JPH11502348A

JPH11502348A - 基準マークの位置および方向の検出方法

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Publication number: JPH11502348A
Application number: JP8531158A
Authority: JP
Inventors: モートン，ジェームズ，エス．; レックテンウォルト，ジェームズ，ヴイ．; ビュルナー，ヨハネス，エー．，エス．; レイズ，ケネス，エー．
Original assignee: ユナイテッドパーセルサービスオブアメリカ，インコーポレイテッド
Priority date: 1995-04-10
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1999-02-23
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: DE69606029T2; ES2143189T3; EP0820617A1; CA2217458C; ATE188567T1; PT820617E; DK0820617T3; GR3033026T3; US5642442A; CA2217458A1; EP0820617B1; WO1996032690A1; JP3124296B2; DE69606029D1

Abstract

(57)【要約】コンベア(２０)に沿って動く小包(３０)上の宛先住所内のテキスト(６０)の位置および方向を確認するための、ベルト上方の光学的文字認識(ＯＣＲ)読み取り装置と共に使用可能な基準マーク検出システム(１０)。基準マーク検出システム(１０)は、電荷結合素子(ＣＣＤ)のアレイ(６０)、アナログ−デジタル(Ａ／Ｄ)変換器(７０)、汎用コンピュータ(８０)、およびソフトウェアプログラム(１００)を含む。画像処理ソフトウェアプログラム(１００)は、投影ヒストグラム、重畳フィルタリング、相関、半径方向の分散、第１の慣性モーメント、エッジのイメージの分析、ハフメソッド、および検出の信頼性の試験を含む。蛍光インクを含む方向規定用のマーク(５０)は、小包(３０)上の宛先住所ブロックのほぼ中央に配置される。方向規定用のマーク(５０)は、下にあるテキスト(６０)を妨害するものではなく、走査前のいかなる時点で小包(３０)につけられてもよい。基準マークは、直径が異なる２つの円(１１０)、(１２０)を具備し、この２つの円は、大円(１１０)の中心(１３０)から小円(１２０)の中心(１４０)へのベクトル(１５０)が下にあるテキスト(６０)と同じ方向を向くように、向けられている。

Description

【発明の詳細な説明】基準マークの位置および方向の検出方法関連出願への言及本出願は、本出願の提出と同時に放棄される、１９９５年４月１０日出願の、所有者が共通である係属中の米国特許出願第０８／４１９，１７６号「基準マークの位置および方向の検出方法」、発明者James S．MortonおよびJames V．Reck tenwalt、の継続出願である。技術分野本発明は、光学的イメージの処理に関し、より詳細には、ベルト上方の光学的文字認識読み取り装置に関する。特に、本発明は、小包がコンベアに沿って動く間に小包についた宛先住所等のテキストの位置および方向を検出する方法に関する。背景技術何年もの間、コンベアに沿って動く小包を走査するために機械が用いられてきた。ベルト上方の光学的文字認識(ＯＣＲ)読み取り装置が開発されているが、これは小包がコンベアに沿って動く間に小包の表面のイメージを取り込み、そのイメージの表現を作り出し処理することができる。ＯＣＲ読み取り装置の基本的な物理的要素は、センサ、アナログ−デジタル(Ａ／Ｄ)変換器、および、メモリを備えるコンピュータである。ＯＣＲ読み取り装置の個々の物理的要素はすべて当該技術分野では周知であり、個々の物理的要素のコストや性能の特性がそれぞれ異なる多くの代替品が市販されている。特定の用途に対して最も効率的な要素の組み合わせを見つけ、こういったよく知られている物理的要素により作り出されるイメージを処理するコンピュータのソフトウェアプログラムを開発することに、多くの労力が注がれている。ＯＣＲ読み取り装置には、電荷結合素子(ＣＣＤ)センサのアレイが用いられることが多い。ＣＣＤカメラは、それぞれがぶつかってくる光の量に応じて蓄積電荷を蓄える電子「画素」のアレイからなっている。ＣＣＤカメラは、小包がコンベアに沿って動く間に小包の表面のイメージを素早く取り込むために用いられる。イメージはそれからデジタル形式に変換され、変換されたイメージはコンピュータのメモリ内にビットマップとして記憶される。するとＣＣＤのアレイは、画素内の電荷を放散することによってリセットされ、アレイは別の小包のイメージを取り込むことができる。このようにして、単一のＣＣＤカメラが、非常に多くの小包を走査するために用いられる。ＣＣＤカメラは解像度および感度が様々である。一般的に、カラーのカメラはモノクロのカメラよりも高価であり、高解像度カメラは低解像度カメラよりも高価である。従って、低解像度でモノクロのＣＣＤカメラが特定の目的に適している場合には常に、そういったカメラを用いる金銭上の誘因がある。同様に、コンピュータは計算速度その他のパラメータが様々である。一般的に、高速のコンピュータは低速のコンピュータよりも高価であり、専用コンピュータは汎用コンピュータよりも高価である。従って、低速で汎用のコンピュータがある目的に適している場合には、そういったコンピュータを用いる金銭上の誘因がある。ユナイテッドパーセルサービス(ＵＰＳ)等の小包配達会社は、ＯＣＲ読み取り装置システムを幅広く用いることができた。ＵＰＳは、毎日何百万もの小包を運送している。ＵＰＳ等の小包配達会社が利用するＯＣＲ読み取り装置は、莫大な量のコンピュータデータを生成する。その結果、ＣＣＤカメラが作り出すイメージを素早く正確に処理することができるコンピュータシステムが必要である。例えば、コンピュータシステムは、ある小包上に書かれた宛先住所を読み取ることができ、小包をその宛先に正確に送ることができるように開発されてきた。テキストの読み取りは高度なタスクであり、これを行うことができるシステムは同等に高度であり、高解像度ＣＣＤカメラや高速のコンピュータ等の高価な装置を具備している。小包についたテキストが読み取り可能になる前に、テキストの位置および方向を判定することが必要である。ＯＣＲ読み取り装置システムが、基準マークを用いて、対象のまたは対象についているテキストの位置および方向を確認してもよい。基準マークは、ＯＣＲ読み取り装置で走査される対象上に置かれた、既知の光学的特徴を持つ指標である。ＯＣＲ読み取り装置システムは、基準マークのついた小包を走査し、基準マークの位置を検出する。このようにして、ＯＣＲシステムは、小包の宛先住所ブロックと既知の関係にあるように配置された基準マークを用いて、宛先住所ブロックの位置を検出することができる。同様に、ＯＣＲシステムは、方向が宛先住所ブロック内のテキストの方向と既知の関係にあるように配置された方向を特定する基準マークを用いて、テキストの方向を確認することができる。ＯＣＲ読み取り装置システムに要求されるタスクのうちで、テキストを読み取ることよりも程度の低いタスクは、テキストを読み取るのに用いられるものよりも廉価な他の装置で行うことができるので、テキストを読み取るのに必要な高価な装置を、テキストを読み取るというより高度なタスクに、より効率的に割り当てることができる。基準マークの位置および方向を確認するということは、ＯＣＲ読み取り装置システムに要求される機能であって、テキストを読み取ることが要求される装置よりも程度の低い装置で行うことのできる機能の一例である。従って、低コストのＣＣＤカメラおよび汎用コンピュータを備えるシステムを用いて基準マークの位置および方向を確認する金銭上の誘因がある。コンピュータのメモリ内に記憶された画像を処理するのに用いられる画像処理技術としては、多くのものが周知である。２次元の画像については、コンピュータのメモリ内に記憶された二次元のビットマップのマトリクスが、ＣＣＤのアレイの画素を表現する。マトリクスには、直交座標系が対応する。従って、ビットマップはＣＣＤのアレイのそれぞれの画素の位置を唯一的に識別する。三次元またはそれより高次元のビットマップは同様に、コンピュータのメモリ内の三次元またはそれより高次元の画像を表示する。極座標系またはその他の座標系も同様に、マトリクス内の位置を規定する。当業者には、投影ヒストグラム、重畳フィルタリング、相関、イメージ領域の重心の計算、およびハフメソッド(Hough Method)を含むエッジイメージの分析といった標準の画像処理技術はよく知られていよう。基準マークは、いかなる形状または形状の組み合わせを含んでもよい。ある形状は、他のものよりも本質的により効率的に検索できる。例えば、円形状は、その回転しても変化しない性質ゆえに、効率的に検索できる。したがって、円であれば、角の方向が多様であることを考慮する必要がない。多数の米国特許が円形の基準マークを教示している。例えば、米国特許第５，１０３，４８９号のMietteは、分類される物品上の住所の位置を検出するためのラベル、方法、および装置を説明している。このシステムは、住所検出マークを含む、前もって印刷されたラベルを用いており、浄書検出マークは、回転しても変化しない要素と不規則な要素(すなわち、円の内側の方向を特定するマーク)とを有している。この処理技術では、まずこの円形のイメージの位置を検出し、それから不規則要素の回転方向を確認する。ソフトウェアプログラムが、不規則要素のイメージを、種々の別々の方向を規定する限定された数の所定の基準信号と比較すること(すなわち、相関)により、不規則イメージの回転方向を確認する。 Mitteに説明されたシステムには多くの欠点がある。例えば、回転を特定する要素を用いることにより、基準マークの検索の効率が、円形のイメージのみを含むマークと比べて低下する。さらに、住所を含むテキストと同じ領域を占めようとすればどうしてもテキストの一部が不明瞭になってしまうような、不透明な基準マークに依存している。したがって、基準マークは、テキストが付く領域外に、走査されるそれぞれの小包上の住所ブロックと既知の関係にあるように配置されねばならない。その結果として、かかるシステムでは通常、基準間へ苦を含むテキストを配置する記録可能な領域を指定した、前もって印刷されたラベルまたは小包が必要である。したがって、Mitteの後にも、より効率的で多目的に使用できる基準マークシステムの必要性は残っている。多数の米国特許が、方向を規定するのに大きさの異なる円形のイメージの組み合わせを用いることを教示している。例えば、米国特許第４，７６０，２４７号のKeane et al.は、領域画像処理を用いた光学的カード読み取り装置を説明している。このシステムは、記録可能な領域のあるくじ引き券を読み取り、まずくじ引き券上に印刷された３つの円形のイメージの位置を検出して識別することにより、券の記録可能な領域の位置と方向とを確認する。同様に、米国特許第３，８０１２，７７５号のAckerは、対象を識別する方法および装置を説明している。説明されているシステムは、走査コントローラ、ビデオプロセッサ、データプロセッサを含むバーコード読み取り装置である。バーコードを表示している対象は、バーコードの両端にそれぞれ配置された２つの円形のイメージを含む。一端の円形イメージは、他端のイメージとは異なる同心円のパターンを備えており、バーコードの方向が識別できるようになっている。 Keane et al.およびAckerに説明されているシステムは、いくつか、Mietteに説明されているシステムと同じ欠点がある。すなわち、それらは、前もって印刷された不透明な基準マークに依存している。Keane et al.およびAckerの後も、より多目的にしようできる基準マークシステムの必要性は残っている。特に、小包配達業は、住所が小包につけられた後に小包につけることができる基準マークのシステムを必要としている。この方法では、システムは前もって印刷されたラベルや小包に依存しない。蛍光マーキングは、ＣＣＤカメラで指標を読み取る手段を提供し、そこでは指標は不透明なテキストと同じ領域を占めていてもよい。紫外線により露光されたときには、蛍光マーキングはＣＣＤカメラにより読み取り可能であるが、テキストは比較的見えにくい。逆に、白色光で露光されたときには、不透明なテキストはＣＣＤカメラにより読み取り可能であるが、蛍光マーキングは比較的見えにくい。このようにして、両タイプのマーキング、不透明テキストと蛍光指標とが基板上で同一の領域を占めることができる。いくつかの資料は、ＣＣＤカメラにより読み取られる対象物のテキストが付された領域を強調するために蛍光マーキングを使用することを説明している。カナダ特許出願第２，０４７，８２１のBuchar et al.は、走査される文書内の強調されたテキストを認識して分類および検索情報を確立する電子ファイリングシステムを説明している。人間のオペレータがシステムに登録される文書を調べ、テキストの文書を識別するためにシステムに使用される部分を蛍光マーキングペンを用いて手で強調する。ＣＣＤのアレイを有するラスタ走査ユニットが、文書が走査されるときに、強調された領域を識別し、強調された領域内のテキストを、検索システムが用いるように記録する。米国特許第５，１３８，４６５号のNg et al.は、選択的編集用のネストされた情報の領域を強調する方法および装置を説明している。反射率の異なる２つの蛍光マーキングを組み合わせて用いて、重要な領域の組み合わせ(例えば、両方のマーキングの内側の領域、一方のマーキングに規定される領域の内側と他方のマーキングに規定される領域の外側、等)が規定される。このシステムは、前もって印刷されたマーキングを有する文書を用いてもよく、走査されるテキストがつけられてからマーキングを蛍光マーキングペンでつけてもよい。 Buchar et al.、およびNg et al.が説明しているシステムには、重大な制限がある。すなわち、こういったシステムを用いる文書は、テキストが正しく読み取られるように、文書スキャナに入れるときに正しい方向にしなければならない。こういったシステムは、テキストの位置を識別するのに蛍光マーキングを用いることを教示しているが、テキストの方向を特定するのに蛍光マーキングを用いることは教示していない。従って、こういったシステムは、小包がコンベア上をコンベアに沿って動く間に小包の表面上のテキストを読み取るのには有用ではない。従って、ベルト上のまたはその他のＯＣＲ読み取り装置と共に用いることのできる、融通が利き、簡単に使え、非常に正確で、高価でない基準マークシステムに対する需要は大きい。