JP3490930B2 - バーコード読取方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物に刻印されたバ
ーコードを読み取るバーコード読取方法であって、特
に、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（ディジタル
ビデオディスク）等の光ディスクの余白部に刻印された
バーコードを読み取るのに好適なバーコード読取方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクの最内周または最外
周の余白部には、その光ディスクの製造ロット番号等を
示すバーコードが刻印されており、ディスク成型後の諸
工程において、異種ディスクの混合等がこのバーコード
を用いて検査される。

【０００３】光ディスクの余白部に刻印されているバー
コード読み取る方法としては、例えば、光ディスクの記
録面をビデオカメラにて撮像し、撮像した画像を画像処
理することによりバーコードのパターンを読み取る方法
が用いられている。

【０００４】この方法では、まず、バーコードが刻印さ
れている余白部をその全周に亘ってスキャンした輝度デ
ータを取得し、その輝度データを所定の閾値で２値化し
た２値化データに基づいてバーコード領域を抽出する。
そして、このバーコード領域について各エレメントの長
手方向に輝度データを足し込んだプロジェクションデー
タを求め、このプロジェクションデータを所定の閾値で
２値化した２値化データにおける各パルス長を用いて、
バーコード領域の各エレメントの幅が計測される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このバ
ーコード領域の各エレメント幅は、できるだけ多くの情
報を記録するために細くなる傾向にある。そして、バー
コードの各エレメント幅が細くなるにつれて、各エレメ
ントに対する画像の分解能が低下して、白エレメントと
黒エレメントとの境界がぼやけてしまう。このため、バ
ーコード領域の輝度値を足し込んだプロジェクションデ
ータを求めたときに、細いエレメントが連続する部分に
おいて、白エレメントにおけるプロジェクション値が閾
値を下回ってしまい、検出できないエレメントが生じて
しまう虞がある。

【０００６】そこで、本発明は、撮像装置の解像度に対
して、より細い幅のバーコードを正確に読み取ることが
可能なバーコード読取方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、バーコードが
刻印された対象物のバーコード領域を読み取る読取ステ
ップと、その読取ステップにて読み取られたバーコード
領域の読取データに基づいてバーコードをデコードする
デコードステップとを含むバーコード読取方法におい
て、デコードステップが、バーコード領域において各エ
レメントの長手方向に輝度値を足し込んだプロジェクシ
ョンデータを得るプロジェクションステップと、プロジ
ェクションデータの変曲点を算出する変曲点算出ステッ
プと、その変曲点間の距離に基づいて各エレメントの幅
を判定する判定ステップと、その判定ステップの判定結
果に基づいてバーコードをデコードするステップとを含
むことを特徴とする。

【０００８】このような構成とすることにより、バーコ
ード領域における白エレメントと黒エレメントとの境界
がぼやけて、白エレメントのプロジェクション値が小さ
くなっている場合でも、隣接する黒領域との間に生じる
変曲点に基づいて境界が検出される。そして、この境界
の幅が各エレメントの幅となる。

【０００９】また、デコードステップは、更にプロジェ
クションステップの前に、バーコード領域においてエレ
メントの長手方向の各１ライン毎に、その１ラインの輝
度データに基づいて基準値を算出する基準値算出ステッ
プと、１ラインの輝度データから所定の割合で輝度値の
低い低輝度データを抽出する低輝度データ抽出ステップ
と、その低輝度データに基づいて置換値を算出する置換
値算出ステップと、基準値との差が所定値以上となる輝
度データを置換値にて置き換える置換ステップとを備え
ていることを特徴とする。

【００１０】対象物上に埃や傷が生じると、その領域の
輝度値が大きくなるため、基準値と比較して著しく大き
な値をとる部分をノイズ成分と判断し、そのノイズ成分
が低輝度データに基づいて算出された置換値にて置き換
えられる。

【００１１】具体的には、読取データが撮像装置にて対
象物を撮像して得られるバーコード領域の撮像画像であ
り、また、対象物が光ディスクの記録面であることを特
徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のバーコード読取方
法を用いた検査装置について、図面を用いて詳述する。

