JPH01156885A - バーコードの光学的読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ラベル上、さらに一般には文書上またはほぼ
平坦な表面を有する任意の物体上の識別マーク、さらに
詳細にはバーコードの光学的読み取りに関するものであ
る。

従来の技術 識別マークは、物体を識別してその処理を容易にする目
的で使用される。識別マークは、例えば品物のデータや
価格を示すのに一般に使用されている。見る人がはっき
りと読むことのできるデータを記録しておくだけではな
く、光学検出器で容易に認識することのできるコードを
さらに付加すること（または代わりに取り付けること）
が試みられている。このようにすると、所定の操作を大
きく自動化することができる。例えば、店のレジ係の人
は、価格とデータを読んでそれをキャッシュレジスタに
打ち込む代わりに光学ペンを品物の識別マークに当てる
ことによって仕事の能率を上げることができる。

バーコードは、自動光学的読み取りに特に適したマーク
である。バーコードは長方形の複数の棒、すなわちバー
で構成されており、その幅および／または間隔が、有用
な情報をコード化するのに使用される。例えば、この情
報が一連の１０進数であるという最も頻繁に見られる場
合には、対応するマークは、幅ｓ−ｊ！（Ｉ２は最も幅
の狭い棒の幅であり、Ｓは最大でも数単位の整数である
）をもち、間隔がｍ−ｅである（ｅは棒間の公称最小間
隔であり、ｍは数単位の整数である）互いに平行な一連
の棒によって形成される。

コードは、幅が一定の棒の間隔のみに限定することや、
これとは逆に、間隔が一定な棒の異なる幅にすることも
できる。

いずれにせよ、バーコードの読み取りには、バーの存在
を、ノイズの存在下であっても、例えば白い背景の上に
印刷された黒いバーに黒いじみが混じっていても認識で
きる必要がある。

本発明では、いわゆるデコード（すなわち、幅および／
または間隔を例えば一連の１０進数に変換すること）に
は言及せず、単にバーの存在の認識のみに関心を向ける
。

認識の精度は、マークの印刷の質と、このマークが印刷
されている背景とに依存する。バーは、背景に対して光
学的に鮮明なコントラストをもつように極めてはっきり
と印刷する必要がある。また、精度は使用する光学検出
器の品質にも依存する。

検出器が簡単な構成のものであれば、マーク印刷の質に
特に注意を払う必要がある。検出器によっては、高吸収
領域（例えば非常に濃い黒インク）と高反射領域（例え
ば紙の背景）の間の差のみを、これら領域が極めてくっ
きりと印刷されている場合にのみ検出できるようになっ
ているものがある。

場合によっては、様々な記号またはスポットが識別マー
ク上に重なることによってこの識別マークが張られてい
る背景の質にほとんど自信がもてなくなるため、単一の
波長しか反射しない特殊なインクと、この波長の感で選
択的に作動する検出器とを用いることがある。このよう
にするとマークの製造プロセスが複雑になり、システム
のコストが上昇する。

発明が解決しようとする課題 本発明の１つの目的は、マークが不完全であったり悪い
品質の背景上に置かれていたりしたときにも認識してデ
コードすることのできるバーコード読み取り方法を提供
することである。本発明を利用すると、高価な印刷方法
の代わりに通常のプリンタを使用することができるため
、マーキング法が簡単化される。

一般に、従来のバーコードの読み取り方法は、棒が延び
ている方向と交差する方向に一定の速度で光学検出器を
コードの前を通過させ（または逆にコードを光学検出器
の前を通過させ）、光の吸収、透過、または反射の最大
値に対応するこの検出器の出力信号の連続スパイクの存
在を観察し、これらピークを所定の闇値と比較してその
結果から棒の存在または不在（次に棒の幅と間隔）を導
出することからな・る。

本発明は、バーの断線１．小さなコントラスト、望まし
からぬスポット、平坦でない印刷などのマークの欠陥を
考慮することのできる従来よりもはるかに改良された方
法を提供する。

課題を解決するための手段 この目的で、本発明によれば、バーコードの光学的読み
取り方法であって、 ａ）光学検出器を用いて、バーコードを含む領域の表示
を、各画素がこの領域の点の２値論理状態の特徴を表し
ている画素マトリックスの形態で与え、 ｂ）このマトリックスの各列で第１の論理状態にある画
素の全数Ｔｊ　　（ｊはこのマトリックスの列番号）を
計算し、 Ｃ）上記ＴｊがＳＤＡ値よりも小さい列はバーコードの
バーを含んでいる確率が小さいと見なすことにするＳＤ
Ａ値を決定し、 ｄ）ｊを大きくすることによって、上記Ｔｊが第１の向
きに上記ＳＤＡ値と交差する列の一連の横座標ＩＡ１、
ＸＡ１、ＸＡ２、．．．ＸＡｒ、、、と、上記Ｔｊが他
の向きに上記ＳＤＡ値と交差する列の一連の横座標ＸＢ
１、ＸＢ２１０．、ＸＢｒ、。

