JP3516144B1 - 光学情報コードの読取方法および光学情報コード読取装置 - Google Patents
光学情報コードの読取方法および光学情報コード読取装置Info
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Abstract
画像中の光学情報コードの質がデコード不可能な方向に
変化していないか否かを判断できるようにする。 【解決手段】 コントローラ2は、2次元コード7をカ
メラ3に撮像させる処理と、得られた画像上の2次元コ
ードの光学情報をデコードする処理とを繰り返し実行す
る。この読取処理においてデコードに成功すると、コン
トローラ2では、デコード処理の過程で行った処理の結
果や2次元コードの画像データを用いて、処理対象の2
次元コードの評価値を算出するとともに、この評価値の
経時変化を示すグラフを表示する処理を実行する。さら
にコントローラ2は、評価値を所定の警告レベルと比較
し、評価値が警告レベル以下となる状態が所定回数発生
したことに応じて警告信号を出力する。
Description
次元コードのように、視覚認識が可能であり、所定の情
報がエンコードされたパターンを含むシンボルを、カメ
ラ、スキャナなどにより撮像し、生成された画像中のシ
ンボルに対する画像処理を行って、そのシンボルにより
表示される情報を読み取る技術に関連する。なお、この
明細書では、上記のシンボルにより表される視覚認識可
能な情報(たとえば白黒、濃淡、または色彩の配列状
態)を「光学情報」と呼び、前記シンボルを「光学情報
コード」と呼ぶことにする。
の最小単位を示す白または黒の小領域を規定された方法
に基づいて配置することにより種々の情報を表すように
設定されている。特に2次元コードは、「セル」と呼ば
れる小領域が2次元配列されているため、バーコードよ
りも多数の情報を表すことができる。
2次元コードであるデータマトリクスとQRコードとを
示す。データマトリクスは、直交する2辺にコードの方
向を示すL字状のファインダパターン40が形成され、
他の直交する2辺に同じくL字状のタイミングパターン
41が形成される。一般に、ファインダパターン40は
黒いセルを配列することで構成され、タイミングパター
ン41は、白いセルと黒いセルとが交互に配列された構
成をとる(以下、白いセルを「白セル」、黒いセルを
「黒セル」という。)。
置決めシンボル42a,42b,42cによるファイン
ダパターン42が設けられる。各位置決めシンボル42
a,42b,42cは、複数の黒セルによる矩形パター
ンの周囲に白セルの枠を配置し、さらにその外側に黒セ
ルの枠を配置して成る。これら位置決めシンボル42
a,42b,42cは、それぞれコードの頂点に対応す
る位置に配備され、それぞれのシンボル42a,42
b,42cの内側の角部を結ぶように、白セルと黒セル
とが交互に配列されたL字型のタイミングパターン43
が形成される。なお、データマトリクス、QRコードの
いずれにおいても、図示の白セルと黒セルとの関係は、
背景の状態によって逆転することがある。
は、まずエッジ抽出処理やパターンマッチング処理など
による画像処理により、画像上のファインダパターン4
0,42を抽出してコードの位置および向きを認識す
る。つぎに、抽出されたファインダパターン40,42
に基づき、タイミングパターン41,43を検出する。
そして、このタイミングパターン41,43での白セル
と黒セルとの配列に基づき、その他のセルの位置を特定
する。
用いて、これらのセルが表す光学情報をコンピュータで
認識可能なデータ形式に変換する処理を実行する。この
処理では、まず2値化処理などによって各セルが白黒い
ずれのセルであるかを判別し、その判別結果に応じて各
セルが表す光学情報を符号化する。そして、文字など1
単位分の情報を表すセルのグループ(シンボルキャラク
タ)毎に、各セルのコードを配列することにより、前記
情報をデコードする。また、このデコードにおいては、
セルの白黒状態を判別する際に生じた誤りを訂正する処
理(誤り訂正処理)も実行される。
整することによって、面積がきわめて小さな状態に形成
することができる。さらに近年、レーザー光や打刻用の
ピンを用いて金属面の表面に直接コードをマーキングす
る方法(「ダイレクトマーキング」と呼ばれる。)が開
発されたことから、微細な2次元コードを半永久的に消
えない状態で記すことができるようになり、電子部品の
ような小さな対象物にも2次元コードを簡単に記すこと
が可能となっている。
とえば、工場の製品組立ラインには、2次元コードを記
した部品を搬送しながら、その搬送途中で2次元コード
の示す情報を読み取って、前記部品の搬送先や後工程に
おける処理方法などを認識するようにしたシステムが導
入されている。
精度の情報管理を行う必要があることから、システム導
入時に2次元コードリーダを設置する際には、2次元コ
ードを安定して読み取りできるような調整を行う必要が
ある。たとえば、セル間の境界位置や白黒状態の判別を
誤ることがないように、撮像部のフォーカスや照明を調
整したり、2次元コードが視野からはみ出したり、個々
のセルが分解能以下の大きさになることがないように、
視野の大きさを調整する必要がある。
の読取処理を行った場合の処理回数に対するデコード成
功回数の比(読取率)を算出して、出力するようにして
いる。しかしながら、2次元コードの画像が最適な状態
にある場合でも、デコード不可能な状態に近い場合で
も、デコードに成功している限り、読取率は同じ値を示
す。このため、ユーザーは、光学情報のデコードがどの
程度の余裕度をもって行われているのか判断できず、デ
コードに適した画像が得られるような調整を容易に行う
ことができない、という問題がある。
するために、読取処理時に実行された誤り訂正の程度を
示す情報を出力または表示するようにした発明が開示さ
れている。
り訂正個数の最大値および最小値を求めた後、これを誤
り訂正率またはその補数の最大値,最小値に換算する。
そして、求められた最大値と最小値とによる数値範囲を
表示することにより、誤り訂正がどの程度の割合で行わ
れたかを認識できるようにしている。(段落[003
2]〜[0038],図5,図7参照。)
正が可能な個数(誤り訂正可能個数)に対する誤り訂正
の個数の比率である。したがって、2次元コードの読取
に成功しても、誤り訂正率の値が大きい場合には、読取
処理における余裕度が小さくなっている、と判断するこ
とができる。
示を、導入時のテストモードにおいて実行することが記
載されている。このテストモードでは、2次元コードを
静止させた状態または移動させた状態で、コードの撮
像、ファインダパターンの抽出、セルの符号化、誤り訂
正、デコードなどを含む一連の処理を複数回実行し、そ
の複数回の処理における誤り訂正個数の最大値および最
小値に基づき、前記表示を行うようにしている(段落
[0039]〜[0059],図8〜12参照。)
た発明によれば、ユーザーは、導入時に上記のテストモ
ードを実行することによって、どの程度の誤り訂正が行
われているかを知ることができる。また、誤り訂正の度
合が大きい場合には、撮像部や照明などを調整すること
によって、誤り訂正率を小さくし、デコードにおける余
裕度を確保することができる。
テムでは、多数の2次元コードを順次高速処理する必要
があるので、デコードにおける余裕度は、処理を重ねる
につれて小さくなる可能性がある。余裕度が小さくなる
要因としては、まず、処理対象の2次元コード自身の変
化が考えられる。特に、前記したダイレクトマーキング
を行う場合、マーキングに使用されるレーザーダイオー
ドや打刻用のピンは消耗品であるので、これらが消耗し
てコードの状態が変化すると、画像上の濃淡度合いやセ
ルの大きさなどが変動し、デコードが困難になるおそれ
がある。
条件の変動によって画像の濃淡度合が変化した場合に
も、同様に、デコードが困難になる可能性がある。この
ほか、撮像部の位置ずれによりフォーカス調整の状態や
視野の大きさが変わるなど、2次元コードリーダ側で発
生した要因によって、デコードが困難になる可能性もあ
る。
は、時間が経つにつれてより大きなものとなる可能性が
高いので、劣化の傾向にあることを早期に発見して、消
耗した部品を取り替えるなどの対応をとるのが望まし
い。これに対し、特許文献1の発明では初期導入時にテ
ストモードを実行するだけであるので、本格的な読取処
理を行っている際に、2次元コードの画像の質が低下し
て読取不可能なレベルに近づいても、その状態をデコー
ドが不可能になる前に検出するのは困難である。しか
も、特許文献1では、コードの撮影からデコードまでの
一連の動作を複数回行うことを1サイクルとして、サイ
クル毎にそのサイクル内で得た誤り訂正率などの範囲を
出力するだけである。したがって、仮に特許文献1に開
示された方法を通常の読取処理時に実行するようにして
も、デコードにおける余裕度のばらつき度合を把握でき
る程度であり、2次元コードの画像の質が低下する傾向
にあるかどうかまでを判断するのは、困難である。
率を見ただけでその誤りの原因を把握するのは、きわめ
て困難であるから、原因を特定できるまでに時間がかか
り、効率の良い対応をとることができない、という問題
