JPH02141886A - バーコードリーダの２値化装置 - 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］ 本発明はバーコードリーダの２値化装置、特に読取信号
をスレッショルド値と比較して白黒２値信号に変換する
ときに適切なスレッショルド値を設定するための回路に
関する。

［従来の技術］ 各種のＩＤ（標識）データを２進データとしてコード化
するバーコードが広範囲に用いられ、通常の場合、白黒
２値データとして予め定められた商品コード等にしたが
って対象物に付される。このバーコードによれば、多数
の情報が白バーと黒バーとの組合せによってコード化さ
れ、専用のスキャナにより読み取られる。

従って、このようなバーコードによれば、対象物に所望
のＩＤ番号を付して、これを容易にデコードし、その内
容をそのまま電気的に処理可能な信号として取込むこと
ができ、あらゆる商品の流通過程においてその商品の内
容、値段その他の情報を伝達するために利用され、商品
販売時における価格計算あるいは在庫管理に有用である
。

更に、このようなバーコードは通常の流通市場に供給さ
れる商品ばかりでなく、生産工程内での部品管理、設計
部門における図面管理あるいは事務処理部門における帳
票管理などにも広範囲に用いられる。

近年、このようなバーコードを読取るバーコードリーダ
にも単純な白黒２値リーダばかりでなく、読取り精度の
更に優れた多階調リーダ等が適用される。

前記多階調バーコードリーダによれば、バーコードの読
取りばかりでなく、図面あるいは帳票の内容すなわち図
形あるいは文字認識も同時に行うことができ、その応用
範囲を著しく拡大することができる。

例えば、このような多階調ＯＣＲ読取装置を用いれば、
図面あるいは伝票そのものをスキャナによって読取って
リアルタイムでマイクロフィルムに移し変えるマイクロ
フィルムとしても用いられ、この時に、同時に図面ある
いは伝票に付されているバーコードを読み取ってマイク
ロフィルムのインデックスとして記憶することができる
。

このようなバーコードの読取は、通常の場合、ＣＣＤラ
インセンサなどのスキャナによって白黒バーコードを光
電変換して読み取る。

従って、前記読取はバーコードの濃度差に応じた電気信
号として読み取られ、このようなアナログ信号をそのま
まあるいはデジタル信号に変換した後に信号レベルの階
調を所定のスレッショルド値と比較して白黒２値信号に
２値化しなければならない。

第５図には従来におけるバーコードリーダの全体構成が
示されており、対象物１００に付されているバーコード
１０２はスキャナ１０によって電気的な信号として読み
取られる。

前記対象物１００は例えば通常の商品等の場合、バーコ
ード１０２が価格あるいは商品種類などを示し、また製
造工程の図面あるいは帳票にあってはバーコード１０２
が必要な図番あるいは標識番号を示す。

前記スキャナ１０にて読み取られた読取信号は一旦アン
ブ１２によって所定レベルまで増幅され、図の従来装置
ではＡ／Ｄ変換器１４によってデジタル信号に変換され
る。

このようなデジタル信号に変換された読取信号はバーコ
ードの濃度に応じて多階調例えば２５６階調のデジタル
信号に変換され、次に２値化部１６にて白黒２値信号に
変換される。従って、Ａ／Ｄ変換器１４によってｎビッ
トのデジタル信号として出力された読取信号は、例えば
０〜１２７までが黒レベル信号として、また１２８〜２
５６までの信号が白レベル信号として２値化部１６にて
２値化される。

従って、このようにして得られた白黒２値信号をデコー
ダ１８に供給すれば、デコーダ１８において所定のバー
コード解読が行われ、所望の印字信号あるいは制御信号
として後処理装置に供給することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来においては、前記読取信号はスキャ
ナの応答遅れ、電気的な時定数スキャナの分解能の問題
、各種のバラツキ、バーコード上に存在するボイド、ス
ポットと呼ばれるノイズ等によって必ずしもバーコード
に忠実な信号として出力されない場合があり、このよう
な信頼性あるいは安定性の低い読取信号を一定値である
スレッショルド値と比較した場合には、正しい信号検出
を行うことができないという問題があった。

前記バラツキは主としてバーコード自体に起因し、例え
ば白バーあるいは黒バー自体の濃度レベルのバラツキあ
るいは走査方向に対して平均濃度が変化してしまう場合
がある。

また、バーコード自体が正しく濃度付けされている場合
においても、細巾バーが大黒バーに挾まれているような
場合あるいはこれと逆に細点バーが大巾バーに挟まれて
いるような場合には、スキャナの分解能の問題あるいは
ペーパーブリード効果等によってこのような細巾バーあ
るいは細点バーを検出する読取信号のレベルが十分に処
理可能なレベルにまで達しないという問題があった。

