WO2004055713A1

WO2004055713A1 - バーコード認識装置

Info

Publication number: WO2004055713A1
Application number: PCT/JP2002/013194
Authority: WO
Inventors: Takeharu Muramatsu
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha; Takeharu Muramatsu
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-01
Also published as: CN100458827C; US7562820B2; AU2002354210A1; CN1742279A; EP1580683A1; EP1580683B1; DE60228894D1; EP1580683A4; JPWO2004055713A1; US20060113390A1

Description

明細書

バド認識装置

技術分野

本発明は、入力した画像データからバド領域を抽出してバドを認識するバド認識装置、認識方法、プログラム等に関する。

背景技術

近年、小型で、低消費電力のイメージセンサが開発されたことに伴い、携帯電話機などの携帯型装置にカメラを内蔵することが可能となり、内蔵カメラにより撮影した画像を、電子メールで即座に送信できることが可能となっている。これらの内蔵カメラは、小型であることが優先され、一般的なデジタル力メラりも解像度が低い。

また、近年の携帯 i BO機は、ィンターネットに接続する機能を有している。インタネットに接するには U R Lをキーから入力する必要があり、携帯話機のキでは、長い U R Lを打ち込むために手間がかかっていた。そこで u R Lを一意の番号で管理し、その番号に対応するコードを印刷したのをコドリーダで読み込むことにより

U R L の入力の手間を省さユーザの使い勝手をよくする試みがなされている。このような装置では、別途コードリーダを携帯電話機に接続する必要がある

そこで、力メラを内蔵した携帯装置では、その内蔵カメラにより入力したバ • ~コ¹ ~ K画像に対してパ ' ~コドを認識できれば、別途バーコドリーダを用思しなくてもこのようなサービスを利用することができ

■o

しかし、現在の内蔵力メラの解像度は、バーコードリーダに用いられるィメージセンサよりあ解像度が低 < 、高精度でバーコードを認識することが困難であつた

また、バ—コドの認識を困難にする原因として、入力画像中に撮影されるバーの幅が一定ではないということがある。これは、バーコードとカメラの距離関係は、入力するたびに変わってくる為である。接写するタイプのスキャナでは、常にバーコ一ドを一定の大きさで入力できるので、パーの幅をあらかじめ決めておくことができるが、手で保持したカメラでバーコ一ドを撮影する場合は、一定のバー幅をあらかじめ決めておくことはできない。

バーの幅をイメージスキャナにより入力されたバーコ一ド画像から決定し、バーコードを認識する手法が提案されている。例えば、特開平 6 - 3 2 5 1 9 7号公報では、走査線ごとに画素の幅の度数を計数することによりバーの幅を決定している。幅を決定する原理について説明する。第 1 9図は、検出頻度と幅との関係を示す図である。第 1 9 図に示すように、走査線に対して幅の検出頻度を抽出する。これにより、ある閾値以上の頻度の領域を有効な幅として検出する。第 1 9 図の例では、区間 1 , 2 , 3 が有効な幅である。さらに、この有効な幅の区間の長いもの 2つを選択し、バーの幅としている。この手法では、頻度の多い上位 2つの幅から、「細い」、「太い」の 2種類の幅を検出することができるが、低解像度の画像では、頻度のピークの間隔が短くなり、検出が不安定という問題がある。また、複数の幅を持つバーコードには対応できない。また、カメラによりバーコードを撮影した場合、バーコード周辺にあるバーコード以外の文字や模様などの領域も入力画像に含まれる。したがって、入力画像からバーコード領域を抽出する必要がある。特開平 9 — 1 6 7 0 1 号公報（第 1 9 図）では、バーの間隔がある閾値以内であることを条件として、パーコード領域を抽出している。スキャナのように比較的安定して、入力画像を得られるシステムについては、有効である。しかし、カメラを手で保持しながらバーコードを入力するために、バーの幅は、被写体とカメラの距離によるばらつきが多く、固定の閾値では、うまく抽出できないことがあり問題となっていた。

このような問題を解決するために、特開平 9 一 2 2 4 3 7号公報では、バーコ一ド領域を抽出する時に、バーコ一ド特有のパターンを調べることで抽出精度を改善しようとしている。

第 1 8 図は、バーコードの構成の説明図である。図示のように、バーコード 1 にはバ一コード特有のレフトガードパー 2 (又は、スタートノ一）、センターバー 3 、ライトガードバー 4 (又は、エンドバー）がある。この場合、レフトガードパー 2 はバーコ一ド 1 の開始点側（左側）に設けてあり、黒バーと白バ一が交互に並んだパターンで構成され、バーコード 1 の開始情報として「 1 0 1 」の情報（モジュール表現）を設定したパターンである。センターバー 3 はバーコード 1 の中央位置に設けてあり、黒パーと白バーが交互に並んだパターンで構成され、バーコード 1 の中心情報として「 0 1 0 1 0 」の情報（モジュール表現）を設定したパターンである。ライトガードバー 4 はバーコード 1 の終了点側に設けてあり、黒バーと白バーが交互に並んだパターンで構成され、バーコード 1 の終了情報として「 1 0 1 」の情報（モジュール表現）を設定したパターンである.。

レフトガードバー 2 とセンターバー 3 との間に 6桁の左側データキヤラクタ 5 が、センターバー 3 とライトガ一ドバー 4 との間に 6桁の右側データキャラクタ 6 とチェックデジット 7が配置されている。なお、バーコード 1 下の左端の数値はプレフィックスデジット 8 を表わしている。第 2 0 図は、従来のバーコード抽出の処理の流れを示すフローチヤ一トである。まず、前記のようにバーの間隔がある閾値以内であるところを複雑領域として抽出する (ステップ 4 0 1 )。複雑領域は、バーコードが存在するであろうと推測される領域ということがきる。

