JPH02168363A - 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は
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１９８０．１２．２
２．　ｐ　１４２　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
方式およ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でき、それを復号
化できる画像信号処理装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は入
力画像信号を２値化した後走査線密度に応じて縮小する
ことにより縮小後の画像データ線密度を一定にしてデー
タメモリに記憶するとともに、前記縮小後のデータを輪
郭データに変換し、前記輪郭データを走査窓で走査し、
前記走査窓内において所定のデータ構造（バーコードと
異なる背景画像の輪郭）を検出すると０を出力しその他
は前記走査窓内データの論理和を取り出力する選択膨張
処理でバーコード領域な塗り潰した後ｍ×ｍ画素毎の論
理積で縮小し、前記縮小したデータのバーコード領域が
消滅しない程度の大きさで、前記縮小したデータを走査
する走査窓の論理積を取り出力する収縮処理を行ない背
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、データメモリから傾き角方向にデ
ータを読みだしバーコードの復号を行なうものである。

作用 本発明は上記構成で、入力画像信号の各種走査線密度を
一定の走査線密度に縮小変換することにより、後の画像
処理内容（例えば走査窓サイズ）を変えずに各種走査線
密度の画像信号を処理できるようにし、輪郭データに対
し明らかに背景画像の輪郭データと判定できるデータ以
外を膨張処理することにより背景画像部分で塗り潰され
る領域を少なくしてバーコード領域を塗り潰した後縮小
と収縮処理を行ない、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デ
ータメモリからデータを読み出すこと罠よりバーコード
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な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、１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２値
化する２値化回路、３は入力画像信号走査線密度の入力
端子である。４は２値化した画像信号を縮小する可変倍
率縮小回路で、縮小後の走査線密度をａ本、／＋ｙｉ入
力端子３の走査線密度をｂ本／闘としたときａ　／　ｂ
　（ａ　（＝　ｂ　）に縮小する。６はその縮小した信
号を記憶する２値データメモリ、６はその縮小した信号
の輪郭データを出力する輪郭検出回路、７は輪郭データ
を走査する走査窓内データが所定のパターン構造と一致
すると０を出力し不一致であれば前記走査窓内データの
論理和を取り出力する膨張処理によりバーコードの輪郭
データ間を塗り潰す選択膨張回路である。なお、所定の
パターン構造とはバーコードの輪郭にはない背景画像の
輪郭である。８は膨張データをｍ×ｍ画素ごとに区切り
各区分の論理積を取り出力する論理積縮小回路で、出力
データは主走査・副走査方向ともそれぞれ１７ｍに縮小
される。９は論理積縮小データを走査する走査窓内デー
タの論理積を取り出力する収縮処理によりバーコード領
域の一部を残し背景画像領域な消去する収縮回路、１０
はその収縮したデータからバーコード領域の傾きと中心
を演算する傾き・中心演算回路、１１は傾き方向に従っ
て２値データメモリ５を読み出すアドレス演算回路、１
２は２値データメモリ６の読みだしデータからノ（−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１０入力画像信号（多値）を２値化回路２で２値
信号に変換した後、可変倍率縮小回路４で所定の走査線
密度３本／Ｉｍに変換し２値データメモリ６に記憶する
。一方、輪郭検出回路６で前記２値信号を輪郭信号に変
換し、選択膨張回路７で前記輪郭信号を膨張してバーコ
ード領域を塗り潰す。この時、背景画像の輪郭検出ノ（
ターン判定と一致したところは０が出力されるため次の
論理積縮小回路８で前記選択膨張した信号を縮小すると
背景画像の消去量が多くなる。更に前記論理積縮小した
信号に対し収縮回路９で所定サイズの収縮を行なうこと
によりバーコード領域を残して背景画像を除去する。前
記膨張は太いツクーコード幅分行ない、前記論理積縮小
の縮小率と縮小後の収縮量はバーコード領域の短辺が残
る範囲で大きくし、背景画像の除去効果を高める。前記
収縮した信号から傾き・中心演算回路１ｏでバーコード
の傾きと中心を求め、アドレス演算回路１１で前記傾き
角に添って前記２値データメモリ６からバーコードデー
タを読み出すアドレスを演算する。その読みだしアドレ
スでデータメモリ６から読みだしたデータをバーコード
復号化回路１２で解読しバーコード判定を行なう。

