JP2005266907A - バーコード検出切り出し方法及びその装置、並びにプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 文字や模様などを含む画像データの中から、バーコードを容易かつ正確に検出して切り出すことができるバーコード検出切り出し方法及びその装置、並びにそのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供すること。
【解決手段】 画像データ２２をラベリング手段２１によりラベリング処理して、有効ラベルを有効ラベル抽出手段２３で抽出し、これら有効ラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値およびその付近の高さ又は幅を有するラベルをピーク値付近ラベル抽出手段２４で抽出してラベル群を作成し、このラベル群の一つのラベルと隣接するラベルとの位置関係が設定範囲内であれば同じグループとみなす処理をグループ化処理手段２５で行い、このグループの始点座標から終点座標までの範囲をバーコード切り出し手段２６で切り出すようにしたので、文字や模様などを含む画像データの中から、バーコードを容易かつ正確に検出して切り出すことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、文字などを含む画像データからバーコードを検出し、そのデータを切り出すバーコード検出切り出し方法及びその装置、並びにプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

一般に、バーコードは各種情報の認識手段として各方面において広く用いられている。このバーコードの読み取りに当っては、バーコード部分を直接スキャナーで読み取ることができれば問題はないが、他の文字や模様などが混在した状態で画像情報として読み取られることがある。例えば、郵便物にはカスタマバーコードが用いられるが、このカスタマバーコードは、あて先などの文字や、封筒に描かれた模様等と共に画像データとして読み取られる。

このような場合、バーコードをデコードするためには、この画像データの中からバーコード部分を検出して切り出す必要がある。

従来画像処理装置によりバーコードの位置を画像データの中から検出する場合、バーの部分を膨張させて黒い固まり状として検出する膨張・縮退処理などが実施されていた（例えば、特許文献１参照）。

しかし、画像の膨張・縮退処理の手法は、ある範囲内の大きさで、スキューが小さい場合に適しており、任意の桁数、大きさ、任意の方向のバーコードには適していない。また、１画素単位で各処理を施すことから処理時間が長くなっていた。このため、処理時間の短縮化を図るには、専用の画像処理ハードウエアを使用しなければならなかった。
特開平１０−１９８７５５号公報

このように、従来の膨張・縮退処理では、限られた形態のバーコードにしか適さず、しかも処理時間を短縮するためには専用の画像処理ハードウエアを必要とするなどの問題があった。

本発明の目的は、文字や模様などを含む画像データの中から、バーコードを容易かつ正確に検出して切り出すことができるバーコード検出切り出し方法及びその装置、並びにそのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

本発明のバーコード検出切り出し方法は、画像データに含まれるバーコードを検出し、そのデータを切り出すバーコード検出切り出し方法であって、画像データから、一つの繋がった黒と判断されるものをラベルとして検出し、このラベルの外接長方形を基準値と比較して有効ラベルを抽出し、この有効ラベルのラベル情報からラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値が基準値以上であれば有効なピーク値と判断し、この有効なピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してピーク値付近ラベル群を作成し、このピーク値付近ラベル群の一つのラベルの水平方向始点及び垂直方向始点から隣接するラベルの水平方向始点及び垂直方向始点までの双方の距離が設定範囲内であればこれらラベル同士を同じグループとみなし、前記グループ内の全ラベルの各始点座標及び終点座標の中から、最小ｘ座標と最小ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の始点座標とし、最大ｘ座標と最大ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の終点座標とし、この始点座標から終点座標までを切り出すことを特徴とする。

