JPH06150042A - 枡目コードの読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 枡目コードを用いることにより、バーコード
のように高い印刷精度を必要とせず、また読み取りの点
からバーコードを付すことが難しい対象物に設けること
ができ、かつ読み取りの容易な枡目コードの読み取り方
法を提供する。 【構成】 枡目の合計が縦３個横３個の９つの枡目か
らなるコードで、この枡目コード群の上方および下方
に、横方向基準線を、またその左方および右方に縦方向
の基準線を設け、一方枡目コードは白地のものと黒地の
ものがあり、白地の９つの枡目のうち必ず２つを塗りつ
ぶすことで０〜４を表わし、黒地の９つの枡目のうち必
ず２つを白抜きすることで５〜９を表わす。横方向の基
準線と縦方向の基準線により、コード全体の大きさや傾
き、歪みを計測し、正規化することで正確に枡目の対応
位置を計算し、画像処理を応用して読み取りを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コードフォーマット
およびその読み取り方式に関するもので、とくに画像処
理を利用したコード読み取りに関するものであり、物流
や、生産ライン上での生産物の仕分けや検査に利用可能
なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、物流や、生産ライン上での生産物
の管理を行なうばあい、その対象物の表面上にバーコー
ドシールを貼り付けたり、梱包する袋にあらかじめバー
コードを印刷したりして、バーコードを読み取り、管理
することが多い。

【０００３】それらのバーコードには数字、アルファベ
ット、特殊文字を表わすコード３９、コード９３、コー
ド１２８や、数字のみを表わすジェーエーエヌ（ＪＡ
Ｎ）コード、インターリーブド２オブ５（２ＯＦ５）、
アイティーエフ（ＩＴＦ）−１４、アイティーエフ（Ｉ
ＴＦ）−１６、アイティーエフ（ＩＴＦ）−６等があ
る。

【０００４】ところがアプリケーションによっては、シ
ールの張り付けが不可能なばあいや、品物を袋詰めした
後でコード情報を印刷するばあいがある。このときはイ
ンクジェットプリンタが応用可能であるが、バーコード
自体が規定する高い印刷精度はもとより、印刷対象物の
表面状態の問題等により、対象物上への印刷は困難とな
る。さらに手書きでコードの作成が必要となるばあいな
どにはバーコードの利用は不可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
技術においては、バーコード自体が規定する高い印刷精
度を望むことができず、また印刷対象物の表面状態の問
題等により、対象物上への印刷は困難となり、さらに手
書きでコードを作成するばあいなどにはバーコードの利
用は不可能となる。この発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、バーコードのように高い
印刷精度を必要とせず、かつ読み取りの容易な枡目コー
ドの読み取り方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は枡目の合計が
縦３個横３個の合計９つの枡目からなるコードで、白地
でそのうち２つの枡目を塗りつぶすことで０〜４の５種
類の情報を、黒地でそのうち２つの枡目を白抜きするこ
とで５〜９の５種類の情報を、合計１０種類の情報を表
わすことのできる枡目コードを有し、 その複数の枡目
コードを読み取るため、枡目コードの上方および下方に
横基準線を、左方および右方に縦基準線を設けたフォー
マットおよび、その上下方向に位置するそれぞれの基準
線の右端点、左端点の位置によりコード全体の大きさや
傾き、歪みを計測し、正規化することで正確に枡目の対
応位置を計算し、画像処理を応用して読み取りを行うも
のである。

【０００７】

【実施例】以下図によってこの発明の実施例について説
明する。すなわち図１において、１つの枡目コードＭは
正方形を縦に３つに分割する２本の線Ｖ１、Ｖ２と、そ
の正方形を横に３つに分割する２本の線Ｈ１、Ｈ２によ
り、縦３個、横３個の合計９個のマトリックス状の枡目
Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍ９を有する。そして縦の２本の線
Ｖ１、Ｖ２と、横の２本の線Ｈ１、Ｈ２との交点には各
枡目に比し小さい正方形の空白部Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ
４が設けられ、その各頂点は縦線Ｖ１、Ｖ２および横線
Ｈ１、Ｈ２と接している。図１にはまた各枡目Ｍ１、Ｍ
２、・・・Ｍ９および空白部Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４の
寸法的な関係を示す値が示されている。

