JPH10134133A - バーコード読み取り装置 - Google Patents
バーコード読み取り装置Info
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- JPH10134133A JPH10134133A JP8292615A JP29261596A JPH10134133A JP H10134133 A JPH10134133 A JP H10134133A JP 8292615 A JP8292615 A JP 8292615A JP 29261596 A JP29261596 A JP 29261596A JP H10134133 A JPH10134133 A JP H10134133A
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Abstract
フトウェア演算処理を短時間で行うためには、高速で高
価な処理装置(CPU、DSP等)が必要になり、装置
自体の価格が高くなってしまうという課題があった。 【解決手段】 本発明は、光学系(3)を通して固体撮
像手段(4)に撮像されたバーコードを記憶するメモリ
アレイとしてのフレームメモリ(7)と、バーコードと
装置本体との焦点距離を自動的に切り換える自動焦点切
換手段(オートフォーカス部9、オートズーム部10、
コントローラ12、レンズアクチュエータ13)とを有
するバーコード読み取り装置において、前記自動焦点距
離切換手段は、前記メモリアレイの任意の1直線の輝度
情報からバーコードシンボルを認識してバーコードの大
きさに応じて焦点距離切換比を決定し、焦点距離切り換
えを行うことに特徴がある。
Description
装置を有するバーコード読み取り装置に関するものであ
る。
ド)を読み取る装置として固体撮像素子(例えば、CC
D、CMD等)を使用するものが多く用いられるように
なってきた。CCD式の装置はレーザ式と異なり、近年
発表されている2次元バーコードが読み取れる、バーコ
ードの方向によらずデコードできる等の利点を持ってい
る。
カメラに類似しているところから、アクチュエータ等を
用いてレンズを微小に移動させることにより、レンズの
焦点距離を変化させて像倍率を変えることも可能であ
る。この手法を用いればCCDの撮像範囲においてバー
コードシンボルが大きすぎてはみ出していたり(図16
参照)、逆に小さすぎて読み取れなかったり(図17参
照)する場合にバーコードと読み取り装置の距離を変え
ずに像倍率を変えて、対象画像(フレームメモリ)に対
して適当な大きさでバーコードシンボルを撮像し解読す
ることができる。
有するシンボル情報読取装置としては、例えば米国特許
第5,331,176号明細書に開示されているような
読取装置が知られている。この装置においては、ソフト
ウエア処理によって照明で作った枠の中に正方形の2次
元シンボルを内包するようにレンズ位置を調整しシンボ
ルを復号している。
の画像(フレームメモリ)に対してソフトウエア演算処
理を短時間で行うためには、高速で高価な処理装置(C
PU、DSP等)が必要になり、装置自体の価格が高く
なってしまうという課題があった。
課題を解決し、安価でさらに短時間で処理可能な自動焦
点距離切換装置を有するバーコード読み取り装置を提供
することにある。
め、本発明のバーコード読み取り装置は、光学系を通し
て固体撮像手段に撮像されたバーコードを記憶するメモ
リアレイと、バーコードと装置本体との焦点距離を自動
的に切り換える自動焦点切換手段とを有するバーコード
読み取り装置において、前記自動焦点距離切換手段は、
前記メモリアレイの輝度情報からバーコードシンボルを
認識してバーコードの大きさに応じて焦点距離切換比を
決定し、焦点距離切り換えを行うことに特徴がある。
特に、前記輝度情報はメモリアレイの任意の1直線の情
報であることに特徴がある。
面により詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態を
示すバーコード読み取り装置の構成図であり、図2は図
1のバーコード読み取り装置の概略フローチャートであ
る。
CCD4、赤外線発光装置(以下、IRという)5、フ
ォトセンサダイオード(以下、PSDという)6、メモ
リアレイとしてのフレームメモリ7、CPU8、コント
ローラ12およびレンズアクチュエータ13とからな
る。CPU8はオートフォーカス部9、オートズーム部
10およびデコード部11から構成されている。
IR5から赤外線を発光してその反射光をPSD6で検
知し、CPU8内のオートフォーカス部9で演算してバ
ーコード読み取り装置とバーコードラベル2までの距離
を測定し(ステップS2)、その結果に応じてコントロ
ーラ12、レンズアクチュエータ13に制御信号を出し