、とを決定し、 ｅ）上記画素マ）　ＩＪックス内で、各指数ｒに対して
、横座標ＸＡｒａＸＢｒＯ列、あるいは該列にじかに隣
接する列を辺としてもつ長方形を規定し、ｆ）各長方形
に対して、職長方形に含まれる決まった論理状態の画素
によって表現される全体画像のパラメータを、バーコー
ドのバーのうちで該長方形の列の方向を本質的には向い
ているバーの理論的公称パラメータと比較し、 ｇ）この比較結果に応じて、バーの存在または不在を表
す第１の論理状態または第２の論理状態の２値電気信号
を出力させる という一連の操作を含むことを特徴とする光学的読み取
り方法が提供される。

−従って、本発明は、処理されるブロックから所定の画
像領域を除去し、バーコードのバーを主として含んでい
る確率の大きな長方形のブロックのみを残すことからな
る。この確率は、ブロックの画素を各列でカウントする
ことにより決定される。

次に、形状認識操作を選択された長方形のブロックにつ
いて実行する。この場合、他のブロックはもはや考慮し
ない。認識は、各ブロックに記憶された画像を、問題と
なっている用途での棒の理論画像と比較することによっ
てなされる。比較のパラメータは、長方形のブロック内
に含まれる黒の面積にすることができる。また、このパ
ラメータは、画像の高さや重心の位置にすることも可能
である。さらに、このパラメータをこれらパラメータの
組み合わせにすることもできる。類似係数は、ブロック
内の実際の像と理論像の間で決定される。

この係数は複数のパラメータに依存する。認識信号は、
選択した最小値と比較することによって決定される。

本発明の重要な特徴によれば、残すべきブロックの限界
を決定するのに用いられるＳＤＡ値は、ＣＩ）少なくと
も１に等しい第１の整数ＳＤを選択し、 ｃ２）ｊを大きくすることによって、上記Ｔｊが第１の
向きに上記閾値ＳＤと交差するｊの列の一連の値ＩＡ１
、ＸＡ１、ＸＡ２、．．．ＸＡｒ１０．と、上記Ｔｊが
他の向きに上記閾値と交差する列の一連の値ＸＢ１、Ｘ
Ｂ１、ＸＡ２、．．．ＸＢｒ、、、とを決定し、 Ｃ３）多対ＸＡｒ、ＸＢｒに対して、１（ＸＢｒ−ＸＡ
ｒ）−３Ｄと、ＪをＸＡｒからＸＢｒまで変化させた〔
Ｔｊ−３Ｄ：ｌの和との間の比を計算し、 Ｃ４）この比を、選択した比の最小値と比較し、Ｃ５）
上記比の一方が選択した比の上記最小値よりも小さい場
合にはＳＤを１単位増加させて上記ｃ２）段階から上記
Ｃ５）段階までを繰り返し、Ｃ６）多対ＸＡｒ５ＸＢｒ
に対して計算された比がすべて比の上記最小値よりも大
きい場合にはＳＤの増加を停止し、最後に実行された計
算に対応する指数ＸＡｒ、ＸＢｒを記憶させ、ＳＤＡ値
は、この繰り返し計算で使用されるＳＤ値の最後の値で
ある という一連の繰り返し演算によって決定される。

本発明の別の重要な特徴によれば、上記繰り返し演算を
開始させるために上記ＣＩ）段階で選択されるＳＤの初
期値は、 −マトリックス全体で第１の２値論理状態にある画素の
全数を計算し、 −この数と、上記マトリックスの１つの列内に存在する
画素の数との比を計算し、 −この比に係数を掛け、その結果に近い整数を選択する
ことによって得る。

ＳＤの初期値のこの計算は、単に繰り返し演算の数を減
らしてＳＤＡ値を決定する目的で実行される。しかし、
５Ｄ＝１から出発してもまったくかまわない。上記の計
算を実行するとＳＤの初期値を決定することができる。

この初期値は、所定の論理状態にある画素の密度の違い
と関係する。

つまり、ＳＤの初期値は、（白の背景上の黒いバーの場
合には）対象とするマトリックス内に「黒」の画素が多
いほど大きな値が採用される。

画素Ｔｊを列ごとに計算した和が１つの向きに閾値ＳＤ
を越え、次に別の向きにこの閾値を越えるような対ＸＡ
ｒ５ＸＢ、ｒを決定することに関しては、本発明による
好ましい方法は以下の通りである。