特に、非常に多くのイメージを、小包配達業で用いられている自動小包取扱いシステムの不可欠な部分として用いることができるほど十分に素早く処理できる基準マークシステムに対する需要は大きい。有利にするために、かかるシステムは、以下のような多数の重要な利点を有するべきである。 (１)低解像度のモノクロのＣＣＤカメラや汎用コンピュータ等の低コストの要素を用いる。(２)標準化したまたは前もって印刷されたラベルや容器に依存することなく、住所ブロックの位置および方向を確認することができる。(３)住所が小包上に書かれたりつけられる前あるいは後のいずれにつけられた場合にも、住所を不明瞭にすることなく基準マークを読み取ることができる。(４)うまく形成されていない、または傷んだ基準マークでも識別することができる。(５)偽のマークを高い信頼性で拒絶することができる。(６)非常に正確な、しかし計算効率のよい方法で、識別を行うことができる。発明の概要本発明は、下地の位置および方向を下地につけられた基準マークを用いて確認するシステムおよび方法を提供することによって、上記目的を満たす。基準マークは下地の位置および方向を規定する。さらに、本発明は小包上の住所ブロック内のテキスト等の、下地につけられた読み取り可能な指標の位置および方向を、同じ下地の読み取り可能な指標と同じ位置につけられた基準マークを用いて確認するシステムおよび方法を提供することによって、上記目的を満たす。基準マークは、下地につけられた読み取り可能な指標の位置および方向を規定する。基準マークは、読み取り可能な指標を妨害するものではなく、読み取り可能な指標が下地につけられる前であっても後であっても、走査前のいかなる時点で下地につけられてもよい。基準マークと読み取り可能な指標は、両方が同じ下地上の同じ位置につけられても、別個に読み取り可能である。基準マークは、光学的特徴が異なる２つの非同心の円を有し、それぞれの円が別個に識別可能なようになっている。従って、一方の円の中心から他方の円の中心へのベクトルが、基準マークの位置と方向の両方を規定する。基準マークを構成する円形の要素を組み合わせることにより、それぞれへのいくつかの画像処理技術を計算効率がよい方法で用いることができ、非常に正確な識別を行うシーケンスで組み合わせることができる。うまく形成されていなかったり質の低いマークも高い信頼性で識別され、偽のマークは高い信頼性で拒絶される。好適な実施例は、小包走査用のベルト上方のＯＣＲ読み取り装置システムの不可欠な部分として用いられるように、特に開発される。基準マークシステムは、低解像度のモノクロのライン走査タイプのＣＣＤカメラ、標準のビデオコントローラ、標準の１ビットのＡ／Ｄ変換器、および、先入れ先出し(ＦＩＦＯ)バッファを有する汎用コンピュータを含む、低コストの要素を用いる。基準マークシステムは、小包が隣接するコンベアに沿って動く間に小包を走査し、小包の宛先住所ブロック(ＤＡＢ)内に配置された蛍光インクの基準マークの位置および方向を確認することによって、小包についている住所の位置および配置を判定する。基準マークはＤＡＢのほぼ中央に配置されており、直径の異なる重なり合わない２つの円を具備しており、大きい方の円の中心から小さい方の円の中心へのベクトルが下にあるテキストと同じ方向になるような方向になっている。基準マークは、テキストがＤＡＢ内に配置される前であっても後であっても、走査前のいかなる時点で小包につけられてもよい。例えば、基準マークは小包が小包取り扱いシステム内に入るときに、小包に手でインクのスタンプを用いてつけてもよい。または、基準マークは、前もって印刷されたラベルまたは容器につけてあってもよい。同様に、基準マークは、その中に住所ラベルが配置されるような、小包についている透明な封筒内に組み込まれていてもよい。基準マークのイメージを処理してマークの位置および方向を判定するために、コンピュータシステムが用いられる。コンピュータシステムは、マークがうまく形成されていなかったり部分的に質が低い場合であっても、高い精度で基準マークを識別する。さらに、システムは高い信頼性で偽のマークを拒絶する。コンピュータシステムは、比較的廉価な汎用コンピュータ上で素早く実行されるように、演算上の効率が良い。こういった特性を得るために、コンピュータシステムは、マークの品質を評価する測定値によって区分され、その計算費用が次第に増大するような一連の画像処理技術を用いている。うまく形成されたマークは、処理の初期に識別され、さらなる処理が省かれるが、うまく形成されていないマークや部分的に質が低いマークは、より厳密で計算的に高価な技術で処理される。選択された一連の画像処理技術を適用して非常に正確ではあるが計算効率がよいな識別システムを作り出すことができるということは、ひとつには、基準マークの円形の要素の組み合わせの結果として生じたものである。基準マークは、好ましくは、直径の異なる重なり合わない２つの円からなっており、大きい方の円の中心から小さい方の円の中心へのベクトルが下にあるテキストの方向になっている。コンピュータシステムは、好ましくは、イメージを、以下を含む一連の別個のステップで処理する。(１)重要な領域(ＡＯＩ)の検出、 (２)大円の検出、(３)小円の検出、および、(４)検出の信頼性の閾値比較。円は、円のイメージが回転しても変化しない性質であるために、効率的に識別することができるので、マークの要素として選択された。ソフトウェアプログラムが、小円のイメージを誤って大円と識別することなく、大円を識別することができるように、大きさが十分異なる円が選択される。２つの円は、それらの組み合わせから方向ベクトルが規定されるように用いられる。それぞれの円は個別に識別され、結果として得られる中心から中心への方向ベクトルから、ＤＡＢの方向が判定される。ＡＯＩの検出が行われて、小包上のＤＡＢのおおよその位置が判定され、小包の表面のイメージがより小さいＡＯＩに切り取られ、そのＡＯＩにおいて基準マークが検索される。基準マークを検索する領域を制限することによって、検索の計算効率が改良される。ＡＯＩ検出は、投影ヒストグラムやフィルタ処理技術によって行われる。小包の表面のイメージの垂直および水平投影ヒストグラムは、その幅が基準マークの最大寸法である(すなわち、２つの円の直径の合計プラス両者間の距離)三角形の核での重畳によって計算されフィルタをかけられる。フィルタ投影ヒストグラムの最大値の交点の回りに、略正方形のＡＯＩが規定される。大円の検出は、計算費用が次第に増大するような一連の画像処理技術によって行われる。大円がシーケンス内のいかなるステップの後でも閾値の限界内に識別される場合には、システムは小円の検出に進む。従って、うまく形成された大円の大多数は、計算的に廉価な初期の検出の試みによって識別され、より計算的に高価な後のステップはほんの一部の、うまく形成されていなかったり部分的に質の低い大円にのみ必要である。第１の検出の試みは、ＡＯＩ内の画素値の投影ヒストグラムを計算し、この目的のために、その幅が公称の大円の直径に等しい三角形の核での重畳によって投影ヒストグラムにフィルタをかける。公称の大円よりもわずかに大きい円形の領域が、フィルタの投影ヒストグラムの最大値の交点の回りに規定される。次に、第１の慣性モーメントを用いて領域内の重心が判定される。次に、重心のまわりの公称の大円よりもわずかに大きい円形の領域内の質量が計算され、１組の閾値と比較される。質量が閾値によって規定される境界内にある場合には、大円の位置の検出に成功したとみなされる。第１の試みが失敗する場合には、第２の検出の試みが企てられる。これは、ＡＯＩ内のイメージと、公称の大円のイメージに対応するテンプレートとの間の、ＡＯＩ内の二次元の相関を用いるものである。円形のイメージは、回転しても変化しないので、相関によって位置を検出するのに最も効率的な形状である。相関の効率を改良するために、２段階の処理が用いられる。第１の段階は、イメージ内の画素の小さなサブセットに関して行われる粗い一連の相関である。第２の段階は、第１段階の一連の相関が最高である画素に関して前もって規定された領域内でそれぞれの画素に関して行われる、細かい一連の相関である。次にパーセント相関等の相関の尺度が計算され、閾値と比較される。質量が閾値よりも大きい場合には、大円の位置の検出に成功したとみなされる。第２の試みが失敗する場合には、第３の検出の試みが、公称の大円の大きさに近似する円形の領域内で最大の質量を持つＡＯＩ内の２つのイメージを識別し、それぞれの候補の半径方向の分散を計算する。半径方向の分散がより大きい候補が、好適な候補であるとみなされる。次に、好適な候補についてパーセント相関等の分散の尺度が計算され、閾値と比較される。分散の尺度が閾値よりも大きい場合には、大円の位置の検出に成功したとみなされる。ここでもまた、円形のイメージは、比較技術として半径方向の分散を用いて位置を検出するのに、最も効率的な形状である。この技術によれば、ひどく質の悪い大円のイメージと小円のイメージとをソフトウェアプログラムが見分けることができる。最後に、第３の試みが失敗する場合には、第４の検出の試みを用いて、ＡＯＩ内のイメージのエッジが分析される。最初に、ランレングス符号化を用いて、イメージの行または列内の別個の組の接続した画素が識別される。ランの終点は、イメージのエッジの画素を規定する。次に周知のハフメソッド(Hough Method)を用いて、ＡＯＩ内のイメージのエッジを公称の大円のテンプレートのエッジの構成と比較する。次に候補の大円についてエッジに対応する尺度が計算され、閾値と比較される。エッジに対応する尺度が閾値よりも大きい場合には、大円の位置の検出に成功したとみなされる。ここでもまた、円のエッジのイメージは回転しても変化しないので、円形のイメージは、位置を検出するのに最も効率的な形状である。いったん大円の位置が検出されると、コンピュータシステムは、上述の大円の識別処理とほぼ同一ではあるが４つの重大な違いを有する処理を用いて、小円の位置の検出を試みる。第１に、大円として識別された画素値の全てがゼロにセットされる。第２に、ＡＯＩが大円の位置に関する環形の領域に制限される。第３に、用いるフィルタの核が最大寸法が公称の小円の直径と等しい三角形である。第４に、大円について用いる第３の検出の試みに相当するものがないので、検出の試みは３つのみである。さらに、相関やエッジのテンプレート等の検索のパラメータおよび様々な閾値は、公称の小円に対応する。小円の検出の後には検出の信頼性の閾値比較が行われる。これは、３つの別個の信頼の尺度を用いて、識別されたイメージが実際に基準マークであるかどうかを判定する。信頼の尺度の１つは、システムが識別した２つの円の中心間の距離、および公称の基準マークの２つの円の中心間の距離をベースにしている。他の２つの信頼の尺度は、大円と小円との検出ルーチンから得られた正規化した相関値に等しい。計算されたこの３つの信頼の尺度から、最終の信頼の尺度を取り出してもよい。例えば、慎重な最終の信頼の尺度は、この３つの個々の信頼の尺度の最小値と等しい。本発明の他の態様によれば、下地上の読み取り可能な指標、および、読み取り可能な指標と同じ位置に配置され指標の方向を示す、読み取り可能な指標を妨害しない基準マークを備える新規な物品が提供される。読み取り可能な指標と基準マークとは、走査装置によって別個に識別可能である。本発明のさらなる態様によれば、移動する対象を走査してその対象に関連する方向情報を判定するシステムが提供される。システムは読み取り装置、読み取り装置に隣接して対象を移動する運搬システム、方向情報を規定するように整列した大きさの異なる１対の円を有する対象上の基準マーク、および、対象のイメージを処理して基準マークを識別するように構成されたコンピュータを備える。図面の簡単な説明図１は、基準マークシステムのブロック図である。図２は、小包の宛先住所ブロック内に配置された基準マークを示す。図３は、公称の基準マークとその寸法を示す。図４は、公称の基準マークの位置および方向の定義を示す。図５は、うまく形成されていない基準マークを示す。図６は、基準マークを処理するのに用いられるソフトウェアプログラムのトップレベルのフローチャートである。図７は、重要な領域(ＡＯＩ)検出ルーチンのフローチャートであり、これは基準マークを処理するのに用いられるソフトウェアプログラムの一部である。図８は、ＡＯＩ検出ルーチンのいくつかのステップを示す。図９は、第１の検出の試みのサブルーチンのフローチャートであり、これは基準マークを処理するのに用いられるソフトウェアプログラムの一部である大円検出ルーチンの一部である。図１０は、第１の検出の試みのサブルーチンのいくつかのステップを示す。図１１は、第２の検出の試みのサブルーチンのフローチャートであり、これは基準マークを処理するのに用いられるソフトウェアプログラムの一部である大円検出ルーチンの一部である。図１２は、第３の検出の試みのサブルーチンのフローチャートであり、これは基準マークを処理するのに用いられるソフトウェアプログラムの一部である大円検出ルーチンの一部である。図１３は、第３の検出の試みのサブルーチンが識別に成功することができるタイプの、うまく形成されていない基準マークを示す。図１４は、第４の検出の試みのサブルーチンのフローチャートであり、これは基準マークを処理するのに用いられるソフトウェアプログラムの一部である大円検出ルーチンの一部である。図１５は、第４の検出の試みのサブルーチンが識別に成功することができるタイプの、うまく形成されていない基準マークを示す。図１６は、第４の検出の試みのサブルーチンのいくつかのステップを示す。図１７は、第４の検出の試みのサブルーチンのいくつかのステップを示す。図１８は、小円検出ルーチンのいくつかのステップを示す。詳細な説明次により詳細に図面を参照すると、これらの図面において同じ数字は同じ要素をさすが、図１は、その上で小包３０が運搬されているコンベア２０を備えるベルト上方の光学的文字認識読み取り装置システムの一部として使用可能な基準マークシステム１０を示す。小包３０には、宛先住所ブロック４０がついており、宛先住所ブロック４０内には、宛先住所を示すテキストが書かれている(図１には示していないが、図２に示す)。宛先住所ブロック４０内には、基準マーク５０がついている。紫外線光源５２は反射器５４と共に、小包３０がＣＣＤカメラ６０の視界を通って運搬されていくときに基準マーク５０を照明し、ＣＣＤカメラ６０は基準マーク５０を含む小包３０の表面のイメージを取り込む。コントローラ／変換器７０は、ＣＣＤカメラ６０の走査レートを制御する標準のビデオコントローラを有する。ベルトエンコーダ９０は、コンベア２０の速度を示す信号をコントローラ／変換器７０に供給する。