次に、抽出された複雑領域から前記のセンターパー、ライトガードパ一、レフトガードバーの有無を判定し、抽出された複雑領域がバーコ一ドであるかどうかを判定する（ステップ 4 0 2〜ステップ 4 0 4 )。そして、バーコードであると判定された領域に対し、バーコードの各キャラクタを認識する（ステップ 4 0 5 )。

ここで、センターバー、ライトガードバー、レフトガードバーの有無を判定する際に、抽出したバーの幅とあらかじめ定められたバーのモジユール幅を基準にしてパー構造のモジュール表現のパターンを照合している。モジュール幅は、スキャナの解像度により、あらかじめ定められる。

例えば、 2 0 0 d p i の解像度を有するスキャナで帳票を読み取った場合は、 1 モジュール当たり 4画素で表現されるので、モジュール幅は、 4画素と定められる。しかし、前記したように、カメラを手で保持しながらバーコードを入力するために、バーの幅は、被写体とカメラの距離によるばらつきが多いので、モジュール幅をあらかじめ特定することはできないという問題があった。

また、低解像度のカメラで入力した画像は、バーの幅が 2画素程度となり、 4種類の幅を用いるようなバ一ードでは、入力時のノイズなどにより、モジュール幅と完全に等しい幅のバーは存在せず、厳密に幅を比較するだけでは、太いバーを細いと誤認識することがあり、正しく照合できないという問題もあった。

この問題を解決するために、特開平 4 一 2 6 3 3 8 1 号公報では、規定されてレヽるノターンにあるノ一の幅と入力されたバーの幅を比較する時、バー幅が等しいという判定は、ある幅をもたせてその範囲内にあるときに等しいとする。例えば、ノー幅 a とバー幅 b が等しい条件は、

1 . 2 5 a ≥ b ≥ 0 . 7 5 a

となる。しかし、 '低解像度のデジタル力メラで、バーコードを撮影した' 場合、その画像におけるノ一の最 /Jヽの幅は、 2画素程度しかない。幅 2 画素は、実際には、入力処理の誤差などにより 2画素幅が、 1 画素幅や

3画素幅になることがある。この場合、幅の変動は、実際の幅の 5 0 % となり、変動が大きい。幅が太い場 n は、 4画素が、 5画素、 3画素になる場合が多い。この場合は、変動の幅は、実際の幅に対して、 2 5 % となる。前記のようにすベてのノくーの幅を比較する際に、幅の範囲をすベて同一に決定してしまうと、バー幅に対する変動が大きい等の場合に、正しく判定できないという問題があった。

発明の開示

本発明が解決しょうとする課題は、低解像度のイメージセンサを用いて撮影したバーコード画像より高精度にバーコードを認識することである。このためには、入力した画像より、精度よくバーコード領域を抽出することが必要である。また、入力画像中のバーの幅が変動していても正しく認識できるように、あらかじめバーの幅を指定せず、入力画像中からバーの幅を取り出すことが必要である。また、低解像度のイメージセンサを用いることにより、最も幅の狭いバーの幅は 2画素程度になるが、この時でも、ノイズなどの影響を受けずに正確に複数のパーの幅を判定し認識することが必要である。また、複数の幅を持つバーコードでも対応できるようにすることも必要である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、携帯端末に内蔵される小型のイメージセンサで撮影された低解像度の画像においても、バーコードを精度よく認識できるバーコード認識装置を提供することを目的とする。

本発明のバーコ一ド認識装置は、入力画像に対して前処理を行う前処理手段と、前処理後の入力画像に対して 2値化を行う 2値化処理手段と、

2値化処理後の入力画像に対してフベノレ付けを行つラベル付け手段と、ラベル付け後の入力画像からノ一コ一ド領域を抽出するノ ■ ~コ ¹ ~ ド領域抽出手段と、抽出されたノ ' ~~コ一ド領域からノ " ~コ · ~ ドを ρδ るノくーコ一ド認識手段と、 'を具備することを特徴とする。

また、本発明のバ • ~~コ一 r、 i ¾

n 装において、前処理手段は、ヒストグラム変換を行うことが望ましい

また、 2値化処理手段は、画像の 2値化における閾値の決定方法として、判別分析法を用いることが望ましい。

本発明のバーコ一ド認識装置にいて、ラベル付け手段は、入力画像に対して 1 つ 1 つの連結されたパターン毎に個別の数値名を振ることによりラベル付けを行うことが望ましい。

また、ラベル付け手段によりラベル付けされた入力画像より、ノ一の幅を、当該パーに係るラベノレの黒画素数 Ζ垂直方向の高さで定義することが望ましい。

また、バ一又はスぺ · ~スの幅を照合するときに、幅にじた幅の許容範囲を設定することが望ましい。

また、本発明のバ • ~コト認 α 装 iiにおレヽて、ノーコ一ド領域抽出手段は、バーの隣接関係を抽出し、その隣接関係からバーの左端とノ一の右端とを決定し、バ一の左端とバ一の右端との間のパーの数がある規定値と一致することによりバーコード領域を抽出することが望ましい。また、バーの隣接関係は、 2つのバーが共有する走査線があること、 2つのバーの高さの差がある範囲内であること、 2つのバーの間隔がある範囲内であることをすベて満たす場合に隣接していると判定し、バーの高さの差の範囲及びバーの間隔の範囲が、基準となるバーの高さと幅から適応的に求められることが望ましい。

また、本発明のバーコード認識装置において、バーコード認識は、バーコード領域抽出手段により抽出されたバーコ一ド領域内のバーで最小の幅を単位幅として用い、前記抽出されたバ一コード領域におけるこの単位幅の整数倍のバー及ぴスペースの幅のパターンの並びと予め規定されたバー及びスペースの幅のパターンの並びとを照合することにより行うことが望ましい。

また、バーコード認識は、単位幅を変化させて繰り返し行うことが望ましい。

本発明のバーコード認識装置によれば、携帯端末に内蔵されるような小型のイメージセンサで用いたカメラにより、撮影したバーコ一ド画像より、精度よく、パーコードを認識することができる。また、本発明によれば、低解像度のカメラを用いた場合にもバーコ一ドを認識することができるため、特別にバーコードリーダを付加しなくともバーコードを読み取ることができる。