−ＸＡｒは、ｊを大きくするときにＴｊが二辺上になる
が、このＴｊは以前（ｊ＝ＸＡｒ−１）は明らかにＳＤ
未満であったというｊの値。

−ＸＢｒは、ｊをｘＡｒから大きくしていくときにＴｊ
は相変わらずＳＤ以上であるが、次の列（ｊ　＝　Ｘ　
Ｂ　ｒ　＋　１　）に対′してはＴｊが再び明らかにＳ
Ｄ未満になるという最初のｊの値。

しかし、ＸＡｒとＸＢｒを決定するには本発明の範囲を
逸脱することなく様々な方法が考えられる。例えば、Ｘ
Ａｒは、Ｔｊが明らかにＳＤよりも大きくなる値、また
はＴｊがＳＤ以上になる列の直前の列の横座標の値にす
ることができる。同様に、ＸＢｒは、Ｔｊが再び明らか
にＳＤ未満になる、またはＳＤ以下になる最初のｊの値
にすることができる。

これら変形法は、特にＳＤＡの計算を行うにあたって用
いられる閾値を決定する際の選択に影響を与える。ある
方向または別の方向に「Ｔｊが閾値ＳＤを越える」とい
う−船釣な表現には上記の様々な変形法が含まれるもの
とする。

本発明の他の特徴ならびに利点は、添付の図面を参照し
た以下の説明によってさらによく理解できよう。

実施例 第１図には、シートの上に印刷されたバーコードの簡単
な例が示されている。バーは、公称高さＨ１公称幅１１
公称ピッチＰの長方形の棒である。

コードは、隣接する棒の軸線の間の実際の間隔Ｅによっ
て規定される。なふ、この間隔は、位置の公差を別にす
るとピッチＰの整数倍になっている。

従って、読み取りの基本原理は、互いに距ｎｐ離れてい
る可能な異なる間隔に棒が存在しているかいないかを決
定することからなる。

光学検出器１０は複数のフォトダイオードを一直線上に
配列した構成であることが好ましい。この光学検出器１
０を、バーコードを有する表面の前を−様な速度で動か
す。

従来は、（白の背景上の黒い棒に対しては）吸収ピーク
、または（はとんど反射しない背景上の反射性の棒に対
しては）反射ピークを観測し、ピークが所定の閾値を越
えているかいないかに応じて棒が存在してるかいないか
を求めていた。

本発明では、マークを有する表面（または表面の一部）
の画像マトリックスを形成し、この画像マ）　ＩＪソッ
クス対して特殊な信号処理を実行して棒が存在している
確率の大きな領域を限定し、次に、これら領域に含まれ
る画像を棒の典型的な画像と比較する。

処理・認識回路は、第１図にユニット１２として簡単に
示されている。

表面領域１４の画像マトリックスは、光学検出器１０か
ら出力される。光学検出器１０は、直線状またはマトリ
ックス状の感光素子を備えるカメラにするとよい。直線
状感光素子の場合には、領域１４の画像は、光学検出器
１０が領域１４に沿って移動するにつれて出力される。

各点の画像は、画素、すなわちその点の表面が反射性で
あるか吸収性であるかを０または１で表すビットに変換
される。領域１４上の調べている点は、光学検出器の分
解能に応じて互いに近づいていたり離れていたりする。

鉛直方向の分解能は必ずしも水平方向の分解能と等しく
はない。ここでは、水平方向、すなわちバーを横切る方
向の分解能のほうが高いことが好ましい。

領域１４全体の画像は、ｎ行ｐ列のマトリックス状メモ
リに記憶される。マークを付けられた表面全体の画像を
記憶させてこの画像全体の処理を実行することも可能で
ある。しかし、領域１４を複数の区画に分割して順番に
調べると画像の処理を高速化することができる。

信号処理の第１段階、すなわち段階■は、画像を、棒を
含む確率が大きな複数の重要領域に分割することからな
る。この段階の目的は、特に、画像を乱す望ましからぬ
じみを含んでおり、棒とは考えることのできない領域の
大部分を除去することである。この段階Ｉのあとには形
状認識段階が続（。

段階Ｉは連続した２つのステップＡとＢとじて展開する
。第１ステツプは必ずしも必要ではないが、次のステッ
プＢでの計算数を減らすことを目的とする。

第１ステツプＡでは、第２ステツプＢで実行される分析
のための初期閾値を決定する。ステップＢの詳細を説明
した後にこのステップＡに戻ることにする。というのは
、ステップＢがどのようなものであるかがわからないと
ステップＡの意味を理解することが困難だからである。

ステップＢでは、まず最初に、マトリックスのｐ列のそ
れぞれに対して、その列に含まれる第１の２値状態にあ
る画素の全体を計算する。次に、例えばハイの状態（「
１」状態）の画素のみを考慮する。これら画素は、画像
の黒い点を表す。