がある。
は、1つのシンボルキャラクタ毎に計数されるものであ
る。したがって、同じシンボルキャラクタの中であれ
ば、誤りが生じたセルが何個あっても、訂正数は「1」
と数えられることになる。したがって、誤り訂正個数や
誤り訂正率だけでは、2次元コードがデコードにどのく
らい適しているかを正確に判別するのは困難である。
たもので、光学情報コードの通常の読取処理を繰り返し
行う間に、毎時の画像中の光学情報コードの質がデコー
ド不可能な方向に変化していないかどうかを、常時簡単
に判断できるようにして、その変化に速やかに対応でき
るようにすることを、目的とする。
光学情報コードの読取方法および光学情報コード読取装
置について、順を追って説明する。なお、この明細書で
いうところの「読取処理」とは、光学情報コードの画像
を取得してからその光学情報をデコードするまでの処理
全般を指すものとする。
報コードを撮像するステップと、前記撮像により得られ
た画像に所定の画像処理を施して、前記画像中の前記光
学情報コードを抽出するステップと、前記画像処理によ
り抽出された光学情報コードに前記抽出時とは異なる画
像処理を実行し、その画像処理結果に基づき前記光学情
報コードの表す光学情報をデコードするステップとを順
番に実行する。そして前記3つのステップによる1サイ
クル分の処理において光学情報のデコードに成功したと
き、前記光学情報コードを抽出するステップまたは前記
光学情報をデコードするステップの実行過程で得られた
所定の情報に基づき、前記画像中の光学情報コードが読
取処理に適している度合を表す評価値を得るステップ
と、この評価値を記憶するステップと、前記評価値と過
去に記憶した複数の評価値とを用いて評価値の経時変化
を示すデータを出力するステップとを、実行するように
している。
ステップ(以下、「撮像ステップ」という。)は、レン
ズやCCDなどの撮像素子を具備する撮像装置を用いて
行うことができる。また、以下のステップにおける画像
処理のために、この撮像ステップには、前記撮像素子に
より生成された画像をA/D変換する処理が含まれるの
が望ましい。
下、「抽出処理ステップ」という。)では、少なくと
も、光学情報コードの位置および向きを抽出するのが望
ましい。この抽出のための最適な方法として、前記撮像
ステップにより得られた画像から、光学情報コードに含
まれる特定のパターンを抽出する処理を行う方法が考え
られる。特定のパターンとしては、2次元コードであれ
ば前記したファインダパターン、バーコードであれば左
端のスタートキャラクタなど、同じ種類のコード間で形
状が共通するパターンを使用することができる。
の一例として、その特定のパターンのモデルを用いたパ
ターンマッチング処理をあげることができる。また、特
定のパターンが線形のパターン、または同一の図形が直
線状に並んだパターンであれば、前記画像に含まれるエ
ッジ点を抽出した後、抽出された各エッジ点につき、濃
度勾配に直交する方向に所定長さの線分を設定し、線分
の重なり度合が所定の値以上となる画像領域を抽出する
方法を採用することもできる。
するステップ(以下、「デコード処理ステップ」とい
う。)では、デコード対象の情報がエンコードされた領
域(この明細書では、「情報表示領域」という。)の位
置を認識した後、この情報表示領域において、光学情報
の最小単位を示す小領域(2次元コードであればセル、
バーコードであればバーまたはスペースに相当する。)
を識別して、各小領域が表す光学情報を符号化すること
ができる。さらに前記したシンボルキャラクタ毎に符号
化の結果をまとめることで、前記情報表示領域内の光学
情報をデコードすることができる。また、デコード処理
ステップでは、シンボルキャラクタ毎に、個々の小領域
に対する識別において生じた誤りを訂正する処理(誤り
訂正)を行うことができる。
デコード処理ステップの各ステップを順に実行すること
により、1つの光学情報コードが表す光学情報をコンピ
ュータで認識可能な情報に変換することができる。さら
に、3つのステップによるサイクルを繰り返し実行する
ことにより、複数の光学情報コードに対する読取処理を
順に行うことができる。この点は、従来の光学情報コー
ド読取方法や次に述べる第2の方法においても同様であ
る。
サイクルを繰り返し実行する過程において、デコードに
成功する都度、その処理対象の2次元コードについて、
そのコードが読取処理に適している度合を示す評価値を
取得して記憶するとともに、取得した評価値と過去に記
憶した評価値とを用いて、評価値の経時変化を示すデー
タを出力することができる。
記撮像ステップ、抽出処理ステップ、デコード処理ステ
ップの各ステップによる処理が所定サイクル実行される
間に得られた評価値を、順次蓄積するのが望ましい。ま
た、「評価値の経時変化を示すデータ」とは、現時点か
ら遡って過去の所定サイクル分の処理の間に得られた評
価値の推移を示すデータと、考えることができる。
などの周囲環境が徐々に劣化したり、撮像部の位置ずれ
などによってフォーカスや視野の調整状態が変化する
と、画像中の光学情報コードの質もデコードが困難な状
態に向かって変化することが予想される(以下、この変
化を「光学情報コードの質の低下」という。)。上記の
方法によれば、光学情報コードの読取処理を繰り返す過
程において、評価値の経時変化を用いて、光学情報コー
ドの質が低下する傾向にあるかどうかを簡単に判別する
ことができる。よって、デコード不可能な状態になるよ
り前に光学情報コードの質の低下を引き起こした原因を
取り除いて、デコードを安定して行うことができる。
る一態様では、前記評価値の経時変化を示すデータを出
力するステップにおいて、前記データを所定の警告レベ
ルに対比させて表示させるようにしている。たとえば、
評価値の経時変化を示すグラフを警告レベルを示す直線
とともに表示することができる。このようにすれば、評
価値の経時変化やその変化が警告レベルに近いか否かを
視覚的に認識することができるので、一般ユーザーで
も、光学情報コードの質が低下の方向に変化しているか
否かを容易に判断することができる。
ード処理ステップの各ステップを順番に実行する。さら
に、この第2の方法では、デコードに成功したとき、前
記抽出処理ステップまたは前記デコード処理ステップの
実行過程で得られた所定の情報に基づき、前記画像中の
光学情報コードが読取処理に適している度合を表す評価
値を得るステップと、この評価値を所定の警告レベルと
比較するステップと、前記評価値が前記警告レベルに達
したことを条件として、所定の態様による警告処理を実
行するステップとを、実行するようにしている。
の方法と同様であるので、ここでは説明を繰り返さな
い。前記所定の警告レベルは、あらかじめ、デコードを
行うのに適した光学情報コードや不適切な光学情報コー
ドを撮像し、得られた画像における評価値を求めるなど
して設定することができる。なお、この警告レベルは、
デコード不可能な状態にまで質が低下した光学情報コー
ドから求めても良いが、好ましくは、デコードは可能で
あるが、デコード不可能な状態に近い光学情報コードか
ら求めるのがよい。
報ブザーを鳴らしたり、表示装置に警告情報を表示する
ことができる。また、この方法を実施する装置に接続さ
れる外部機器に、警告信号を出力することもできる。な
お、評価値を「大」の方向に変化させることにより光学
情報コードの質の低下を表す場合には、評価値が警告レ
ベル以上または警告レベルを超える値になったときに、
「警告レベルに達した」と判断することができる。ま
た、評価値を「小」の方向に変化させることにより光学
情報コードの質の低下を表す場合には、評価値が警告レ
ベル以下または警告レベルを下回る値になったときに、
「警告レベルに達した」と判断することができる。
処理ステップ、デコード処理ステップの各ステップによ
るサイクルを繰り返し実行する間に、画像中の光学情報
コードの質が低下する傾向にあるか否かを常時監視し、
評価値が警告レベルに達したときにユーザーや上位機器
などにその旨を報知することができる。よって、読取処
理に支障がなくとも、光学情報コードの質が低下する傾
向を示した場合には、早期に対応して、低下の原因を取
り除くことができる。
ずれも、以下に示す5つの実施態様A〜Eを適用するこ
とができる。 (3)−1 実施態様A この態様では、前記抽出処理ステップは、光学情報コー
ドに含まれる特定のパターンのモデルを前記撮像により
得られた画像に走査しながら相関演算を行うステップ
と、前記相関演算による相関値が所定のしきい値以上と
なった位置を前記光学情報コードの抽出位置として特定
するステップとを含む。また、評価値を得るステップで
は、前記光学情報コードの抽出位置として特定された位
置で得られた相関値を前記評価値として認識するように
している。
ターンマッチング処理により、光学情報コードに含まれ
る特定のパターンを抽出することになる。画像中の特定
のパターンがモデルに近い状態であれば、前記相関演算
では、十分に高い相関値が得られるはずである。しかし
ながら、マーキング装置における部品の消耗などによっ
て、特定のパターンの形状や濃度分布などが変化する
と、相関値は小さい値に変化すると考えられる。光学情