また、本発明に係る携帯電話機は、本発明のバーコード認識装置を備えたことを特徴とする。携帯電話機にバーコード認識装置を組み込むことにより、どこでも手軽にバーコ一ド認識ができるようになり、さらに、バーコ一ド認識装置で認識したバーコ一ドを即座に送信可能である。また、本発明に係るバーコード認識方法は、入力画像に対して前処理を行う工程と、前処理後の入力画像に対して 2値化を行う工程と、 2値化処理後の入力画像に対してラベル付けを行う工程と、ラベル付け後の入力画像からバーコ一ド領域を抽出する工程と、抽出されたバーコ一ド領域からバーコ一ドを認識する工程と、を有することを特徴とする。また、本発明は、コンピュータをパーコード認識装置として機能させるプログラムとして、また、当該プログラムを記録した記録媒体としても実現できる。

図面の簡単な説明

第 1 図は、バーコ一ド認識の処理の流れを示すフローチヤ一トである。第 2図は、ラベル付け処理の例を示す図である。

第 3 図は、隣接するバーの探索処理の流れを示すフローチヤ一ト（前半）である。

第 4 図は、隣接するバーの探索処理の流れを示すフローチヤ一ト（後半）である。

第 5 図は、バーコ一ド認識の処理の流れを示すフローチヤ一トである。第 6 図は、スペース幅を説明するための図である。

第 7 図は、許容誤差率を説明するための図である。

第 8 図は、レフトガードの幅の並びパターンを説明するための図である。第 9 図は、レフトガードのパ一、スペースの並ぴノターンを説明するための図である

第 1 0 図は、数値に対する幅の並ぴのノヽ。ターンを示す図でめる

第 1 1 図は、第 1 0 図に示す Ψ畐 1 力ら Ψ畐 4カ、ノ一幅力、スペース幅であるかの組み合わせを示す図である。

第 1 2図は、数値の認識の処理の流れを示すフローチャー卜

第 1 3 図は、奇数ノリティと偶数パリティの組み合わせ結果 (プレフィックスアンット）を示す図である。

第 1 4図は、センターノ一の幅の並ぴパターンを示図である

第 1 5 図は、センターノ ■ ~のノ一、スペースの並ぴノターンを示す図でめる

第 1 6 図は、カメラ内蔵型携帯電話機の構成の説明図である

第 1 7図は、携帯電話端末のインターネットへの接続を示す図である。第 1 8 図は、ノーコードの構成の説明図である。

第 1 9 図は、検出頻度と幅との関係を示す図である。

第 2 0 図は、従来のバーコ一ド抽出の処理の流れを示すフ P一チャートである

第 2 1 図は、隣接バーの条件 ( 1 ) を説明するための図であ o。

第 2 2 図は、隣接バーの条件 ( 2 ) を説明するための図であ

第 2 3 図は、隣接バーの条件 ( 3 ) を説明するための図であ ■ 。発明を実施するための最良の形態

本発明においては、入力された画像に対し、ヒストグラム変換の刖処理を実施した後に、 2値化を行い、さらにラベル付け処理を行う。ラベル付けされた画像より、バーコードの構造の特徴に基づき、バ―の隣接関係を計算する。隣接関係は、 1 例として、以下の条件を満たしているバ一候捕の連結領域を隣接バ一として、画像のすべての連結領域につレヽて調べる。

( 1 ) 第 2 1 図に示すように、 2 つのノ一に共有される水平走 9 が存在する。（ 2 ) 第 2 2図に示すように、隣り合 n ノく一高の差がある範囲内である。ここでは、バー高の 2 0 %以内であるととする。

( 3 ) 第 2 3 図に示すように、位置座標の X方向差がめ Ό範囲内である。ここでは、バー幅の 6倍以内であるととす

次に、左端と右端に挟まれていバ一の数を力ントし力ゥント値が規定数であれば、バーコード領として抽出す抽出れたノく一ド領域內の黒画素の連結領域のからパのモジ ' ~~ノレとなる単位幅を決定する。

単位幅の整数倍のバー及びスぺースの幅ノタ一ンの並びで、規定されているバーコードパターンと抽出されたド領域におけるパタ一ンとを照合することによりバーコードを認識するはノ

ドのレフ卜ガードのパターンを最初照合し成功たら順次、左側 6 析のパターン、プレフィックスデジ卜、セタ右側 6桁のパターンと照合を行う。前記のパタの照ム際にバ一及びスぺ' ~ スのに応じて、すなわち倍率ごとに許容を設るとにより、低解像度の画像中でのノイズなどの影響を軽る。

本発明によれば、携帯端末に内蔵される小型のィメージセンサで撮影された低解像度の画像においても、バ一コードを精度よく認識することができる。

以下、本発明の実施の形態について付図面を参照して詳細に説明する。

第 1 図は、バーコ一ド認識の処理の流れを示すフローチヤ一トである。第 1 図において、ステップ 1 では、入力画像に対し、前処理として、ヒストグラム変換を行う。入力画像の輝度の最小値を Y i とし、最大値を Y j とすると輝度 Yに対する変換後の輝度 Y ' は、下記式（ 1 ) で求まる。 ' = -^-(7 -7,)

Y_j-Y_i ¹ '式（υ まず、輝度 Υ ' の微分値を求め、微分値が閾値以上の画素をエッジ部とし、このエッジ部についての輝度のヒストグラムを作成する。

ステップ 2 では、ステップ 1 の処理画像に対して、 2値化を行う。 2 値化処理で輝度の微分値計算を安定させ、コントラストの低い画像に対し、コントラストを向上する。