第２図には、黒点を含む画像（「１」状態の画素）が中
に記憶されたマトリックス状ブロックの例が図示されて
いる。黒い画素は斜線で示されており、数字１がこの画
素に対応する正方形内に記入されている。白点には斜線
も数字も記されていない。

従って、ｘ　（ｉ、　　ｊ）を行ｉと列ｊの交点の画素
の値であると決めて、（各列ｊに対して）ｉを１からｎ
まで変えてｘ　（ｉ、ｊ）の和Ｔｊを計算する。

すると、ｊの関数としてＴｊが求まる。この関数が、列
ｊとこの列に含まれる黒い画素の全数の間の対応がよく
わかるよう、第２図においてマトリックスの列の下に示
されている。

メモリには、値Ｔｊのほか、各列の番号ｊとその列の黒
い画素の和の値１１０間の対応関係が記憶される。

次に、以下に示す一連の繰り返し計算ステップを実行す
る。

−出発値となる初期値ＳＤをＴｊに対して固定する。こ
の値ＳＤを決定することが上記のステップＡの目的であ
る。このことはあとで説明する。

現時点では、ＳＤが１よりも大きな比較的小さな整数で
あることを認めることにする。第２図では、曲線Ｔｊが
Ｏから９まで変化し、５Ｄ＝２が選択されている。

−Ｊを１からｐまで大きくし、 ａ）Ｔｊが閾値ＳＤを第１の向きに、例えば増加の向き
に越えるような一連の値ＩＡ１、ＸＡ２１、、、、ＸＡ
ｒ、、、、を決定する。例えば第２図では、Ｊが増加す
る向きにＴｊがＳＤ以上になる４つの列ＸＡ１、ＸＡ２
、ＸＡ３、ＸＡ４が昇順で示されている。

ｂ）Ｔｊが閾値ＳＤを別の向きに越えるような一連の値
ＸＢ１、ＸＢ２１．．．　、ＸＢｒ０．、を決定する。

例えば第２図では、Ｔｊは相変わらずＳＤ以上であるが
ｊが増加する向きには次の列で明らかにＳＤ未満になる
４つの値ＸＢ１、ＸＢ２、ＸＢ３、ＸＢ４が昇順で示さ
れている。

−次に、多対ＸＡｒ、ＸＢｒに対してｊの関数として曲
線Ｔｊの２つの面積の間の比を計算する。

第２図には、これら２つの面積が、異なる方向の斜線を
施した領域として示されている。第１の面積は、考えて
いる対によって決まる横座標の間で曲線Ｔｊによって囲
まれた部分の閾値ＳＤ以下の部分の面積である。この第
１の面積は、対ＸＡＩ。

ＸＢＩに対しては５ｉｎｆｌと呼ばれ、対ＸＡ２、ＸＢ
２に対しては５ｉｎｆ２と呼ばれる。第２の面積は、考
えている対によって規定される横座標の間で曲線Ｔｊに
よって囲まれた部分の閾値ＳＤ以上の部分の面積である
。この第２の面積は、対ＸＡｔ、ＸＢＩに対しては５ｓ
ｕｐｌと呼ばれ、対ＸＡ２、ＸＢ２に対しては５ｓｕｐ
２と呼ばれる。面積Ｓ　ｉｎｆは、（ＸＢｒ−ＸＡｒ）
　　・ＳＤの形態で表される。また、面積Ｓ　ｓｕｐは
、ｊをＸＡｒからＸＢｒまで変えた（Ｔｊ−３Ｄ）の和
として表される。

−所定の値の多対について、下部面積（Ｓ　１ｎｆ）と
上部面積（Ｓ　５ｕｐ）の比を比較する。

−　この比が少なくとも１つの対ＸＡｒ、ＸＢｒに対し
て選択された値よりも小さい場合には、値ＳＤを１単位
増加させ、比の計算操作を繰り返す。

この比がすべての対に対して選択された値よりも大きい
場合には、計算されたＸＡｒとＸＢｒの最後の値をメモ
リに記憶させる。棒の存在確率が大きい領域を決定する
のに利用されるのはこれらの値である。

点のマトリックスと第２図の曲線について実行される繰
り返し計算のほか、図面に与えられた数値データについ
て順番に説明する。もちろん、この例は本発明をよりよ
く理解するために示した単なる例である。

１、繰り返し計算の第１ステツプ ５Ｄ＝２から出発する。第１列（ＸＡ１＝１）から既に
黒い画素の和が２を越える。次いで、次の列でこの和が
３になる。この列（ＸＢ１＝２）は、和が明らかに再び
２未満になる前の最後の列である。閾値ＳＤを越える他
の列の対は以下の通りである。

