JPH07107689B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JPH07107689B2
JPH07107689B2 JP1043712A JP4371289A JPH07107689B2 JP H07107689 B2 JPH07107689 B2 JP H07107689B2 JP 1043712 A JP1043712 A JP 1043712A JP 4371289 A JP4371289 A JP 4371289A JP H07107689 B2 JPH07107689 B2 JP H07107689B2
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博義 土屋
淳晴 山本
邦夫 三宮
宏曄 小寺
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、その復号を行なうことのでき
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長
方形の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2値データを
記憶する2値データメモリと、前記2値データを輪郭デ
ータに変換し出力する輪郭検出手段と、前記輪郭データ
を走査窓で走査し、前記走査窓のデータが所定のデータ
構造と一致すると、走査窓内またはその近傍も含めたデ
ータを全て消去する背景輪郭除去手段と、前記背景輪郭
除去手段の出力であるデータを所定サイズ膨張しバーコ
ードの輪郭データ間を塗り潰す輪郭信号膨張手段と、そ
の膨張されたデータを所定サイズ収縮しバーコード領域
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、その収縮されたデータに対し、画素の値が1の領域
の傾きと中心を演算する傾き・中心演算手段と、前記中
心を通りかつ前記傾きに沿った方向、及び直交する方向
の2方向の直線上の座標の順次算出するアドレス演算手
段と、前記座標の画像データを2値データメモリより読
み出しバーコードを復号するバーコード復号化手段とを
具備するものである。
作用 本発明は上記構成で、バーコードを含む2値画像に対
し、輪郭を検出し、予め非バーコードの特徴を有する輪
郭を除去し、続いてバーの輪郭間を膨張処理により塗り
潰し、更に収縮を行いバーコードの背景にある文字など
の領域を消滅させ、バーコード領域のスケルトンのみを
抽出し、抽出されたスケルトンの中心と傾きを求め、バ
ーコードの中心線及び直交する直線上のデータを読み取
ることにより、バーコードが任意の位置に任意の方向に
存在しても、バーコードの復号化を可能にしたものであ
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の入力画像信号を一定
レベルの閾値で2値化する2値化回路、3はその2値化
した信号を記憶する2値データメモリ、4は2値化した
信号の輪郭信号を出力する輪郭検出回路、5はその輪郭
信号を走査窓で走査し走査窓内の輪郭データが所定のデ
ータ構造であれば走査窓内のデータを全て0クリアする
背景輪郭除去の前処理回路、6は前記前処理後のデータ
を所定サイズ分拡大した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、7は前記膨張データに対し所
定サイズ分収縮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、8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、9は前記傾き方向に従って前記2値デー
タメモリを読み出すアドレス演算回路、10は前記メモリ
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2値化回路2で2値
信号に変換した後2値データメモリ3に記憶する。一
方、輪郭検出回路4で前記2値信号を輪郭信号に変換し
背景輪郭除去の前処理回路5でバーコードと明らかに異
なる背景画像の輪郭を検出し消去する(バーコードの輪
郭と前記検出できない背景画像の輪郭が残る)。前記消
去後のデータに対し輪郭信号膨張回路6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7
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8でバーコードの傾きと中心を求め、アド
レス演算回路9で前記傾き角に添って前記2値データメ
モリ3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2値データメモリ3から
読みだしデータをバーコード復号化回路10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2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。11は2値画像データで、12は2×2
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。
背景輪郭除去の前処理回路5は後の収縮処理過程での背
景雑音除去効果を高めるために膨張処理で大面積の黒領
域(データ=1)を作らないような前処理を行うもので
ある。第3図はバーコード領域抽出のための考え方を示
した図で、13はバーコード画像の特徴領域、14は背景画
像の特徴領域を示しており、15は前記2つの特徴領域が
重なった共通部分である。前記前処理回路5はその共通
部分を除いた背景画像の特徴を用いた処理を行う。第4
図(A)〜(I)の16〜24に背景画像の特徴判定に用い
る走査窓内の輪郭データパターン例を示す。同図(A)
〜(D)の16〜19は直交する輪郭パターンの判定で、走
査窓の中心に1を検出したとき画素グループAと画素グ
ループBの両方にそれぞれn個以上の1があれば背景画
像の輪郭パターンである判定し走査窓内の(またはその
近傍も含めた)データを全て0クリアする。同図の例で
はn=5またはn=6とする。
同図(E)〜(H)の20〜23は直交する0で区切られた
走査窓内の4つの領域の全てに1個以上の1を検出した
とき背景画像の輪郭パターンであると判定し走査窓内の
(またはその近傍も含めた)データを全て0クリアす
る。同図(I)の24は走査窓内の最外周画素が全て0で
あるときその内部にあるのは背景画像の孤立した輪郭パ
ターンであると判定し走査窓内の(またはその近傍も含
めた)データを全て0クリアする。次に、輪郭信号膨張
回路6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
いバー幅をrとしたとき直径r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5図にr=7
のときの円形マスクの例を示す。輪郭信号収縮回路7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7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
8はバーコードの傾きと中心を輪郭信号収縮回路7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6図に示すような画像データが傾き・中心演
算回路8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。第6図の25が画像データ領域(2値デ
ータメモリの領域と一致している)で、26がバーコード
の領域、27が輪郭信号収縮回路7で収縮されたバーコー
ドの領域で傾き・中心演算回路8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,
y1)、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)とし、 それぞれ (x1,y1);yが最小である点Pymin (x2,y2);yが最大である点Pymax (x3,y3);xが最小である点Pxmin (x4,y4);xが最大である点Pxmax 以下の演算において|ym−yn|>|xm−xn|であるときx座
標とy座標を交換して演算する。第4図の例では傾きa
