JP4107237B2 - Method for identifying boundary position of optical information reader - Google Patents

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Description

本発明は、異なる幅の明パターンおよび暗パターンを複数組み合わせた明暗パターンからなる光学的情報を読取るために明パターンおよび暗パターン間の境界位置を特定する光学的情報読取装置の境界位置特定方法に関する。   The present invention relates to a boundary position specifying method of an optical information reading apparatus for specifying a boundary position between a bright pattern and a dark pattern in order to read optical information composed of a light and dark pattern obtained by combining a plurality of bright patterns and dark patterns having different widths. .

この種の光学的情報読取装置においては、1次元コードもしくは2次元コード等の情報コードに含まれる情報を読取るため、情報コードを構成する明パターンおよび暗パターンの幅を検出している。これら明パターンや暗パターンの幅を検出することにより略正確に情報コードを読取,解読することができる。このように境界位置を特定するための方法として、例えば特許文献1に示す方法がある。この方法によれば、アナログバーコード信号の1次微分値、2次微分値を算出することによりバーコードの明パターンおよび暗パターン間の境界位置を特定することができる。他にも本発明には直接関連しないが、特許文献2に示す文献も公知である。
特開2001−357347号公報 特開2000−18920号公報
In this type of optical information reader, in order to read information contained in an information code such as a one-dimensional code or a two-dimensional code, the widths of the bright pattern and the dark pattern constituting the information code are detected. By detecting the widths of these bright and dark patterns, the information code can be read and decoded almost accurately. As a method for specifying the boundary position in this way, for example, there is a method disclosed in Patent Document 1. According to this method, the boundary position between the bright pattern and the dark pattern of the barcode can be specified by calculating the primary differential value and the secondary differential value of the analog barcode signal. In addition, although not directly related to the present invention, the document shown in Patent Document 2 is also known.
JP 2001-357347 A JP 2000-18920 A

光学的な焦点位置ずれが所定の基準範囲であれば、1次微分値や2次微分値を検出することにより境界位置を略正確に特定することができるが(図9(a)参照)、光学的な焦点位置が基準よりずれてしまうと所謂ピンボケを生じ、図9(b)に示すように、センサ画素間の1次微分値の最大値および最小値間の差がほとんどない状態になり、2次微分値にゼロクロス点が実際の明暗パターンよりも多数検出され、境界位置を特定することができない。   If the optical focal position deviation is within a predetermined reference range, the boundary position can be specified almost accurately by detecting the primary differential value or the secondary differential value (see FIG. 9A). When the optical focus position deviates from the reference, so-called defocusing occurs, and there is almost no difference between the maximum value and the minimum value of the primary differential value between sensor pixels as shown in FIG. 9B. Many zero-cross points are detected in the secondary differential value as compared with the actual light-dark pattern, and the boundary position cannot be specified.

さらに、このような光学的情報読取装置において、特に、読取対象との距離が焦点位置より近い位置に調整された場合には、例えばバーコードを構成するスペース(明パターン)もしくはバー(暗パターン)に割り当てられる光学的センサの画素数が多くなり、これに伴い1次微分値の変化量の差がなくなる。したがって、ゼロクロス点を正確に検出できなくなり、境界位置を特定することができない。しかも、ノイズ等の影響によりゼロクロス点の位置が大きく変化してしまうこともある。   Further, in such an optical information reading apparatus, particularly when the distance to the reading object is adjusted to a position closer to the focal position, for example, a space (bright pattern) or a bar (dark pattern) constituting a barcode. The number of pixels of the optical sensor assigned to is increased, and accordingly, there is no difference in the amount of change in the primary differential value. Therefore, the zero cross point cannot be accurately detected, and the boundary position cannot be specified. Moreover, the position of the zero cross point may change greatly due to the influence of noise or the like.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、光学的な焦点位置が基準に対してずれが生じたとしても、境界位置を略正確に検出することができるようにした光学的情報読取装置の境界位置特定方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical system that can detect a boundary position substantially accurately even if the optical focal position deviates from a reference. Another object of the present invention is to provide a method for specifying the boundary position of an information reading device.

請求項1記載の発明によれば、境界位置想定範囲設定過程において輝度レベルについて連続する一の極大値および一の極小値を検出し、その間を境界位置想定範囲として設定し、対象範囲設定過程において境界位置想定範囲の前後方における輝度レベルについて境界位置特定用の対象範囲を設定し、極値設定過程において輝度レベルの対象範囲内における境界位置想定範囲の前後方の少なくともそれぞれ一つ以上の前方極値および後方極値を境界位置特定用に設定し、算出過程において極値設定過程で設定された前方極値および後方極値,並びに一の極大値および一の極小値について、連続する極値間の差を境界位置想定範囲の前後でそれぞれ局部振幅として算出し、境界位置特定過程において算出過程で算出された境界位置想定範囲の前後の局部振幅の比によって境界位置想定範囲を分割した位置を境界位置として特定するため、境界位置を特定する際に光学的な焦点位置が基準に対してずれが生じたとしても、境界位置を略正確に検出することができる。   According to the first aspect of the invention, one continuous maximum value and one minimum value are detected for the luminance level in the boundary position assumed range setting process, and the boundary value is set as the boundary position assumed range. In the target range setting process, A target range for specifying the boundary position is set for the luminance level before and after the assumed boundary position range, and at least one or more front poles at the front and rear of the assumed boundary position range within the target range of the luminance level in the extreme value setting process Set the value and the back extremum for specifying the boundary position, and in the calculation process, the front extremum and the rear extremum set in the process of setting the extremum, and the maximum value and the minimum value between successive extreme values Before and after the boundary position assumption range calculated in the calculation process in the boundary position identification process. Since the position where the boundary position assumption range is divided by the ratio of local amplitudes is specified as the boundary position, even if the optical focus position deviates from the reference when specifying the boundary position, the boundary position is substantially accurate. Can be detected.

請求項2記載の発明によれば、算出過程では、境界位置想定範囲の前後において境界位置想定範囲に近接した側から局部振幅を算出するため、境界位置に関連の深い局部振幅を算出してこの局部振幅に基づいて境界位置を特定するため、より高精度に境界位置を検出することができる。
請求項3記載の発明によれば、算出過程では、境界位置想定範囲の前後において当該境界位置想定範囲に近接した側からそれぞれ複数の局部振幅を算出し、境界位置特定過程では、算出過程で算出された前および後における複数の局部振幅のそれぞれの平均値の比によって当該境界位置想定範囲を分割した位置を境界位置として特定するため、境界位置の特定に関連の深い広範囲の局部振幅を用いて境界位置を特定することができ、さらに高精度に境界位置を検出することができる。
According to the second aspect of the present invention, in the calculation process, the local amplitude is calculated from the side close to the boundary position assumption range before and after the boundary position assumption range. Since the boundary position is specified based on the local amplitude, the boundary position can be detected with higher accuracy.
According to the third aspect of the present invention, in the calculation process, a plurality of local amplitudes are calculated before and after the boundary position assumption range from the side close to the boundary position assumption range, and in the boundary position specification process, the calculation is performed in the calculation process. In order to identify the position where the boundary position assumed range is divided by the ratio of the average values of the plurality of local amplitudes before and after being determined as the boundary position, a wide range of local amplitudes deeply related to the identification of the boundary position are used. The boundary position can be specified, and the boundary position can be detected with higher accuracy.

