JP2000105795A - Omnidirectional-dimensional bar code reader - Google Patents
Omnidirectional-dimensional bar code readerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、工場においてベル
トコンベア上を移動する形状の異なった製品に貼られた
製品の種類を示すバーコードラベルを、ＣＣＤカメラを
用いて読み取り、識別する全方向一次元バーコード読み
取り装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an omnidirectional primary bar code label which is read on a bar code label indicating a product type affixed to a product having a different shape moving on a belt conveyor in a factory using a CCD camera. Original bar code reading device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ベルトコンベア上を移動する形状
の異なった製品に貼られたバーコードラベルを読み取る
には、例えば、レザー光を用いたバーコード読み取り装
置を使用している。その際、読み取り精度を上げる為、
バーコードを貼る位置、バーコードの方向、ベルトコン
ベアへの載せ方等に工夫を行っている。また、バーコー
ドラベルが貼られた製品の形状（大きさ）が変わる度
に、製品と読み取り装置との距離を一定に保つため、読
み取り装置自身を上下に移動させている。2. Description of the Related Art Conventionally, to read a bar code label attached to a product having a different shape moving on a belt conveyor, for example, a bar code reading device using laser light is used. At that time, to increase the reading accuracy,
The bar code sticking position, the direction of the bar code, how to put it on the belt conveyor, etc. are devised. Further, every time the shape (size) of the product to which the barcode label is attached changes, the reading device itself is moved up and down in order to keep the distance between the product and the reading device constant.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述のように工場内の
ベルトコンベア上を移動する製品にバーコードラベルを
貼り、製品を識別するためには、製品識別の為に貼られ
たバーコードを読み取る必要がある。その際、製品は、
形状（大きさ）が異なり、コンベア上のどの位置に載せ
られるか不定で、また、バーコードラベルも製品表面の
どの位置にどういう方向で貼られているか定まっていな
いという条件のもとでバーコードを読み取らなければな
らない。As described above, a bar code label is attached to a product moving on a belt conveyor in a factory, and in order to identify the product, a bar code attached for product identification is read. There is a need. At that time, the product
Barcodes with different shapes (sizes) and uncertain positions on the conveyor are uncertain, and barcode labels are not fixed in any position on the product surface and in what direction. Must be read.
【０００４】従来のバーコード読み取り装置、例えばレ
ーザー光を用いたバーコード読み取り装置の場合は、バ
ーコードを貼る位置や方向、ベルトコンベアへの載せ方
を一定にする必要がある。また、従来のバーコード読み
取り装置は、読み取り深度が浅く、バーコードとの距離
がある一定の値を超えると読み取りが不可能になる。し
たがって、ベルトコンベア上を移動する異なった形状の
製品に貼られたバーコードラベルを読み取り、識別する
には、製品の形状（大きさ）に合わせ、読み取り装置を
移動しなければならない。また、従来のバーコード読み
取り装置は、読み取りの際の走査方向が一定である為、
バーコードの方向が不定の場合、読み取りできないこと
がある。In the case of a conventional bar code reader, for example, a bar code reader using a laser beam, it is necessary to keep the position and direction of sticking the bar code and the manner of placing the bar code on a belt conveyor constant. Further, the conventional barcode reading device has a shallow reading depth and cannot read when the distance from the barcode exceeds a certain value. Therefore, in order to read and identify a bar code label affixed to a product of a different shape moving on a belt conveyor, the reader must be moved in accordance with the shape (size) of the product. Also, in the conventional barcode reading device, since the scanning direction at the time of reading is constant,
If the direction of the barcode is indeterminate, reading may not be possible.
【０００５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、バーコードラベルが貼られた製品の形状
が異なっている場合でも、バーコード読み取り装置を移
動させることなくバーコードの読み取り、識別をするこ
とを可能にし、また、バーコードの方向が不定である場
合においても、全方向に対して識別することを可能にす
る全方向一次元バーコード読み取り装置を提供すること
を目的としてなされたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is possible to read a bar code without moving a bar code reading device even when a product to which a bar code label is attached has a different shape. It is an object of the present invention to provide an omnidirectional one-dimensional barcode reader which enables identification, and enables identification in all directions even when the direction of the barcode is undefined. It was done.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はＣＣＤカメラを用いて、バーコードラベル
全体が被写体となるように撮像し、撮像した画像を元に
画像処理することで、バーコードの読み取り、識別を可
能としたことを特徴とする。即ち、本発明は次の（１）
〜（３）の手段を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides an image pickup apparatus using a CCD camera so that an entire barcode label becomes an object and performs image processing based on the picked-up image. , A bar code can be read and identified. That is, the present invention provides the following (1)
To (3).
