JPH09274635A - 光学情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２値化データの各セルの値を正確に判定する
ことができる光学情報読取装置を提供することである。 【解決手段】 ビット判定部５２の画像カウント部５０
３は、２値化データ記憶部５０２に記憶された２値化デ
ータの各セルにおける２値化データ“０”および“１”
の数をカウントする。重み付け演算部５０４は、２値化
データ記憶部５０２に記憶された２値化データ“０”お
よび“１”について重み付け多数決処理を行う。判定部
５０５は、各セルにおける２値化データ“１”または
“０”の数の割合が所定のしきい値以上の場合に、当該
セルの値と判定し、当該セルにおける２値化データ
“１”および“０”の数の割合がしきい値よりも低い場
合に、重み付け演算部５０４による重み付け多数決処理
の結果に基づいて、各セルの値を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元コードまた
は２次元バーコードからコード情報を読み取る光学情報
読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、バーコードからバーコード情
報を読み取るためにバーコード読取装置が用いられてい
る。バーコード読取装置では、バーコードに光を照射
し、その反射光を受光することにより、バーコードの幅
情報を時間情報に変換した後、この時間情報を数値化
し、２値化データとしてメモリに格納し、メモリに格納
された２値化データを復号（デコード）してバーコード
情報を読み取る。

【０００３】近年、コードに付与される情報量を増加さ
せるために、情報密度がバーコードよりも高い２次元コ
ードまたは２次元バーコードが使用されるようになって
いる。それらの２次元コードまたは２次元バーコードで
は、情報密度を高くすることができるので、小さな領域
に多量の情報を印字することや、数千バイトもの大きな
情報量を扱うことも可能となる。

【０００４】図７は２次元コードの一例を示す図であ
る。図７の２次元コードは、３つの切り出しシンボルＳ
Ｙおよびデータ領域ＤＲにより構成される。切り出しシ
ンボルＳＹはデータ領域ＤＲの位置および方向を判別す
るために用いられる。データ領域ＤＲには複数のキャラ
クタＣＨが含まれ、各キャラクタＣＨは例えば８個のセ
ルＳＬからなる。各キャラクタＣＨは、例えば数字、英
文字、記号等を表わしている。

【０００５】図８は２次元バーコードの一例を示す図で
ある。図８に示すように、２次元バーコードは、通常の
バーコードのトランケーション（高さ）を小さくして多
段に構成したものである。

【０００６】このような２次元コードまたは２次元バー
コードからコード情報を読み取るための光学情報読取装
置では、２次元コードまたは２次元バーコードに光を照
射し、その反射光を受光して２値化データに変換した
後、２値化データにおいて一定の２値化データ数からな
るセルごとに白黒（“０”または“１”）を判定し、そ
の判定結果に基づいてコードデータを生成する。そし
て、そのコードデータを復号してコード情報を読み取
る。

【０００７】図９に示すように、２値化データにおける
セルＳＬは複数の２値化データからなる。図９の例で
は、１つのセルＳＬが８×８の２値化データからなる。
セルの白黒を判定する方法としては、通常、そのセル内
の白データの数と黒データの数の多数決を採る方法が用
いられている。セル内の白データの数が黒データの数よ
りも多い場合に、そのセルは白であると判定し、セル内
の黒データの数が白データの数よりも多い場合に、その
セルは黒であると判定する。すなわち、セル内の白デー
タおよび黒データの面積を比較することによりそのセル
の白黒を判定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２次元
コードまたは２次元バーコードを印刷する際に、インク
のにじみやかすれが生じたり、印刷ずれが生じたりする
場合がある。また、２値化データにセルを設定する際
に、設定ずれが生じることもある。