第６図にはバーコードの一例が（Ａ）でまたその時の読
取信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号レベル（Ｂ）と
して例示されている。

第６図は、走査方向に対して平均濃度が変化してしまう
場合である（コピーしたドキュメント等で、ある方向に
向かって全体的な濃度が変化してしまっているものをよ
く見かけるが）。例えば、ある部分が全体的に黒っぽか
った場合（図（ａ）部）この部分における白バーは、十
分白くなく、中間調に近い濃度である。

一方、ある部分が全体的に白っぽかった場合（図（ｂ）
部）この部分における黒バーは十分黒くなく、やはり中
間調に近い濃度である。特にこれが細バーの場合は、ス
キャナの分解能の問題あるいは、ペーパーブリード効果
等によって、より中間調になりやすいという傾向が強い
。

このような場合には、全てのバーコード読取信号を的確
に判定する固定スレッショルド値を選択することが不可
能となる場合がある。

第６図において、スレッヨルド値はＴｈ、。

Ｔｈ２．Ｔｈ、として３レベルが任意に選択されている
が、図から明らかな如くこのいずれのスレッショルド値
を採用した場合においても、全ての白黒レベルの正しい
判定出力は不可能であった。

第７図は、細バー上にボイド、スポットが存在する場合
である。このような場合にはスキャナの分解能の問題等
から符号２１０あるいは２１１の領域で示す如く、ボイ
ド、スポットが存在するバークの濃度が中間調に近いも
のとなってしまう。

従来の固定スレッショルド値ではこのような低レベルの
読取信号を２値化することが困難であった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、バーコード読取信号を２値化する際に信号の
欠落あるいはノイズ混入などのない信頼性の高い２値化
作用を行うことのできる２値化装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、読取信号を所定
画素分取り込みこの複数の読取信号自体に基づいて浮動
スレッショルド値を求めるスレッショルド算出部を含み
、一方において、前記スレッショルド算出部での演算時
間だけ読取信号を遅延させる遅延部を設け、２値化部で
は遅延された読取信号と前記浮動スレッショルド値との
比較を行い所望の２値化処理を実行することを特徴とす
る。

［作用］ 従って、本発明によれば、２値化部に供給されるスレッ
ショルド値は読取信号自体と関連付けた浮動スレッショ
ルド値とすることができ、これによって、特に単発的な
あるいは幅の狭いバーコードに対しても周囲の影響を受
けることなく確実に２値化を行うことが可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には本発明に係るバーコード２値化装置の好適な
実施例が示されており、そのＡ／Ｄ変換器１４へは前述
した第５図の従来装置と同様にスキャナで読み取られた
読取信号が増幅されて所定レベルになった状態でアナロ
グ信号として供給されている。

Ａ／Ｄ変換器１４はこのアナログ信号を多階調のデジタ
ル信号に変換し、そのデジタル出力は第２図の読取信号
３０１として示されている。実際上、Ａ／Ｄ変換器１４
の出力はｎビットデジタル信号であるが、第２図では、
横軸にバーコード走査線に沿った各画素が、そして縦軸
にはｎビットデジタル信号レベルが上側に白レベルとし
てまた下側に黒レベルとして示されている。

前述した説明から明らかなように、第２図の読取信号３
０１は各画素の濃度その他の理由によってレベルが大き
く変動していることが理解される。

本発明において特徴的なことは、前記Ａ／Ｄ変換器１４
のデジタル読取信号ａが直接２値化されることなく、こ
の読取信号自体で浮動スレッショルド値を得るために一
旦スレッショルド算出部２０に供給されることであり、
このスレッショルド算出部２０は複数画素の読取信号に
基づいて浮動スレッショルド値Ｔｈを２値化部１６へ供
給する。

そして、一方において、前記Ａ／Ｄ変換器１４の読取信
号ａは遅延部２２を介して２値化部１６へ供給されてい
る。この遅延部２２は前記スレッショルド算出部２０に
おける演算処理時間に対応した遅延時間を有し、これに
よって、２値化部１６が読取信号と浮動スレッショルド
値とを所定タイミングで同期させることができる。

例えば、−例として、スレッショルド算出部２０が５画
素の読取信号ａ、−ａ５を処理してこのときの浮動スレ
ッショルド値Ｔｈを２値化部１６に供給するとき、遅延
部２２は２画素分の遅延時間を与え、この結果遅延部２
２からは２値化部１６へａ３なる読取信号が供給される
。従って、２値化部１６はこの読取信号画素ａ３に対し
てそれより２画素前から２画素後までの５画素分の読取
信号に基づいて得られた浮動スレッショルド値でこの読
取信号ａ、の２値化処理を行うこととなり、各画素に対
してその前後の状況に合せた２値化処理が可能となる。

