JPH05274461A - シンボル情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スタックドバーコードラベルが読取装置のラベ
ル検出面上でどのような向きにセットされていても、そ
のバーコードシンボル情報を読み取れるようにするこ
と。 【構成】２次元撮像装置５により撮像されたバーコード
シンボルは、フレームメモリ６に記憶される。データ処
理装置７は、この記憶された情報を元に、２次元撮像装
置５の光電変換面４上に投影されているバーコードシン
ボルの像の内、スタート／ストップコードを除いたバー
コードラベルの情報成分のみの領域であるバーコードラ
ベル部の位置情報を推定し、この位置情報を元に、フレ
ームメモリ６からバーコードラベル部内のバーコードシ
ンボルの情報を順次読み取って、元の情報に復号する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーコード等のシンボ
ル情報を読み取るシンボル情報読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の目ざましいＰＯＳ（ポイント オ
ブ セールス＝販売時点情報管理システム）の普及によ
って、バーコードは、広く一般に知られるようになって
きた。ここで、バーコードとは、大きさの異なるバーと
スペースの平行な組合せパターンにより１つのバーコー
ドキャラクタを形成し、必要であればチェックデジット
を含む必要なキャラクタ群を平行に配列し、前後にスタ
ート／ステップキャラクタ、先頭と末尾にそれぞれ余白
を配して構成したシンボルのことである。

【０００３】広く一般消費財に使用されているバーコー
ドとしては、ＪＡＮ（Japan Article Number）が日本で
標準化されている。また、バーコードの他の応用として
は、物流シンボルがある。このシンボルは、上記ＪＡＮ
コードの前に、１桁又は２桁の物流識別コードが追加さ
れたものである。上記いずれのバーコードシンボルも１
次元バーコードと呼ばれるものであり、これらのコード
体系が許容できる情報量はせいぜい数十バイトであっ
た。

【０００４】ところが近年、バーコードの情報量に対す
る要求が、声高に叫ばれるようになってきた。それに呼
応するように、各種の２次元バーコードと呼ばれるシン
ボル体系が発表されている。

【０００５】それらのシンボル体系によれば、いずれも
１次元バーコードに比べ格段に多い情報をコード化でき
る特徴を持っている。この体系は、１次元のバーコード
を積み重ねることによって、情報量を増加させる方式で
ある。このような方式のシンボルは、スタックドバーコ
ードと呼ばれている。そのひとつに、ＰＤＦ−４１７と
呼ばれるコード体系がある。

【０００６】従来、このようなスタックドバーコードを
読み取るシンボル情報読取装置としては、レーザースキ
ャンタイプの装置が知られている。この装置に於いて
は、レーザー光を２次元にスキャンすることで、バーコ
ードシンボル情報を読み取り、復号している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかながら、上記した
従来のスタックドバーコードを読み取るためのレーザー
タイプのバーコードシンボル情報読取装置に於いては、
スキャン情報を順次解析していくため、ラベル上のバー
コードの並び方向とスキャン角度とをほぼ平行に調整し
なければ、バーコードシンボル情報を正確に読み取るこ
とができないという問題点を有している。

【０００８】もちろん、１次元のバーコードシンボル情
報の読取装置についても同様の問題点を有しているが、
スタックドバーコードシンボルは、１次元のバーコード
シンボルに比較して、１列に並んだバーコードの高さが
ないため、特に角度調整が重要であり、スタックドバー
コードラベルは、１次元バーコードラベルの場合に比べ
て、より正確な方向に読取装置のラベル検出面上にセッ
トすることが必要とされる。従って、正確な情報が読み
取れるまで何度もラベルの方向を変える操作が必要とな
り、高速な情報入力というバーコードの特色を相殺して
しまうことになる。

【０００９】そこで本発明の目的は、バーコードラベ
ル、特にスタックドバーコードラベルが読取装置のラベ
ル検出面上でどのような向きにセットされていても、そ
のバーコードシンボル情報を読取可能なシンボル情報読
取装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、バーとスペースの組合せでなるバーコー
ドキャラクタ群と、その前後に配されたスタート／スト
ップキャラクタとを有するバーコードシンボルを読み取
るシンボル情報取装置に於いて、前記バーコードシンボ
ルを撮像する撮像装置と、該撮像装置の光電変換面にバ
ーコードシンボルの像を結像させる結像手段と、前記撮
像装置からの情報を元に、前記撮像装置の光電変換面上
に投影されているバーコードシンボルの像の内、前記ス
タート／ストップキャラクタを除いたバーコードキャラ
クタ群の位置情報を推定する推定手段と、該推定手段の
情報を元に、前記バーコードキャラクタ群の情報を順次
読み取る読取手段と、該読取手段からのバーコードキャ
ラクタ群の情報から、元の情報に復号する復号手段とを
備えるものとした。