ベルトエンコーダ９０はまた、コンベア２０の速度を示す信号を、第２のＣＣＤカメラ９５を備える第２のシステムに供給し、第２のＣＣＤカメラ９５はそれによってＣＣＤカメラ６０に同期する。このようにして、カメラ９５を備えるシステムは、基準マークシステム１０によって前もってその位置を検出されている基準マーク５０を有する所定領域内のテキストを読み取るのに用いることができる。コントローラ／変換器７０はまた、標準の１ビットのＡ／Ｄ変換器を含む。ＣＣＤカメラ６０はアナログのイメージをコントローラ／変換器７０に送り、コントローラ／変換器７０は、アナログ信号を、イメージのデジタル表現に変換し、これは次にコンピュータ８０に送られ、そこでビットマップとして記憶される。コンピュータ８０はソフトウェアプログラム１００を有する。ソフトウェアプログラム１００は、基準マーク５０の位置および方向を識別し確認することにより、従って小包３０上の宛先住所ブロック内のテキストの方向および位置を判定することにより、小包３０の表面のイメージを処理する。コンピュータ８０は、 Heurikon ＨＫＶ４ｄ６８０４０のＣＰＵボード等の標準のマイクロプロセッサ、および、コントローラ／変換器７０が発生する信号によって制御されるＦＩＦＯバッファを備える。ＦＩＦＯバッファとＣＰＵは、コンピュータ８０内に収容されているＶＭＥバスによって情報をやりとりしている。当業者であれば、Ａ／Ｄ変換器、およびライン走査のＣＣＤカメラとＦＩＦＯバッファとの両方を制御するビデオプロセッサを備える変換器／コントローラを用いて、コンベアベルトの速度を示すベルトエンコーダからの信号が供給されるときに、コンベアベルトに沿ってカメラを通って移動している対象の二次元のコンピュータのイメージを作り出すことができる、ということが理解されよう。例えば、その参照によってここに組み込まれる、米国特許第５，２９１，５６４号のShah et al.を参照せよ。好適な実施例において、基準マーク５０は、直径の異なる重なり合わない２つの蛍光インクの円を有する。ここでは、円とは環形または環形によって境界が定まる領域を意味するものとする。インクは、紫外線が当たったときにスペクトルの緑色／黄色の部分で蛍光発光するタイプのものである。小包３０がＣＣＤカメラ６０の読み取り可能な範囲を通って動く間に、小包３０の表面が紫外線によって照明される。ＣＣＤカメラ６０は、Thompson ＴＨ７８０６Ａ、ＴＨ７９３１Ｄ等の、低解像度の、モノクロの、２５６画素ライン走査タイプのカメラである。カメラ６０はコンベア２０までの光路長が５２インチになり、コンベアにおいて１６インチの視界を有するように搭載されている。ＣＣＤカメラ６０には、緑色／黄色の光に感応するフィルタを含むレンズのアセンブリが取り付けられている。当業者であれば、本発明を実施するのに適当な多くの異なるハードウェアの組み合わせがある、ということが理解されよう。それぞれコストや性能の特性がいくらか異なる市販の代替物が、上に挙げた物理的要素のそれぞれについてたくさん存在している。例えば、コンピュータ８０はハードウェアに組み込んだ論理、再構成可能なハードウェア、特定アプリケーション用集積回路(ＡＳＩＣ)、その他１組の命令を実行する同等の手段であってもよい。コンベア２０は１時間当たり約３，６００個の小包を運び、１分当たり８０フィートの速度で動く。ＣＣＤカメラ６０は、コンベア２０の中央から約２０インチ上方に配置されていて、第１のミラー(図示せず)に向けられており、第１のミラーは第２のミラー(図示せず)に向けられており、第２のミラーはコンベア２０に向けられており、ＣＣＤカメラ６０からコンベア２０までの光路長が５２インチになるようにしている。これらのパラメータは、本発明の性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。当業者であれば、ミラー系を用いて、カメラとイメージを取り込む対象との間のより短い物理的距離に適応しながら、カメラの系の光路長を長くすることができる、ということが理解されよう。例えば、その参照によってここに組み込まれる、米国特許第５，３０８，９６０号の Smith et al.を参照せよ。基準マーク５０は、National Ink第３５−４８−Ｊ番(蛍光イエロー)として市販されているもの等の蛍光インクを有する。基準マーク５０は、走査前のいかなる時点でも小包につけることができる。特に、小包が顧客から受け取られ小包取扱いシステム内に配置された時点で、おそらく人間のオペレータが基準マーク５０をゴムのインクスタンプでつけるであろうということが予想される。図２は、小包３０の表面上の宛先住所ブロック４０内に配置された基準マーク５０をよりはっきりと示す。小包３０は、宛先住所ブロック４０内に、小包３０の宛先住所を示すテキスト６０を有する。基準マーク５０は宛先住所ブロック４０のほぼ中央に配置されており、大きい方の要素から小さい方の要素へのベクトルが下にあるテキスト６０とほぼ同じ方向になるような方向の、大きさの異なる重なり合わない２つの円形のイメージを備える。当業者には、他の実施例では、テキストのある領域４０と既知の関係にある、または下にあるテキストと別の既知の関係にある、小包上のどこか他の場所に基準マークを配置してもよい、ということが明白であろう。同様に、基準マーク５０は、ラベルについていても、小包上に前もって印刷されていても、その中に住所ラベルが配置されるような透明な封筒上についていてもよい。図３は、公称の基準マーク５０の好適な構成をより詳細に示す。公称の基準マーク５０は、大きい要素１１０および小さい要素１２０を備える。要素１１０および１２０はそれぞれ円形であり、距離Ｇだけ離れている。大きい要素１１０の直径ＤＬは約３／４インチであり、小さい方の要素１２０の直径ＤＳは約７／１６インチである。Ｇは約１／４インチである。好適な実施例では、上記の基準マークのパラメータを用いたときに、許容性能が認められる。他の実施例においては、本発明の性能に甚だしく影響を及ぼさない程度に基準マーク５０の要素の大きさをいくぶん変えてもよい。ＣＣＤカメラ６０の解像度によって、基準マーク５０の大きさに制限が設けられる。従って、ＣＣＤカメラ６０の解像度が高ければ基準マーク５０はもっと小さくしてもよく、基準マーク５０がもっと大きくなるならＣＣＤ６０の解像度を低くしてもよい。図３に示す公称の基準マークの物理的特性、および基準マークシステム１０が用いられる図１に示す物理的環境、この環境はＣＣＤカメラ６０とコンベア２０の間の光路長や基準マークシステム１０が処理する大部分の小包の高さを含むが、に基づき、基準マークシステム１０が処理するすべての小包について公称の基準マークの大きさが一定であるとみなされるように、システムは十分な視界の深度を有している。図４は、基準マーク５０の位置および方向がどのように規定されるかを詳細に示す。大円１１０の位置は、大円１１０のほぼ中心に位置する単一の画素の位置１３０であると規定される。小円１２０の位置は、小円１２０のほぼ中心に位置する単一の画素の位置１４０であると規定される。画素位置１３０から画素位置１４０にベクトル１５０が引かれ、これにより基準マーク５０の方向が規定される。ベクトル１５０に沿って画素位置１３０と画素位置１４０とのほぼ中点に配置された画素位置１６０が、基準マーク５０の位置であると規定される。基準マークシステム１０の重要な態様は、図５に示す基準マーク５０'および５０''のようにうまく形成されていなかったり質の低いマークも、正確に識別できるということである。基準マーク５０'は、蛍光インクが少なすぎるためにうまく形成されていない。一方、基準マーク５０''は、マークのしみの結果生じるもののように、蛍光インクが多すぎるために、うまく形成されていない。基準マークシステム１０は基準マーク５０'、５０''が例示する両方の状況の下で基準マークを識別することができ、さらに、偽の基準マークを高い信頼性で拒絶することができる。以下に説明するが、ソフトウェアプログラム１００の設計の結果これらのことができるようになる。図６は、ソフトウェアプログラム１００が実行する動作のトップレベルのフローチャートを示す。図６および以下のフローチャートにおいて、楕円または円形の囲みは入力を示し、正方形または長方形の囲みは処理ステップを示し、菱形の囲みは決定ステップを示し、六角形の囲みは出力を示し、囲みのないテキストは説明的な情報を示す。ソフトウェアプログラム１００への入力は、イメージ２１０である。図１を参照すると、イメージ２１０は、ＣＣＤカメラ６０によって取り込まれ、コントローラ／変換器７０によってデジタル形式に変換され、コンピュータ８０内にビットマップとして記憶された、小包３０の表面のイメージである。図６に戻ると、ソフトウェアプログラム１００は、イメージ２１０に対して、重要な領域(ＡＯＩ)検出ルーチン２２０、大円検出ルーチン２３０、小円検出ルーチン２４０、および検出の信頼性の閾値比較ルーチン２５０から成る一連のルーチンを実行する。出力２６０として示すソフトウェアプログラム１００の結果は、イメージ２１０に含まれる基準マークの位置および方向の判定、または、イメージ２１０内に何ら基準マークが含まれていないという判定である。ソフトウェアプログラム１００が、イメージ２１０内に基準マークが含まれていると判定する場合には、図４に最もよく示されるように、位置１６０および方向ベクトル１５０として表される基準マークの位置および方向を、出力として発生する。図７は、ＡＯＩ検出ステップ２２０のステップを詳細に示す。ＡＯＩ検出ステップ２２０への入力は、基準マークである可能性があるものを含むイメージ２１０である。ＡＯＩ検出ルーチン２２０はまず、イメージ２１０で表される領域を閾値Ｔ_Aと比較し、イメージ２１０が表す領域がＴ_Aよりも小さい場合には、ＡＯＩ検出ルーチン２２０の残りのステップを飛ばす。図４を参照して、好適な実施例について、Ｔ_AをＤ_L＋Ｄ_S＋Ｇの合計の二乗よりもわずかに大きく規定したときに、許容性能が認められる。このパラメータは、システムの性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。ＡＯＩ検出ルーチン２２０の次のステップ２１４は、イメージ２１０のエッジによって規定される１組の直交軸に沿って、イメージ２１０に対応する投影ヒストグラムを計算することを含む。投影ヒストグラムを用いることは、コンピュータのメモリ内に記憶されたイメージを処理する公知の技術である。例えば、Robe rt J．Schalkoffの"Digital Image Processing and Computer Vision"(１９８９年)の１９６ページを参照。例えば、投影ヒストグラムは、１組の直交軸の一つに沿ったイメージの表現を含む一次元の配列であってもよい。投影ヒストグラムのそれぞれの要素は、軸に沿った１点に対応してもよく、対応する直交する行または列におけるマトリクス値の合計と等しい値を含んでもよい。このようにして、投影ヒストグラムは、軸に沿ったビットマップの「質量」を表す。この文脈においては、ビットマップの要素のグループの「質量」は、要素の値の合計を意味するものとする。１画素の質量は、蛍光発光する場合には１に等しく、蛍光発光しない場合には０に等しい。従って、ビットマップの領域の質量は、ＣＣＤカメラ６０の画素のグループに当たる光の量を表す。図８(ａ)は、基準マークである可能性があるもの５０'''を含むイメージ２１０、および投影ヒストグラム４１０、４２０を示す。投影ヒストグラム４１０は、イメージ２１０を一次元で表したものであり、投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、投影ヒストグラム４１０に垂直なイメージ２１０の行の質量を表す。投影ヒストグラム４２０は、イメージ２１０を一次元で表したものであり、投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、投影ヒストグラム４１０に垂直なイメージ２１０の列の質量を表す。ＡＯＩ検出ルーチン２２０の次のステップ２１６は、最大幅が公称の基準マークの最大幅であるＤ_L＋Ｄ_S＋Ｇに等しい三角形の核での重畳によって、投影ヒストグラム４１０、４２０にフィルタをかけることを含む。重畳は、信号処理の分野においては公知のフィルタ技術である。三角形の核での重畳は、三角形の核と幅が同様である対象の重心を識別するのに役立つ。例えば、Herbert P．Neffの、"Continuosu and Discrete Linear Systems"(１９８４年)の６６−６９ページを参照。図８(ｂ)は、基準マークである可能性を持つもの５０'''を含むイメージ２１０、およびフィルタをかけた後の投影ヒストグラム４３０、４４０を示す。投影ヒストグラム４１０、４２０に、最大幅が公称の基準マークの最大幅に等しい三角形の核でフィルタをかけることによって、公称の基準マークと一致しない投影ヒストグラムの特徴が減少する傾向がある。ＡＯＩ検出ルーチン２２０の次のステップ２１８は、投影ヒストグラムの最大ライン４５０、４６０を判定することを含む。投影ヒストグラムの最大ライン４５０は、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４３０と垂直であり、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４３０の最高値の要素を通る。投影ヒストグラムの最大ライン４６０は、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４４０と垂直であり、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４４０の最高値の要素を通る。次に、ライン４５０と４６０の交点の回りに略正方形４７０が規定される。正方形４７０は公称の基準マークを確実に包含するように、十分大きく規定される。図３を参照すると、正方形４７０は、Ｄ_L＋Ｄ_S＋Ｇよりもわずかに大きいエッジ寸法であるように規定される。ＡＯＩ検出ステップ２２０の結果がＡＯＩイメージ２２２であり、これは正方形４７０によって境界が定まるイメージ２１０の一部である。ＡＯＩイメージ２２２を識別するのに用いた投影ヒストグラムとフィルタ技術は、次の、計算的により高価な二次元の技術を用いて処理しなければならないイメージ２１０の量を制限するのに効率的な、一次元の手段である。いったんＡＯＩ検出ルーチン２２０が完了すると、ソフトウェアプログラム１００は、大円検出ルーチン２３０に進む。大円検出ルーチン２３０は、図９および１０に示す第１の検出の試みのサブルーチン５００、図１１に示す第２の検出の試みのサブルーチン７００、図１２および１３に示す第３の検出の試みのサブルーチン８００、および図１４ないし１７に示す第４の検出の試みのサブルーチン１０００を有する、計算費用が次第に増大するような一連の検出の試みのサブルーチンを備える。