【０００７】（１）製品に貼られたバーコードラベルを
ＣＣＤカメラ等により画像として撮像し、画像処理技術
により２ｍ程度離れた距離から非接触で識別でき、さら
に高速で移動する製品に貼られたバーコードラベルを識
別する場合には、同バーコードラベルの位置を特定する
ための第一のＣＣＤカメラと、同第一のＣＣＤカメラで
特定したバーコードを入力画像として取り込むための第
二のＣＣＤカメラと、画像処理演算部とでシステムを構
成し、バーコードを遠方より高速で読み取ることを可能
とする全方位一次元バーコード読み取り装置。(1) A bar code label attached to a product is imaged as an image by a CCD camera or the like, and can be identified in a non-contact manner from a distance of about 2 m by image processing technology, and further attached to a product moving at a high speed. When identifying the barcode label, a first CCD camera for specifying the position of the barcode label and a second CCD for capturing the barcode specified by the first CCD camera as an input image An omnidirectional one-dimensional barcode reader that forms a system with a camera and an image processing operation unit and is capable of reading a barcode at a higher speed from a distant place.
【０００８】（２）上記画像処理演算部は、バーコード
を入力として取り込むためのＣＣＤカメラからのバーコ
ードの画像を元に、同バーコードの切り出した部分に対
して投影を行うと共に輝度値に対する所定レベルのしき
い値を投影図を元にバーとスペースの部分が認識でき、
かつ同バーとスペースに相当する部分の変化が同しきい
値を変化することにより顕著に変動しない値に設定し２
値化処理を行ってバーコードの識別を行い、同２値化処
理のみでは識別不可能な場合には、投影図における各バ
ーの領域での各画素での最大輝度値からの差の輝度を求
めて合計値を輝度面積として算出し、その比を各バーの
領域毎に比較することによりナローバーとワイドバーを
判定し、更にスペースに対しても上記処理と同様な輝度
の面積比を比較する処理を行ってナロースペース、ワイ
ドスペースの判定を行い、上記判定結果に対して各バー
コード特有の特徴を加味し、識別出来ない場合には、上
記しきい値を再設定し、上記動作を繰り返すことにより
バーコードを識別可能とする識別アルゴリズムを備えて
る（１）記載の全方向一次元バーコード読み取り装置。(2) The image processing / calculating section projects a bar code cut-out portion on the basis of a bar code image from a CCD camera for taking in the bar code as an input, and also controls a luminance value. Bars and spaces can be recognized based on the projected figure with a predetermined level threshold,
In addition, a change in a portion corresponding to the bar and the space is set to a value that does not significantly change by changing the threshold.
If the barcode is identified by performing the binarization process and cannot be identified only by the binarization process, the luminance of the difference from the maximum luminance value at each pixel in each bar area in the projection view is calculated. The calculated total value is calculated as a luminance area, and the ratio is compared for each bar region to determine a narrow bar and a wide bar, and further, for a space, a luminance area ratio similar to the above processing is compared. Perform processing to determine narrow space and wide space, and add characteristics unique to each bar code to the above determination result. If identification is not possible, reset the threshold value and repeat the above operation. (1) The omnidirectional one-dimensional barcode reader according to (1), further comprising an identification algorithm that enables the barcode to be identified.
【０００９】（３）上記バーコード読み取り装置の画像
処理演算部は、バーコードラベルの方向が不特定の場合
でも、ＣＣＤカメラから入力された画像に上記しきい値
を設定すると共に上記輝度の面積比を比較することによ
りバーコードを識別可能とする（２）記載の全方向一次
元バーコード読み取り装置。(3) The image processing operation section of the bar code reading device sets the threshold value in the image input from the CCD camera and sets the luminance area even when the direction of the bar code label is unspecified. The omnidirectional one-dimensional barcode reader according to (2), wherein the barcode can be identified by comparing the ratio.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】本発明は、当初、工場においてベルトコン
ベア上を高速で移動する形状の異なる製品に貼られたバ
ーコードを非接触で読み取り、識別することを目的とし
て進められた。図１は、本発明で目標としたバーコード
の撮影環境を示したものであり、ベルトコンベア１の移
動速度υを１５〜２０ｍ／分、バーコード３とＣＣＤカ
メラ２の距離を２ｍと設定した。[0011] The present invention was initially advanced with the object of non-contact reading and identification of a bar code affixed to a product having a different shape that moves at high speed on a belt conveyor in a factory. FIG. 1 shows a barcode photographing environment targeted by the present invention. The moving speed の of the belt conveyor 1 is set to 15 to 20 m / min, and the distance between the barcode 3 and the CCD camera 2 is set to 2 m. .