上記で求めたヒストグラムから 2値化閾値を決定し、画像の 2値化を行う。閾値の決定方法は、例えば、判別分析法を用いればよい。判別分析法は、以下のようにして行う。

輝度の範囲が「 0から D」である画像を閾値 t で 2値化したとき、輝度が「 0〜 t 一 1 J の画素の平均輝度を f ()、輝度が「 t から D」の画素の平均輝度を f 画像全体の平均輝度を f 、輝度 k をもつ画素の数を n _k とすれば、クラス間分散 σ _B ²は下記式（ 2 ) となり、クラス内分散ひ！² は下記式（ 3 ) となる。

· . ,.式（2)

び ( ^² · · ,式（3)

2 このときの分散比は下記式（ 4 ) に示すようになるので、この F ( t を最大にする t を閾値とする。

式（4 )

ステップ 3 では、ラベル付け処理を行う。ラベル付け処理は、第 2 図に示すように、 2値化後の画像の黒画素（画素値が 1 とする）に対し、連結しているすべての黒画素に一意のラベルをつけることである。連結している黒画素が占める領域を連結領域という。ラベル付けの方法は、いろいろあるが一例として、以下のような方法がある。

( 1 ) 画像上を左上から右下に向けて走査し、画素値が 1 であり、かつラベルが付けられていない画素 Ρ を見つけ、新しいラベルを付ける。

( 2 ) 画素 Ρに対して、画像内の連結しているすべての画素に同じラベルをつける (図中 1 0 〜 1 2 はラベルである）。

( 3 ) ( 1 )に戻り、まだラベルの付けられていない画素が見つかったら、新しいラベルを付けて（ 2 ) の処理を行う。

( 4 ) 画像全体の走査が終わったとき、処理を終了する。

ステップ 4では、ラベル付け結果より、連結黒画素の高さ、幅から構成されるパターン情報より、バーコードである、黒画素の連結領域（バ一）が所定の条件下に並んだ領域をバーコ一ド領域として抽出する。ステップ 5 では、抽出されたバーコ一ド領域のバーとスペースの幅の並ぴを調べ、バーコードを認識する。

ステップ 4 のバーコード領域の抽出は、ラベル付けされた、各連結領域の隣接関係を調べることにより、実行される。以降、ラベル付けされて連結領域をバーと呼ぶ。

第 3図、第 4図は、隣接するバーの探索処理の流れを示すフローチヤ一トである。

隣接関係は、バーの幅と高さおよび位置の情報を用いて行う。次のようにバー幅、バー高を求める。バー高：連結領域を囲む矩形の高さ

バー幅：連結領域の面積/バー高

連結領域を囲む矩形の左上の座標をそのバーの位置座標とする。

隣接の条件を 1 例として、次のように定める。

( 1 ) 2つのバーに共有される水平走査線が存在する。

( 2 ) 隣り合うバー高の差は、バー高の 2 0 %以内である。

( 3 ) 位置座標の X方向の差は、バー幅 6倍以内である。

上記の条件を満たし、対象となるバーの位置座標に一番近い位置座標をもつバーをそのバーの隣接バーとする。隣接バーは、左側と右側にそれぞれ存在する可能性がある。

全てのバーに対して隣接関係が求まったら、次の手順でバーコ一ド領域であるかどうかを検査する。

第 3 図、第 4図により隣接バーの探索処理の流れを説明する。第 3図、第 4図において、以下のように定義する。

バー（ L ) ：ラベル Lがつけられた連結領域（バー）

バー高（ L ) ：ラベル Lがつけられたバーの高さ（パー高）

バー幅（ L ) ：ラベル Lがつけられたバーの幅（バー幅）

バー位置— X ( L ) ：ラベル Lがつけられたバーの位置座標の X座標

MAX— LABEL ：ラベルの最大値

MIN— LABEL：ラベルの最小値

左距離：バーの左側に存在するバーの水平距離の最小値

右距離：バーの右側に存在するバーの水平距離の最小値

バー距離（ L, L2) ：ラベル Lがつけられたノ一とラベル L 2がつけられたバーの水平距離

バー高差（ L, L2 ) ：ラベル Lがつけられたバーとラベル L 2がつけられたバーの高さの差

ステップ 1 0 1 では、まず、探索の基準となる着目バーを示すラベルを変数 Lに代入する。ラベルは、ラベルの最小値（ L A B E L— M I N ) から、ラベルの最大値（ L A B E L— M A X ) へと順に増加する。

ステップ 1 0 2では、着目バーに対する隣接候捕となるバーを示すラベルを変数 L 2 に代入する。ラベルは、ラベルの最小値（ L A B E L— M I N ) から、ラベルの最大値（ L A B E L _M A X ) へと順に増加する。ステップ 1 0 3 では、変数 L と変数 L 2 の値が同じ、つまり同じバーを示しているときは、ステップ 1 1 6 に行く。そうでなければ、ステツプ 1 0 4 に進む。

ステップ 1 0 4では、前記の条件（ 1 ) に示す条件をテストする。条件（ 1 ) を満たしていれば、ステップ 1 0 5 に進む。満たしていなければ、ステップ 1 1 6 に進む。

ステップ 1 0 5 では、変数 Lで示されるラベルのついているバーのバ一高と変数 L 2 で示されるラベルのついているバーのバー高差を計算する。

ステップ 1 0 6 では、前記の条件（ 2 ) に示す条件をテストする。条件（ 2 ) を満たしていれば、ステップ 1 0 7 に進む。満たしていなければ、ステップ 1 1 6 に進む。

ステップ 1 0 7では、変数 Lで示されるラベルのついているバーのバ一位置と変数 L 2で示されるラベルのついているバー位置の水平方向の距離を計算する。

ステップ 1 0 8では、前記の条件（ 3 ) に示す条件をテストする。条件（ 2 ) を満たしていれば、ステップ 1 0 9 に進む。満たしていなければ、ステップ 1 1 6 に進む。条件（ 3 ) は、バーの幅に対する相対値を閾値としているので、入力画像のバーの幅が一定でなくても正しく判定ができる。