それぞれの検出の試みのサブルーチンの一部として、サブルーチンによって可能性が最も高い大円の候補であると識別された領域が、公称の大円に対応する閾値と比較される。候補が特定の閾値内で公称の大円と一致する場合には、その円は識別されたとみなされる。マークがうまく形成されている場合には、候補のイメージは公称の大円と密接に対応しており、大円は初期の検出の試みによって識別される。前の検出の試みのサブルーチンで大円の検出が成功した場合には、次の検出の試みのサブルーチンは飛ばされる。このようにして、うまく形成された大円の大多数は、計算的に廉価な初期の検出の試みのサブルーチンによって識別され、計算的に比較的高価な後の検出の試みのサブルーチンを受けるのは、比較的少ない、うまく形成されていなかったり質の低い円のみである。図９は第１の検出の試みのサブルーチン５００のステップを詳細に示す。第１の検出の試みのサブルーチン５００への入力は、ＡＯＩイメージ２２２である。第１の検出の試みのサブルーチン５００の第１のステップ５２０は、ＡＯＩイメージ２２２のエッジを規定している１組の直交軸に沿って、ＡＯＩイメージ２２２に対応する投影ヒストグラムを計算することである。または、ＡＯＩ検出ルーチン２２０から、ＡＯＩイメージ２２２に対応する投影ヒストグラムを含むデータを、第１の検出の試みのサブルーチン５００に送ってもよい。次のステップ５３０は、ステップ５２０によって作成された投影ヒストグラムを、最大幅が公称の大円の直径Ｄ_Lである三角形の核で重畳することを含む。次のステップ５４０は、ステップ５３０によって作成されたフィルタをかけた後の投影ヒストグラムに対応する投影ヒストグラムの最大ラインを規定することを含む。次のステップ５５０は、以下に説明されるように、ステップ５４０によって作成されたフィルタをかけた後の投影ヒストグラムの最大値の交点の回りに円形の領域を規定すること、および、第１の慣性モーメントを用いて円形の領域の輪郭内の重心を計算することを含む。第１の慣性モーメントを用いて重心の位置を検出することは、物理学における基本的な重心の計算に対応する、周知の画像処理技術である。例えば、Robert ResnickおよびDavid Hallidayの、"Physics，Pa rt I"(１９７７年)の１６４ページを参照。次のステップ５６０は、ステップ５５０によって作成された重心の回りに公称の大円よりもわずかに大きい円を規定すること、および、所定の形状の第２の領域内の質量を計算することを含む。次のステップ５７０は、ステップ５６０で決定された質量を、２つの閾値Ｔ₁、Ｔ₂と比較する。ステップ５６０によって決定された質量がＴ₁よりも大きくＴ₂よりも小さい場合には、大円は第１の検出の試みのサブルーチン５００によって識別されたとみなされ、大円検出ルーチン２３０の残りのサブルーチンは飛ばされる。Ｔ₁、Ｔ₂は、ルーチン５００による大円の識別が許容されるのに必要な下限および上限になるように規定される。例えば、好適な実施例では、Ｔ₁が公称の大円の質量の９５パーセントにほぼ等しくなるように規定され、Ｔ₂が公称の大円の質量の１０５パーセントにほぼ等しくなるように規定されたときに、許容性能が認められる。これらのパラメータは、システムの性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。図１０は、ステップ５４０ないし５６０を示す。イメージ６００は、ＡＯＩイメージ２２２の一部を示す。点６１０は、ステップ５４０によって作成されたフィルタをかけた後の投影ヒストグラムの最大ラインの交点である。ステップ５５０によって規定された円形の領域である円６２０は、公称の大円６５０よりも大きな円であるが公称の基準マークの小円６６０とは交差しないように十分小さいように、点６１０の回りに規定されている。図１０を図３と比較すると、円６２０の大きさは、公称の大円の直径Ｄ_Lおよび公称の基準マークの２つの円を隔てている距離Ｇによって制限されており、円６２０が、うまく形成された小円の質量の本質的な部分を取り込むことなく、うまく形成された大円の質量の、本質的にすべての部分を取り込むようになっている、ということがわかる。再び図１０を参照すると、点６３０は円６２０内の重心であり、円６２０内の値の第１の慣性モーメントを取ることによって決定される。円６４０は、点６３０の回りに公称の大円よりもわずかに大きい円となるように規定されている。図１１は、第２の検出の試みのサブルーチン７００のステップを詳細に示す。サブルーチン７００は、相関を用いて、大円である可能性のあるものの位置を検出する。相関は、画像処理技術において周知の技術である。例えば、Martin D.L evineの"Vision in Man and Machine"(１９８５年)の４７ページを参照。第２の検出の試みのサブルーチン７００への入力は、ＡＯＩ２２２である。第１のステップ７２０は、公称の大円に対応する相関テンプレートを規定することを含む。次のステップ７３０は、ＡＯＩイメージ２２２とテンプレートの間の粗い一連の相関を含む。テンプレートは、ＡＯＩ内の異なる位置に順次配置され、テンプレート内の画素値とテンプレート「下」でのＡＯＩイメージ内の画素値の対応が評価される。相関ステップの間に見出される対応の尺度であるパーセント相関は、テンプレート「下」でのイメージにおける光に当たった画素の、テンプレートの画素数に対する比に等しい。粗い一連の相関について、テンプレートは、ＡＯＩイメージ２２２内の画素の位置の第１のサブセットに順次配置される。好適な実施例では、第１のサブセットの要素が、同じ行または列内の隣接する画素の位置の間で３画素が飛ばされた直交する行または列内に配置されるときに、許容性能が認められる。従って、この粗い一連の相関の間に、ＡＯＩ内の１６画素毎にほぼ１つの相関が行われる。次のステップ７４０は、ＡＯＩイメージ２２２とテンプレートの間の細かい一連の相関を備える。細かい一連の相関について、テンプレートは、ＡＯＩイメージ２２２内の画素の位置の第２のサブセットにおいて順次配置される。好適な実施例では、粗い相関のステップ７３０から最大の相関を生じるテンプレートの中心位置に対応する画素位置付近を中心にした５画素×５画素平方内の画素位置において細かい一連の相関を行ったときに、許容性能が認められる。従って、この細かい一連の相関の間に、２４のさらなる相関が行われる。上に説明した２段階の相関手続きを用いることにより、計算効率が改良される。粗いおよび細かい一連の相関が行われる画素位置のサブセットは、公称の基準マークの画素数に依存するパラメータであり、従って、基準マークシステム１０の特性に鑑みて選択せねばならない。好適な実施例について、これらのパラメータは、システムの性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。次のステップ７５０は、細かい相関ステップ７４０から最大の相関を生じる画素位置に対応した、パーセント相関等の相関の尺度を計算することを含む。次のステップ７６０は、ステップ７５０によって決定された相関の尺度を閾値Ｔ₃と比較する。ステップ７５０によって決定された値がＴ₃よりも大きい場合には、大円は第２の検出の試みの試み７００によって識別されたとみなされ、大円検出ステップ２３０の残りのステップは飛ばされる。閾値Ｔ₃は、小円が大円であると識別されることが確実にないように、十分大きくあるべきである。例えば、好適な実施例について、Ｔ₃を、公称の小円に関連する相関の尺度と、公称の大円に関連する相関の尺度の平均に等しいように規定したときに、許容性能が認められる。パラメータＴ₃は、システムの性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。当業者であれば、相関の尺度としてパーセント相関以外のパラメータも用いることができる、ということが理解されよう。図１２は、第３の検出の試みのサブルーチン８００のステップを詳細に示す。第３の検出の試みのサブルーチン８００は、第２の検出の試みのサブルーチン７００において識別された第１の大円の候補が識別されたとみなされるのに十分な質量を有しなかった場合に、第２の検出の試みのサブルーチン７００に続く。従って、ＡＯＩ２２２内に配置された基準マークがひどく変形したり質が悪い可能性が高い。第３の検出の試みのサブルーチン８００への入力は、ＡＯＩイメージ２２２および第１の候補の重心位置である。第１のステップ８２０は、第１の候補の重心位置の回りに規定された公称の大円内のすべての画素値をゼロにセットする。第２のステップ８３０は、第２の検出の試みのサブルーチン７００として上で説明したのと同じ相関方法を用いて、第２の候補を識別する。次のステップ８４０は、第１の候補の画素値を復元し、第１および第２の候補内の質量の半径方向の分散を計算し、半径方向の分散が大きい方の候補を最も可能性の高い大円の候補として選択する。次のステップ８５０は、ステップ８４０によって識別された最も可能性の高い候補に関連して、パーセント相関等の分散の尺度を計算する。次のステップ８６０は、ステップ８５０によって決定された分散の尺度を閾値Ｔ₄と比較する。ステップ８５０によって決定された分散の尺度がＴ₄よりも大きい場合には、大円は第３の検出の試みの試み８００によって識別されたとみなされ、大円検出ステップ２３０の残りのステップは飛ばされる。閾値Ｔ₄は、識別された最も可能性の高い候補が確実に合理的に大円である可能性が高いように、十分大きくあるべきである。例えば、パーセント相関を分散の尺度として用いたときの好適な実施例について、Ｔ₄が５０パーセントに等しいときに、許容性能が認められる。このパラメータは、システムの性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。当業者であれば、分散の尺度としてパーセント相関以外のパラメータも用いることができる、ということが理解されよう。より詳細には、ステップ８４０は、それぞれの候補の重心(ｘ₀，ｙ₀)を計算する。そして、次式を用いてそれぞれの候補の半径方向の分散ｒ２を計算する。ただし、ｘ、ｙは、重心の、１つの公称の大円の半径内の画素についての画素座標、ｍは画素の質量、すなわち１または０である。半径方向の分散が高いほど、候補の質量は領域に関して面積の点では広がる。大円の第３の検出の試み８００が行われるのは、基準マークに関連する大円と小円を区別するためである。従って、サブルーチン８００は、半径方向の分散が高い方の候補を大円に好適な候補として選択する。既に計算されている重心が、そのときの推定大円中央位置として用いられ、中心が好適な候補の重心に配置された公称の大円のテンプレートに対するパーセント相関が計算され、好適な候補に関連する分散の尺度として用いられる。図１３は、第３の検出の試みのサブルーチン８００が成功するタイプの状況を示す。うまく形成されていない基準マーク９００は、質の悪い大円１１０'、および小円のしみによって生じる可能性があるもの等の漂遊マーキングによって増大した小円１２０'が特徴である。小円１２０'の方が大円１００'よりも多くの質量を含んでいるので、第１および第２の検出のサブルーチンは、小円１２０' を大円として識別しようとする。第３の検出の試みのサブルーチン８００は、大円１１０'が小円１２０'よりも公称の大きい方の要素に近似した半径方向の分散を有しているので、大円１１０'を最も可能性の高い大円の要素として識別する。第１および第２の検出の試みの次に行ったのと同様に、ソフトウェアプログラム１００が、好適な大円の候補の重心を中心とした公称の大円よりもわずかに大きい円形の領域を考察することによって、検出の質を判定する。円内の蛍光発光する画素の質量が計算される。質量が閾値Ｔ₄よりも小さい場合には、そのマークは非常に浸食されているので、相関では大円の位置を十分正確に検出しなかったかもしれない。この場合には、ソフトウェアプログラムが第４の検出の試みを行わねばならない。そうではない場合には、ソフトウェアプログラム１００は小円検出に進む。図１４は、第４の検出の試みのサブルーチン１０００のステップをより詳細に示す。第４の検出の試みのサブルーチン１０００への入力は、ＡＯＩイメージ２２２である。第１のステップ１０２０は、ＡＯＩ２２２内のイメージのエッジの点を含むＡＯＩ２２２内の画素値を識別する。第１のステップ１０２０は、ＡＯＩイメージ２２２をランレングス符号化によりランが開始または終了する点をエッジの点として識別することによって、エッジの点を識別する。次のステップ１０３０は、エッジの点の数を閾値Ｔ_Hと比較し、エッジの点の数がＴ_Hよりも多ければ第４の検出の試みのサブルーチン１０００を終了する。その場合には、第３の検出の試みの間に識別された好適な候補が大円の候補として用いられる。好適な実施例では、Ｔ_Hが、公称の基準マークのエッジの点の数の１２５パーセント以下であるときに、許容性能が認められる。このパラメータは、本発明の性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。第４の検出の試みのサブルーチン１０００がステップ１０３０によって打ち切られない場合には、ステップ１０４０が、画像処理技術において周知のハフメソッドを備える手続きによって大円の候補を識別する。例えば、DudaとHartの"Use of the Hough Transformation to Detect Lines and Curves in Pictures,"Com munication of the ACM，Vol．15，No．1，January 1972，pp．11-15を参照。図１５は、第４の検出の試みのサブルーチンが成功するタイプのイメージを示す。最初の３つの検出の試みによって大円として識別されるのに十分な質量は、要素１１０１と１１２０のどちらにもない。しかし、イメージのエッジは十分うまく形成されているのでエッジのイメージの識別によって識別される。図１６および１７は、ハフメソッドを含む手続きがステップ１０４０にどのように適用されるかを示す。そのそれぞれの要素またはビン(bin)がＡＯＩイメージ２２２内の画素位置と対応する、累算器のアレイが規定されている。図１６を参照すると、エッジの画素１２１０は、大円である可能性のあるものの位置１２２０ａないし１２２０ｎの群に共通の点である。この群の要素の中心は、エッジの画素１２１０を中心とした円１２３０の軌跡を描く。従って、円１２３０のエッジのそれぞれの要素は、エッジの画素１２１０を備える大円の中心の位置である可能性がある。次に図１７を参照すると、ＡＯＩ２２２における画素位置は、図１７(ａ)に示すような大円である可能性のあるものの位置のひとつに対応し、図１７(ｂ)に示すようなアレイ内のビン１２４０にも対応する。