報コードが抽出できない状態になると、当然ながら、そ
の後のデコード処理ステップを実行することもできなく
なるから、相関値によって画像中の光学情報コードの質
が低下する傾向にあるかどうかを、容易に判断すること
ができる。
記撮像により得られた画像から前記光学情報コードに含
まれる特定のパターンを抽出する処理を実行する。また
前記評価値を得るステップにおいて、前記抽出処理ステ
ップにおける特定のパターンの抽出数を用いて評価値を
算出するようにしている。
より特定のパターンを抽出するようにした場合、特定の
パターンの抽出数は、前記しきい値以上の相関値が得ら
れた回数に相当する。光学情報コードを1つずつ撮像し
て読取処理を行う場合、画像上に現れる特定のパターン
は、1個になるはずである。しかしながら、マーキング
装置の部品の劣化によって本来の光学情報コード以外の
マーキングが行われたり、照明の変化によって影が生じ
るなどして、前記特定のパターンとして誤抽出されるノ
イズが発生すると、これらノイズを含む全ての抽出結果
に対してデコード処理ステップが実行される。
学情報コードに用意された処理時間内にデコードが完了
すれば、読取には支障は生じない。しかしながら、ノイ
ズが多くなると、特定パターンの抽出に時間を浪費して
デコード処理のための時間が足らなくなり、その結果、
デコードが不可能となるおそれがある。よって、この態
様では、前記処理時間内に実行可能なデコード処理回数
に対する特定のパターンの抽出数の比を用いるなどし
て、評価値を算出するのが望ましい。
行う前の初期設定時に、背景状態の適正度合をチェック
する目的でも使用することができる。たとえば、光学情
報コードが示される対象物の表面に模様や凹凸がある
と、ノイズが生じる可能性も高くなるが、上記の評価値
によれば、事前にノイズが読取処理に及ぼす影響をチェ
ックできるから、できるだけ安定した状態で読取処理を
行うことができるように、照明などの環境を調整するこ
とが可能となる。
学情報の最小単位を示す小領域を個別に識別するステッ
プが含まれる。また、評価値を得るステップでは、前記
小領域の識別結果と前記光学情報コードを含む画像領域
内の画像データとを用いて、光学情報コードを撮像した
ときのフォーカス調整、光学情報コードにおけるコント
ラスト、小領域の大きさ、小領域内の濃度分布、コード
の位置のうちの少なくとも1つにかかる評価値を算出す
る。
別に識別するステップでは、各小領域の位置、大きさ、
隣接の小領域との境界などを識別することができる。さ
らに前記した情報表示領域内の小領域については、それ
ぞれその小領域の画像データに基づき、その小領域に対
応する最小単位の光学情報の内容を識別することができ
る。なお、この識別結果は、コンピュータで認識可能な
情報に変換するのが望ましい。たとえば、2次元コード
の場合であれば、上記のステップでは、前記タイミング
パターンを構成する各セルを識別する処理、タイミング
パターンの配列に基づき情報表示領域内の各セルの位置
や大きさを識別する処理、情報表示領域内の各セルをそ
の白黒状態に基づいて2値化する処理などを行うことが
できる。
象について簡単に説明する。フォーカス調整とは、光学
情報コードを撮像するカメラなどの焦点の調整状態のこ
とで、画像上の濃度変化を抽出するための画像処理(微
分処理など)の結果を用いて、評価値を算出することが
できる。この評価値によれば、2次元コードのタイミン
グパターンやバーコードのように「白」の小領域と
「黒」の小領域とが隣り合わせになっている領域におい
て、白と黒との境界位置を明確に判別できるだけのフォ
ーカス調整が行われているかどうかを判断することがで
きる。
価値は、光学情報コードに対する照明状態の適正度合を
示すものと考えることができる。この評価値は、たとえ
ば、「白」と判断される小領域の濃度と「黒」と判断さ
れる小領域の濃度との差を用いて求めることができる。
この評価値によれば、「白」の小領域と「黒」の小領域
とを明瞭に判別できるだけの照明光量が確保できている
かどうかを判断することができる。
単位を示す小領域1つ1つの大きさをいう。小領域の大
きさは、撮像部の視野調整によって変化するものであ
り、小領域の幅、面積などにより評価値を求めることが
できる。各小領域は、それぞれその小領域が表す光学情
報を判別するのに必要な大きさ以上になるように設定す
る必要があり、また画像中に光学情報コードの全体像を
収めることが可能な大きさ以下に設定する必要がある。
よって、小領域の大きさにかかる評価値により、視野が
適正であるかどうかを判断することができる。また、こ
の評価値は、光学情報コードのマーキング状態の経時変
化の影響をチェックする目的で使用することもできる。
構成する複数の画素間における濃度分布をいう。この場
合の評価値は、たとえば、小領域内の画素の濃度値の分
散値により求めることができる。たとえば、2次元コー
ドの読取処理では、情報表示領域内の各セルを符号化す
る際には、セル内の濃度平均値を求めた上で、その平均
値を2値化するが、マーキング装置の部品の劣化や照明
の変動などによってセル内の濃度のばらつきが大きくな
ると、2値化処理に誤りが生じる可能性がある。前記小
領域内の濃度分布にかかる評価値によれば、マーキング
状態や照明について、最小単位の光学情報に対する識別
に誤りが生じるような変化が生じていないかどうかを、
判断することができる。
光学情報コードの位置である。たとえば、コンベアなど
により光学情報コードが撮像部の視野に順に送り込まれ
る場合、前記コードの位置にかかる評価値により、視野
に対する光学情報コードの位置の適正度合を判断するこ
とができる。この評価値は、たとえば、光学情報コード
の抽出時などに得たコードの端点または端縁の座標に基
づき、視野の端縁から光学情報コードまでの距離を算出
し、その算出値をもって求めることができる。または、
コードの中心点を抽出し、その抽出位置と視野の中心と
の間の距離の大きさを反映した評価値を設定してもよ
い。
り込み状態や撮像部の設置位置が適正であるかどうかを
判断することができる。したがって、本格的な読取を開
始する前の初期設定時に、撮像部の位置合わせを行った
り、光学情報コードの位置ずれのばらつきをチェックす
るのに使用することができる。
5種類の対象すべてについて評価値を求め、各評価値の
経時変化を切り替えて出力するようにすれば、いずれの
評価値の経時変化が劣化したかによって、画像中の光学
情報コードの質を低下させた具体的な原因を判断するこ
とが可能になる。よって、その原因を速やかに取り除い
て、光学情報コードの質を回復することができる。ま
た、初期設定時などに撮像部や照明の設定の適否を確認
する場合には、上記の評価の対象の中からユーザーが必
要とするものを選択して、複数サイクル分の読取処理を
行うことにより、目的とする確認処理を容易に実行する
ことができる。勿論、この場合には、すべての評価値を
求めるようにしてもよい。
学情報の最小単位を示す小領域を個別に識別するステッ
プと、前記小領域の識別処理において生じた誤りを訂正
するステップとが含まれる。また、評価値を得るステッ
プでは、前記識別処理に誤りが生じた小領域の数を用い
て、前記小領域の識別処理における誤りの度合を示す評
価値を算出する。
識別するステップでは、前記した実施態様Cと同様に、
各小領域の位置、大きさ、隣接の小領域との境界などを
識別することができる。また、前記した情報表示領域内
の小領域について、その小領域に対応する最小単位の光
学情報の内容を識別することもできる。
記識別処理に誤りの生じた小領域の数を、小領域の全
数、または小領域に対して実行できる誤り訂正の最大数
で除算する方法により求めることができる。
文献1における誤り訂正率とは異なり、誤りが生じた小
領域の数によって変化するものとなる。たとえば、誤り
が生じると評価値が低くなるように評価値の算出式を設
定した場合には、誤りが生じた小領域の数が増えるほ
ど、評価値は低くなる。よって、デコードにおける余裕
度を精度良く反映した評価値が得られることになり、画
像中の光学情報コードの質が、デコード不可能な方向に
変化しているのを早期に見つけることができる。なお、
この態様を2次元コードの読取に適用する場合、識別に
誤りが生じたセルの抽出は、情報表示領域内のセルに限
らず、ファインダパターンやタイミングパターンを構成
するセルも、対象に含めることができる。
プ、デコード処理ステップの各ステップによる処理が複
数サイクル実行される間に記憶された評価値を用いて、
前記3つのステップによる処理がさらに所定サイクル実
行された後のデコードが可能であるか否かを予測し、デ
コードが不可能になると予測されたとき、所定の態様に
よる警告処理を行うようにしている。上記の予測処理で
は、たとえば、過去の複数サイクル分の評価値からその
変化の状態に近似する直線または曲線を設定し、その直
線または曲線上で所定サイクルが経過した時点に対応す
る値を所定のしきい値と比較する。なお、直線や曲線の
設定は、個々の評価値に限らず、所定期間毎の評価値の
平均値または評価値を算出する毎に得られる移動平均値
に基づいて行ってもよい。
題がなくとも、所定サイクル先の読取処理においてデコ