請求項4記載の発明によれば、焦点位置ずれ有無判定過程では焦点位置ずれの有無を判定し、この焦点位置ずれ有りと判定されたことを条件として前述発明を行うようにするため、境界位置を効率的に特定できるようになる。
請求項5記載の発明によれば、1次微分算出過程において受光過程の輝度レベルについて1次微分値を算出し、焦点位置ずれ有無判定過程において1次微分算出過程で算出された1次微分値の最大値が第1の所定値以下、または1次微分値の最小値が第2の所定値以上であることを条件として焦点位置ずれ有りと判定するため、焦点位置ずれが有るか否かの判定を容易に行うことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the focal position deviation presence / absence determination process, the presence / absence of the focal position deviation is determined, and in order to perform the above-described invention on the condition that the focal position deviation is determined, Can be identified efficiently.
According to the fifth aspect of the invention, the primary differential value is calculated for the luminance level of the light receiving process in the primary differential calculation process, and the primary differential value calculated in the primary differential calculation process in the focus position deviation presence / absence determination process. Whether or not there is a focal position deviation is determined because it is determined that there is a focal position deviation on the condition that the maximum value of is not more than the first predetermined value or the minimum value of the primary differential value is not less than the second predetermined value. Judgment can be made easily.

請求項6記載の発明によれば、2次微分算出過程において受光過程の輝度レベルについて2次微分値を算出し、焦点位置ずれ有無判定過程では、2次微分算出過程で算出された2次微分値がゼロクロスする個数が所定個数以上あることを条件として焦点位置ずれ有りと判定するため、焦点位置ずれの有無の判定を容易に行うことができる。
請求項7記載の発明によれば、焦点ずれ程度判定過程において受光過程の輝度レベルに基づいて焦点位置ずれの程度を判定し、第2の輝度レベル対象範囲設定過程では、焦点ずれ程度判定過程で判定された焦点位置ずれの程度に応じて、境界位置想定範囲の前後方における輝度レベルについて境界位置特定用の対象範囲を設定するため、焦点位置ずれに応じて境界位置特定用の局部振幅の輝度レベルの対象範囲を設定できるようになる。
According to the sixth aspect of the invention, the secondary differential value is calculated for the luminance level in the light receiving process in the secondary differential calculation process, and the secondary differential calculated in the secondary differential calculation process in the focus position deviation determination process. Since it is determined that there is a focal position deviation on the condition that the number of zero-crossing values is equal to or greater than a predetermined number, it is possible to easily determine whether there is a focal position deviation.
According to the seventh aspect of the present invention, the degree of defocus is determined based on the luminance level in the light receiving process in the defocus degree determination process, and the defocus degree determination process is performed in the second luminance level target range setting process. In order to set the target range for specifying the boundary position with respect to the luminance level before and after the boundary position assumed range according to the determined degree of the focal position deviation, the luminance of the local amplitude for specifying the boundary position according to the focal position deviation It becomes possible to set the target range of the level.

請求項8記載の発明によれば、第2の輝度レベル対象範囲設定過程では、焦点ずれ程度判定過程において焦点位置ずれの程度が大きいと判定された場合には、輝度レベルの対象範囲を狭く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を少なくし、焦点ずれ程度判定過程において焦点位置ずれの程度が小さいと判定された場合には、輝度レベルの対象範囲を広く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を多くするようにしているため、焦点位置ずれの大小に応じて境界位置特定用の局部振幅の輝度レベルの対象範囲を設定できるようになる。   According to the eighth aspect of the present invention, in the second luminance level target range setting process, when it is determined that the degree of the focal position deviation is large in the defocus degree determination process, the luminance level target range is set to be narrow. By reducing the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target and determining that the degree of defocus is small in the defocus degree determination process, the target range of the luminance level is set wide. Since the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is increased, the target range of the luminance level of the local amplitude for boundary position specifying can be set according to the magnitude of the focal position shift.

請求項9記載の発明によれば、第2の輝度レベル対象範囲設定過程では、境界位置想定範囲の境界位置特定用の対象範囲について前後それぞれ局部振幅の平均値を算出し、これら前側および後側の局部振幅の平均値の差が第3の所定値以上である場合には、輝度レベルの対象範囲を狭く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を少なく設定し、当該前後の平均値の差が第3の所定値未満である場合には、輝度レベルの対象範囲を広く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を多く設定するため、前側および後側の局部振幅の平均値の差に応じて境界位置特定対象となる局部振幅の数を設定できるようになる。   According to the ninth aspect of the present invention, in the second luminance level target range setting process, average values of local amplitudes are calculated for the front and rear sides of the target range for specifying the boundary position of the boundary position assumed range. If the difference between the average values of the local amplitudes is greater than or equal to the third predetermined value, the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is set to be small by setting the target range of the luminance level to be narrow, When the difference between the average values is less than the third predetermined value, the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is set large by setting the target range of the luminance level wide, so the front side and the rear side It is possible to set the number of local amplitudes that are the boundary position identification target according to the difference in the average value of the local amplitudes.

請求項10記載の発明によれば、第2の輝度レベル対象範囲設定過程では、境界位置想定範囲の前後について局部振幅の最大値および最小値を算出し、この局部振幅の最大値および最小値の差が第4の所定値以上である場合には、輝度レベルの対象範囲を狭く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を少なく設定し、局部振幅の最大値および最小値の差が第4の所定値未満である場合には、輝度レベルの対象範囲を広く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を多くするようにしたため、境界位置想定範囲の前後における局部振幅の最大値および最小値の差が第4の所定値未満である場合には、輝度レベルの対象範囲を広く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を多くするようにしたため、境界位置想定範囲の前後の局部振幅の最大値および最小値の差に応じて境界位置特定対象となる局部振幅の数を設定できるようになる。   According to the invention described in claim 10, in the second luminance level target range setting process, the maximum value and the minimum value of the local amplitude are calculated before and after the boundary position assumed range, and the maximum value and the minimum value of the local amplitude are calculated. When the difference is equal to or greater than the fourth predetermined value, the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is set to be small by setting the target range of the luminance level to be narrow, and the maximum value and the minimum value of the local amplitude are set. When the difference is less than the fourth predetermined value, the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is increased by setting the target range of the luminance level wide, so When the difference between the maximum value and the minimum value of the local amplitude is less than the fourth predetermined value, the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target can be increased by setting the target range of the brightness level wide. Because the way, it becomes possible to set the number of local amplitude as a border location subject in accordance with the difference between the maximum value and the minimum value before and after the local amplitude of the boundary position expected range.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1ないし図7を参照しながら説明する。
図2(a)には、光学的情報読取装置1の概略的な電気的構成ブロック図を示している。この光学的情報読取装置1は、スーパーのレジ等のPOSシステムに使用されているものはハンディターミナルとも称されており、バーコード等の1次元コードやQRコード等の2次元コードを光学的に読取るように構成されている。図2(b)および図2(c)には、1次元コードや2次元コードの一例を示している。図2(b)には、バーコードB、図2(c)にはQRコードを示しており、これらは情報コードBとも称される。例えば図2(b)に示すバーコードの場合には、白色の比較的明るい矩形状のスペースB1(明パターンに相当)や、黒色の比較的暗い矩形状のバーB2(暗パターンに相当)が、直線状に組み合わされることにより情報コードBとして構成される。尚、図2(c)に示すQRコード等の2次元コードの場合には矩形状の白セルB1(明パターンに相当)および黒セルB2(暗パターンに相当)がマトリクス状に組み合わされる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2A shows a schematic electrical configuration block diagram of the optical information reading apparatus 1. The optical information reader 1 used in a POS system such as a supermarket cash register is also called a handy terminal, and optically reads a one-dimensional code such as a bar code or a two-dimensional code such as a QR code. It is configured to read. 2B and 2C show examples of a one-dimensional code and a two-dimensional code. FIG. 2B shows a bar code B, and FIG. 2C shows a QR code, which are also called an information code B. For example, in the case of the barcode shown in FIG. 2B, a white relatively bright rectangular space B1 (corresponding to a bright pattern) and a black relatively dark rectangular bar B2 (corresponding to a dark pattern) are present. The information code B is configured by being combined linearly. In the case of a two-dimensional code such as a QR code shown in FIG. 2C, rectangular white cells B1 (corresponding to a bright pattern) and black cells B2 (corresponding to a dark pattern) are combined in a matrix.