光学系3の焦点位置を調整する。この一連の処理でフレ
ームメモリ7には焦点が合ったバーコード画像が撮像さ
れることになる(ステップS3)。
ーコードラベル2は、光学系3によって、CCD4に結
像される。光電変換されたラベル情報は、映像信号とし
てフレームメモリ7に取り込まれる。フレームメモリ7
上の画像の情報をオートズーム部10に送ると、画像に
応じた処理がなされ、その結果に応じて再びコントロー
ラ12、レンズアクチュエータ13に制御信号を出し光
学系3の焦点距離を調整する。この一連の処理でフレー
ムメモリ7にはバーコードラベル2が最適なサイズで撮
像されることになる(ステップS4)。
ズで撮像されたバーコードラベル2を所定のバーコード
解読アルゴリズムに基づいた解読を行って、図示しない
ホスト装置などに出力する(ステップS5)。
ートは、プログラミング言語Cの記述方式に従って書か
れている。続いて、図2におけるステップS4のオート
ズームを図3、図4のフローチャートを参照しながら説
明する。
S41)。次にフレームメモリ7を仮想スキャンする任
意の直線を決定する(ステップS42)。ここで仮想ス
キャンとは、その直線上にある画素の輝度情報をフレー
ムメモリ7から順次読み出し所定の配列に格納する動作
をいう。ステップS42において、直線の指定方法は直
線の両端点の座標でもよいし、直線の傾きと切片でもよ
い。いずれにしろN本の直線を前もって用意しておく
(例えば配列に予めN組の座標を入れておく)。もちろ
ん直線は図5のようなフレームメモリ7の1辺に平行な
ものでもよいし、図6のようなフレームメモリ7を斜め
に横切るようなものでも構わない。
をフレームメモリ7から順次読み出し所定の配列に格納
する(ステップS43)。次に配列に格納した1ライン
分の輝度情報から最大値及び最小値を求める(ステップ
S44)。これは次のステップで輝度情報を幅情報に変
換する際に、2値化のしきい値を決めるためである。
び最小値を用いて輝度情報を幅情報に変換する(ステッ
プS45)。しきい値は最大値と最小値の平均値でもよ
いし、その他の方法で求めてもよい。
定のしきい値よりも多いかどうかの判定を行う(ステッ
プS46)。この判定は、指定した直線上にバーコード
がない場合にそれ以上の処理を行うことを禁止するため
のものである。この判定が真であればステップS47に
行き、偽であればステップS4Gに行く。
S47)。これはステップS45で求めた幅情報の中か
ら予め定められたマージン幅よりも大きいものをピック
アップするものである。ピックアップする際に幅のポイ
ンタ(画像中の位置)と幅の番号(何番目の幅)を記憶
しておく。
マージンの数が2以上かどうかの判定を行う(ステップ
S48)。ここでマージンの数が2以上であれば、バー
コードラベル2が完全にフレームメモリ7中に入ってい
ることになるし、マージンの数が1以下であれば、バー
コードラベル2はフレームメモリ7からはみ出して撮像
されていることになる。したがって、マージンの設定値
は非常に重要であるが、これについては後述する。ステ
ップS48の判定が真であればステップS49に行き、
偽であればステップS4Aに行く。
プS49)。これは前述のステップS47でマージンの
数が2以上あり、バーコードラベルが完全に画像中に入
っていると判定された場合に、マージンとマージンの間
に存在するものがバーコード情報であるかどうかの簡単
なチェックを行うものである。このチェック方法につい
ては後述する。
ドラベル2がフレームメモリ7から読み出して撮像され
ていると判定された場合は、求めた幅情報の中で最も最
小な幅の値を求める(ステップS4A)。これは次のス
テップでズームダウンするためのズーム比を決定する際
に必要な情報である。
の情報からズーム比(ただしズームダウンの比率)を決
定する(ステップS4B)。ステップS48の判定が真
だった場合に、ステップS49のバーコードチェックの
結果を判定する(ステップS4C)。チェックの結果が
真であればステップS4Dに行き、偽であればステップ
S4Gに行く。
率)を決定する(ステップS4D)。この決定手法に関
しては、詳細は後述する。次に、ステップS4BやS4
Dで決定されたズーム比を配列zoom〔i〕に格納す
る(ステップS4E)。これは複数の直線処理をして、
各々決定されたズーム比の中で最適なものを選ぶためで
ある。
判定を行う(ステップS4F)。これは予め設定したN
本の直線処理が全て終了したかどうかの判定である。こ
の判定が真であればステップS4Hに行き、偽であれば
ステップS4Gに行く。
する処理である。その後ステップS42に行く。次に、
正しいズーム比を決定する(ステップS4H)。これは
上述したように、複数の直線処理の中で、各々決定され
たズーム比の中で最適なものを選ぶ処理である。様々な
