JPH086969A - 管理用2次元パターン、情報表示タグ、画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents
管理用2次元パターン、情報表示タグ、画像処理方法及び画像処理装置Info
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- JPH086969A JPH086969A JP6137399A JP13739994A JPH086969A JP H086969 A JPH086969 A JP H086969A JP 6137399 A JP6137399 A JP 6137399A JP 13739994 A JP13739994 A JP 13739994A JP H086969 A JPH086969 A JP H086969A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対象物に関連する情報を効率よく2次元的に
表示できる。 【構成】 2次元タグに表示される2次元パターン50
は、その中央部に位置及び姿勢を識別するための正方形
状の位置基準領域60と周囲の1データセル分の識別領
域62とから構成された第1領域52、情報の読取り開
始位置を識別するための白と黒とのパターンが交互に現
れる第2領域54、及びコード化された対象物に関連す
る情報を表示するための第3領域56から構成される。
この第1領域52の正方形状の領域を検出すれば2次元
パターン50が表示された2次元タグの位置を検出で
き、第2の領域54の黒と白とが交互に現れるデータセ
ルを検出すれば2次元タグの姿勢を検出し、補正するこ
とができる。従って、情報量を多く表示できる外周部を
有効に利用できる。
表示できる。 【構成】 2次元タグに表示される2次元パターン50
は、その中央部に位置及び姿勢を識別するための正方形
状の位置基準領域60と周囲の1データセル分の識別領
域62とから構成された第1領域52、情報の読取り開
始位置を識別するための白と黒とのパターンが交互に現
れる第2領域54、及びコード化された対象物に関連す
る情報を表示するための第3領域56から構成される。
この第1領域52の正方形状の領域を検出すれば2次元
パターン50が表示された2次元タグの位置を検出で
き、第2の領域54の黒と白とが交互に現れるデータセ
ルを検出すれば2次元タグの姿勢を検出し、補正するこ
とができる。従って、情報量を多く表示できる外周部を
有効に利用できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管理用2次元パター
ン、情報表示タグ、画像処理方法及び画像処理装置にか
かり、特に、対象物に関連する情報を表示するために用
いる管理用2次元パターン、管理用2次元パターンを表
示する情報表示タグ、情報表示タグから情報を得る画像
処理方法及び画像処理装置に関する。
ン、情報表示タグ、画像処理方法及び画像処理装置にか
かり、特に、対象物に関連する情報を表示するために用
いる管理用2次元パターン、管理用2次元パターンを表
示する情報表示タグ、情報表示タグから情報を得る画像
処理方法及び画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】流通業
等では、工業製品や食品等の物品を識別や管理するため
に、従来よりバーコードが広く用いられている。周知の
ように、バーコードは、白黒のバー状のパターンの連続
によりコードが記録され、記録されたコードを何れの方
向からでも直線的に走査することにより読み取ることが
でき、検出器に対するバーコードの姿勢が傾むいても検
出できるという回転に対する許容範囲を有している。と
ころが、このバーコードは、それ自体で表現できるコー
ド等がメーカー単位で割り振られており、表現できる情
報量には限界がある。このため、より多くの情報量を表
現できる2次元コードが数多く提案されている。
等では、工業製品や食品等の物品を識別や管理するため
に、従来よりバーコードが広く用いられている。周知の
ように、バーコードは、白黒のバー状のパターンの連続
によりコードが記録され、記録されたコードを何れの方
向からでも直線的に走査することにより読み取ることが
でき、検出器に対するバーコードの姿勢が傾むいても検
出できるという回転に対する許容範囲を有している。と
ころが、このバーコードは、それ自体で表現できるコー
ド等がメーカー単位で割り振られており、表現できる情
報量には限界がある。このため、より多くの情報量を表
現できる2次元コードが数多く提案されている。
【0003】例えば、シンボルテクノロジー社により提
案されているPDF417というコードがある。このP
DF417というコードは上記バーコードを2次元的に
複数段並べて構成して従来のバーコードの利点を生かし
つつ容量を高めたものであるが、単に2次元的にバーコ
ードを複数段並べたのみでは、その配列順序や方向によ
って検出方向が特定されるので、従来のバーコードが有
している回転に対する許容範囲が狭くなる。このため、
2次元コードとして用いている領域内を有効に利用して
いない。
案されているPDF417というコードがある。このP
DF417というコードは上記バーコードを2次元的に
複数段並べて構成して従来のバーコードの利点を生かし
つつ容量を高めたものであるが、単に2次元的にバーコ
ードを複数段並べたのみでは、その配列順序や方向によ
って検出方向が特定されるので、従来のバーコードが有
している回転に対する許容範囲が狭くなる。このため、
2次元コードとして用いている領域内を有効に利用して
いない。
【0004】また、他例では、ベリテック社(ベリコー
ド)やIDマトリックス社等により提案された白と黒の
正方形のデータセルの各々から構成された2次元セルか
らなるコードがあるが、コードを検出するために、デー
タが記録されたデータフィールドを囲むようにその外周
部に2次元領域を検出するためのクワイエットゾーン等
を必要とする。この2次元領域の外周はデータ容量が大
きくなるので、情報量も多く記録でき、2次元領域を検
出するためにのみ用いるのは経済的でない。
ド)やIDマトリックス社等により提案された白と黒の
正方形のデータセルの各々から構成された2次元セルか
らなるコードがあるが、コードを検出するために、デー
タが記録されたデータフィールドを囲むようにその外周
部に2次元領域を検出するためのクワイエットゾーン等
を必要とする。この2次元領域の外周はデータ容量が大
きくなるので、情報量も多く記録でき、2次元領域を検
出するためにのみ用いるのは経済的でない。
【0005】ところで、倉庫業においても製品に付いて
くるバーコードを利用し、納品による製品等の管理に利
用することがある。このような製品等の管理では、バー
コードの読み取りの容易さを利用して製品自体のコード
ではなく管理用のコードを予め定め、倉庫内等の閉じた
領域でのみ有効な管理用のコードをバーコードにして製
品の管理をすることがある。この閉じた領域で用いる管
理用のコードは、バーコードである必要はない。このよ
うな閉じた領域での管理用のコードの実現例には、広範
囲の領域に置かれた管理用のコードが記録された媒体
(以下、タグという。)を抽出し認識するための2次元
タグとして、アレイテックシステムズのアレイタグがあ
る。このアレイタグは8角形状にセルを配置するもので
あるが、内周と外周とで情報密度が異なると共に、上記
の2次元コードと同様に、最外周はデータフィールドの
検出のために利用しているので、2次元コードとして用
いている領域内を有効に利用していない。
くるバーコードを利用し、納品による製品等の管理に利
用することがある。このような製品等の管理では、バー
コードの読み取りの容易さを利用して製品自体のコード
ではなく管理用のコードを予め定め、倉庫内等の閉じた
領域でのみ有効な管理用のコードをバーコードにして製
品の管理をすることがある。この閉じた領域で用いる管
理用のコードは、バーコードである必要はない。このよ
うな閉じた領域での管理用のコードの実現例には、広範
囲の領域に置かれた管理用のコードが記録された媒体
(以下、タグという。)を抽出し認識するための2次元
タグとして、アレイテックシステムズのアレイタグがあ
る。このアレイタグは8角形状にセルを配置するもので
あるが、内周と外周とで情報密度が異なると共に、上記
の2次元コードと同様に、最外周はデータフィールドの
検出のために利用しているので、2次元コードとして用
いている領域内を有効に利用していない。
【0006】従って、従来の2次元コードは、各セルを
白・黒の2種類の値でデータ(コード)を扱うので、情
報密度が低く、大量の情報を扱うためには大きな領域を
必要とすることになる。また、検出のためにはデータ容
量が多い最外周を利用しているので、コードとして用い
る領域を効率的に利用していない。
白・黒の2種類の値でデータ(コード)を扱うので、情
報密度が低く、大量の情報を扱うためには大きな領域を
必要とすることになる。また、検出のためにはデータ容
量が多い最外周を利用しているので、コードとして用い
る領域を効率的に利用していない。
【0007】本発明は、上記事実を考慮して、対象物に
関連する情報を効率よく2次元的に表示できる管理用2
次元パターンを提供することが目的である。
関連する情報を効率よく2次元的に表示できる管理用2
次元パターンを提供することが目的である。
【0008】また、上記目的に加え、情報が2次元コー
ドとして効率よく表示された情報表示タグを得ることが
目的である。
ドとして効率よく表示された情報表示タグを得ることが
目的である。
【0009】さらに、上記目的に加え、表示された管理
用2次元パターンから的確に情報を得ることができる画
像処理方法及び画像処理装置を得ることが目的である。
用2次元パターンから的確に情報を得ることができる画
像処理方法及び画像処理装置を得ることが目的である。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明の管理用2次元パターンは、対
象物の少なくとも一部の画像を読み取り、読み取った画
像に基づいて該対象物に関連する情報を検出するために
用いる管理用2次元パターンであって、前記管理用2次
元パターンの中心付近に位置すると共に、前記管理用2
次元パターンの位置を識別するための位置基準パターン
を有する第1の領域と、前記第1の領域から前記管理用
2次元パターンの外周に向かう所定方向へ、パターンが
異なる複数の単位パターンのうち少なくとも1つの単位
パターンを配列した第2の領域と、前記第1の領域及び
第2の領域を除く領域であって、前記対象物に関連する
情報を表すように前記複数の単位パターンを配列した第
3の領域と、から構成されている。
に請求項1に記載の発明の管理用2次元パターンは、対
象物の少なくとも一部の画像を読み取り、読み取った画
像に基づいて該対象物に関連する情報を検出するために
用いる管理用2次元パターンであって、前記管理用2次
元パターンの中心付近に位置すると共に、前記管理用2
次元パターンの位置を識別するための位置基準パターン
を有する第1の領域と、前記第1の領域から前記管理用
2次元パターンの外周に向かう所定方向へ、パターンが
異なる複数の単位パターンのうち少なくとも1つの単位
パターンを配列した第2の領域と、前記第1の領域及び
第2の領域を除く領域であって、前記対象物に関連する
情報を表すように前記複数の単位パターンを配列した第
3の領域と、から構成されている。
【0011】請求項2に記載の発明の管理用2次元パタ
ーンは、対象物の少なくとも一部の画像を読み取り、読
み取った画像に基づいて該対象物に関連する情報を検出
するために用いる管理用2次元パターンであって、前記
管理用2次元パターンの中心付近に位置すると共に、前
記管理用2次元パターンの位置及び方向を識別するため
の位置基準パターンを有する第1の領域と、前記第1の
領域から前記管理用2次元パターンの外周に向かう所定
方向へ、パターンが異なる複数の単位パターンのうち少
なくとも1つの単位パターンを配列した第2の領域と、
前記第1の領域及び第2の領域を除く領域であって、前
記対象物に関連する情報を表すように前記複数の単位パ
ターンを配列した第3の領域と、から構成されている。
ーンは、対象物の少なくとも一部の画像を読み取り、読
み取った画像に基づいて該対象物に関連する情報を検出
するために用いる管理用2次元パターンであって、前記
管理用2次元パターンの中心付近に位置すると共に、前
記管理用2次元パターンの位置及び方向を識別するため
の位置基準パターンを有する第1の領域と、前記第1の
領域から前記管理用2次元パターンの外周に向かう所定
方向へ、パターンが異なる複数の単位パターンのうち少
なくとも1つの単位パターンを配列した第2の領域と、
前記第1の領域及び第2の領域を除く領域であって、前
記対象物に関連する情報を表すように前記複数の単位パ
ターンを配列した第3の領域と、から構成されている。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の管理用2次元パターンであって、前記第2の
領域は、前記第1の領域から前記管理用2次元パターン
の外周に向かう所定方向へ、パターンが異なる複数の単
位パターンを所定の順序で隣接するように配列したこと
を特徴としている。
2に記載の管理用2次元パターンであって、前記第2の
領域は、前記第1の領域から前記管理用2次元パターン
の外周に向かう所定方向へ、パターンが異なる複数の単
位パターンを所定の順序で隣接するように配列したこと
を特徴としている。
【0013】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
の管理用2次元パターンであって、前記位置基準パター
ンは、中心部に位置しかつ前記方向を識別するための方
向パターンと、該方向パターンの周囲に該方向パターン
と判別可能に配列された位置識別パターンとを有するこ
とを特徴としている。
の管理用2次元パターンであって、前記位置基準パター
ンは、中心部に位置しかつ前記方向を識別するための方
向パターンと、該方向パターンの周囲に該方向パターン
と判別可能に配列された位置識別パターンとを有するこ
とを特徴としている。
【0014】請求項5に記載の発明は、請求項3に記載
の管理用2次元パターンであって、前記第2の領域は、
前記第1の領域の所定点と前記管理用2次元パターンの
外周の少なくとも1点とを結ぶ直線に沿う方向に、パタ
ーンが異なる複数の単位パターンを所定の順序で隣接す
るように配列したことことを特徴としている。
の管理用2次元パターンであって、前記第2の領域は、
前記第1の領域の所定点と前記管理用2次元パターンの
外周の少なくとも1点とを結ぶ直線に沿う方向に、パタ
ーンが異なる複数の単位パターンを所定の順序で隣接す
るように配列したことことを特徴としている。
【0015】請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請
求項5の何れか1項に記載の管理用2次元パターンであ
って、前記複数の単位パターンは、各々矩形状で、全面
が第1濃度からなる第1パターン、全面が当該第1濃度
と異なる第2濃度からなる第2パターン、単位パターン
の第1対角線を境として分割された一方の部位が前記第
1濃度からなると共に他方の部位が第2濃度からなる第
3パターン、単位パターンの第2対角線を境として分割
された一方の部位が前記第1濃度からなると共に他方の
部位が第2濃度からなる第4パターン、前記第1対角線
を境として分割された一方の部位が前記第2濃度からな
ると共に他方の部位が第1濃度からなる第5パターン、
前記第2対角線を境として分割された一方の部位が前記
第2濃度からなると共に他方の部位が第1濃度からなる
第6パターンを有することを特徴としている。
求項5の何れか1項に記載の管理用2次元パターンであ
って、前記複数の単位パターンは、各々矩形状で、全面
が第1濃度からなる第1パターン、全面が当該第1濃度
と異なる第2濃度からなる第2パターン、単位パターン
の第1対角線を境として分割された一方の部位が前記第
1濃度からなると共に他方の部位が第2濃度からなる第
3パターン、単位パターンの第2対角線を境として分割
された一方の部位が前記第1濃度からなると共に他方の
部位が第2濃度からなる第4パターン、前記第1対角線
を境として分割された一方の部位が前記第2濃度からな
ると共に他方の部位が第1濃度からなる第5パターン、
前記第2対角線を境として分割された一方の部位が前記
第2濃度からなると共に他方の部位が第1濃度からなる
第6パターンを有することを特徴としている。
