JPH02125383A - 画像信号処理装置 - 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 本発明はファクシミリのように走査した画像データから
バーコード領域を抽出し復号化する画像信号処理装置に
関するものである。

従来の技術 従来、スーパーマーケットなどの物流関係や各方面でバ
ーコードが数多く使用されておりその多くは複数方向の
走査パターンを有する方式で、使用するバーコードラベ
ル上を少なくとも１走査は正しく走査するように構成し
ている。（日経エレクトロニクス　１９８０．　１２．
２２．　ｐ１４２　　バーコードリーダの種類） 発明が解決しようとする課題 しかし、ファクシミリ走査のように１方向走査の画像デ
ータの中からバーコード領域を抽出して正しく読み出す
方式及び装置の従来例は見当たらない。本発明はバーコ
ード領域を正しく抽出し、そのバーコードを復号できる
画像信号処理装置を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するだめ、本発明の技術的解決手段は入
力画像信号を記憶手段に記憶するとともに、前記入力画
像信号を２値化した後輪郭データに変換し、前記輪郭デ
ータを膨張処理することによりバーコード領域を塗り潰
し、その塗り潰したバーコード領域が消滅しない程度の
大きさで前記膨張処理の出力データを最大限収縮処理す
ることにより背景画像を消去し、残ったバーコード領域
データの傾きと中心点を算出した後、前記記憶手段から
傾き角方向にデータを読みだしデータ補間と２値化を行
い前記補間後の２値データでバーコードの復号を行うも
のである。

作　　　　用 本発明は上記構成で、バーコードの各パーが平行である
特徴を使ったバーコード領域塗り潰しを行った後大きな
収縮処理を行い、バーコードの中心領域を残し背景画像
を消去する。残ったバーコードの中心領域からバーコー
ドの中心と傾きを求めバーコードの傾き角方向に記憶手
段からデータを読み出すことによりバーコードラベルが
入力原稿の任意方向に貼られていても復号化が可能であ
るようにしたものである。画像の輪郭データに対して膨
張処理を行うのは広い面積をもつ背景画像を無くし後の
収縮で消去可能にするためであり、読みだしデータの補
間は多値データのもつ振幅情報を位相情報に変換し細い
バー幅と太いバー幅の分離性能を向上させるためである
。

実施例 第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
構成図である。第１図において、ｌは入力画像信号（多
値）の入力端子、２は入力端子１の入力画像信号を記憶
するデータメモリ、３は入力端子１の入力画像信号を一
部レベルの閾値で２値化する２値化回路、４は前記２値
化した信号の輪郭データを出力する輪郭検出量°路、５
は前記輪郭データを所定サイズ分拡大しバーコードの輪
郭データ間を塗り潰す輪郭信号膨張回路、６は前記膨張
データに対し所定サイズ分縮小しバーコード領域の一部
を残し背景画像領域を消去する輪郭信号収縮回路、７は
前記収縮したデータからバーコード領域の中心と傾きを
演算する傾き・中心演算回路、８は前記傾き方向に従っ
て前記データメモリを読み出すアドレス演算回路、９は
前記メモリの読みだしデータ列の隣接する２画素の加算
平均値を補間データとして前記２画素間に挿入して出力
するデータ補間回路、１０は前記補間したデータ列を一
定閾値で２値化する２値化回路、１１は前記２値化デー
タからバーコードを復号するバーコード復号化回路であ
る。

上記構成において、以下その動作について説明する。入
力端子１の入力画像信号（多値）をデータメモリ２に記
憶するとともに２値化回路２で２値化号に変換し、輪郭
検出回路４で輪郭信号に変換する。前記輪郭データに対
し輪郭信号膨張回路５で輪郭信号を膨張してバーコード
領域を塗り潰し、輪郭信号収縮回路６で前記膨張した信
号を収縮することによりバーコード領域を残して背景画
像を除去する。前記膨張は太いバーコード幅分行い、前
記収縮はバーコード領域の短辺が残る範囲で大きな収縮
を行う。前記収縮した信号から傾き・中心演算回路７で
バーコードの傾きと中心を求め、アドレス演算回路８で
前記傾き角に添って前記データメモリ２からバーコード
データを読み出すアドレスを演算する。前記読みだしア
ドレスでデータメモリ２から読みだしたデータをデータ
補間回路９で倍密度に補間し、２値化回路ＩＯで２値化
した後バーコード復号化回路１１で解読しバーコード判
定を行う。