第２図は本発明の第２の実施例における画像信号処理装
置の構成図である。第１図の実施例と異なるところは入
力端子１の入力画像信号（多値）を加算平均によるデー
タの直線補間で高密度の画像データに変換する補間回路
１３を設けた点である。高密度の画像データに変換する
ことにより後の可変倍率縮小回路４で所定の走査線密度
に変換した時の画像データの空間的な歪みを減少させる
ことができる。

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２は一定の閾値レベルまたは入力画像信号レベル
に応じて変動する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。可変倍率縮小回路４は公
知の技術であるが、その動作を第３図と第４図で説明す
る。第３図は縮小回路の動作フローである。今、縮小倍
率をＡ／Ｂとしたとき入力画像データを出力するかしな
いかを次のように行なう。１４は開始点で、処理１６で
レジスタＭを０クリアし、判断１６でレジスタＭの内容
からＡを減算する。その結果、負でなければ処理１７で
入力画像データをスキップ（出力しない）し判断１８で
全データの処理終了かを判定し、終了であれば１９で終
了、終了でなければ判断１ｅの判定処理に戻る。判断１
６の判定処理でレジスタＭの内容が負であれば処理２ｏ
で入力画像データを出力し、処理２１でレジスタＭの内
容にＢを加算し判断１８の判定処理にいく。処理１７と
２０の入力画像データを画素単位で考えると主走査方向
の縮小で、１ライン単位で考えると副走査方向の縮小と
なる。第４図（ａ）は主走査方向の縮小回路の実施例で
、第４図（ｂ）の動作フローを実現している。同図（ｂ
）の（イ）は入力画像データ、（嗜、（ハ）はそれぞれ
タイミングパルスＡ、タイミングパルスＢである。２２
は入力画像データの信号線、２３は出力画像データの信
号線、２４はタイミングパルスＢの信号線、２６はタイ
ミングパルスＡの信号線、２６は副走査同期信号の信号
線である。２７はアンドゲートで、信号線２４のタイミ
ングパルスＢと後述するレジスタ３１の出力信号線３３
の信号との論理積を出力する。２８はオアゲートで、信
号線２６のタイミングパルスＡとゲート２７の出力信号
の論理和を出力する。２９はレジスタＡ１３０はレジス
タＢで、縮小倍率Ａ／Ｂの値がセットされている。３１
はレジスタＭで、信号線２６の副走査同期信号で０クリ
アし、ゲート２８の出力パルスで後述するデータセレク
タ３８の出力信号をラッチして信号線３２にデータ（符
号ビットを含む）を信号線３３に符号ビットのみを出力
する。３４は減算器で、レジスタ３１の内容からレジス
タ２９の内容を減算して出力する。

３６は加算器で、レジスタ３１の内容にレジスタ３０の
内容を加算して出力する。３６はデータセレクタで、信
号線３３のデータが１（レジスタ３１の内容が負・）で
あるとき加算器３６の内容を出力し他は減算器３４の内
容を出力する。３７はデータレジスタで、ゲート２７の
出力パルスで信号線２２０入力画像データをラッチし信
号線２３の出力画偉データとする。

上記構成においてその動作を説明すると、レジスタ３１
の内容が正の時はデータ線３３が０であるから信号線２
４のタイミングパルスＢはゲート２７で禁止されるため
データレジスタ３７の内容が更新されない。またデータ
セレクタ３６は減算器３４の内容を出力しているため信
号線２５にタイミングパルスＡが入力する毎にレジスタ
３１の内容はＡだけ減少していく。レジスタ３１の内容
が負になるとデータ線３３が１になり信号線２４のタイ
ミングパルスＢはゲート２７を通りデータレジスタ３７
の内容を更新する。このときデータセレクタ３６は加算
器３６の内容を出力しているため信号線２４のタイミン
グパルスＢはレジスタ３１の内容をＢだけ増加させるこ
とになる。