【0016】請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請
求項5の何れか1項に記載の管理用2次元パターンであ
って、前記複数の単位パターンは、各々矩形状で、全面
が第1色からなる第1パターン、全面が当該第1色と異
なる第2色からなる第2パターン、単位パターンの第1
の対角線を境として分割された一方の部位が前記第1色
からなると共に他方の部位が第2色からなる第3パター
ン、単位パターンの第2の対角線を境として分割された
一方の部位が前記第1色からなると共に他方の部位が第
2色からなる第4パターン、前記第1の対角線を境とし
て分割された一方の部位が前記第2色からなると共に他
方の部位が第1色からなる第5パターン、前記第2の対
角線を境として分割された一方の部位が前記第2色から
なると共に他方の部位が第1色からなる第6パターンを
有することを特徴としている。
求項5の何れか1項に記載の管理用2次元パターンであ
って、前記複数の単位パターンは、各々矩形状で、全面
が第1色からなる第1パターン、全面が当該第1色と異
なる第2色からなる第2パターン、単位パターンの第1
の対角線を境として分割された一方の部位が前記第1色
からなると共に他方の部位が第2色からなる第3パター
ン、単位パターンの第2の対角線を境として分割された
一方の部位が前記第1色からなると共に他方の部位が第
2色からなる第4パターン、前記第1の対角線を境とし
て分割された一方の部位が前記第2色からなると共に他
方の部位が第1色からなる第5パターン、前記第2の対
角線を境として分割された一方の部位が前記第2色から
なると共に他方の部位が第1色からなる第6パターンを
有することを特徴としている。
【0017】請求項8に記載の発明の情報表示タグは、
請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の管理用2次
元パターンが所定範囲に表示されている。
請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の管理用2次
元パターンが所定範囲に表示されている。
【0018】請求項9に記載の発明は、請求項8に記載
の情報表示タグを画像として読み取り、読み取った画像
に基づいて該情報表示タグに含まれる情報を検出する画
像処理方法であって、前記画像から複数部位の濃度また
は色を検出し、異なる濃度または色が検出されたときに
は異なる部位と判定し、判別結果に基づいて前記情報表
示タグに含まれる情報を検出する。
の情報表示タグを画像として読み取り、読み取った画像
に基づいて該情報表示タグに含まれる情報を検出する画
像処理方法であって、前記画像から複数部位の濃度また
は色を検出し、異なる濃度または色が検出されたときに
は異なる部位と判定し、判別結果に基づいて前記情報表
示タグに含まれる情報を検出する。
【0019】請求項10に記載の発明は、請求項6また
は請求項7に記載の管理用2次元パターンが表示された
情報表示タグを画像として読み取り、読み取った画像に
基づいて該情報表示タグに含まれる情報を検出する画像
処理方法であって、前記単位パターンが表示された領域
内の複数部位における濃度または色を検出し、該複数部
位の各々に対応する濃度または色の相関関係を求め、求
めた相関関係に基づいて単位パターンを判別し、判別結
果に基づいて前記情報表示タグに含まれる情報を検出す
る。
は請求項7に記載の管理用2次元パターンが表示された
情報表示タグを画像として読み取り、読み取った画像に
基づいて該情報表示タグに含まれる情報を検出する画像
処理方法であって、前記単位パターンが表示された領域
内の複数部位における濃度または色を検出し、該複数部
位の各々に対応する濃度または色の相関関係を求め、求
めた相関関係に基づいて単位パターンを判別し、判別結
果に基づいて前記情報表示タグに含まれる情報を検出す
る。
【0020】請求項11に記載の発明は、請求項10に
記載の画像処理方法であって、前記単位パターン内の前
記対角線を境とした一方の部位の第1の検出濃度または
検出色と他方の部位の第2の検出濃度または検出色とを
検出し、第1の検出濃度または検出色と第2の検出濃度
または検出色の差を求め、該差と前記一方の部位及び他
方の部位の位置関係を対応させることによって複数部位
に対応する濃度または色の相関関係を求め、求めた相関
関係に基づいて単位パターンを判別することを特徴とし
ている。
記載の画像処理方法であって、前記単位パターン内の前
記対角線を境とした一方の部位の第1の検出濃度または
検出色と他方の部位の第2の検出濃度または検出色とを
検出し、第1の検出濃度または検出色と第2の検出濃度
または検出色の差を求め、該差と前記一方の部位及び他
方の部位の位置関係を対応させることによって複数部位
に対応する濃度または色の相関関係を求め、求めた相関
関係に基づいて単位パターンを判別することを特徴とし
ている。
【0021】請求項12に記載の発明は、請求項6また
は請求項7に記載の管理用2次元パターンが表示された
情報表示タグを画像として読み取り、読み取った画像に
基づいて該情報表示タグに含まれる情報を検出する画像
処理方法であって、前記画像について周囲と異なる濃度
または色でかつ略同一の濃度または色の微小領域を周囲
の濃度または色と一致した領域となるように変換した変
換画像を形成し、前記変換画像を空間微分した微分画像
を求め、前記微分画像を用いて、前記第1の領域の輪郭
を抽出し、抽出した輪郭に基づいて前記管理用2次元パ
ターンの位置及び方向を識別する。
は請求項7に記載の管理用2次元パターンが表示された
情報表示タグを画像として読み取り、読み取った画像に
基づいて該情報表示タグに含まれる情報を検出する画像
処理方法であって、前記画像について周囲と異なる濃度
または色でかつ略同一の濃度または色の微小領域を周囲
の濃度または色と一致した領域となるように変換した変
換画像を形成し、前記変換画像を空間微分した微分画像
を求め、前記微分画像を用いて、前記第1の領域の輪郭
を抽出し、抽出した輪郭に基づいて前記管理用2次元パ
ターンの位置及び方向を識別する。
【0022】請求項13に記載の発明の画像処理装置
は、請求項6または請求項7に記載の管理用2次元パタ
ーンが表示された情報表示タグを含む画像を撮像する撮
像手段と、撮像された画像に基づいて周囲と異なる濃度
または色でかつ略同一の濃度または色の微小領域を周囲
の濃度または色と一致した領域となるように変換した変
換画像を形成する画像変換手段と、前記変換画像を空間
微分した微分画像を求めて該微分画像を用いて前記第1
の領域の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、からなる前処
理手段と、抽出した輪郭に基づいて前記管理用2次元パ
ターンの位置及び方向を検出するタグ位置姿勢検出手段
と、検出された位置及び方向に基づいて、前記第2の領
域及び第3の領域を定めると共に、前記単位パターンが
表示された領域を定める領域設定手段と、前記単位パタ
ーンが表示された各領域内の複数部位の各々における濃
度または色を検出し、複数部位に対応する濃度または色
の相関関係を求め、求めた相関関係に基づいて個々の単
位パターンを判別し、判別した複数の単位パターンの配
列に基づいて前記情報表示タグに含まれる情報を解析す
るセルデータ解析手段と、を備えている。
は、請求項6または請求項7に記載の管理用2次元パタ
ーンが表示された情報表示タグを含む画像を撮像する撮
像手段と、撮像された画像に基づいて周囲と異なる濃度
または色でかつ略同一の濃度または色の微小領域を周囲
の濃度または色と一致した領域となるように変換した変
換画像を形成する画像変換手段と、前記変換画像を空間
微分した微分画像を求めて該微分画像を用いて前記第1
の領域の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、からなる前処
理手段と、抽出した輪郭に基づいて前記管理用2次元パ
ターンの位置及び方向を検出するタグ位置姿勢検出手段
と、検出された位置及び方向に基づいて、前記第2の領
域及び第3の領域を定めると共に、前記単位パターンが
表示された領域を定める領域設定手段と、前記単位パタ
ーンが表示された各領域内の複数部位の各々における濃
度または色を検出し、複数部位に対応する濃度または色
の相関関係を求め、求めた相関関係に基づいて個々の単
位パターンを判別し、判別した複数の単位パターンの配
列に基づいて前記情報表示タグに含まれる情報を解析す
るセルデータ解析手段と、を備えている。
【0023】
【作用】請求項1に記載の管理用2次元パターンは、対
象物の少なくとも一部の画像を読み取り、読み取った画
像に基づいて該対象物に関連する情報を検出するために
用いるものである。この管理用2次元パターンの中心付
近には第1の領域が位置している。この第1領域は、管
理用2次元パターンの位置を識別するための位置基準パ
ターンを有している。この第1の領域から管理用2次元
パターンの外周に向かう所定方向の第2の領域には、パ
ターンが異なる複数の単位パターンのうち少なくとも1
つの単位パターンが配列されている。これら第1の領域
及び第2の領域を除く領域である第3の領域には、対象
物に関連する情報を表すように複数の単位パターンが配
列されている。このように、管理用2次元パターンの位
置を識別するための第1の領域を中心付近に設けている
ので、対象物の少なくとも一部を撮像した画像から管理
用2次元パターンを識別するときに中心付近の第1の領
域によって検出することができ、2次元的に情報を表示
するために、その外周付近をパターンの識別等に用いる
ことがなく、対象物に関連する情報を効率よく2次元的
に表現できる。また、第2の領域には、複数の単位パタ
ーンのうち少なくとも1つの単位パターンが配列されて
いるので、この第2の領域を用いて、撮像した画像にお
ける管理用2次元パターンの基準を検出することができ
る。
象物の少なくとも一部の画像を読み取り、読み取った画
像に基づいて該対象物に関連する情報を検出するために
用いるものである。この管理用2次元パターンの中心付
近には第1の領域が位置している。この第1領域は、管
理用2次元パターンの位置を識別するための位置基準パ
ターンを有している。この第1の領域から管理用2次元
パターンの外周に向かう所定方向の第2の領域には、パ
ターンが異なる複数の単位パターンのうち少なくとも1
つの単位パターンが配列されている。これら第1の領域
及び第2の領域を除く領域である第3の領域には、対象
物に関連する情報を表すように複数の単位パターンが配
列されている。このように、管理用2次元パターンの位
置を識別するための第1の領域を中心付近に設けている
ので、対象物の少なくとも一部を撮像した画像から管理
用2次元パターンを識別するときに中心付近の第1の領
域によって検出することができ、2次元的に情報を表示
するために、その外周付近をパターンの識別等に用いる
ことがなく、対象物に関連する情報を効率よく2次元的
に表現できる。また、第2の領域には、複数の単位パタ
ーンのうち少なくとも1つの単位パターンが配列されて
いるので、この第2の領域を用いて、撮像した画像にお
ける管理用2次元パターンの基準を検出することができ
る。
【0024】請求項2に記載の管理用2次元パターンで
は、管理用2次元パターンの中心付近に位置する第1の
領域が管理用2次元パターンの位置及び方向を識別する
ための位置基準パターンを有している。この第1の領域
から管理用2次元パターンの外周に向かう所定方向の第
2の領域には、パターンが異なる複数の単位パターンの
うち少なくとも1つの単位パターンが配列されている。
これら第1の領域及び第2の領域を除く領域である第3
の領域には、対象物に関連する情報を表すように複数の
単位パターンが配列されている。このように、管理用2
次元パターンの位置及び方向を識別するための第1の領
域を中心付近に設けているので、対象物の一部を撮像し
た画像から管理用2次元パターンを識別するときに中心
付近の第1の領域によって検出することができ、2次元
的に情報を表示するために、その外周付近をパターンの
識別等に用いることがなく、対象物に関連する情報を効
率よく2次元的に表現できる。この位置基準パターン
は、請求項4にも記載したように、中心部に位置しかつ
方向を識別するための方向パターンと、該方向パターン
の周囲に該方向パターンと判別可能に配列された位置識
別パターンとを有することができる。このように、位置
基準パターンを方向パターンと位置識別パターンとを含
んで形成することによって、対象物の一部を撮像した画
像から管理用2次元パターンを検出できると共に、第2
の領域に対する方向を指示することができる。
は、管理用2次元パターンの中心付近に位置する第1の
領域が管理用2次元パターンの位置及び方向を識別する
ための位置基準パターンを有している。この第1の領域
から管理用2次元パターンの外周に向かう所定方向の第
2の領域には、パターンが異なる複数の単位パターンの
うち少なくとも1つの単位パターンが配列されている。
これら第1の領域及び第2の領域を除く領域である第3
の領域には、対象物に関連する情報を表すように複数の
単位パターンが配列されている。このように、管理用2
次元パターンの位置及び方向を識別するための第1の領
域を中心付近に設けているので、対象物の一部を撮像し
た画像から管理用2次元パターンを識別するときに中心
付近の第1の領域によって検出することができ、2次元
的に情報を表示するために、その外周付近をパターンの
識別等に用いることがなく、対象物に関連する情報を効
率よく2次元的に表現できる。この位置基準パターン
は、請求項4にも記載したように、中心部に位置しかつ
方向を識別するための方向パターンと、該方向パターン
の周囲に該方向パターンと判別可能に配列された位置識
別パターンとを有することができる。このように、位置
基準パターンを方向パターンと位置識別パターンとを含
んで形成することによって、対象物の一部を撮像した画
像から管理用2次元パターンを検出できると共に、第2
の領域に対する方向を指示することができる。
【0025】前記第2の領域は、請求項3にも記載した
ように、第1の領域から管理用2次元パターンの外周に
向かう所定方向へ、パターンが異なる複数の単位パター
ンを所定の順序で隣接するように配列することができ
る。このように、管理用2次元パターンにおける所定方
向の第2の領域に、複数の単位パターンを所定の順序で
隣接するように配列すれば、この第2の領域から管理用
2次元パターンの姿勢を容易に検出することができ、撮
像した画像における管理用2次元パターンが傾いた場合
であっても、得られる管理用2次元パターンの姿勢から
容易に補正することができる。また、この場合、第2の
領域は、管理用2次元パターンの姿勢検出のため、管理
用2次元パターンに含まれる領域の全てについて表示さ
れることが好ましい。そこで、請求項5にも記載したよ
うに、第1の領域の所定点と管理用2次元パターンの外
周の少なくとも1点とを結ぶ直線に沿う方向に、パター
ンが異なる複数の単位パターンを所定の順序で隣接する
ように配列することによって、第2の領域は管理用2次
元パターン内部を縦断するように形成できる。
ように、第1の領域から管理用2次元パターンの外周に
向かう所定方向へ、パターンが異なる複数の単位パター
ンを所定の順序で隣接するように配列することができ
る。このように、管理用2次元パターンにおける所定方
向の第2の領域に、複数の単位パターンを所定の順序で
隣接するように配列すれば、この第2の領域から管理用
2次元パターンの姿勢を容易に検出することができ、撮
像した画像における管理用2次元パターンが傾いた場合
であっても、得られる管理用2次元パターンの姿勢から
容易に補正することができる。また、この場合、第2の
領域は、管理用2次元パターンの姿勢検出のため、管理
用2次元パターンに含まれる領域の全てについて表示さ
れることが好ましい。そこで、請求項5にも記載したよ
うに、第1の領域の所定点と管理用2次元パターンの外
周の少なくとも1点とを結ぶ直線に沿う方向に、パター
ンが異なる複数の単位パターンを所定の順序で隣接する
ように配列することによって、第2の領域は管理用2次
元パターン内部を縦断するように形成できる。
【0026】請求項6に記載した発明では、前記複数の
単位パターンは、各々矩形状であると共に、単位パター
ンの対角線で分割された2つの領域を同一または異なる
濃度で複数の単位パターンを形成している。すなわち、
複数の単位パターンは、全面が第1濃度からなる第1パ
ターンと、全面が第1濃度と異なる第2濃度からなる第