【０００９】図１０（ａ）に示すように、インクの量が
適量である場合には、各セルＳＬのほぼ全体が黒または
白となる。図１０（ｂ）に示すように、インクの量が多
すぎる場合にはインクがにじみ、セルＳＬからはみ出
す。これにより、黒部分が太り、白部分が細る。図１０
（ｃ）に示すように、インクの量が少なすぎる場合には
インクがかすれ、セルＳＬの一部分にしか印刷されな
い。これにより、黒部分が細り、白部分が太る。印字ず
れまたはセルの設定ずれが生じた場合には、図１０
（ｄ）に示すように、黒部分の位置がセルＳＬの中央か
らずれることになる。

【００１０】図１１に示すように、セルＳＬの一辺の長
さをａとすると、中央部の正方形の黒部分Ｒの一辺の長
さが０．７０７ａであるときに、セルＳＬ内の黒部分Ｒ
の面積とその周囲の白部分の面積とが等しくなる。した
がって、白画素の数と黒画素の数の多数決によりセルＳ
Ｌの白黒を判定する場合には、黒部分または白部分がセ
ルの寸法に対して１４１．４％以上になるまで太るか７
０．７％以下になるまで細ると、セルＳＬの白黒の判定
結果が逆になる。すなわち、印字の太りに対する許容度
は１４１．４％となり、印字の細りに対する許容度は７
０．７％となる。

【００１１】このように、多数決処理により白黒を判定
すると、印刷むらによる印字の太りおよび細りに対する
許容度は高いが、判定の確実度はあまり高くない。判定
の確実度を高めるためには、１セル全体の２値化データ
数に対する白データおよび黒データの数の割合を５０％
よりも高いしきい値と比較することによりそのセルの白
黒を判定することが考えられる。例えば、１セル内の白
データの数がセル全体の２値化データ数の６０％以上で
ある場合にそのセルは白であると判定し、１セル内の黒
データの数がセル全体の２値化データ数の６０％以上で
ある場合にそのセルは黒であると判定する。しきい値を
高くするほど、判定の確実性は高くなる。その反面、し
きい値を高くするほど、印字の太りまたは細りに対する
許容度が低くなるという欠点がある。

【００１２】一方、印刷ずれまたはセルの設定ずれによ
る白黒の誤判定を防止するためには、１セルよりも小さ
い範囲で白黒を判定することが考えられる。しかしなが
ら、白黒を判定する範囲を小さくすると、局所的な印刷
むらが部分的に増大されるという問題が生じる。

【００１３】本発明の目的は、２値化データの各セルの
白黒を正確に判定することができる光学情報読取装置を
提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る光学情報読取装置は、読取対象となるコード
に光を照射する光照射手段と、光照射手段により光が照
射されたコードからの反射光を受光して２値化データに
変換する変換手段と、変換手段により得られた２値化デ
ータにおいて一定の２値化データ数からなる各セルの値
を判定し、判定結果をコードデータとして生成する判定
手段と、判定手段により生成されたコードデータを復号
し、コード情報を読み取る復号手段とを備え、判定手段
が、セル内の全２値化データ数に対する第１の値または
第２の値の２値化データ数の割合が半分よりも高い所定
のしきい値以上であるか否かに基づいて当該セルの値を
判定し、当該セル内の第１の値および第２の値の２値化
データ数の割合が共にしきい値よりも低い場合に、当該
セル内に複数のブロックを設定し、各ブロック内の２値
化データに重み付けを行った多数決処理に基づいて当該
セルの値を判定するものである。

【００１５】第２の発明に係る光学情報読取装置は、第
１の発明に係る光学情報読取装置において、複数のブロ
ックがセルの中央部分およびその中央部分から周囲にず
れた複数の部分であるものである。

【００１６】第１および第２の発明に係る光学情報読取
装置においては、読取対象となるコードに光が照射さ
れ、その反射光が受光されて２値化データに変換され
る。そして、その２値化データにおいて一定の２値化デ
ータ数からなるセルの値が判定され、その判定結果がコ
ードデータとして生成される。そのコードデータを復号
することによりコード情報が読み取られる。