また、本発明方法では、グループ内の最前端ラベルの始点座標又は終点座標と最後端ラベルの始点座標又は終点座標とからバーコードの傾き角度を算出するようにしてもよい。

本発明のバーコード検出切り出し装置は、画像データから、一つの繋がった黒と判断されるものをラベルとして検出するラベリング手段と、前記ラベルの外接長方形を基準値と比較して有効ラベルを抽出し有効ラベル群を作成する有効ラベル抽出手段と、前記有効ラベル群のラベル情報からラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値が基準値以上であれば有効なピーク値と判断し、この有効なピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してピーク値付近ラベル群を作成するピーク値付近ラベル抽出手段と、前記ピーク値付近ラベル群の一つのラベルの水平方向始点及び垂直方向始点から隣接するラベルの水平方向始点及び垂直方向始点までの双方の距離が設定範囲内であればこれらピーク値付近ラベル同士を同じグループとみなすグループ化処理手段と、前記グループ内の全ラベルの各始点座標及び終点座標から、最小ｘ座標と最小ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の始点座標とし、最大ｘ座標と最大ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の終点座標とし、この始点座標から終点座標までをまでを切り出す切り出し処理手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明装置では、グループ内の最前端ラベルの始点座標又は終点座標と最後端ラベルの始点座標又は終点座標とからバーコードの傾き角度を算出する傾き角度算出手段を設けてもよい。

本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、画像データから、一つの繋がった黒と判断されるものをラベルとして検出し、このラベルの外接長方形を基準値と比較して有効ラベルを抽出し、この有効ラベルのラベル情報からラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値が基準値以上であれば有効なピーク値と判断し、この有効なピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してピーク値付近ラベル群を作成し、このピーク値付近ラベル群の一つのラベルの水平方向始点及び垂直方向始点から隣接するラベルの水平方向始点及び垂直方向始点までの双方の距離が設定範囲内であればこれらラベル同士を同じグループとみなし、前記グループ内の全ラベルの各始点座標及び終点座標から、最小ｘ座標と最小ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の始点座標とし、最大ｘ座標と最大ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の終点座標とし、この始点座標から終点座標までをまでを切り出すプログラムを格納したものである。

また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、グループ内の最前端ラベルの始点座標又は終点座標と最後端ラベルの始点座標又は終点座標とからバーコードの傾き角度を算出する段階を有するプログラムを格納してもよい。

本発明によれば、画像データをラベリング処理して、有効ラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値およびその付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してラベル群を作成し、このラベル群の一つのラベルと隣接するラベルとの位置関係が設定範囲内であれば同じグループとみなし、このグループの始点座標から終点座標までの範囲をバーコード部分として切り出すようにしたので、文字や模様などを含む画像データの中から、バーコードを容易かつ正確に検出して切り出すことができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

図１は本発明によるバーコード検出切り出し装置の一実施の形態を示す処理ブロック図であり、図２は、そのための概略システム構成図である。

図２において、１１は撮像部で、バーコードや文字、模様などが記された媒体１２を撮像し、画像データとして出力する。１３は汎用の情報処理装置、例えばパソコン（以下、パソコンとして説明する）で、出力装置としてのプリンタ１４を有し、撮像部１１から出力された画像データを入力し、この画像データからバーコードを検出し、そのデータを切り出す。

図１はパソコン１３における処理機能を示している。図１において、２１はラベリング手段で、図２で示した撮像部１１からの画像データ２２から、一つの繋がった黒と判断されるものをラベルとして検出する。

すなわち、画像データ２２全体に対して微分ラベリングを行い、一つの繋がった黒と判断されるもの、例えば、図３（ａ）で示す垂直方向のバー、同図（ｂ）の傾斜したバー、同図（ｃ）で示す水平方向のバー、同図（ｄ）で示す文字、等をラベルとして検出する。これら検出されたラベルの群をラベル群Ａとする。

また、これら各ラベルについて、その外接長方形１９の始点座標（ｘｓ、ｙｓ）及び終点座標（ｘｅ、ｙｅ）と、高さ：ｈ及び幅：ｗとをラベル情報として得る。なお、始点座標（ｘｓ、ｙｓ）及び終点座標（ｘｅ、ｙｅ）は、パソコン１３の図示しない画像メモリ上の左上を原点座標（ｘ０、ｙ０）とし、これを基準として求められる。また、高さ：ｈ及び幅：ｗは、これら始点座標（ｘｓ、ｙｓ）及び終点座標（ｘｅ、ｙｅ）に基づき算出される。

