算術計算と異な
ることを示すために、「＋」に代えて「（＋）」を用い
た。この計算は、Ｓ３３０と同様に、角度計算を行うこ
となく配分値Ｈ_kと傾きα₀ とを用いて計算する。

【０１１７】そして、続くＳ３６０において、補正設定
処理を実行する。この補正設定処理は、Ｓ３５０にて算
出した傾きを補正し、補正した傾きを有する検査線を設
定するものである。この処理については後述する。続く
Ｓ３７０では、２組の対向する辺間に検査線を設定した
か否かを判断する。ここで１組の辺間にしか検査線を設
定していない場合（Ｓ３７０：ＮＯ）、他の対向する辺
間にも検査線を設定するために、Ｓ３００からの処理を
繰り返す。一方、２組の辺間に検査線を設定した場合
（Ｓ３７０：ＹＥＳ）、本検査線設定処理を終了する。

【０１１８】このように本実施形態の２次元コード読取
装置１によれば、検査線設定処理において、角度計算、
すなわち三角関数を用いた演算を行うことなく、各検査
線毎の傾きを求めることができるため、従来の角度を按
分する手法に比べ、検査線の設定時間を大幅に短縮する
ことができる。

【０１１９】続いて図５に示したフローチャートに基づ
いて、図４中のＳ３６０の補正設定処理を説明する。こ
の処理は、各基準位置の配列順に検査線を設定していく
ものであり、図４中のＳ３５０にて、各基準位置に対応
して算出された傾きを補正し、補正した傾きを有する検
査線を設定していくものである。

【０１２０】まず最初のＳ４００において、図４中のＳ
３１０にて算出した基準位置から遠い側の辺上のセルで
あって、少なくともその辺方向において異なる種類のセ
ルに挟まれた孤立セルを検出する。ここで孤立セルと
は、図１２に示す如く、元の２次元コードにおいて上下
あるいは左右の両セルとは種類が異なるセルを意味して
いる。図１２（ａ）では、セルｐ１１自身は白であるが
左右の両セルが黒であることからｘ方向（横方向）での
孤立セルである。図１２（ｂ）の場合は、セルｐ１２自
身は黒であるが上下の両セルが白であることから、ｙ方
向（縦方向）での孤立セルである。また、図１２（ｃ）
の場合は、セルｐ１３自身は白であるが、上下及び左右
の４つのセルが黒であることから、ｘ方向（横方向）と
ｙ方向（縦方向）との両方向での孤立セルである。

【０１２１】この孤立セルの検出は、画像データを走査
して行われる。すなわち、その辺上を走査すれば、その
辺方向における孤立セルの境界を容易に特定することが
できる。したがって、ここでは、画像データから実際の
孤立セルの中心位置を座標値として算出すると共にその
孤立セルがどの基準位置に対応するものであるかを求め
る。なお、画像データから得られた中心の座標値を以下
「実座標値」ということとする。

【０１２２】続くＳ４１０では、傾きの補正量を初期化
して「０」とする。次にＳ４２０では、基準位置に対応
して算出された傾きを、設定された補正量を用いて補正
し、その基準位置を通り、補正した傾きを有する仮検査
線を仮定する。

【０１２３】そして、Ｓ４３０では、この基準位置に対
応する孤立セルがあるか否かを判断する。基準位置に対
応する孤立セルがある場合（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、Ｓ４
４０へ移行する。一方、基準位置に対応する孤立セルが
ない場合（Ｓ４３０：ＮＯ）、Ｓ４７０へ移行する。

【０１２４】対応する孤立セルがある場合に移行するＳ
４４０では、仮検査線に基づいて計算にて孤立セルの中
心位置、すなわち中心の座標値を算出する。続くＳ４５
０では、Ｓ４４０にて計算上算出された孤立セルの中心
の座標値と実座標値との差を算出し、この差を新たな補
正量とする。さらに続けてＳ４６０では、この新たな補
正量に基づき傾きを補正することによって、孤立セルの
中心座標を通る検査線を設定し、その後、Ｓ４８０へ移
行する。

【０１２５】一方、対応する孤立セルがない場合に移行
するＳ４７０では、Ｓ４２０にて仮定した仮検査線を検
査線として設定し、その後、Ｓ４８０へ移行する。Ｓ４
８０では、次の基準位置があるか否かを判断する。この
処理は、基準位置の配列順に検査線を設定していく際、
未だ検査線の設定されていない基準位置があるか否かを
判断するものである。ここで次の基準位置があると判断
された場合（Ｓ４８０：ＹＥＳ）、Ｓ４２０からの処理
を繰り返す。一方、次の基準位置がないと判断された場
合（Ｓ４８０：ＮＯ）、本補正設定処理を終了する。