【００１７】各セルの値の判定は、各セル内の全２値化
データ数に対する第１の値または第２の値の２値化デー
タ数の割合が所定のしきい値以上であるか否かに基づい
て行われる。それにより、高い確実度でセルの値を短時
間で判定することができる。また、当該セル内の第１の
値および第２の値の２値化データ数の割合が共にしきい
値よりも低い場合には、当該セル内に複数のブロックが
設定され、各ブロック内の２値化データに重み付けを行
った多数決処理に基づいて当該セルの値が判定される。
それにより、印字の太りまたは細りが生じた場合または
印字がセルの中央からずれている場合にもセルの値を正
確に判定することができる。

【００１８】特に、第２の発明に係る光学情報読取装置
においては、複数のブロックがセル内の中央部分および
その中央部分から周囲にずれた複数の部分に設定される
ので、印字がセルの中央から周囲にずれた場合でも、セ
ルの値を正確に判定することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例による光
学情報読取装置の構成を示すブロック図である。この光
学情報読取装置は、２次元コードまたは２次元バーコー
ドからコード情報を読み取るために用いられる。以下、
２次元コードおよび２次元バーコードを総称してコード
と呼ぶ。

【００２０】図１の光学情報読取装置は、光源１、光学
系２、２次元撮像手段３、記憶手段４、２次元データデ
コード手段５、表示手段６、出力手段７および制御手段
８を含む。光源１、光学系２および２次元撮像手段３
は、例えばＣＣＤカメラまたはイメージスキャナにより
構成され、記憶手段４はメモリからなる。表示手段６
は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）等からなり、出力手段７は通信インタフェースから
なる。制御手段８はＣＰＵ（中央演算処理装置）からな
る。

【００２１】光源１は、測定対象となるコード１００に
光を照射する。光学系２はコード１００からの反射光を
受光し、２次元撮像手段３に与える。２次元撮像手段３
は、光学系２から与えられた光を電気信号に変換し、２
次元２値化データとして記憶手段４に与える。記憶手段
４は、２次元撮像手段３から与えられた２次元２値化デ
ータを記憶する。

【００２２】２次元データデコード手段５は、記憶手段
４に記憶された２次元２値化データをデコードしてコー
ド情報を読み取り、その読み取り結果を表示手段６およ
び出力手段７に出力する。２次元データデコード手段５
の詳細な構成および動作は後述する。

【００２３】表示手段６は、２次元データデコード手段
５から与えられたコード情報を表示する。出力手段７
は、２次元データデコード手段５から与えられたコード
情報をホストコンピュータ、プログラマブルコントロー
ラ等の外部機器に送信する。制御手段８は、光学情報読
取装置の全体の制御を行う。

【００２４】図２は図１の２次元データデコード手段５
の詳細な構成を示すブロック図である。図２に示すよう
に、２次元データデコード手段５は、方向・位置判別部
５１、ビット判定部５２、誤り検出訂正部５３、デコー
ド部５４および表示・出力処理部５５を含む。

【００２５】方向・位置判別部５１は、図１の記憶手段
４に記憶された２次元２値化データから切り出しシンボ
ルを検出し、その切り出しシンボルに基づいて２次元２
値化データのデータ領域の方向および位置を判別する。
ビット判定部５２は、方向・位置判別部５１の判別結果
に基づいて、２次元２値化データのデータ領域から各セ
ルの２値化データ領域内の２値化データを抽出し、２値
化データ領域内の２値化データにより各セルの値（白
黒）を判定し、その判定結果に基づいてコードデータを
生成する。コードデータの各ビットは、コード１００の
各セルに対応する。

【００２６】誤り検出訂正部５３は、ビット判定部５２
より生成されたコードデータにおける誤りを検出し、誤
りがある場合にはその誤りを訂正し、誤りが訂正された
コードデータをデコード部５４に出力する。