ステップ 1 0 9 では、変数 Lで示されるラベルのついているバーに対して、変数し 2で示されるラベルのついているバーが右側にあるの力、左側にあるのかをバー位置座標を基準に判定する。右側にあると判定された場合は、ステップ 1 1 0 に、左側にあると判定された場合は、ステップ 1 1 3 にそれぞれ進む。

ステップ 1 1 0では、現在までに見つかった右側のバーとの最小距離を保存してある変数「右距離」と現在の右側のバーとの距離を比較し、より距離が近ければ、ステップ 1 1 1 に進む。そうでなければ、このバ一は、右隣ではないとして、ステップ 1 1 6 に進む。

ステップ 1 1 1 では、変数 L 2 で示されるラベルのついているバーが右隣であるとし、変数 L 2 の値を記憶する。ステップ 1 1 2 では、変数「右距離」を更新する。ステップ 1 1 3 では、現在までに見つかった左側のバ一との最小距離を保存してある変数「左距離」と現在の左側のバーとの距離を比較し、より距離が近ければステップ 1 1 4 に進む。そうでなければ、このパーは、左瞵ではないとして、ステップ 1 1 6 に進む。

ステップ 1 1 4 では、変数 L 2 で示されるラベルのついているバーが左隣であるとし、変数 L 2 の値を記憶する。ステップ 1 1 5では、変数「左距離」を更新する。ステップ 1 1 6 では、変数 L 2 を次に小さいラベルへと更新する。

ステップ 1 1 7 では、変数 L 2 により隣接候捕として探索されていないラベルがあれば、ステップ 1 0 3 に進み、処理を繰り返す。全てのラベルについて探索が終わったら、ステップ 1 1 8 に進む。

ステップ 1 1 8 では、変数 Lを順次大きいラベルへと更新する。このとき、ステップ 1 1 1 および 1 1 4 で記憶された右隣バー、左隣バーを変数 Lで示されるバーの右隣パー、左隣バーとしてそれぞれ確定する。ステップ 1 1 9 では、変数 Lにより探索されていないラベルがあれば、ステップ 1 0 2 に進み、処理を繰り返す。全てのラベルについて探索が終わったら、ステップ 1 2 0 に進み、処理を終了する。

以上のようにして、隣接関係が求まったら次に示す手順にて、バーコ一ド領域であるかどうかの判定を行う。

まず、左隣のバーが存在しないパーを左端バーとして、マークする。次に、左端バーから順次、右隣のバーを探索する。右隣のバーが存在しないバーを右端パーとして、マークする。

左端バーから、右端バーまでのバーの数をカウントし、バーの数が規定の数であれば、左端バーから右端パーまでのバーとこれらのパー間のスペースが在る領域をバーコード領域とする。規定の数は、バーコードの規格により、決まる。例えば J A N 1 3桁のバーコ一ドであれば、バ —の数は 3 0 となる。

抽出されたバーコ一ド領域に含まれるバーに対して、バーコ一ド認識の処理を行う。

第 5図は、バーコ一ド認識の処理の流れを示すフローチヤ一トである。ステップ 2 0 1 では、まず、バーおょぴスペースの幅を評価する基準となる単位幅を決定する。バーコード領域内のバー幅で、最小のものを単位幅とする。単位幅は、バーコードのモジユール幅に相当する。ステップ 2 0 2 では、左端の 2本のバーを対象にレフトガードバーのパターンと照合し、レフトガードであるかどうかテストする。レフトガードであると判定されたら、ステップ 2 0 3 に進む。そうでなければ、ステップ 2 1 2 に進む。

ステップ 2 0 3 では、次の 1 2本のバーに対して、左側 6桁の数値を認識する。ステップ 2 0 4 では、左側の 6桁の認識がすべて正常に完了したか判定する。正常に完了していたらステップ 2 0 5 に進む。そうでなければ、ステップ 2 1 2 に進む。

ステップ 2 0 5 では、左側 6桁の偶数、奇数パリティの組み合わせから、プレフィックスデジットを認識する。ステップ 2 0 6 では、プレフイツタスデジットが矛盾なく認識できたかどうか判定する。矛盾なく認識できていれば、ステップ 2 0 6 に進む。そうでなければ、ステップ 2 1 2 に進む。

ステップ 2 0 7では、次の 2本のバーに対して、センターバーのパターンと照合し、センターバーであるかどうかテストする。センターバーであると判定されたら、ステップ 2 0 8 に進む。そうでなければ、ステップ 2 1 2 に進む。

ステップ 2 0 8 では、次の 1 2本のバ一に対して、右側 6桁の数値を認識する。ステップ 2 0 9 では、右側の 6桁の認識がすべて正常に完了したか判定する。正常に完了していたらステップ 2 1 0 に進む。そうでなければ、ステップ 2 1 2 に進む。

ステップ 2 1 0では、チェックデジットのテストを行う。チェックデジットに矛盾がなければ、ステップ 2 1 1 に進む。そうでなければ、ステツプ 2 1 2 に進む。

なお、チェックデジットとは、読み取りに誤りがないかをチェックするために算出された数値で、右側 6桁の数値のうち最後の 1桁がチェックデジットとなっている。チェックデジット以外の 1 1桁より規定の算出方法によりチ- ックデジットを算出する。その算出結果と読み取ったチェックデジットを照合し、等しければ矛盾がないとする。第 1 8 図の例ではチェックデジットは右端の数値 4 である。

ステップ 2 1 1 では、認識が成功したとして処理を終了する。ステツプ 2 1 2では、単位幅を 1画素増加させる。ステップ 2 1 3 では、単位幅の増加が 3以下であるかどうか判定する。 3以下であれば、ステップ 2 0 2へと進み、再度同様な認識処理を行う。そうでなければステップ 2 1 4 に進む。ステップ 2 1 4では、認識が失敗したとして処理を終了する。

前記のレフトガードのテスト、センターバーのテスト、数値の認識において、バー及ぴスペース幅をあら力じめ規定されているパターンと比較し評価をする。その評価の手順について次に述べる。