ＸＡ２＝５゜この場合Ｔｊは４である。

ＸＢ２＝８゜この場合Ｔｊは４であり、１に戻る。

Ｘ　Ａ　３　＝１１゜この場合Ｔｊは９である。

ＸＢ３＝１３゜この場合Ｔｊは２であり、０に戻る。

ＸＡ４＝１５゜この場合Ｔｊは３である。

ＸＢ４＝１５　（ＸＡ４と同じ列）。というのは、第１
６番目の列から１に戻るからである。

次に、５Ｄ＝２で決まる線の下の下部面積とこの線の上
の上部面積を計算する。

５ｉｎｆｌ＝４゜５Ｄ＝２以下で、ＸＡＩとＸ８１０間
。

５ｓｕｐｌ＝ｌ。５Ｄ＝２以上で、ＸＡＩとＸＢＩの間
。

比Ｒ１＝Ｓ　ｉｎｆ　１／Ｓ　５ｕｐｌは４である。

５ｉｎｆ２＝８゜５Ｄ＝２以下で、ＸＡ２とＸＢ２の間
。

Ｓ　ｓｕｐ　２　＝１４゜５Ｄ＝２以上で、ＸＡ２とＸ
Ｂ２の間。

Ｒ２＝Ｓ　１ｎｆ２／Ｓ　５ｕｐ２＝０．５７゜５−ｉ
ｎｆ３＝６゜ ５ｓｕｐ３＝１２゜ Ｒ３＝０．５゜ ５ｉｎｆ４’＝２゜ ５ｓｕｐ４＝ｌ。

Ｒ４＝２゜ 面積の比は０．５〜４の範囲にわたっている。計算を停
止する閾値はこの例ではｌであるとする。

明らかに、比によっては１未満である。このことから、
ＳＤを１単位増加させて、Ｔｊが新しい閾値５ＤＩ＝３
を越える列の対ＸＡｒ、ＸＢｒを新たに決定する必要が
あることがわかる。

２、繰り返し計算の第２ステツプ 第３図に、新しい閾値５Ｄ１＝３についての曲線Ｔｊと
、Ｔｊがこの新しい閾値を越える新たな列の対と、この
結果得られる斜線を施された下部面積と上部面積とが示
されている。定義は先はどと同様である。

ここで検討する数値例では、以下の新しい列の対が見出
される。

ＸＡ１＝２゜ＸＡ２＝５゜ＸＡ３＝１１゜ＸＡ４＝１５
゜ＸＢ１＝２゜ＸＢ２＝８゜ＸＢ３＝１２゜ＸＢ４＝１
５゜下部面積と上部面積は以下の通りである。

５ｉｎｆｌ＝３゜５ｉｎｆ２＝１２゜５ｉｎｆ３＝６゜
５ｉｎｆ４＝３゜５ｓｕｐｌ＝０゜Ｓ　５ｕｐ２　＝　
１０゜Ｓ　５ｕｐ３　＝　１０゜５ｓｕｐ４＝　Ｏ０従
って、比は、 Ｒ１＝無限大。Ｒ２＝１．２゜Ｒ３＝０．６゜Ｒ４＝無
限大。

となる。

これらの比の値を選択された閾値（ここでは１）と比較
すると、１つの比のみがこの閾値よりも小さい状態にと
どまっていることがわかる。従って、閾値ＳＤＩを１単
位増加させて計算を繰り返す必要がある。この閾値ＳＤ
１は今や５Ｄ２＝４である。

３、繰り返し計算の第３ステツプ。

第４図は、例として問題にしているマトリックスの黒い
画素の和の関数Ｔｊを新たに示す図である。閾値５Ｄ２
＝４にすると、Ｔｊがこの閾値ＳＤ２を増加方向（ｊが
増加する方向）で越える列の新しい横座標ＸＡｒと、や
はりｊが増加する方向であるが今回はＴｊが小さくなる
向きに新しい閾値ＳＤ２を越える横座標ＸＢｒとを決定
することができる。この場合にも、より正確には、横座
標ＸＢｒは、ＴｊがＳＤ２以上であって再び明らかにこ
の閾値よりも小さくなる最後の列として定義される。

以下の新しい列の対が見出される。

ＸＡ１＝５゜ＸＡ２＝１１゜ ＸＢ１＝８゜ＸＢ２＝１２゜ ５ｉｎｆｌ＝１６゜５ｉｎｆ２＝８゜ ５ｓｕｐｌ＝６゜５ｓｕｐ２＝８゜ Ｒ１＝２．６７゜Ｒ２＝１゜ 今や、面積の比はすべて１以上である。すなわち、比の
値は繰り返し計算を終了するための固定値よりも大きい
。