以下、上記各構成について更に具体、的に説明する。２
値化回路３は一定の閾値レベルで入力画像信号を単純に
２値化する一般的な回路である。輪郭検出回路４は２値
画像データを２×２走査窓で走査し第（１）式の演算で
輪郭信号データを出力する。

第２図に前記輪郭検出のための走査窓を示す。１２は２
値画像データで、１３は２Ｘ２走査窓であり、走査窓の
各データＡ％Ｂ、Ｃ％Ｄから輪郭信号出力Ｒを次式で演
算する。

Ｒ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ”）・（Ａ・Ｂ−Ｃ・、Ｄ）・・
・・・・（１） 輪郭信号膨張回路５は走査窓内データの全ての論理和を
とって出力信号とする回路である。走査窓の大きさは黒
または白の広いパー幅をｒとしたとき直径ｒ＋１の円形
マスクにするとバーコード領域を塗り潰すことができる
。第３図に直径８のときの円形マスクの例を示す。輪郭
信号収縮回路６は走査窓内データの全ての論理積をとっ
て出力信号とする回路である。前記膨張処理で塗り潰し
たバーコード領域の短辺をＳとしたとき収縮回路の収縮
量をＳより小さい範囲で最大の値にするとバーコード領
域を残し多くの背景雑音を除去することができる。傾き
・中心演算回路７はバーコードの傾きと中心を輪郭信号
収縮回路６の出力信号の黒（データ＝１）データアドレ
スから演算する。

今、第４図に示すような画像データが傾き・中心演算回
路７０入力信号であるとき傾きと中心点の演算例につい
て説明する。同図１４が画像データ領域（データメモリ
の領域と一致している）で、１５がバーコードの領域、
１６が輪郭信号収縮回路６で収縮されたバーコードの領
域で傾き・中心演算回路７の入力画像、他に背景雑音が
無くバーコードは長方形で、長辺方向に読みだすと復号
化できるものとする。長方形の４点を（ｘｌ、　ｙｔ　
）、（Ｘ２　、　ｙ２　）、（Ｘ３　、　ｙ３　）、（
ｘ’　＊　ｙ’　）とし、それぞれ （ｘｔ、ｙｌ）；ｙが最小である点Ｐ　ｙｍ　ｉ　ｎ（
Ｘ２．ｙ２）；Ｙが最大である点Ｐｙｍａｘ（ｘａ、ｙ
３）；ｘが最小である点Ｐ　ｘｍ　ｉ　ｎ（ｘ４．ｙ４
）、ｘが最大である点Ｐ　ｘｍａ　ｘ以下の演算におい
てｌ　ｙｍ　−ｙｎ　ｌ　）　ｌ　ｘｍ　−ｘｎである
ときＸ座標とｙ座標を変換して演算する。

第４図の例では傾きａは長辺２点から ａ＝（Ｙ２　　Ｙ２）／（Ｘ２−ｘａ）またはａ＝（Ｙ
４　　Ｙｌ）／（Ｘ４−ｘｌ）傾きが逆になると ａ＝　（Ｖ２−ｙ４）／（Ｘ２−Ｘ４　）またはａ＝（
ｙｚ　　Ｍｌ）／（Ｘ２−ｘｔ）中心（ｘｏ　、　ｙｏ
　）は ＸＯ：＝（Ｘ４−Ｘ３）／２ ＹＯ＝　（Ｙ２−Ｙｌ）／２ 第５図に長方形４点Ｐｙｍｉｎ　、　Ｐｙｍａｘ　、　
Ｐｘｍｉｎ　。

