JPH0198087A - 田形コードの読取り方法 - 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】 〔発明の対象技術分野〕 この発明は１つのコードで数ビットの情報を表わす田形
コードを複数配列したコードマトリクスにおける各田形
コードの網目のコードを読取る方法に関するものである
。

〔従来技術およびその問題点〕

従来商品などの包装にコードを印刷し、さまざまな管理
に利用している。このコードは一般に黒と白の線の太さ
と配列によりコードを表現するいわゆるバーコードが用
いられるが、このバーコードには次のような問題点があ
る。すなわちバーコードは１次元方向に情報を並べてい
るために表現しうる情報量が少なく、またバーコードの
印刷には高い精度を必要とし、そのため人間が直接その
コードを画くことは不可能であり、しかもそのバーコー
ドは人間が簡単に読むことができない。

このような欠点を解決するために４つの方形の網目を田
の字状に組合せることにより構成され、かつ各網目の色
を選択的に黒または白に塗り分けることによりコードを
表示するいわゆる田形コードが考案された。これによっ
てコードの２次元的配置が可能となり、より多くの情報
を表現することができ、したがって田形の枠だけを画い
ておさ、マークシートのように各網目を選択的に塗潰し
て符号を書込むことができるようになり、またその符号
は基本的には４ビツトなので人間が容易に読むことがで
きる。

ところがこれらの符号をいかにして読取るかという手法
やそのための符号の配置方法や補助図形に対する工夫は
ほとんど見られない。

〔発明の目的〕

この発明はこのような従来の欠点にかんがみ、田形コー
ドの位置を正確に知るととも罠、そのデータを正確に読
取ることを目的とするものである〔発明の概要〕 この発明はその目的を達成するために複数個の田形コー
ドによりコードマトリクスを形成し、このコードマトリ
クスの四隅の外側にこのコードマトリクスと所定の間隔
を維持して所定の寸法を有するかぎ形の基準線を設げ、
その基準線とコードマトリクスとの相対的な位置関係か
ら田形コードの中心座標を算出し、その中心から各網目
のコードを読取るようにしたもので、これによってコー
ドを人手で画くことができ、また田形コードの画像が回
転方向にずれているばあいにも各網目の位置を正確に読
取ることができるようになる。

〔実施例〕

以下図によってこの発明の一実施例について説明する。

すなわち第２図において符号１は周知の田形コードの基
本構成を示すもので、方形たとえば一辺が２鶴の正方形
の網目を４個田の字状に組合せて全体として一辺が４龍
である田形コードが形成される。この田形コードは各網
目を塗潰すことにより所定のビット数の情報を表わすこ
とができる。

たとえば４つの網目を用いるばあいには４ビツトの情報
となり、その数は１６とおりになる。今仮りに第３図に
示すようにすべ又の網目を塗潰したばあいを零とすれば
いずれの網目も塗潰さないときには１５となり、さらに
左上の網目を残して他の網目を塗潰したときには１、左
下を残してその他の網目を塗潰せば２、右上を残してそ
の他の網目を塗潰せば４、そし℃上側手分を塗潰せば８
とすることができる。

第１図は田形コード１を複数個たがいに所定の間隔をお
いてＭ行Ｎ列の行列に配置することによりコードマトリ
クス２を形成したもので、この実施例においては２０個
の田形コードを縦横にそれぞれ２　ｍｍの間隔をおいて
４行５列の行列に配置することによりそれを形成してい
る。そしてそのコードマトリクス２の周囲においてその
四隅の外側にはこのコードマトリクスと所定の間隔を維
持して、所定の寸法を有するかぎ形の基準線３が配置さ
れる。この基準線は第１図に示すものにあってはコード
マトリクス２の四隅に位置する田形コード１．１から２
１ｍ縦横方向にそれぞれ離間して配置され、その幅すな
わち線の太さは２ｍに設定され、かつ各角部から縦横方
向の寸法は６ｙｎｉ、に設定される。したがって基準線
３．３の角部Ｃ，、Ｃ４またはＣｔ、Ｃ，を結ぶ縦の長
さは６　（Ｍ＋１　）となり、また角部Ｃ，、Ｃ，また
はＣ４，Ｃ３を結ぶ横の長さは、　　　６（Ｎ＋１）と
なる。

次に第４図ないし第６図を参照してこの発明における田
形コードの読取り方法について説明するまずコードマト
リクス２の四隅の外側に配置した基準線３からこの基準
線の４つの隅部ｃ、　Ｉ　ｃ、　ＩＣ，、Ｃ４の座標を
求める。次にこの４つの隅部の座標と田形コード１．１
との位置関係により田形コード１，１の中心座標を求め
る。そこから田形コード１．１の４つの網目の中心座標
を求め、それを中心とした正方領域すなわち各網目の値
を読み、符号をデコードする。