【００１２】図２は本発明の実施の一形態に係るバーコ
ードを自動的に識別するシステムである全方向一次元バ
ーコード読み取り装置の構成図である。図において、ま
ず、ベルトコンベア上を移動する対象物の表面全体を＃
１ＣＣＤカメラ２−１で撮像する。次に上記撮像で得ら
れた画像に対し画像処理部４とホストコンピュータ５と
で画像処理を行い、バーコードラベルの位置を検出す
る。画像処理部４は主に２値化等の画像処理及び認識を
行い、ホストコンピュータ５はシステム全体のタイミン
グの制御、モニタ、デバック等を行う。FIG. 2 is a block diagram of an omnidirectional one-dimensional barcode reading apparatus which is a system for automatically identifying barcodes according to an embodiment of the present invention. In the figure, first, the entire surface of the object moving on the belt conveyor is #
One CCD camera 2-1 captures an image. Next, the image processing unit 4 and the host computer 5 perform image processing on the image obtained by the above imaging, and detect the position of the barcode label. The image processing unit 4 mainly performs image processing such as binarization and recognition, and the host computer 5 controls the timing of the entire system, monitors, debugs, and the like.
【００１３】この結果をホストコンピュータ５より＃２
のＣＣＤカメラ２−２に送信し、＃２ＣＣＤカメラ２−
２では撮影対象をバーコードに絞り、このバーコードの
部分を入力画像として画像処理部４へ取り込むのであ
る。＃２のＣＣＤカメラ２−２により得られた画像は、
画像処理部４とホストコンピュータ５により画像分割の
処理を行うことにより、バーコードの形状を抽出し、識
別が行える。The result is sent from host computer 5 to # 2.
# 2 CCD camera 2-2.
In step 2, the object to be photographed is narrowed down to a barcode, and this barcode portion is taken into the image processing unit 4 as an input image. The image obtained by the CCD camera 2-2 of # 2 is
By performing image division processing by the image processing unit 4 and the host computer 5, the shape of the barcode can be extracted and identified.
【００１４】以下に、＃２ＣＣＤカメラ２−２で撮像し
た画像を元に、バーコード部分の切り出しを行う為の形
状抽出の処理を説明する。図３に図２中の＃２のＣＣＤ
カメラ２−２のバーコードラベル撮影条件及び実験に用
いたカメラの仕様を示す。図中、７，８は照明を示し、
９ａは距離１ｍの場合の影像範囲、９ｂは距離２ｍの場
合の影像範囲である。また、図４に図３の条件で撮影し
たバーコードラベルの画像を示す。A description will now be given of a shape extraction process for extracting a barcode portion based on an image captured by the # 2 CCD camera 2-2. FIG. 3 shows the CCD of # 2 in FIG.
The barcode label photographing conditions of the camera 2-2 and the specifications of the camera used in the experiment are shown. In the figure, 7 and 8 indicate illuminations,
9a is an image range when the distance is 1 m, and 9b is an image range when the distance is 2 m. FIG. 4 shows an image of a barcode label taken under the conditions of FIG.
【００１５】撮影条件は、レンズが９０[mm]，絞りは
５．０，照度が１０００[lux] とした。使用器具は、３
ＣＣＤカメラ（ＤＸＣ−９５０ ＳＯＮＹ）、有効画素
数は７６８×４９４，水平解像度は７５０ＴＶ本，照度
は２０００ｌｘ（Ｆ９．５，３２００Ｋ），ズームレン
ズ（ＶＣＬ−７１２ＢＸ ＳＯＮＹ）で焦点距離が７．
５mm〜９０mm, 絞りは１．４〜１６である。The photographing conditions were as follows: the lens was 90 [mm], the aperture was 5.0, and the illuminance was 1000 [lux]. The equipment used is 3
CCD camera (DXC-950 SONY), effective pixel number is 768 x 494, horizontal resolution is 750 TV lines, illuminance is 2000 lx (F9.5, 3200K), zoom lens (VCL-712BX SONY) and focal length is 7.
The diameter is 5 to 90 mm, and the aperture is 1.4 to 16.
【００１６】図４は上記の条件で撮影したバーコードラ
ベルの画像を示す図であり、（ａ）はＣＣＤカメラとバ
ーコードの距離が１ｍの場合、（ｂ）が２ｍの場合であ
る。図５は、図４（ａ）の原画像に対してバーコードの
形状を抽出するため、エッジ検出及び２値化を行った結
果を示すものであり、しきい値は２００としている。FIG. 4 is a diagram showing an image of a bar code label taken under the above conditions. FIG. 4A shows a case where the distance between the CCD camera and the bar code is 1 m, and FIG. FIG. 5 shows the result of edge detection and binarization for extracting the barcode shape from the original image of FIG. 4A. The threshold value is set to 200.