【０００８】図２に示すように、枡目コードの枡目のう
ち、白地で２つをそれぞれ塗ることで５種類の情報を、
黒地で２つをそれぞれ白抜きすることで５種類の情報
を、合計１０種類のコードを表わすことが出来る。

【０００９】図３に枡目コードのコードフォーマットの
配置を示す。このコードフォーマットは枡目コード群と
上側、下側、の２本の横方向の基準線Ａ、Ｂおよび左
側、右側、の２本の縦方向の基準線Ｃ、Ｄの計４本の基
準線からなり、例として横２列の枡目コード１１、１
２、・・・１ｎ、縦２列の枡目コード２１、２２、・・
・２ｎを示した。横方向の基準線Ａ、Ｂの長さは左端コ
ードの左端から、右端コードの右端まで、また縦方向の
基準線Ｃ、Ｄの長さは上端コードの上端から、下端コー
ドの下端までである。そして図３に示すコードフォーマ
ットにおいて水平方向をｘ、垂直方向をｙとする。

【００１０】次に、読み取りアルゴリズムについて説明
する。まず、基準線の認識について説明する。

【００１１】ステップ１ 画像処理における処理ウインドウ内で横方向の基準線Ａ
を見つける。処理ウインドウのｘ方向の中心点を上から
ｙ方向にサーチしていき、黒画素が３画素以上２９画素
以下連続しているところを見つける。もし該当するもの
がないばあいは、処理ウインドウのｘ方向の４分の１の
点をｙ方向に、さらに見つからないばあいは４分の３の
点をサーチする。図４にこれを示す。なお図４における
６画素を説明上ａとよぶ。またここで言う黒画素とは濃
度レベルがある値以下の画素のことである。

【００１２】ステップ２ ａの各点からそれぞれ−ｘ方向に連続黒画素のサーチを
行なう。一番長く連続しているところの最終点をｂとす
る。ｂが見つかったならば、次にｂよりｙ方向に連続黒
画素を見つける。そして、そのｙ方向に連続しているい
くつかの黒画素に対して同様に−ｘ方向に連続黒画素を
探す。以下同様の処理を繰り返し、最終的に横方向の基
準線Ａの左端点ｃが求まる。これを図５に示す。さらに
左端点ｃのｙ方向座標の補正を行なう。まずｃから２画
素分ｘ方向に戻る。そして、その地点のｙ方向の連続黒
画素の中心を見つける。この中心のｙ座標をｃのｙ座標
として補正する。図６にこれを示す。右端点の座標も同
様に求める。

【００１３】ステップ３ 処理ウインドウ内で上側基準線Ａと同様に下側基準線Ｂ
を見つける。サーチは処理ウインドウの下から−ｙ方向
にウインドのｘ方向の１／２、１／４、３／４のところ
で行なう。そして、下側基準線Ｂの端点を決定する。

【００１４】ステップ４ 上側基準線Ａと下側基準線Ｂのチェックを行なう。 長さ ０．７５ ＜長さＡ／長さＢ＜
１．２５ 角度 ＡとＢとのなす角 ±３０゜以内 横方向のずれ 上下基準線Ａの右端点、左端点の
横方向のずれはＡ／２以下 以上３つの条件を満たさないばあいは、いま抽出した下
側基準線は不適当であると判断して、ステップ３へ戻
り、次の下側基準線を探す。処理ウインドウ内で適当な
下側基準線が見つからないときは、ステップ１へ戻り、
次の上側基準線を探す。最終的に上の３つの条件を満た
す上下基準線Ａ、Ｂが見つからないばあいはエラーとし
て処理する。