ードが不可能な状態にまで光学情報コードの質が低下す
る可能性がある場合に、ユーザーにその旨を知らせるこ
とができる。また、予測に使用した評価値の種類によっ
て、光学情報コードの質が低下した原因を判断すること
も可能である。
の実施態様に掲げた複数の評価の対象についてユーザー
の選択を受け付け、選択された態様に対応する評価値を
求めることができる。または、読取処理の成功に応じて
すべての評価値を求めるが、経時変化を示すデータの出
力や警告レベルとの比較については、選択されたものに
限定して行うようにしてもよい。このようにすれば、ユ
ーザーの目的や光学情報コードの質の低下を招く可能性
の高い要因によって、出力や比較の対象の評価値を変更
することができ、光学情報コードの質の低下についての
判断をより的確に行うことができる。
ードの読取方法を実施するためのもので、視覚認識が可
能なシンボルによる光学情報コードを含む画像を取得す
る画像取得手段と、前記取得した画像に対し、光学情報
コードを抽出するための画像処理を実行する画像処理手
段と、前記画像処理により抽出された光学情報コードに
前記抽出時とは異なる画像処理を実行し、その画像処理
結果を用いて前記光学情報コードの表す光学情報をデコ
ードするデコード処理手段と、前記デコード処理手段が
光学情報のデコードに成功したとき、前記画像処理手段
または前記デコード処理手段が処理の過程で得た所定の
情報に基づき、前記取得した画像中の光学情報コードが
読取処理に適している度合を示す評価値を取得する評価
値取得手段と、前記評価値取得手段が取得した評価値を
保持するための記憶手段と、前記記憶手段に保持された
複数の評価値を用いて、評価値の経時変化を示すデータ
を作成して出力する経時変化出力手段とを具備する。
撮像部により生成された画像を入力する入力インターフ
ェースを具備する。また、アナログ画像信号が入力され
る場合には、画像取得手段には、A/D変換回路を含ま
せるのが望ましい。
取得手段は、それぞれ前記抽出処理ステップ、デコード
処理ステップ、評価値を得るステップを実行するための
プログラムを組み込んだコンピュータにより構成するこ
とができる。各手段は1つのコンピュータにより構成す
ることができる。また、各手段のうち、画像処理手段お
よびデコード処理手段の中の画像処理を行う機能につい
ては、別体のコンピュータまたは画像処理専用のハード
ウェア回路により構成することもできる。
のメモリに設定するのが望ましい。また、この記憶手段
には、評価値の種類毎に、それぞれ所定回数分の評価値
を蓄積できるだけの容量を持たせるのが望ましい。蓄積
数は可変としても良いが、所定の上限値を設けておき、
蓄積数がこの上限値を超える場合には、最も古い評価値
のデータを消去するようにしてもよい。
ほか、評価値の経時変化を示すデータを外部機器に出力
するインターフェース回路とすることもできる。
報コードを含む画像を取得する都度、画像処理手段およ
びデコード処理手段が順に動作し、前記光学情報コード
の表す光学情報がデコードされる。このデコードに成功
したとき、評価値取得手段は処理対象の光学情報コード
について、そのコードが読取処理に適している度合を表
す評価値を求める。ここで得られた評価値は、記憶手段
に保持されるとともに、この記憶手段内の過去の評価値
とともに経時変化を示すデータに作成され、表示その他
の方法により出力される。
ては、経時変化出力手段に、前記評価値の経時変化を示
すデータを所定の警告レベルとともに表示する手段を含
ませることができる。この表示は、グラフ表示により行
うのが望ましいが、これに限らず、数値表示を行うよう
にしてもよい。
報コードの読取方法を実行するもので、第1の光学情報
コード読取装置と同様の画像取得手段、画像処理手段、
デコード処理手段、評価値取得手段を具備する。さら
に、この装置は、前記評価値取得手段が取得した評価値
が所定の警告レベルに達したか否かを判別する判別手段
と、前記判別手段により前記評価値が前記警告レベルに
達したと判断されたときに所定の警告情報を出力する警
告出力手段とを具備する。
ラムが組み込まれたコンピュータにより構成するのが望
ましい。警告出力手段は、評価値が警告レベルに達した
ときにブザーやランプを作動させる手段として構成する
ことができる。また、第1の光学情報コード読取装置に
おける経時変化出力手段と同様に、外部機器に判別結果
や警告情報を出力することもできる。また、たとえば
「OK」「NG」のような情報を表示するなど、判別手
段の判別結果を常に出力するようにしてもよい。
も、前記光学情報コード読取方法に示した実施態様A〜
Eにかかる方法を実施することができる。この場合の光
学情報コード読取装置には、各態様に示した評価の対象
について、ユーザーの選択を受け付けるための手段を付
加し、評価値取得手段を、選択された対象についての評
価値を取得するように設定することができる。または、
評価値取得手段にすべての対象に対する評価値を取得さ
せ、経時変化出力手段や判別手段の処理対象を前記選択
操作に応じて限定するようにしてもよい。
は、外付けのコンソール,装置本体に設けられた選択ス
イッチなどによる選択操作を受け付けるように構成する
ことができる。また外部機器から選択結果を示すデータ
を受け付けるように設定することもできる。
装置において、経時変化出力手段や警告出力手段を表示
を行う手段として構成した場合、処理対象の光学情報コ
ードの画像やその読取結果をともに表示することができ
る。
取装置には、前記光学情報コードを撮像する撮像部(カ
メラ,スキャナなど)や、光学情報コードの読取結果な
どを表示するためのモニタを接続することができる。あ
るいは、これら撮像部やモニタを一体化した装置として
構成することもできる。
次元コードリーダのほか、1次元バーコード用のバーコ
ードリーダとして構成することができる。またこれらの
コードに限らず、所定の情報を表示する種々のシンボル
を処理対象とすることもできる。
コード読取装置の一実施形態である2次元コードリーダ
について、詳細に説明する。
能 図1は、この発明にかかる2次元コードリーダ1の構成
を示す。図中、レンズ101および撮像素子(CCD)
102は、2次元コード7を撮像するためのもの、照明
ランプ6は、処理対象の2次元コード7を照明するため
のものである。
撮像制御部104、照明制御部105、トリガ入力部1
06、A/D変換部107、画像記憶部108、画像処
理部109、デコード処理部110、評価値算出部11
1、判定処理部112、出力処理部113などを具備す
る。また、図中の11は、この2次元コードリーダ1の
動作を制御する上位システムであり、パーソナルコンピ
ュータやプログラマブルコントローラ(PLC)などに
より構成される。また、モニタ4は、後記するように、
2次元コードリーダ1の構成要素として設定することも
できる。
から撮像開始を指示するトリガ信号を受け付ける。この
トリガ信号は、撮像制御部104および照明制御部10
5に与えられる。これにより、照明ランプ6による照明
の下でCCD102が作動し、2次元コード7が撮像さ
れる。
換部107においてディジタル変換された後、画像記憶
部108に格納される。画像処理部109は、画像記憶
部108に格納された画像データ(以下、「処理対象画
像」という。)から2次元コード7のファインダパター
ンを抽出した後、その抽出結果に基づき、処理対象画像
中の2次元コードの位置や傾きを判別する。また画像処
理部109は、タイミングパターンを抽出し、その配列
に基づき、コード内の各セルの位置、大きさを認識す
る。さらに2値化処理などにより、各セルが黒セル、白
セルのいずれであるかの判別や、セルの大きさを判別す
る処理などを実行する。
9の処理結果に基づき、各セル毎の光学情報を符号化す
る。さらに、デコード処理部110は、これらの符号を
シンボルキャラクタ毎にまとめながら、そのシンボルキ
ャラクタの示す値(コードワード)に誤りが生じていな
いかどうかを判別し、誤りがある場合にはこれを訂正す
る。これにより、光学情報がデコードされると、そのデ
コード結果は出力処理部113に出力される。
やデコード処理部110の処理結果を用いて、処理対象
の2次元コードについて後記する各種の評価値を算出す
る。判定処理部112は、これらの評価値またはその平
均値などのデータを用いて、処理対象画像中の2次元コ
ードがデコード不可能な状態に向かって変化していない
かどうかを判別する。
0、評価値算出部111、判定処理部112から処理結
果を取り込んで前記上位システム11やモニタ4に出力
する。
な構成例を示す。まず、図2は、2次元コードリーダ1
の外観とその使用状態を示すものである。この実施例の
2次元コードリーダ1は、プリント配線基板の組立製造
ラインにおける情報管理システムに組み込まれるもの
で、コンピュータが内蔵されたコントローラ2と、この
コントローラ2にケーブル接続されるCCDカメラ3
(以下、単に「カメラ3」という。)とを基本構成とす
る。なお、コントローラ2の前面には、カメラ接続用の
コネクタ8aが2つ設けられるほか、モニタ4,コンソ
ール5(いずれも図3に示す。)を接続するためのコネ
クタ8b,8cなどが設けられる。また、カメラ3の内