このような情報コードBを光学的に読み取るための光学的情報読取装置1の電気的構成を概略的に示す図2(a)において、光学的情報読取装置1は、制御回路2を主体として構成されている。この制御回路2には、メモリ3、操作部4、表示部5、外部インタフェイス部6が接続されている。この光学的情報読取装置1は、内蔵された電源回路7から電源供給されることにより動作するようになっている。例えばハンディタイプの光学的情報読取装置1の場合には、電池が内蔵されており当該電源回路7を通じて電源電圧が全体に供給される。   In FIG. 2A schematically showing the electrical configuration of the optical information reader 1 for optically reading such an information code B, the optical information reader 1 is mainly composed of a control circuit 2. Has been. A memory 3, an operation unit 4, a display unit 5, and an external interface unit 6 are connected to the control circuit 2. The optical information reading device 1 is operated by being supplied with power from a built-in power supply circuit 7. For example, in the case of the handy type optical information reading apparatus 1, a battery is built in and a power supply voltage is supplied to the whole through the power supply circuit 7.

また、制御回路2には、照明駆動回路8を介して赤色発光ダイオードからなる照射部9が接続されている。制御回路2は、操作部4に設けられたトリガスイッチが操作されると、照明駆動回路8を介して照射部9から読取対象Aに向けて照射制御する。この読取対象Aに1次元コードや2次元コード等の情報コードBが印刷されている場合には、読取対象Aに照射された光は、この情報コードBの明暗パターンに反射し、光が結像手段10を介して光学的センサ11により受光される。   The control circuit 2 is connected to an irradiation unit 9 made of a red light-emitting diode via an illumination drive circuit 8. When a trigger switch provided in the operation unit 4 is operated, the control circuit 2 performs irradiation control from the irradiation unit 9 toward the reading object A through the illumination driving circuit 8. When an information code B such as a one-dimensional code or a two-dimensional code is printed on the reading object A, the light irradiated to the reading object A is reflected by the light / dark pattern of the information code B, and the light is condensed. Light is received by the optical sensor 11 through the image means 10.

結像手段10は、例えばレンズにより構成されており、照射部9から読取対象Aに照射され反射した光を光学的センサ11に結像させる。光学的センサ11は、例えばエリアセンサとも称され、例えばCCD等の受光素子が二次元平面状に配列されて構成されており、センサ駆動回路13を介して制御回路2が行う制御に基づいて読取対象Aに反射した反射光を受光素子の画素毎に光電変換し、そのシリアル画素信号を波形整形部12に与えるようになっている。この波形整形部12は、光学的センサ11により光電変換されたアナログ信号を増幅しアナログデジタル変換することで輝度レベルとし、必要に応じてローパスフィルタ処理がなされ、制御回路2が行うメモリ制御によりメモリ3に記憶される。   The image forming means 10 is constituted by a lens, for example, and causes the optical sensor 11 to form an image of the light irradiated and reflected from the irradiation unit 9 onto the reading object A. The optical sensor 11 is also referred to as, for example, an area sensor, and includes, for example, light receiving elements such as CCDs arranged in a two-dimensional plane, and is read based on control performed by the control circuit 2 via the sensor driving circuit 13. The reflected light reflected by the object A is photoelectrically converted for each pixel of the light receiving element, and the serial pixel signal is given to the waveform shaping unit 12. The waveform shaping unit 12 amplifies the analog signal photoelectrically converted by the optical sensor 11 and converts the signal to a luminance level by analog-digital conversion. The waveform shaping unit 12 performs low-pass filter processing as necessary, and performs memory control by memory control performed by the control circuit 2. 3 is stored.

外部インタフェイス部6は、制御回路2と外部装置(図示せず)との間でデータを入出力するようになっている。制御回路2は、例えばマイクロコンピュータにより構成されており、制御用プログラムに基づいてこのような構成を有する読取装置本体1の全体を制御するようになっている。   The external interface unit 6 inputs and outputs data between the control circuit 2 and an external device (not shown). The control circuit 2 is constituted by, for example, a microcomputer, and controls the entire reading apparatus main body 1 having such a configuration based on a control program.

上記構成の作用について、図1ないし図7を参照しながら説明する。本作用説明においては、情報コードBとしてバーコードに適用した実施形態を示す。
上記構成における光学的情報読取装置1においては、スペースB1およびバーB2を複数組み合わせたバーコードBを読取る場合、制御回路2は、読取対象Aを一次元的に走査して光学的センサ11による受光信号を取込み、前述したように波形整形部12によりA/D変換された輝度レベルをメモリ3に順次記憶させる。
図1は、メモリに記憶された輝度レベルの一例を、読取対象Aに印刷されたバーコードBに対応するように示している。異なる幅のスペースB1およびバーB2が組み合わされたバーコードBにおいては、スペースB1部分では比較的輝度レベルが高くバーB2部分では比較的輝度レベルが低い。
The operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. In the description of this operation, an embodiment in which the information code B is applied to a barcode will be described.
In the optical information reading apparatus 1 having the above-described configuration, when reading a barcode B that is a combination of a plurality of spaces B1 and bars B2, the control circuit 2 scans the reading target A one-dimensionally and receives light by the optical sensor 11. The signal is taken in, and the luminance level A / D converted by the waveform shaping unit 12 as described above is sequentially stored in the memory 3.
FIG. 1 shows an example of the brightness level stored in the memory so as to correspond to the barcode B printed on the reading object A. In the barcode B in which the space B1 and the bar B2 having different widths are combined, the brightness level is relatively high in the space B1 portion, and the brightness level is relatively low in the bar B2 portion.

さて、前記従来構成において実験が行われた結果、光学的に焦点位置ずれの程度が小さく光学的なピンボケが生じていない場合には2次微分値のゼロクロス点はスペースB1およびバーB2間の境界位置に略一致するが、逆に、焦点位置ずれの程度が大きく光学的なピンボケが生じている場合には、波形が直線的に緩やかになり、特に輝度レベルの2次微分値が、輝度レベルを検出する際に必然的に生じるノイズに埋もれてしまうことがあるためゼロクロス点が多く生じてしまい、ゼロクロス点を検出したとしても境界位置を定めることができないことが判っている(図9(b)参照)。   As a result of the experiment in the conventional configuration, when the degree of focal position deviation is optically small and no optical defocusing occurs, the zero-cross point of the secondary differential value is the boundary between the space B1 and the bar B2. However, when the focal position shift is large and optical defocusing occurs, the waveform becomes linearly gradual. In particular, the second-order differential value of the luminance level is the luminance level. It is known that a lot of zero cross points are generated because the noise is inevitably buried in detecting the noise, and the boundary position cannot be determined even if the zero cross points are detected (FIG. 9B). )reference).