それぞれのビン１２４０ｘは、ＡＯＩ２２２内の画素位置のひとつに対応する。それぞれのビン１２４０ｘは、ＡＯＩ２２２内のエッジの画素１２１０ｘに対応する、大円である可能性のあるものの位置を含む度に、すなわち、それぞれのエッジの画素１２１０ｘについて画素１２３０ｘの群に対応するビンがインクリメントされる度に、インクリメントされる。ＡＯＩ２２２におけるそれぞれのエッジの画素について、いったんアレイのビンがインクリメントされると、最大値のビンが大円の位置に対応するビンであるとみなされる。次に図１４および６を参照すると、上に説明したステップ１０４０は、大円を検出しようという試みにおいて取られる可能性のある最後のステップである。ソフトウェアプログラム１００が、大円は前のステップで識別されたとみなして既に小円検出ルーチン２４０に移っている場合以外は、ステップ１０４０の後には小円検出ルーチン２４０が続く。小円検出ルーチン２４０が用いる第１の検出の試みは、上に説明した大円の第１の検出の試みのサブルーチン５００とほぼ同一であるが、大きい違いが３つある。第１に、大円として識別された画素値がすべてゼロにセットされる。第２に、ＡＯＩは図１８に示す大円の位置の回りの環形の領域に制限される。第３に、用いるフィルタの核は、最大寸法が公称の小円の直径Ｄ_Sに等しい三角形である。検出された円の質量が閾値Ｔ_S1よりも大きく閾値Ｔ_S2よりも小さい場合には、ソフトウェアプログラムは検出の信頼性の閾値比較ルーチン２５０に進む。好適な実施例では、Ｔ_S1が公称の小円の質量の９５パーセントにほぼ等しく、Ｔ_S2が公称の小円の質量の１０５パーセントに等しいときに、許容性能が認められる。これらのパラメータは、本発明の性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。質量が両閾値間の外側に逸脱する場合には、第２の検出の試みが必要である。小円の位置を検出するのに用いられる第２の検出の試みは、大円の位置の検出について説明したものと本質的に同じである。ただし２つ例外がある。第１に、相関に用いるテンプレートは今回の場合は公称の小円に対応する。第２に、大円の位置が既知であるので、相関は、図１８に示すように小円の位置である可能性があるところに対応する大円を中心とした環形の領域２４２においてのみ行われる。次に、２パスの相関(粗いものと細かいもの)が行われ、結果として得られる相関の尺度が閾値Ｔ_S3と比較されて、第２の検出の試みによって小円の位置が検出されたとみなせるかどうかが判定される。好適な実施例では、Ｔ_S3が５０パーセントに等しいときに、許容性能が認められる。このパラメータは、本発明の性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。質量が閾値の外側に逸脱する場合には、第３の検出の試みが必要である。大円の位置が既に検出されているので、すり替えのエラーをしている可能性をチェックする理由はなく、従って小円を検出するときには第３の検出の試みのサブルーチン８００に相当するものはない。しかし、第２の検出の試みの相関の尺度が閾値Ｔ_S3よりも小さい場合には、以下に説明する第３の検出の試みが行われる。相関の尺度が閾値よりも大きい場合には、ソフトウェアプログラム１００は直接、検出の信頼性の閾値比較ルーチン２５０に進む。小円の第３の検出の試みは、第４の検出の試みのサブルーチン１０００に相当する。すなわち、ハフメソッドが用いられる。前と同じように、この手続きは、小円が非常に浸食されているので、相関によってもおそらく十分に正確な位置を与えられないという場合に用いられる。この手続きは、今回の場合は円形の軌跡の半径が公称の小円の半径に等しい、という点で、大円の手続きと異なる。この時点で、ソフトウェアプログラム１００は、基準マークを構成する大円および小円の位置を判定するのに最良のジョブを行った。しかし、ソフトウェアプログラムには失敗の余地がないわけではないので、これらのマークの内の片方または両方の位置の検出が不正確である可能性がある。実際、元のイメージが、真の基準マークではなくノイズのみから成っている可能性がある。こういった理由のため、真のマークが検出された可能性を計算する必要がある。従って、小円検出ルーチン２４０の次には検出の信頼性の閾値比較ルーチン２５０に進む。検出信頼性の閾値比較ルーチン２５０は、３つの別個の信頼の尺度を用いて、識別されたイメージが実際に基準マークであるかどうかを判定する。図３に示す公称の基準マークの物理的特性、および基準マークシステム１０が用いられる図１に示す物理的環境、この環境はＣＣＤカメラ６０とコンベア２０の間の光路長や基準マークシステム１０が処理する大部分の小包の高さを含む、に基づき、公称の基準マークの大きさが基準マークシステム１０が処理するすべての小包について一定であるとみなせるように、システムは十分な視界の深度を有している。従って、公称の基準マークの２つの円の間の距離も、一定であるとみなしてよい。検出された大円と小円の間の距離が予想から著しく異なる場合には、ソフトウェアプログラム１００は、そのマークが無効であると結論づける。従って、ソフトウェアプログラム１００は、２つの円の中心点間の距離ｄに関係する信頼性Ｃ_C- _C を次式により計算する。上式において、ｄ_cは公称の中心−中心間距離であり、△_cは信頼性がゼロになるときの公称の距離からの偏差であり、ｕ()は単位ステップ関数である。上式では、２つの中心が予想距離だけ離れている場合に最も信頼性が高くなる。距離が公称の値からどちらかの方向に逸脱するにつれて、信頼性が直線的に減少する。検出された円のそれぞれについて、円の検出に関連する信頼性に対応して信頼値が計算される。Ｃ_Lは大円に関連する信頼性であり、Ｃ_Sは小円に関連する信頼性である。信頼性の計算は、最終的にその円がどの検出の試みで検出されたかに依存する。第１の検出の試みが成功した場合には、信頼性は１にセットされる。相関が用いられた場合には(すなわち、大円については第２または第３の検出の試み、小円については第２の検出の試み)、信頼性は、正規化したパーセント相関に等しい(すなわち、パーセント相関は完全に合っている場合に１に等しい)。ハフメソッドが用いられた場合には(すなわち、大円については第４の検出の試み、小円については第３の検出の試み)、信頼性は、最大値の累算器のアレイのビンの正規化された値に等しい。この信頼性は、イメージ内にどれくらい多くの円弧が存在しているかの尺度である。完全な円が存在している場合には、ビンは可能な最高の値に達し、信頼性は１にセットされる。マークが有効かどうかについて、最終的な決定が行われる。最終的な信頼性を判定するのには、この３つの個々の信頼値の様々な形での線形的なまたは非線形的な組み合わせ等、様々な計算を用いてもよい。好適な実施例のためには、慎重なアプローチが取られる。ソフトウェアプログラム１００は、最終的な信頼性を、次式のように、この３つの個々の信頼性の最小値として計算する。Ｃ＝ｍｉｎ(Ｃ_C-C，Ｃ_L，Ｃ_S) 最終的な信頼性は、閾値Ｔ_Cと比較される。最終的な信頼性がＴ_Cよりも小さい場合には、ソフトウェアプログラム１００は、ＡＯＩ２２２内では有効な基準マークが検出されなかったと結論づける。言い換えれば、この３つの尺度のいずれかについて信頼性の尺度が劣っていれば、その結果検出の宣言が行われないことになる。そうでない場合には、マークは適合していると宣言され、最終的な位置および方向が出力される。好適な実施例では、Ｔ_Cが２５パーセントに等しいときに、許容性能が認められる。このパラメータは、本発明の性能に甚だしく影響を及ぼさない程度にいくぶん変えてもよい。このように、本発明は、ベルト上のＯＣＲ読み取り装置と共に使用できる、非常に正確な、しかし計算効率がよい基準マークシステムを提供するということがわかるであろう。本システムは、低コストの要素を用いて基準マークのついた多数の小包を処理し、標準化したまたは前もって印刷されたラベルや容器に依存することなく、小包上の宛先住所の位置および方向を確認する。本システムは、宛先住所が小包上に書かれたりつけられる前あるいは後に、小包の宛先住所と同じ領域につけることができる基準マークを、宛先住所を不明瞭にすることなく読み取る。本システムは、うまく形成されていないまたは傷んだ基準マークでも高い信頼性で識別し、偽のマークを高い信頼性で拒絶する。前述の事柄は本発明の好適な実施例にのみ関係することであり、添付の請求の範囲に規定する本発明の精神および範囲から逸脱することなく本発明に多くの変更を行うことができる、ということが理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年４月１８日【補正内容】（補正後の明細書第５頁及び第５Ａ頁の翻訳文）・・・、走査されるテキストがつけられてからマーキングを蛍光マーキングペンでつけてもよい。 Buchar et al.、およびNg et al.が説明しているシステムには、重大な制限がある。すなわち、こういったシステムを用いる文書は、テキストが正しく読み取られるように、文書スキャナに入れるときに正しい方向にしなければならない。こういったシステムは、テキストの位置を識別するのに蛍光マーキングを用いることを教示しているが、テキストの方向を特定するのに蛍光マーキングを用いることは教示していない。従って、こういったシステムは、小包がコンベア上をコンベアに沿って動く間に小包の表面上のテキストを読み取るのには有用ではない。米国特許第５，０８６，４７８号のKelly-Mahaffey et al.は、回路基板上に電子部品を配置するのに基準マークを使用することを説明している。基準マーク検出アルゴリズムは、エラーを検出したときには割り込みを許可する一連の検出ステップを含む。米国特許第３，６０３，７２８号のArimuraは、トランジスタ等の対象上の方向を規定するマークの光学的検出を説明している。ＩＢＭ技術開示報告書(IBM technical disclosure bulletin)第３０巻１１号の「用紙整列を決定するシステム」は、用紙の裏側の基準マークを用いた、文書手書き認識システムを説明している。基準マークは、用紙の表側の前もって割り当てられた手書きの領域と関連してもよい。ユーザは、用紙を、基準マークがタブレットの方を向くようにタブレット上に置いて、予め割り当てられた領域に書き込む。タブレット内のスキャナが基準マークの位置および方向を検出し、圧力センサが手書きを記録する。Kelly-Mahaffey、Arimura、およびＩＢＭ開示報告書が説明する基準マークは、コンベア上を動く小包に関係して用いられるものではない。従って、ベルト上のまたはその他のＯＣＲ読み取り装置と共に用いることのできる、融通が利き、簡単に使え、非常に正確で、高価でない基準マークシステムに対する需要は大きい。特に、非常に多くのイメージを、小包配達業で用いられている自動小包取扱いシステムの不可欠な部分として用いることができるほど十分に素早く処理できる基準マークシステムに対する需要は大きい。有利にするために、かかるシステムは、以下のような多数の重要な利点を有するべきである。 (１)低解像度のモノクロのＣＣＤカメラや汎用コンピュータ等の低コストの要素を用いる。(２)標準化したまたは前もって印刷されたラベルや容器に依存することなく、住所ブロックの位置および方向を確認することができる。(３)住所が小包上に書かれたりつけられる前あるいは後のいずれにつけられた場合にも、住所を不明瞭にすることなく基準マークを読み取ることができる。(４)うまく形成されていない、または傷んだ基準マークでも識別することができる。(５)偽のマークを高い信頼性で拒絶することができる。(６)非常に正確な、しかし計算効率のよい方法で、識別を行うことができる。発明の概要本発明は、下地の位置および方向を下地につけられた基準マークを用いて確認するシステムおよび方法を提供することによって、上記目的を満たす。基準マークは下地の位置および方向を規定する。さらに、本発明は小包上の住所ブロック内のテキスト等の、下地につけられた読み取り可能な指標の位置および方向を、同じ下地の読み取り可能な指標と同じ位置につけられた基準マークを用いて確認するシステムおよび方法を提供することによって、上記目的を満たす。基準マークは、下地につけられた読み取り可能な指標の位置および方向を規定する。基準マークは、読み取り可能な指標を妨害するものではなく、読み取り可能な指標が下地につけられる前であっても後であっても、走査前のいかなる時点で下地につけられてもよい。基準マークと読み取り可能な指標は、両方が同じ下地上の同じ位置につけられても、別個に読み取り可能である。基準マークは、光学的特徴が異なる２つの非同心の円を有し、それぞれの円が別個に識別可能なようになっている。従って、一方の円の中心から他方の円の中心へのベクトルが、基準マークの位置と方向の両方を規定する。（補正後の明細書第１２頁の翻訳文）・・・。特に、小包が顧客から受け取られ小包取扱いシステム内に配置された時点で、おそらく人間のオペレータが基準マーク５０をゴムのインクスタンプでつけるであろうということが予想される。図２は、小包３０の表面上の宛先住所ブロック４０内に配置された基準マーク５０をよりはっきりと示す。小包３０は、宛先住所ブロック４０内に、小包３０の宛先住所を示すテキスト５９を有する。基準マーク５０は宛先住所ブロック４０のほぼ中央に配置されており、大きい方の要素から小さい方の要素へのベクトルが下にあるテキスト５９とほぼ同じ方向になるような方向の、大きさの異なる重なり合わない２つの円形のイメージを備える。当業者には、他の実施例では、テキストのある領域４０と既知の関係にある、または下にあるテキストと別の既知の関係にある、小包上のどこか他の場所に基準マークを配置してもよい、ということが明白であろう。同様に、基準マーク５０は、ラベルについていても、小包上に前もって印刷されていても、その中に住所ラベルが配置されるような透明な封筒上についていてもよい。図３は、公称の基準マーク５０の好適な構成をより詳細に示す。公称の基準マーク５０は、大きい要素１１０および小さい要素１２０を備える。要素１１０および１２０はそれぞれ円形であり、距離Ｇだけ離れている。大きい要素１１０の直径ＤＬは約３／４インチであり、小さい方の要素１２０の直径ＤＳは約７／１６インチである。Ｇは約１／４インチである。好適な実施例では、上記の基準マークのパラメータを用いたときに、許容性能が認められる。他の実施例においては、本発明の性能に甚だしく影響を及ぼさない程度に基準マーク５０の要素の大きさをいくぶん変えてもよい。ＣＣＤカメラ６０の解像度によって、基準マーク５０の大きさに制限が設けられる。