は長辺2点から a=(y2−y3)/(x2−x3)または a=(y4−y1)/(x4−x1) 傾きが逆になると a=(y2−a4)/(x2−x4)または a=(y3−y1)/(x3−x1) 中心(x0,y0)は x0=(x4+x3)/2 y0=(y2+y1)/2 第7図に長方形4点Pymin,Pymax,Pxmin,Pxmaxの各座標
点(x1,y1)(x2,y2)(x3,y3)(x4,y4)を演算する動
作フローを示す。第7図において、28は開始点、29は黒
信号検出部で入力画像信号一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。黒信号は無ければ30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31の異常終了へ、副走査終了で無ければ29の黒信号
検出部へ戻る。29で黒信号を検出すると32の各ポインタ
初期値セット部へいきPymin,Pymax,Pxmin,Pxmax各点の
x,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33で副走査終了かを判定し終了であれば31の異
常終了へ、終了でなければ34の黒信号検出部へ行く。34
の黒信号検出部は次のラインの入力画像信号一走査線の
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35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Pxmin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Pxma
nのxアドレスより大きければ点Pxmaxのx,y座標に点Pe
のアドレスをセットした後33の副走査終了判定へ戻る。
34の黒信号検出部で黒信号が検出されなくなると36にい
き正常終了となる。アドレス演算回路9は2値データメ
モリ3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8で求めた傾きaと中心
(x0,y0)から中心(x0,y0)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=1,2,3…… y=ax+b b=y0−ax0 傾き・中心演算回路8とアドレス演算回路9はマイクロ
コンピュータで演算回路を構成する。バーコード復号化
回路10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8図は上述した装置の処理の具体的実施例である。同
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。同図(B)は同
図(A)の輪郭画像、同図(C)は同図(B)に対して
背景輪郭除去の前処理を行なった後の膨張画像で白の小
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
れたものである。
同図(D)は同図(C)の画像を収縮した画像である。
同図(E)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37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9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。同図(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38を収縮した領域39
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。それに対して同図(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40を収縮した領域41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
号を行なう。同図(C)は同図(A),(B)の中間で
バーコード領域42がほゞ正方形に近い場合で、このとき
は収縮した領域43の直交する方向AA′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。
あらかじめ同図(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、バーコードを含
む画像の輪郭を検出し、予め非バーコード領域の特徴を
有する輪郭を除去し、その後膨張処理によりバーの輪郭
間を塗り潰し、さらに収縮をかけることにより背景の文
字・紋様を完全に除去し、バーコード領域のスケルトン
のみを抽出するため、前記スケルトンの中心及び傾きを
容易に特定でき、バーコードの中心線及び直交する直線
上のデータを復号することによりバーコードが任意の位
置に任意の方向に存在しても正確かつ高速なバーコード
認識が可能となる。
【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図は同装置の要部である輪郭検出
のための走査窓の概念図、第3図は同バーコード領域抽
出の考え方を説明する概念図、第4図(A)〜(I)は
同背景画像の特徴抽出に用いる走査窓内の輪郭パターン
図、第5図は同直径7の円形マスクの概念図、第6図は
同収縮したバーコード領域の画像の概念図、第7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8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9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……背景輪郭除去の前処理回
路、6……輪郭信号膨張回路、7……輪郭信号収縮回
路、8……傾き・中心演算回路、9……アドレス演算回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小寺 宏曄 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−115165(JP,A) 特開 昭61−141087(JP,A) 画像処理ハンドブック編集委員会編「画 像処理ハンドブック」(昭62−6−8)昭 晃堂 P.320

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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
    2値データを記憶する2値データメモリと、前記2値デ
    ータを輪郭データに変換し出力する輪郭検出手段と、前
    記輪郭データを走査窓で走査し、前記走査窓のデータが
    所定のデータ構造と一致すると走査窓内またはその近傍
    も含めたデータを全て消去する背景輪郭除去手段と、前
    記背景輪郭除去手段の出力であるデータを所定サイズ膨
    張しバーコードの輪郭データ間を塗り潰す輪郭信号膨張
    手段と、その膨張されたデータを所定サイズ収縮しバー
    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、その収縮されたデータに対し、画素の値
    が1の領域の傾きと中心を演算する傾き・中心演算手段
    と、前記中心を通りかつ前記傾きに沿った方向、及び直
    交する方向の2方向の直線上の座標を順次算出するアド
    レス演算手段と、前記座標の画像データを2値データメ
    モリより読み出し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. 【請求項2】背景輪郭除去手段は、データ構造において
    走査窓内の最外周画素が全て0(非輪郭)であることを
    特徴とする請求項1記載の画像信号処理装置。
  3. 【請求項3】背景輪郭除去手段は、データ構造において
    走査窓内で直交する1(輪郭線)を検出することを特徴
    とする請求項1記載の画像信号処理装置。
  4. 【請求項4】背景輪郭除去手段は、データ構造において
    走査窓内で直交する0(非輪郭線で区切られた4領域の
    全てに1個以上の1を検出することを特徴とする請求項
    1記載の画像信号処理装置。
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JPS61141087A (ja) * 1984-12-14 1986-06-28 Hitachi Ltd 画像処理方法及び装置
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