部には、前記した照明ランプ6が収容されている。
は、前記プリント配線基板に実装される部品9の表面に
ダイレクトマーキングされた2次元コード7を読み取る
目的で設置される。前記カメラ3は、部品の搬送用コン
ベア10(以下、単に「コンベア10」という。)の上
方に設置される。コントローラ2は、このコンベア10
の近傍位置に設置されており、前記した上位システム1
1に接続される。コントローラ2は、この上位システム
11からのコマンドを受けてカメラ3を作動して前記2
次元コード7を撮像させた後、その画像中の2次元コー
ドが有する光学情報をデコードする。
コード結果は、上位システム11に送信される。なお前
記2次元コード7には、部品の種類,部品番号,部品の
搬送先,部品が組み付けられる基板の番号など、組立処
理に必要な種々の情報が格納される。上位システム11
は、これらの情報を用いて、前記コンベア10の経路を
切り替えたり、図示しない組立ロボットにコマンドを送
るなどの制御を実行する。
2次元コードリーダ1のハードウェアブロック図を示
す。この実施例のコントローラ2は、CPU21、メイ
ンメモリ22、入出力制御部23、画像処理部24、モ
デルメモリ25、画像メモリ26などを主要構成として
含む。前記したカメラ3、モニタ4、コンソール5、お
よびカメラ3内の照明ランプ6は、それぞれインターフ
ェース回路203,204,205,206を介して入
出力制御部23に接続される。なお、カメラインターフ
ェース回路203には、前記したA/D変換部107が
含まれる。
回路201を介して、前記上位システム11とデータや
コマンドのやりとりを実行する。前記図1のトリガ入力
部106は、通信インターフェース回路201およびC
PU21におけるトリガ信号を受け付ける機能により構
成されるものである。
4は、CPUバス27を介してCPU21に接続される
とともに、画像バス28を介して相互に画像データをや
りとりできるように構成されている。カメラ3から出力
された画像は、入出力制御部23から画像処理部24に
提供されて、画像メモリ26に格納される。この画像メ
モリ26は、図1の画像記憶部108に対応する。画像
処理部24は、この画像メモリ26に格納された画像を
CPU21からの指示に応じて読み出して、入出力制御
部23に提供する。
記画像処理部24から提供された画像およびカメラ3か
ら入力したリアルタイムの画像を切り替えて表示させる
ことができる。また入出力制御部23は、CPU21か
ら画像の評価値の経時変化を示すグラフ(詳細は後記す
る。)を表示するためのデータの提供を受け、このグラ
フを前記モニタ4に表示させる。
必要なプログラムを格納するほか、処理の過程で生じた
データを一時保存したり、後記する評価値および警告出
力に関わる設定データを記憶したり、読取処理の過程で
得た評価値を順次蓄積するなどの目的で使用される。
インダパターンの検出に使用するモデルを登録するため
のもので、画像メモリ26とともに画像処理部24に接
続される。画像処理部24は、画像処理専用のプロセッ
サやディジタル演算回路を具備するもので、前記図1の
画像処理部109に対応する。
像制御部104、照明制御部105、デコード処理部1
10、評価値算出部111、判定処理部112、出力処
理部113の各処理部に対応するプログラムが格納され
る。CPU21は、これらのプログラムに基づく処理を
実行することにより、各処理部として機能することがで
きる。
記コンベア10上に搬送される部品9の2次元コード7
を順に読み取って出力する必要があるため、コントロー
ラ2は、カメラ3を作動させて2次元コード7の画像を
取り込む処理と、その画像の2次元コードを読み取る処
理とを、高速で繰り返し実行するように設定されてい
る。前記2次元コード7は、コンベア10の上流におい
て、図示しないマーキング装置により記されるものであ
るが、このマーキング装置の部品の消耗により、搬送さ
れる部品の2次元コードのマーキング状態がしだいに劣
化する可能性がある。また、前記照明ランプ6が消耗し
て撮像対象の領域が暗くなるなどの変化が起こる可能性
がある。このような変化が起こると、コントローラ2内
に取り込まれる画像中の2次元コードの質もしだいに低
下し、これを放置すると、デコード時の誤り訂正の頻度
が高くなると考えられる。さらに放置を続けると、最終
的にデコードを行うことが不可能となり、プリント配線
基板の組立作業に支障が生じる可能性がある。
題に対処するために、2次元コードの画像を取り込んで
画像処理やデコード処理を実行する都度、処理対象画像
における2次元コードの評価値を求めるようにしてい
る。ここでいう評価値とは、画像中の2次元コードが読
取処理にどのくらい適しているかの度合を表すものであ
る。なお、「読取処理」とは、デコード処理のみを指す
のではなく、2次元コードの画像データの取り込みを含
む一連の画像処理を意味するものとする。
の評価項目を用意して、読取処理を開始する前に、ユー
ザーに、前記警告処理やグラフの表示の対象とする評価
項目を選択させるようにしている。この後、読取処理が
開始されると、コントローラ2は、読取処理の対象とし
た各画像(デコードに失敗した画像は除く。)につき、
それぞれ選択された評価項目に対応する評価値を求める
とともに、この評価値の経時変化を示すグラフをモニタ
4に表示するようにしている。
の警告レベルと比較しており、評価値がこの警告レベル
以下になる状態が所定回数発生すると、前記上位システ
ム11に警告信号を出力するようにしている(以下、こ
の処理を「警告出力」という。)。上位システム11
は、この警告出力を受けると、前記コンベア10を停止
させたり、ブザーを鳴らすなどのエラー処理を実行し
て、部品の搬送処理を中止させるようにしている。
表示例を示す。図5(1)において、横軸は読取処理の
回数を、縦軸は前記評価値のレベルを、それぞれ示すも
ので、過去複数回の評価値の推移が示されている(図
中、矢印の方向に沿って、より新しい評価値が示され
る。)。またこのグラフには、2次元コードの質がある
水準まで低下したときの評価値が警告レベルとして示さ
れている。
画像中の2次元コードの質が好適な状態を「100」と
して、2次元コードの質が読取可能な限界レベルに近づ
くほど値が低くなるように設定されている。図5(1)
のグラフでは、ある時点から評価値が低下してゆき、N
回目の評価値が警告レベルに達した状態になっている。
よってユーザーは、前記グラフの表示により2次元コー
ドが低下したことを確認して、マーキング装置の消耗し
た部品や照明ランプ6を取り替えるなどの対応をとるこ
とができる。またこの実施例では、仮にユーザーが2次
元コードの質の低下に気づかなくとも、評価値が警告レ
ベルを下回る状態が複数回発生すると、上位システム1
1への警告出力が行われるようにしているので、ユーザ
ーに、部品や照明ランプ6の取替が必要であることを認
識させることができる。
A,Bで示す。)が選択された場合の表示例であって、
評価項目毎にそれぞれ評価値の経時変化が示されてい
る。またこのグラフには、各評価項目毎の警告レベルが
示されているので、ユーザーは、各評価値の適否を容易
に判断することができる。またこのグラフによれば、評
価値が警告レベルに達するタイミングは評価項目によっ
て異なるものとなっている。したがってユーザーは、使
用するマーキング装置の種類や照明などの周囲環境に適
合した評価項目を選択することにより、2次元コードの
質の低下をより的確に検出することが可能となる。
具体的な評価値の内容や算出方法を順に説明する。な
お、計算式(A)〜(F)は、図4中に示しているの
で、本文中での式の記載は省略する。
ファインダパターンのモデルを処理対象画像に走査しな
がら相関演算を実行するパターンマッチング処理を実行
する。以下では、このパターンマッチングによりファイ
ンダパターンを検索する処理を「相関サーチ」という。
この検索処理において、前記モデルに対する相関値が所
定値以上となる画像領域が見つかると、画像処理部24
は、この画像領域をファインダパターンとして抽出す
る。なお、この相関サーチでは、モデルを所定角度ずつ
回転させながら複数回の走査を行うことにより、ファイ
ンダパターンの位置および向きを特定することができ
る。
相関サーチにおいて得られた相関値を利用して行われる
もので、相関サーチ時にモデルにヒットした位置で得ら
れた相関値をパーセント換算した値Rを評価値とする。
処理対象画像のファインダパターンがモデルと同様の良
好な状態にあれば、相関サーチ時のヒット位置の相関値
Rは高い値を示すはずである。一方、マーキング装置の
部品の消耗によってファインダパターンの形状に歪みが
生じたり、ファインダパターンの濃度分布のばらつきが
大きくなるなどの劣化が生じると、前記相関値Rは小さ
い値を示すようになる。
度 この評価項目については、前記相関サーチ処理におい
て、ファインダパターンの抽出数FNを(A)式にあて
はめて評価値FNratを算出する。この実施例では、
コンベア10上を搬送される2次元コードを次々と読取
処理する必要があるため、1回の読取処理に対してあら
かじめ所定の制限時間が設定されている。(A)式中の