Ｐｘｍａｘ　　の各座標点（ｘｔ　、　ｙｔ　）　　（
Ｘ２１　ｙ２　）（Ｘ３　、　Ｙ３　）　　（Ｘ４　、
　ｙ４　）　　を演算する動作フローを示す。１７は開
始点、１８は黒信号検出部で入力画像信号−走査線のデ
ータから最初の黒信号を検出するところである。黒信号
が無ければ１９で副走査終了かを判定し終了であれば黒
信号の検出不可である２０の異常終了へ、副走査終了で
無ければ１８の黒信号検出部へ戻る。１８で黒信号を検
出すると２１　の各ポインタ初期値セット部へいきＰｙ
ｍｉｎ　、　Ｐｙｍａｘ　、　Ｐｘｍｉｎ　、　Ｐｘｍ
ａｘ各点ｏｘ、ｙ座標に黒信号を検出した最初のアドレ
スをセットする。次に２２で副走査終了かを判定し終了
であれば２０の異常終了へ、終了でなければ２３の黒信
号検出部へ行く。２３の黒信号検出部は次のラインの入
力画像信号−走査線のデータから黒信号を検出するとこ
ろである。黒信号を検出すると２４の各ポインタ更新へ
いく。ここで、検出した黒信号の始点をＰｓ　、終点を
Ｐｅとしたとき点Ｐｙｍａｘのｘ、ｙ座標に点Ｐｓのア
ドレスをセットし、点ＰｓのＸアドレスが点Ｐｘｍｉｎ
のＸアドレスより小さければ点Ｐｘｍ　ｉ　ｎのｘ、ｙ
座標に点Ｐｓのアドレスをセットし、点ＰｅのＸアドレ
スが点ＰｘｍａｘのＸアドレスより大きければ点Ｐｘｍ
ａ　ｘのｘ、ｙ座標に点Ｐｅのアドレスをセットした後
２２の副走査終了判定へ戻る。２３の黒信号検出部で黒
信号が検出されなくなると２５にいき正常終了となる。

アドレス演算回路８はデータメモリ２にデータ入力が完
了した後、バーコードの傾きに添ってデータを読み出す
ためのアドレスを演算するところである。傾き・中心演
算回路７で求めた傾きａと中心（ｘＯ２ｙＯ）から中心
を通る直線ｙ＝ａｘ十ｂ　　を求め、その直線に添って
データを読み出す。読みだしアドレスｘ、ｙはＸ＝１，
２，３　　・・・・・・ ｙ＝ａｘ−１−ｂ ｂ＝＝ｙＱ−ａＸＱ 傾き・中心演算回路７とアドレス演算回路８はマイクロ
コンピュータで演算回路を構成する。データ補間回路９
はデータメモリ２から読み出したバーコードのデータ列
に対して隣接する画素の加算平均値によるデータ補間を
行い倍密度のデータ列に変換する回路である。バーコー
ドを解読するには細パー幅と太パー幅を分離判定できる
ことが条件であり、そのためには画像の走査線密度が前
記分離判定に十分である必要があるがシステム構成上あ
るいは製造コストの面から制限されることがある。前記
補間の目的は画像の分解能が不十分で前記分離判定が困
難なデータに対しての前記分離性能を向上させる手段を
提供することである。第６図は画像走査とデータメモリ
上のデータを対応させて描いた図である。２６は画像デ
ータ領域であり点線で区切られた１マスが１画素を表す
。

２７〜３０は黒バーでその間が白パーとなり、本例のバ
ーコードを矢印方向に読み出すとき「細太細細太細細」
と判定されなければならない。本実施例は太パー幅は細
パー幅の２倍、細バーは走査方向で２画素幅とし、バー
コードの方向が画像走査の４５度方向である場合を示し
ている。従ってデータメモリの読み出しは同図のｄ１〜
ｄ１ｅ　　のように行う。画像走査装置は一般に光反射
率系であシ従って白黒２値画像に対しては１画素面積中
の黒面積に比例した信号レベルが得られると考える（但
し、熱鋼に対する量子化）。

第 表 第１表にｄ１〜ｄ１６の黒の面積率を示す。計算は黒バ
ー２７の境界が図のようにｄ３とｄ４の中点にあるもの
としている。第１表には面積率０．５以上を１としたと
きの２値化データとそのランレングスも示している。こ
の場合のランレングス判定では太い黒パー２９とその両
隣りの細い白バーが同じ長さであるため分離判定ができ
ないことが分かる。表２に面積率データを補間した後２
値化してランレングスを求めた例を示す。

以下余白 第 表 この場合にはランレングスの最大値５と最小値３の中間
値４を閾値として太パーと細パーを分離できることが分
かる。２値化回路ｌＯは一定の閾値レベルで入力データ
を単純に２値化する回路である。バーコード復号化回路
１１は従来のバーコード復号化技術をそのまま適用でき
、例えば符号の参照テーブルと比較するなどしてバーコ
ードの復号を行う。