【００１７】しきい値２００とは、カメラからの映像信
号を８ビットのＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換
器）を通してデジタル信号に変換した場合、８ビットな
ので、０〜２５５の整数によるデジタル値で映像信号の
輝度値が表示される。従ってこの０〜２５５の内の２０
０を選ぶことを意味する。本図に示すように多少、バー
の部分が欠損しているが形状抽出としては、十分結果が
得られた。The threshold value 200 is 8 bits when a video signal from a camera is converted into a digital signal through an 8-bit A / D converter (analog / digital converter). The luminance value of the video signal is displayed by the value. Therefore, 20 of these 0 to 255
It means choosing 0. As shown in this figure, the bar portion is somewhat missing, but sufficient results were obtained for shape extraction.
【００１８】そこで、次にバーコードとＣＣＤカメラの
距離を１ｍ以上離した場合による形状抽出について検討
した。バーコードの構成は黒い部分のバーと白い部分の
スペースで構成され、バーとスペースには、それぞれ幅
の狭いナローと幅の広いワイドがある。通常、ナローと
ワイドの比率は、１：２〜１：３である。バーコードの
識別においては、このナローとワイドを的確に判定する
ことが重要である。Then, the shape extraction when the distance between the bar code and the CCD camera is 1 m or more was examined. The bar code is composed of a black bar and a white space, and the bar and the space have a narrow width and a wide width, respectively. Usually, the ratio of narrow to wide is 1: 2 to 1: 3. In barcode identification, it is important to accurately determine the narrow and wide.
【００１９】次にバーコードとＣＣＤカメラの距離が
１．５ｍの場合の画像に対して処理を行うことにする。
処理方法としては、距離が１ｍの場合有効であった２値
化を用いることにする。図６（ａ）がバーコードとＣＣ
Ｄカメラの距離１．５ｍの場合に撮像した原画像の一部
を示す図であり、図６（ｂ）が、その２値化処理の結果
に対して投影を行った図であり、しきい値を２００とし
ている。Next, processing will be performed on an image when the distance between the bar code and the CCD camera is 1.5 m.
As a processing method, binarization that is effective when the distance is 1 m will be used. Figure 6 (a) shows the barcode and CC
FIG. 6B is a diagram illustrating a part of the original image captured when the distance from the D camera is 1.5 m, and FIG. 6B is a diagram illustrating projection of the result of the binarization process. The value is set to 200.
【００２０】図６（ｂ）から原画像と２値化処理の結果
を比較すると形状抽出が十分可能な結果が得られた。こ
のことから、バーコードとＣＣＤカメラの距離が１．５
ｍの場合にも形状抽出には、２値化が有効であることが
分かった。バーコードの形状抽出に２値化処理を行うこ
とで、原画像からバーコード部分を切り出すことが可能
となった。FIG. 6 (b) shows a comparison between the original image and the result of the binarization process, which shows that the shape can be sufficiently extracted. From this, the distance between the barcode and the CCD camera is 1.5
It was found that binarization was effective for shape extraction in the case of m. By performing a binarization process on the barcode shape extraction, a barcode portion can be cut out from the original image.
【００２１】次に、原画像から切り出したバーコードの
識別方法について検討した結果を説明する。まず、切り
出した画像に対し投影を行った。図７はその結果を示す
図であり、図７（ａ）は投影結果を示す図、図７（ｂ）
は２値化処理を行った結果であり、図７（ａ）の様にし
きい値（Ｘ）を設けて画像を２値変換したものである。
図７（ｂ）より、バー及びスペースに対して１又は２画
素をナロー、３又は４画素をワイドと判定する。Next, a description will be given of the result of a study on a method of identifying a barcode cut out from an original image. First, the cut-out image was projected. FIG. 7 is a diagram showing the result, FIG. 7A is a diagram showing the projection result, and FIG.
Is a result of performing the binarization processing, and is a result of binarizing the image by providing a threshold (X) as shown in FIG.
From FIG. 7B, it is determined that one or two pixels are narrow for a bar and a space, and three or four pixels are wide for a bar and a space.
【００２２】図８は、この判定方法を用いた場合のバー
コードとＣＣＤカメラの距離としきい値の関係を示した
ものである。図８より識別率は、しきい値の選び方に左
右されることが分かる。識別率が高くなっているのは、
７０％から８０％の場合であるが、バーコードとＣＣＤ
カメラの距離が１．７ｍの場合は、しきい値を変えても
識別できなかった。２値化処理を行い画素幅を用いた識
別方法では、距離の限界は１．６ｍであった。しかし、
本発明の目標はバーコードとＣＣＤカメラの距離を２ｍ
としていることから画素の幅を用いた方法では、識別が
行えないことが分かる。FIG. 8 shows the relationship between the distance between the bar code and the CCD camera and the threshold value when this determination method is used. From FIG. 8, it can be seen that the identification rate depends on how to select the threshold. The recognition rate is high because
70% to 80%, but barcode and CCD
When the distance of the camera was 1.7 m, it was not possible to identify even if the threshold value was changed. In the identification method using the pixel width by performing the binarization processing, the limit of the distance was 1.6 m. But,
The goal of the present invention is to set the distance between the barcode and the CCD camera to 2 m.