そこで、制御回路2では、図3ないし図5のフローチャートに示す処理を行うことにより境界位置を特定する。すなわち、制御回路2は、メモリ3に記憶された輝度レベルを読み出し、まずこの輝度レベルについて1次微分値を算出する処理を行い(ステップS1)、続いて2次微分値を算出する処理を行う(ステップS2)。そして、制御回路2は、1走査毎に1次微分値を使用して極値(極大値および極小値)を検出する(ステップS3)。この後、制御回路2は、この検出された極値のうち連続する一の極大値および一の極小値を順次前方から選択し、この一の極大値および一の極小値間を境界位置想定範囲Hとして設定する(ステップS4)。   Therefore, the control circuit 2 specifies the boundary position by performing the processing shown in the flowcharts of FIGS. That is, the control circuit 2 reads the luminance level stored in the memory 3 and first performs a process of calculating a primary differential value for this luminance level (step S1), and then performs a process of calculating a secondary differential value. (Step S2). Then, the control circuit 2 detects the extreme value (maximum value and minimum value) using the primary differential value for each scan (step S3). Thereafter, the control circuit 2 sequentially selects one continuous maximum value and one minimum value from the detected extreme values from the front, and the boundary position assumption range between the one maximum value and the one minimum value. Set as H (step S4).

本実施形態では本発明の要点を示すため、図1において、連続した一の極大値および一の極小値として、極大値Pa1および極小値Pb1を選択設定したときの実施形態について説明を行う。このとき、一の極大値Pa1から一の極小値Pb1に至る間には、スペースB1からバーB2への境界位置が必ず存在する(境界位置想定範囲H参照)。この後制御回路2は、焦点位置ずれの有無の判定処理を行う(ステップS5)。   In the present embodiment, in order to show the main points of the present invention, an embodiment when the maximum value Pa1 and the minimum value Pb1 are selected and set as one continuous maximum value and one minimum value in FIG. 1 will be described. At this time, a boundary position from the space B1 to the bar B2 always exists between the one maximum value Pa1 and the one minimum value Pb1 (see the boundary position assumption range H). Thereafter, the control circuit 2 performs a process for determining whether or not there is a focal position shift (step S5).

図4は、制御回路が行う焦点位置ずれの有無の判定処理動作をフローチャートで示している。この図4において、制御回路2は、境界位置想定範囲H内における各輝度レベルの1次微分値の最大値が第1の所定値以下であるか、もしくは、1次微分値の最小値が第2の所定値以上であるかを判定する(ステップT1)。尚、第1の所定値は、第2の所定値と異なる値で設定されており、第2の所定値よりも大きく設定されている。このとき、このステップT1の条件を満たしていれば焦点位置ずれ有りと判定する。これは、画素信号の輝度レベルがバーB2(暗パターン)からスペースB1(明パターン)に遷移する際には輝度レベルの上昇度が最大となるが、焦点位置ずれが有る場合には、この境界位置付近でピンボケの影響により上昇度が少なくなり、1次微分値の最大値が第1の所定値を超える値とはならないためである。また、スペースB1からバーB2に遷移する際にも輝度レベルの下降度が最小値となるが、前述同様に、1次微分値の最小値が第2の所定値を下回る値にならない。すなわち、必要に応じてステップT1の条件を焦点位置ずれ有無の判定条件に加えることにより、焦点ずれの有無を効率良く判定することができる。   FIG. 4 is a flowchart showing the determination processing operation for the presence / absence of the focal position deviation performed by the control circuit. In FIG. 4, the control circuit 2 indicates that the maximum value of the primary differential value of each luminance level within the assumed boundary position range H is not more than a first predetermined value, or the minimum value of the primary differential value is the first value. It is determined whether the value is equal to or greater than a predetermined value of 2 (step T1). The first predetermined value is set to a value different from the second predetermined value, and is set to be larger than the second predetermined value. At this time, if the condition of step T1 is satisfied, it is determined that there is a focal position shift. This is because when the luminance level of the pixel signal transitions from the bar B2 (dark pattern) to the space B1 (bright pattern), the degree of increase in the luminance level becomes the maximum. This is because the degree of increase decreases due to the effect of defocusing near the position, and the maximum value of the primary differential value does not exceed the first predetermined value. In addition, when the transition from the space B1 to the bar B2 is performed, the degree of decrease in the luminance level becomes the minimum value, but the minimum value of the primary differential value does not fall below the second predetermined value as described above. That is, the presence / absence of defocus can be efficiently determined by adding the condition of step T1 to the determination condition of defocus / presence as necessary.

さらに、制御回路2は、境界位置想定範囲H内における各輝度レベルの2次微分値のゼロクロス点の個数が所定個数以上であるか否かを判定する(ステップT2)。すなわち、輝度レベルがノイズに埋もれた場合や、ピンボケにより画素信号波形が直線的となりA/D変換時の分解能やノイズ等により2次微分値のゼロクロス点が多数存在する場合を考慮し、境界位置を2次微分値により判定することが困難であることが想定される場合には、2次微分値のゼロクロス点が所定個数以上検出されたか否かをステップT2の判定条件を加えるようにしても良い。このステップT2を判定条件に加えることにより、焦点位置ずれの有無を効率良く判定することができる。   Further, the control circuit 2 determines whether or not the number of zero cross points of the secondary differential value of each luminance level within the boundary position assumed range H is equal to or greater than a predetermined number (step T2). In other words, considering the case where the luminance level is buried in noise, or the case where the pixel signal waveform is linear due to defocusing and there are many zero-cross points of secondary differential values due to resolution and noise during A / D conversion, the boundary position If it is assumed that it is difficult to determine the second derivative value by the second derivative value, whether or not a predetermined number or more of zero-cross points of the second derivative value has been detected is added to the determination condition of step T2. good. By adding this step T2 to the determination condition, it is possible to efficiently determine whether or not there is a focus position shift.

制御回路2は、これらのステップT1〜T2の判定条件の何れかを満たした場合に、焦点位置ずれが有りと判定し(ステップT3)、共に満たさなければ焦点位置ずれ無しと判定する(ステップT4)。このとき図3に戻って、制御回路2は、焦点位置ずれ無しと判定した場合には(ステップS5:NO)、背景技術に示されるように例えば1次微分値および2次微分値を使用して2値化処理を行う(ステップS6)が、焦点位置ずれ有りと判定した場合には、図5(a)に示す焦点位置ずれ程度判定処理を行う。尚、本実施形態では図5(a)に示す制御を行うようにするが、これに代えて制御回路2が焦点位置ずれ無しと判定した場合にも、必要に応じて以下に示す処理を行うようにしても良い。   The control circuit 2 determines that there is a focal position shift when any of the determination conditions of Steps T1 to T2 is satisfied (Step T3), and determines that there is no focal position shift if both are not satisfied (Step T4). ). At this time, referring back to FIG. 3, when the control circuit 2 determines that there is no focal position deviation (step S5: NO), for example, the primary differential value and the secondary differential value are used as shown in the background art. When the binarization process is performed (step S6), but it is determined that there is a focus position shift, the focus position shift degree determination process shown in FIG. 5A is performed. In the present embodiment, the control shown in FIG. 5A is performed. Instead, the following processing is performed as necessary even when the control circuit 2 determines that there is no focus position deviation. You may do it.