選択方法が考えられるが、通常はN個のズームアップ比
の中で像倍率の増加が最も小さいものを選ぶ。
換えて(ステップS4I)、リターンし制御を上位ルー
チンに戻す。続いて、ステップS49でコールされるバ
ーコードチェックのルーチンを図7のフローチャートを
参照しながら説明する。
の数が2より大きいかどうかの判定を行う(ステップS
491)。この判定が真であれば3個以上のマージンの
中から真のマージンであると思われるものを2個選ぶ
(ステップS492)。図8を参照しながらこの方法に
ついて説明する。図8ではマージンが3個認識されてい
る。左の2個が正しいマージンである。ステップS47
でマージンを検出したときに、幅の番号も同時に記憶し
たわけであるから、それぞれのマージンは幅番号を待っ
ている。ここで、図9を参照すると、上の認識ライン1
6においては0から10までの幅番号がついていて、1
1個の幅情報がある。下の認識ラインでは0から11ま
での幅番号がついていて、12個の幅情報がある。そこ
で図8に戻り、幅番号の差が一番大きい2つのマージン
を真のマージンとみなす。図8の場合、明らかに左の2
個がマージンと認識されテキスト情報14のようなノイ
ズ(バーコードと関係ない情報)は除去される。
た場合(マージンが2個の場合)はマージンの間の幅数
をカウントする(ステップS493)。これは上述した
ように2つのマージンの幅番号の差をとる処理である。
うかの判定を行う(ステップS494)。ここで規定値
は読みたいバーコードの種類により設定すればよい。例
えば2桁のITFは17エレメントで構成されるので、
規定値を17とする。この判定が真であった場合はステ
ップS495に行き、偽であった場合はFALSE
(偽)をリターンし上位ルーチンに制御を戻す。
る。まず、左マージンの幅番号が偶数であるかどうかの
判定を行う(ステップS495)。この判定が真ならば
右マージンの幅番号が偶数であるかどうかの判定を行う
(ステップS496)。この判定が真ならばTRUE
(真)をリターンし上位ルーチンに制御を戻す。偽であ
ればFALSE(偽)をリターンし上位ルーチンに制御
を戻す。ステップS495の判定が偽であった場合、右
マージンの幅番号が奇数であるかどうかの判定を行う
(ステップS497)。この判定が真ならばTRUE
(真)をリターンし上位ルーチンに制御を戻す。偽であ
ればFALSE(偽)をリターンし上位ルーチンに制御
を戻す。以上の処理の意味を説明する。バーコードは必
ずバーで始まりバーで終わるため左マージンの幅番号が
偶数であれば右マージンの幅番号も偶数になる。左マー
ジンの幅番号が奇数であれば右マージンの幅番号も奇数
になる。図9を参照すると上のラインではマージンの幅
番号は0と10である。下のラインでは1と11であ
る。この様にしてステップS495、496、497
で、マージン間の幅情報がバーコードらしいかどうかの
判定を行うことができる。
ーム比(UP)決定のルーチンを図10のフローチャー
トを参照しながら説明する。まず、フレームメモリ7中
でバーコードラベル2が左右どちらに寄っているかを判
定する(ステップS4D1)。これは図11、図12を
参照してもらうとわかるが、バーコードラベル2が左右
どちらかに偏っていると、単純にバーコード長だけから
ズーム比を計算した場合、フレームメモリ7からはみ出
してしまうことがあるので、この判定を必要とする。具
体的には左右のマージンポインタからバーコードの中心
点を計算し、その点がフレームメモリ7の中心から見て
左右どちらにあるのかを判定すればよい。
リ7の右側に偏っているかどうかを判定する(ステップ
S4D2)。この判定が真ならばステップS4D3に行
き、偽ならばステップS4D4に行く。
よりバーコードラベル2の端点がフレームメモリ7の座
標をどれだけ移動するかを計算するためにバーコード端
点とフレームメモリ中心の距離を計算する。これはフレ
ームメモリの中心が光学系3のレンズの光軸の中心と一
致するよう調整してあるので、バーコードラベル2の端
点の座標の移動量は画像中心からの距離に比例するから
である。
ドラベル2のどちらかの端点がフレームメモリ7の座標
をどれだけ移動できるかを計算する。まず、バーコード
ラベル2がフレームメモリ7の右側に偏っていた場合の
座標移動可能量21は(右端座標18−必要マージン量
19−バーコード右端座標20)から計算できる。ここ
で図11を参照し、右端座標18とはフレームメモリ7
の右端の座標のことであり、必要マージン量19とはバ
ーコードをデコードするのに必要なマージンの量のこと
で、適当な値を設定しておく。反対に図12を参照し、
バーコードラベル2がフレームメモリ7の左側に偏って
いた場合の座標移動可能量21は(バーコード左端座標
22−必要マージン量19)から計算できる。ただし、
ここでフレームメモリ7は左端座標=0で座標の右方向