It can be seen that the method using the width of the pixel cannot perform the identification.
【００２３】そこで、バーコードとＣＣＤカメラの距離
が１．７ｍ以上の場合でも識別できる方法をさらに検討
した。図９はこの方法を示す図で、（ａ）は識別のステ
ップのフローチャート、（ｂ）は（ａ）の方法を実施す
る場合の図であり、バーコードとＣＣＤカメラの距離が
２ｍの場合の投影図である。ここで、図９中のＷＢ，Ｎ
Ｂは、実際のバーの状態を表している。Therefore, a method for identifying the bar code even when the distance between the bar code and the CCD camera is 1.7 m or more was further studied. 9A and 9B are diagrams showing this method, in which FIG. 9A is a flowchart of the identification step, and FIG. 9B is a diagram in the case where the method in FIG. 9A is performed, in which the distance between the bar code and the CCD camera is 2 m. It is a projection view. Here, WB, N in FIG.
B represents the actual state of the bar.
【００２４】この図９（ｂ）の投影図に対して、図８の
結果よりしきい値を８０％とする。このとき１画素のも
のは、ナローバーと識別できるが、２画素のものが識別
できない。そこで、図９の斜線部分に注目すると、斜線
部及び斜線部は、輝度値とバーの幅を乗ずることに
より３７８０，３７８９であった。また、斜線部は１
８５０であった。これらの面積比は、およそ２：２：１
であることから、斜線部及び斜線部をワイドバー、
斜線部をナローバーと判定する。また、ナロースペー
スＮＳ、ワイドスペースＷＳについても同様に面積を用
いることにより、識別が可能となる。The threshold value is set to 80% based on the result shown in FIG. 8 for the projection shown in FIG. 9B. At this time, one pixel can be identified as a narrow bar, but two pixels cannot be identified. Therefore, paying attention to the hatched portion in FIG. 9, the hatched portion and the hatched portion are 3780 and 3789 by multiplying the luminance value by the width of the bar. The shaded area is 1
850. Their area ratio is approximately 2: 2: 1.
Therefore, the hatched portion and the hatched portion are represented by a wide bar,
The shaded area is determined to be a narrow bar. Similarly, the narrow space NS and the wide space WS can be identified by using the area.
【００２５】次にアルゴリズムについて説明する。ま
ず、バーコードの切出しと投影を行い、投影に対してし
きい値による２値化を行う。この場合、しきい値は投影
図を元にバーとスペースの部分が認識でき、かつばーと
スペースに相当する部分の幅の変化がしきい値を変化す
ることにより顕著に変動しない値を算出する。次に、２
値化を行った結果を用いて各バーに対応する幾つかの画
素の最大輝度値（２５５×５）から輝度値を引いた値の
各領域での和を算出し、それらの数値によりワイドバー
とナローバーを判定する。スペースに対しても同様の処
理を行う。この結果に対して各バーコード特有の特徴を
加味し、最終判定を行う。ここで識別不能ならば、バー
コード切出し後のしきい値による２値化処理まで戻り、
それでも識別不能な場合は、一番最初のバーコード切出
しと投影の処理へ戻る。Next, the algorithm will be described. First, the barcode is cut out and projected, and the projection is binarized by a threshold value. In this case, the threshold value is calculated based on the projection view so that the bar and space can be recognized, and the width of the part corresponding to the bar and space does not change significantly by changing the threshold. I do. Next, 2
The sum of the value obtained by subtracting the luminance value from the maximum luminance value (255 × 5) of some pixels corresponding to each bar is calculated using the result of the binarization in each region, and the wide bar is calculated from the numerical values. And narrow bar. The same processing is performed on the space. The final decision is made by taking into account the characteristics unique to each bar code to this result. If it cannot be identified here, the process returns to the binarization process based on the threshold after the barcode is cut out.
If the identification is still not possible, the process returns to the first barcode extraction and projection process.
【００２６】さらに、ここで対象として使用したバーコ
ードの種類は、Code−３９であり、このCodeの基本構成
は１キャラクタの表示に対して、ＷＳが１つしか存在し
ないことに注目してナロースペースＮＳ、ワイドスペー
スＷＳの判定を行うことにより、識別率の向上を図るこ
とができる。以上の識別方法を用いてバーコードとＣＣ
Ｄカメラとの距離が２ｍの場合にもバーコードの識別が
行えることを確認した。Further, the type of barcode used as the object here is Code-39, and the basic structure of this code is narrow, noting that only one WS exists for one character display. By determining the space NS and the wide space WS, the identification rate can be improved. Using the above identification method, bar code and CC
It was confirmed that the bar code could be identified even when the distance from the D camera was 2 m.