まず、初期の輝度レベルの境界位置特定用の対象範囲H1,H2を設定する(ステップU1:対象範囲設定過程)。輝度レベルの境界位置特定用の対象範囲H1,H2を設定する理由は、特に境界位置想定範囲Hの前方および後方に近接した輝度レベルが境界位置の特定条件に影響しているためである。すなわち制御回路2は、境界位置想定範囲Hの前後方における予め定められた位置特定用の初期対象範囲H1,H2を設定する。   First, target ranges H1 and H2 for specifying the boundary position of the initial luminance level are set (step U1: target range setting process). The reason why the target ranges H1 and H2 for specifying the boundary position of the brightness level are set is that the brightness level close to the front and rear of the assumed boundary position range H affects the boundary position specifying conditions. That is, the control circuit 2 sets predetermined initial target ranges H1 and H2 for position specification in front of and behind the assumed boundary position range H.

この後、制御回路2は、この輝度レベルの初期対象範囲H1,H2内における境界位置想定範囲Hの前後の前方極値Pa2,Pa3および後方極値Pb2,Pb3を算出し(ステップU2)、境界位置特定用に設定する(極値設定過程)。このとき、図1において、前方極値Pa2〜Pa3,後方極値Pb2〜Pb3が算出されたとして以下説明を行う。
その後、制御回路2は、初期対象範囲H1,H2内における局部振幅a1〜a2,b1〜b2を算出する。この局部振幅a1〜a2,b1〜b2は、一の極大値Pa1および一の極小値Pb1と共に前方極値Pa2〜Pa3,後方極値Pb2〜Pb3について、連続する極値間の差の絶対値を振幅として表すものであり、図1では、境界位置想定範囲Hの前側の局部振幅a1=|Pa1−Pa2|,a2=|Pa2−Pa3|を示しており、境界位置想定範囲Hの後側の局部振幅b1=|Pb1−Pb2|,b2=|Pb2−Pb3|を示しており、制御回路2は、この局部振幅a1〜a2,b1〜b2を算出する。尚「|」は絶対値の記号を示す。
Thereafter, the control circuit 2 calculates the front extreme values Pa2 and Pa3 and the rear extreme values Pb2 and Pb3 before and after the assumed boundary position range H in the initial target ranges H1 and H2 of this luminance level (step U2), and the boundary Set for position identification (extreme value setting process). At this time, in FIG. 1, the following explanation will be made assuming that the front extreme values Pa2 to Pa3 and the rear extreme values Pb2 to Pb3 are calculated.
Thereafter, the control circuit 2 calculates local amplitudes a1 to a2 and b1 to b2 within the initial target ranges H1 and H2. The local amplitudes a1 to a2, b1 to b2 are absolute values of differences between successive extreme values for the front extreme values Pa2 to Pa3 and the rear extreme values Pb2 to Pb3 together with the one maximum value Pa1 and the one minimum value Pb1. In FIG. 1, local amplitudes a1 = | Pa1-Pa2 |, a2 = | Pa2-Pa3 | on the front side of the boundary position assumed range H are shown in FIG. The local amplitude b1 = | Pb1-Pb2 |, b2 = | Pb2-Pb3 | is shown, and the control circuit 2 calculates the local amplitudes a1 to a2 and b1 to b2. “|” Indicates a symbol of an absolute value.

この後、制御回路2は、図5(b)に示す輝度レベルの初期対象範囲H1,H2の局部振幅a1〜a2,b1〜b2のばらつき判定処理を行う。尚、この判定処理は必要に応じて設ければよい。この局部振幅のばらつき判定として前方と後方の局部振幅の差による判定方法や、後述する実施形態に記載する最大値および最小値の差による判定方法があるが、後者についての説明は後述説明し、ここでは前者について説明を行う。
<前方および後方の局部振幅の差による判定方法>
以下、前方および後方の局部振幅の差によるばらつき判定方法を説明する。境界位置想定範囲Hの前側の複数の局部振幅a1〜a2,および後側の複数の局部振幅b1〜b2について、それぞれ平均値を算出する(ステップV1)。すなわち、(a1+a2)÷2,(b1+b2)÷2を算出する。尚、この複数の局部振幅の平均値については必要に応じて重み付けを行っても良いし、初期の輝度レベル対象範囲が前後それぞれ1つの値しか得られない場合には、平均処理を省略するようにしても良い。
Thereafter, the control circuit 2 performs a variation determination process of the local amplitudes a1 to a2 and b1 to b2 of the initial target ranges H1 and H2 of the luminance level shown in FIG. This determination process may be provided as necessary. There are a determination method based on the difference between the front and rear local amplitudes as a variation determination of the local amplitude, and a determination method based on the difference between the maximum value and the minimum value described in the embodiment described later. The latter will be described later. Here, the former will be described.
<Determination method based on difference between front and rear local amplitude>
Hereinafter, a variation determination method based on the difference between the front and rear local amplitudes will be described. Average values are calculated for a plurality of local amplitudes a1 to a2 on the front side and a plurality of local amplitudes b1 to b2 on the rear side of the assumed boundary position range H (step V1). That is, (a1 + a2) / 2 and (b1 + b2) / 2 are calculated. The average value of the plurality of local amplitudes may be weighted as necessary. If only one value is obtained for the initial luminance level target range, the average process is omitted. Anyway.

そして、この境界位置想定範囲Hの前後における局部振幅の平均値の差が第3の所定値以上となる(図5(b)のステップV2でYES)ことを条件として、ばらつきが大きいと判定し(ステップV3)、境界位置特定用の輝度レベルの対象範囲を狭く設定する(図5(a)のステップU5〜U6)ことで、境界位置特定対象とされる局部振幅の数を少なくする。すなわち、図1において、極値Pa3,Pb3を除くように輝度レベルの対象範囲H1,H2を狭く設定する。このようにすることで、焦点位置ずれの程度判定処理終了後に後述する図3のステップS8〜S9で境界位置特定する際に対象とされる局部振幅を例えばa1=|Pa1−Pa2|、b1=|Pb1−Pb2|のみとして、対象とされる局部振幅の数をそれぞれ例えば1とする。   Then, it is determined that the variation is large on condition that the difference between the average values of the local amplitudes before and after the assumed boundary position range H is equal to or larger than the third predetermined value (YES in step V2 in FIG. 5B). (Step V3) By narrowing the target range of the luminance level for specifying the boundary position (Steps U5 to U6 in FIG. 5A), the number of local amplitudes to be specified as the boundary position specifying target is reduced. That is, in FIG. 1, the target ranges H1 and H2 of the luminance level are set narrow so as to exclude the extreme values Pa3 and Pb3. In this way, the local amplitude targeted when the boundary position is specified in steps S8 to S9 of FIG. 3 to be described later after completion of the process of determining the degree of focal position deviation, for example, a1 = | Pa1-Pa2 |, b1 = It is assumed that only | Pb1-Pb2 |

逆に、境界位置想定範囲H前後における局部振幅の平均値の差が第3の所定値以上となる(図5(b)のステップV2でNO)ことを条件としてばらつきが小さいと判定し(ステップV4)、境界位置特定用の輝度レベルの対象範囲H1,H2を広く設定する(図5(a)のステップU7)ことで、境界位置特定対象とされる局部振幅の数を多く設定する。すなわち、図1において、輝度レベルの対象範囲H1,H2を広く設定することで極値Pa4,Pb4を加えるようにする。このようにすることで、焦点位置ずれの程度判定処理後に後述する図3のステップS8〜S9で境界位置特定する際に対象とされる局部振幅を、例えばa1〜a2,b1〜b2と共に、a3=|Pa3−Pa4|,b3=|Pb3−Pb4|を加えて、対象とされる境界位置想定範囲H前後の局部振幅の数をそれぞれ複数(例えば3)とする。   Conversely, it is determined that the variation is small on the condition that the difference between the average values of the local amplitudes before and after the assumed boundary position range H is equal to or larger than the third predetermined value (NO in step V2 in FIG. 5B) (step V4) By setting the target ranges H1 and H2 of the luminance level for specifying the boundary position widely (step U7 in FIG. 5A), a large number of local amplitudes to be specified as the boundary position specifying target is set. That is, in FIG. 1, extreme values Pa4 and Pb4 are added by setting the target ranges H1 and H2 of the luminance level wide. In this way, the local amplitude targeted when the boundary position is specified in steps S8 to S9 of FIG. 3 to be described later after the process of determining the degree of the focal position deviation is set to a3 together with a1 to a2 and b1 to b2, for example. = | Pa3-Pa4 |, b3 = | Pb3-Pb4 | are added, and the number of local amplitudes around the target boundary position assumption range H is set to a plurality (for example, 3).