第１図又は第２図の輪郭検出回路６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６図にその輪郭検出のための走査窓を
示す。３８は２値画像データ、３９は２×２走査窓であ
り、走査窓の各データＡ、Ｂ、０．Ｄから輪郭信号出力
比を次式で演算する。

・・・・・・・・・（１） 一方、選択膨張回路７は走査窓内データが所定のパター
ン構造と一致しないときに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バー幅を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６図（、）〜０）は直径７の円形マスクとその
中でのパターン判定の一例を示している。、バーコード
の輪郭データはバーの端を除くと平行な直線の輪郭線で
あるため、それ以外の背景画像に存在する輪郭線を検出
する。（、）と（ｂ）は孤立した輪郭点の検出で０で囲
まれた領域Ａに１が１個でも存在するかを判定する。（
Ｃ）と（ｄ）は０で分かれた領域Ａ、Ｂ、Ｏ，Ｄ全てに
１個以上の１が存在するかを判定する。（ｅ）〜０）は
直線でない輪郭線を判定するパターン例である。前記パ
ターンの判定は簡単なＡＮＤとＯＲゲート回路網で実現
出来ることであり回路実施例についての説明は省略する
。論理積縮小回路８は選択膨張したデータ入力に対して
ｍ×ｍ画素毎の全ての論理積をとり出力する縮小回路で
主走査副走査方向とも１／ｍに縮小される。収縮回路９
は縮小データを走査する走査窓内データの全ての論理積
をとって収縮した出力信号とする回路である。

前記選択膨張処理で塗り潰したバーコード領域の短辺を
Ｓとし、主走査方向と副走査方向の縮小率をそれぞれｋ
としたとき収縮回路の収縮量をｋｓ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。

縮小することの目的は収縮のための走査室サイズを小さ
くし回路構成を簡単にするとともに、傾き・中心演算の
ためのデータ数を少なくし演算時間を短縮することにあ
る。但し、中心座標の誤差も大きくなるため必要な精度
との兼ね合いで縮小率を決定しなければならない。傾き
・中心演算回路１０はバーコードの傾きと中心゛を収縮
回路９の出力信号の黒（データー１）データアドレスか
ら演算する。今、第７図に示すような画像データが傾き
・中心演算回路１ｏの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４０が画像データ領域
（データメモリ領域にたいし縮小率に倍した大きさで対
応している）で、４１がバーコードの領域、４２が収縮
回路９で収縮されたバーコードの領域で傾き・中心演算
回路１ｏ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 （Ｘ１＋　　ｙｌ　）％　（Ｘ２１　　Ｍ２）１１　（
Ｘ３１　　Ｙ３）Ｎ（ｘ４・　ｙ４） とし、それぞれ （Ｘ１＋　　ｙＩＬＹが最小である点ｐｙｍｉｎ（ｘ２
．ｙｚ）：ｙが最大である点ｐ　ｙｍａｘ（Ｘ３＋Ｙ３
）；ｘが最小である点ｐ×ｍｉｎ（ｘ４　ｒ　　ｙ４　
）　：　Ｘが最大である点ｐ×ｍａｘ以下の演算におい
てＩＹｍ　　Ｙｎｌ＞ｌ×ｍ−ＸｎｌであるときＸ座標
とｙ座標を交換して演算する。

第７図の例では傾きａは長辺２点から ａ＝（ｙｚ　　ｙ３）／（ｘ２　Ｘ３）またはａ＝（ｙ
４−ｙｓ）／（ｘ４　Ｘｔ） 傾きが逆になると ａ＝（ｙ２　Ｙ４　）／（Ｘ２　　Ｘ４）またはａ＝（
ｙ３−ｙｒ　）／（Ｘ３−Ｘｉ　）中心（ｘｏ、ｙｏ）
は ｘＯ”（ｘ４　　Ｘ３）／２ ｙｏ＝（ｙｚ−ｙｔ　）／２ 第８図に長方形４点ｐｙｍｉｎ　、　ｐｙｍａｘ　＊　
、９　×ｍｉｎ　。