【００２７】これまでに示した処理は、バーコードの向
きが一定であった。そこで、次にバーコードＣＣＤカメ
ラの距離を２ｍとし、バーコードの向きが異なる場合の
識別についても検討した。図１０は、バーコードが投影
方向に対して角度を持つ場合の原画像と投影結果を示す
図で、（ａ）はバーコードの回転角１０度のときの原画
像を示す図、（ｂ）はバーコードの回転角１０度のとき
の投影図である。ここでは、図１０（ａ）のように投影
は場を狭くして処理を行っている。また、図１０（ｂ）
より、ナロースペースとワイドスペースとの面積比がお
よそ１：３となっていることから、バーコードの角度が
小さい場合には、投影方向が変わらなくても識別が行え
ることが分かる。In the processing described so far, the direction of the bar code is constant. Then, next, the distance of the barcode CCD camera was set to 2 m, and the discrimination when the direction of the barcode was different was examined. FIGS. 10A and 10B are diagrams showing an original image when the barcode has an angle with respect to the projection direction and the projection result. FIG. 10A shows the original image when the rotation angle of the barcode is 10 degrees, and FIG. 7 is a projection view when the rotation angle of the bar code is 10 degrees. Here, as shown in FIG. 10A, the projection is performed by narrowing the field. FIG. 10 (b)
Further, since the area ratio between the narrow space and the wide space is approximately 1: 3, it can be seen that when the angle of the barcode is small, the identification can be performed without changing the projection direction.
【００２８】次に、バーコードの角度が上記より大きな
場合の識別について検討した。ここで、本発明で用いた
装置では、斜め方向に対して投影が行えないため、画像
をアフィン交換により回転させ、投影を行った。図１１
はそのときの原画像に対して投影を行った結果の投影図
であり、（ａ）がバーコードの回転角が２２．５度のと
きの投影図、（ｂ）はバーコードの回転角が４５度のと
きの投影図である。この投影結果は、スペースの部分の
輝度値にぱらつきがあり、投影による輝度値の累積が一
定にならなかったため、輝度値の最大値を８０％として
いる。Next, the discrimination in the case where the angle of the bar code is larger than the above was examined. Here, in the apparatus used in the present invention, since the projection cannot be performed in the oblique direction, the image is rotated by affine exchange to perform the projection. FIG.
FIGS. 7A and 7B are projection diagrams obtained by projecting the original image at that time. FIG. 7A is a projection diagram when the rotation angle of the barcode is 22.5 degrees, and FIG. It is a projection view at the time of 45 degrees. In this projection result, the luminance value of the space portion fluctuates, and the accumulation of the luminance value by the projection did not become constant. Therefore, the maximum value of the luminance value was set to 80%.
【００２９】図１１より、バーの部分の面積比がどちら
もおよそ１：７となっていることより、十分に識別が行
えることを確認した。以上の方法から、バーコードの方
向に多少傾きがある場合でも識別が可能である。この原
理で投影した画像に対して走査する角度を変えていくこ
とによって、全方向読み取りが可能になる。From FIG. 11, it was confirmed that the discrimination could be sufficiently performed because the area ratio of both bar portions was approximately 1: 7. From the above method, identification is possible even when the direction of the barcode is slightly inclined. By changing the scanning angle with respect to the image projected on the basis of this principle, omnidirectional reading becomes possible.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上述べたように、本発明は請求項１に
記載の発明を基本的な構成としており、本発明によれ
ば、次のような効果を奏するものである。As described above, the present invention has the basic structure of the first aspect of the present invention, and has the following effects according to the present invention.
【００３１】製品に貼られたバーコードラベルを読み取
る際に、製品の表面上のどこに、どういう方向でバーコ
ードラベルを貼るかなどを工夫する必要もなく、ベルト
コンベア上の製品の位置も不特定でも構わなくなる。When reading a bar code label attached to a product, there is no need to devise where and in what direction the bar code label should be applied on the surface of the product, and the position of the product on the belt conveyor is not specified. But it doesn't matter.
【００３２】また、バーコードの読み取りを行う時に、
ベルトコンベアの移送速度を落としたり、または、停止
したりする必要が無く、製造ラインの生産能力を向上さ
せる効果がある。When reading a bar code,
There is no need to reduce or stop the transfer speed of the belt conveyor, which has the effect of improving the production capacity of the production line.
【００３３】さらに、ベルトコンベア上を移送される全
ての製品について、あらかじめ製品の寸法等の情報がな
くても、その製品の表面に貼付されたバーコードラベル
を確実に読み取ることができ、そのベルトコンベアの同
一ライン上を移送する製品の種類（大きさ）を変更する
ことができ、生産計画の変更を容易に行える効果を奏す
る。Further, the bar code label affixed to the surface of the product can be surely read for all products transported on the belt conveyor even if there is no information such as dimensions of the product in advance. The type (size) of the product to be transferred on the same line of the conveyor can be changed, and the production plan can be easily changed.