2パターンと、単位パターンの第1対角線を境として分
割された一方の部位が第1濃度からなると共に他方の部
位が第2濃度からなる第3パターンと、単位パターンの
第2対角線を境として分割された一方の部位が第1濃度
からなると共に他方の部位が第2濃度からなる第4パタ
ーンと、第1対角線を境として分割された一方の部位が
第2濃度からなると共に他方の部位が第1濃度からなる
第5パターンと、第2対角線を境として分割された一方
の部位が第2濃度からなると共に他方の部位が第1濃度
からなる第6パターンとから構成されている。従って、
管理用2次元パターンに表示させる単位パターンとして
6パターンを表示することができ、対象物に関連する情
報を6つの値を以て対応させることができる。
単位パターンは、各々矩形状であると共に、単位パター
ンの対角線で分割された2つの領域を同一または異なる
濃度で複数の単位パターンを形成している。すなわち、
複数の単位パターンは、全面が第1濃度からなる第1パ
ターンと、全面が第1濃度と異なる第2濃度からなる第
2パターンと、単位パターンの第1対角線を境として分
割された一方の部位が第1濃度からなると共に他方の部
位が第2濃度からなる第3パターンと、単位パターンの
第2対角線を境として分割された一方の部位が第1濃度
からなると共に他方の部位が第2濃度からなる第4パタ
ーンと、第1対角線を境として分割された一方の部位が
第2濃度からなると共に他方の部位が第1濃度からなる
第5パターンと、第2対角線を境として分割された一方
の部位が第2濃度からなると共に他方の部位が第1濃度
からなる第6パターンとから構成されている。従って、
管理用2次元パターンに表示させる単位パターンとして
6パターンを表示することができ、対象物に関連する情
報を6つの値を以て対応させることができる。
【0027】また、請求項7にも記載したように、前記
複数の単位パターンは、異なる色で複数の単位パターン
を形成できる。すなわち、複数の単位パターンは、全面
が第1色からなる第1パターンと、全面が当該第1色と
異なる第2色からなる第2パターンと、単位パターンの
第1の対角線を境として分割された一方の部位が第1色
からなると共に他方の部位が第2色からなる第3パター
ンと、単位パターンの第2の対角線を境として分割され
た一方の部位が第1色からなると共に他方の部位が第2
色からなる第4パターンと、第1の対角線を境として分
割された一方の部位が第2色からなると共に他方の部位
が第1色からなる第5パターンと、第2の対角線を境と
して分割された一方の部位が第2色からなると共に他方
の部位が第1色からなる第6パターンとを有することが
できる。
複数の単位パターンは、異なる色で複数の単位パターン
を形成できる。すなわち、複数の単位パターンは、全面
が第1色からなる第1パターンと、全面が当該第1色と
異なる第2色からなる第2パターンと、単位パターンの
第1の対角線を境として分割された一方の部位が第1色
からなると共に他方の部位が第2色からなる第3パター
ンと、単位パターンの第2の対角線を境として分割され
た一方の部位が第1色からなると共に他方の部位が第2
色からなる第4パターンと、第1の対角線を境として分
割された一方の部位が第2色からなると共に他方の部位
が第1色からなる第5パターンと、第2の対角線を境と
して分割された一方の部位が第2色からなると共に他方
の部位が第1色からなる第6パターンとを有することが
できる。
【0028】請求項8に記載の発明では、前記の管理用
2次元パターンを所定範囲に表示することによって、情
報が2次元コードとして効率よく表示された情報表示タ
グを形成することができる。
2次元パターンを所定範囲に表示することによって、情
報が2次元コードとして効率よく表示された情報表示タ
グを形成することができる。
【0029】請求項9に記載の画像処理方法では、請求
項8に記載の情報表示タグを画像として読み取り、読み
取った画像に基づいて該情報表示タグに含まれる情報を
検出する。この読み取った画像に基づいて該情報表示タ
グに含まれる情報を検出するときに、この画像から複数
部位の濃度または色を検出し、異なる濃度または色が検
出されたときには異なる部位と判定する。このように、
検出した濃度または色を用いて複数部位を判定している
ので、予め定めたしきい値を用いて部位を判定すること
がなく、異なる部位を判別することができ、この判別結
果に基づいて対象物に関連する情報を検出することがで
きる。従って、表示された管理用2次元パターンから的
確に情報を得ることができる。
項8に記載の情報表示タグを画像として読み取り、読み
取った画像に基づいて該情報表示タグに含まれる情報を
検出する。この読み取った画像に基づいて該情報表示タ
グに含まれる情報を検出するときに、この画像から複数
部位の濃度または色を検出し、異なる濃度または色が検
出されたときには異なる部位と判定する。このように、
検出した濃度または色を用いて複数部位を判定している
ので、予め定めたしきい値を用いて部位を判定すること
がなく、異なる部位を判別することができ、この判別結
果に基づいて対象物に関連する情報を検出することがで
きる。従って、表示された管理用2次元パターンから的
確に情報を得ることができる。
【0030】請求項10に記載の画像処理方法では、請
求項6または7に記載の情報表示タグを画像として読み
取り、読み取った画像に基づいて該情報表示タグに含ま
れる情報を検出する。この読み取った画像に基づいて該
情報表示タグに含まれる情報を検出するときに、単位パ
ターンが表示された領域内の複数部位における濃度また
は色を検出し、この複数部位の各々に対応する濃度また
は色の相関関係を求める。従って、単位パターン内にお
ける濃度または色の分布を求めることができ、求めた相
関関係に基づいて単位パターンを濃度または色の分布に
応じて判別できる。これにより、判別結果に基づいて対
象物に関連する情報を検出することができる。この単位
パターンの判別は、請求項11に記載にも記載したよう
に、単位セル内の対角線を境とした一方の部位の第1の
検出濃度または検出色と他方の部位の第2の検出濃度ま
たは検出色とを検出し、第1の検出濃度または検出色と
第2の検出濃度または検出色の差を求め、該差と一方の
部位及び他方の部位の位置関係を対応させることによっ
て複数部位に対応する濃度または色の相関関係を求め、
この求めた相関関係に基づいて単位パターンを判別する
ことができる。
求項6または7に記載の情報表示タグを画像として読み
取り、読み取った画像に基づいて該情報表示タグに含ま
れる情報を検出する。この読み取った画像に基づいて該
情報表示タグに含まれる情報を検出するときに、単位パ
ターンが表示された領域内の複数部位における濃度また
は色を検出し、この複数部位の各々に対応する濃度また
は色の相関関係を求める。従って、単位パターン内にお
ける濃度または色の分布を求めることができ、求めた相
関関係に基づいて単位パターンを濃度または色の分布に
応じて判別できる。これにより、判別結果に基づいて対
象物に関連する情報を検出することができる。この単位
パターンの判別は、請求項11に記載にも記載したよう
に、単位セル内の対角線を境とした一方の部位の第1の
検出濃度または検出色と他方の部位の第2の検出濃度ま
たは検出色とを検出し、第1の検出濃度または検出色と
第2の検出濃度または検出色の差を求め、該差と一方の
部位及び他方の部位の位置関係を対応させることによっ
て複数部位に対応する濃度または色の相関関係を求め、
この求めた相関関係に基づいて単位パターンを判別する
ことができる。
【0031】請求項12に記載の画像処理方法では、請
求項6または7に記載の情報表示タグを画像として読み
取り、読み取った画像に基づいて該情報表示タグに含ま
れる情報を検出する。この読み取った画像に基づいて該
対象物に関連する情報を検出するときに、画像について
周囲と異なる濃度または色でかつ略同一の濃度または色
の微小領域を周囲の濃度または色と一致した領域となる
ように変換した変換画像を形成し、変換画像を空間微分
した微分画像を求めれば、この微分画像を用いて、第1
の領域の輪郭を抽出し、抽出した輪郭に基づいて管理用
2次元パターンの位置及び方向を識別することができ
る。
求項6または7に記載の情報表示タグを画像として読み
取り、読み取った画像に基づいて該情報表示タグに含ま
れる情報を検出する。この読み取った画像に基づいて該
対象物に関連する情報を検出するときに、画像について
周囲と異なる濃度または色でかつ略同一の濃度または色
の微小領域を周囲の濃度または色と一致した領域となる
ように変換した変換画像を形成し、変換画像を空間微分
した微分画像を求めれば、この微分画像を用いて、第1
の領域の輪郭を抽出し、抽出した輪郭に基づいて管理用
2次元パターンの位置及び方向を識別することができ
る。
【0032】上記の画像処理方法は、請求項13に記載
の画像処理装置によって実現が可能である。すなわち、
請求項13に記載の画像処理装置では、請求項6または
請求項7に記載の管理用2次元パターンが表示された情
報表示タグを含む画像を撮像手段によって撮像する。画
像変換手段は、撮像された画像に基づいて周囲と異なる
濃度または色でかつ略同一の濃度または色の微小領域を
周囲の濃度または色と一致した領域となるように変換し
た変換画像を形成する。この変換画像を形成するとき
は、略同一の濃度または色の微小領域を打ち消すように
することが好ましい。また、変換画像を形成するとき
は、異なる領域間の境界で濃度または色の変化を強調す
るように更に変換することが好ましい。前処理手段は、
変換画像を空間微分した微分画像を求めて該微分画像を
用いて第1の領域の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、か
らなる。タグ位置姿勢検出手段は、抽出した輪郭に基づ
いて前記管理用2次元パターンの位置及び方向を検出す
る。領域設定手段は、検出された位置及び方向に基づい
て、第2の領域及び第3の領域を定めると共に、単位パ
ターンが表示された領域を定める。セルデータ解析手段
は、単位パターンが表示された各領域内の複数部位の各
々における濃度または色を検出し、複数部位に対応する
濃度または色の相関関係を求め、求めた相関関係に基づ
いて個々の単位パターンを判別し、判別した複数の単位
パターンの配列に基づいて情報表示タグに含まれる情報
を解析する。
の画像処理装置によって実現が可能である。すなわち、
請求項13に記載の画像処理装置では、請求項6または
請求項7に記載の管理用2次元パターンが表示された情
報表示タグを含む画像を撮像手段によって撮像する。画
像変換手段は、撮像された画像に基づいて周囲と異なる
濃度または色でかつ略同一の濃度または色の微小領域を
周囲の濃度または色と一致した領域となるように変換し
た変換画像を形成する。この変換画像を形成するとき
は、略同一の濃度または色の微小領域を打ち消すように
することが好ましい。また、変換画像を形成するとき
は、異なる領域間の境界で濃度または色の変化を強調す
るように更に変換することが好ましい。前処理手段は、
変換画像を空間微分した微分画像を求めて該微分画像を
用いて第1の領域の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、か
らなる。タグ位置姿勢検出手段は、抽出した輪郭に基づ
いて前記管理用2次元パターンの位置及び方向を検出す
る。領域設定手段は、検出された位置及び方向に基づい
て、第2の領域及び第3の領域を定めると共に、単位パ
ターンが表示された領域を定める。セルデータ解析手段
は、単位パターンが表示された各領域内の複数部位の各
々における濃度または色を検出し、複数部位に対応する
濃度または色の相関関係を求め、求めた相関関係に基づ
いて個々の単位パターンを判別し、判別した複数の単位
パターンの配列に基づいて情報表示タグに含まれる情報
を解析する。
【0033】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。本実施例は製品に関連するコード化され
た情報が2次元パターンとして表示されたシール等の情
報記録媒体(以下、2次元タグという。)を用いて工場
内倉庫の管理を行う管理システムに本発明を適用したも
のである。また、本実施例では、2次元タグを形成する
ために、明るさの明暗に対応する白黒で大別可能な異な
る濃度によって2次元パターン(2値的な濃度パター
ン)を表現する場合を説明する。
細に説明する。本実施例は製品に関連するコード化され
た情報が2次元パターンとして表示されたシール等の情
報記録媒体(以下、2次元タグという。)を用いて工場
内倉庫の管理を行う管理システムに本発明を適用したも
のである。また、本実施例では、2次元タグを形成する
ために、明るさの明暗に対応する白黒で大別可能な異な
る濃度によって2次元パターン(2値的な濃度パター
ン)を表現する場合を説明する。
【0034】図5に示すように、管理システム10は、
管理対象となる製品等の対象物を含む画像を撮像するた
めのCCDカメラ12、マイクロコンピュータを含んだ
画像処理装置で形成された2次元タグ読取装置14、及
び製品等の対象物を総合的に管理するためのホストコン
ピュータ16から構成されている。2次元タグ読取装置
14は、CCDカメラ12により撮像された画像の前処
理をするために画像変換部22及び輪郭抽出部24を備
えた前処理装置20、2次元タグの位置及び姿勢を検出
するためのタグ位置姿勢検出装置26、及び検出された
位置及び姿勢による2次元タグに記録されているデータ
を解析するためのセルデータ解析装置28を含んで構成
されている。
管理対象となる製品等の対象物を含む画像を撮像するた
めのCCDカメラ12、マイクロコンピュータを含んだ
画像処理装置で形成された2次元タグ読取装置14、及
び製品等の対象物を総合的に管理するためのホストコン
ピュータ16から構成されている。2次元タグ読取装置
14は、CCDカメラ12により撮像された画像の前処
理をするために画像変換部22及び輪郭抽出部24を備
えた前処理装置20、2次元タグの位置及び姿勢を検出
するためのタグ位置姿勢検出装置26、及び検出された
位置及び姿勢による2次元タグに記録されているデータ
を解析するためのセルデータ解析装置28を含んで構成
されている。
【0035】次に、本実施例の管理システム10に用い
たコード化された情報が表示される2次元タグ、及び2
次元タグの単位要素である1つの領域、すなわち、コー
ド化された情報の値を表現するための領域(以下、デー
タセルという。)に情報の値を表示するためのパターン
を説明する。
たコード化された情報が表示される2次元タグ、及び2
次元タグの単位要素である1つの領域、すなわち、コー
ド化された情報の値を表現するための領域(以下、デー
タセルという。)に情報の値を表示するためのパターン
を説明する。
【0036】従来の2次元コードによる方法では、読み
取りセンサーがデータ領域を検出するために、最外周を
データ領域検出のためのデ−タフレームとしているが、
最外周はデータ容量が多く、データ領域の検出だけに利
用するのは効率が悪い。また、外周にデ−タフレームを
設けると、その周囲にデータフレームを識別するための
クワイエットゾーンが必要となる。
取りセンサーがデータ領域を検出するために、最外周を
データ領域検出のためのデ−タフレームとしているが、
最外周はデータ容量が多く、データ領域の検出だけに利
用するのは効率が悪い。また、外周にデ−タフレームを
設けると、その周囲にデータフレームを識別するための
クワイエットゾーンが必要となる。
【0037】そこで、本実施例では、後述するように、
対象物に関連する情報を効率よく2次元的に表示するた
めに2次元タグの位置及び姿勢を識別するための領域を
中心部分に設けると共に、2次元タグにおいてコード化
された情報の読み取り開始基準となる領域を中心部分か
ら2次元タグの対角方向へ直線状に設けている。次に、
この2次元タグを詳細に説明する。
対象物に関連する情報を効率よく2次元的に表示するた
めに2次元タグの位置及び姿勢を識別するための領域を
中心部分に設けると共に、2次元タグにおいてコード化
された情報の読み取り開始基準となる領域を中心部分か
ら2次元タグの対角方向へ直線状に設けている。次に、
この2次元タグを詳細に説明する。
【0038】図1に示すように、2次元タグに表示され
る概念的な2次元パターン(以下、予約パターンとい
う。)50は、予約パターン50の位置及び姿勢を識別
するための第1領域52、予約パターン50においてコ
ード化された情報の読み取り開始位置を識別するための
第2領域54、及びコード化された対象物に関連する情
報を表示するための第3領域56から構成されている。