FNmaxは、この制限時間内に実行できるデコード処
理回数の上限値である。
抽出数FN=1のときに最大値の100となり、以下、
FNの値が大きくなるほど、小さな値をとる。なお、F
N>FNmaxとなった場合には、FNrat=0とす
る。
ドを1つずつ撮像して読取処理を行うようにしているの
で、画像上に現れるファインダパターンは、本来は1個
のはずである。しかしながらマーキング装置の部品の劣
化により、2次元コードの書込み位置以外の部分にパタ
ーンが形成されたり、コード内に傷が生じたり、照明ラ
ンプの劣化によって影が生じるなどして、画像上にファ
インダパターンに似た形状のノイズが生じると、これら
のノイズもファインダパターンの候補として抽出される
可能性がある。
ンの候補が複数抽出された場合には、CPU21は、抽
出された候補毎にデコード処理を実行し、デコードに失
敗した候補をノイズとして除去する。したがって、最終
的に正しいファインダパターンに対するデコード結果を
出力することが可能である。ただし前記したように、1
回の読取処理には所定の制限時間が設けられているの
で、ノイズが多くなると、ファインダパターンの相関サ
ーチに時間を浪費してしまう。この結果、正しい2次元
コードに対するデコード処理のための時間が不足し、正
しい読取結果を出力できなくなるおそれがある。
ノイズが多くなるほど小さな値を示す。したがって、前
記図5の方式に基づき、評価値FNratを所定の警告
レベルとともに示すようにすれば、ノイズが増加して2
次元コードの読取が不可能になる可能性があるかどうか
を容易に判断することができる。
りを訂正した比率P(誤り訂正されたコードワードの数
Cwを誤り訂正可能なコードワード数Cwma xで割っ
た値;以下「誤り訂正率P」という。)を式(B)にあ
てはめて評価値Erを算出する。処理対象画像中の2次
元コードの状態が良好であれば、セルの白黒判定に誤り
が生じる可能性は低くなるから、当然、評価値Erの値
は高くなる。一方、マーキング状態の劣化や照明光量の
減少などにより、誤り訂正率Pが大きくなると、評価値
Erの値は低下する。
データを用いて行われる。タイミングパターンは、図2
1に示したように、水平,垂直の各方向にそれぞれ白セ
ルと黒セルとを交互に配置したパターンであり、コード
内部の各セルの位置を特定するために使用される。
よる2次元コードを評価するのに適している。刻印マー
キングでは、黒セルに対応する位置にピンを刺すことに
よって、部品の表面に円形状の凹部を形成する。この円
形状の凹部は、一般に黒セルとして識別されるので、黒
セルがドット状に配列された2次元コードが示されるこ
とになる。この実施例では、図6に示すように、タイミ
ングパターンの方向に沿って各セルのセル幅Bn,Wn
(n=1,2,3・・・)を順に検出した後、各黒セル
のセル幅の平均値B、および各白セルのセル幅の平均値
Wを求める。さらにこれらの平均値B,Wを、B<Wの
ときは(C)式に、B≧Wのときは(D)式に、それぞ
れあてはめて、評価値Sを算出する。この(C)(D)
式によれば、いずれも、B=Wの場合のSが最大値の1
00となり、BとWとの差が大きくなるほど、Sの値が
小さくなる。
態であれば、形成された2次元コードを撮像すると、図
7(1)に示すように、黒セルに対応するドットが本来
のセル間隔に応じた間隔をもって分布した画像が生成さ
れる。一方、連続使用によりピンの先が摩耗してしまう
と、図7(2)に示すように、黒セルが肥大して白セル
の部分が浸食され、白セルの認識が困難になる可能性が
生じる。また反対に、黒セルの面積がしだいに小さくな
っていくような変化が生じた場合には、白セルが肥大化
して黒セルの認識が困難になるおそれがある。
ど評価値Sの値が小さくなり、また(D)式によれば、
黒セルが大きくなるほど、評価値Sの値が小さくなる。
このように評価値Sによれば、セルの大きさの変化を精
度良く検出できるので、黒セルの肥大化傾向や極小化傾
向を簡単に把握することができる。
域内の画像データを用いて評価値C1を算出する(この
領域は、具体的な情報がエンコードされた情報表示領域
である。)。画像処理部24は、前記タイミングパター
ンに基づき、コード内部のすべてのセルの座標位置を抽
出しているから、情報表示領域内の各セルに対応する濃
度値を画像メモリ26から読み出して、評価値の算出の
ために使用することができる。この実施例では、各セル
の濃度値を抽出した後、黒セルの平均濃度値QBと白セ
ルの平均濃度値QWとをそれぞれ求め、これら平均濃度
値QB,QWを(E)式にあてはめて評価値C1を算出
する。なお、(E)式において、Tは、画像データの階
調に対応する数値であって、たとえば画像データが8ビ
ット構成であれば、T=256となる。また階調は、黒
レベルから白レベルに向かって値が大きくなるものとす
る(第2実施例でも同じ。)。
QB,QWの差が小さくなるほど、すなわち画像のコン
トラストが弱くなるほど、評価値C1の値は小さくな
る。たとえばレーザーマーキング方式のマーキング装置
により2次元コードを形成する場合、黒セルに対応する
部分にレーザー光を照射して黒セルのパターンを形成す
るが、レーザーダイオードの消耗によりレーザー光の強
度が弱まると、黒セルが明瞭に表せなくなってしまう。
この場合、図8に示すように、黒セルの濃度値が大きく
なってコントラストが弱くなった画像が生成されるが、
上記(E)式によれば、このような画像の変動を簡単に
検出することができる。
暗くなった場合には、反対に白セルの濃度値が小さくな
るが、この場合にも、(E)式によってその濃度変化を
簡単に検出することができる。なお、この照明変動によ
る影響を重視する場合には、セルに対応する画像のみな
らず、2次元コードの周囲の背景の画像も評価値C1の
算出要素に加えるのが望ましい。
の各セルの画像データとそのデコード結果とを用いて評
価値C2を算出する。この処理では、まず各白セルの濃
度値の中から最小値Wminを抽出する。つぎに各黒セ
ルについて、順にその濃度値を前記Wminと比較し、
Wminを上回るセルを抽出する。そして最終的に抽出
された黒セルの数Uを(F)式にあてはめて、評価値C
2を算出する。
後の最終的な判定結果に基づくものである。また(F)
式において、Mは、全セル数(2次元コードを構成する
セルの総数)である。また図9に示すように、画像上の
2次元コードでは、1つのセルは複数の画素により構成
されるので、前記黒セルをWminと比較する処理にお
いては、黒セル内における最大の濃度値または濃度平均
値を前記Wminと比較するのが望ましい。
minを上回る、ということは、すなわち処理対象画像
上の黒セルと白セルとの濃度値の関係が逆転しているこ
とを意味する。たとえば、照明ランプ6が劣化して一部
の領域に影ができると、上記のような逆転現象が生じる
ことがある。デコード処理では、誤り訂正により上記の
ような逆転現象を補正して光学情報を正しくデコードす
ることができるが、ここで訂正できる範囲には限界があ
る。
値C2は最大値100となる。またUの値が大きくなる
ほど、言い換えれば逆転現象の比率が高まるほど、評価
値C2の値は小さくなる。
ード単位の誤り訂正の比率を示すだけであるので、評価
値Erのみでは、セル単位での誤りの発生頻度を把握す
るのは困難である。これに対し、(F)式によれば、情
報表示領域内の個々のセルに対する誤認識の割合を反映
した評価値を得ることができる。よって、評価値Er,
C2の両方を求めるようにすれば、デコード処理におけ
る余裕度について、詳細に判断することができる。
データを用いて評価値Vを算出する。前記したように、
画像上の2次元コードでは、1つのセルは複数の画素に
より表される。この処理では、これらの画素について、
図10(1)(2)に示すような濃度分布ヒストグラム
を生成し、そのヒストグラムの幅(分散値)Varを
(G)式にあてはめて、評価値Vを算出するようにして
いる。なお、分散Varを求めるのは1セルに限らず、
複数のセルについて分散値を求め、これらの値の平均値
を(G)式にあてはめてもよい。
図10(1)のように、セル内の各画素の濃度のばらつ
きが小さい状態であるのが望ましい。上記(G)式によ
れば、セル内の各画素の濃度が完全に均一である場合
(Var=1のとき)には、評価値Vは最大値100と
なり、以下、分散値Varが大きくなるほど、評価値V
の値は小さくなる。よって上記の評価値Vによれば、マ
ーキング装置の部品や照明ランプ6の消耗によって、セ
ル内の濃度のばらつきが大きくなった場合(図10
(2)の状態)に、この変化を簡単に検出することがで
きる。
用するユーザーが実行する手順(ST101〜107)
を示す。まず装置導入時には、カメラ3やコントローラ
2を適所に位置決めし、コントローラ2にモニタ4やコ
ンソール5を接続する。この設置が完了すると、モニタ
4には、前記図4に示した各種評価項目のリストなどを
含む初期設定画面が表示される。ユーザーは、コンソー
ル5などを用いて、前記設定画面上で所望の評価項目を
選択することにより、評価値の算出処理対象の評価項目
をコントローラ2に登録する(ST101)。
項目につき、警告レベルの設定を行う。たとえば、コン