ｐ×ｍａｘの各座標点（Ｘ１＋　３’Ｉ　Ｌ　　（Ｘ２
＋　Ｙ２　）＋（Ｘ３＋　Ｙ３　Ｌ　（Ｘ４＋　ｙ４　
）を演算する動作フローを示す。４３は開始点、処理４
４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
ば判断４６で副走査終了かを判定し終了であれば黒信号
の検出不可である処理４６の異常終了へ、副走査終了で
無ければ判断４４の黒信号検出部へ戻る。

判断４４で黒信号を検出すると処理４７の各ポインタ初
期値セット部へいきｐ、而。、　ｐｙｍａｘ、　ｐ×ｍ
ｉｎ　ｔｐ　×ｍａｘの各点のＸ＋Ｙ座標に魚信９号を
検出した最初のアドレスをセットする。次に判断４８で
副走査終了かを判定し終了であれば処理４６の異常終了
へ、終了でなければ判断４９の黒信号検出部へ行く。判
断４９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
号を検出すると処理５０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９５、終点なｐｅとしたと
き点ｐｙｍａｘのｘ、　ｙ座標に点ｐ５のアドレスをセ
ットし、点ｐ５のＸアドレスが点１）×ｍｉｎのＸアド
レスより小さければ点ｐ×ｍｉｎのｘ、ｙ座標に点ｐ、
のアドレスをセントし、点ｐｅのＸアドレスが点ｐ×ｍ
ａｘのＸアドレスより大きければ点ｐ×ｍａｘのｘ、ｙ
座標に点ｐｅのアドレスをセットした後判断４日の副走
査終了判定へ戻る。判断４９の黒信号検出部で黒信号が
検出されなくなると、処理６１にいき正常終了となる。

次に、アドレス演算回路１１は２値データメモリ６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１ｏで求めた傾きａと中心（Ｘ□＋
　Ｙｏ）から中心を通る直線ｙ＝ａｘ＋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二１．２．３・・・ ｙ＝ａｘ＋ｂ ｂ二（ｙｏ−ａｘｏ）／に 傾き・中心演算回路１０とアドレス演算回路１１はマイ
クロコンビーータで演算回路を構成する。

バーコード復号化回路１２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なう。補間回路１
３は入力画像データ（多値）の加算平均演算を繰り返し
て行なうことで簡単に実現できる。第９図は２倍補間の
例で実線丸の各入力画素データｄ１１＋　’１３　＋　
’３１　ｒ　’３３に対して点線丸の各補間データは次
のように演算して求める。

ｄｌ２　＝（ｄｌ、＋ｄ１３）／２ ｄ３２＝（ｄａｔ　　＋ｄ３３）／２ ｄ２】＝　（ｄｌｌ　　＋　ｄ３１　）　／２ｄ２２″
（ｄ１２＋ｄ３２）／２ ｄｚ３＝　（ｄ１３＋　ｄｌ３）／２ 第１０図は上述した装置のバーコード処理状態における
具体的実施例である。第１０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１０図（ｂ）は同図（ａ）の輪郭画像、
第１０図（ｃ）は同図（ｂ）の選択膨張画像で白の小さ
な点の多くはマスク内のパターン判定結果で０出力され
た所である。第１０図（ｄ）は同図（Ｃ）の画像を論理
積縮小した画像（拡大表示している）、第１０図（ｅ）
は同図（ｄ）の画像を収縮した画像（同じく、拡大表示
）である。第１０図（ｆ）は同図（ｅ）の画像から２値
データメモリ上のバーコード読み増り位置を演算した結
果バーコード上の実線６２の読み取りラインが得られた
様子を示している。