【００１３】本実施の形態において、図１は検査装置の
構成を表す構成図、図２は光ディスクの記録面の構成を
説明する説明図、図３は図１の検査装置におけるバーコ
ード読取方法を説明するフローチャート、図４は光ディ
スクの鏡面部をスキャンして得られた輝度データを表す
グラフ、図５は輝度データの輝度値の分布を表すヒスト
グラム、図６は図５の輝度データを２値化した２値化デ
ータを表すグラフ、図７及び図８は光ディスクの鏡面部
を互いに異なる径でスキャンして得られた第１及び第２
の輝度データを表すグラフ、図９及び図１０はそれぞれ
図７及び図８における輝度データを２値化した第１及び
第２の２値化データを表すグラフ、図１１は円弧状のバ
ーコード領域を直線状に変換する座標変換を説明する説
明図、図１２は図１１における直線状のバーコードをプ
ロジェクション処理したプロジェクションデータを表す
グラフである。

【００１４】本実施の形態における検査装置は、図１に
示すように、検査対象となる光ディスク７が載置される
検査台６と、その検査台６の上方に配置されたリング状
のハロゲンランプ５と、そのハロゲンランプ５の上方に
配置されたＣＣＤカメラ４と、そのＣＣＤカメラ４にて
撮像された画像を画像処理してバーコードを読み取るコ
ンピュータ１と、その読取結果を表示するディスプレイ
２と、コンピュータ１に対し諸データの入力や指示を行
うキーボード３とを備えている。

【００１５】光ディスク７の記録面は、図２に示すよう
に、中心に設けられた円形開口部７１から外側に向け
て、内側余白部７２と、情報記録部７３と、外側余白部
７４とから構成されている。内側余白部７２は、内側の
透明部７５と、外側の鏡面部（ミラーバンド）７６とか
ら構成され、この鏡面部７６に、バーコードの白エレメ
ント９１と文字９２とがそれぞれ円弧状に刻印されてい
る。鏡面部７６は、情報記録部７３と比較して反射率が
低くなるように構成されており、バーコードの白エレメ
ント９１と文字９２は、鏡面部７６における他の領域と
比較して反射率が高くなっている。

【００１６】このような構成の検査装置における検査工
程を、図３のフローチャートを用いて以下に説明する。
尚、以下の説明では、検査対象として、内径φ１が４０
ｍｍ、外径φ２が４５ｍｍの鏡面部７６を有する光ディ
スク７を検査対象とする。