【００２７】デコード部５４は、誤り検出訂正部５３か
ら出力されるコードデータをデコードし、コード情報を
読み取る。表示・出力処理部５５は、デコード部５４か
ら出力されたコード情報を図１の表示手段６および出力
手段７に与える。

【００２８】図３は図２のビット判定部５２の詳細な構
成を示すブロック図である。図３に示すように、ビット
判定部５２は、２値化データ抽出部５０１、２値化デー
タ記憶部５０２、２値化データ数カウント部５０３、重
み付け演算部５０４および判定部５０５を含む。

【００２９】２値化データ抽出部５０１は、図２の方向
・位置判別部５１の判別結果に基づいて２次元２値化デ
ータのデータ領域から各セルの２値化データ領域内の２
値化データを抽出し、２値化データ記憶部５０２に与え
る。２値化データ記憶部５０２は、２値化データ抽出部
５０１から与えられる２値化データを記憶する。この２
値化データには、一定２値化データ数からなる複数のセ
ルが設定される。ここでは、白データのデータ値を
“０”とし、黒データのデータ値を“１”とする。

【００３０】２値化データ数カウント部５０３は、２値
化データ記憶部５０２に記憶された各セルにおける２値
化データの白の値“０”の数および黒の値“１”の数を
カウントする。重み付け演算部５０４は、２値化データ
記憶部５０２に記憶された２値化データの各セルにおい
て後述する重み付け多数決処理を行う。判定部５０５
は、２値化データ数カウント部５０３によるカウント結
果および重み付け演算部５０４による重み付け多数決処
理の結果に基づいて、各セルの値が“０”であるか
“１”であるか、すなわち各セルが白であるか黒である
かを判定する。

【００３１】次に、図４、図５および図６を参照しなが
ら図３のビット判定部５２による白黒判定処理を説明す
る。ここでは、図４に示す線に沿ってセルＳＬを分割
し、図５に示すように、セルＳＬに９種類のブロックＢ
１〜Ｂ９を設定する。すなわち、図５（ａ）に示すよう
に、セルＳＬ内の左上の部分、右上の部分、左下の部分
および右下の部分をそれぞれブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ
３，Ｂ４とし、図５（ｂ）に示すように、セルＳＬ内の
上中央の部分および下中央の部分をそれぞれブロックＢ
５，Ｂ６とし、図５（ｃ）に示すように、セルＳＬ内の
左中央の部分および右中央の部分をそれぞれブロックＢ
７，Ｂ８とし、セルＳＬ内の中央の部分をブロックＢ９
とする。

【００３２】次に、重み付け多数決処理について説明す
る。図６は重み付け多数決処理に用いる１セル内の重み
付け係数を示す図である。図６（ａ）に示すように、ブ
ロックＢ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８からなる領域の重み付け
多数決処理では中央部分が強調される。また、図６
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、ブロッ
クＢ１，Ｂ３，Ｂ９からなる領域、ブロックＢ２，Ｂ
４，Ｂ９からなる領域、ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ９から
なる領域およびブロックＢ３，Ｂ４，Ｂ９からなる領域
の重み付け多数決処理ではそれぞれ左寄り、右寄り、上
寄りおよび下寄りの部分が強調される。さらに、図６
（ｆ），（ｇ），（ｈ），（ｉ）に示すように、ブロッ
クＢ１，Ｂ５，Ｂ７，Ｂ９からなる領域、ブロックＢ
４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ９からなる領域、ブロックＢ２，Ｂ
５，Ｂ８，Ｂ９からなる領域およびブロックＢ３，Ｂ
６，Ｂ７，Ｂ９からなる領域の重み付け多数決処理で
は、それぞれ左上寄り、右下寄り、右上寄りおよび左下
寄りの部分が強調される。

【００３３】重み付け多数決処理では、２値化データ数
をカウントする際に、各２値化データ領域に対応する重
み係数が乗算される。白の値“０”について重み付けし
たカウント結果と黒の値“１”について重み付けしたの
カウント結果とを比較する。