【図１】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置のバーコードの撮像環境を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram illustrating a barcode imaging environment of an omnidirectional one-dimensional barcode reader according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置のシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram of an omnidirectional one-dimensional barcode reading device according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置のバーコードラベルの撮影条件を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing image capturing conditions of a barcode label of the omnidirectional one-dimensional barcode reader according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置のＣＣＤカメラで撮像したバーコー
ドの原画像で、（ａ）がバーコード〜ＣＣＤカメラ間の
距離が１ｍの場合、（ｂ）が距離２ｍの場合の図であ
る。FIG. 4 is an original image of a barcode captured by a CCD camera of an omnidirectional one-dimensional barcode reader according to an embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where the distance between the barcode and the CCD camera is 1 m; , (B) is a diagram when the distance is 2 m.
【図５】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置のＣＣＤカメラで、バーコード〜Ｃ
ＣＤカメラ間の距離１ｍで撮像したバーコードを、形状
抽出及びバーコード部分切り出しの為に２値化処理した
図である。FIG. 5 shows a CCD camera of the omnidirectional one-dimensional barcode reading device according to the embodiment of the present invention, which includes barcodes to C;
FIG. 4 is a diagram showing a barcode imaged at a distance of 1 m between CD cameras, which has been binarized for shape extraction and barcode partial cutout.
【図６】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置のＣＣＤカメラで、バーコード〜Ｃ
ＣＤカメラ間の距離１．５ｍで撮像したバーコードを示
し、（ａ）は原画像を示す図、（ｂ）はその原画像を２
値化処理した結果を投影を行った図である。FIG. 6 shows a CCD camera of the omnidirectional one-dimensional barcode reading apparatus according to the embodiment of the present invention, which includes barcodes to C;
A bar code imaged at a distance of 1.5 m between the CD cameras is shown, (a) shows an original image, and (b) shows the original image as 2
It is the figure which projected the result of the binarization process.
【図７】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置のＣＣＤカメラで、バーコード〜Ｃ
ＣＤカメラ間の距離１．５ｍで撮像したバーコードを示
し、（ａ）は原画像を元にバーコードの切り出しを行
い、投影を行った結果を示す図、（ｂ）はその投影図を
元にしきい値を設けて２値化処理を行った図である。FIG. 7 shows a CCD camera of an omnidirectional one-dimensional barcode reading apparatus according to an embodiment of the present invention, which includes barcodes to C;
A barcode captured at a distance of 1.5 m between the CD cameras is shown, (a) is a diagram showing a result of cutting out and projecting a barcode based on an original image, and (b) is a diagram showing a projection diagram thereof. FIG. 4 is a diagram in which a threshold value is provided to perform binarization processing.
【図８】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置でしきい値を変化させたときのバー
コードの識別率を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a barcode identification rate when a threshold value is changed in the omnidirectional one-dimensional barcode reader according to the embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バー
コード読み取り装置でバーコード〜ＣＣＤカメラ間の距
離２ｍでバーコードを撮像した画像を元に投影を行った
図であり、（ａ）はその処理フローを、（ｂ）は投影図
である。FIG. 9 is a diagram in which an omnidirectional one-dimensional barcode reader according to an embodiment of the present invention performs projection based on an image obtained by capturing a barcode at a distance of 2 m between a barcode and a CCD camera, (a) is a processing flow, and (b) is a projection view.
【図１０】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バ
ーコード読み取り装置で、バーコード〜ＣＣＤカメラ間
の距離が２ｍで、バーコードの回転角が１０度のとき撮
像したバーコードを示し、（ａ）は原画像で、（ｂ）は
投影図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an omnidirectional one-dimensional barcode reading apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a distance between a barcode and a CCD camera is 2 m, and a barcode imaged when the rotation angle of the barcode is 10 degrees. (A) is an original image and (b) is a projection view.
【図１１】本発明の実施の一形態に係る全方向一次元バ
ーコード読み取り装置で、バーコード〜ＣＣＤカメラ間
の距離が２ｍで撮像したバーコードの原画像を元に投影
した図で、（ａ）はバーコードの回転角が２２．５度の
とき、（ｂ）は回転角が４５度のときの図である。FIG. 11 is a diagram in which an omnidirectional one-dimensional barcode reading device according to an embodiment of the present invention projects an original barcode image captured at a distance of 2 m between a barcode and a CCD camera. (a) is a diagram when the rotation angle of the barcode is 22.5 degrees, and (b) is a diagram when the rotation angle is 45 degrees.