【００１７】まず、キーボード３を用いて、検査対象と
なる光ディスク７の種類、製造ロット番号、内側余白部
７２の鏡面部７６の位置等をコンピュータ１に入力し、
初期設定を行う。この初期設定は、いくつか予め定めら
れた設定がある場合には、それら設定を予めコンピュー
タ１に登録しておき、その中から選択するように構成し
てもよい。（ステップＳ０１） 次に、成型を終えた光ディスク７は、ローダ（図示省
略）により載置台６上に記録面を下方に向けて載置され
る。このとき、載置台６上に載置された光ディスク７の
記録面は、下方からリング状のハロゲンランプ５の光に
より明るく照らされるとともに、ハロゲンランプ５の開
口を通して、少なくとも光ディスク７の内側余白部７２
を含む領域がＣＣＤカメラ４にて撮像される。そして、
ＣＣＤカメラ４にて撮像された画像データは、コンピュ
ータ１に入力される。このとき、ＣＣＤカメラ４にて撮
像された画像においては、光ディスク７の円形開口部７
１と内側余白部７２の鏡面部７６とが暗く写し出され、
その暗く写し出された鏡面部７６の中でバーコードの白
エレメント９１と文字９２とが明るく映し出されてい
る。（ステップＳ０２） 次に、コンピュータ１に入力された画像データに基づい
て、円形開口部７１の中心が周知の方法で求められる。
例えば、円形開口部７１を横切る２本の線分それぞれの
垂直二等分線の交点を求め、その交点を中心とする。そ
して、得られた中心を基準に、キーボード３にて初期設
定された鏡面部７６を全周にわたってスキャンする。こ
こでは、スキャンする部分として、円形開口部７１の中
心を基準として、内径φ１と外径φ２との中間部分、す
なわち直径φ＝４２．５ｍｍの部分を全周にわたってス
キャンし、図４に示すような輝度データを取得する。こ
こで、スキャンとは、ＣＣＤカメラ４を用いて取得した
画像データから、所望する部分のデータを抽出すること
である。（ステップＳ０３） 次に、取得した輝度データに基づいて、図５（ａ）に示
すように、階調数Ｎ＝２のヒストグラムを求め、極小値
の探索を行う。そして、極小値がみつからない場合、図
５（ｂ）（ｃ）…に示すように、階調数Ｎを４、８…
と、極小値がみつかるまで順次大きくしていき、最初に
極小値が見つかった階調数Ｎｍｉｎのヒストグラムにお
いて極小値をとる輝度値Ｓを閾値として設定する。この
とき、階調数Ｎｍｉｎのヒストグラムにおける極小値が
複数ある場合には、それら極小値のうち最も小さい極小
値における輝度値を閾値として設定する。（ステップＳ
０４〜Ｓ０７） 次に、図４に示す輝度データを前工程において設定した
閾値Ｓにより２値化して、図６に示すような２値化デー
タを求める。（ステップＳ０８） そして、この２値化データにおいて、バーコードの白エ
レメント９１と文字９２が存在しない０レベルの値が、
文字２個に相当する間隔以上連続する部分を非刻印領域
として抽出する。これにより、非刻印領域を除く残りの
部分が刻印領域として抽出される。ここでは、図６にお
ける区間ｐ１、ｐ２に対応する図２の領域Ｐ１、Ｐ２が
非刻印領域となり、また、図６における区間ｑ１、ｑ２
に対応する図２の領域Ｑ１、Ｑ２が刻印領域となる。
（ステップＳ０９） 次に、抽出された刻印領域Ｑ１について、円形開口部７
１の中心を基準に、キーボード３にて初期設定された鏡
面部７６における外径φ１と内径φ２との間で、互いに
径の異なる部分をスキャンして、輝度データを取得す
る。ここでは、円形開口部７１の中心を基準にφ＝４．
２の部分と、φ＝４．４の部分とをスキャンして図７
（ａ）（ｂ）に示す第１及び第２の輝度データを取得す
る。また、刻印領域Ｑ２についても同様に、円形開口部
７１の中心を基準にφ＝４．２の部分と、φ＝４．４の
部分とをスキャンして図８（ａ）（ｂ）に示す第１及び
第２の輝度データを取得する。（ステップＳ１０） 次に、図７（ａ）に示す第１のスキャンデータについて
平均値を求め、その平均値を閾値として２値化を行い図
９（ａ）に示す第１の２値化データを得る。また、図７
（ｂ）に示すスキャンデータについても平均値を求め、
その平均値を閾値として２値化を行い図９（ｂ）に示す
各２値化データを取得する。更に、図８（ａ）（ｂ）に
示すスキャンデータについても同様にそれぞれ平均値を
求め、それら平均値を閾値として２値化を行い図１０
（ａ）（ｂ）に示す第１及び第２の２値化データを取得
する。（ステップＳ１１） 次に、図９（ａ）（ｂ）に示す刻印領域Ｑ１における第
１及び第２の２値化データを比較して位置が一致するエ
ッジの数をカウントするともに、図１０（ａ）（ｂ）に
示す刻印領域Ｑ２における第１及び第２の２値化データ
を比較して位置が一致するエッジの数をカウントする。
このとき、バーコードの白エレメント９１では第１及び
第２の２値化データにおけるエッジの位置が略一致する
のに対し、文字９２では第１及び第２の２値化データに
おけるエッジの位置が必ずしも一致するわけではないた
め、データ長あたりのカウント数が最大となる刻印領域
をバーコード領域として特定する。ここでは、刻印領域
Ｑ１のデータ長あたりのカウント数より刻印領域Ｑ２の
データ長あたりのカウント数の方が大きくなるため、刻
印領域Ｑ２がバーコード領域となる。（ステップＳ１
２、Ｓ１３） 次に、前工程において特定した円弧状のバーコード領域
Ｑ２に対し周知の方法で座標変換を行い、図１１に示す
ような直線状のバーコードＱを得る。（ステップＳ１
４） 次に、このバーコードＱについて、各エレメントの長手
方向に輝度データを足し込むプロジェクション処理を行
い、図１２に示すようなプロジェクションデータを得
る。（ステップＳ１５） そして、このプロジェクションデータについて、波形の
凹凸が変化する変曲点を求め、各変曲点間の距離から各
エレメントの幅が測定される。また、各変曲点間におけ
るエレメントの色は、変曲点間におけるプロジェクショ
ンデータの凹凸形状に基づいて判定される。具体的に
は、変曲点間におけるプロジェクションデータの形状が
凸である場合、そのエレメントは白と判定され、逆に凹
である場合、黒と判定される。（ステップＳ１６〜Ｓ１
８） 次に、コンピュータ１は、前工程において判定されたバ
ーコードＱの各エレメントの太さと色から、予め格納さ
れているＣＯＤＥ−３９規格に準じたコード表を参照し
て、バーコードＱのデコードを行い、結果をディスプレ
イ２に表示する。（ステップＳ１９） そして、デコードしたバーコードＱが初期設定において
設定した製造ロット番号と一致しない場合、アンローダ
（図示省略）にて一致したものとは別の場所に移動され
る。