【００３４】たとえば、図６（ａ）に示すブロックＢ
５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８からなる領域で、中央の４個の区
画の値が“１”であり、周囲の１２個の区画のうち１個
の区画の値が“１”であり、残りの１１個の区画の値が
平均的に“０”であるとする。この場合には、区画の値
“１”についてのカウント結果は９となり、区画の値
“０”についてのカウント結果は７となるので、区画の
値“１”のカウント結果が多いと判定する。

【００３５】セルの値の判定は次の条件（１）〜（１
１）を満足するか否かに基づいて評価する。 （１）１セルＳＬ全体における２値化データ“０”また
は“１”の数が８０％以上。

【００３６】（２）ブロックＢ９における２値化データ
“０”または“１”の数が８０％以上かつブロックＢ
５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８からなる領域における重み付け多
数決処理で同２値化データが多い。

【００３７】（３）ブロックＢ７における２値化データ
“０”または“１”の数が７０％以上かつブロックＢ
１，Ｂ３，Ｂ９からなる領域における重み付け多数決処
理で同２値化データが多い。

【００３８】（４）ブロックＢ８における２値化データ
“０”または“１”の数が７０％以上かつブロックＢ
２，Ｂ４，Ｂ９からなる領域における重み付け多数決処
理で同２値化データが多い。

【００３９】（５）ブロックＢ５における２値化データ
“０”または“１”の数が７０％以上かつブロックＢ
１，Ｂ２，Ｂ９からなる領域における重み付け多数決処
理の同２値化データが多い。

【００４０】（６）ブロックＢ６における２値化データ
“０”または“１”の数が７０％以上かつブロックＢ
３，Ｂ４，Ｂ９からなる領域における重み付け多数決処
理で同２値化データが多い。

【００４１】（７）ブロックＢ１における２値化データ
“０”または“１”の数が４０％以上かつブロックＢ９
において同２値化データの数が４０％以上かつブロック
Ｂ１，Ｂ５，Ｂ７，Ｂ９からなる領域における重み付け
多数決処理で同２値化データが多い。

【００４２】（８）ブロックＢ４における２値化データ
“０”または“１”の数が４０％以上かつブロックＢ９
における同２値化データの数が４０％以上かつブロック
Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ９からなる領域における重み付け
多数決処理で同２値化データが多い。

【００４３】（９）ブロックＢ２における２値化データ
“０”または“１”の数が４０％以上かつブロックＢ９
における同２値化データの数が４０％以上かつブロック
Ｂ２，Ｂ５，Ｂ８，Ｂ９からなる領域における重み付け
多数決処理で同２値化データが多い。

【００４４】（１０）ブロックＢ３における２値化デー
タ“０”または“１”の数が４０％以上かつブロックＢ
９における同２値化データの数が４０％以上かつブロッ
クＢ３，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ９からなる領域における重み付
け多数決処理で同２値化データが多い。

【００４５】まず、セル内の２値化データ“０”または
“１”が条件（１）を満足するか否かを判別する。セル
内の２値化データ“０”が条件（１）を満足すれば、当
該セルは白（“０”）であると判定し、セル内の２値化
データ“１”が条件（１）を満足すれば当該セルは黒
（“１”）であると判定する。

【００４６】セル内の２値化データ“０”または“１”
が共に条件（１）を満足しない場合には、条件（２）〜
（１０）のいずれかを満足するか否かを判別する。条件
（２）〜（１０）のいずれかを満足した場合には、当該
セルは白であると判定し、条件（２）〜（１０）のいず
れかを満足した場合には、当該セルは黒であると判定す
る。

【００４７】ここで、条件（２）は白部分または黒部分
がセルＳＬの中央部に位置する場合に満足され、条件
（３），（４），（５），（６）は白部分または黒部分
がセルＳＬのそれぞれ左寄り、右寄り、上寄りおよび下
寄りに位置する場合に満足される。また、条件（７），
（８），（９），（１０）は白部分または黒部分がセル
ＳＬのそれぞれ左上寄り、右下寄り、右上寄りおよび左
下寄りに位置する場合に満足される。