【００１５】次に図７を参照してサンプルポイントの決
定について説明する。コードの歪みは均一であるとし
て、上下基準線の端点より、それぞれ各枡目に対応する
基準線上での位置を決定する。例えば、横基準線の長さ
をＸ、ｘ方向のコードの桁数をＮとすると、各枡目に対
応する基準線上での位置はｘ方向の第１番目から順に、
７Ｘ／（３８Ｎ−４）、１７Ｘ／（３８Ｎ−４）、２７
Ｘ／（３８Ｎ−４）、４５Ｘ／（３８Ｎ−４）、・・・
となる。一般形で表現するとｘ方向のｎ番目の基準線上
で位置は、 （１０ｎ−３＋８＊［（ｎ−１）／３］）＊Ｘ／（３８
Ｎ−４） ただし［ａ］はａを越えない整数を表わす。 下側基準線上での各枡目に対応する位置も同様に決定す
る。そしてそれらの対応点を結び、その直線上でサンプ
ルポイントを決定する。例えば対応点を結んだ長さを
Ｙ、ｙ方向のコードの桁数をＭとすると各枡目の位置は
ｙ方向の第１番目から順に、１３Ｙ／（３８Ｍ＋８）、
２３Ｙ／（３８Ｍ＋８）、３３Ｙ／（３８Ｍ＋８）、５
１Ｙ／（３８Ｍ＋８）、・・・となる。一般形で表現す
るとｙ方向のｎ番目の位置は、 （１０ｎ＋３＋８＊［（ｎ−１）／３］）＊Ｙ／（３８
Ｍ＋８） ただし［ａ］はａを越えない整数を表わす。

【００１６】次に枡目コードの読み取りについて説明す
る。たとえば、上側基準線Ａの左端点と下側基準線Ｂの
左端点を結んだ直線と上側基準線Ａの左端点と右端点を
結んだ直線と上側基準線Ａの右端点と下側基準線Ｂの右
端点を結んだ直線と下側基準線Ｂの左端点と右端点を結
んだ直線で囲まれる領域で２種類の２値化処理を行な
う。１つはある適当なしきい値以下の画素を黒にする２
値化でその結果の２値画像をメモリ１に格納し、もう１
つはある適当なしきい値以上の画素を黒にする２値化で
その結果の２値画像をメモリ２に格納する。メモリ１、
２の２値画像に対して互いに接する黒画素を１塊とする
ラベリング処理を行ない、各塊の面積を求める。これら
面積が図２のフォーマットで５０以上１５０以下でない
ものはノイズや背景として処理対象から外す。また２値
化領域の上辺、下辺に接する塊も基準線と見なして処理
対象から外す。すると白地で２つの枡目をそれぞれ塗る
コードと、黒地で２つの枡目をそれぞれ白抜きするコー
ドはメモリ１、２のどちらか１方に処理対象となる２つ
の塊を作る。１つのコード内で３つ以上の塊が存在する
ばあいは面積の大きい順に２つを処理対象とすることで
枡目上のノイズを除去する。そしてこれら５０以上１５
０以下である塊に対してはその重心位置を求める。次に
各重心位置に最も近いサンプルポイントを求める。各コ
ードの２つの黒の枡目の対応点、メモリ１に存在する
か、メモリ２に存在するかでで０°、９０゜、１８０
°、２７０°回転および０〜４か５〜９を判断し、コー
ドを解読する。図８および図９に全体のフローチャート
を示す。

【００１７】図１０に具体的なコード読み取り装置例の
ブロック図を示す。１は白黒カメラ、２は同期分離回
路、３は第１の２値化回路、４は第２の２値化回路、５
はタイミングジェネレータ、６は第１のメモリ、７は第
２のメモリ、８はマイクロプロセッサ、９はシリアル通
信ドライバ、１０はフォトカプラである。

【００１８】白黒カメラ１からの映像信号は順次取り込
まれ、同期分離回路２と第１の２値化回路３、第２の２
値化回路４に入力される。同期分離回路２は映像信号の
タイミング信号のみを抽出しタイミングジェネレータ５
へ送る。第１の２値化回路は映像信号をあるしきい値で
２値化（しきい値以下を黒）し、２値化画像データを第
１のメモリ６へ送る。第２の２値化回路４は映像信号を
あるしきい値で２値化（しきい値以上を黒）し、２値化
画像データを第２のメモリ７へ送る。外部からトリガ入
力がフォトカプラを通してマイクロプロセッサ８に入力
されると、このマイクロプロセッサはタイミングジェネ
レータ５へ制御信号を送り、このタイミングジェネレー
タは両メモリ６、７に書き込みタイミング信号を送る。
両メモリ６、７はトリガ入力後の１画面分の２値化画像
データを記憶する。マイクロプロセッサ８は両メモリ
６、７に記憶された２値化画像データに対して上記のア
ルゴリズムでコードを解読し、結果をシリアル通信ドラ
イバに送り外部に出力する。