２３は有効ラベル抽出手段で、ラベルの外接長方形１９を基準値と比較して有効ラベルを抽出し有効ラベル群Ｂを作成する。

すなわち、バーコードのバーの高さは通常６ｍｍ以上であり、図３（ｂ）のように傾いている場合を考慮しても、４ｍｍ四方の正方形からはみ出るはずである。そこで、図３で示すように、４ｍｍ四方の正方形１８を基準値として比較し、４ｍｍ四方以状の大きさのラベルのみを有効ラベルとして抽出し、それぞれのラベルにシリアル番号を付与して有効ラベル群Ｂを作成する。なお４ｍｍ四方未満のラベルについては無効ラベルと判断して破棄する。

２４はピーク値付近ラベル抽出手段で、まず、有効ラベル群Ｂのラベル情報からラベルのヒストグラムを作成し、それぞれのピーク値を算出する。そして、このヒストグラムのピーク値が基準値以上であれば有効なピーク値と判断し、この有効なピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してピーク値付近ラベル群Ｃを作成する。

すなわち、同一バーコード内ではバーの高さはほぼ同じ高さであり、かつ、同方向に多数並んでいる。傾いている場合を考慮しても、高さ及び幅についてそれぞれのヒストグラムをとれば、それぞれのヒストグラムピーク値の近辺の高さもしくは幅を持ったラベルラベルの中にバーコードのバーのラベルが含まれている可能性が高いので、ピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出する。

例えば、バーコードの高さが６ｍｍの場合、バーコードが正立していれば、高さ６ｍｍの長さデータが最も多くピーク値となり、そのピーク値近辺のデータも抽出する。なお、この場合、ピーク値が４ｍｍ未満の値であれば無効なピーク値として無視する。

ここで、有効なピーク値が高さのみであれば、正立のバーコードと判断し、高さピーク値付近の高さを持ったラベルのみを抽出する。また、幅のピーク値のみが有効な場合は、倒立のバーコードであると判断し、幅ピーク値付近の幅を持ったラベルのみを抽出する。さらに、両方のピーク値が有効の場合は、傾斜したバーコードであると判断し、高さピーク値付近の高さを持ったらラベルと幅ピーク値付近の幅を持ったラベルの両方を抽出する。そして、これら抽出したラベルにより、ピーク値付近ラベル群Ｃを作成する。

２５はグループ化処理手段で、ピーク値付近ラベル群の一つのラベルの水平方向始点及び垂直方向始点から隣接するラベルの水平方向始点及び垂直方向始点までの双方が設定範囲内であればこれらピーク値付近ラベル同士を同じグループとみなす。すなわち、バーコードのバーが、連続して隣接していることに着目し、ピーク値付近ラベル群Ｃに対して、隣接ラベルのグループ化処理を行う。

例えば、図４で示すように、バーコード２７が傾斜している場合、ピーク値付近ラベル群Ｃのひとつのラベル２７-1の水平方向始点及び垂直方向始点と、隣接するラベル２７-2の水平方向始点及び垂直方向始点との差が、予め設定した範囲MAXDES以内かを判断する。その結果、それぞれが設定範囲MAXDES以内であれば、これら両ラベル２７-1，２７-2は同じグループとみなし、同じグループ番号を付与する。設定範囲MAXDESの値は、撮像した画像の解像度や検出すべきバーコードの最大幅によって異なるので、可変な変数として扱う。

このグループ化処理をピーク値付近ラベル群Ｃのすべてのラベル２７-1，２７-2，・・・，２７-12について行い、最終的に同グループ内のラベル数が設定値MINBARCOUNT以上となるグループは、バーコード候補と判断する。設定値MINBARCOUNTは、検出すべきバーコードの種別や最小桁数によって最適値が異なるので、可変な変数として扱う。

２６は切り出し処理手段で、バーコード候補と判断されたグループ内の全ラベルを含む範囲の始点座標から終点座標までをバーコード部分として切り出す。

すなわち、バーコード候補とされたラベル群のラベル情報のソートを行う。正立又は傾斜と判断された場合は、水平方向の昇り順にソートし、倒立と判断された場合は垂直方向の降り順にソートを行い最初のラベルと最後のラベルの情報からバーコード候補の位置情報を作成する。