この予約パターン50の各々の領域は、予め定めた辺の
長さLの正方形状のデータセル44(図4参照)を1単
位とする複数データセルからなる大きさで形成される。
る概念的な2次元パターン(以下、予約パターンとい
う。)50は、予約パターン50の位置及び姿勢を識別
するための第1領域52、予約パターン50においてコ
ード化された情報の読み取り開始位置を識別するための
第2領域54、及びコード化された対象物に関連する情
報を表示するための第3領域56から構成されている。
この予約パターン50の各々の領域は、予め定めた辺の
長さLの正方形状のデータセル44(図4参照)を1単
位とする複数データセルからなる大きさで形成される。
【0039】第1の領域52は、4個のデータセル44
の大きさに相当する正方形状の位置基準領域60と、そ
の周囲に1データセル分の大きさで連続して隣接する識
別領域62とから構成されている。位置基準領域60の
内部の略中央には、データセル44と一致またはデータ
セル44より大きな形状のデータセル45が配置されて
いる。このデータセル45は対角線を境とした一方の領
域(三角領域)を白とし、他方の領域及び位置基準領域
60の内部でデータセル45以外の領域を黒としてい
る。また、識別領域62のデータセル44は全て白とさ
れている。これら位置基準領域60及び識別領域62に
おける白及び黒で形成されたパターンによって予約パタ
ーン50の位置決めのための基準パターンを形成してい
る。すなわち、略黒の4個のデータセル44の大きさに
相当する正方形状の領域は、予約パターン50の位置検
出のためのパターンの表示を担当し、この正方形状の領
域を以て予約パターン50の位置と定める。これによっ
て、正方形状の領域を検出すれば予約パターン50が表
示された2次元タグの位置を検出できる。これと共に、
データセル45の対角線を境とした領域の白領域は、予
約パターン50のスタート位置検出のためのパターンの
表示を担当し、白の三角形領域における三角形の頂点の
方向のデータセルを予約パターン50上におけるコード
化された情報のスタート位置と定める。これによって、
白領域の三角形領域を検出し、三角形の頂点の位置を特
定することによって、コード化された情報の開始点(デ
ータセル)を検出できる。
の大きさに相当する正方形状の位置基準領域60と、そ
の周囲に1データセル分の大きさで連続して隣接する識
別領域62とから構成されている。位置基準領域60の
内部の略中央には、データセル44と一致またはデータ
セル44より大きな形状のデータセル45が配置されて
いる。このデータセル45は対角線を境とした一方の領
域(三角領域)を白とし、他方の領域及び位置基準領域
60の内部でデータセル45以外の領域を黒としてい
る。また、識別領域62のデータセル44は全て白とさ
れている。これら位置基準領域60及び識別領域62に
おける白及び黒で形成されたパターンによって予約パタ
ーン50の位置決めのための基準パターンを形成してい
る。すなわち、略黒の4個のデータセル44の大きさに
相当する正方形状の領域は、予約パターン50の位置検
出のためのパターンの表示を担当し、この正方形状の領
域を以て予約パターン50の位置と定める。これによっ
て、正方形状の領域を検出すれば予約パターン50が表
示された2次元タグの位置を検出できる。これと共に、
データセル45の対角線を境とした領域の白領域は、予
約パターン50のスタート位置検出のためのパターンの
表示を担当し、白の三角形領域における三角形の頂点の
方向のデータセルを予約パターン50上におけるコード
化された情報のスタート位置と定める。これによって、
白領域の三角形領域を検出し、三角形の頂点の位置を特
定することによって、コード化された情報の開始点(デ
ータセル)を検出できる。
【0040】第2の領域54は、予約パターン50の回
転を拘束(姿勢を検出)するためのものであり、予め定
めたパターンを第1の領域52から予約パターン50の
外周に向かって配列している。本実施例では、上記第1
の領域52において検出されるスタート位置から予約パ
ターン50の隅に位置する1データセル44を結ぶ直線
上(予約パターン50の対角線上)へ白と黒とのパター
ンが交互に現れるようにデータセルを形成する。すなわ
ち、スタート位置のデータセル44は、全て白のパター
ンであるデータセル44の識別領域62が内側に隣接す
るため、黒に、次の位置のデータセル44は白・・・と
なるように形成する。従って、スタート位置から黒と白
とが交互に現れるように形成された第2の領域54を検
出すれば、予約パターン50の回転を検出することがで
き、予約パターン50が表示された2次元タグの姿勢を
検出し、補正することができる。
転を拘束(姿勢を検出)するためのものであり、予め定
めたパターンを第1の領域52から予約パターン50の
外周に向かって配列している。本実施例では、上記第1
の領域52において検出されるスタート位置から予約パ
ターン50の隅に位置する1データセル44を結ぶ直線
上(予約パターン50の対角線上)へ白と黒とのパター
ンが交互に現れるようにデータセルを形成する。すなわ
ち、スタート位置のデータセル44は、全て白のパター
ンであるデータセル44の識別領域62が内側に隣接す
るため、黒に、次の位置のデータセル44は白・・・と
なるように形成する。従って、スタート位置から黒と白
とが交互に現れるように形成された第2の領域54を検
出すれば、予約パターン50の回転を検出することがで
き、予約パターン50が表示された2次元タグの姿勢を
検出し、補正することができる。
【0041】第3の領域56は、コード化された情報を
表示するための領域であり、詳細は後述するが、データ
セル44に情報に応じた値をパターンとして表示する。
この場合、スタート位置からデータセル44毎にパター
ンが順に配列される。
表示するための領域であり、詳細は後述するが、データ
セル44に情報に応じた値をパターンとして表示する。
この場合、スタート位置からデータセル44毎にパター
ンが順に配列される。
【0042】なお、データセル1個分の大きさは、中央
部の正方形の1辺の長さ及び正方形の四角の隅から伸び
る白黒交互に現れるパターンの対角長から検出できる。
また、データセル44は、スタート位置から予め定めた
左右何れか一定方向の回転に応じて読みだすように設定
し、その最初の数個のデータセル44内の値でデータセ
ル44の周回数を表示するようにする。
部の正方形の1辺の長さ及び正方形の四角の隅から伸び
る白黒交互に現れるパターンの対角長から検出できる。
また、データセル44は、スタート位置から予め定めた
左右何れか一定方向の回転に応じて読みだすように設定
し、その最初の数個のデータセル44内の値でデータセ
ル44の周回数を表示するようにする。
【0043】これら第1領域52、第2領域54及び第
3領域56で構成された予約パターン50を用いて、対
象物に関連する情報に対応するように2次元パターンを
形成し、シール等の情報表示媒体38に表示させて2次
元タグ40を形成する。図2には、或る情報に応じて設
定された2次元パターン51が表示された2次元タグの
1例を示した。
3領域56で構成された予約パターン50を用いて、対
象物に関連する情報に対応するように2次元パターンを
形成し、シール等の情報表示媒体38に表示させて2次
元タグ40を形成する。図2には、或る情報に応じて設
定された2次元パターン51が表示された2次元タグの
1例を示した。
【0044】このように、本実施例では、2次元タグの
中心部の第1の領域において2次元タグの位置決めを行
う。また、位置決めされた2次元タグの第1の領域から
対角方向に直線状に延びるパターンで姿勢を補正すると
共に2次元タグの回転に対する拘束を行っている。これ
によって、外周部にデ−タフレームを設けることなく、
データ領域を設定することができ、クワイエットゾーン
が不要となる。
中心部の第1の領域において2次元タグの位置決めを行
う。また、位置決めされた2次元タグの第1の領域から
対角方向に直線状に延びるパターンで姿勢を補正すると
共に2次元タグの回転に対する拘束を行っている。これ
によって、外周部にデ−タフレームを設けることなく、
データ領域を設定することができ、クワイエットゾーン
が不要となる。
【0045】従って、データ領域の中心部で位置決めを
行うことができ、対角要素のデータセルで回転を補正す
ることができる。このため、従来の方法より数少ないデ
ータセルの個数で2次元タグのデータ領域を形成するこ
とができる。データ領域にも、中央部の正方形領域と同
形のパターンが現れることが予想されるが、正方形内の
スタート位置を表すパターンや正方形周囲の白領域及び
対角線上の白黒パターンの全てを満たすパターンが現れ
ることが、中央部のパターンとすることから、データ領
域で中央部を誤認識することがない。
行うことができ、対角要素のデータセルで回転を補正す
ることができる。このため、従来の方法より数少ないデ
ータセルの個数で2次元タグのデータ領域を形成するこ
とができる。データ領域にも、中央部の正方形領域と同
形のパターンが現れることが予想されるが、正方形内の
スタート位置を表すパターンや正方形周囲の白領域及び
対角線上の白黒パターンの全てを満たすパターンが現れ
ることが、中央部のパターンとすることから、データ領
域で中央部を誤認識することがない。
【0046】次に、コード化された情報を表示するため
のデータセル44内のパターンについて詳細に説明す
る。従来のコード化された情報の値を表現するためのデ
ータセルは回転の自由度や密度の均一性から、正方形の
形状のデータセルが多いが、このデータセル内は白また
は黒となる明るさ(明暗)に対応する濃度で形成され、
この2種類の明るさ(明暗)に対応する濃度(白または
黒)に「1」、「0」の1ビットの各値を対応させてい
た。データセル44の読み取りでは、白レベルと黒レベ
ルを判別するための閾値が必要である。従って、白のデ
ータセル44と黒のデータセル44との境界部分(境界
線付近)では読み取った明るさ(濃度)が平均化されて
センサの出力が中間値となる。これにより、センサの解
像度と同程度の大きさにデータセル44の大きさが設定
されていると、センサの出力は中間値が多くなるので、
閾値に対する余裕が少なくなり、白黒判別が困難にな
る。このため、データセル44はセンサーの解像度の3
〜5倍の大きさが必要となる。例えば、2次元タグ40
を読み取るセンサーの1例のCCDカメラ12において
は、最小のデータセル44の大きさは、3×3〜5×5
ピクセル(pixel )必要になる。
のデータセル44内のパターンについて詳細に説明す
る。従来のコード化された情報の値を表現するためのデ
ータセルは回転の自由度や密度の均一性から、正方形の
形状のデータセルが多いが、このデータセル内は白また
は黒となる明るさ(明暗)に対応する濃度で形成され、
この2種類の明るさ(明暗)に対応する濃度(白または
黒)に「1」、「0」の1ビットの各値を対応させてい
た。データセル44の読み取りでは、白レベルと黒レベ
ルを判別するための閾値が必要である。従って、白のデ
ータセル44と黒のデータセル44との境界部分(境界
線付近)では読み取った明るさ(濃度)が平均化されて
センサの出力が中間値となる。これにより、センサの解
像度と同程度の大きさにデータセル44の大きさが設定
されていると、センサの出力は中間値が多くなるので、
閾値に対する余裕が少なくなり、白黒判別が困難にな
る。このため、データセル44はセンサーの解像度の3
〜5倍の大きさが必要となる。例えば、2次元タグ40
を読み取るセンサーの1例のCCDカメラ12において
は、最小のデータセル44の大きさは、3×3〜5×5
ピクセル(pixel )必要になる。
【0047】本実施例では、読み取りの自由度を維持し
つつ記録可能な情報量を増加させるため、1データセル
内における明るさの変化等を積極的に利用することによ
って、1データセルに記録可能な情報量を増加させてい
る。すなわち、正方形のデータセル44内の濃度分布を
パターン46として、白または黒の明るさに対応する均
一な2種類の濃度のみではなく、1データセル44内の
対角領域(データセル44の1本の対角線で分割される
各々の領域)で白黒の明るさに対応する濃度が混在する
パターンを用い、1データセルで6通りの値を表現可能
とした。図3に示すように、1データセル44内におけ
るパターン46であって、略均一に暗い明るさとなる濃
度が高いパターン460 (黒)に対応する値を「0」と
して、略均一に明るい明るさとなる濃度が低いパターン
461 (白)に対応する値を「1」としている。また、
パターン46の1つの頂角点と対角方向の頂角点(図3
では、左上隅点T1 と右下点T3 )を結ぶ対角線S1 を
境として一方(図3では、下方)が略均一に暗い明るさ
となる高い濃度であると共に他方(図3では、上方)が
略均一に明るい明るさとなる低い濃度であるパターン4
62 に対応する値を「2」、パターン46のパターン4
62 と異なる1つの頂角点と対角方向の頂角点(図3で
は、左上隅点T2 と右下点T4 )を結ぶ対角線S2 を境
として一方(図3では、下方)が略均一に暗い明るさと
なる高い濃度であると共に他方(図3では、上方)が略
均一に明るい明るさとなる低い濃度であるパターン46
3 に対応する値を「3」、上記のパターン462 と濃度
分布が逆転したパターン464 に対応する値を「4」、
上記のパターン463 と濃度分布が逆転したパターン4
65 に対応する値を「5」としている。このように、2
次元タグの要素である1つのデータセル44に、6種類
のパターンを形成し、情報に対する値として6つの値
(0〜5)を表現できるようにしている。これによっ
て、6進法によって情報を配列し表すことができる。
つつ記録可能な情報量を増加させるため、1データセル
内における明るさの変化等を積極的に利用することによ
って、1データセルに記録可能な情報量を増加させてい
る。すなわち、正方形のデータセル44内の濃度分布を
パターン46として、白または黒の明るさに対応する均
一な2種類の濃度のみではなく、1データセル44内の
対角領域(データセル44の1本の対角線で分割される
各々の領域)で白黒の明るさに対応する濃度が混在する
パターンを用い、1データセルで6通りの値を表現可能
とした。図3に示すように、1データセル44内におけ
るパターン46であって、略均一に暗い明るさとなる濃
度が高いパターン460 (黒)に対応する値を「0」と
して、略均一に明るい明るさとなる濃度が低いパターン
461 (白)に対応する値を「1」としている。また、
パターン46の1つの頂角点と対角方向の頂角点(図3
では、左上隅点T1 と右下点T3 )を結ぶ対角線S1 を
境として一方(図3では、下方)が略均一に暗い明るさ
となる高い濃度であると共に他方(図3では、上方)が
略均一に明るい明るさとなる低い濃度であるパターン4
62 に対応する値を「2」、パターン46のパターン4
62 と異なる1つの頂角点と対角方向の頂角点(図3で
は、左上隅点T2 と右下点T4 )を結ぶ対角線S2 を境
として一方(図3では、下方)が略均一に暗い明るさと
なる高い濃度であると共に他方(図3では、上方)が略
均一に明るい明るさとなる低い濃度であるパターン46
3 に対応する値を「3」、上記のパターン462 と濃度
分布が逆転したパターン464 に対応する値を「4」、
上記のパターン463 と濃度分布が逆転したパターン4
65 に対応する値を「5」としている。このように、2
次元タグの要素である1つのデータセル44に、6種類
のパターンを形成し、情報に対する値として6つの値
(0〜5)を表現できるようにしている。これによっ
て、6進法によって情報を配列し表すことができる。
【0048】この6進表現が可能なパターンを用いた本
実施例の1データセルにおける情報密度と従来の1デー
タセルにおける情報密度を比較する。画像入力装置の正
方形画素の1辺を1とすると、2次元タグは回転する可
能性があるため、画素がカバーする最大の長さは√2で
ある。少なくとも1つの画素がデータセルを覆うように
するにはデータセルは最小でも2√2が必要である。一
方、本実施例のデータセルでは対角画素も判定に用い、
少なくとも1つの画素が、対角画素のデータセルを覆う
ようにするには最悪の場合、データセルは最小で3√2
が必要であるが、後述するように本実施例では対角画素
の白・黒を判定する必要がなく、対角画素の差が充分取
れれば良い。そのときのデータセルの大きさは2.5√
2あれば充分である。単位面積当たりの情報量を比較す
ると、従来の方法ではデータセルの最小面積8に対し、