従って、ＳＤの増加を停止させる。最後の値ＳＤ２はＳ
ＤＡの値を表す。このＳＤＡという′のは、ＴｊがＳＤ
Ａ未満である列はバーコードのバーを高い確率で含んで
いるとは考えることのできないような値である。

次に、繰り返し計算が実行された、すなわちＴｊが１つ
の向きで閾値ＳＤＡを越え、次に別の向きでこの閾値を
越える最後の横座標の対ＸＡｒ。

ＸＢｒを記憶させる。

次に、第２図の画素マトリックスから、ＴｊがＳＤＡ未
滴の列を除去する。これは、それぞれがマトリックスの
隣接した複数の列からなり、バーコードのバーを含んで
いる可能性のある画素ブロックを規定することと等価で
ある。

各ブロックは、一方の側が列ＸＡｒで規定され、他方の
側が同じ指数ｒに対応する列ＸＢｒで規定されている。

原則として、ブロックには、列ＸＡｒと列ＸＢｒが同時
に含まれ、それ以上ではない。しかし、各ブロックが、
ＸＡｒの直前の列、またはＸＢｒの直後の列、あるいは
その両方を含む変形例を考えることもできる。また、ブ
ロックの境界が列ＸＡｒと列ＸＢｒで規定されていて、
このブロック内にこれら列のいずれか、または両方が含
まれることはない変形例を考えることもできる。ＳＤＡ
を決定するための繰り返し計算に用いられる面積の最小
比の値Ｓ　ｉｎｆ／Ｓ　ｓｕｐは、選択する変形例、特
に問題とする用途に依存する。この値は、直観的に、ま
たは用途に応じた実際の実験の結果として選択すること
ができる。この値は、第２図について説明した例では１
にされた。

第５図は、第２図のブロックの画素マトリックスを表す
図である。この第５図では、列ＸＡｒと列ＸＢｒによっ
て規定されたブロックの画素しか示されていない。バー
コードのバーが存在しているかいないかを決定するのは
これらブロックの内部においてである。

段階１１すなわち画像をバーが存在している確率が大き
いブロックに分割する段階は、これで終了である。

しかし、この段階ＩのステップＡ１すなわちステップＢ
での繰り返し計算のための出発閾値ＳＤを決定するステ
ップの説明が残っている。繰り返し計算を５Ｄ＝１から
始める代わりに、面積比５ｉｎｆ／Ｓ　ｓｕｐが選択さ
れた値よりも小さいことがほぼ確かである不必要なステ
ップを省略することが好ましい。

本発明の特別な特徴によれば、ステップＢに先立つステ
ップＡで、ＳＤの初期値を以下のようにして求める。

−　すべでの画像マトリックスについて第１の２値論理
状態にある画素の全数を数える。これは、Ｊを１からｐ
まで変えたＴｊＯ値の和である。

−　この和に所定の数Ｋ　（Ｋは、実際にはマトリック
スの列の数ｐが少ないほど大きく、従ってに＝に／ｐと
書くことができる）を掛ける。

−　この乗算の結果に近い整数を選択する。例えばより
小さい最も近い整数、より大きな最も近い整数を選択す
る。この整数が、繰り返し計算の出発値ＳＤとなる。

第２図に対応する数値例では、数ｐは１６である。

（直観的考察、または考えている用途と関係する実験に
よって決まる）選択された係数には１／２である。従っ
て、Ｋは１／３２である。マトリックス内の論理状態１
の画素の全数は５２である。乗算結果は１，６３である
。ＳＤとして最も近い数、すなわち２を選択する。

黒の５５０画素を含む６４行６４列のマトリックスを用
いた別の数値例では、同じ係数に＝１／２を用いて出発
閾値５Ｄ＝４が見出される。この閾値未満では、もはや
繰り返し計算を実行する必要がない。

バーの検出を行う段階■は、先に説明したように、段階
Ｉで選択されたブロックの内部に黒点が比較的多数存在
していることがバーコードの存在に対応しているかどう
かを確認するための形状認識操作からなる。

この認識操作はある程度複雑であり、バーであると認識
された領域を選択することはかなり難しい。

極端に簡単な例を考えると、この認識操作は、単に、選
択されたブロックのそれぞれの内部の黒の面積の合計を
評価し、この面積を、問題としている用途でのバーの公
称面積、または許容可能な公称値の範囲と比較すること
からなる。黒の面積は、単に、ブロックの境界ＸＡｒと
ＸＢｒの間のＴｊの和として評価される。

処理することにより第５図になる第２図の場合には、Ｘ
Ａ１とＸ８１０間の第１のブロック内の黒の面積は２２
である。第２のブロック内の黒の面積は１３である。１
本のバーは、面積が最小でも黒い画素１０個分に等しい
ときにバーであると認識される。この場合、第２図の画
像内に２本のバーを認識することができ、他の黒い画素
はノイズと考えることができる。このノイズは、本発明
の処理方法によって除去される。