勿論、２値化部１６の２値化信号は従来と同様にデコー
ダ１８に供給され所定の解読処理に供される。

実施例において、前記スレッショルド算出部２０は平均
化部２４．基準スレッショルド値ホールド部２６．差算
部２８．振幅縮小部３０．浮動値加算部３２を含む。

前記基準スレッショルド値ホールド部２６は第２図に示
す従来の固定スレッショルド値の１つである基準スレッ
ショルド値Ｔｈ、を保持しており、実施例においてこの
基準スレッショルド値Ｔｈ。

は任意に調整可能である。

本実施例によれば、常に５画素分の読取信号ａが平均化
部２４にて平均化されこの平均化部は例えばＦＩＦＯメ
モリからなり、順次Ａ／Ｄ変換器１４から供給される読
取信号を新たに記憶すると共に最も古い記憶画素成分を
順次捨てる構成からなり、このようにして常に更新され
た５画素の読取信号を平均化して　として出力する。

この平均値　は第２図の破線３０２で示されており、次
に差算部２８において前記基準スレッショルド値との差
が求められる。

そして、実施例によれば、この基準スレッショルド値Ｔ
　ｈ　ｏと平均値　との差を縮小して基準スレッショル
ド値Ｔｈｏに加算して浮動スレッショルド値を求め、こ
のために、まず前記差算出力は振幅縮小部３０によって
所定の縮小比で縮小される。実施例において、この縮小
比はｄで示され、この縮小比ｄも実施例において任意に
調整可能である。

このようにして差分が縮小された出力は再び加算部３２
において前記基準スレッショルド値ホールド部２６の出
力である基準スレッショルド値Ｔｈｏと加算され、浮動
スレッショルド値Ｔｈとして前述した如く２値化部１６
へ供給される。

この浮動スレッショルド値Ｔｈは第２図の鎖線で示され
、図示の如く、基準スレッショルド値Ｔｈ、を基にして
読取信号自体の平均値を加味した特性を示すことが明ら
かである。

従って、第２図の如く、この浮動スレッショルド値Ｔｈ
によれば、信号レベルが低い読取信号に対しても充分に
２値化可能なスレッショルド値を与えることが可能とな
る。

第３図にはマイクロコンピュータを用いた本発明に係る
２値化装置の他の実施例が示されており、前述した第１
実施例と同様に、Ａ／Ｄ変換器１４の出力である読取信
号は一方において遅延部２２を介して２値化部１６に供
給されており、また前記Ａ／Ｄ変換器１４の出力はマイ
クロコンピュータからなるスレッショルド算出部４０に
供給され、演算された浮動スレッショルド値Ｔｈ、が２
値化部１６へ出力される。

マイクロコンピュータによるスレ・ツショルド値算出部
４０はＣＰＵ４２にて所定プログラムが実行され、前述
した基準スレッショルド値Ｔｈｏ及び縮小率ｄはＲＯＭ
メモリ４４に記憶されており、また各演算内容はＲＡＭ
メモリ４６にて一時的に記憶されている。

第２実施例において、各読取信号ａ　Ｉ　％　ａ　２．
、。

はＲＡＭメモリ４６に記憶され、またＣＰＵ４２による
演算結果である平均値　そして浮動スレッショルド値Ｔ
ｈも一時的にＲＡＭメモリ４６に記憶される。

第４図には第２実施例の演算内容がフローチャートで示
されている。

ステップ４０１はバーコードを複数ラインで読み取ると
きに全ラインの処理が完了したか否かを判定し、全ライ
ン処理完了によって演算が終了し、それまでは順次各ラ
インの処理が繰り返される。

また処理のイニシャライズを行うためにステップ４０２
は主としてメモリバッファの初期化を行う。

さらにステップ４０３は各バーコード１ラインのデータ
出力を繰り返すために設けられており、各画素が順次読
取信号として出力されて次の記憶ステップ４０４に送ら
れ、全画素が完了したときにはステップ４０３からステ
ップ４０１へ戻り、処理を終了するか否かの判定が行わ
れる。

通常の場合、ステップ４０３からは各画素毎にステップ
４０４に進み、ＲＡＭメモリ４６に対して各画素が順次
記憶される。

前述した第１実施例と同様に、ＲＡＭメモリ４６もＦＩ
ＦＯ記憶を行い、ステップ４０４では順次メモリａ１〜
ａ２゜までの内容が１画素ずつ前進し、それまでの最も
古い画素データａ、が捨てられる。

そして、ステップ４０４によって空室となったａ　２＋
ｓ＋ｌに最新の読取信号が記憶され（ステップ４０５）
、これによって、ステップ４０６で示されるごとき平均
化処理が行われる。

実施例におけるｍは２値化判定が行われる画素の前後に
いくつの画素を浮動スレッショルド値演算に用いるかの
画素数を示し、第１実施例においては、このｍが「２」
に設定されており、２値化処理が行われる画素を含めて
５画素分の演算処理にて所望の浮動スレッショルド値が
得られている。