第 6 図は、スペース幅を説明するための図であり、第 7 図は、許容誤差率を説明するための図である。

バーとスペースの幅は、単位幅の整数倍であり、倍率ごとに評価される。スペース幅 1 5 は、第 6 図に示すように、隣接する 2 つのバー 1 3 ， 1 4間の幅である。スペース幅 1 5 は、次のように求める。

隣接するバー（ L ) 1 3 とバー（ L 2 ) 1 4 に対して、水平走査線ごとにバー間の画素数を求める。パー（ L ) 1 3およびバー（ L 2 ) 1 4 が共有する全走査線におけるバー間の画素数の平均をスペース幅 1 5 とする。

バーコードのパターンは、基準となるモジュール幅（単位幅）の整数倍の幅を持つパーまたは、スペースの並びで規定されている。幅の倍率をそれぞれ 1 , 2 , 3 ,— 4 とする。ここで、最も狭い幅が 1 、もっとも広い幅が 4 である。

次の条件を満たす最小の倍率が、そのバー（スペース）幅の倍率となる。すなわち、バー（スペース）幅が倍率 X単位幅士許容誤差の範囲內にあることが条件である。

ここで、許容誤差は、許容誤差 =単位幅 X許容誤差率で定義される。許容誤差率は、倍率ごとに第 7図に示すように規定されている。ここで、許容誤差を持たせるのは、 2値化による画素の欠落の影響を考慮したためである。低解像度のデジタルカメラで、バーコードを撮影した場合、その画像における単位幅は、 2画素程度しかない。 2値化を行うと、バ一の画像に、 1 画素の程度の欠けや、膨張のノイズが存在する。幅 2画素のバーとして許容誤差なしで比較すると、 1 画素幅や 3画素幅は、異なる幅として認識される。しかし、実際には、 2値化のノイズにより 2 画素幅が、 1 画素幅や 3画素幅になることがある。許容誤差を設けることに - り、 ~の幅の変 ftを考盧し、同じ幅であるとするとができス

記ステップ 2 0 2 のレフガードのテス卜は、次のように行う。第 8 図は、レフガ一 Kの幅の並ぴパタ一ンを明するための図であり第 9図はゝレフ卜ガ一 Kのノ、スぺ · _スの並びパタ一ンを説明するための図である。

第 8 図及び第 9図に示すうに規定されたレフトガ一ドのノ一、スぺ

—スの幅の並びノタ一ンと、抽出されたノーコ一ド領域において幅の評価に基づいて求めたレフ卜ガ一ドの幅のバー、スぺースの並びノタ一ンとを照合し、パターンが一致した場合、そのバ一は、有効なレフトガ一ドを構成するバ一であるとする。

前記ステップ 2 0 3 、 2 0 8 の数値の認識は、次のように行う第 1 0図は、数値に対するノ^ ~及ぴスペースの幅の並ぴのパタ一ンの規定を示す図であり第 1 1 図は第 1 0 図に示す幅 1 力ら幅 4 が、バ一幅力、スペース幅であるかの組み合わせを示す図であり、第 1 2 図は、数値の認識の処理の流れを示すフローチヤ一卜でめる。

第 1 0図にレ、て、左側の 6桁に対する幅の並ぴノヽ。ターンには、奇数ノ y ティと偶数パリティが存在する。第 1 0図に示す幅の並ぴは、奇数ノジティのとさである。偶数パリティの時は、同じ表を逆方向から、つまり幅 4、幅 3 、幅 2、幅 1 と読む。例えば奇数パリティで数値 9 は、左から 3倍幅のスペース、単位隔のノ一、単位幅のスペース、 2倍幅のノ ―の並ぴパタ ―ンで表され、偶数パリティで数値 1 は、左から、単位幅のスペース、 2倍幅のパー、 2倍幅のスペース、 2倍幅のノ一の並ぴス、タ一ンで表される（第 1 8図の左側 1 , 2番のデータキャラクタ一参

)。

第 1 1 図において、センターバーよりも左側の 6桁と右側の 6桁では、バ一とスぺースの並びのパターンが異なるので、第 1 1 図では、 2種類のノターンが定義されている。例えば、右側で奇数パリティで数値 6 は、左から、単位幅のバー、単位幅のスペース、単位幅のバー、 4倍幅のスぺ一スの並ぴノターンで表される（第 1 8 図の右側 1 番のデータキャラクタ一参照）。

第 1 2 図のフ口一チャートにおいて、ステツプ 3 0 1 では、左側の 6 桁のデータキャラクターに対して、レフトガ一ドのテストと同様な手順で、対象のバー、スペースの幅の並びのパターンを求める。

ステップ 3 0 2では、第 1 0 図及び第 1 1 図に規定された照合パターンを用いて、前記した幅の評価を行い、バーとスペースの並びのパターンが一致するかどうか順に調べる。左側 6桁においては、奇数パリティの幅パターンか偶数パリティの幅パターンかも順次調べる。

ステップ 3 0 3 では、パターンが一致すると判定された時は、ステツプ 3 0 4 に進む。そうでなければ、ステップ 3 0 7 に進む。ステップ 3 0 4 では、入力画像より得られた実際の幅と規定されている幅のパターンとの幅差を求める。幅差は、対応する 4つの幅のそれぞれの差の合計値とする。

ステップ 3 0 5では、幅差がそれまでに見つかつたのりも小さかつた場合は、ステップ 3 0 6 に進む。そうでなければ、ステップ 3 0 7 に進む。

ステップ 3 0 6 では、そのパターンに対応する数値を識候補の数値として記憶しておく。同時に、奇数パリティか偶数パティの種別も記億しておく。なお、幅差の初期値は、最大値に設定されてレ、る。