上記実施例ではバ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１１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１１図（ａ）はこれまで実施例で説明
したバーコード形状で、バーの高さよりバーの全桁長が
長いラベルである。従ってバーコード領域６３を収縮し
た領域６４に対してその長手方向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１１図（ｂ）
は逆の場合で、バーの全桁長よりバ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６６を収縮した領域６６の
長手方向ＡＡに直交するＢＢを読みとることによりバー
コード復号な行なう。第１１図（ｃ）は同図（ａ）、　
（ｂ）の中間でバーコード領域６７がはり正方形に近い
場合で、このときは収縮した領域６Ｂの直交する方向Ａ
ＡとＢＢ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１１図（ａ）のタイプか同図（ｂ）のタイ
プかが知られていない場合には常にＡＡ’とＢＢ’の両
方を読みとりバーコード復号を行なうとよい。

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、メモリに記憶した一方向走査の画像
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図は本発明の第１の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図は本発明の第２の実施例に
おける画像信号処理装置のブロック構成図、第３図は同
装置の要部である可変倍率縮小回路の動作フローチャー
ト、第４図（ａ）、　（ｂ）は同可変倍率縮小回路の主
走査方向のブロック回路図及び要部波形図、第６図は同
装置の要部の輪郭検出のための走査窓を示す概念図、第
６図は円形マスクと背景輪郭パターン判定を示す概念図
、第７図は同装置による収縮したバーコード領域の画像
を示す概念図、第８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チャート、第
９図は同装置による２倍補間を示す図、第１０図（ａ）
〜（ｆ）は同バーコードを含む画像の処理状態を示した
図、第１１図（ａ）〜（ｃ）は形状の異なるバーコード
の概念図である。 ４・・・可変倍率縮小回路、６・・・輪郭検出回路、７
・・・選択膨張回路、８・・・論理積縮小回路、９・・
・収縮回路、１０・・・傾き・中心演算回路、１１・・
・アドレス演算回路、１３・・・補間回路。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 （イン八で、１ｈ４！！にヲ゛−タ （ロ）タイミンクハカレヌＡ バタイミ〕グンＶルス　８ ３６　図 第７図 □主大−ｉ入 第 図 第 図 （Ｑ） 第 図 第 図 （Ｃン 第 図 （ｆ） 第 Ｉ 図

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２値データに変換する２値化手段と、前記走査分
   解データの走査線密度に応じて前記２値データを縮小す
   る可変倍率縮小手段と、前記縮小した２値データを２値
   データメモリに記憶する記憶手段と、前記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
   を走査する走査窓内データが所定のデータ構造と一致す
   ると０を出力し、不一致であれば前記走査窓内データの
   論理和を取り出力する選択膨張手段と、前記選択膨張デ
   ータをｍ×ｍ画素ごとにデータの論理積を取り出力する
   論理積縮小手段と、前記縮小データを走査する走査窓内
   データの論理積を取り収縮する収縮手段と、前記収縮デ
   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
   傾き・中心演算手段と、前記傾き方向に従つて前記デー
   タメモリを読み出すアドレスを演算するアドレス演算手
   段と、前記メモリの読み出し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）長方形バーコード領域を含む原画像の走査分解デ
   ータをデータ補間演算で高密度の画像データに変換する
   補間手段と、前記補間したデータを２値データに変換す
   る２値化手段と前記走査分解データの走査線密度に応じ
   て前記２値データを縮小する可変倍率縮小手段と、前記
   縮小した２値データを２値データメモリに記憶する記憶
   手段と、前記２値データの輪郭データを出力する輪郭検
   出手段と、前記輪郭データを走査する走査窓内データが
   所定のデータ構造と一致すると０を出力し、不一致であ
   れば前記走査窓内データの論理和を取り出力する選択膨
   張手段と、前記選択膨張データをｍ×ｍ画素ごとにデー
   タの論理積を取り出力する論理積縮小手段と、前記縮小
   データを走査する走査窓内データの論理積を取り収縮す
   る収縮手段と、前記収縮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傾き・中心演算手段と、前記
   傾き方向に従つて前記データメモリを読み出すアドレス
   を演算するアドレス演算手段と、前記データメモリの読
   みだし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。
3. （３）請求項１もしくは２記載の画像信号処理装置に対
   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。