【０１２６】次に、本実施形態の２次元コード読取装置
１が発揮する効果を説明する。本実施形態の２次元コー
ド読取装置１によって実行される検査線設定処理は、該
当する２辺の傾きを按分することによって各基準位置に
対する検査線の傾きを算出して検査線を設定する。つま
り、「傾き」という量を巧みに利用することによって、
従来のような検査線毎の角度計算、すなわち計算時間の
大きくなる三角関数を用いた演算をなくしたのである。
その結果、各検査線毎に角度計算を強いられる従来の手
法と比較して、検査線の設定に要する時間を大幅に短縮
することができる。

【０１２７】また、従来の手法において取り扱われる角
度は、走査方向にて定義される座標系に対し平行となら
ない可能性のある２次元コード領域の辺に対して定義さ
れていた（図１０参照）。これに対して、本実施形態で
は、検査線設定処理中で取り扱う「傾き」を、走査方向
にて定義された座標系における傾きとして算出する。し
たがって、傾きの算出計算が極めて簡単になり、検査線
設定に要する時間の短縮に寄与する。

【０１２８】さらにまた、本実施形態では、計算精度と
いう観点から言えば、従来の手法と比較して、隣接する
２辺の傾きの差分値を按分している点で異なっている。
ただし、検査線設定対象の辺に隣接する２辺のなす角度
が十分に小さくなるという事実に基づけば、このような
手法を採用した場合にも、２次元コード領域のセルの配
列位置のずれを従来と同様の精度をもって求めることが
できる。そのため、このような手法をもって検査線を２
組の対向する辺に設定すれば、セル位置の２次元的なず
れを求めることができる。

【０１２９】加えて、本実施形態では、孤立セルを検出
し、この孤立セルに基づいて各基準位置に対応する傾き
を算出し検査線を設定する。孤立セルについては実際に
画像を走査して直接求め、計算上得られる各基準位置に
対応する傾きを、この孤立セルに基づいて補正する。し
たがって、この補正した傾きで検査線を設定すれば、検
査線と実際のセル配列位置のずれが少なくなり、より正
確に２次元コードを読み取ることができる。なお、図１
２に示した孤立セルは、実際には、２次元コード中に極
めて多数存在し、また、孤立セルが多数存在するように
マスキング処理をかけることもできるので、孤立セルの
出現間隔は非常に短く、孤立セルに基づく検査線の補正
処理により極めて精度の高いセル位置を決定することが
できる。

【０１３０】結果として、取り込まれた２次元コード画
像に歪みが存在する場合であっても、２次元コードを正
確に読み取ると共に２次元コードの解読時間を短縮する
ことができる。なお、本実施形態において、ＣＣＤエリ
アセンサ１２が「画像取込手段」に相当し、制御回路１
０が「領域決定手段」、「検査線設定手段」及び「セル
読み取り手段」に相当する。そして、図２中のＳ１２０
及びＳ１３０の処理が領域決定手段としての処理に相当
し、Ｓ１６０の処理がセル読み取り手段としての処理に
相当する。また、図２中のＳ１５０の処理、すなわち図
４に示す検査線設定処理が検査線設定手段の実行する検
査線設定処理に相当する。

【０１３１】以上、本発明はこのような実施形態に何等
限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範
囲において種々なる形態で実施し得る。例えば、上記実
施形態では、上述した図５中のＳ４００にて、基準位置
から遠い側の辺にある孤立セルを検出している。その理
由は、基準位置と孤立セルとの距離が小さいと、孤立セ
ルの検出誤差が検査線の傾きに大きく影響し、基準位置
から遠ざかるにつれ、却って検査線の示すセル配列位置
と実際のセル配列位置とのずれが大きくなる可能性があ
るからである。逆に考えれば、孤立セルの検出誤差が検
査線の傾きに大きな影響を及ぼさない範囲においては、
辺上の孤立セルだけでなく、その辺の近傍にある孤立セ
ルを用いてもよい。

【０１３２】また、上記実施形態では、セル位置をより
正確に算出できるように画像処理を行い孤立セルに基づ
いて各基準位置に対応して算出された傾きを補正し、こ
の補正した傾きで検査線を設定していたが、２次元コー
ドの解読時間を短縮するという観点からは、Ｓ３６０の
処理を実行せず、Ｓ３５０にて算出した傾きをそのまま
用いて検査線を設定することも考えられる。この場合、
セル位置の正確さは若干失われる可能性があるが、孤立
セルを検出するための画像処理に要する時間がさらに短
縮されるため、検査線設定処理に要する時間が短縮さ
れ、その結果、２次元コードの解読時間のさらなる短縮
が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の２次元コード読取装置のブロック図
である。