例えば、図５で示すように、バーコード候補のグループ内全ラベルの各始点座標の中から最小ｘ座標及び最小y座標を求めれば、それはバーコード候補の始点座標（ｓｘ１，ｓｙ２）となり、各終点座標の中からから最大ｘ座標及び最大ｙ座標を求めればそれがバーコード候補の終点座標（ｅｘ２，ｅｙ１）となる。この始点座標から終点座標までの範囲が検査切り出し結果となる。

２８は傾き角度算出手段で、グループ内の最前端ラベル２７-1の始点座標又は終点座標と最後端ラベル２７-12の始点座標又は終点座標とからバーコードの傾き角度を算出する。

すなわち、図５で示すように、グループ内の最前端ラベル２７-1の始点座標（ｓｘ１、ｓｙ１）と最後端ラベル２７-12の始点座標（ｓｘ２、ｓｙ２）とから、バーコードの傾き角度θを次式により算出する。

もちろん、最前端ラベル２７-1の終点座標（ｅｘ１、ｅｙ１）と最後端ラベル２７-12終点座標（ｅｘ２、ｅｙ２）とから算出してもよい。

このようにバーコード２７の傾斜角度θを求めることにより、切り出した部分の画像データを、角度θ回転処理することにより、バーコードを成立させることができる。この結果、後続する認識処理での処理時間を短縮することができる。

次に、処理の流れを図６のフローチャートを用いて説明する。バーコードを含む画像データ２１に対し、バーコードの検出切り出し処理が開始されると、まず、画像全体に対しラベリング処理を行う(６０１)。この処理により、画像内において一つの繋がった黒と判断されるものが１つのラベルとして検出され、ラベル群Ａが作成される。そして、ラベル情報として、図３に示されるように、ラベル毎にそれぞれ、外接長方形１９の始点座標、終点座標及び高さｈ、幅ｗの情報が得られる。

次に、基準値（この例では４ｍｍ四方の範囲）１８との比較で、この基準値を超えているものを有効ラベルとして抽出し有効ラベル群Ｂを作成する（６０２）。この有効ラベル群のラベル数を設定値MINBARCOUNTと比較する（６０３）。この結果、ラベル数が設定値MINBARCOUNTに達しない場合はバーコードが存在しないことを意味するので処理を終了する。

これに対しラベル数が設定値MINBARCOUNT以上であれば、有効ラベル群Ｂのラベル情報から、ラベルの高さ及び幅それぞれのヒストグラムを作成し、ピーク値を算出する（６０４）。このピーク値のうち、基準値（この例では４ｍｍ）に満たないものは無効として破棄し、有効なピーク値及びそのピーク値付近の値を持ったラベルを抽出してピーク値付近ラベル群Ｃを作成する（６０５）。

次に、このピーク値付近ラベル群Ｃに対し、図４で示した関係にあるラベルのグループ化を行う（６０６）。そして、グループ化された同グループ内のラベル数が設定値MINBARCOUNT以上のグループをバーコード候補とし、図５の処理によりバーコード候補の位置を検索し（６０７）、切り出す。

検出切り出しすべきバーコードが複数有る場合は、予め設定した最大発見数MAXCODECOUNTと比較し（６０８）、発見数が最大発見数MAXCODECOUNTに達していない場合は、バーコード第１候補とされたラベルを、有効ラベル群Ｂから削除する（６０９）。削除後のラベル数を設定値MINBARCOUNTと比較し（６０３）、設定値MINBARCOUNT未満であれば、もう既にバーコードは存在しないので処理を終了する。削除後においてもラベル数が設定値MINBARCOUNTの場合は、再びヒストグラム作成以降の処理（６０４，〜，６０９）を繰り返す。

これらの結果、画像データ内に存在する、各種のバーコード（例えば、高さの異なる複数のバーコード）をすべて検出することができる。

このように、従来の方法より汎用性を持たせて安価な手段により、複数の種別の異なるバーコードを正確、かつ短時間で検出切り出しすることができる。

本発明によるバーコード検出切り出し装置の一実施の形態を説明する機能ブロック図である。 同上一実施の形態のシステム概念図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、それぞれ本発明によるバーコード検出切り出し方法の一実施の形態による有効ラベルの判定手法を説明する図である。 本発明によるバーコード検出切り出し方法の一実施の形態によるラベルのグルーピング手法を説明する図である。 本発明によるバーコード検出切り出し方法の一実施の形態による切り出し範囲を説明する図である。 本発明によるバーコード検出切り出し方法の一実施の形態における処理手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