形状認識がより複雑な例では、ブロック内の黒の面積全
体を計算する以外に、ブロックがこのブロックの全高を
占めていない場合にはこのブロック内の黒い画像の高さ
を計算し、バーの公称高さまたは許容可能な公称高さの
範囲との比較を行う。

比較操作は補助信号の処理後に実行することが好ましい
。この補助信号の処理は、選択されたブロック内で、分
離した黒い画素、すなわちブロック内でじかに隣接する
黒い画素をもたない黒い画素を同じ行または同じ列で（
または場合によっては対角に）除去することからなる。

実際、分離した画素はノイズと考えることができる。場
合によっては、分離した小さな黒い画素のグループを除
去することもできる。

さらに、ブロックの黒い画素の面積の重心の位置を評価
し、この位置をバーコードの公称位置または許容可能な
公称位置の範囲を比較することによって認識基準を厳密
にすることもできる。重心は、ブロック内の各点との距
離の二乗の和が最小になる点である。

一般的な場合には、面積、高さ、重心位置などの実際の
値と公称値の間の類似の程度を数値で表す類似係数を定
義することができる。

特別な実施態様では、類似係数を様々なパラメータの実
際の値と公称値の差の平均をもとにして計算することが
できる。パラメータとしては、例えば上記のものがある
。差の相対値を％で表した３つのパラメータがＥｌ、Ｅ
２、Ｅ３であると仮定すると、％で表した類似係数は、 ＣＲ（％）　＝　１００−　（Ｅ　１　＋Ｅ　２＋Ｅ　
３）　／３となる。

この係数が、許容可能な最小値、例えば８０％と比較さ
れる。この係数がこれよりも大きな値だと、第１の状態
の２値電気信号を出力して、問題となっているブロック
内でバーが横座標ＸＡｒ（！：ＸＢｒの間に認識された
ことを示す。この係数がこれよりも小さな値だと、第２
の状態の２値電気信号を出力して、このブロックが実際
にはバーではなくノイズとなる黒いじみを含んでいるこ
とを示す。