この後、図3に示すように、制御回路2は、境界位置想定範囲H前後の対象とされた局部振幅を算出する(ステップS8)。この場合、制御回路2は、境界位置想定範囲Hの前後方の局部振幅として、境界位置想定範囲Hに近接したそれぞれ1つの局部振幅a1,b1が設定された場合には、この前方および後方の局部振幅の比によって境界位置想定範囲Hを分割した位置を境界位置として特定する(ステップS9)。すなわち、制御回路2は、|Pa1−Cp|:|Cp−Pb1|=a1:b1の関係を満たすCpの値を算出すると共に、境界位置想定範囲H内でCpに近い値を得るような輝度レベルを探索し、このCpに近い値をとりえる輝度レベルの位置を境界位置Cとして特定する。この原理を図6に示している。境界位置Cは、境涯位置想定範囲Hの前方および後方の局部振幅をa1:b1に配分した輝度レベルの位置であることを示している。尚、この図6は、原理説明するための図であり、図1とは振幅の向きが異なることに注意する必要がある。   Thereafter, as shown in FIG. 3, the control circuit 2 calculates the targeted local amplitude around the boundary position assumed range H (step S <b> 8). In this case, when one local amplitude a1, b1 close to the boundary position assumed range H is set as the local amplitude before and behind the boundary position assumed range H, the control circuit 2 sets the front and rear The position where the boundary position assumed range H is divided by the ratio of local amplitudes is specified as the boundary position (step S9). That is, the control circuit 2 calculates a value of Cp that satisfies the relationship | Pa1-Cp |: | Cp-Pb1 | = a1: b1, and obtains a value close to Cp within the boundary position assumption range H. The level is searched, and the position of the luminance level that can take a value close to this Cp is specified as the boundary position C. This principle is illustrated in FIG. The boundary position C indicates that it is a position of a luminance level in which local amplitudes in front and rear of the assumed lifetime position range H are allocated to a1: b1. FIG. 6 is a diagram for explaining the principle, and it should be noted that the direction of the amplitude is different from that in FIG.

図3のステップS8において、制御回路2が境界位置想定範囲Hの前後方の局部振幅として、境界位置想定範囲Hに近接したそれぞれ複数の局部振幅a1〜a3,b1〜b3が設定された場合には、境界位置想定範囲Hに近接したこれらの局部振幅a1〜a3の平均値および局部振幅b1〜b3の平均値の比によって境界位置想定範囲Hを分割した位置を境界位置として特定する(ステップS9)。   When the control circuit 2 sets a plurality of local amplitudes a1 to a3 and b1 to b3 close to the assumed boundary position range H as the local amplitudes before and after the assumed boundary position range H in step S8 of FIG. Specifies the position obtained by dividing the boundary position assumption range H as the boundary position by the ratio of the average value of the local amplitudes a1 to a3 and the average value of the local amplitudes b1 to b3 close to the boundary position assumption range H (step S9). ).

すなわち、制御回路2は、図3のステップS8〜S9において、|Pa1−Cp|:|Cp−Pb1|=(a1+a2+a3)÷3:(b1+b2+b3)÷3の関係を満たすCpの値を算出すると共に、境界位置想定範囲H内でCpに近い値を得るような輝度レベルを探索し、このCpに近い値をとりえる輝度レベルの位置を境界位置Cとして特定する。   That is, the control circuit 2 calculates the value of Cp satisfying the relationship of | Pa1-Cp |: | Cp-Pb1 | = (a1 + a2 + a3) ÷ 3: (b1 + b2 + b3) ÷ 3 in steps S8 to S9 in FIG. Then, a brightness level that obtains a value close to Cp within the assumed boundary position range H is searched, and the position of the brightness level that can take a value close to Cp is specified as the boundary position C.

このようにして、境界位置Cを特定した後、この境界位置Cを基準として前方側および後方側についてバーB2およびスペースB1であることを割り当てるように2値化処理を行い(ステップS10)、この結果をメモリ3に記憶させる。そして、制御回路2は、全体の2値化が終了するまで、ステップS4に戻り、バーコードBの2値化処理を全ての境界位置想定範囲Hについて行い、この2値化処理を全ての境界位置想定範囲Hで終了すれば(ステップS11:YES)、この2値化処理された信号に基づいて解読処理を行い(ステップS12)、解読処理を終了する。   After specifying the boundary position C in this way, binarization processing is performed so as to assign the bar B2 and the space B1 on the front side and the rear side with reference to the boundary position C (step S10). The result is stored in the memory 3. Then, the control circuit 2 returns to step S4 until the entire binarization is completed, and performs the binarization processing of the barcode B for all the boundary position assumed ranges H, and this binarization processing is performed for all the boundaries. If the process ends within the assumed position range H (step S11: YES), a decoding process is performed based on the binarized signal (step S12), and the decoding process ends.

このとき2値化処理して得られた実験結果を図7に示している。従来技術等を用いて、2次微分値や1次微分値を使用して得られた2値化結果(従来方式による2値化結果参照)に比較して、対応する情報コードBの明暗パターンに略一致するように良好な結果(本実施形態による2値化結果参照)を得ることができる。尚、図7に示す本実施形態による2値化結果は、境界位置想定範囲Hの前後それぞれ1つの局部振幅Pa2,Pb2を算出し、|Pa1−Cp|:|Cp−Pb1|=a1:b1の関係を満たすCpの値を算出し境界位置Cの位置を特定した実験結果を示している。   The experimental results obtained by binarization at this time are shown in FIG. Compared with the binarization result obtained by using the secondary differential value or the primary differential value using the conventional technique or the like (refer to the binarization result by the conventional method), the corresponding light / dark pattern of the information code B A good result (see the binarization result according to the present embodiment) can be obtained so as to substantially match. The binarization result according to the present embodiment shown in FIG. 7 calculates one local amplitude Pa2 and Pb2 before and after the boundary position assumed range H, and | Pa1-Cp |: | Cp-Pb1 | = a1: b1 The experimental result which calculated the value of Cp which satisfy | fills this relationship, and specified the position of the boundary position C is shown.