【００１８】このように、本実施の形態によれば、鏡面
部７６を全周にわたってスキャンした輝度データについ
て、できるだけ階調数の低いヒストグラムにおいて極小
値をとる輝度値を閾値として、輝度データを２値化して
いるため、照明状態の不均一性による影響が低減され、
これにより、コードが刻印されている刻印領域を精度良
く抽出することができ、バーコードの読取精度を向上さ
せることが可能となる。

【００１９】また、文字とバーコードとを識別する際、
刻印領域の異なる部分をスキャンした第１及び第２の輝
度データにおいて同一位置にあるエッジ数に基づいてバ
ーコード領域と文字コード領域とを判定しているため、
バーコードの間隔が文字の間隔に対して比較的広い場合
でも、精度良く文字コード領域とバーコード領域とを識
別することが可能となる。

【００２０】また、バーコードの各エレメントの太細を
判定する際、プロジェクションデータの変曲点を用いる
ことにより、ＣＣＤカメラ４の解像度に対してより細い
エレメントの太細を的確に判定することができ、バーコ
ードを正確に読み取ることが可能となる。

【００２１】尚、本実施の形態のステップＳ１５におい
ては、ステップ１４にて得られたバーコードＱに対して
プロジェクション処理を行ったが、バーコードＱに対し
てノイズ除去処理を行った後プロジェクション処理を行
ってもよい。

【００２２】ノイズ除去処理としては、バーコードＱに
おけるエレメントの長手方向について、輝度データを１
ラインずつ抽出する。抽出された１ライン分の輝度デー
タについて、輝度値の平均を求める。そして、この平均
輝度値と１ライン分の輝度データにおける各輝度値との
差を求め、その差が所定の値より大きくなる輝度値を、
１ライン分の輝度データにおける他の輝度値にて置換す
る。

【００２３】このとき、光ディスク７上に埃や傷が生じ
た場合には、その領域の輝度値が他の領域と比較して著
しく大きくなるため、置換される輝度値としては、１ラ
イン分の輝度データのうち、輝度値の低い方から所定の
割合（例えば、１ライン分の輝度データが１００画素か
ら構成されている場合、所定の割合を３０％とすると、
輝度値の低い３０画素分の輝度データ）を抽出し、平均
化した値を用いる。