【００１１】

【作用】即ち、本発明は、上記手段を講じたことによ
り、バーコードシンボルを結像手段により撮像装置、例
えば２次元撮像装置の光電変換面に結像させ、前記２次
元撮像装置出力である映像信号等を発生させる。バーコ
ード位置推定手段では、まずバーコードの特徴的なパタ
ーンであるスタート／ストップキャラクタを除いたバー
コードキャラクタ群の位置情報として、例えば４角の位
置情報を抽出する。次に抽出された位置情報から、ラベ
ル位置とラベル回転角を推定する。この情報を元に読取
手段によって映像信号に含まれるバーコード情報を復号
可能な状態のデータ列として抽出し、復号手段によって
復号することによってシンボル情報を読み取ることがで
きる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
説明する。図１はその構成を示す図である。本実施例の
シンボル情報読取装置は、結像レンズ３、２次元撮像装
置５、フレームメモリ６、データ処理装置７とからな
る。デー処理装置７は、特に図示はしないが、例えばＣ
ＰＵとメモリで構成され、バーコード位置情報の推定、
バーコード情報の読み出し、復号、等の種々の機能を果
たす。

【００１３】荷物１に印刷されたスタックドバーコード
ラベル、例えばＰＤＦ−４１７フォーマットのバーコー
ドラベル２は、結像レンズ３によって、２次元撮像装置
５に搭載されている光電変換面４に結像される。２次元
撮像装置５によって光電変換された映像情報は、随時フ
レームメモリ６に取り込まれる。

【００１４】図２は、スタックドバーコードの例とし
て、ＰＤＦ−４１７のラベル構造を示している。このバ
ーコードラベル２は、バーとスペースの組合せでなるバ
ーコードキャラクタ群で構成された復号されるべき情報
成分の領域であるラベル部２１と、その前後に配された
スタート／ストップキャラクタであるスタートコード２
２及びストップコード２３とを有している。そして、１
コードは、ストップコード２３を除いて４つのバーとス
ペースとからなっている。また、スタート及びストップ
コード２２，２３は、“ビッグバー”と呼ばれる大きな
バー２２Ａ，２３Ａから始まっている。今、仮想的に、
フレームメモリ６の画素配列に上記のようなＰＤＦ−４
１７のラベル画像を投影した模式図を図３に示す。

【００１５】データ処理装置７では、後述するようなア
ルゴリズムに基づいて、先ず、同図中のラベル部２１の
４角の座標（点ａ，ｂ，ｃ，ｄ）、即ちフレームメモリ
６のアドレスを求める。これにより、データ抽出範囲
（点ａ，ｂ，ｃ，ｄで囲まれた範囲）と、ラベル回転角
が求まる。ここで、ラベル回転角とは、図３のフレーム
メモリ６の画素配列に於いて、横方向をｘ方向、縦方向
をｙ方向とした場合に、点ａと点ｂを結ぶ直線の傾き角
度のことである。

【００１６】次に、データ処理装置７は、このデータ抽
出範囲とラベル回転角で決定される線分ｌ_n （ｎ＝１，
２，３，…，ｄｙ−ａｙ（ｄｙ：点ｄのｙ座標の値，ａ
ｙ：点ａのｙ座標の値）上の画素データを順次読み出す
（線分ｌ₁ は点ａ，ｂで決定される線分に等しく、線分
ｌ_dy-ay は点ｄ，ｃで決定される線分に等しい）。そし
て、読み出されたそれぞれの線分データを復号し、その
結果を不図示のホスト装置等に出力する。次に、ラベル
部２１の４角の座標を推定するアルゴリズムについて、
図４のフローチャートに従って詳細に説明する。