第４図にはかぎ形の基準線３によって決ま、る１つの隅
部Ｃ１がまた第５図には４つの隅部ｃ、　ｅ　Ｃ１＊Ｃ
ｓ、Ｃ，が示しである。図中のＸとｙは基準線３に対し
て傾いた方向で表示しである。これは一般に取込まれた
画像のＸ方向とＸ方向が基準線と平行であるとは限らな
いからである。

そして取込まれた画像なＸ方向とＸ方向にそれぞれ走査
し、基準線３すなわちかぎ形の図形の各辺を求め、それ
から４つの隅部Ｃ１−Ｃｍ　−Ｃｍ　−Ｃ４の座標を求
める。

取込まれた画像の中で基準線３０角の部分は安定した画
像が得難く、走査をして直接その４つの隅部を求めると
誤差が太き（なる。したがってかぎ形の図形の外周辺を
求め、それから４つの隅部の座標を算出する。

今、読取り装置のカメラ部の像倍率が一定であるとする
。まず１つの辺を得ることを考える。画像中のかぎ形の
図形は±４５度の角度の範囲に傾きが収まっているとす
る。第５図は画像中に収まったかぎ形の図形である。こ
の図においてＸ方向に走査をしながら黒い画素がある個
数連なって検出できるラインを探す。その個数はかぎ形
の線の太さが画像中で対応する画素数の８割とする。こ
の最初の検出ラインのはじめての黒画素の座標と、この
ラインを逆に走査したときのはじめての黒画素の座標す
なわち第４図の点Ａ、とＢ１を記憶する。次にＸ方向へ
ｙｌだけ離れた走査ラインを走査し、点Ａ、とＢ２の座
標を記憶する。最後にもう一度ｙ方向にｙｌだけ離れた
走査ラインを走査し、点んとＢ、の座標を記憶する。こ
のｙｌはかぎ形の図形が４５度畑いたときに外側の辺を
検出できる３本の走査線の最大間隔である。そして得ら
れた点ん〜ん。

Ｂ、〜Ｂ３についてＸ方向の間隔が一定の点列な採用す
る。たとえばかぎ形の図形の傾きが０度〜４５度のとき
は点Ａ１−氏が採用される（第５図（イ））。

またその傾きがＯ度〜−４５度のときは点Ｂ１〜Ｂ３が
採用される（第５図（ロ））。

得られた点列がＡ１−Ａｓであるときには第５図（イ）
のように走査してゆく。そして最初の走査によって得ら
れた点んとＢ１を記憶してお（。次に走査の始点と走査
方向を時計方向に９０度回転させて走査を開始する。こ
の走査で、初め１黒の画素列が前に決めた個数続くライ
ンを求める。そしてこのラインで左から走査し初めて現
われる黒の画素入の座標と、逆に走査したときの初めて
の黒い画素Ｂ４の座標を求める。同様にして第５図（イ
）の中の点Ａｓ、＆、Ａａ、＆の座標を求める。そして
求めた８ツノ点すなわち人、Ｂ１．Ａ＊、＆、Ａｓ、＆
、Ａａ、Ｂａより４つの点を結ぶ直線の式を求め、これ
らの交点として４つの隅部の座標を求める。そして得ら
れた点列がＢ、〜Ｂ、であるときには第５図（ロ）のよ
うに走食し、また得られた点列がＡ、〜んのときと同様
にして４つの隅部の座標を求める。

すなわち である°。

次に４つの隅部の座標より各田形コードの中心の座標を
求める。ここで直線Ｃ，Ｃ，はコードマトリクス２の上
端にもう１打金分な行を追加したと仮定したときのその
行の中心を通る直線と考えることができる。同様に直５
ｃｔｃｓ、ｃａＱおよびＣ−ｃｔもコードマトリクスの
外側に巴形；−ド１．１の行や列を考えるとき、この余
分な行や列の田形コードの中心を通る直線と考えること
ができる。したがって線分Ｃ，Ｃ，の長さをＮ＋１で割
れば田形コード１．１の行方向のピッチＸ、が求まる。

同様に線分Ｃ１Ｃ４の長さをＭ＋１で割れば田形コード
１．１の列方向のピッチｙ、が求まる。実際の計測では
誤差を少なくするためにＸ、は線分Ｃ，Ｃ，とＣｓＣ＊
＊　Ｙｐは線分Ｃ，Ｃ，とＣ，Ｃ，を使う。

またＣ１とＣ３から符号全体の画面に対する回転角θも
求まる。

Ｃ１を原点とし、Ｃｔ　Ｃ！をｙ軸、Ｃ，Ｃ４をｙ軸と
するとき、Ｃ１に最も近い田形コードの中心座標をＰｉ
ｔとする。田形コード同志の間隔は田形コードの１辺の
半分なＸ方向Ｘ方向ともとっている。そこで第６図にお
いてｉ行ｊ列の田形コードの中心座標ＰＩＪは次式で表
わされる。