に数値が増加することを前提としている。
テップS4D7)。これは上述のステップS4D3、S
4D4で求めた画像中心からの距離と上述のステップS
4D5、S4D6で求めた移動可能量から求めるもので
ある。具体的には座標移動量−画像中心からの距離×ズ
ーム倍率(ソフトウエアではこの値は既知である)で求
め、座標移動可能量と座標移動量を比較し、座標移動可
能量に最も近くなるズーム倍率(ただし下回る値)を選
択すればよい。
位ルーチンに制御を戻す。以上の記述において注意すべ
き点は、N本の直線でバーコードを認識して、ズーム比
を決定する場合にスキャンして得られる画素数が異なる
ということである。すなわち、図5の場合はフレームメ
モリの横軸の長さだけ画素数を得るが、図6の場合は斜
めにスキャンするので当然図5の場合よりも画素数は多
くなる。そうやってN個のズーム比を別々に求め、像倍
率の増加が最も小さいものを選択すればよい。
ーム比(DOWN)決定のルーチンを図13のフローチ
ャートを参照しながら説明する。まずズーム倍率の計算
を行う(ステップS4B1)。これは前述のステップS
4Aで求めた最小幅の値を、バーコードをデコードする
のに最低限必要な1エレメント当たりの画素数(例えば
2画素)で割って計算する。
を計算する(ステップS4B2)。これは存在するズー
ム倍率の中で、計算倍率に一番近いものを選択するとい
うことである。
について説明したが、マージンの設定は非常に難しい。
なぜなら、バーコードラベル2とバーコード読み取り装
置との距離が大きく変化するような場合には、特定の距
離で設定したマージンの値が有効に働かなくなるからで
ある。すなわち、バーコードラベル2とバーコード読み
取り装置との距離が近すぎて、ラベルがフレームメモリ
7からはみ出しているような場合には(図16参照)、
マージンの値が小さすぎると、バーコード1本1本のエ
レメントをマージンと間違えてしまう危険性がある。逆
にマージンの値が大きすぎると、バーコードのデコード
可能な領域が狭められてしまう。これを解決する方法と
して、図1の構成においてオートフォーカス部9の測距
情報をオートズーム部10に与えてマージンを距離の関
数にするものが考えられる。例えば図14のように距離
とマージンの値を逆比例させる方法がある。しかし、両
者を完全に逆比例させると、バーコードラベル2とバー
コード読み取り装置との距離が10倍も変化するような
場合には、マージンも10倍変化することになり、近距
離ではマージンがそれだけ大きくなって読み取り範囲が
狭くなってしまう。従って通常は図15のように、ある
距離範囲内だけでマージンを変化させる方がよい。
ドせずにバーコードサイズを認識してズーム比を決める
ので、非常に短時間で処理が完了するわけであるが、さ
らに時間を縮めたい場合には、ステップS43で1ライ
ンの輝度情報を取り込んで配列に格納する際に、全ての
輝度情報を格納せずに、1個おきに、すなわち、間引い
て格納する方法がある。この場合に気を付けなければな
らないことはマージンの値、フレームメモリ7の横幅の
値等を半分にしなければならないことである(2個間引
いたら3分の1である)。
ト位置(電源を入れるとそこにレンズが移動する位置)
をどこに置くかという問題があるが、通常はN段階の中
間に置けばズームアップ・ダウンによるレンズの移動を
速やかに行うことができる。しかし、アプリケーション
によってはデフォルトを最広角側(最もズームダウンし
た状態)に置いておき、ズームアップのみするという方
法も考えられる。この場合にはステップS4A、S4B
が不必要になり、処理が簡単化するというメリットがあ
る。
ーコードの例について説明したが、それに限定されるこ
となく、例えば、PDF417、コード49、Maxi
code、QRコード、Data Matrix c
ode等の2次元バーコードにも同様に適用できる。
メモリアレイとしてのフレームメモリの任意の1直線に
おいてバーコードを検知し、そのサイズに応じて光学系
のレンズ位置を移動する自動焦点切換装置を持っている
ので、バーコードラベルとバーコード読み取り装置の距
離が変化しても、もしくは様々なサイズのバーコードを
読み取らなければならない場合でも、高速にしかも確実
にバーコードを読み取ることができる。つまり、読み取
り可能範囲が広くなり使い勝手が向上する。また、従来
の2次元画像処理のような複雑な処理を行わないので、
安価な処理装置(プロセッサ)を用いて高速に処理でき
るため、安価な読み取り装置が実現できる。
装置の構成図である。
を説明するためのフローチャートである。
ャートである。
ャートである。
により認識する様子を説明した図である。
例を説明した図である。
フローチャートである。
ト情報が混在している様子を説明した図である。
る。
めのフローチャートである。