勿論、本発明において、このｍは任意に設定可能である
。

第４図において、前記ステップ４０６で得られた平均値
　は更にステップ４０７において、基準スレッショルド
値Ｔｈｏとの差を求め、これを所定の縮小率ｄにて除算
することによって差分を縮小し、これに基準スレッショ
ルド値Ｔｈｏを加えることによって浮動スレッショルド
値Ｔｈが得られる。

従ってステップ４０８においてこのようにして得られた
浮動スレッショルド値Ｔｈをインターフェース４８から
２値化部１６へ供給すれば、所望の２値化処理を行うこ
とが可能となる。

第２実施例において、スレッショルド算出部４０は浮動
スレッショルド値Ｔｈの演算のみに用いられているが、
本発明において、このマイクロコンピュータによるスレ
ッショルド算出部４０は、Ａ／Ｄ変換器１４から供給さ
れた読取信号を一層ＲＡＭメモリ４６に全て記憶してい
るので、前記浮動スレッショルド値Ｔｈを出力すると共
に、このときに同時に２値化処理に洪される画素データ
、例えばａｍ＋１を浮動スレッショルド値Ｔｈと共に２
値化部１６へ供給することも可能であり、この場合には
、スレッショルド算出部４０内において同時に遅延部の
役割を果すこととなり、スレッショルド算出部と遅延部
とをマイクロコンピュータ内に同時に組み込むことが可
能となる。勿論、前記２値化に供される画素データは任
意の画素データ、例えばａ、とすることも可能である。

また、前述した実施例において、基準スレッショルド値
Ｔｈｏは予め調整した値に固定しているが、本発明にお
いて、この基準スレッショルド値を更に適切に定めるた
め、予めバーコードを予備走査してこのとき得られる検
出レベルの最大値と最小値を求め、この両者の中間値と
して基準スレッショルド値を定めることも可能であり、
この予備走査によれば、より一層適切な浮動スレッショ
ルド値を得ることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、バーコード読取
信号のレベルが変動した場合においても、この読取信号
自体に基づいて浮動スレッショルド値を定めるので、従
来２値化処理時にデータ欠落していた欠点を確実に除去
することができ、バーコード読取の信頼性を著しく高め
ることが可能となる。

また、本発明によれば、２値化確率が著しく向上するた
めに、スキャナ自体の構成を簡素化することも可能であ
り、バーコードリーダとして構造が簡単でかつ安価な信
頼性の高い装置を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２値化装置の好適な第１実施例を
示す回路図、 第２図は第１図における読取信号と浮動スレッショルド
値の関係を示す説明図、 第３図は本発明におけるマイクロコンピュータを利用し
た好適な実施例を示す構成図、第４図は第３図の第２実
施例における作用を示すフローチャート図、 第５図は従来におけるバーコードリーダの全体的な構成
を示す説明図、 第６．７図はそれぞれ従来における２値化時の問題点を
示す説明図である。 １６　・・・　２値化部 ２２　・・・　遅延部 ２０、４０　　・・・　スレッショルド算出部２４　・
・・　平均化部 ２６　・・・　基準スレッショルド値ホールド部３０　
・・・　振幅縮小部 ４２　・・・　ＣＰＵ ４４　・・・　ＲＯＭメモリ ４６　・・・　ＲＡＭメモリ Ｔｈ　　・・・　浮動スレッショルド値Ｔｈ、　　・・
・　基準スレッショルド値ａ　・・・　読取信号 第２図 牙ＩＸ瀬ｌＪ 第１図 マイコン２　Ｊｖｉしｒリラ合のブロック口笛 図 収束のバーコードリーグ 第５図 第 図 第 図 第 図 手続補正書中発） １゜ ２゜ ３゜ 事件の表示 昭和６３年特許願　第　２９６８３７　　号発明の名称 バーコードリーダの２値化装置 補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　東京都港区西新橋１丁目２４番１４号４、代
理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バーコードを走査により読み取った読取信号を所定のス
   レッショルド値と比較して白黒２値信号に変換するバー
   コードリーダの２値化装置において、 前記読取信号を所定画素記憶して読取信号自体の推移に
   応じた浮動スレッショルド値を出力するスレッショルド
   算出部と、 前記読取信号を受け入れるとともにこの読取信号に前記
   スレッショルド算出部における処理時間分の遅延を与え
   る遅延部と、 前記遅延部の出力とスレッショルド算出部の出力である
   浮動スレッショルド値とを比較して読取信号を白黒２値
   信号に変換する２値化部と、を含み、 読取信号の変動に応じてスレッショルド値を対応変化さ
   せることを特徴とするバーコードリーダの２値化装置。