【００１７】まず、図５の（Ａ）に示すように、フレー
ムメモリ６に画像を取り込む（ステップＳ１）。そし
て、行方向または列方向のスキャンでスタート／ストッ
プコード２２，２３を検出する（ステップＳ２〜Ｓ
５）。即ち、先ず画素の横方向のラインデータを順次取
り込み、“スタート”及び“ストップ”パターンを抽出
する（ステップＳ２）。この抽出された情報のうち、最
初に検出されたスタートコード座標を点ｅ、最後に検出
されたスタートコード座標を点ｇ、最初に検出されたス
トップコード座標を点ｆ、最後に検出されたストップコ
ード座標を点ｈとする（但しここで、スタートコード位
置はコードの終わりの位置を、ストップコード位置はコ
ードの始まりの位置と定義する）。

【００１８】もし、これら４個の点ｅ，ｇ，ｆ，ｈの座
標が検出できなかった場合には（ステップＳ３）、画素
の縦方向のラインデータを順次取り込み、“スタート”
及び“ストップ”パターンを抽出する（ステップＳ
４）。これでも４点ｅ，ｇ，ｆ，ｈの座標が検出できな
かった場合には（ステップＳ５）、処理を終了する。

【００１９】どちらかの方向のスキャンにて上記４点の
座標が検出できたならば、つぎに、後述するようにし
て、線分ｅ−ｇに平行でスタートビッグバー２２Ａ内の
線分Ａ−Ａ′、及び線分ｆ−ｈに平行でストップビッグ
バー２３Ａ内の線分Ｂ−Ｂ′を定義する。そして、この
線分Ａ−Ａ′、Ｂ−Ｂ′に対応するフレームメモリ６内
の画素データを取り込み、微分することによってエッジ
を抽出する（ステップＳ７，Ｓ８）。そのエッジ座標を
点ｉ，ｊ，ｋ，ｍとする。これらの点ｉ，ｊ，ｋ，ｍが
検出されないときには（ステップＳ８）、処理を終了す
る。

【００２０】上記４点ｉ，ｊ，ｋ，ｍが検出されたなら
ば、ラベル部２１の４角の点ａ，ｂ，ｃ，ｄを求めるこ
とにより、データ抽出範囲を決定する（ステップＳ
９）。ここで、角座標（点ａ）は点ｉ，ｊを通過する直
線と、点ｅ，ｇを通過する直線の交点である。同様に、
点ｂ，ｃ，ｄを求める。この点ａ，ｂ，ｃ，ｄで囲まれ
ている領域即ちラベル部２１には、バーコードラベルの
情報成分が含まれている。そして、線分ｉ−ｊの傾きを
スキャン方程式の傾き、即ちラベル回転角とする（ステ
ップＳ１０）。上記ステップＳ２に於けるスタート／ス
トップコード検出は、図６のフローチャートに示すよう
にして行なわれる。

【００２１】即ち、先ず不図示のメモリに構成されたレ
ジスタｎの内容（初期値は１とする）により示されるラ
インのラインデータを取り込む（ステップＳ２１）。こ
の取り込んだラインデータからスタートコード２２もス
トップコード２３も検出できない場合には（ステップＳ
２２，Ｓ２３）、レジスタｎの内容を所定の増分（例え
ば５ライン）だけインクリメントする（ステップＳ２
４）。そして、このインクリメント後のレジスタｎの内
容が、フレームメモリ６の大きさで決まる値を越えてい
るかどうか見ることにより、レジスタｎの内容が画面外
を示す値となっているかどうかを判断する（ステップＳ
２５）。画面内であれば、上記ステップＳ２１に戻り、
画面外であれば処理を終了する。

【００２２】上記ステップＳ２２に於いて、スタートコ
ード２２が検出されたと判断された場合には、次に、最
初に見つけたかどうかを判断する（ステップＳ２６）。
最初に見つけた場合には、スタートコード２２の終わり
の座標をメモリに構成された変数レジスタｅに格納する
（ステップＳ２７）。即ち、スタートコード２２の終わ
りの座標を点ｅとする。また、最初に見つけたものでな
ければ、スタートコード２２の終わりの座標をメモリに
構成された変数レジスタｇに格納する（ステップＳ２
８）。即ち、スタートコード２２の終わりの座標を点ｇ
とする。従って、この変数レジスタｇの内容は、インク
リメントされたｎが画面外に達するまでに複数回スター
トコード２２が検出されたとすれば、その都度更新され
ていくこととなる。