さらに別の実施態様では、ブロックを除去するため、ま
たは補助パラメータによって類似係数の計算を補足する
ため、またはコードのデコードを助けるために、ブロッ
クの横座標ＸＡｒとＸＢｒ０間の幅の測定結果を用いる
。この測定結果は、（コードがバーの幅に含まれる場合
には）１つまたは複数の公称幅、あるいは許容可能な１
つまたは複数の幅の範囲と比較される。この場合にも、
類似係数は、様々なパラメータの公称値に対する相対差
を％表示した平均値をもとにして計算することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、バーコードの形態の識別マークの読み取り装
置の概略図である。 第２図は、バーコードのバーである可能性のある黒い部
分を含む領域を２値画素マ）　ＩＪフックス形態にした
ディジタル化画像の図と、この第２図のマトリックスの
各列ｊの黒い画素の和を表すグラフＴｊ＝ｆ　　（ｊ）
である。この図には、閾値ＳＤよりも大きな部分と閾値
ＳＤ未満の部分が斜線で示されている。 第３図は、別の閾値ＳＤＩよりも大きな部分と閾値ＳＤ
未満の部分が斜線で示されているグラフＴｊ＝ｆ　　（
ｊ）である。 第４図は、別の閾値ＳＤ２よりも大きな部分と閾値ＳＤ
未満の部分が斜線で示されているグラフＴｊ＝ｆ　　（
ｊ）である。 第５図は、第２図の画像マトリックスからバーコードの
バーを含む可能性のない所定の部分を除去した後の図で
ある。 （主な参照番号） １０・・光学検出器、 １２・・処理・認識ユニット、 １４・・領域、　　　　　　Ｅ・・間隔、Ｈ・・公称高
さ、　　　　ｌ・・公称幅、Ｐ・・公称ピッチ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）バーコードの光学的読み取り方法であって、ａ）
   光学検出器を用いて、バーコードを含む領域の表示を、
   各画素がこの領域の点の２値論理状態の特徴を表してい
   る画素マトリックスの形態で与え、 ｂ）このマトリックスの各列で第１の論理状態にある画
   素の全数Ｔｊ（ｊはこのマトリックスの列番号）を計算
   し、 ｃ）上記ＴｊがＳＤＡ値よりも小さい列はバーコードの
   バーを含んでいる確率が小さいと見なすことにするＳＤ
   Ａ値を決定し、 ｄ）ｊを大きくすることによって、上記Ｔｊが第１の向
   きに上記ＳＤＡ値と交差する列の一連の横座標ＸＡ１、
   ＸＡ２、．．．ＸＡｒ．．．と、上記Ｔｊが他の向きに
   上記ＳＤＡ値と交差する列の一連の横座標ＸＢ１、ＸＢ
   ２、．．．ＸＢｒ．．．とを決定し、 ｅ）上記画素マトリックス内で、各指数ｒに対して、横
   座標ＸＡｒとＸＢｒの列、あるいは該列にじかに隣接す
   る列を辺としてもつ長方形を規定し、ｆ）各長方形に対
   して、該長方形に含まれる決まった論理状態の画素によ
   って表現される全体画像のパラメータを、バーコードの
   バーのうちで該長方形の列の方向を本質的には向いてい
   るバーの理論的公称パラメータと比較し、 ｇ）この比較結果に応じて、バーの存在または不在を表
   す第１の論理状態または第２の論理状態の２値電気信号
   を出力させる という一連の操作を含むことを特徴とする光学的読み取
   り方法。
2. （２）上記ｃ）段階のＳＤＡ値が、 ｃ１）少なくとも１に等しい第１の整数ＳＤを選択し、 ｃ２）ｊを大きくすることによって、上記Ｔｊが第１の
   向きに上記閾値ＳＤと交差するｊの列の一連の値ＸＡ１
   、ＸＡ２、．．．ＸＡｒ．．．と、上記Ｔｊが他の向き
   に上記閾値と交差する列の一連の値ＸＢ１、ＸＢ２、．
   ．．ＸＢｒ．．．とを決定し、 ｃ３）各対ＸＡｒ、ＸＢｒに対して、量（ＸＢｒ−ＸＡ
   ｒ）・ＳＤと、ｊをＸＡｒからＸＢｒまで変化させた〔
   Ｔｊ−ＳＤ〕の和との間の比を計算し、 ｃ４）この比を、選択した比の最小値と比較し、ｃ５）
   上記比の一方が選択した比の上記最小値よりも小さい場
   合にはＳＤを１単位増加させて上記ｃ２）段階から上記
   ｃ５）段階までを繰り返し、ｃ６）各対ＸＡｒ、ＸＢｒ
   に対して計算された比がすべて比の上記最小値よりも大
   きい場合にはＳＤの増加を停止し、最後に実行された計
   算に対応する指数ＸＡｒ、ＸＢｒを記憶させ、ＳＤＡ値
   は、この繰り返し計算で使用されるＳＤ値の最後の値で
   ある という一連の繰り返し演算によって決定されることを特
   徴とする請求項１に記載の光学的読み取り方法。
3. （３）上記繰り返し演算を開始させるために上記ｃ１）
   段階で選択されるＳＤの初期値が、 −マトリックス全体で第１の２値論理状態にある画素の
   全数を計算し、 −この数と、上記マトリックスの１つの列内に存在する
   画素の数との比を計算し、 −この比に係数を掛け、その結果に近い整数を選択する
   ことによって得られることを特徴とする請求項２に記載
   の光学的読み取り方法。
4. （４）列ごとに計算された画素の和Ｔｊが１つの向きで
   閾値を越え、次に他の向きで閾値を越える対ＸＡｒ、Ｘ
   Ｂｒの定義が、 −ＸＡｒは、ｊを大きくすることによってＴｊはＳＤ以
   上になるが、このＴｊは以前はＳＤよりも確実に小さか
   ったというようなｊの値であり、−ＸＢｒは、ｊをＸＡ
   ｒから大きくすることによって、Ｔｊは相変わらずＳＤ
   以上であるが、次の列（ｊ＝ＸＢｒ＋１）に対してはＴ
   ｊが再びＳＤより確実に小さくなるというようなｊの値
   である ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の
   光学的読み取り方法。
5. （５）上記段階ｆ）において、複数の異なるパラメータ
   が、各長方形内に含まれる画像に対して評価されて公称
   パラメータと比較され、上記段階ｇ）で出力される電気
   信号は、このような比較操作全体の関数であることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学的読
   み取り方法。
6. （６）上記段階ｆ）において評価されるパラメータが、
   上記長方形内の画像の全表面積、この画像の幅、この画
   像の重心の位置からなるパラメータ群のうちの１つ以上
   のパラメータを含むことを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載の光学的読み取り方法。
7. （７）上記段階ｆ）において評価されるパラメータが、
   上記長方形内の画像と、バーコードのバーの理論画像と
   の間の類似係数であり、この類似係数は、上記長方形内
   の画像の全表面積、この画像の幅、この画像の重心の位
   置からなる数値群のうちの１つ以上の関数であることを
   特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学的
   読み取り方法。
8. （８）上記類似係数が、上記数値群とこれら数値群の公
   称値との間の差の平均の関数であることを特徴とする請
   求項７に記載の光学的読み取り方法。