本実施例では12.5であり、情報密度で比較すると、 従来方法:本実施例=2/8::6/12.5 =1:1.92 となり、本実施例では従来のものに比べて1つのデータ
セル44あたり約2倍の情報密度を有することになる。
この1つのデータセル44の大きさは、従来のもので
は、実質的な検出精度を向上させるため、データセル4
4の最小の辺の長さは若干余裕を持たせて長くしてい
る。一方、本実施例では、詳細は後述するが、単に白黒
判定ではなく、差のグラディエントの方向で判定するた
め、長くする必要がなく、密度差はさらに大きくなり、
1データセル44における情報密度が増大することにな
る。
実施例の1データセルにおける情報密度と従来の1デー
タセルにおける情報密度を比較する。画像入力装置の正
方形画素の1辺を1とすると、2次元タグは回転する可
能性があるため、画素がカバーする最大の長さは√2で
ある。少なくとも1つの画素がデータセルを覆うように
するにはデータセルは最小でも2√2が必要である。一
方、本実施例のデータセルでは対角画素も判定に用い、
少なくとも1つの画素が、対角画素のデータセルを覆う
ようにするには最悪の場合、データセルは最小で3√2
が必要であるが、後述するように本実施例では対角画素
の白・黒を判定する必要がなく、対角画素の差が充分取
れれば良い。そのときのデータセルの大きさは2.5√
2あれば充分である。単位面積当たりの情報量を比較す
ると、従来の方法ではデータセルの最小面積8に対し、
本実施例では12.5であり、情報密度で比較すると、 従来方法:本実施例=2/8::6/12.5 =1:1.92 となり、本実施例では従来のものに比べて1つのデータ
セル44あたり約2倍の情報密度を有することになる。
この1つのデータセル44の大きさは、従来のもので
は、実質的な検出精度を向上させるため、データセル4
4の最小の辺の長さは若干余裕を持たせて長くしてい
る。一方、本実施例では、詳細は後述するが、単に白黒
判定ではなく、差のグラディエントの方向で判定するた
め、長くする必要がなく、密度差はさらに大きくなり、
1データセル44における情報密度が増大することにな
る。
【0049】次に、本実施例の作用を、2次元タグ読取
装置14の作動と共に説明する。製品等の対象物を管理
するためのホストコンピュータ16から、2次元タグ読
取処理を指示する指示信号が入力されると、2次元タグ
読取装置14では、図9に示すメインルーチンが実行さ
れる。
装置14の作動と共に説明する。製品等の対象物を管理
するためのホストコンピュータ16から、2次元タグ読
取処理を指示する指示信号が入力されると、2次元タグ
読取装置14では、図9に示すメインルーチンが実行さ
れる。
【0050】図9のステップ100では、CCDカメラ
12により撮像された画像70(図6参照)を読み取っ
て、図示を省略したメモリに記憶した後に、次のステッ
プ200において、読み取った画像70(記憶された画
像)の前処理を実行する。この前処理は、スムージング
やフィルタ処理等の画像処理であり、前処理装置20に
おいて処理される(詳細は後述)。従って、ステップ2
00では、前処理装置20へ処理実行を指示すると共
に、前処理装置20において前処理された画像を前処理
後の画像として用いるため前処理後の画像の画像データ
が入力される。
12により撮像された画像70(図6参照)を読み取っ
て、図示を省略したメモリに記憶した後に、次のステッ
プ200において、読み取った画像70(記憶された画
像)の前処理を実行する。この前処理は、スムージング
やフィルタ処理等の画像処理であり、前処理装置20に
おいて処理される(詳細は後述)。従って、ステップ2
00では、前処理装置20へ処理実行を指示すると共
に、前処理装置20において前処理された画像を前処理
後の画像として用いるため前処理後の画像の画像データ
が入力される。
【0051】次のステップ300では、前処理後の画像
を用いてタグ位置姿勢検出処理を実行する。このタグ位
置姿勢検出処理は、前処理後の画像内において2次元タ
グ40の位置及び姿勢を決定する画像処理であり、タグ
位置姿勢検出装置26において処理される(詳細は後
述)。従って、ステップ300では、タグ位置姿勢検出
装置26へ処理実行を指示すると共に、タグ位置姿勢検
出装置26において得られた2次元タグ40の位置及び
姿勢を表す位置姿勢データが入力される。
を用いてタグ位置姿勢検出処理を実行する。このタグ位
置姿勢検出処理は、前処理後の画像内において2次元タ
グ40の位置及び姿勢を決定する画像処理であり、タグ
位置姿勢検出装置26において処理される(詳細は後
述)。従って、ステップ300では、タグ位置姿勢検出
装置26へ処理実行を指示すると共に、タグ位置姿勢検
出装置26において得られた2次元タグ40の位置及び
姿勢を表す位置姿勢データが入力される。
【0052】このようにして位置及び姿勢が決定された
2次元タグ40から、ステップ400において、位置姿
勢データ及び読み取った当初の2次元タグ40の画像7
0を用いてセルデータ解析を実行する。このセルデータ
解析処理は、各データセル44の値を求めるセルデータ
解析をすると共に、求めた各データセル44の値からコ
ード化された情報に対応する解析データを生成する処理
であり、セルデータ解析装置28において処理される
(詳細は後述)。従って、ステップ400では、セルデ
ータ解析装置28へ処理実行を指示すると共に、セルデ
ータ解析装置28において得られた解析データが入力さ
れる。
2次元タグ40から、ステップ400において、位置姿
勢データ及び読み取った当初の2次元タグ40の画像7
0を用いてセルデータ解析を実行する。このセルデータ
解析処理は、各データセル44の値を求めるセルデータ
解析をすると共に、求めた各データセル44の値からコ
ード化された情報に対応する解析データを生成する処理
であり、セルデータ解析装置28において処理される
(詳細は後述)。従って、ステップ400では、セルデ
ータ解析装置28へ処理実行を指示すると共に、セルデ
ータ解析装置28において得られた解析データが入力さ
れる。
【0053】各データセル44の値の解析及び解析デー
タの生成が終了すると、次のステップ500において、
前記コード化された情報に対応する解析データをホスト
コンピュータ16へ出力して、本メインルーチンを終了
する。
タの生成が終了すると、次のステップ500において、
前記コード化された情報に対応する解析データをホスト
コンピュータ16へ出力して、本メインルーチンを終了
する。
【0054】(ステップ200)次に、図9のステップ
200の前処理装置20における処理の詳細を説明す
る。このステップ200における処理は、後述するタグ
位置姿勢検出装置26において、撮像した画像70から
2次元タグ40の位置及び姿勢を容易に検出するため
に、検出用画像として撮像した画像70を変換処理する
ものである。
200の前処理装置20における処理の詳細を説明す
る。このステップ200における処理は、後述するタグ
位置姿勢検出装置26において、撮像した画像70から
2次元タグ40の位置及び姿勢を容易に検出するため
に、検出用画像として撮像した画像70を変換処理する
ものである。
【0055】すなわち、一般的にCCDカメラ12で撮
像した画像には、ノイズが重畳されており、CCDカメ
ラ12の1つのCCD素子を単位要素として白に対応す
る1つの白要素(以下、白画素という。)または黒要素
(以下、黒画素という。)を誤りなく2値化することは
困難である。このため、本実施例では、画像70のスム
ージングを行うと共に、白領域と黒領域との境界領域の
コントラストを減衰させないために、後述するように、
最小値フィルター処理及び最大値フィルター処理をす
る。この最小値フィルター処理及び最大値フィルター処
理は、任意の画像データを中心とした小領域において、
最小値または最大値となる画像データで中心の画像デー
タを置換する処理であり、この処理を撮像した画像に適
用する。
像した画像には、ノイズが重畳されており、CCDカメ
ラ12の1つのCCD素子を単位要素として白に対応す
る1つの白要素(以下、白画素という。)または黒要素
(以下、黒画素という。)を誤りなく2値化することは
困難である。このため、本実施例では、画像70のスム
ージングを行うと共に、白領域と黒領域との境界領域の
コントラストを減衰させないために、後述するように、
最小値フィルター処理及び最大値フィルター処理をす
る。この最小値フィルター処理及び最大値フィルター処
理は、任意の画像データを中心とした小領域において、
最小値または最大値となる画像データで中心の画像デー
タを置換する処理であり、この処理を撮像した画像に適
用する。
【0056】まず、図10のステップ202において、
CCDカメラ12で撮像した画像70を、最小値フィル
ター処理して、黒要素の集合からなる黒領域を膨張させ
る。続いて次のステップ204でも最小値フィルター処
理して、黒要素の集合からなる黒領域を膨張させる。次
のステップ206では、最大値フィルター処理をするこ
とによって、白画素の集合からなる白領域を膨張させ
る。例えば、図6に示すように、位置基準領域60を有
する2次元タグ40を撮像した画像70を用いて説明す
る。この位置基準領域60は(図8(A)参照)、最小
値フィルター処理により黒領域BLが膨張すると共に、
データセル45である白領域WTが縮退する(図8
(B)参照)。続いての最小値フィルター処理によって
更に黒領域BLが膨張すると共に、更に白領域WTが縮
退する(図8(C)参照)。この後、最大値フィルター
処理をすることによって、白領域WTが膨張すると共
に、黒領域BLが縮退する(図8(D)参照)。すなわ
ち、第1の領域52の微小領域58付近の位置と明るさ
の関係を示す明度特性Aは、最小値フィルター処理によ
り明度特性Bに移行する(図8(E)参照)。続いての
最小値フィルター処理によって明度特性Cに更に移行す
る(図8(F)参照)。この後、最大値フィルター処理
をすることによって、明度特性Dに移行する(図8
(G)参照)。
CCDカメラ12で撮像した画像70を、最小値フィル
ター処理して、黒要素の集合からなる黒領域を膨張させ
る。続いて次のステップ204でも最小値フィルター処
理して、黒要素の集合からなる黒領域を膨張させる。次
のステップ206では、最大値フィルター処理をするこ
とによって、白画素の集合からなる白領域を膨張させ
る。例えば、図6に示すように、位置基準領域60を有
する2次元タグ40を撮像した画像70を用いて説明す
る。この位置基準領域60は(図8(A)参照)、最小
値フィルター処理により黒領域BLが膨張すると共に、
データセル45である白領域WTが縮退する(図8
(B)参照)。続いての最小値フィルター処理によって
更に黒領域BLが膨張すると共に、更に白領域WTが縮
退する(図8(C)参照)。この後、最大値フィルター
処理をすることによって、白領域WTが膨張すると共
に、黒領域BLが縮退する(図8(D)参照)。すなわ
ち、第1の領域52の微小領域58付近の位置と明るさ
の関係を示す明度特性Aは、最小値フィルター処理によ
り明度特性Bに移行する(図8(E)参照)。続いての
最小値フィルター処理によって明度特性Cに更に移行す
る(図8(F)参照)。この後、最大値フィルター処理
をすることによって、明度特性Dに移行する(図8
(G)参照)。
【0057】従って、読み取った当初の画像に比べ黒領
域が1回分膨張し、角が潰れ、黒領域内の小さな白領域
が縮退し、隣接する黒領域と結合するコントラストの強
い画像を得ることができる(図8(D)参照)。この画
像を次のステップ208において空間微分し、微分値が
所定値以上の領域の連続を境界線として得る。次のステ
ップ210では、境界線を細線化し、境界線の幅をCC
Dカメラ12の分解能で1画素にする。
域が1回分膨張し、角が潰れ、黒領域内の小さな白領域
が縮退し、隣接する黒領域と結合するコントラストの強
い画像を得ることができる(図8(D)参照)。この画
像を次のステップ208において空間微分し、微分値が
所定値以上の領域の連続を境界線として得る。次のステ
ップ210では、境界線を細線化し、境界線の幅をCC
Dカメラ12の分解能で1画素にする。
【0058】この境界線の内部が全て黒画素となる境界
線を追跡すれば、位置基準領域60の候補である閉領域
を求めることができる。従って、タグ位置姿勢検出装置
26において、後述するように、内部が黒画素となる閉
領域を求めた後に2次元タグ40の位置及び姿勢を検出
し、2次元タグ40の方向を補正できる。
線を追跡すれば、位置基準領域60の候補である閉領域
を求めることができる。従って、タグ位置姿勢検出装置
26において、後述するように、内部が黒画素となる閉
領域を求めた後に2次元タグ40の位置及び姿勢を検出
し、2次元タグ40の方向を補正できる。
【0059】(ステップ300)次に、図9のステップ
300のタグ位置姿勢検出装置26における処理の詳細
を説明する。上記のステップ200では、複数の閉領域
が得られる可能性があるが、抽出すべき閉領域は4つの
データセル44による位置基準領域60として第1の領
域52内に略四角形の形状で形成されているのため、閉
領域の面積・周囲の長さ・2次モーメントから正方形で
ある確度が高いパターンを検出すればよい。そこで、こ
のステップ300では、撮像した画像70内に位置基準
領域60(中心マーク)の有無及び位置基準領域内のデ
ータセル45の向きにより、2次元タグ40の位置及び
姿勢を検出する。
300のタグ位置姿勢検出装置26における処理の詳細
を説明する。上記のステップ200では、複数の閉領域
が得られる可能性があるが、抽出すべき閉領域は4つの
データセル44による位置基準領域60として第1の領
域52内に略四角形の形状で形成されているのため、閉
領域の面積・周囲の長さ・2次モーメントから正方形で
ある確度が高いパターンを検出すればよい。そこで、こ
のステップ300では、撮像した画像70内に位置基準
領域60(中心マーク)の有無及び位置基準領域内のデ
ータセル45の向きにより、2次元タグ40の位置及び
姿勢を検出する。
【0060】図11のステップ302では、上記のよう
にして細線化された境界線(図10のステップ210)
を追跡し、その軌跡が追跡開始点に戻ったときまたは終
点に至ったときに追跡が終了したとしてステップ304
へ進む。ステップ304では、追跡したときの軌跡の終
点が追跡開始点に戻ったか否かを判断することによっ
て、境界線によって形成された閉領域が有るか否かを判
断する。否定判断のときは、撮像した画像に位置基準領
域60の候補である閉領域が無であると判断し、本ルー
チンを終了する。一方、肯定判断のときは、ステップ3
02において追跡した境界線内の領域が位置基準領域6
0の候補である閉領域としての確度が高いと判断し、ス
テップ306へ進む。
にして細線化された境界線(図10のステップ210)
を追跡し、その軌跡が追跡開始点に戻ったときまたは終
点に至ったときに追跡が終了したとしてステップ304
へ進む。ステップ304では、追跡したときの軌跡の終
点が追跡開始点に戻ったか否かを判断することによっ
て、境界線によって形成された閉領域が有るか否かを判
断する。否定判断のときは、撮像した画像に位置基準領
域60の候補である閉領域が無であると判断し、本ルー
チンを終了する。一方、肯定判断のときは、ステップ3
02において追跡した境界線内の領域が位置基準領域6
0の候補である閉領域としての確度が高いと判断し、ス
テップ306へ進む。
【0061】ステップ306では、閉領域の2次モーメ
ント等の幾何学的特徴量を演算した後に、次のステップ
308において、求めた幾何学的特徴量が四角形に対応
する量を表しているか否かを判断することによって閉領
域が略正方形か否かを判断する。位置基準領域60は4
つのデータセル44により形成された略四角形の形状を
しているので、否定判断のときは、位置基準領域60の
候補ではないため、次の候補を抽出するためにステップ
302へ戻る。一方、肯定判断のときは、次のステップ
310へ進み、閉領域の4辺を精密演算する。すなわ
ち、閉領域は、実際の正方形パターンを覆うように得ら
れるため、閉領域の内部方向へ向かい最初に到達する生
データの境界領域を、最小自乗法で線分化することによ
って、正方形領域の精密な4辺を演算する。次のステッ
プ312では、位置基準領域60(中心マーク)の位
置、データセルの大きさを演算する。すなわち、正方形
領域の精密な4辺の画像上の位置から、正方形領域とし
て得られた閉領域の位置を演算すると共に、閉領域の1
辺の長さから、データセル44の大きさを推定する。
ント等の幾何学的特徴量を演算した後に、次のステップ
308において、求めた幾何学的特徴量が四角形に対応