【００２４】これにより、バーコード上の埃や傷などに
よるノイズ成分を除去することができ、精度良くバーコ
ードを読み取ることが可能となる。

【００２５】また、対象物としては、光ディスクに限定
されることなく、バーコードが刻印されているものであ
ればよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、バーコード領域の各エ
レメントの太細を判定する際、プロジェクションデータ
の変曲点を用いることにより、撮像装置の解像度に対し
てより細いエレメントの太細を的確に判定することがで
き、バーコードを正確に読み取ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のバーコード読取方法を適用した検査
装置の概略構成を表す構成図である。

【図２】 光ディスクの記録面の構成を説明する説明図
である。

【図３】 図１の検査装置におけるバーコード読取方法
を説明するフローチャートである。

【図４】 図２の光ディスクの鏡面部をスキャンして得
られた輝度データを表すグラフである。

【図５】 図４の輝度データの輝度値の分布を表すヒス
トグラムであり、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ階調数
２、４、８のヒストグラムを示す。

【図６】 図５の輝度データを２値化した２値化データ
を表すグラフである。

【図７】 光ディスクの刻印領域Ｑ１を互いに異なる径
でスキャンして得られた第１及び及び第２の輝度データ
それぞれを表すグラフ（ａ）（ｂ）である。

【図８】 光ディスクの刻印領域Ｑ２を互いに異なる径
でスキャンして得られた第１及び第２の輝度データそれ
ぞれを表すグラフ（ａ）（ｂ）である。

【図９】 図７の第１及び第２の輝度データをそれぞれ
２値化した２値化した２値化データを表すグラフ（ａ）
（ｂ）である。

【図１０】 図８の第１及び第２の輝度データをそれぞ
れ２値化した２値化した２値化データを表すグラフ
（ａ）（ｂ）である。

【図１１】 円弧状のバーコード領域を直線状に変換す
る座標変換を説明する説明図である。

【図１２】 図１１における直線状のバーコードをプロ
ジェクション処理したプロジェクションデータを表すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ ：コンピュータ ２ ：ディスプレイ ３ ：キーボード ４ ：ＣＣＤカメラ ５ ：ハロゲンランプ ６ ：検査台 ７ ：光ディスク ７１ ：円形開口部 ７２ ：内側余白部 ７３ ：情報記録部 ７４ ：外側余白部 ７５ ：透明部 ７６ ：鏡面部 ９１ ：白エレメント ９２ ：文字

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 7/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーコードが刻印された対象物のバーコ
   ード領域を読み取る読取ステップと、該読取ステップに
   て読み取られた前記バーコード領域の読取データに基づ
   いて前記バーコードをデコードするデコードステップと
   を含むバーコード読取方法において、 前記デコードステップが、前記バーコード領域において
   各エレメントの長手方向に輝度値を足し込んだプロジェ
   クションデータを得るプロジェクションステップと、前
   記プロジェクションデータの変曲点を算出する変曲点算
   出ステップと、該変曲点間の距離に基づいて各エレメン
   トの幅を判定する判定ステップと、該判定ステップの判
   定結果に基づいてバーコードをデコードするステップと
   を含み、 前記デコードステップは、更に前記プロジェクションス
   テップの前に、前記バーコード領域においてエレメント
   の長手方向の各１ライン毎に、該１ラインの輝度データ
   に基づいて基準値を算出する基準値算出ステップと、前
   記１ラインの輝度データから所定の割合で輝度値の低い
   低輝度データを抽出する低輝度データ抽出ステップと、
   該低輝度データに基づいて置換値を算出する置換値算出
   ステップと、前記基準値との差が所定値以上となる輝度
   データを前記置換値にて置き換える置換ステップとを備
   えている ことを特徴とするバーコード読取方法。
2. 【請求項２】 前記読取データは、撮像装置にて前記対
   象物を撮像して得られる前記バーコード領域の撮像画像
   であることを特徴とする請求項１記載のバーコード読取
   方法。
3. 【請求項３】 前記対象物は、光ディスクの記録面であ
   ることを特徴とする請求項1または２記載のバーコード
   読取方法。