従って、ＣＣＤカメラ６０の解像度が高ければ基準マーク５０はもっと小さくしてもよく、基準マーク５０がもっと大きくなるならＣＣＤ６０の解像度を低くしてもよい。図３に示す公称の基準マークの物理的特性、および基準マークシステム１０が用いられる図１に示す物理的環境、この環境はＣＣＤカメラ６０とコンベア２０の間の光路長や基準マークシステム１０が処理する大部分の小包の高さを含むが、に基づき、基準マークシステム１０が処理するすべての小包について公称の基準マークの大きさが一定であるとみなされるように、システムは十分な視界の深度を有している。（補正後の第１４頁の翻訳文）例えば、投影ヒストグラムは、１組の直交軸の一つに沿ったイメージの表現を含む一次元の配列であってもよい。投影ヒストグラムのそれぞれの要素は、軸に沿った１点に対応してもよく、対応する直交する行または列におけるマトリクス値の合計と等しい値を含んでもよい。このようにして、投影ヒストグラムは、軸に沿ったビットマップの「質量」を表す。この文脈においては、ビットマップの要素のグループの「質量」は、要素の値の合計を意味するものとする。１画素の質量は、蛍光発光する場合には１に等しく、蛍光発光しない場合には０に等しい。従って、ビットマップの領域の質量は、ＣＣＤカメラ６０の画素のグループに当たる光の量を表す。図８(ａ)は、基準マークである可能性があるもの５０'''を含むイメージ２１０、および投影ヒストグラム４１０、４２０を示す。投影ヒストグラム４１０は、イメージ２１０を一次元で表したものであり、投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、投影ヒストグラム４１０に垂直なイメージ２１０の行の質量を表す。投影ヒストグラム４２０は、イメージ２１０を一次元で表したものであり、投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、投影ヒストグラム４１０に垂直なイメージ２１０の列の質量を表す。ＡＯＩ検出ルーチン２２０の次のステップ２１６は、最大幅が公称の基準マークの最大幅であるＤ_L＋Ｄ_S＋Ｇに等しい三角形の核での重畳によって、投影ヒストグラム４１０、４２０にフィルタをかけることを含む。重畳は、信号処理の分野においては公知のフィルタ技術である。三角形の核での重畳は、三角形の核と幅が同様である対象の重心を識別するのに役立つ。例えば、Herbert P．Neffの、"Continuous and Discrete Linear Systems"(１９８４年)の６６−６９ページを参照。図８(ｂ)は、基準マークである可能性を持つもの５０'''を含むイメージ２１０、およびフィルタをかけた後の投影ヒストグラム４３０、４４０を示す。投影ヒストグラム４１０、４２０に、最大幅が公称の基準マークの最大幅に等しい三角形の核でフィルタをかけることによって、公称の基準マークと一致しない投影ヒストグラムの特徴が減少する傾向がある。ＡＯＩ検出ルーチン２２０の次のステップ２１８は、投影ヒストグラムの最大ライン４５０、４６０を判定することを含む。投影ヒストグラムの最大ライン４５０は、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４３０と垂直であり、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４３０の最高値の要素４５５を通る。投影ヒストグラムの最大ライン４６０は、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４４０と垂直であり、フィルタをかけた後の投影ヒストグラム４４０の最高値の要素４６５を通る。次に、ライン４５０と４６０の交点４８０の回りに略正方形４７０が規定される。正方形４７０は公称の基準マークを確実に包含するように、十分大きく規定される。図３を参照すると、正方形４７０は、Ｄ_L＋Ｄ_S＋Ｇよりもわずかに大きいエッジ寸法であるように規定される。ＡＯＩ検出ステップ２２０の結果がＡＯＩイメージ２２２であり、これは正方形４７０によって境界が定まるイメージ２１０の一部である。ＡＯＩイメージ２２２を識別するのに用いた投影ヒストグラムとフィルタ技術は、次の、計算的により高価な二次元の技術を用いて処理しなければならないイメージ２１０の量を制限するのに効率的な、一次元の手段である。（補正後の請求の範囲）１．対象３０の一方の側を走査装置６０、９５にさらすことによって、前記対象３０のイメージ２１０を取り込む段階、前記イメージ２１０に対応する座標系を規定するマトリクスを生成する段階、および前記イメージ２１０に対応する１組の画素値を前記マトリクスに移す段階を含み、対象３０上の読み取り可能な指標５９の位置および方向を確認する方法において、前記対象に、前記読み取り可能な指標５９と互いに重ね合わされるように、前記読み取り可能な指標５９を妨害しない、前記読み取り可能な指標５９と共に前記対象３０の同じ位置につけられても両者が別個に読み取り可能である、方向を規定するマーク５０をつける段階、および前記画素値を処理することによって、前記座標系に関して前記マーク５０の位置および方向を判定し、前記座標系に関して前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定する段階を備えることを特徴とする方法。２．前記マーク５０が、直径の異なる重なり合わない２つの略円形の要素１１０と１２０とを有する請求項１に記載の方法。３．前記マーク５０が蛍光インクを含む請求項１に記載の方法。４．前記読み取り可能な指標５９がバーコードである請求項１に記載の方法。５．前記マーク５０が、前記対象３０につけられた前記読み取り可能な指標５９を備えるラベルにつけられ、または組み込まれている請求項１に記載の方法。６．前記マーク５０が、その中に前記読み取り可能な指標５９を備えるラベルが配置され、前記対象３０につけられ、または組み込まれている、透明な袋につけられているまたは組み込まれている請求項１に記載の方法。７．前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定する前記段階が、第１の光学的特徴を有する第１の要素１１０および第２の光学的特徴を有する第２の要素１２０を含むマーク５０を分析する方法１００を含み、前記画素値を処理することによって、前記座標系に関して前記マーク５０の位置および方向を判定し、前記座標系に関して前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定する前記段階が、前記イメージ２１０を第１の領域４００に縮小する第１の切取りステップ２２０を備え、前記第１の領域４００内で (ｉ)前記第１の要素１１０の検出に成功するまで計算的な複雑さが次第に増大する第１の一連の検出の試み２３０を行い、 (ｉｉ)前記第１の要素１１０に関連する第１の点１３０を規定し、 (ｉｉｉ)前記第１の要素１１０に関連する画素値をゼロにセットし、 (ｉｖ)前記第２の要素１２０の検出に成功するまで計算的な複雑さが次第に増大する第２の一連の検出の試み２４０を行い、 (ｖ)前記第２の要素に関連する第２の点１４０を規定し、および (ｖｉ)前記第１の１組の座標軸に関して、前記第１の点１３０から前記第２の点１４０へのベクトル１５０の方向を判定する請求項１に記載の方法。８．前記第１の切取り段階２２０は、前記領域２１０に対応する１組の投影ヒストグラム４１０，４２０を計算するステップ２１４であって、前記１組の投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、および１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラム４３０，４４０を計算するステップ２１６であって、前記１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラム４１０，４２０のそれぞれの要素が、前記指標５０に対応しない特徴を減少させるように調整された前記１組の投影ヒストグラムの要素に対応し、ステップ２１８が、第１の１組の最大点４５５，４６５を規定する段階であって、前記第１の１組の最大点のそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第１の１組の最大点のそれぞれの要素が、第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムの最大値を有するその軸に沿った点に対応し、第１の１組の最大ライン４５０，４６０を規定する段階であって、前記第１の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第１の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、同じ軸に対応する前記第１の１組の最大点の要素を含み、他方の軸と平行に延び、および前記第１の１組の最大ライン４０３，４０４の要素の交点４８０のまわりに第１の所定の形状４７０を規定する段階を備える請求項７に記載の方法。９．前記１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムを計算する前記ステップ５３０が、前記１組の投影ヒストグラム４１０，４２０のそれぞれの要素の第１の三角形の核での重畳を備える請求項８に記載の方法。１０．前記指標５０が、公称では直径の異なる重なり合わない２つの円１１０，１２０を具備し、前記第１の三角形の核の最大寸法が、前記それぞれの円の直径の合計プラス前記円の間の最小距離に略等しい請求項９に記載の方法。１１．前記段階(ｉ)が、第１の検出の試み５００を行う段階、前記第１の検出の試み５００が失敗した場合には、前記第１の検出の試み５００よりも計算的な複雑さが大きい第２の検出の試み７００を行う段階、および前記第２の検出の試み７００が失敗した場合には、前記第２の検出の試み７００よりも計算的な複雑さが大きい第３の検出の試み８００を行う段階を備える請求項８に記載の方法。１２．前記第１の検出の試み５００が、前記イメージを第２の領域６００に縮小する第２の切り取り段階５２０−５４０、ステップ５５０が、前記第２の領域６００内の画素値６５０の重心６３０を計算する段階、前記第２の領域６００内の画素値６５０の重心６３０の回りに第１の領域６４０を規定する段階、前記第１の領域６４０内の画素値６５０の質量を計算する段階、および前記第１の領域４６０内の画素値６５０の前記質量を公称の第１の要素１１０内の画素の質量と比較するステップ５７０を含む請求項１１に記載の方法。１３．前記第１の領域６４０が略円形であり前記公称の第１の要素１１０よりも大きい請求項１２に記載の方法。１４．前記第２の切り取りステップが、前記第１の所定の形状４７０に対応する１組の投影ヒストグラムを計算するステップ５２０であって、前記１組の投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、１組の第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムを計算するステップ５３０であって、前記１組の第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、前記第１の要素に対応しない特徴を減少させるように調整された前記１組の投影ヒストグラムの要素に対応し、ステップ５３０が、第２の１組の最大点を規定する段階であって、前記第２の１組の最大点のそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第２の１組の最大点のそれぞれの要素が、第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムの最大値を有するその軸に沿った点に対応し、第２の１組の最大ラインを規定する段階であって、前記第２の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第２の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、同じ軸に対応する前記第２の１組の最大点の要素を含み、他方の軸と平行に延び、および前記第２の１組の最大ラインの要素の交点の回りに第２の所定の形状６００を規定する段階を備える請求項１２に記載の方法。１５．前記第２の検出の試み７００が、公称の第１の要素１１０に対応する第１のテンプレートを生成するステップ７２０と、第１の一連の相関を行うステップ７３０であって、前記第１の一連の相関のそれぞれが、第１の複数の選択された画素に関して配置された前記第１のテンプレートによって包含される画素間で行われ、前記第１の複数の選択された画素によって領域内の画素値が規定され、ステップ７４０が、前記第１の複数の選択された画素の、相関が最大の要素と関連した第２の複数の選択された画素を規定する段階、第２の一連の相関を行う段階であって、前記第２の一連の相関のそれぞれが、前記第２の複数の選択された画素の１つに関して配置された前記第１のテンプレートによって包含される画素間で行われ、前記第２の複数の選択された画素によって領域内の画素値が規定され、前記第２の複数の選択された画素の、相関が最大の要素を判定する段階を含み、前記第２の複数の選択された画素の、相関が最大の要素と関連する相関に対応する第１の相関の尺度を計算するステップ７５０、および前記第１の相関の尺度を閾値と比較するステップ７６０を備える請求項１１に記載の方法。１６．前記第１の複数の選択された画素の要素が、互いに第１の距離だけ離れて配置されており、前記第２の複数の選択された画素の要素が、互いに第２の距離だけ離れて配置されており、前記第２の距離が前記第１の距離よりも小さい請求項１５に記載の方法。１７．前記第３の検出の試み８００が、第１の候補の１組の画素を規定するステップ８１０、前記第１の候補と関連する画素値のすべてをゼロにセットするステップ８２０、第２の候補の１組の画素を規定するステップ８３０、ステップ８４０が、前記第１の候補と関連する画素値の半径方向の分散を計算する段階、前記第２の候補と関連する画素値の半径方向の分散を計算する段階、前記第１および第２の候補のうちの、半径方向の分散が公称の第１の要素の半径方向の分散により近似した方を第１の好適な候補に規定する段階を備え、前記第１の好適な候補に関連する半径方向の分散に対応する第１の分散の尺度を計算するステップ８５０、および前記第１の分散の尺度を閾値と比較するステップ８６０を備える請求項１６に記載の方法。１８．