する量を表しているか否かを判断することによって閉領
域が略正方形か否かを判断する。位置基準領域60は4
つのデータセル44により形成された略四角形の形状を
しているので、否定判断のときは、位置基準領域60の
候補ではないため、次の候補を抽出するためにステップ
302へ戻る。一方、肯定判断のときは、次のステップ
310へ進み、閉領域の4辺を精密演算する。すなわ
ち、閉領域は、実際の正方形パターンを覆うように得ら
れるため、閉領域の内部方向へ向かい最初に到達する生
データの境界領域を、最小自乗法で線分化することによ
って、正方形領域の精密な4辺を演算する。次のステッ
プ312では、位置基準領域60(中心マーク)の位
置、データセルの大きさを演算する。すなわち、正方形
領域の精密な4辺の画像上の位置から、正方形領域とし
て得られた閉領域の位置を演算すると共に、閉領域の1
辺の長さから、データセル44の大きさを推定する。
【0062】次のステップ314では、位置基準領域6
0の候補である閉領域の周囲に1つのデータセル44が
閉領域内の黒画素に比べ、濃度差の大きな白画素の集合
からなる白枠が形成されているか否かを判断し、否定判
断の場合には、第1の領域52内に形成された位置基準
領域60ではないので、次の候補を抽出するためにステ
ップ302へ戻る。一方、肯定判断のときは、第1の領
域52内に形成された位置基準領域60である確度が高
いので、次のステップ316において閉領域内にデータ
セル45に対応する白の三角領域(以下、白三角パター
ンという)が有るか否かを判断し、白三角パターンが無
のときは位置基準領域60にデータセル45を含んでい
ないので第1の領域52内の位置基準領域60ではない
ため、次の候補を抽出するためにステップ302へ戻
る。一方、白三角パターンが有る場合には、第1の領域
52であり、肯定判断されて、次のステップ318にお
いて、この白三角パターンを用いて2次元タグの向きを
演算することによって2次元タグの姿勢を検出すると共
に、データセル44の大きさを決定する。
0の候補である閉領域の周囲に1つのデータセル44が
閉領域内の黒画素に比べ、濃度差の大きな白画素の集合
からなる白枠が形成されているか否かを判断し、否定判
断の場合には、第1の領域52内に形成された位置基準
領域60ではないので、次の候補を抽出するためにステ
ップ302へ戻る。一方、肯定判断のときは、第1の領
域52内に形成された位置基準領域60である確度が高
いので、次のステップ316において閉領域内にデータ
セル45に対応する白の三角領域(以下、白三角パター
ンという)が有るか否かを判断し、白三角パターンが無
のときは位置基準領域60にデータセル45を含んでい
ないので第1の領域52内の位置基準領域60ではない
ため、次の候補を抽出するためにステップ302へ戻
る。一方、白三角パターンが有る場合には、第1の領域
52であり、肯定判断されて、次のステップ318にお
いて、この白三角パターンを用いて2次元タグの向きを
演算することによって2次元タグの姿勢を検出すると共
に、データセル44の大きさを決定する。
【0063】このように、最終的に閉領域の内部に白三
角パターンが有る場合に、これらの白三角パターンを含
む閉領域及びその周囲を白枠で形成された第1の領域5
2であるとする。また、ステップ318では、閉領域内
の白三角パターンが、何れの方向を向いているかを検出
すれば、データセル44のスタート位置を検出できる。
すなわち白三角パターンは、2等辺三角形のその頂点の
指示方向によって、周の起点となるデータセル44の方
向(対角線方向)を指示している。このため、この対角
線方向の延長線上のデータセル44は、2次元タグの姿
勢を判定するための第2の領域54にある。従って、デ
ータセル44のスタート位置が検出できると、その方向
の延長線上にあるデータセル44が、閉領域の外で白・
黒交互に現れることを確認することによって2次元タグ
の姿勢を定めるための第2の領域54を判断できる。こ
れによって、このスタート位置から連続する複数のデー
タセル44の方向から2次元タグの方向を補正すること
ができると共に、交互に現れる白データセル(パターン
461 )と黒データセル(パターン460 )の対角線の
長さからデータセル44の大きさを決定できる。
角パターンが有る場合に、これらの白三角パターンを含
む閉領域及びその周囲を白枠で形成された第1の領域5
2であるとする。また、ステップ318では、閉領域内
の白三角パターンが、何れの方向を向いているかを検出
すれば、データセル44のスタート位置を検出できる。
すなわち白三角パターンは、2等辺三角形のその頂点の
指示方向によって、周の起点となるデータセル44の方
向(対角線方向)を指示している。このため、この対角
線方向の延長線上のデータセル44は、2次元タグの姿
勢を判定するための第2の領域54にある。従って、デ
ータセル44のスタート位置が検出できると、その方向
の延長線上にあるデータセル44が、閉領域の外で白・
黒交互に現れることを確認することによって2次元タグ
の姿勢を定めるための第2の領域54を判断できる。こ
れによって、このスタート位置から連続する複数のデー
タセル44の方向から2次元タグの方向を補正すること
ができると共に、交互に現れる白データセル(パターン
461 )と黒データセル(パターン460 )の対角線の
長さからデータセル44の大きさを決定できる。
【0064】(ステップ400)次に、図9のステップ
400のセルデータ解析装置28における処理の詳細を
説明する。なお、本実施例では、2次元タグ40内にお
いて、予め定めた方向として対象となるデータセル44
を時計回りに進める場合を説明する。
400のセルデータ解析装置28における処理の詳細を
説明する。なお、本実施例では、2次元タグ40内にお
いて、予め定めた方向として対象となるデータセル44
を時計回りに進める場合を説明する。
【0065】図12のステップ402では、周の起点を
演算する。最初の処理の場合の周の起点は、識別領域6
2に外接するデータセル44S1である(図14参照)。
なお、対象となるデータセル44は時計回りに進められ
るので(図14の実線参照)、次のデータセルは、デー
タセル44S1に隣接するデータセル44D1になる。ま
た、後述する2次元タグ40上の1周を終了した後の次
の周の起点演算は、データセル45の指示方向に配置さ
れる対角線の延長線上の外周方向に対象となるデータセ
ル44を進める(データセル44S1に隣接するデータセ
ル44S2)。
演算する。最初の処理の場合の周の起点は、識別領域6
2に外接するデータセル44S1である(図14参照)。
なお、対象となるデータセル44は時計回りに進められ
るので(図14の実線参照)、次のデータセルは、デー
タセル44S1に隣接するデータセル44D1になる。ま
た、後述する2次元タグ40上の1周を終了した後の次
の周の起点演算は、データセル45の指示方向に配置さ
れる対角線の延長線上の外周方向に対象となるデータセ
ル44を進める(データセル44S1に隣接するデータセ
ル44S2)。
【0066】次のステップ404では、後述するデータ
セル44のパターン判別処理(図13)によって対象と
なるデータセル44のパターンを判別した後に、次のス
テップ406において、次のデータセル44のパターン
判別処理のため、データセル44の位置を1つ時計回り
に進める。次のステップ408では、ステップ406に
おいて進めた位置のデータセル44が周の起点であるか
否かを判断することによって、パターン判別処理が2次
元タグ40上の1周を終了したか否かを判断する。否定
判断の場合には、ステップ404へ戻り、上記のように
してパターン判別処理を繰り返す。一方、肯定判断の場
合には、ステップ410へ進む。
セル44のパターン判別処理(図13)によって対象と
なるデータセル44のパターンを判別した後に、次のス
テップ406において、次のデータセル44のパターン
判別処理のため、データセル44の位置を1つ時計回り
に進める。次のステップ408では、ステップ406に
おいて進めた位置のデータセル44が周の起点であるか
否かを判断することによって、パターン判別処理が2次
元タグ40上の1周を終了したか否かを判断する。否定
判断の場合には、ステップ404へ戻り、上記のように
してパターン判別処理を繰り返す。一方、肯定判断の場
合には、ステップ410へ進む。
【0067】ステップ410では、周の起点に外接する
データセルの有無を判断することにより、パターン判別
処理の判別対象となる外周が有るか否かを判断する。肯
定判断の場合には、ステップ402へ戻り、外周の起点
を演算した後に、上記のようにしてパターン判別処理を
繰り返す。一方、否定判断の場合には、2次元タグ40
から全てのデータセルのパターン判別が終了したので、
ステップ412において、データセルのパターンとして
6進表現された値の連続である配列(6値配列)のセル
配列データから2進表現の値の連続である配列(2値配
列)の解析データに変換し、本ルーチンを終了する。
データセルの有無を判断することにより、パターン判別
処理の判別対象となる外周が有るか否かを判断する。肯
定判断の場合には、ステップ402へ戻り、外周の起点
を演算した後に、上記のようにしてパターン判別処理を
繰り返す。一方、否定判断の場合には、2次元タグ40
から全てのデータセルのパターン判別が終了したので、
ステップ412において、データセルのパターンとして
6進表現された値の連続である配列(6値配列)のセル
配列データから2進表現の値の連続である配列(2値配
列)の解析データに変換し、本ルーチンを終了する。
【0068】次に、ステップ404におけるデータセル
44のパターン判別処理を詳細に説明する。
44のパターン判別処理を詳細に説明する。
【0069】本実施例では、CCDカメラ12によって
得られる画像が均一な明るさのもとで撮像されない場合
を考慮して、撮像したデータセル44の明るさ分布につ
いて、明るさ(I)と、画像上の縦方向の位置(y)
と、画像上の横方向の位置(x)とによって3次元的に
考えている。すなわち、本発明者は、濃度が異なる領域
(パターン)は濃度勾配の向きに対応することに着目
し、後述するように、明るさの分散や平均を用いてデー
タセル44のパターンを判別している。例えば、図6に
示すように、偏りがある明るさで照明された2次元タグ
40を撮像した画像70において、中央部の領域64A
内の1つのデータセル44aと、周辺部の領域64B内
の1つのデータセル44bとに同一のパターン463 が
表示されている場合、領域64Aは全体的に明るい濃度
勾配の画素値(明るさの画像データ)が得られる。一
方、領域64Bは領域64Aに比べて暗い濃度勾配の画
素値になる。すなわち、データセル44内の対角線
S1 ,S2 上に位置するサンプル点p1,p2,p3,
p4(図4参照)の各位置について周囲の所定数の画素
の画素値(明るさの画像データ)を平均した重み付け平
均値g1,g2,g3,g4について、パターン463
に対しては、領域64A、64Bの何れについてもサン
プル点p0,p3に向かい濃度勾配が大きくなると共
に、平均値g1〜g4の分散が大きくなる(図7
(A),(B)参照)。従って、データセル44内のサ
ンプル点の分散や濃度勾配を求めれば、偏りがある明る
さで2次元タグ40が照明された場合であっても、デー
タセル44に表示されたパターンを判別することができ
る。
得られる画像が均一な明るさのもとで撮像されない場合
を考慮して、撮像したデータセル44の明るさ分布につ
いて、明るさ(I)と、画像上の縦方向の位置(y)
と、画像上の横方向の位置(x)とによって3次元的に
考えている。すなわち、本発明者は、濃度が異なる領域
(パターン)は濃度勾配の向きに対応することに着目
し、後述するように、明るさの分散や平均を用いてデー
タセル44のパターンを判別している。例えば、図6に
示すように、偏りがある明るさで照明された2次元タグ
40を撮像した画像70において、中央部の領域64A
内の1つのデータセル44aと、周辺部の領域64B内
の1つのデータセル44bとに同一のパターン463 が
表示されている場合、領域64Aは全体的に明るい濃度
勾配の画素値(明るさの画像データ)が得られる。一
方、領域64Bは領域64Aに比べて暗い濃度勾配の画
素値になる。すなわち、データセル44内の対角線
S1 ,S2 上に位置するサンプル点p1,p2,p3,
p4(図4参照)の各位置について周囲の所定数の画素
の画素値(明るさの画像データ)を平均した重み付け平
均値g1,g2,g3,g4について、パターン463
に対しては、領域64A、64Bの何れについてもサン
プル点p0,p3に向かい濃度勾配が大きくなると共
に、平均値g1〜g4の分散が大きくなる(図7
(A),(B)参照)。従って、データセル44内のサ
ンプル点の分散や濃度勾配を求めれば、偏りがある明る
さで2次元タグ40が照明された場合であっても、デー
タセル44に表示されたパターンを判別することができ
る。
【0070】図13のステップ420では、対象となる
データセル44の位置におけるデータセル44内の対角
線S1 ,S2 上に位置するサンプル点p1,p2,p
3,p4(図4参照)の各位置を演算する。次のステッ
プ422では、各サンプル点p1〜p4について周囲の
所定数の画素の画素値(明るさの画像データ)を平均し
た重み付け平均値g1,g2,g3,g4を演算する。
次のステップ424では、求めた4つの平均値g1〜g
4を平均した値の平均AVと、平均値g1〜g4の分散
σとを演算する。
データセル44の位置におけるデータセル44内の対角
線S1 ,S2 上に位置するサンプル点p1,p2,p
3,p4(図4参照)の各位置を演算する。次のステッ
プ422では、各サンプル点p1〜p4について周囲の
所定数の画素の画素値(明るさの画像データ)を平均し
た重み付け平均値g1,g2,g3,g4を演算する。
次のステップ424では、求めた4つの平均値g1〜g
4を平均した値の平均AVと、平均値g1〜g4の分散
σとを演算する。
【0071】次のステップ426では、求めた分散σが
予め定めたしきい値th1を越えたか否かを判断する。
ステップ426の判断は、データセル44内の濃度のバ
ラツキの大小によってデータセル44のパターンが略均
一な濃度であるパターンか否かを判断するためである。
否定判断の場合には、データセル44内の濃度のバラツ
キが小さいため、略均一な明るさ分布であり、データセ
ル44のパターンは白か黒の明るさとなるパターン46
0 またはパターン461 である(図3参照)。このた
め、次のステップ442において、平均AVがしきい値
th2未満(AV<th2)か否かを判断することによ
って、均一に暗いパターンであるか否かを判断する。均
一に暗いパターンであると判断されたときはステップ4
44においてパターン460 と設定する。一方、ステッ
プ442で否定判断の場合には、ステップ446におい
てパターン461 と設定する。
予め定めたしきい値th1を越えたか否かを判断する。
ステップ426の判断は、データセル44内の濃度のバ
ラツキの大小によってデータセル44のパターンが略均
一な濃度であるパターンか否かを判断するためである。
否定判断の場合には、データセル44内の濃度のバラツ
キが小さいため、略均一な明るさ分布であり、データセ
ル44のパターンは白か黒の明るさとなるパターン46
0 またはパターン461 である(図3参照)。このた
め、次のステップ442において、平均AVがしきい値
th2未満(AV<th2)か否かを判断することによ
って、均一に暗いパターンであるか否かを判断する。均
一に暗いパターンであると判断されたときはステップ4
44においてパターン460 と設定する。一方、ステッ
プ442で否定判断の場合には、ステップ446におい
てパターン461 と設定する。
【0072】上記ステップ426において肯定判断され
た場合には、データセル44内の明るさのバラツキが大
きいので、データセル44のパターンは対角線で分断さ
れた領域に異なる明るさが形成されている。このため、
次のステップ428では、|g3-g0 |>|g2-g1 |か否
かを判断することによって、2本の対角線S1 ,S2上
のサンプル点の明るさの差の大小を判断する。肯定判断
の場合には、サンプル点p0,p3付近の明るさの変化
量が多く対角線S2 でデータセル44が分割されたパタ
ーンであり(図4参照)、次のステップ436において
g3>g0か否かを判断することによって、分割された
各領域の明るさを判断する。ステップ436で肯定判断
の場合には、サンプル点p3付近の明るさがサンプル点
p0付近の明るさよりも明るいため、ステップ438に