このような実施形態によれば、バーコードBに反射した反射光を光学的センサ11で光電変換し、このシリアル信号をA/D変換することで輝度レベルとし、この輝度レベルについてある極大値Pa1および極小値Pb1を算出して境界位置想定範囲Hを設定し、この境界位置想定範囲Hの前後についてそれぞれ1つ以上の極値Pa2〜Pan,Pb2〜Pbn(nは正の整数)を境界位置算出用に設定し、境界位置想定範囲Hの前後についてそれぞれ局部振幅a1〜am,b1〜bm(mは正の整数)として算出し、前方および後方の局部振幅の平均値の比によって分割した位置を境界位置として特定するため、たとえ取り込まれた画像の焦点位置がずれていたとしても、境界位置を略正確に検出することができ、バーコードの読取精度を向上できるようになる。   According to such an embodiment, the reflected light reflected by the barcode B is photoelectrically converted by the optical sensor 11, and this serial signal is A / D converted into a luminance level, and a certain maximum value Pa1 for this luminance level. And a boundary position assumed range H is calculated by calculating the minimum value Pb1, and one or more extreme values Pa2 to Pan and Pb2 to Pbn (n is a positive integer) are respectively set before and after the boundary position assumed range H. Positions set for calculation, calculated as local amplitudes a1 to am, b1 to bm (m is a positive integer) before and after the boundary position assumed range H, and divided by a ratio of average values of the front and rear local amplitudes Since the boundary position is specified, the boundary position can be detected almost accurately even if the focus position of the captured image is deviated. It will be able to top.

(第2の実施形態)
図8は、第2の実施形態の説明を示すもので、第1の実施形態と異なるところは、局部振幅のばらつき判定処理にあると共に、境界位置特定対象となる輝度レベルの対象範囲すなわち境界位置特定対象となる局部振幅の数の設定方法にある。以下、第1の実施形態と異なる部分について説明し、その他の説明については説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows an explanation of the second embodiment. The difference from the first embodiment resides in the local amplitude variation determination processing, and the target range of the luminance level that is the boundary position specifying target, that is, the boundary position. There is a method for setting the number of local amplitudes to be specified. Hereinafter, a different part from 1st Embodiment is demonstrated and description is abbreviate | omitted about another description.

すなわち、図8において、制御回路2は、前側および後側について算出された初期対象範囲H1,H2の局部振幅の最大値と最小値を算出する(ステップW1)。すなわち、図1において、初期対象範囲H1,H2の中のb2=|Pb2−Pb3|とa2=|Pa2−Pa3|をそれぞれ最大値と最小値として算出する。
制御回路2は、この最大値と最小値の差が第4の所定値以上である場合に(ステップW2:YES)、ばらつきが大きいと判定し(ステップW3)、境界位置特定対象となる輝度レベルの対象範囲を狭く設定する(図5(a)のステップU6)ことで、境界位置特定対象の局部振幅の数を少なく設定する。逆に、ステップW2の条件を満たさない場合には、ばらつきが小さいと判定し(ステップW4)、境界位置特定対象となる輝度レベルの対象範囲を広く設定する(図5(a)のステップU7)ことで、境界位置特定対象の局部振幅の数を多くする。したがって、第1の実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。
That is, in FIG. 8, the control circuit 2 calculates the maximum value and the minimum value of the local amplitude of the initial target ranges H1 and H2 calculated for the front side and the rear side (step W1). That is, in FIG. 1, b2 = | Pb2-Pb3 | and a2 = | Pa2-Pa3 | in the initial target ranges H1 and H2 are calculated as the maximum value and the minimum value, respectively.
When the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or greater than the fourth predetermined value (step W2: YES), the control circuit 2 determines that the variation is large (step W3), and the luminance level that is the boundary position specifying target Is set to be narrow (step U6 in FIG. 5A), so that the number of local amplitudes of the boundary position specifying target is set to be small. Conversely, if the condition of step W2 is not satisfied, it is determined that the variation is small (step W4), and the target range of the luminance level that is the boundary position specifying target is set wide (step U7 in FIG. 5A). Thus, the number of local amplitudes of the boundary position specification target is increased. Accordingly, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような変形もしくは拡張が可能である。バーコードを1次元的に走査して読み取る実施形態を示したが、QRコードを読み取るようにしても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications or expansions are possible. Although the embodiment has been described in which the bar code is scanned and read one-dimensionally, the QR code may be read.

本発明の第1の実施形態を示す明暗パターンおよび輝度レベルの対応図Correspondence diagram of light and dark pattern and luminance level showing the first embodiment of the present invention (a)は電気的構成を示すブロック図、(b)は一次元コードの一例を示す図、(c)は二次元コードの一例を示す図(A) is a block diagram showing an electrical configuration, (b) is a diagram showing an example of a one-dimensional code, and (c) is a diagram showing an example of a two-dimensional code. 情報コードの解読処理を示すフローチャート(その1)Flowchart showing information code decoding process (part 1) 情報コードの解読処理を示すフローチャート(その2)Flow chart showing decoding process of information code (Part 2) (a)(b)は情報コードの解読処理を示すフローチャート(その3,その4)(A) and (b) are flowcharts showing information code decoding processing (parts 3 and 4). 境界位置の特定原理を示す説明図Explanatory diagram showing the principle of boundary position identification 実験結果を比較する図Figure comparing experimental results 本発明の第2の実施形態を示す図5(b)相当図FIG. 5B equivalent view showing the second embodiment of the present invention (a)(b)は従来例の説明図(A) (b) is explanatory drawing of a prior art example

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1は光学的情報読取装置、2は制御回路を示す。

In the drawings, reference numeral 1 denotes an optical information reader, and 2 denotes a control circuit.

Claims (12)