１ ベルトコンベア ２ ＣＣＤカメラ ２−１ 位置検出用ＣＣＤカメラ ２−２ 読み取り用ＣＣＤカメラ ３ バーコード ４ 画像処理部 ５ ホストコンピュータ ６ 製品 1 Belt Conveyor 2 CCD Camera 2-1 CCD Camera for Position Detection 2-2 CCD Camera for Reading 3 Barcode 4 Image Processing Unit 5 Host Computer 6 Products
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 安弘 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 長菱ソフ トウェア株式会社内 (72)発明者 神田 修史 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 長菱ソフ トウェア株式会社内 Ｆターム(参考） 5B072 CC13 CC24 DD02 DD23 FF02 FF22 LL19 MM00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuhiro Okada 1-1, Akunoura-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Nagaishi Software Co., Ltd. (72) Inventor Osamu Kanda 1-1-1, Akunoura-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki F term in software Co., Ltd. (reference) 5B072 CC13 CC24 DD02 DD23 FF02 FF22 LL19 MM00
Claims (3)
Ｄカメラ等により画像として撮像し、画像処理技術によ
り２ｍ程度離れた距離から非接触で識別でき、さらに高
速で移動する製品に貼られたバーコードラベルを識別す
る場合には、同バーコードラベルの位置を特定するため
の第一のＣＣＤカメラと、同第一のＣＣＤカメラとで特
定したバーコードを入力画像として取り込むための第二
のＣＣＤカメラと、画像処理演算部とでシステムを構成
し、バーコードを遠方より高速で読み取ることを可能と
する全方位一次元バーコード読み取り装置。1. A bar code label affixed to a product is CC
When a bar code label attached to a product that moves at a high speed can be identified in a non-contact manner from a distance of about 2 m by image processing technology and captured as an image using a D camera, etc. A first CCD camera for specifying a position, a second CCD camera for capturing a barcode specified by the first CCD camera as an input image, and an image processing operation unit, the system comprising: An omnidirectional one-dimensional barcode reader that can read barcodes at a higher speed than far away.
力として取り込むためのＣＣＤカメラからのバーコード
の画像を元に、同バーコードの切り出した部分に対して
投影を行うと共に輝度値に対する所定レベルのしきい値
を投影図を元にバーとスペースの部分が認識でき、かつ
同バーとスペースに相当する部分の幅の変化が同しきい
値を変化することにより顕著に変動しない値に設定し２
値化処理を行ってバーコードの識別を行い、同２値化処
理のみでは識別不可能な場合には、投影図における各バ
ーの領域での各画素での最大輝度値からの差の輝度を求
めて合計値を輝度面積として算出し、その比を各バーの
領域毎に比較することによりナローバーとワイドバーを
判定し、更にスペースに対しても上記処理と同様な輝度
の面積比を比較する処理を行ってナロースペース、ワイ
ドスペースの判定を行い、上記判定結果に対して各バー
コード特有の特徴を加味し、識別出来ない場合には、上
記しきい値を再設定し、上記動作を繰り返すことにより
バーコードを識別可能とする識別アルゴリズムを備えて
る請求項１記載の全方向一次元バーコード読み取り装
置。2. The image processing operation unit according to claim 1, further comprising: a projection unit configured to project a barcode cut-out portion based on an image of the barcode from a CCD camera for taking in the barcode as an input, Set the level threshold to a value that allows the recognition of bars and spaces based on the projected diagram, and that the width of the bar and space does not change significantly when the threshold changes. Shi 2
If the barcode is identified by performing the binarization process and cannot be identified only by the binarization process, the luminance of the difference from the maximum luminance value at each pixel in each bar area in the projection view is calculated. The calculated total value is calculated as a luminance area, and the ratio is compared for each bar region to determine a narrow bar and a wide bar, and further, for a space, a luminance area ratio similar to the above processing is compared. Perform processing to determine narrow space and wide space, and add characteristics unique to each bar code to the above determination result. If identification is not possible, reset the threshold value and repeat the above operation. 2. The omnidirectional one-dimensional barcode reader according to claim 1, further comprising an identification algorithm that enables the barcode to be identified.
演算部は、バーコードラベルの方向が不特定の場合で
も、ＣＣＤカメラから入力された画像に上記しきい値を
設定すると共に上記輝度の面積比を比較することにより
バーコードを識別可能とする請求項２記載の全方向一次
元バーコード読み取り装置。3. The image processing operation unit of the bar code reading device sets the threshold value on an image input from a CCD camera and sets the area ratio of the luminance even when the direction of the bar code label is unspecified. 3. The omnidirectional one-dimensional barcode reader according to claim 2, wherein the barcode can be identified by comparing.
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|---|---|---|---|
| JP27343198A JP4116709B2 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Omnidirectional 1D barcode reader |
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|---|---|---|---|
| JP27343198A JP4116709B2 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Omnidirectional 1D barcode reader |
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-
1998
- 1998-09-28 JP JP27343198A patent/JP4116709B2/en not_active Expired - Fee Related
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