おいてパターン465 と設定する。一方、ステップ43
6で否定判断の場合には、ステップ440へ進み、パタ
ーン463 と設定する。
た場合には、データセル44内の明るさのバラツキが大
きいので、データセル44のパターンは対角線で分断さ
れた領域に異なる明るさが形成されている。このため、
次のステップ428では、|g3-g0 |>|g2-g1 |か否
かを判断することによって、2本の対角線S1 ,S2上
のサンプル点の明るさの差の大小を判断する。肯定判断
の場合には、サンプル点p0,p3付近の明るさの変化
量が多く対角線S2 でデータセル44が分割されたパタ
ーンであり(図4参照)、次のステップ436において
g3>g0か否かを判断することによって、分割された
各領域の明るさを判断する。ステップ436で肯定判断
の場合には、サンプル点p3付近の明るさがサンプル点
p0付近の明るさよりも明るいため、ステップ438に
おいてパターン465 と設定する。一方、ステップ43
6で否定判断の場合には、ステップ440へ進み、パタ
ーン463 と設定する。
【0073】上記ステップ428において否定判断され
た場合には、サンプル点p1,p2付近の明るさの変化
量が多く対角線S1 でデータセル44が分割されたパタ
ーンであるので、ステップ430において、g2>g1
か否かを判断することによって、分割された各領域の明
るさを判断する。ステップ430で肯定判断の場合に
は、サンプル点p2付近の明るさがサンプル点p1付近
の明るさよりも明るいため、ステップ432へ進み、パ
ターン464 と設定する。一方、ステップ430で否定
判断の場合には、ステップ434へ進み、パターン46
2 と設定する。
た場合には、サンプル点p1,p2付近の明るさの変化
量が多く対角線S1 でデータセル44が分割されたパタ
ーンであるので、ステップ430において、g2>g1
か否かを判断することによって、分割された各領域の明
るさを判断する。ステップ430で肯定判断の場合に
は、サンプル点p2付近の明るさがサンプル点p1付近
の明るさよりも明るいため、ステップ432へ進み、パ
ターン464 と設定する。一方、ステップ430で否定
判断の場合には、ステップ434へ進み、パターン46
2 と設定する。
【0074】以上のようにして対象となるデータセル4
4のパターンの設定が終了すると、ステップ448へ進
み、対象となるデータセル44が周の起点のデータセル
か否かを判断する。肯定判断の場合には、そのまま本ル
ーチンを終了する。一方、否定判断の場合には、対象と
なるデータセル44は、製品に関連するコード化された
情報が表示されているため、ステップ450において、
パターンに対応する値(0〜5)を配列に追加してセル
配列データを生成する。
4のパターンの設定が終了すると、ステップ448へ進
み、対象となるデータセル44が周の起点のデータセル
か否かを判断する。肯定判断の場合には、そのまま本ル
ーチンを終了する。一方、否定判断の場合には、対象と
なるデータセル44は、製品に関連するコード化された
情報が表示されているため、ステップ450において、
パターンに対応する値(0〜5)を配列に追加してセル
配列データを生成する。
【0075】このようにして白黒のパターン460 〜4
65 を識別することができる。このように、1つのデー
タセル44に対して6通りのパターン460 〜465 を
表現することができるデータセル44が2次元タグ40
内を一周する1重のコードの場合には18データセル、
2重のコードの場合には47(=18+26)データセ
ル、3重のコードの場合には81(=18+26+3
4)データセルが製品に関連するコード化された情報に
対応するコードとなる。従って、パターン460〜46
5 に対して値0〜5を対応させ、これを中央の向きから
定まるスタート位置のデータセル44から始めて各周毎
に時計回りに6進数で読むことによって対応した符号を
得ることができる。なお、この場合には、各周毎にの符
号に、その外側に周回があるかとチェックサム等の誤り
検出訂正の冗長度を持たせることによって、何周のコー
ドであるかを判断し、また、コード読み取りの信頼性を
確保することができる。
65 を識別することができる。このように、1つのデー
タセル44に対して6通りのパターン460 〜465 を
表現することができるデータセル44が2次元タグ40
内を一周する1重のコードの場合には18データセル、
2重のコードの場合には47(=18+26)データセ
ル、3重のコードの場合には81(=18+26+3
4)データセルが製品に関連するコード化された情報に
対応するコードとなる。従って、パターン460〜46
5 に対して値0〜5を対応させ、これを中央の向きから
定まるスタート位置のデータセル44から始めて各周毎
に時計回りに6進数で読むことによって対応した符号を
得ることができる。なお、この場合には、各周毎にの符
号に、その外側に周回があるかとチェックサム等の誤り
検出訂正の冗長度を持たせることによって、何周のコー
ドであるかを判断し、また、コード読み取りの信頼性を
確保することができる。
【0076】これによって、ホストコンピュータ16で
は、2次元タグ読取装置14から出力される解析データ
を用いて製品等の対象物を管理することができる。
は、2次元タグ読取装置14から出力される解析データ
を用いて製品等の対象物を管理することができる。
【0077】なお、上記で用いたしきい値th1,th
2は固定された値ではなく、2次元タグ40に含まれる
全ての領域内の画素値の分布に応じて動的に求めること
ができる。すなわち、第1の領域52を検出するとき
に、位置基準領域60から黒に対応する濃度が検出可能
であると共に、識別領域62から白に対応する濃度が検
出可能である。また、第2の領域54には、パターン4
60 ,461 が交互に現れるので、2次元タグ40の全
面に渡り位置に対する濃度勾配を求めることができる。
このため、この濃度勾配によってしきい値th1,th
2を動的に求めることができる。
2は固定された値ではなく、2次元タグ40に含まれる
全ての領域内の画素値の分布に応じて動的に求めること
ができる。すなわち、第1の領域52を検出するとき
に、位置基準領域60から黒に対応する濃度が検出可能
であると共に、識別領域62から白に対応する濃度が検
出可能である。また、第2の領域54には、パターン4
60 ,461 が交互に現れるので、2次元タグ40の全
面に渡り位置に対する濃度勾配を求めることができる。
このため、この濃度勾配によってしきい値th1,th
2を動的に求めることができる。
【0078】以上説明したように、本実施例では、2次
元タグの要素であるデータセルを、データセルの対角線
で分割される対角領域に異なる明るさのパターンを配置
可能にしているので、6通りのコード表現が可能とな
り、情報密度を向上させることができる。
元タグの要素であるデータセルを、データセルの対角線
で分割される対角領域に異なる明るさのパターンを配置
可能にしているので、6通りのコード表現が可能とな
り、情報密度を向上させることができる。
【0079】また、2次元パターンとして、中央に位置
決めのための第1の領域を設け、その周囲を囲むよう
に、対象物に関する情報を表示したデータセルを配置す
ることによって2次元タグに表示しているので、情報量
の多い外周を有効に利用することができる。従って、情
報量の多い外周を生かした無駄のないデータ領域で2次
元タグを提供することができる。
決めのための第1の領域を設け、その周囲を囲むよう
に、対象物に関する情報を表示したデータセルを配置す
ることによって2次元タグに表示しているので、情報量
の多い外周を有効に利用することができる。従って、情
報量の多い外周を生かした無駄のないデータ領域で2次
元タグを提供することができる。
【0080】さらに、2次元タグの中央の閉領域を検出
し、2次元タグの対角線に沿う直線上に姿勢を検出する
ためのデータセルを設け2次元タグの回転を拘束してい
るので、2次元タグが回転することによって姿勢が変化
した場合や、画像の何れに2次元タグが位置した場合で
あっても、容易に2次元タグの位置を検出することがで
きると共に姿勢を補正することができる。
し、2次元タグの対角線に沿う直線上に姿勢を検出する
ためのデータセルを設け2次元タグの回転を拘束してい
るので、2次元タグが回転することによって姿勢が変化
した場合や、画像の何れに2次元タグが位置した場合で
あっても、容易に2次元タグの位置を検出することがで
きると共に姿勢を補正することができる。
【0081】さらにまた、データセルの読み取りでは、
データセルの対角画素の明るさの差や分散等、すなわ
ち、濃度勾配で、白黒を判定しているので、画像の明る
さに変化が生じた場合であっても、データセルに表示さ
れたパターンを確実に判別することができる。従って、
置く方向や背景に依存しない高い自由度の2次元タグを
提供することができる。
データセルの対角画素の明るさの差や分散等、すなわ
ち、濃度勾配で、白黒を判定しているので、画像の明る
さに変化が生じた場合であっても、データセルに表示さ
れたパターンを確実に判別することができる。従って、
置く方向や背景に依存しない高い自由度の2次元タグを
提供することができる。
【0082】このように本実施例の2次元パターンは、
読み取りの自由度が大きく、外周にデータセルを増設す
ることによってデータ容量の拡張が容易であるので他の
2次元コード同様にデータキャリアとしても使用できる
だけでなく、様々な状態の半完成品が発生する工場内倉
庫の管理等に非常に有効である。
読み取りの自由度が大きく、外周にデータセルを増設す
ることによってデータ容量の拡張が容易であるので他の
2次元コード同様にデータキャリアとしても使用できる
だけでなく、様々な状態の半完成品が発生する工場内倉
庫の管理等に非常に有効である。
【0083】また、センサーとしてCCDカメラを用い
ると、バーコードのように対象物を走査したり、スキャ
ナを配設することなく、CCDカメラの広い視野内に対
象物を配置するのみで2次元タグの位置及び情報の読み
取りが可能であるため、倉庫内の物品の位置管理が可能
となる。また、製造工程で発生する半完成品は、製品モ
デルやロット、工程によって様々な組み合わせがあり、
一時補間倉庫内でこれらを個別に管理するためにはデー
タ容量の大きなコードが必要である。また、大型システ
ムの製造においても、煩雑に部品の付け替えや増設が行
われるため、構成変更後の導入待ちの製品や取り外した
部品の管理が重要であるため、本実施例の2次元タグ
は、物品の管理に有効に機能する。
ると、バーコードのように対象物を走査したり、スキャ
ナを配設することなく、CCDカメラの広い視野内に対
象物を配置するのみで2次元タグの位置及び情報の読み
取りが可能であるため、倉庫内の物品の位置管理が可能
となる。また、製造工程で発生する半完成品は、製品モ
デルやロット、工程によって様々な組み合わせがあり、
一時補間倉庫内でこれらを個別に管理するためにはデー
タ容量の大きなコードが必要である。また、大型システ
ムの製造においても、煩雑に部品の付け替えや増設が行
われるため、構成変更後の導入待ちの製品や取り外した
部品の管理が重要であるため、本実施例の2次元タグ
は、物品の管理に有効に機能する。
【0084】なお、上記の実施例では、2次元タグを形
成するために、明るさの明暗に対応する白黒で大別可能
な異なる濃度によって2次元パターン(2値的な濃度パ
ターン)を表現する場合を説明したが、本発明は濃度に
よる表現に限定されるものではなく、複数の色を用いて
もよく、更に、色と濃度を組み合わせてもよい。この場
合、図3のパターンについて各色毎にコード(値)を付
与すれば、データセルに表現できる情報密度を増大させ
ることができる。このデータセルの画像の撮像にはCC
Dカメラ等の検出器はカラー対応の検出器を用いればよ
い。また、各色毎に図3のパターンを形成するのみでは
なく、パターンとして一方の色、他方の色及び一方の色
と他方の色との合成というように、パターン内において
色の組み合わせを考慮すれば、データセルに表現できる
情報密度をさらに増大させることができる。
成するために、明るさの明暗に対応する白黒で大別可能
な異なる濃度によって2次元パターン(2値的な濃度パ
ターン)を表現する場合を説明したが、本発明は濃度に
よる表現に限定されるものではなく、複数の色を用いて
もよく、更に、色と濃度を組み合わせてもよい。この場
合、図3のパターンについて各色毎にコード(値)を付
与すれば、データセルに表現できる情報密度を増大させ
ることができる。このデータセルの画像の撮像にはCC
Dカメラ等の検出器はカラー対応の検出器を用いればよ
い。また、各色毎に図3のパターンを形成するのみでは
なく、パターンとして一方の色、他方の色及び一方の色
と他方の色との合成というように、パターン内において
色の組み合わせを考慮すれば、データセルに表現できる
情報密度をさらに増大させることができる。
【0085】
【発明の効果】以上説明したように本発明の管理用2次
元パターンによれば、第1の領域から管理用2次元パタ
ーンの位置または位置及び方向を識別でき、第2の領域
から基準となる単位データセルを検出でき、第3の領域
から保持すべき情報を容易に検出することができる、と
いう効果がある。
元パターンによれば、第1の領域から管理用2次元パタ
ーンの位置または位置及び方向を識別でき、第2の領域
から基準となる単位データセルを検出でき、第3の領域
から保持すべき情報を容易に検出することができる、と
いう効果がある。
【0086】また、第1の領域に方向パターン及び位置
識別パターンを含ませることにより、管理用2次元パタ
ーンの位置及び方向の識別が容易となる、さらに、単位
パターンが所定の順序で隣接するように第1の領域から
管理用2次元パターンの外周へ向かって配列すれば、基
準となる単位パターンを容易に検出することができる、
という効果がある。
識別パターンを含ませることにより、管理用2次元パタ
ーンの位置及び方向の識別が容易となる、さらに、単位
パターンが所定の順序で隣接するように第1の領域から
管理用2次元パターンの外周へ向かって配列すれば、基
準となる単位パターンを容易に検出することができる、
という効果がある。
【0087】さらにまた、単位パターンを対角線を境と
して異なる濃度または色で表現することにより1単位パ
ターンで複数の値を表現することができるので、情報量
を増大させることができ、情報の記録密度を増加するこ
とができる、という効果がある。
して異なる濃度または色で表現することにより1単位パ
ターンで複数の値を表現することができるので、情報量
を増大させることができ、情報の記録密度を増加するこ
とができる、という効果がある。
【0088】本発明の情報表示タグによれば、情報の記
録密度が増加された管理用2次元パターンを記録してい
るので、小さな形状であっても大量の情報を記録するこ
とができ、対象物に関連する大量の情報を記録または検
出が可能となる、という効果がある。
録密度が増加された管理用2次元パターンを記録してい
るので、小さな形状であっても大量の情報を記録するこ
とができ、対象物に関連する大量の情報を記録または検
出が可能となる、という効果がある。
【0089】本発明の画像処理方法によれば、対象物に
設けられた情報表示タグから読み取った画像から複数部
位の異なる濃度または色が検出されたときに異なる部位
と判定するので、固定したしきい値を設けることなくパ
ターンを検出することができると共に、一様に濃度また
は色が変化した場合であっても、容易にパターンを検出
することができる、という効果がある。
設けられた情報表示タグから読み取った画像から複数部
位の異なる濃度または色が検出されたときに異なる部位
と判定するので、固定したしきい値を設けることなくパ
ターンを検出することができると共に、一様に濃度また
は色が変化した場合であっても、容易にパターンを検出
することができる、という効果がある。
【0090】また、単位パターン内の複数部位に対応す
る濃度または色の相関関係から単位パターンを判別すれ
ば、単位パターン内に複数の値を検出することができ、
記録された情報が大量であっても、対応する情報を容易
に検出することができる、という効果がある。
る濃度または色の相関関係から単位パターンを判別すれ
ば、単位パターン内に複数の値を検出することができ、
記録された情報が大量であっても、対応する情報を容易
に検出することができる、という効果がある。
【0091】さらに、単位パターンを対角線を境として
異なる濃度または色を検出し、この濃度または色の差位
置との関係から単位パターンを判別できるので、単純な
構成で情報が提示された単位パターンを簡単に検出する