るためのフローチャートである。
を説明した図である。
情報の関係例を説明した図である。
している様子を説明した図である。
小さすぎる様子を説明した図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 光学系を通して固体撮像手段に撮像され
たバーコードを記憶するメモリアレイと、バーコードと
装置本体との焦点距離を自動的に切り換える自動焦点切
換手段とを有するバーコード読み取り装置において、 前記自動焦点距離切換手段は、前記メモリアレイの輝度
情報からバーコードシンボルを認識してバーコードの大
きさに応じて焦点距離切換比を決定し、焦点距離切り換
えを行うことを特徴とするバーコード読み取り装置。 - 【請求項2】 前記輝度情報はメモリアレイの任意の1
直線の情報であることを特徴とする請求項1記載のバー
コード読み取り装置。 - 【請求項3】 前記バーコードシンボルの認識は、前記
輝度情報を順次配列に格納し幅情報に変換してから行う
ことを特徴とする請求項2記載のバーコード読み取り装
置。 - 【請求項4】 前記バーコードシンボルの認識は、規定
値以上のマージンを2つ検出し、マージンの間にある幅
の数が規定値以上であるかどうかを判断することにより
行うことを特徴とする請求項2記載のバーコード読み取
り装置。 - 【請求項5】 前記バーコードシンボルの認識は、マー
ジンを2つ検出し、2つのマージンのうちの1つの幅の
順番が偶数であったときにもう1つの幅の順番が偶数で
あるかどうかを判断することにより行うことを特徴とす
る請求項2記載のバーコード読み取り装置。 - 【請求項6】 前記バーコードシンボルの認識は、マー
ジンを2つ検出し、2つのマージンのうちの1つの幅の
順番が奇数であったときにもう1つの幅の順番が奇数で
あるかどうかを判断することにより行うことを特徴とす
る請求項2記載のバーコード読み取り装置。 - 【請求項7】 前記バーコードシンボルの認識は、マー
ジンを少なくとも2つ検出し、2つのマージンの間の幅
の数が最大であるような2つのマージンを真のマージン
とみなし、その間の幅情報をバーコードシンボルとみな
すことを特徴とする請求項2記載のバーコード読み取り
装置。 - 【請求項8】 前記マージンの検出は、自動合焦点手
段で得られる測距情報から規定値を決定することを特徴
とする請求項4、5、6、7のいずれか記載のバーコー
ド読み取り装置。 - 【請求項9】 前記焦点距離切換比の決定は、前記メモ
リアレイ中のバーコードシンボルの左右の偏りに応じて
行うことを特徴とする請求項2記載のバーコード読み取
り装置。 - 【請求項10】 前記焦点距離切換比の決定は、得られ
た幅情報の中で最小の幅値に応じて行うことを特徴とす
る請求項2記載のバーコード読み取り装置。 - 【請求項11】 前記焦点距離切換比の決定は、前記メ
モリアレイを複数の直線で走査し、その都度焦点距離切
換比を決定して配列に格納し、最後の直線の焦点距離切
換比が決定されたならば最適な焦点距離切換比を決定す
ることにより行うことを特徴とする請求項2記載のバー
コード読み取り装置。 - 【請求項12】 前記輝度情報はメモリアレイの任意の
1直線の輝度情報を任意個数毎に配列に格納した情報で
あることを特徴とする請求項1記載のバーコード読み取
り装置。 - 【請求項13】 前記自動焦点距離切換手段は、前記光
学系のレンズのデフォルト位置が切換可能な段階数の中
間段階であることを特徴とする請求項2記載のバーコー
ド読み取り装置。 - 【請求項14】 前記自動焦点距離切換手段は、前記光
学系のレンズのデフォルト位置が最も広角側であること
を特徴とするバーコード読み取り装置。
Priority Applications (1)
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JP29261596A JP3811235B2 (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | バーコード読み取り装置 |
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JPH10134133A true JPH10134133A (ja) | 1998-05-22 |
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JP29261596A Expired - Fee Related JP3811235B2 (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | バーコード読み取り装置 |
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