【００４８】条件（１）〜（１０）を満足しない場合に
は、白および黒がセル内で斑になっていると考えられ
る。この場合、次の条件で判断する。 （１１）１セルＳＬ全体における２値化データ“０”ま
たは“１”が過半数。

【００４９】２値化データ“０”が条件（１１）を満足
した場合には、当該セルは白であると判定し、２値化デ
ータ“１”が条件（１１）を満足した場合には、当該セ
ルは黒であると判定する。

【００５０】上記のように、本実施例では、まず、セル
内の２値化データ“０”または“１”が条件（１）を満
足するか否かが評価されるので、高い確実度でセルの白
黒が迅速に判定される。また、セル内の２値化データ
“０”または“１”が共に条件（１）を満足しない場合
には、条件（２）〜（１０）のいずれかを満足するか否
かが評価されるので、白部分または黒部分が細っている
場合またはセルの中央からずれている場合にも、セルの
白黒が確実に判定される。そして、白部分および黒部分
が斑になっている場合には、条件（１１）で白黒が判定
される。

【００５１】したがって、コードの印刷むらにより各セ
ルにおける印字が太りまたは細った場合でも、印刷ずれ
またはセルの設定ずれがある場合でも、各セルの特徴を
抽出して白黒を高い確実度で迅速かつ正確に判定するこ
とが可能となる。また、各条件においてしきい値を変化
させることによりセル内の各部分における特徴抽出のレ
ベルに任意に強弱をつけることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光学情報読取装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１の光学情報読取装置における２次元データ
デコード手段の構成を示すブロック図である。

【図３】図２の２次元データデコード手段の詳細な構成
を示すブロック図である。

【図４】セルの構成を示す図である。

【図５】図４のセルに設定されるブロックを示す図であ
る。

【図６】重み付け多数決処理に用いられる重み係数を示
す図である。

【図７】２次元コードの一例を示す図である。

【図８】２次元バーコードの一例を示す図である。

【図９】セルの一例を示す図である。

【図１０】印字のにじみ、かすれおよびずれを説明する
ための図である。

【図１１】多数決処理による白黒判定処理を説明するた
めの図である。

【符号の説明】 １ 光源 ２ 光学系 ３ ２次元撮像手段 ４ 記憶手段 ５ ２次元データデコード手段 ６ 表示手段 ５２ ビット判定部 ５０１ ２値化データ抽出部 ５０２ ２値化データ記憶部 ５０３ ２値化データ数カウント部 ５０４ 重み付け演算部 ５０５ 判定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読取対象となるコードに光を照射する光
   照射手段と、 前記光照射手段により光が照射されたコードからの反射
   光を受光して２値化データに変換する変換手段と、 前記変換手段により得られた２値化データにおいて一定
   の２値化データ数からなる各セルの値を判定し、判定結
   果をコードデータとして生成する判定手段と、 前記判定手段により生成された前記コードデータを復号
   し、コード情報を読み取る復号手段とを備え、 前記判定手段は、各セル内の全２値化データ数に対する
   第１の値または第２の値の２値化データ数の割合が半分
   よりも高い所定のしきい値以上であるか否かに基づいて
   当該セルの値を判定し、当該セル内の第１の値および第
   ２の値の２値化データ数の割合が共に前記しきい値より
   も低い場合に、当該セル内に複数のブロックを設定し、
   各ブロック内の２値化データに重み付けを行った多数決
   処理に基づいて当該セルの値を判定することを特徴とす
   る光学情報読取装置。
2. 【請求項２】 前記複数のブロックは、前記セル内の中
   央部分およびその中央部分から周囲にずれた複数の部分
   であることを特徴とする請求項１記載の光学情報読取装
   置。