トローラ2内に各種評価項目についてデフォルトの警告
レベルが設定されている場合、ST102では、前記モ
ニタ4にこのデフォルト値を表示させ、これを確定また
は修正する操作を行うことができる。または後記するモ
デル画像から評価値を求めて、これより所定レベルだけ
低い値を自動登録するように設定することもできる。
件(以下、「警告条件」という。)についての設定を行
う。この実施例では、評価値が警告レベル以下になる状
態(以下、これを「不良状態」という。)が所定回数生
じた場合に警告出力が行われるように、不良状態の発生
回数を評価項目毎に登録するようにしている。その理由
は、前記したように、この実施例の2次元コードリーダ
1では、マーキング装置の部品や照明ランプ6の劣化に
よる2次元コードの経時的な変化に対応することを目的
とし、偶発的な(1度きりの)変化が起こっても、警告
出力が行われないようにするのが望ましいためである。
了すると、ST104では、モデルの2次元コードを撮
像領域において撮像させ、得られたモデル画像によりフ
ァインダパターンの抽出のためのモデルの登録処理を行
う。
を行うことにより、コントローラ2の設定を終了して、
2次元コードに対する読取処理を開始させる(ST10
5)。この後、所定期間が経過して、コントローラ2か
ら警告が出力されると、ユーザーは、前記モニタ4のグ
ラフ表示などに基づき、不備の生じた部品を判断し、こ
れを新しいものに取り替えるなどのメンテナンス処理を
実行する(ST106,107)。
れた場合には、メンテナンス処理を行った後に読取処理
に復帰するようにしているが、前記したように警告レベ
ルに達しても、読取処理が不可能となる訳ではないの
で、警告出力後に直ちに読取処理を中止する必要はな
い。たとえば処理工程の切れ目などで搬送ラインが停止
した際にメンテナンス処理を行うようにすれば、実稼働
時に搬送ラインを停止させることなく、良好な画像を得
られる環境に復帰することができる。
1つの2次元コードの画像データに対する読取処理の手
順(ST1〜17)を示す。まず上位システム11から
の読取開始信号が入力されると、前記カメラ3を駆動し
て処理対象の2次元コードを撮像させる。カメラ3から
の画像は、前記したように、入出力制御部23から画像
処理部24に渡された後、画像メモリ26に格納される
(ST1〜3)。
画像メモリ26に格納された画像に対し、モデルメモリ
25内のモデルを用いた相関サーチを行って、ファイン
ダパターンを抽出する。なお、この相関サーチにおいて
得られた相関値やファインダパターンの抽出数は、画像
処理部24からCPU21に伝送され、メインメモリ2
2に一時保存される。
ST6のデコード処理に進む。図13は、このデコード
処理の具体的な手順を示すもので、まずタイミングパタ
ーンを検出した後、その検出結果に基づき、コード内部
の各セルの位置を抽出する(ST61,62)。そして
各セル毎に、抽出位置における濃度値を2値化するなど
して、セルが白であるか黒であるかを判別し、その判別
結果に基づき、各セルの表わす光学情報を符号化する
(ST63)。さらにつぎのST64では、これらの符
号を誤り訂正処理を行いつつデコードする(ST6
4)。そしてST65では、デコード結果を配列した最
終形式の読取データを編集する。編集された読取データ
や前記ST64の処理により得られる誤り訂正率Pは、
メインメモリ22に一時保存される。
デコードに成功すると、図12のST7が「YES」と
なり、ST8以降の処理に進む。一方、デコードまたは
前記のファインダパターンの抽出に失敗した場合には、
ST17に進み、上位システム11に、デコードに失敗
した旨を示すエラー信号を出力して処理を終了する。
出処理を実行する。ここで前記図4の評価項目の
うち少なくとも1つが選択されている場合には、ST8
からST9に進み、メインメモリ22に一時保存された
データを用いて評価値を算出する。すなわち評価項目
が選択されている場合は、前記ファインダパターンの相
関サーチにおいて得られた相関値をパーセント換算し
て、評価値Rを求める。また評価項目が選択されてい
る場合には、ファインダパターンの抽出数FNを用いて
評価値FNratを算出する。また評価項目が選択さ
れている場合は、前記ST64の誤り訂正処理において
得られた誤り訂正率Pを用いて、評価値Erを算出す
る。
つが選択されている場合には、ST10が「YES」と
なってST11に進む。ST11では、画像処理部24
の機能を用いて、画像メモリ26から個々のセルに対応
する画像データを読み出し、前記した演算式(C)
(D)(E)(F)(G)にあてはめるためのパラメー
タを算出する。さらにこれらのパラメータを用いて演算
を実行し、評価値S,C1,C2,Vを算出する。
する評価値を算出すると、ST12において、前記評価
値をメインメモリ22の評価値の蓄積エリアに格納した
後、警告レベルとの比較処理を行う。ここでいずれかの
評価値が前記図11のST103で設定された警告条件
を満たした場合、ST13が「YES」となってST1
4に進み、警告出力を実行する。また警告出力の有無に
関わらず、ST15では、算出された評価値を用いてモ
ニタ4のグラフ表示を更新する処理を実行する。さらに
ST16では、前記デコード処理において編集された読
取データを上位システム11に出力する。
都度、選択された評価項目に対応する評価値が算出され
るとともに、その評価値の経時変化を示すグラフが表示
される。さらに所定の評価項目について、警告レベル以
下の評価値を得る状態が所定回数発生すると、上位シス
テム11への警告出力が実行される。
れても、2次元コード自体の読取処理には成功している
ので、読取データを出力しても上位システム11の処理
に支障が生じる虞はない。また警告処理の後は、所定の
時期にメンテナンス処理を行うことで不備が取り除かれ
るので、仮にマーキング装置の部品消耗により画像の劣
化が生じても、2次元コードが読取不可能な状態に劣化
するまでマーキング装置を使用し続けることがなくな
る。よって部品が無駄になったり、組立て処理工程にエ
ラーが頻発するのを、防止することができ、2次元コー
ドの読取処理を円滑に進めることができる。
の算出のために、複数の評価項目〜の中から、使用
するマーキング装置の種類や照明条件に応じた評価項目
を自由に選択することができるので、現場の状況に応じ
たチェックを行うことができる。特に複数種の評価項目
を選択した場合には、警告出力の際に、その警告にかか
る評価項目を明らかにすることにより、画像が劣化した
要因の推定が容易になり、速やかな対応をとることがで
きる。
同様であるが、評価値の算出方法や算出後の処理の方法
が異なっている。よって、ハードウェア構成や基本的な
読取処理についての説明は省略し、第1実施例とは異な
る処理の詳細について説明する。
ンを抽出する際に、前記した相関サーチに代えて、画像
上のエッジ点やその濃度勾配方向を利用した処理を実行
するようにしている。
て簡単に説明する。まず処理対象画像に対しエッジ抽出
のための微分処理を実行する。つぎに抽出された各エッ
ジ点において、その濃度勾配方向(黒から白に向かう方
向)に直交する方向に沿って所定長さの線分を設定す
る。
黒セルはドットのパターンになるので、これらドットの
輪郭線上の各エッジ点に設定された線分は、ドットの接
線に近似すると考えられる。たとえば、データマトリク
スのファインダパターンでは、黒セルがL字状に配列さ
れているから、これらの黒セルを示すドットのエッジに
設定された線分の重なり度合に着目すると、前記黒セル
の配列方向に沿う重なり度合が最も大きくなると考えら
れる。
エッジ点毎に設定した線分の重なり度合が所定値以上と
なる画像領域を抽出し、その中でファインダパターンの
形状に近似する画像領域を抽出する方法により、ファイ
ンダパターンの位置や向きを特定するようにしている。
処理する都度、図14に示す6種類の評価項目につい
て、評価値を求めるようにしている。またこれらの評価
値を、図中の中央欄の警告レベルと比較し、評価値が警
告レベル以下となったときに、右欄の警告時コメントを
モニタ4に表示したり、同様の警告情報を上位システム
11に出力するようにしている。
の算出方法について、順を追って説明する。なお、各評
価価値を求めるための式(a)〜(f)は、図中に記載
しているので、本文中での記載は省略するが、いずれの
式も、8ビット構成の画像データを処理することを前提
としている。
ントラストの状態により照明状態の適正度合が表わされ
るものと考えて、評価値Liを算出する。コントラスト
は、デコード処理時の誤り訂正により最終確定した白セ
ル、黒セルの画像データを用いて算出する。(a)式
中、wは、白セルと判別されたセル毎の濃度値のうちの
最小値であり、bは、黒セルと判別されたセル毎の濃度
値のうちの最大値である。
黒セルとの間の濃度値を階調により正規化したものを、
コントラストの評価値とした。これに対し、この実施例
では、画像上の濃度値は最低でも50程度の値を示すこ
とを前提として、コントラストの想定される変化の範囲
において評価値Liが1〜100の範囲で変化するよう
に設定している。なお、前記最低の濃度値は、CCDの