【図２】実施形態の２次元コード読取装置における読取
処理を示すフローチャートの前半部分である。

【図３】実施形態の２次元コード読取装置における読取
処理を示すフローチャートの後半部分である。

【図４】実施形態の２次元コード読取装置における読取
処理中にて実行される検査線設定処理を示すフローチャ
ートである。

【図５】実施形態の２次元コード読取装置における検査
線設定処理中にて実行される補正設定処理を示すフロー
チャートである。

【図６】検査線設定処理に係る技術思想を示すための説
明図である。

【図７】検査線設定処理における計算方法を例示するた
めの説明図である。

【図８】検査線設定処理における計算方法を例示するた
めの説明図である。

【図９】（ａ）はＱＲコードを例示する説明図であり、
（ｂ）はＱＲコードが斜めに読み取られて歪みを生じた
状態を例示する説明図である。

【図１０】従来の検査線の設定手法を示す説明図であ
る。

【図１１】従来の検査線の設定手法に基づく計算方法を
示すための説明図である。

【図１２】孤立セルを例示する説明図である。

【符号の説明】

１…光学情報読取装置 １０…制御回路 １１…照明発光ダイオード １２…ＣＣＤエ
リアセンサ １３…増幅回路 １４…２値化回
路 １５…特定比検出回路 １６…同期パル
ス出力回路 １７…アドレス発生回路 ２０…画像メモ
リ ３１…スイッチ群 ３２…液晶表示
器 ３３…通信Ｉ／Ｆ回路