ことができる、という効果がある。
異なる濃度または色を検出し、この濃度または色の差位
置との関係から単位パターンを判別できるので、単純な
構成で情報が提示された単位パターンを簡単に検出する
ことができる、という効果がある。
【0092】さらにまた、情報表示タグを読み取った画
像から微小領域が除去された変換画像を空間微分するこ
とによって濃度または色の変化する部分を特定すること
ができ、この微分画像を用いれば容易に第1の領域の輪
郭を抽出できるので、抽出した輪郭から管理用2次元パ
ターンの位置及び方向を容易に識別できる、という効果
がある。
像から微小領域が除去された変換画像を空間微分するこ
とによって濃度または色の変化する部分を特定すること
ができ、この微分画像を用いれば容易に第1の領域の輪
郭を抽出できるので、抽出した輪郭から管理用2次元パ
ターンの位置及び方向を容易に識別できる、という効果
がある。
【0093】本発明の画像処理装置によれば、画像検出
手段により情報表示タグを検出し、前処理手段によって
微小領域除去と共に第1の領域の輪郭を抽出し、この輪
郭から管理用2次元パターンの位置及び方向を検出して
いるので、対象物に関連する情報を読み取るための条件
設定が容易になると共に、単位パターン内の複数部位に
対応する濃度または色の相関関係の各々と単位パターン
の配列とを用いて要るので、対象物に関連する情報を容
易に解析できる、という効果がある。
手段により情報表示タグを検出し、前処理手段によって
微小領域除去と共に第1の領域の輪郭を抽出し、この輪
郭から管理用2次元パターンの位置及び方向を検出して
いるので、対象物に関連する情報を読み取るための条件
設定が容易になると共に、単位パターン内の複数部位に
対応する濃度または色の相関関係の各々と単位パターン
の配列とを用いて要るので、対象物に関連する情報を容
易に解析できる、という効果がある。
【図1】本発明の実施例にかかる、2次元パターンを示
すイメージ図である。
すイメージ図である。
【図2】本発明の実施例にかかる、2次元タグを示すイ
メージ図である。
メージ図である。
【図3】本発明の実施例にかかる、データセル内のパタ
ーンを示すイメージ図である。
ーンを示すイメージ図である。
【図4】データセルにおけるサンプル点を示すイメージ
図である。
図である。
【図5】本発明の実施例にかかる、管理システム10の
概念構成を示すブロック図である。
概念構成を示すブロック図である。
【図6】CCDカメラにより撮像した画像を示すイメー
ジ図である。
ジ図である。
【図7】明るさ分布を有するデータセルのパターンを識
別することを説明するための説明図であり、(A)は2
次元タグの中央部のデータセル、(B)は2次元タグの
周辺部のデータセルについて示している。
別することを説明するための説明図であり、(A)は2
次元タグの中央部のデータセル、(B)は2次元タグの
周辺部のデータセルについて示している。
【図8】最小値フィルター処理及び最大値フィルター処
理を説明するための説明図であり、(A)は原画像の一
部の画像、(B)は最小値フィルター処理した画像、
(C)は更に最小値フィルター処理した画像、(D)は
最大値フィルター処理した画像、(E)は最小値フィル
ター処理における明るさと位置の特性図、(F)は更に
最小値フィルター処理における明るさと位置の特性図、
(G)は最大値フィルター処理における明るさと位置の
特性図である。
理を説明するための説明図であり、(A)は原画像の一
部の画像、(B)は最小値フィルター処理した画像、
(C)は更に最小値フィルター処理した画像、(D)は
最大値フィルター処理した画像、(E)は最小値フィル
ター処理における明るさと位置の特性図、(F)は更に
最小値フィルター処理における明るさと位置の特性図、
(G)は最大値フィルター処理における明るさと位置の
特性図である。
【図9】2次元タグ読取装置で実行されるメインルーチ
ンを示すフローチャートである。
ンを示すフローチャートである。
【図10】図9のステップ200の詳細を示し、前処理
装置で実行されるルーチンを示すフローチャートであ
る。
装置で実行されるルーチンを示すフローチャートであ
る。
【図11】図9のステップ300の詳細を示し、タグ位
置姿勢検出装置で実行されるルーチンを示すフローチャ
ートである。
置姿勢検出装置で実行されるルーチンを示すフローチャ
ートである。
【図12】図9のステップ400の詳細を示し、セルデ
ータ解析装置で実行されるルーチンを示すフローチャー
トである。
ータ解析装置で実行されるルーチンを示すフローチャー
トである。
【図13】図12のステップ404の詳細を示し、デー
タセル44のパターン判別処理ルーチンを示すフローチ
ャートである。
タセル44のパターン判別処理ルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図14】本実施例にかかる、2次元タグから情報の読
取り過程を説明するための説明図である。
取り過程を説明するための説明図である。
10 管理システム 12 CCDカメラ 14 2次元タグ読取装置 40 2次元タグ 50 予約パターン 51 2次元パターン 52 第1の領域 54 第2の領域 56 第3の領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅香 俊一 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 内
Claims (13)
- 【請求項1】 対象物の少なくとも一部の画像を読み取
り、読み取った画像に基づいて該対象物に関連する情報
を検出するために用いる管理用2次元パターンであっ
て、 前記管理用2次元パターンの中心付近に位置すると共
に、前記管理用2次元パターンの位置を識別するための
位置基準パターンを有する第1の領域と、 前記第1の領域から前記管理用2次元パターンの外周に
向かう所定方向へ、パターンが異なる複数の単位パター
ンのうち少なくとも1つの単位パターンを配列した第2
の領域と、 前記第1の領域及び第2の領域を除く領域であって、前
記対象物に関連する情報を表すように前記複数の単位パ
ターンを配列した第3の領域と、 から構成された管理用2次元パターン。 - 【請求項2】 対象物の少なくとも一部の画像を読み取
り、読み取った画像に基づいて該対象物に関連する情報
を検出するために用いる管理用2次元パターンであっ
て、 前記管理用2次元パターンの中心付近に位置すると共
に、前記管理用2次元パターンの位置及び方向を識別す
るための位置基準パターンを有する第1の領域と、 前記第1の領域から前記管理用2次元パターンの外周に
向かう所定方向へ、パターンが異なる複数の単位パター
ンのうち少なくとも1つの単位パターンを配列した第2
の領域と、 前記第1の領域及び第2の領域を除く領域であって、前
記対象物に関連する情報を表すように前記複数の単位パ
ターンを配列した第3の領域と、 から構成された管理用2次元パターン。 - 【請求項3】 前記第2の領域は、前記第1の領域から
前記管理用2次元パターンの外周に向かう所定方向へ、
パターンが異なる複数の単位パターンを所定の順序で隣
接するように配列したことを特徴とする請求項1または
2に記載の管理用2次元パターン。 - 【請求項4】 前記位置基準パターンは、中心部に位置
しかつ前記方向を識別するための方向パターンと、該方
向パターンの周囲に該方向パターンと判別可能に配列さ
れた位置識別パターンとを有することを特徴とする請求
項2に記載の管理用2次元パターン。 - 【請求項5】 前記第2の領域は、前記第1の領域の所
定点と前記管理用2次元パターンの外周の少なくとも1
点とを結ぶ直線に沿う方向に、パターンが異なる複数の
単位パターンを所定の順序で隣接するように配列したこ
とを特徴とする請求項3に記載の管理用2次元パター
ン。 - 【請求項6】 前記複数の単位パターンは、各々矩形状
で、全面が第1濃度からなる第1パターン、全面が当該
第1濃度と異なる第2濃度からなる第2パターン、単位
パターンの第1対角線を境として分割された一方の部位
が前記第1濃度からなると共に他方の部位が第2濃度か
らなる第3パターン、単位パターンの第2対角線を境と
して分割された一方の部位が前記第1濃度からなると共
に他方の部位が第2濃度からなる第4パターン、前記第
1対角線を境として分割された一方の部位が前記第2濃
度からなると共に他方の部位が第1濃度からなる第5パ
ターン、前記第2対角線を境として分割された一方の部
位が前記第2濃度からなると共に他方の部位が第1濃度
からなる第6パターンを有することを特徴とする請求項
1乃至請求項5の何れか1項に記載の管理用2次元パタ
ーン。 - 【請求項7】 前記複数の単位パターンは、各々矩形状
で、全面が第1色からなる第1パターン、全面が当該第
1色と異なる第2色からなる第2パターン、単位パター
ンの第1の対角線を境として分割された一方の部位が前
記第1色からなると共に他方の部位が第2色からなる第
3パターン、単位パターンの第2の対角線を境として分
割された一方の部位が前記第1色からなると共に他方の
部位が第2色からなる第4パターン、前記第1の対角線
を境として分割された一方の部位が前記第2色からなる
と共に他方の部位が第1色からなる第5パターン、前記
第2の対角線を境として分割された一方の部位が前記第
2色からなると共に他方の部位が第1色からなる第6パ
ターンを有することを特徴とする請求項1乃至請求項5
の何れか1項に記載の管理用2次元パターン。 - 【請求項8】 請求項1乃至請求項7の何れか1項に記
載の管理用2次元パターンが所定範囲に表示された情報
表示タグ。 - 【請求項9】 請求項8に記載の情報表示タグを画像と
して読み取り、読み取った画像に基づいて該情報表示タ
グに含まれる情報を検出する画像処理方法であって、 前記画像から複数部位の濃度または色を検出し、異なる
濃度または色が検出されたときには異なる部位と判定
し、 判別結果に基づいて前記情報表示タグに含まれる情報を
検出する、 ことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項10】 請求項6または請求項7に記載の管理
用2次元パターンが表示された情報表示タグを画像とし
て読み取り、読み取った画像に基づいて該情報表示タグ
に含まれる情報を検出する画像処理方法であって、 前記単位パターンが表示された領域内の複数部位におけ
る濃度または色を検出し、該複数部位の各々に対応する
濃度または色の相関関係を求め、求めた相関関係に基づ
いて単位パターンを判別し、 判別結果に基づいて前記情報表示タグに含まれる情報を
検出する、 ことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項11】 前記単位パターン内の前記対角線を境
とした一方の部位の第1の検出濃度または検出色と他方
の部位の第2の検出濃度または検出色とを検出し、第1
の検出濃度または検出色と第2の検出濃度または検出色
の差を求め、該差と前記一方の部位及び他方の部位の位
置関係を対応させることによって複数部位に対応する濃
度または色の相関関係を求め、求めた相関関係に基づい
て単位パターンを判別することを特徴とする請求項10
に記載の画像処理方法。 - 【請求項12】 請求項6または請求項7に記載の管理
用2次元パターンが表示された情報表示タグを画像とし
て読み取り、読み取った画像に基づいて該情報表示タグ
に含まれる情報を検出する画像処理方法であって、 前記画像について周囲と異なる濃度または色でかつ略同
一の濃度または色の微小領域を周囲の濃度または色と一
致した領域となるように変換した変換画像を形成し、 前記変換画像を空間微分した微分画像を求め、 前記微分画像を用いて、前記第1の領域の輪郭を抽出
し、 抽出した輪郭に基づいて前記管理用2次元パターンの位
置及び方向を識別する、 ことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項13】 請求項6または請求項7に記載の管理
用2次元パターンが表示された情報表示タグを含む画像
を撮像する撮像手段と、 撮像された画像に基づいて周囲と異なる濃度または色で
かつ略同一の濃度または色の微小領域を周囲の濃度また
は色と一致した領域となるように変換した変換画像を形
成する画像変換手段と、前記変換画像を空間微分した微
分画像を求めて該微分画像を用いて前記第1の領域の輪
郭を抽出する輪郭抽出手段と、からなる前処理手段と、 抽出した輪郭に基づいて前記管理用2次元パターンの位
置及び方向を検出するタグ位置姿勢検出手段と、 検出された位置及び方向に基づいて、前記第2の領域及
び第3の領域を定めると共に、前記単位パターンが表示
された領域を定める領域設定手段と、 前記単位パターンが表示された各領域内の複数部位の各
々における濃度または色を検出し、複数部位に対応する
濃度または色の相関関係を求め、求めた相関関係に基づ
いて個々の単位パターンを判別し、判別した複数の単位
パターンの配列に基づいて前記情報表示タグに含まれる
情報を解析するセルデータ解析手段と、 を備えた画像処理装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6137399A JP2788604B2 (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 2次元情報パターンを有する情報表示タグ、それを用いた画像処理方法及び画像処理装置 |
EP95304215A EP0689152A3 (en) | 1994-06-20 | 1995-06-19 | Two dimensional management pattern |
US08/492,501 US5748868A (en) | 1994-06-20 | 1995-06-20 | Two-dimensional management pattern, information display tag, and image processing method and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6137399A JP2788604B2 (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 2次元情報パターンを有する情報表示タグ、それを用いた画像処理方法及び画像処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH086969A true JPH086969A (ja) | 1996-01-12 |
JP2788604B2 JP2788604B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=15197750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6137399A Expired - Lifetime JP2788604B2 (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 2次元情報パターンを有する情報表示タグ、それを用いた画像処理方法及び画像処理装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5748868A (ja) |
EP (1) | EP0689152A3 (ja) |
JP (1) | JP2788604B2 (ja) |
Cited By (8)
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US7393130B2 (en) | 2005-07-04 | 2008-07-01 | Seiko Epson Corporation | Optical substrate, manufacturing method thereof, planar lighting device and electrooptical device |
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MY119088A (en) * | 1996-11-26 | 2005-03-31 | Sony Corp | Information input method, information input sheet, and information input apparatus |
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