第４の検出の試み１０００を更に含み、この試み１０００が、第１の１組のエッジの画素のグループを決定するステップ１０２０であって、前記第１の１組のエッジの画素のグループのそれぞれの要素は、前記第１の領域内の画素に隣接して形成されたエッジを形成する画素を備え、および前記第１の１組のエッジの画素のグループの要素を、公称の第１の要素のエッジの画素と比較するステップ１０４０を備える請求項１１に記載の方法。１９．指標と予想されるものが検出された可能性についての、正味の信頼値を計算するステップ２５０をさらに備える請求項７に記載の方法。２０．正味の信頼値を計算する前記ステップ２５０が、前記第１の点１３０と前記第２の点１４０の間の距離を前記公称の指標５０に関連する距離と比較することによって、第１の信頼値を計算する段階、前記一連の第１の検出の試み２３０の尺度を前記公称の第１の要素１１０と関連する第１の公称の値と比較することによって、第２の信頼値を計算する段階、または前記一連の第２の検出の試み２４０の尺度を前記公称の第２の要素１２０と関連する第２の公称の値と比較することによって、第３の信頼値を計算する段階を備える請求項１９に記載の方法。２１．前記公称の要素１１０，１２０が、直径の異なる略円形のイメージである請求項７に記載の方法。２２．その位置および方向を確認することができる下地３０、前記下地３０上に配置された読み取り可能な指標５９を備え、前記読取可能な指標が、前記下地３０の一方の側を走査装置９５にさらすことによって、識別可能であり、方向を規定するマーク５０が前記下地上の前記読み取り可能な指標５９に関して重ね合わせられ、前記マーク５０と前記読み取り可能な指標５９が、前記下地３０の同じ側を走査装置６０，９５にさらすことによって、別個に識別可能である物品。２３．前記マーク５０が蛍光インクを含む請求項２２に記載の物品。２４．前記マーク５０が、前記読み取り可能な指標５９の方向を規定するように整列した、大きさの異なる１対の円１１０，１２０を備える請求項２３に記載の物品。２５．移動する対象３０を走査して、前記対象３０に関する方向および情報を確認するシステムが、前記対象３０のイメージを取り込む走査装置６０と、前記走査装置６０に隣接して前記対象３０を移動させる運搬システム２０と、前記対象３０上に配置された読み取り可能な指標５９とを備え、方向を規定するマーク５０が前記対象３０上の前記読み取り可能な指標５９に関して重ね合わされ、前記マーク５０は、前記読取可能な指標５９を妨害せず、前記マーク５０と前記読取可能な指標５９とは、前記対象３０の同一の側を走査装置６０，９５にさらすことによって別個に識別可能であり、および前記マーク５０のイメージを処理して、前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定するように構成されているコンピュータ８０を備えるシステム。２６．前記マーク５０が、前記対象３０の方向を規定するように整列した、大きさの異なる１対の円１１０，１２０を備える請求項２５に記載のシステム。２７．前記マーク５０が蛍光インクを含む請求項２５に記載のシステム。【図２】【図３】【図４】【図８】【図１０】【図１２】【図１３】【手続補正書】【提出日】１９９８年３月２５日【補正内容】（１）明細書第４頁第８行目に記載の「前もって印刷されたラベルを用いており、浄書検出マークは、」を「前もって印刷されたラベルを用いており、住所検出マークは、」と補正し、同頁第２０行目に記載の「かかるシステムでは通常、基準間へ苦を含む」を「かかるシステムでは通常、基準マークを含む」と補正する。（２）明細書第４頁第２９行目から第５頁１行目に記載の「同様に、米国特許第３，８０１２，７７５号のAckerは、」を「同様に、米国特許第３，８０１，７７５号のAckerは、」と補正する。（３）明細書第５頁第１０行目に記載の「多目的にしようできる基準マークシステムの必要性は残っている。」を「多目的に使用できる基準マークシステムの必要性は残っている。」と補正する。（４）明細書の第７頁第２８行目に記載の「小包についている住所の位置および配置を判定する。」を「小包についている住所の位置および方向を判定する。」と補正する。（５）明細書第８頁第１９行目に記載の「非常に正確ではあるが計算効率がよいな」を「非常に正確ではあるが計算効率がよい」と補正する。（６）明細書第１５頁第９行目から第１２行目に記載の「小包３０の宛先住所を示すテキスト６０を有する。基準マーク５０は宛先住所ブロック４０のほぼ中央に配置されており、大きい方の要素から小さい方の要素へのベクトルが下にあるテキスト６０とほぼ同じ方向になるような方向の、」を「小包３０の宛先住所を示すテキスト５９を有する。基準マーク５０は宛先住所ブロック４０のほぼ中央に配置されており、大きい方の要素から小さい方の要素へのベクトルが下にあるテキスト５９とほぼ同じ方向になるような方向の、」と補正する。（７）明細書第２３頁第２４行目に記載の「半径方向の分散ｒ２を計算する。」を「半径方向の分散ｒ²を計算する。」と補正する。（８）平成９年１０月１３日提出の補正書の翻訳文提出書（特許法第184条の８第１項）で提出された請求の範囲を別紙の通りする。（９）平成９年１０月１３日提出の補正書の翻訳文提出書（特許法第184条の８第１項）で提出された図１０を別紙の通り補正する。（他は変更なし）請求の範囲１．対象３０の一方の側を走査装置６０、９５にさらすことによって、前記対象３０のイメージ２１０を取り込む段階、前記イメージ２１０に対応する座標系を規定するマトリクスを生成する段階、および前記イメージ２１０に対応する１組の画素値を前記マトリクスに移す段階を含み、対象３０上の読み取り可能な指標５９の位置および方向を確認する方法において、前記対象に、前記読み取り可能な指標５９と互いに重ね合わされるように、前記読み取り可能な指標５９を妨害しない、前記読み取り可能な指標５９と共に前記対象３０の同じ位置につけられても両者が別個に読み取り可能である、方向を規定するマーク５０をつける段階、および前記画素値を処理することによって、前記座標系に関して前記マーク５０の位置および方向を判定し、前記座標系に関して前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定する段階を備えることを特徴とする方法。２．前記マーク５０が、直径の異なる重なり合わない２つの略円形の要素１１０と１２０とを有する請求項１に記載の方法。３．前記マーク５０が蛍光インクを含む請求項１に記載の方法。４．前記読み取り可能な指標５９がバーコードである請求項１に記載の方法。５．前記マーク５０が、前記対象３０につけられた前記読み取り可能な指標５９を備えるラベルにつけられ、または組み込まれている請求項１に記載の方法。６．前記マーク５０が、その中に前記読み取り可能な指標５９を備えるラベルが配置され、前記対象３０につけられ、または組み込まれている、透明な袋につけられているまたは組み込まれている請求項１に記載の方法。７．前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定する前記段階が、第１の光学的特徴を有する第１の要素１１０および第２の光学的特徴を有する第２の要素１２０を含むマーク５０を分析する方法１００を含み、前記画素値を処理することによって、前記座標系に関して前記マーク５０の位置および方向を判定し、前記座標系に関して前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定する前記段階が、前記イメージ２１０を第１の領域４００に縮小する第１の切取りステップ２２０を備え、前記第１の領域４００内で（ｉ）前記第１の要素１１０の検出に成功するまで計算的な複雑さが次第に増大する第１の一連の検出の試み２３０を行い、（ｉｉ）前記第１の要素１１０に関連する第１の点１３０を規定し、（ｉｉｉ）前記第１の要素１１０に関連する画素値をゼロにセットし、（ｉｖ）前記第２の要素１２０の検出に成功するまで計算的な複雑さが次第に増大する第２の一連の検出の試み２４０を行い、（ｖ）前記第２の要素に関連する第２の点１４０を規定し、および（ｖｉ）前記第１の１組の座標軸に関して、前記第１の点１３０から前記第２の点１４０へのベクトル１５０の方向を判定する請求項１に記載の方法。８．前記第１の切取り段階２２０は、前記領域２１０に対応して、それぞれの要素が前記１組の座標軸の一方の軸に対応するような１組の投影ヒストグラム４１０，４２０を計算するステップ２１４と、それぞれの要素が、前記指標５０に対応しない特徴を減少させるように調整された前記１組の投影ヒストグラム４１０，４２０の要素に対応する１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラム４３０，４４０を計算するステップ２１６と、それぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、かつ、第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムの最大値を有するその軸に沿った点に対応する第１の１組の最大点４５５，４６５を規定する段階、それぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、かつ、同じ軸に対応する前記第１の１組の最大点の要素を含み、他方の軸と平行に延びる第１の１組の最大ライン４５０，４６０を規定する段階、および前記第１の１組の最大ライン４０３，４０４の要素の交点４８０のまわりに第１の所定の形状４７０を規定する段階、を備えるステップ２１８とを備える請求項７に記載の方法。９．前記１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムを計算する前記ステップ５３０が、前記１組の投影ヒストグラム４１０，４２０のそれぞれの要素の第１の三角形の核での重畳を備える請求項８に記載の方法。１０．前記指標５０が、公称では直径の異なる重なり合わない２つの円１１０，１２０を具備し、前記第１の三角形の核の最大寸法が、前記それぞれの円の直径の合計プラス前記円の間の最小距離に略等しい請求項９に記載の方法。１１．前記段階（ｉ）が、第１の検出の試み５００を行う段階、前記第１の検出の試み５００が失敗した場合には、前記第１の検出の試み５００よりも計算的な複雑さが大きい第２の検出の試み７００を行う段階、および前記第２の検出の試み７００が失敗した場合には、前記第２の検出の試み７００よりも計算的な複雑さが大きい第３の検出の試み８００を行う段階を備える請求項８に記載の方法。１２．前記第１の検出の試み５００が、前記イメージを第２の領域６００に縮小する第２の切り取りステップ５２０− ５４０と、前記第２の領域６００内の画素値６５０の重心６３０を計算し、前記第２の領域６００内の画素値６５０の重心６３０の回りに第１の領域６４０を規定し、前記第１の領域６４０内の画素値６５０の質量を計算するステップ５５０と、前記第１の領域４６０内の画素値６５０の前記質量を公称の第１の要素１１０内の画素の質量と比較するステップ５７０を含む請求項１１に記載の方法。１３．前記第１の領域６４０が略円形であり前記公称の第１の要素１１０よりも大きい請求項１２に記載の方法。１４．前記第２の切り取りステップが、前記第１の所定の形状４７０に対応して、それぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応する１組の投影ヒストグラムを計算するステップ５２０と、それぞれの要素が、前記第１の要素に対応しない特徴を減少させるように調整された前記１組の投影ヒストグラムの要素に対応する１組の第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムを計算するステップ５３０と、ステップ５３０が、それぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、かつ、第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムの最大値を有するその軸に沿った点に対応する第２の１組の最大点を規定し、それぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、かつ、同じ軸に対応する前記第２の１組の最大点の要素を含み、他方の軸と平行に延びる第２の１組の最大ラインを規定し、前記第２の１組の最大ラインの要素の交点の回りに第２の所定の形状６００を規定するステップ５４０とを備える請求項１２に記載の方法。１５．前記第２の検出の試み７００が、公称の第１の要素１１０に対応する第１のテンプレートを生成するステップ７２０と、それぞれが、第１の複数の選択された画素に関して配置された前記第１のテンプレートによって包含される画素間で行われ、前記第１の複数の選択された画素によって領域内の画素値が規定される第１の一連の相関を行うステップ７３０と、前記第１の複数の選択された画素の、相関が最大の要素と関連した第２の複数の選択された画素を規定し、それぞれが、前記第２の複数の選択された画素の１つに関して配置された前記第１のテンプレートによって包含される画素間で行われ、前記第２の複数の選択された画素によって領域内の画素値が規定される第２の一連の相関を行い、前記第２の複数の選択された画素の、相関が最大の要素を判定するステップ７４０と、前記第２の複数の選択された画素の、相関が最大の要素と関連する相関に対応する第１の相関の尺度を計算するステップ７５０と、前記第１の相関の尺度を閾値と比較するステップ７６０とを備える請求項１１に記載の方法。１６．前記第１の複数の選択された画素の要素が、互いに第１の距離だけ離れて配置されており、前記第２の複数の選択された画素の要素が、互いに第２の距離だけ離れて配置されており、前記第２の距離が前記第１の距離よりも小さい請求項１５に記載の方法。１７．前記第３の検出の試み８００が、第１の候補の１組の画素を規定するステップ８１０と、前記第１の候補と関連する画素値のすべてをゼロにセットするステップ８２０と、第２の候補の１組の画素を規定するステップ８３０と、前記第１の候補と関連する画素値の半径方向の分散を計算し、前記第２の候補と関連する画素値の半径方向の分散を計算し、前記第１および第２の候補のうちの、半径方向の分散が公称の第１の要素の半径方向の分散により近似した方を第１の好適な候補に規定するステップ８４０と、前記第１の好適な候補に関連する半径方向の分散に対応する第１の分散の尺度を計算するステップ８５０と、前記第１の分散の尺度を閾値と比較するステップ８６０とを備える請求項１６に記載の方法。１８．第４の検出の試み１０００を更に含み、この試み１０００が、それぞれのグループの要素が、前記第１の領域内の画素に隣接して形成されたエッジを形成する画素を備えた第１の１組のエッジの画素のグループを決定するステップ１０２０と、前記第１の１組のエッジの画素のグループの要素を、公称の第１の要素のエッジの画素と比較するステップ１０４０とを備える請求項１１に記載の方法。