【００２３】同様に、上記ステップＳ２３に於いて、ス
トップコード２３が検出されたと判断された場合には、
次に、最初に見つけたかどうかを判断する（ステップＳ
２９）。最初に見つけた場合には、ストップコード２３
の始まりの座標をメモリに構成された変数レジスタｆに
格納する（ステップＳ３０）。即ち、ストップコード２
３の始まりの座標を点ｆとする。また、最初に見つけた
ものでなければ、ストップコード２３の始まりの座標を
メモリに構成された変数レジスタｈに格納する（ステッ
プＳ３１）。即ち、ストップコード２３の始まりの座標
を点ｈとする。従って、この変数レジスタｈの内容は、
インクリメントされたｎが画面外に達するまでに複数回
ストップコード２３が検出されたとすれば、その都度更
新されていくこととなる。

【００２４】なお、上記ステップＳ２４に於いて、所定
の増分を例えば５ラインとしているため、図５の（Ａ）
に於いては、例えば点ｇがスタートコード２２のエッジ
（点ｄ）からかなり離れた位置となってしまっている。
これは、上記所定の増分を１ラインとすれば避けられる
が、１ラインずつ見ていくと処理時間がそれだけ長くな
ってしまう。そこで、この点ｇが点ｄから離れて検出さ
れても、別段不都合はないため、本実施例では、前記所
定の増分を５ラインにとっている。

【００２５】また、上記ステップＳ４に於けるスタート
／ストップコード検出も、上記ステップ２１に於いて、
ｎ列目のラインデータを取り込むようにすれば、同様に
して行なうことができる。次に、上記ステップＳ６に於
けるスタートコードエッジ検出処理につき説明する。こ
の処理は、図７のフローチャートのようにして行なわれ
る。

【００２６】即ち、先ず線分ｅ−ｇに平行な直線の方程
式を定義、例えば線分ｅ−ｇの方程式ｙ＝ａｘ＋ｂを求
める（ステップＳ６１）。次に、直線がスタートビック
バー２２Ａをクロスするように、切片ｂを定義する（ス
テップＳ６２）。

【００２７】スタートコード２２の構造は、例えば図５
の（Ｂ）に示すように、８個のバーでなるスタートビッ
グバー２２Ａと、３対の白バーと黒バーと、３個の白バ
ーの合計１７個のバーで構成されており、これを撮像し
た結果がＮ画素であったとする。また、方程式ｙ＝ａｘ
＋ｂで表わされる直線は、切片ｂを変化させることによ
り並行移動することが知られている。従って、ビックバ
ー２２Ａをクロスする直線を得るためには、上記線分ｅ
−ｇを｛（１７−８／２）／１７｝×Ｎ画素分左に移動
させるような切片ｂとすれば良いことになる。

【００２８】こうしてスタートビッグバー２２Ａをクロ
スする直線が得られたならば、次に、その直線と画面を
定義する方程式との交点をそれぞれＡ，Ａ’とする（ス
テップＳ６３）。そして、ラインＡ−Ａ’の中点から点
Ａに向けてデータを順に見ていき（ステップＳ６４）、
エッジが存在するかどうかをチェックする（ステップＳ
６５）。このチェックは、例えば、輝度変化を見る強度
比較、微分法、２次微分法、等により行なうことができ
る。こうして、エッジが検出されたならば、その検出座
標を不図示のメモリの変数レジスタｉに格納する（ステ
ップＳ６６）。即ち、検出座標を点ｉとする。次に、ラ
インＡ−Ａ’の中点から今度は点Ａ’に向けてデータを
順に見ていき（ステップＳ６７）、エッジが存在するか
どうかをチェックする（ステップＳ６８）。こうして、
エッジが検出されたならば、その検出座標を不図示のメ
モリの変数レジスタｍに格納する（ステップＳ６９）。
即ち、検出座標を点ｍとする。

【００２９】上記ステップＳ７に於けるストップコード
エッジ処理も同様にして行なうことができる。即ち、図
８のフローチャートに示すように、先ず線分ｆ−ｈに平
行な直線の方程式を定義、例えば線分ｆ−ｈの方程式ｙ
＝ａｘ＋ｂを求める（ステップＳ７１）。次に、直線が
ストップビックバー２３Ａをクロスするように、切片ｂ
を定義する（ステップＳ７２）。ストップビッグバー２
３Ａをクロスする直線が得られたならば、次に、その直
線と画面を定義する方程式との交点をそれぞれＢ，Ｂ’
とする（ステップＳ７３）。そして、ラインＢ−Ｂ’の
中点から点Ｂに向けてデータを順に見ていき（ステップ
Ｓ７４）、エッジが存在するかどうかをチェックする
（ステップＳ７５）。エッジが検出されたならば、その
検出座標を不図示のメモリの変数レジスタｊに格納する
（ステップＳ７６）。即ち、検出座標を点ｊとする。次
に、ラインＢ−Ｂ’の中点から今度は点Ｂ’に向けてデ
ータを順に見ていき（ステップＳ７７）、エッジが存在
するかどうかをチェックする（ステップＳ７８）。こう
して、エッジが検出されたならば、その検出座標を不図
示のメモリの変数レジスタｋに格納する（ステップＳ７
９）。即ち、検出座標を点ｋとする。