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２進コードで表されるデータをセル化し、
   当該セルを縦横２方向に配列した２次元コードを読み取
   るために用いられ、 前記２次元コードの画像を得るとともに、当該画像中の
   ２次元コード領域を決定する２次元コード領域決定処理
   を行い、 前記２次元コード領域の境界を示す４辺のうちの２組の
   対向する辺間に検査線を設定する検査線設定処理を行
   い、 前記設定された検査線の交点として前記セルの位置を決
   定し、前記２次元コードの情報を読み取るデコード処理
   を行う２次元コード読取方法において、 前記検査線設定処理は、次の手順（１）〜（５）によっ
   て実行されることを特徴とする２次元コード読取方法。 （１）検査線設定対象の辺方向における前記セルの配列
   位置を示す特定パターンに基づき所定セルの中心位置で
   ある基準位置を算出すると共に、前記検査線設定対象の
   辺に隣接する２辺の傾きを算出する。 （２）前記隣接する２辺のうちの一方の辺である特定辺
   の傾きに対応する角度を当該特定辺に対向する辺の傾き
   に対応する角度から減じた角度に対応する傾きを、前記
   隣接する２辺の傾きの差分値として、角度計算を行うこ
   となく前記隣接する２辺の傾きを用いて算出する。 （３）前記基準位置に基づいて前記隣接する２辺の傾き
   の差分値から各基準位置における配分値を算出する。 （４）前記配分値に対応する角度と前記特定辺の傾きに
   対応する角度とを加えた角度に対応する傾きを、前記各
   基準位置に対応する傾きとして、角度計算を行うことな
   く前記配分値及び前記特定辺の傾きを用いて算出する。 （５）前記各基準位置を通って当該基準位置に対応する
   傾きを有する検査線を設定する。
2. 【請求項２】請求項１に記載の２次元コード読取方法に
   おいて、 前記検査線設定処理中の「傾き」は、前記画像を構成す
   る画素の配列方向である主走査方向及び副走査方向で定
   義される座標系における傾きであることを特徴とする２
   次元コード読取方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の２次元コード読取
   方法において、 前記手順（３）の配分値は、前記基準位置の数に基づい
   て前記傾きの差分値が比例配分されて算出されることを
   特徴とする２次元コード読取方法。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の２次元コ
   ード読取方法において、 前記手順（５）に代え、次の手順（６）によって前記検
   査線設定処理が実行されることを特徴とする２次元コー
   ド読取方法。 （６）前記検査線設定対象の２辺のうち前記基準位置か
   ら遠い側の辺に又は当該辺の近傍に存在するセルのうち
   前記検査線設定対象の辺方向の孤立セルを検出し、当該
   検出した前記孤立セルに基づいて前記各基準位置に対応
   する傾きを補正し、当該基準位置を通り前記補正した傾
   きを有する検査線を設定する。
5. 【請求項５】請求項４に記載の２次元コード読取方法に
   おいて、 前記手順（６）は、前記基準位置の配列順に検査線を設
   定していくものであり、検査線設定対象の基準位置に対
   応する前記孤立セルがある場合には、当該基準位置に対
   応する傾きを補正することによって当該孤立セルの中心
   位置を通るような検査線を設定し、一方、検査線設定対
   象の基準位置に対応する前記孤立セルがない場合には、
   直前に設定された検査線の傾きに対する補正量を用い
   て、当該基準位置に対応する傾きを補正して検査線を設
   定するものであることを特徴とする２次元コード読取方
   法。
6. 【請求項６】２進コードで表されるデータをセル化し、
   当該セルを縦横２方向に配列した２次元コードを読み取
   るために用いられ、 前記２次元コードを含む所定範囲領域の画像を取り込む
   画像取込手段と、 該画像取込手段によって取り込まれた前記２次元コード
   を含む画像を走査し、当該画像中の２次元コード領域を
   決定する領域決定手段と、 該領域決定手段によって決定された２次元コード領域の
   境界を示す４辺のうちの２組の対向する辺間を結ぶ検査
   線を設定する検査線設定手段と、 前記検査線設定手段によって設定された検査線の交点を
   セル位置として決定し、決定されたセル位置からセルの
   種類を読み取るセル読み取り手段とを備える２次元コー
   ド読み取り装置において、 前記検査線設定手段は、以下の手順（１）〜（５）から
   なる検査線設定処理を実行することによって検査線の設
   定を行うことを特徴とする２次元コード読取装置。 （１）検査線設定対象の辺方向における前記セルの配列
   位置を示す特定パターンに基づき所定セルの中心位置で
   ある基準位置を算出すると共に、前記検査線設定対象の
   辺に隣接する２辺の傾きを算出する。 （２）前記隣接する２辺のうちの一方の辺である特定辺
   の傾きに対応する角度を当該特定辺に対向する辺の傾き
   に対応する角度から減じた角度に対応する傾きを、前記
   隣接する２辺の傾きの差分値として、角度計算を行うこ
   となく前記隣接する２辺の傾きを用いて算出する。 （３）前記基準位置に基づいて前記隣接する２辺の傾き
   の差分値から各基準位置における配分値を算出する。 （４）前記配分値に対応する角度と前記特定辺の傾きに
   対応する角度とを加えた角度に対応する傾きを、前記各
   基準位置に対応する傾きとして、角度計算を行うことな
   く前記配分値及び前記特定辺の傾きを用いて算出する。 （５）前記各基準位置を通って当該基準位置に対応する
   傾きを有する検査線を設定する。
7. 【請求項７】請求項６に記載の２次元コード読取装置に
   おいて、 前記検査線設定処理中の「傾き」は、前記画像取込手段
   によって取り込まれた画像を構成する画素の配列方向で
   ある主走査方向及び副走査方向で定義される座標系にお
   ける傾きであることを特徴とする２次元コード読取装
   置。
8. 【請求項８】請求項６又は７に記載の２次元コード読取
   装置において、 前記手順（３）の補正値は、前記基準位置の数に基づい
   て前記傾きの差分値が比例配分されて算出されることを
   特徴とする２次元コード読取装置。
9. 【請求項９】請求項６〜８のいずれかに記載の２次元コ
   ード読取装置において、 前記検査線設定手段は、前記手順（５）に代え、次の手
   順（６）によって前記検査線設定処理を実行するよう構
   成されていることを特徴とする２次元コード読取装置。 （６）前記検査線設定対象の２辺のうち前記基準位置か
   ら遠い側の辺に又は当該辺の近傍に存在するセルのうち
   前記検査線設定対象の辺方向の孤立セルを検出し、当該
   検出した前記孤立セルに基づいて前記各基準位置に対応
   する傾きを補正し、当該基準位置を通り前記補正した傾
   きを有する検査線を設定する。
10. 【請求項１０】請求項９に記載の２次元コード読取装置
    において、 前記手順（６）は、前記基準位置の配列順に検査線を設
    定していくものであり、検査線設定対象の基準位置に対
    応する前記孤立セルがある場合には、当該基準位置に対
    応する傾きを補正することによって当該孤立セルの中心
    位置を通るような検査線を設定し、一方、検査線設定対
    象の基準位置に対応する前記孤立セルがない場合には、
    直前に設定された検査線の傾きに対する補正量を用い
    て、当該基準位置に対応する傾きを補正して検査線を設
    定するものであることを特徴とする２次元コード読取装
    置。
11. 【請求項１１】請求項１〜５のいずれかに記載の２次元
    コード読取方法又は請求項６〜１０のいずれかに記載の
    ２次元コード読取装置の各手段による処理が、コンピュ
    ータシステムにて実行されるプログラムとして記録され
    たことを特徴とする記録媒体。