ステップ 3 0 7 では、第 1 0図に示すすべての照合ノ"？タ一ン（数値 0

〜 9 ) について処理が終了していれば、ステップ 3 0 8 に進む。そうでなければ、ステツプ 3 0 2 に進み、次の照合パターンについて処理を操り返す。

ステップ 3 0 8 では、規定されている数値のパターンと一致した場合に、その数値を認識結果とし、ステップ 3 0 9 に進み、成功として処理を終了する。そうでなければ、認識不成功として、ステップ 3 1 0 に進み、処理を終了する。

ステップ 2 0 5 のプレフィックスデジットの認識は、次のようにして行つ。

第 1 3 図は、奇数パリティと偶数パリティの組み合わせ結果（プレフイツクスデジット）を示す図であり、第 1 4図は、センターバーの幅の並びパターンを示す図であり、第 1 5 図は、センターバーのバー、スぺ —スの並びパターンを示す図である。

ステップ 2 0 5 においては、左側 6桁の認識がすべて成功した時の奇数パリティと偶数パリティの記録からプレフィックスデジットを認識する。奇数パリティと偶数パリティの組み合わせ結果は、第 1 3 図に示すようになつており、テーブルから検索し、一致したものをプレフィックスデジットとして認識する。一致する組み合わせが見つからなかったときは、プレフィックスデジットの認識は、失敗として処理を終了する。第 1 8図の例では、左側 6桁のデータキャラクター 5 は、奇数パリティの 9、偶数パリティの 1 、奇数パリティの 2 、奇数パリティの 3 、偶数パリティの 4、偶数パリティの 5 であり、ノ、。リティの組み合わせは 1 0 1 1 0 0 なのでプレフィックスデジット 8 は第 1 3 図より 4 (第 1 8 図の左端に表示）である。

ステップ 2 0 7 のセンターバーのテストは、レフトガードのテストと同様に、ノ、。ターンのマッチングを行う。なお、センターバーのテストに用レヽるバー、スペースの幅の並びパターンは、第 1 4 図及び第 1 5 図に示すようになっている。 .

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。

また、本発明のバーコ一ド認識装置を携帯電話機に組み込むことも可能である。携帯電話機にバーコード認識装置を組み込むことにより、どこでも手軽にバーコード認識ができるようになり、さらに、バーコード認識装置で認識したバーコ一ドを即座に送信可能である。

第 1 6 図は本発明のバーコード認識装置をカメラ內蔵型携帯電話機に組込んだ場合のプロック図であり、カメラ内蔵型携帯電話機は電波を送受信するアンテナ 2 1 、無線通信の送受信を制御する無線部 2 2 、ユーザからのキー操作情報を入力生成するキー入力部 2 3 、文字情報や画像情報をユーザに表示する表示部 2 4、音声信号を出力するスピーカー 2 ₅、ユーザから音声信号を入力するマイク 2 6 、受信又は入力された文字情報、画像情報、音声信号を記憶する記憶メモリ 2 7、対象となる画像情報を入力するカメラ 2 8、及びバーコード認識装置を内蔵し、各部を制御する制御部 2 9 とから構成される。

上記構成を有するカメラ内蔵型携帯電話機において、カメラ 2 8 より入力された画像情報（バ一コード）からバーコードの認識を行う場合、ユーザはキー入力部 2 3 を操作しカメラ動作を選択する。制御部 2 9 はキー入力部からの設定に基きカメラ 2 8 を初期化し、画像情報（バーコ一ド）の取り込みを開始する。カメラ 2 8 より取り込まれた画像情報（バ一コード）は制御部 2 9 を介し記憶メモリ 2 7 に転送される。制御部 2 9 は記憶メモリ 2 7 に格納された画像情報（バーコード）を表示部 2 4 に転送し、画像情報（バーコード）の表示を行う。また、画像情報（バ一コード）を連続的に取り込み、表示することで、ユーザはカメラ画像を動画として確認できる。一方、記憶メモリ 2 7 に格納された画像情報

(バーコ一ド）はバーコ一ド認識装置を有する制御部 2 9 に転送され、本実施の形態で説明したバーコ一ド認識処理にてバーコ一ド認識が行われる。認識に成功した場合、認識結果を記憶メモリ 2 7 に転送し、記憶メモリ 2 7 にバーコードデータとして格納する。

次に記憶メモリ 2 7に格納されたパーコードデータを無線又はインターネットに接続し送信先に送信する際の動作について第 1 7 図を用いて説明する。ュ一ザはキー入力部 2 3 を操作し無線又はインターネットへの接続を選択する。制御部 2 9 はキー入力部からの設定に基き無線部 2 2へ無線又はインターネットへの接続を指示する。無線部 2 2 は制御部 2 9 からの指示に基づき無線又はインターネットへの接続を開始する。ユーザはキ一入力部 2 3 を操作し記億メモリ 2 7 に格納済みのパーコードデータの送信を選択する。制御部 2 9 はキー入力部 2 3 からの設定に基き記憶メモリ 2 7 に格納済みのバーコードデータを無線部 2 2へ転送し送信を指示する。無線部 2 2 は制御部 2 9 からの指示に基づき、転送されたバーコードデ一タを無線又はインターネットに送信する。無線部 2 2 より送信されたバーコードデータは無線網 3 3 を介し U R Lデータサーバ 3 2へと送信される。 U R Lデータサーバ 3 2 は携帯電話端末 3 4の無線網 3 3 とインターネット 3 1 のゲートウェイの動作制御を行う U R Lデータサ一バ 3 2 は受信したバーコードデータと U R Lデータべースから送信先の U R Lを検索しインターネット 3 1 への接続を行い送信先へバーコ一ドデータを転送する。転送完了の結果は携帯端末 3 4 に送信される。

また、本発明は、コンピュータをバーコード認織装置として機能させるプログラムとして、また、当該プログラムを記録した記録媒体としても実現できる。本発明の電子メール通信装置は、本電子メル通信装置を機能させるためのプログラムでも実現されるこのプ口グラムは、コンビユータで読み取り可能な記録媒体に格納されていてもレ、