【００３０】以上から明らかなように、バーコードラベ
ル２がいかなる回転角を与えられていても読取可能とな
る。さらに、文字等バーコード情報以外の情報が検出エ
リア内に存在しても、安定的にバーコードラベル部２１
のみを抽出し、解読可能である。また、ラベル部２１を
切り出す際に、スタート／ストップコード２２，２３を
含まない形で切り出すため、処理が高速となる。

【００３１】ここで、２次元撮像装置５は、２次元ＣＣ
Ｄや撮像管に代表されるエリアセンサを用いたものに限
定されるものでなく、１次元撮像素子と１次元スキャン
機構の組み合せや、光電検出器と２次元スキャン機構の
組み合せでも良い。

【００３２】また、フレームメモリ６は、説明の中では
全撮像領域をカバーした形で説明したが、最低１ライン
分の領域があれば良い。これは、ｉ，ｊ等と呼ばれる座
標がフレームメモリの座標であったのを、映像信号に於
ける位置として記憶するようにし、映像信号を複数回入
力させれば、最終的に必要となるデータが得られるから
である。

【００３３】また、上記説明に於いては、バーコードラ
ベルにＰＤＦ−４１７フォーマットのラベルを用いた
が、これに限定されるものでなく、Ｃｏｄｅ４９等、他
のスタックドバーコードや、ＪＡＮ等の１次元バーコー
ドでも良い。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
バーコードラベル、特にスタックドバーコードラベルが
読取装置のラベル検出面上でどのような向きにセットさ
れていても、そのバーコードシンボル情報を読取可能な
シンボル情報読取装置を提供することができる。

【００３５】つまり、バーコードラベルの投影像の内の
バーコードラベルの情報成分のみの領域の４角位置を求
め、実効的にラベルに平行にデータを抽出することによ
り、ラベルの角度が読み取り性能に影響を及ぼさないと
いう優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】スタックドバーコードの例としてＰＤＦ−４１
７コード体系のバーコードラベルを示す図である。

【図３】仮想的にフレームメモリの画素配列に図２のバ
ーコードラベル画像を投影した模式図である。

【図４】ラベル部の４角の座標を推定するアルゴリズム
を説明するためのフローチャートである。

【図５】（Ａ）は図２のバーコードラベルの画像を取り
込んだ時のフレームメモリの内容を示す図であり、
（Ｂ）はスタートコードの構造を示す図である。

【図６】図４中のスタート／ストップコード検出処理を
説明するためのフローチャートである。

【図７】図４中のスタートコードエッジ検出処理を説明
するためのフローチャートである。

【図８】図４中のストップコードエッジ検出処理を説明
するためのフローチャートである。

【符号の説明】

３…レンズ、４…光電変換面、５…２次元撮像装置、６
…フレームメモリ、７…データ処理装置、８…バーコー
ドラベル投影像、２１…ラベル部、２２…スタートコー
ド、２２Ａ，２３Ａ…ビックバー、２３…ストップコー
ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーとスペースの組合せでなるバーコー
   ドキャラクタ群と、その前後に配されたスタート／スト
   ップキャラクタとを有するバーコードシンボルを読み取
   るシンボル情報取装置に於いて、 前記バーコードシンボルを撮像する撮像装置と、 該撮像装置の光電変換面にバーコードシンボルの像を結
   像させる結像手段と、 前記撮像装置からの情報を元に、前記撮像装置の光電変
   換面上に投影されているバーコードシンボルの像の内、
   前記スタート／ストップキャラクタを除いたバーコード
   キャラクタ群の位置情報を推定する推定手段と、 該推定手段の情報を元に、前記バーコードキャラクタ群
   の情報を順次読み取る読取手段と、 該読取手段からのバーコードキャラクタ群の情報から、
   元の情報に復号する復号手段と、 を具備してなることを特徴とするシンボル情報読取装
   置。