明パターンおよび暗パターンを複数組合わせた明暗パターンからなる情報コードを読取るために、前記明パターンから暗パターンもしくは前記暗パターンから明パターンへの境界位置を特定する光学的情報読取装置の境界位置特定方法において、
前記情報コードを介して光を受光し光電変換して時間的に変化する輝度レベルにする受光過程と、
前記輝度レベルについて連続する一の極大値および一の極小値を検出し、その間を境界位置想定範囲として設定する境界位置想定範囲設定過程と、
前記境界位置想定範囲の前後方における輝度レベルについて境界位置特定用の対象範囲を設定する対象範囲設定過程と、
この輝度レベルの対象範囲内における境界位置想定範囲の前後方の少なくともそれぞれ一つ以上の前方極値および後方極値を境界位置特定用に設定する極値設定過程と、
この極値設定過程で設定された前方極値および後方極値,並びに前記一の極大値および一の極小値について、連続する極値間の差を前記境界位置想定範囲の前後でそれぞれ局部振幅として算出する算出過程と、
前記算出過程で算出された境界位置想定範囲の前後の局部振幅の比によって当該境界位置想定範囲を分割した位置を境界位置として特定する境界位置特定過程とを備えたことを特徴とする光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
Boundary position specification of an optical information reader that specifies a boundary position from the bright pattern to the dark pattern or the dark pattern to the bright pattern in order to read an information code composed of a bright pattern and a dark pattern obtained by combining a plurality of bright patterns and dark patterns In the method
A light receiving process for receiving light via the information code and photoelectrically converting it to a luminance level that changes with time;
A boundary position assumption range setting process for detecting one continuous maximum value and one minimum value for the luminance level, and setting a boundary position assumption range between the maximum value and one minimum value;
A target range setting process for setting a target range for specifying a boundary position for a luminance level in front and rear of the boundary position assumed range;
An extreme value setting process for setting at least one forward extreme value and a backward extreme value in front of and behind the assumed boundary position range within the target range of this luminance level for specifying the boundary position; and
Regarding the front extreme value and the rear extreme value set in this extreme value setting process, and the one maximum value and one minimum value, the difference between successive extreme values is set as the local amplitude before and after the boundary position assumption range, respectively. A calculation process to calculate,
An optical information comprising: a boundary position specifying step of specifying, as a boundary position, a position obtained by dividing the boundary position assumption range by a ratio of local amplitudes before and after the boundary position assumption range calculated in the calculation process; Method for identifying boundary position of reader.
前記算出過程では、
前記境界位置想定範囲の前後において当該境界位置想定範囲に近接した側から局部振幅を算出することを特徴とする請求項1記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
In the calculation process,
2. The boundary position specifying method for an optical information reading apparatus according to claim 1, wherein the local amplitude is calculated from the side close to the boundary position assumption range before and after the boundary position assumption range.
前記算出過程では、
前記境界位置想定範囲の前後において当該境界位置想定範囲に近接した側からそれぞれ複数の局部振幅を算出し、
前記境界位置特定過程では、
前記算出過程で算出された前および後における複数の局部振幅のそれぞれの平均値の比によって当該境界位置想定範囲を分割した位置を境界位置として特定することを特徴とする請求項1または2記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
In the calculation process,
A plurality of local amplitudes are respectively calculated from the side close to the boundary position assumption range before and after the boundary position assumption range,
In the boundary position specifying process,
The position obtained by dividing the boundary position assumption range is specified as a boundary position by a ratio of average values of a plurality of local amplitudes before and after calculated in the calculation process. A boundary position specifying method for an optical information reader.
焦点位置ずれの有無を判定する焦点位置ずれ有無判定過程を備え、
この過程により焦点位置ずれ有りと判定されたことを条件として請求項1ないし3の何れかに記載の境界位置特定方法を行うことを特徴とする光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
A focal position deviation presence / absence determination process for determining the presence / absence of a focal position deviation is provided,
4. A boundary position specifying method for an optical information reading apparatus, wherein the boundary position specifying method according to claim 1 is performed on the condition that it is determined that there is a focal position shift by this process.
前記受光過程の輝度レベルについて1次微分値を算出する1次微分算出過程を備え、
前記焦点位置ずれ有無判定過程では、
前記1次微分算出過程で算出された1次微分値の最大値が第1の所定値以下、または1次微分値の最小値が第2の所定値以上であることを条件として焦点位置ずれ有りと判定することを特徴とする請求項4記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
A first-order differential calculation process for calculating a first-order differential value for the luminance level of the light receiving process;
In the focal position shift presence / absence determination process,
There is a focus position deviation on condition that the maximum value of the primary differential value calculated in the primary differential calculation process is not more than a first predetermined value or the minimum value of the primary differential value is not less than a second predetermined value. The boundary position specifying method for an optical information reading device according to claim 4, wherein:
前記受光過程の輝度レベルについて2次微分値を算出する2次微分算出過程を備え、
前記焦点位置ずれ有無判定過程では、
前記2次微分算出過程で算出された2次微分値がゼロクロスする個数が所定個数以上あることを条件として焦点位置ずれ有りと判定することを特徴とする請求項4または5記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
A second derivative calculation process for calculating a second derivative value for the luminance level of the light receiving process;
In the focal position shift presence / absence determination process,
6. The optical information reading according to claim 4, wherein it is determined that there is a focal position deviation on condition that the number of second-order differential values calculated in the second-order differential calculation process is zero or more. A method for identifying the boundary position of a device.
前記受光過程の輝度レベルに基づいて焦点位置ずれの程度を判定する焦点ずれ程度判定過程と、
前記焦点ずれ程度判定過程で判定された焦点位置ずれの程度に応じて、前記境界位置想定範囲の前後方における輝度レベルについて境界位置特定用の対象範囲を設定する第2の輝度レベル対象範囲設定過程とを備えたことを特徴とする請求項1ないし6の何れかに記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
Defocus degree determination process for determining the degree of focus position shift based on the luminance level of the light receiving process,
A second luminance level target range setting process for setting a target range for boundary position specification with respect to the luminance level in front and rear of the boundary position assumed range according to the focus position shift determined in the defocus level determination process. A boundary position specifying method for an optical information reading device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
前記第2の輝度レベル対象範囲設定過程では、
前記焦点ずれ程度判定過程において焦点位置ずれの程度が大きいと判定された場合には、前記輝度レベルの対象範囲を狭く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を少なくし、
前記焦点ずれ程度判定過程において焦点位置ずれの程度が小さいと判定された場合には、前記輝度レベルの対象範囲を広く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を多くするようにしたことを特徴とする請求項7記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
In the second luminance level target range setting process,
When it is determined that the degree of the focal position deviation is large in the defocus degree determination process, the number of local amplitudes required as the boundary position identification target is reduced by setting the target range of the luminance level to be narrow,
When it is determined that the degree of the focal position deviation is small in the defocus degree judging process, the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is increased by setting the target range of the luminance level wide. 8. The method for specifying the boundary position of an optical information reader according to claim 7.
前記第2の輝度レベル対象範囲設定過程では、
前記境界位置想定範囲の境界位置特定用の対象範囲について前後それぞれ局部振幅の平均値を算出し、
これら前側および後側の局部振幅の平均値の差が第3の所定値以上である場合には、前記輝度レベルの対象範囲を狭く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を少なく設定し、当該前後の平均値の差が第3の所定値未満である場合には、前記輝度レベルの対象範囲を広く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を多く設定することを特徴とする請求項7または8記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
In the second luminance level target range setting process,
Calculate the average value of the local amplitude before and after the target range for specifying the boundary position of the boundary position assumed range,
When the difference between the average values of the local amplitudes on the front side and the rear side is equal to or larger than the third predetermined value, the number of local amplitudes obtained as the boundary position specifying target is set by narrowing the target range of the luminance level. If the difference between the average values before and after the setting is less than the third predetermined value, the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is set larger by setting the target range of the luminance level wider. 9. The method for specifying a boundary position of an optical information reading apparatus according to claim 7 or 8, wherein:
前記第2の輝度レベル対象範囲設定過程では、
前記境界位置想定範囲の前後について局部振幅の最大値および最小値を算出し、この局部振幅の最大値および最小値の差が第4の所定値以上である場合には、前記輝度レベルの対象範囲を狭く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を少なく設定し、局部振幅の最大値および最小値の差が第4の所定値未満である場合には、前記輝度レベルの対象範囲を広く設定することで境界位置特定対象として求められる局部振幅の数を多くするようにしたことを特徴とする請求項7ないし9の何れかに光学的情報読取装置の境界位置特定方法。
In the second luminance level target range setting process,
When the maximum value and the minimum value of the local amplitude are calculated before and after the boundary position assumption range, and the difference between the maximum value and the minimum value of the local amplitude is a fourth predetermined value or more, the target range of the luminance level If the difference between the maximum value and the minimum value of the local amplitude is less than the fourth predetermined value, the brightness level target is determined. 10. The boundary position specifying method for an optical information reader according to claim 7, wherein the number of local amplitudes required as the boundary position specifying target is increased by setting a wide range.
前記受光過程では、情報コードを介して光学的センサにより受光し光電変換することにより得られるアナログ信号をアナログデジタル変換して輝度レベルとすることを特徴とする請求項1ないし10の何れかに記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。   11. The light receiving process according to claim 1, wherein an analog signal obtained by receiving and photoelectrically converting an optical sensor through an information code is converted from analog to digital to obtain a luminance level. Boundary position specifying method for optical information reading apparatus. 前記情報コードは、1次元コードもしくは2次元コードであることを特徴とする請求項1ないし11の何れかに記載の光学的情報読取装置の境界位置特定方法。

12. The method according to claim 1, wherein the information code is a one-dimensional code or a two-dimensional code.

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