Ｐｘ　＝　Ｘｐｌ　ｆ　　Ｐｙ　＝　ｙＰＪ　　　＋・
・（４）第５図には田形コードの中心と各網目の中心と
の関係を示しである。各網目の中心座標Ｑ、、Ｑ、。

偽、Ｑ４は次式となる。

実際の画像中の座標は、各点ｃ１．　ｃ、、　ｃ３．　
ｃ、を結ぶ長方形の辺の方向を軸とした座標系とθの角
をなしているので次式のようになる。

こうして求まった各網目の中心を中心とした１辺の長さ
ａの正方領域内の画素を読取り、その領域内の値を０あ
るいは１に決定する。そして４つの網目について値を決
定したのちに田形コード１の値をデコードする。これを
すべての田形コードについ１行う。たとえばＱ、、Ｑ！
、Ｑａ、Ｑ、の網目の値がそれぞれ１．０，１．０であ
るとする（黒がＯ０白が１とする）と、図によりこの田
形コードの値は５となる。

以上のアルゴリズムで田形コードを読取るばあいに、こ
の田形コードが傾いているとぎでも読取りが可能で、網
目の中央にざちんとマークしてさえあれば人間の書込ん
だコードでも読取ることができる。

以上のアルゴリズムを実現するための読取り装置のブロ
ック図を第８図に示す。４は田形コード１．１の行列の
書かれたシート、５は光源、６はレンズ、７は２次元撮
像素子である。光源５によってシート４の上に書かれで
ある田形コード１゜１を照明する。照明された田形コー
ド１．１の像をレンズ６によって２次元撮像素子７上へ
結像する。２次元結像素子はクロックジェネレータ１１
によって生成されたクロックから駆動回路１０を通って
生成された駆動信号により各画素のアナログデータな出
力する。出力されたアナログデータはプリアンプ８を通
して増幅され２値化回路９へ送られる。２値化回路では
送られてきたアナログ信号を予め決めておいた基準電圧
と比較し、２値化データに変換する。このときクロック
ジェネレータから生成されたクロックをＤＭＡコントロ
ーラ１２が受け、フレームメモリ１３に対してアドレス
を生成し、与える。このときに送られてきた２値化デー
タをフレームメモリに記憶する。制御回路１４はトリガ
ー回路１７からの信号を受け、画像データ入力信号をＤ
ＭＡ：ｒントローラ１２に与える。したがってトリガー
がかかったときの画像データが２値化されてフレームメ
モリ１３に記憶される。画像が入力し終ったら、制御回
路１４は前述した日影コード読取りのアルゴリズムを実
行し、その結果をデイスプレィ１６に表示し、外部機器
に対して出力回路１５を通して信号を出力する。

第７図には読取り装置の外観の一例と使用法を示す。１
９は読取り装置の読取り部で、光源５からの光でシート
４を照明し、画像を取込む。画像の入力はトリガー用ス
イッチ２０を押すことによって行われる。田形コード１
．１の解読が終了したら、その結果はデイスプレィ１６
に表示される。またその結果は外部機器に対し出力端１
８を通して送られる。

〔発明の効果〕

この発明は上述のように複数個の田形コードからなるコ
ードマトリクスの周囲にこれと所定の間隔を維持して所
定の寸法を有するかぎ形の基準線を設け、この基準線と
コードマトリクスとの相対的な位置関係から各田形コー
ドの中心座標を算出し、その中心から各網目のコードを
読取るようにしているので、機械によって印刷したもの
だけでなく、人間が画いたコードをも読取ることができ
るようになり、また読取りに当り、画像が傾いているば
あいにも各日影コードの各網目の位置を計算して求める
ことができるので解読が容易であり、しかも読取り装置
に対する操作が楽になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における田形コードの読取り方法の一
実施例を示すもので、そのパターンの配置図、第２図は
田形コードの基本的な構成図、第３図は田形コードの表
示例を示す構成図、第４図、第５図および第６図は読取
り方法の説明図、第７図は読取り装置の外観斜視図、第
８図は読取り装置のブロック図である。 １・・・田形コード、２・・・コードマトリクス、３・
・・基１ｉＭ、４・・・シート、５・・・光源、６・・
・レンズ、７・・・２次元撮像素子、８・・・プリアン
プ、１０・・・駆動回路、１１・・・クロックジェネレ
ータ、１２・・・ＤＭＡ　：１７　）　ｏ−ラ、１３・
・・フレームメモＩＪ、１４・・・制御回路、１５・・
・出力回路、１６・・・デイスプレィ、１７・・・トリ
ガー回路、１８・・・出力端、１９・・・読取り部。 第１図 第２回 第６図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ４つの方形の網目を田の字状に組合せることにより構成
   され、かつ各網目の色の濃淡によつてコードを表示する
   田形コードを複数個たがいに所定の間隔をおいて行列状
   に配列することによりコードマトリクスを形成し、この
   コードマトリクスの四隅の外側にこのコードマトリクス
   と所定の間隔を維持して所定の寸法を有するかぎ形の基
   準線を設け、その基準線と上記コードマトリクスとの相
   対的な位置関係から上記各田形コードの中心座標を算出
   し、その中心から各網目のコードを読取るようにしたこ
   とを特徴とする田形コードの読取り方法。