第７図は上述した装置の処理の具体的実施例である。第
７図（ａ）は２値画像で、文字の背景画像上にバーコー
ドラベルを貼った絵の一部を示している。第７図（ｂ）
は同図（ａ）の輪郭画像、第７図（Ｃ）は同図（ｂ）の
膨張画像である。第７図（ｄ）は同図（Ｃ）の画像を収
縮した画像である。第７図（ｅｌは同図（ｄ）の画像か
ら２値データメモリ上のバーコード読み取り位置を演算
した結果バーコード上の実線３１の読み取りラインが得
られた様子を示している。

上記実施例ではパーの高さよりバーの全桁長が長い長方
形バーコード領域をもつラベルについての処理を実施し
たが、他の形状をもつラベルに対しても以下のように実
施すれば良い。

第８図はバーコードの異なる形状をもつ３種類について
示している。第８図（ａ）はこれまで実施例で説明した
バーコード形状で、ノく−の高さよりバーの全桁長が長
いラベルである。従ってノ（−コード領域３２を収縮し
た領域３３に対してその長平方向ＡＡ’を読みとるとバ
ーコード復号が可能である。それに対して第８図（ｂ）
は逆の場合で、ノ（−の全桁長よりパーの高さが長いラ
ベルである。

この場合にはバーコード領域３４を収縮した領域３５の
長手方向豆に直交するＢＢ′を読みとることによりバー
コード復号を行なう。第８図（Ｃ）は第８図（ａ）、（
ｂ）の中間でバーコード領域３６がほぼ正方形に近い場
合で、このときは収縮した領域３７の直交する方向−配
にとＢｄの両方を復号することで正しい一方の復号結果
を得ることができる。

あらかじめ第８図（ａ）のタイプか第８図（ｂ）のタイ
プかが知られていない場合には常にパとＢｄの両方を読
みとりバーコード復号を行なうとよい０ 発明の効果 以上のように、本発明の効果としては、バーコードの傾
き方向を検出して、記憶手段に記憶した１方向走査の画
像データを前記傾き方向に読みだし復号化することがで
きるため、バーコードラベルが入力原稿の任意の位置・
方向に貼られていても復号化が可能であるなどその効果
は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
ブロック構成図、第２図は同装置の要部における輪郭検
出のための走査窓の概念図、第３図は同直径８の円形マ
スクの概念図、第４図は同収縮したバーコード領域の画
像の概念図、第５図は同収縮したバーコードの長方形領
域４点のアドレスを演算する動作フロー図、第６図は同
画像走査とデータメモリ上のデータを対応させて描いた
概念図、第７図（ａ）〜（ｅ）は同バーコードを含む画
像の処理状態を示した図、第８図（ａ）〜（Ｃ）は形状
の異なるバーコードの概念図である。 ４・・・輪郭検出回路、５・・・輪郭信号膨張回路、６
・・・輪郭信号収縮回路、７・・・傾き・中心演算回路
、８・・・アドレス演算回路、９・・・データ補間回路
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）長方形バーコード領域を含む原画像の走査分解デ
   ータを記憶する記憶手段と、前記走査分解データを２値
   データに変換する第１の２値化手段と、その２値データ
   の輪郭データを出力する輪郭検出手段と、前記輪郭デー
   タを所定サイズ分拡大しバーコードの輪郭データ間を塗
   り潰す輪陥信号膨張手段と、前記膨張データに対し所定
   サイズ分縮小しバーコード領域の一部を残し背景画像領
   域を消去する輪郭信号収縮手段と、その収縮したデータ
   から前記長方形バーコードの傾きと中心を演算する演算
   手段と、その傾き方向に従って前記記憶手段からデータ
   を読み出すためのアドレス演算手段と、前記記憶手段か
   ら読みだしたデータを補間するデータ補間手段と、その
   補間データを２値化する第２の２値化手段と、その第２
   の２値化データからバーコードを復号するバーコード復
   号化手段とを具備する画像信号処理装置。
2. （２）請求項１記載のデータ補間手段は入力データ列の
   隣接する２画素の加算平均値を補間値とすることを特徴
   とする画像信号処理装置。
3. （３）請求項１記載の画像処理装置に対して、バーコー
   ドラベルにおけるバーコードの桁方向を決定するバーコ
   ード読取り方向決定手段を付加した画像信号処理装置。
4. （４）バーコード読取り方向決定手段はあらかじめ手動
   により指示することを特徴とする請求項３記載の画像信
   号処理装置。
5. （５）バーコード読取り方向決定手段は常に直交する２
   方向について読み取り、復号判定で正しいバーコード復
   号を行なうことを特徴とする請求項３記載の画像信号処
   理装置。