１９．指標と予想されるものが検出された可能性についての、正味の信頼値を計算するステップ２５０をさらに備える請求項７に記載の方法。２０．正味の信頼値を計算する前記ステップ２５０が、前記第１の点１３０と前記第２の点１４０の間の距離を前記公称の指標５０に関連する距離と比較することによって、第１の信頼値を計算する段階、前記一連の第１の検出の試み２３０の尺度を前記公称の第１の要素１１０と関連する第１の公称の値と比較することによって、第２の信頼値を計算する段階、または前記一連の第２の検出の試み２４０の尺度を前記公称の第２の要素１２０と関連する第２の公称の値と比較することによって、第３の信頼値を計算する段階のうちの一つまたは複数の段階を含む請求項１９に記載の方法。２１．前記公称の要素１１０，１２０が、直径の異なる略円形のイメージである請求項７に記載の方法。２２．その位置および方向を確認することができる下地３０、前記下地３０上に配置された読み取り可能な指標５９を備え、前記読取可能な指標が、前記下地３０の一方の側を走査装置９５にさらすことによって、識別可能であり、方向を規定するマーク５０が前記下地上の前記読み取り可能な指標５９に関して重ね合わせられ、前記マーク５０と前記読み取り可能な指標５９が、前記下地３０の同じ側を走査装置６０，９５にさらすことによって、別個に識別可能である物品。２３．前記マーク５０が蛍光インクを含む請求項２２に記載の物品。２４．前記マーク５０が、前記読み取り可能な指標５９の方向を規定するように整列した、大きさの異なる１対の円１１０，１２０を備える請求項２３に記載の物品。２５．移動する対象３０を走査して、前記対象３０に関する方向および情報を確認するシステムが、前記対象３０のイメージを取り込む走査装置６０と、前記走査装置６０に隣接して前記対象３０を移動させる運搬システム２０と、前記対象３０上に配置された読み取り可能な指標５９とを備え、方向を規定するマーク５０が前記対象３０上の前記読み取り可能な指標５９に関して重ね合わされ、前記マーク５０は、前記読取可能な指標５９を妨害せず、前記マーク５０と前記読取可能な指標５９とは、前記対象３０の同一の側を走査装置６０，９５にさらすことによって別個に識別可能であり、前記マーク５０のイメージを処理して、前記読み取り可能な指標５９の位置および方向を判定するように構成されているコンピュータ８０を備えるシステム。２６．前記マーク５０が、前記対象３０の方向を規定するように整列した、大きさの異なる１対の円１１０，１２０を備える請求項２５に記載のシステム。２７．前記マーク５０が蛍光インクを含む請求項２５に記載のシステム。【図８】【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者レックテンウォルト，ジェームズ，ヴイ. アメリカ合衆国，06776 コネチカット, ニューミルフォード，オールドノースビルロード 14番地 (72)発明者ビュルナー，ヨハネス，エー．，エス. アメリカ合衆国，06798 コネチカット, ウッドバリー，タマラックレーン７番地 (72)発明者レイズ，ケネス，エー. アメリカ合衆国，06812 コネチカット, ニューフェアフィールド，ロッキーヒルロード 32番地【要約の続き】にあるテキスト(６０)と同じ方向を向くように、向けられている。

Claims

【特許請求の範囲】１．第１の光学的特徴を有する第１の要素および第２の光学的特徴を有する第２の要素を含む指標を分析する方法において、 (ａ)前記指標を読み取る段階、 (ｂ)前記指標に対応する画素値のイメージを１組の座標軸を規定するマトリクス内に記憶する段階、 (ｃ)前記イメージを第１の領域に縮小し、前記第１の領域内で (ｉ)前記第１の要素の検出に成功するまで計算的な複雑さを増大する第１の一連の検出の試みを行い、 (ｉｉ)前記第１の要素に関連する第１の点を規定し、 (ｉｉｉ)前記第１の要素に関連する画素値をゼロにセットし、 (ｉｖ)前記第２の要素の検出に成功するまで計算的な複雑さを増大する第２の一連の検出の試みを行い、 (ｖ)前記第２の要素に関連する第２の点を規定し、および (ｖｉ)前記第１の１組の座標軸に関して、前記第１の点から前記第２の点へのベクトルの方向を判定する第１の切り取り段階を備える方法。２．前記段階(ｃ)が、前記イメージに対応する１組の投影ヒストグラムを計算する段階であって、前記１組の投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムを計算する段階であって、前記１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、前記指標に対応しない特徴を減少させるように調整された前記１組の投影ヒストグラムの要素に対応し、第１の１組の最大点を規定する段階であって、前記第１の１組の最大点のそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第１の１組の最大点のそれぞれの要素が、第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムの最大値を有するその軸に沿った点に対応し、第１の１組の最大ラインを規定する段階であって、前記第１の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第１の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、同じ軸に対応する前記第１の１組の最大点の要素を含み、他方の軸と平行に延び、および前記第１の１組の最大ラインの要素の交点のまわりに第１の所定の形状を規定する段階を備える請求項１に記載の方法。３．前記１組の第１のフィルタをかけられた投影ヒストグラムを計算する前記段階が、前記１組の投影ヒストグラムのそれぞれの要素の第１の三角形の核での重畳を備える請求項２に記載の方法。４．前記指標が、公称では直径の異なる重なり合わない２つの円を具備し、前記第１の三角形の核の最大寸法が、前記それぞれの円の直径の合計プラス前記円の間の最小距離に略等しい請求項３に記載の方法。５．前記段階(ｃ)(ｉ)が、第１の検出の試みを行う段階、前記第１の検出の試みが失敗した場合には、前記第１の検出の試みよりも計算的な複雑さが大きい第２の検出の試みを行う段階、および前記第２の検出の試みが失敗した場合には、前記第２の検出の試みよりも計算的な複雑さが大きい第３の検出の試みを行う段階を備える請求項１に記載の方法。６．前記第１の検出の試みが、前記イメージを第２の領域に縮小する第２の切り取り段階、前記第２の領域内の画素値の重心を計算する段階、前記第２の領域内の画素値の重心の回りに第１の領域を規定する段階、前記第１の領域内の画素値の質量を計算する段階、および前記第１の領域内の画素値の前記質量を公称の第１の要素内の画素の質量と比較する段階を含む請求項５に記載の方法。７．前記第１の領域が略円形であり前記公称の第１の要素よりも大きい請求項６に記載の方法。８．前記第２の切り取り段階が、前記イメージに対応する１組の投影ヒストグラムを計算する段階であって、前記１組の投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、１組の第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムを計算する段階であって、前記１組の第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムのそれぞれの要素が、前記第１の要素に対応しない特徴を減少させるように調整された前記１組の投影ヒストグラムの要素に対応し、第２の１組の最大点を規定する段階であって、前記第２の１組の最大点のそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第２の１組の最大点のそれぞれの要素が、第２のフィルタをかけられた投影ヒストグラムの最大値を有するその軸に沿った点に対応し、第２の１組の最大ラインを規定する段階であって、前記第２の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、前記１組の座標軸の一方の軸に対応し、前記第２の１組の最大ラインのそれぞれの要素が、同じ軸に対応する前記第２の１組の最大点の要素を含み、他方の軸と平行に延び、および前記第２の１組の最大ラインの要素の交点の回りに第２の所定の形状を規定する段階を備える請求項６に記載の方法。９．前記第２の検出の試みが、第１の一連の相関を行う段階であって、前記第１の一連の相関のそれぞれが、第１の複数の選択された画素に関して配置された公称の第１の要素に対応する第１のテンプレートによって包含される画素間で行われ、前記第１の複数の選択された画素によって領域内の画素値が規定され、前記第１の複数の選択された画素の、相関が最大の要素と関連した第２の複数の選択された画素を規定する段階、第２の一連の相関を行う段階であって、前記第２の一連の相関のそれぞれが、前記第２の複数の選択された画素の１つに関して配置された前記第１のテンプレートによって包含される画素間で行われ、前記第２の複数の選択された画素によって領域内の画素値が規定され、前記第２の複数の選択された画素の、相関が最大の要素を判定する段階、前記第２の複数の選択された画素の、相関が最大の要素と関連する相関に対応する第１の相関の尺度を計算する段階、および前記第１の相関の尺度を閾値と比較する段階を備える請求項５に記載の方法。１０．前記第１の複数の選択された画素の要素が、互いに第１の距離だけ離れて配置されており、前記第２の複数の選択された画素の要素が、互いに第２の距離だけ離れて配置されており、前記第２の距離が前記第１の距離よりも小さい請求項９に記載の方法。１１．前記第３の検出の試みが、第１の候補の１組の画素を規定する段階、そして前記第１の候補と関連する画素値の半径方向の分散を計算する段階、前記第１の候補と関連する画素値のすべてをゼロにセットする段階、第２の候補の１組の画素を規定する段階、前記第２の候補と関連する画素値の半径方向の分散を計算する段階、前記第１および第２の候補のうちの、半径方向の分散が公称の第１の要素の半径方向の分散により近似した方を第１の好適な候補に規定する段階、前記第１の好適な候補に関連する半径方向の分散に対応する第１の分散の尺度を計算する段階、および前記第１の分散の尺度を閾値と比較する段階を備える、請求項５に記載の方法。１２．第１の１組のエッジの画素のグループを決定する段階であって、前記第１の１組のエッジの画素のグループのそれぞれの要素は、前記第１の領域内の画素に隣接して形成されたエッジを形成する画素を備え、および前記第１の１組のエッジの画素のグループの要素を、公称の第１の要素のエッジの画素と比較する段階を備える第４の検出の試みをさらに備える請求項５に記載の方法。１３．指標と予想されるものが検出された可能性についての、正味の信頼値を計算する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。１４．正味の信頼値を計算する前記段階が、前記第１の点と前記第２の点の間の距離を前記公称の指標に関連する距離と比較することによって、第１の信頼値を計算する段階、前記第１の検出の段階の尺度を前記公称の第１の要素と関連する第１の公称の値と比較することによって、第２の信頼値を計算する段階、または前記第２の検出の段階の尺度を前記公称の第２の要素と関連する第２の公称の値と比較することによって、第３の信頼値を計算する段階のうちの１つまたはそれ以上を備える請求項１３に記載の方法。１５．前記要素が、直径の異なる略円形のイメージである請求項１に記載の方法。１６．対象上の読み取り可能な指標の位置および方向を確認する方法において、前記対象に、方向を規定するマークを、前記方向を規定するマークおよび前記読み取り可能な指標が互いに関して重ね合わされているようにつける段階、前記対象の一方の側を走査装置にさらすことによって、そこから走査装置を用いて前記読み取り可能な指標が別個に識別可能な、前記マークを含むイメージを取り込む段階、前記第１のイメージに対応する座標形を規定するマトリクスを作り出す段階、前記第１のイメージに対応する１組の画素値を前記マトリクスに移す段階、前記画素値を処理して前記座標系に関して前記マークの位置および方向を判定することにより、前記座標系に関して前記読み取り可能な指標の位置および方向を判別する段階を備える方法。１７．前記マークが、直径の異なる重なり合わない２つの略円形の要素を備える請求項１６に記載の方法。１８．前記マークが蛍光インクを含む請求項１６に記載の方法。１９．前記読み取り可能な指標がバーコードである請求項１６に記載の方法。２０．前記マークが、前記対象につけられた前記読み取り可能な指標を備えるラベルにつけられているまたは組み込まれている請求項１６に記載の方法。２１．前記マークが、その中に前記読み取り可能な指標を含むラベルが配置され、前記対象につけられているまたは組み込まれている透明な袋につけられているまたは組み込まれている請求項１６に記載の方法。２２．その位置および方向を確認することができる下地、前記下地上に配置された読み取り可能な指標、前記下地上の前記読み取り可能な指標に関して重ね合わされた、方向を規定するマークを備え、前記マークが、前記下地の一方の側を走査装置にさらすことによって、識別可能であり、前記読み取り可能な指標が、前記下地の同じ側を走査装置にさらすことによって、別個に識別可能である、物品。２３前記マークが蛍光インクを含む請求項２２に記載の物品。２４．前記マークが、前記読み取り可能な指標の方向を規定するように整列した、大きさの異なる１対の円を備える請求項２３に記載の物品。２５．移動する対象を走査して、前記対象に関する方向および情報を確認するシステムにおいて、前記対象のイメージを取り込む走査装置、前記走査装置に隣接して前記対象を移動する運搬システム、前記対象上に配置された読み取り可能な指標、前記対象上の前記読み取り可能な指標に関して重ね合わされた、方向を規定するマークであって、前記マークは、前記対象の一方の側を走査装置にさらすことによって識別可能であり、その側から走査装置を用いて前記読み取り可能な指標が別個に識別可能である、および前記マークのイメージを処理して、前記読み取り可能な指標の位置および方向を判定するように構成されているコンピュータを備えるシステム。２６．前記マークが、前記対象の方向を規定するように整列した、大きさの異なる１対の円を備える請求項２５に記載のシステム。２７．前記マークが蛍光インクを含む請求項２５に記載のシステム。