２１ 画像データ、
２２ ラベリング手段
２３ 有効ラベル抽出手段
２４ ピーク値付近ラベル抽出手段
２５ グループ化処理手段
２６ バーコード切り出し手段
２７ バーコード
２８ 傾斜角度算出手段

Claims (6)

1. 画像データに含まれるバーコードを検出し、そのデータを切り出すバーコード検出切り出し方法であって、
   画像データから、一つの繋がった黒と判断されるものをラベルとして検出し、このラベルの外接長方形を基準値と比較して有効ラベルを抽出し、
   この有効ラベルのラベル情報からラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値が基準値以上であれば有効なピーク値と判断し、この有効なピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してピーク値付近ラベル群を作成し、
   このピーク値付近ラベル群の一つのラベルの水平方向始点及び垂直方向始点から隣接するラベルの水平方向始点及び垂直方向始点までの双方の距離が設定範囲内であればこれらラベル同士を同じグループとみなし、
   前記グループ内の全ラベルの各始点座標及び終点座標の中から、最小ｘ座標と最小ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の始点座標とし、最大ｘ座標と最大ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の終点座標とし、この始点座標から終点座標までを切り出す
   ことを特徴とするバーコード検出切り出し方法。
2. グループ内の最前端ラベルの始点座標又は終点座標と最後端ラベルの始点座標又は終点座標とからバーコードの傾き角度を算出することを特徴とする請求項１に記載のバーコード検出切り出し方法。
3. 画像データに含まれるバーコードを検出し、そのデータを切り出すバーコード検出切り出し装置であって、
   画像データから、一つの繋がった黒と判断されるものをラベルとして検出するラベリング手段と、
   前記ラベルの外接長方形を基準値と比較して有効ラベルを抽出し有効ラベル群を作成する有効ラベル抽出手段と、
   前記有効ラベル群のラベル情報からラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値が基準値以上であれば有効なピーク値と判断し、この有効なピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してピーク値付近ラベル群を作成するピーク値付近ラベル抽出手段と、
   前記ピーク値付近ラベル群の一つのラベルの水平方向始点及び垂直方向始点から隣接するラベルの水平方向始点及び垂直方向始点までの双方の距離が設定範囲内であればこれらピーク値付近ラベル同士を同じグループとみなすグループ化処理手段と、
   前記グループ内の全ラベルの各始点座標及び終点座標の中から、最小ｘ座標と最小ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の始点座標とし、最大ｘ座標と最大ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の終点座標とし、この始点座標から終点座標までをまでを切り出す切り出し処理手段と、
   を備えたことを特徴とするバーコード検出切り出し装置。
4. グループ内の最前端ラベルの始点座標又は終点座標と最後端ラベルの始点座標又は終点座標とからバーコードの傾き角度を算出する傾き角度算出手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載のバーコード検出切り出し装置。
5. 画像データから、一つの繋がった黒と判断されるものをラベルとして検出し、このラベルの外接長方形を基準値と比較して有効ラベルを抽出し、
   この有効ラベルのラベル情報からラベルのヒストグラムを作成し、このヒストグラムのピーク値が基準値以上であれば有効なピーク値と判断し、この有効なピーク値付近の高さ又は幅を有するラベルを抽出してピーク値付近ラベル群を作成し、
   このピーク値付近ラベル群の一つのラベルの水平方向始点及び垂直方向始点から隣接するラベルの水平方向始点及び垂直方向始点までの双方の距離が設定範囲内であればこれらラベル同士を同じグループとみなし、
   前記グループ内の全ラベルの各始点座標及び終点座標の中から、最小ｘ座標と最小ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の始点座標とし、最大ｘ座標と最大ｙ座標を求めてこれをバーコード部分の終点座標とし、この始点座標から終点座標までをまでを切り出す
   プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
6. グループ内の最前端ラベルの始点座標又は終点座標と最後端ラベルの始点座標又は終点座標とからバーコードの傾き角度を算出する段階を有するプログラムを格納した請求項５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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