【００１９】

【発明の効果】この発明は上述のように、枡目コードの
合計９つの枡目のうち、白地コードのばあいは２つの枡
目を塗りつぶすことで０〜４の５種類の情報を、黒地コ
ードのばあいは２つの枡目を白抜きすることで５〜９の
５種類の情報を、合計１０種類の情報を表わすため、コ
ード自体は冗長性を持つ。コードの読み取りアルゴリズ
ムでこの冗長性を利用すればより一層読み取りは確実な
ものとなる。すなわち枡目が塗りつぶされているか、あ
るいは白抜きにされているかどうかを判断するばあい
に、他の枡目の状態を考慮して判断できる。たとえば本
来、塗りつぶされるべきでない、あるいは白抜きされる
べきでない枡目がノイズによって不完全に塗りつぶされ
ているか、または白抜きされているようなばあい、他の
枡目に注目し、それらのうちで２つの枡目がより高い確
度で塗りつぶされていると判断されるばあい、または白
抜きにされていると判断されるばあいは、今注目してい
る枡目は塗りつぶされていない、または白抜きにされて
いないと判断できる。逆に、本来塗りつぶされているべ
きである、または白抜きされているべきである枡目がノ
イズによって１部分塗りつぶされていない、または白抜
きにされていないようなばあい、他の枡目に注目し、そ
れらのうちで１つしか枡目が塗りつぶされていない、ま
たは白抜きにされていないと判断されるばあいは、今注
目している枡目は塗りつぶされている、または白抜きに
されていると判断できる。このように枡目コード自体が
冗長性を持つため、ノイズに強いものとなり、結果的に
表面状態の悪い対象物にインクジェットプリンタ等で印
刷したものを読み取ることができる。また、コードの地
の色（白／黒）と（塗りつぶし／白抜き）方の組み合わ
せより、０°、９０°、１８０°、２７０°回転に対す
る独立性、および上下左右に基準線を設けることで、コ
ードが０゜、９０°、１８０゜、１８０°回転したばあ
いでも特別な処理を行なうことなく読み取りが可能とな
る。すなわち枡目コードの読み取りは画像処理を応用し
て行なうため多少のノイズがコードにのった状態でも読
み取りは可能となる。したがってバーコードの様に印刷
精度を必要としないため、従来バーコードを応用できな
かった分野においてコードによる管理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の枡目コードの読み取り方法における
枡目コードの構成を示す構成図である。

【図２】この発明の枡目コードの読み取り方法における
枡目コードの０から９までのマーク方法の一実施例を示
す構成図である。

【図３】この発明の枡目コードの読み取り方法における
枡目コードのコードフォーマットを示す構成図である。

【図４】この発明の枡目コードの読み取り方法における
基準線の検出方法を示すステップ１の説明図である。

【図５】この発明の枡目コードの読み取り方法における
基準線の検出方法を示すステップ２の説明図である。

【図６】この発明の枡目コードの読み取り方法における
基準線の検出方法を示すステップ２の補正方法を説明す
る説明図である。

【図７】この発明の枡目コードの読み取り方法における
枡目コードのフォーマットおよびその読み取り方法を説
明する説明図である。

【図８】この発明の枡目コードの読み取り方法のフロー
チャートである。

【図９】この発明の枡目コードの読み取り方法のフロー
チャートである。

【図１０】この発明の枡目コードの読み取り方法におけ
る読み取り手段を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 白黒カメラ ２ 同期分離回路 ３ 第１の２値化回路 ４ 第１の２値化回路 ５ タイミングジェネレータ ６ 第１のメモリ ７ 第２のメモリ ８ マイクロプロセッサ ９ シリアル通信ドライバ １０ フォトカプラ ３１ 対象物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦３個、横３個の合計９つの枡目からな
   る枡目コードで、かつ白地でそのうち２つの枡目を塗り
   つぶすことで０〜４の５種類の情報を、しかも黒地でそ
   のうち２つの枡目を白抜きすることで５〜９の５種類の
   情報を、合計１０種類の情報を表わすことのできる枡目
   コードを備え、枡目コードの上方および下方に横方向の
   基準線を、左方および右方に縦方向の基準線を設けたフ
   ォーマットおよび、その上下方向に位置するそれぞれの
   基準線の右端点、左端点の位置によりコード全体の大き
   さや傾き、歪みを計測し、正規化することで枡目の対応
   位置を計算し、画像処理を応用して読み取りを行う枡目
   コードの読み取り方法。