この記録媒体として、バーコ一ド認置内蔵の R O Mそのもの力 Sプ口グラムメディアであってもよレ、し、またノ一コ一ド認識装置を C D —

=± -

R O M ドライブ等のプログラムみ取り装 ι£に接続し、そこに記録媒体を揷入することで H5Cみ取り可能な C D一 R ο Μ等のプログラムメディアであつてもよい。レ、ずれの場合におレヽても、格納されているプログラムは C P Uがァクセスして実行させる構成であつてあよいし、プログラムみ出し、 SJEみ出されたプログラムは、図示されていないプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプグラムが実行される方式であつてもよい。このダウンロード用のプ口グラムは予め本体装置に格納されて^ヽるものとする。

-- こで上記プログラムメアイァは、体と分離可能に構成される己録媒体であり、磁気テ一プゃカセクトテ一プ等のテープ系、フロッピーディスクゃノヽー κディスク等の磁気ディスクや C D一 R O M / M O / M D

/ Ό V D等の光ディスクのディスク系 I C力一ド（メモリカードを含む） /光力一ド等のカード系、あるいはマスク R O M、 E P R O M、 E

E P R O M , フラソシュ R O M等による半導体メモリを含めた固定的にプ口グラムを担持する媒体であつてもよい

さらに、ノーコ一 Γ BB¾ ¾ iaを備え帯電機の送信部及ぴ受信部を介して通¹ (言ネッ卜ワーク力らプ口グラムをダクンロードするように、流動的にプログラムを担持する媒体であってもよいなおのように通信ネットワーク力らプロダラムをダウン口一ドする場合には、そのダゥンロード用プログラムは予め装置本体に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであってもよい。なお、記録媒体に格納されている内容としてはプログラムに限定されず、デ一タであつてもよい。

産業上の利用可能性

以上説明したように本発明によれば、携帯端末に内蔵されるよラな小型のイメージセンサで用いたカメラにより、撮影したバーコ一ド画像-より、精度よく、バーコードを認識することができる。また、本発明によれば、低解像度のカメラを用いた場合にもバーコ一ドを認識することができるため、特別にバーコードリーダを付加しなくともバーコードを読み取ることができるようになる。

Claims

請求の範囲

1 .入力画像に対して前処理を行う前処理手段と、前処理後の入力画像に対して 2値化を行う 2値化処理手段と、 2値化処理後の入力面像に対してラベル付けを行うラベル付け手段と、ラベル付け後の入力画像からバーコ— ド領域を抽出するバーコ一ド領域抽出手段と、抽出されたバーコード領域からバーコ一ドを認識するバーコ一ド認識手段と、を具備することを特徴とするバーコ一ド認識装置。

2 - 前処理手段は、ヒストグラム変換を行うことを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載のバーコ一ド認識装置。

3 . 2値化処理手段は、画像の 2値化における閾値の決定方法として、判別分析法を用いることを特徴とする請求の範囲第 1 項又は第 2項に記載のバーコ一ド認識装置。

4 . ラベル付け手段は、入力画像に対して 1 つ 1 つの違結されたパターン毎に個別の数値名を振ることによりラベル付けを行うことを特徴とする請求の範囲第 1 項から第 3項のいずれかに記載のパーコード認識装置。

5 . ラベル付け手段によりラベル付けされた入力画像より、バーの幅を、当該バーに係るラベルの黒画素数 Z垂直方向の高さで定義することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のバーコード認識装置。

6 . バー又はスペースの幅を照合するときに、幅に応じた幅の許容範囲を設定することを特徴とする請求の範囲第 5項に記載のバーコ一ド認識装置。

7 . バーコード領域抽出手段は、パーの隣接関係を抽出し、その隣接関係からバーの左端とバーの右端とを決定し、バーの左端とバーの右端との間のバーの数がある規定値と一致することによりバーコ一ド領域を抽出することを特徴とする請求の範囲第 1 項から第 6項のいずれかに記載のバーコ— ド認識装置。

8 . バーの隣接関係は、 2つのバーが共有する走査線があること、 2つのバーの高さの差がある範囲内であること、 2つのバーの間隔がある範囲内であることをすベて満たす場合に隣接していると判定し、バーの高さの差の範囲及びバ一の間隔の範囲は、基準となるバーの高さと幅から適応的に求められることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のバーコ一ド認識装置。

9 . バーコード認識は、バーコード領域抽出手段により抽出されたパ一コ一ド領域内のバーで最小の幅を単位幅として用い、前記抽出されたバーコ一ド領域におけるこの単位幅の整数倍のバー及びスペースの幅のパターンの並びと予め規定されたバー及びスペースの幅のパターンの並ぴとを照合することにより行うことを特徴とする請求の範囲第 7項又は第 8項に記載のバーコ一ド認識,装置。

1 0 . バーコ一ド認識は、単位幅を変化させて線り返し行うことを特徴とする請求項 9 に記載のバーコ一ド認識装置。

1 1 . 請求の範囲第 1 項から第 1 0項のいずれかに記載のパーコード認識装置を備えたことを特徴とする携帯電話機。

1 2 . 、入力画像に対して前処理を行う工程と、前処理後の入力画像に対して 2値化を行う工程と、 2値化処理後の入力画像に対してラベル付けを行う工程と、ラベル付け後の入力画像からバーコ一ド領域を抽出する工程と、抽出されたバーコ一ド領域からバーコ一ドを認識する工程と、を有することを特徴とするバーコ一ド認識方法。

1 3 . コンピュータを、入力画像に対して前処理を行う前処理手段と、前処理後の入力画像に対して 2値化を行う 2値化処理手段と、 2値化処理後の入力画像に対してラベル付けを行うラベル付け手段と、ラベル付け後の入力画像からバーコ一ド領域を抽出するバーコ一ド領域抽出手段と、抽出されたバーコ一ド領域からバーコ一ドを認識するバーコ一ド認識手段と、を具備することを特徴とするバーコ一ド認識装置として機能させるためのプログラム。

1 4 . 請求の範囲第 1 3項に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。