ショットノイズなどの影響によるものである。
であれば、コントラストは十分であるとみなす一方、
(w−b)の値が10になると、セルの識別が不可能に
なる可能性があるとしている。(a)式によれば、w−
b=200のときに、評価値Liが100となり、w−
b=10のときに、評価値Liが1となる。
の値が6以下となったとき、すなわち、(w−b)の値
が20以下となったときに設定されている。評価値Li
がこの警告レベルに達したときには、通常は、照明の選
択に誤りがある旨を知らせるコメントを表示する。ただ
し、このときのwの値が、前記最低値とみなした「5
0」よりも小さくなっている場合には、照明を明るくす
る必要があることを知らせるコメントを表示する。反対
に、wの値が最大値である「255」に達しているとき
は、照明を暗くする必要があることを知らせるコメント
を表示する。
ォーカス調整の適正度合を示すものである。この実施例
では、タイミングパターンに対する画像処理結果を用い
て、黒セルと白セルとの間で濃度変化が現れる範囲の大
きさEを抽出し、このEの値を用いた算出式(b)を設
定している。
の画像を一次微分した結果を二次微分することによって
得られたものである。なお、この実施例では、タイミン
グパターンにおけるセルの配列状態を識別する際に一次
微分を行い、その結果をメインメモリ22内に保存して
いるので、評価値Fcを算出する際には二次微分処理か
ら開始すればよい。
における濃度変化がフォーカスの調整状態によって異な
る例を3つ示す。これらの例では、白、黒、白の各セル
を横切る方向における濃度変化を、一次微分,二次微分
の各結果とともに示している。なお、濃度変化は、白か
ら黒への変化を下方向(−方向)に、黒から白の変化を
上方向(+方向)に、それぞれ対応させている。
な場合である。最適な調整が行われた場合、一次微分で
抽出される変化は殆ど幅を持たないものとなり、これを
受けた二次微分における+方向の変曲点と−方向の変曲
点とは、セルの配列方向においてほぼ同じ位置に現れ
る。これに対し、フォーカスの調整状態が悪くなると、
(2)(3)に示すように、セル間における濃度変化の
幅が大きくなり、二次微分における+、−の各変曲点の
間隔もしだいに大きくなる。
+、−の各変曲点間の間隔に対応する画素数をEとして
いる。また、(b)式中のCは、セル間のピッチを表す
画素数である(この実施例では、このCを「セルサイ
ズ」と呼ぶ。)。セルサイズCは、コードサイズS(画
像上の2次元コードの1辺に対応する画素数)をシンボ
ルサイズM(2次元コードの1辺に対応するセルの数)
で割った値(S/M)に相当する。コードサイズSは、
ファインダパターンが抽出されたとき、以後のセルの識
別のために計測され、メインメモリ22に保存されるも
のである。また、シンボルサイズMは、処理対象の2次
元コードの仕様に基づき、あらかじめユーザーにより入
力され、メインメモリ22内に登録されているものであ
る。
Fcが「100」となる。E=2となるのは、隣接する
黒セルおよび白セルの双方において、一番外側の一画素
のみに濃度変化が生じている場合と考えられる。一方、
この実施例では、E=Cになるときを最悪のフォーカス
状態と考え、このときの評価値Fcが1となるようにし
ている。また、この最悪の状態よりも1画素分小さい場
合、すなわちE=C−1のときの評価値Fcを警告レベ
ルとして、フォーカスの調整が適正でないことを知らせ
るコメントを表示するようにしている。
精度を表すものである。この実施例では、ファインダパ
ターン、タイミングパターン、およびタイミングパター
ンの内側の情報表示領域について、それぞれ(c1)
式,(c2)式,(c3)式により評価値を求め、その
中の最小値を評価値Mkとして採用するようにしてい
る。
る評価値の算出式である。この(c1)式において、C
Dは、誤り訂正が行われたセルの数である。またCD
maxは誤り訂正可能なセルの数である。このCD
maxは、誤り訂正が可能なコードワード数Cwmax
に1コードワードを構成するセルの数(たとえば8)を
掛けた値(Cwmax×8)に相当する。
る評価値の算出式である。この(c2)式中のCFは、
ファインダパターンの抽出処理において、ファインダパ
ターンに対応するセルとして認識できなかったセルの数
である。また、CFmaxは、このセルの誤認識が許容
される数に相当する。
る評価値の算出式である。この(c3)式中のCTは、
タイミングパターンのセルの識別処理において、白黒の
判別を誤ったセルの数である。また、CTmaxは、こ
のセルの誤認識が許容される数に相当する。
れば、CD,CF,CTがいずれも0であれば、すなわ
ち、2次元コード内の全てのセルを正しく認識できた場
合には、評価値Mkは100となる。誤認識したセルが
増えるほど評価値Mkは小さくなり、CD,CF,CT
のいずれかが対応する最大値CDmax,CFmax,
CTmaxに達したときに、評価値Mkは0となる。
識数CD,CF,CTが対応する最大値CDmax,C
Fmax,CTmaxより1だけ小さい値になったとき
の評価値を、警告レベルとしている。そして、前記評価
値Mkとして採用された評価値が警告レベル以下となっ
た場合に、認識できないセルがある旨を知らせるコメン
トを表示するようにしている。
表示領域に限らず、2次元コード全体について、セル単
位での誤認識の度合を示すものとなる。したがって、処
理画像中の2次元コードの質を、精度良く反映するもの
と考えることができる。
する2次元コードの大きさの適正度合を示すもので、黒
セルを表すドットの大きさ、およびセルサイズを用いて
算出される。
サイズと考えたが、この実施例では、両者が異なるもの
も含めて考える。具体的には、図16(1)に示すよう
に、セルサイズをCとし、ドットの幅Dをドットサイズ
とする。ドットサイズは、図16(2)に示すように、
ドットのマーキングの状態によって変化する。セルサイ
ズCは、(b)式の説明の際に述べたように、コードサ
イズSをシンボルサイズMで割った値(S/M)に相当
するもので、ドットサイズにかかわらず一定の値とな
る。
ットがマーキングされる場合を示しているが、1つのセ
ルに複数のドットがマーキングされる場合もある。この
ような場合には、これら複数のドットによる集合体の大
きさがドットサイズDに相当すると考える。
イズCについて、それぞれ個別に評価値を求め、そのう
ちの小さい方を大きさの評価値CSとして特定するよう
にしている。まずドットサイズDの評価値について説明
する。この実施例では、個々のセルの白黒状態を判別す
るには、最低でもドットサイズDを4画素分の大きさに
対応させる必要がある、と考える。なお、このドットサ
イズDの最小値は、CCDの分解能によって変動する。
ットサイズDを7画素以上にする必要があると考える。
しかしながら、ドットが大きくなりすぎると、前記した
セルの肥大化現象を招くおそれがある。また、ドットを
構成する画素数が増えることでドット内における濃度の
ばらつきが大きくなると、白黒状態の判別に誤りが生じ
るおそれがある。この点に鑑み、この実施例では、ドッ
トサイズDの適正な範囲を7画素から10画素の間に定
め、7<D≦10のときの評価値を「100」としてい
る。一方、D≦7のときには(d1)式により評価値を
算出する。この(d1)式によっても、D=7のときの
評価値は「100」となる。以下、Dの値が小さくなる
につれて評価値は小さくなり、識別に必要な最低限の値
(D=4)において、「1」となる。
ズCおよびシンボルサイズMを(d2)式にあてはめる
ことにより算出される。この(d2)式では、2次元コ
ードが視野に対して45度傾いた状態を想定し、2次元
コードの対角線の長さが視野の一辺に等しくなったとき
の評価値が「1」となるように設定している。なお、画
像中の2次元コードを処理するには、周囲に少なくとも
1セル分のマージンを確保する必要があるので、(d
2)式では、コードの一辺の長さを、両端のマージンも
含め、(C×(M+2))と設定している。よって、2
次元コードの対角線の長さは、上記一辺の長さに2の平
方根を掛けた大きさ(C×(M+2)×1.4)とな
る。
2画素、y軸方向に484画素の大きさを持つものとす
る。この場合、前記2次元コードの対角線の長さがy軸
方向の画素数を超えると、2次元コードが視野からはみ
出す可能性があるから、(d2)式では、C=345/
(M+2)のときに評価値が「1」となるようにしてい
る。また、(d2)式では、ドットサイズDの好ましい
数値範囲に対応させて、C=10のときの評価値が「1
00」となるようにしている。
値は、処理画像中の各ドットが分解能に応じた大きさを
確保できているどうかを判断する指標となる。また、セ
ルサイズCに対する評価値は、2次元コードが視野から
はみ出す可能性がないかどうかを判断する指標となる。
にまで低下したとき(すなわちCS=1となったと
き)、またはセルサイズCが345/(M+3)に達し
たときを警告レベルとしている。ドットサイズDが4以
下となる場合には、画像中のドットが識別できる大きさ
を確保できていないことになるから、警告時コメントと
して、視野を小さくする(すなわちカメラの位置を下げ
る。)必要があることを報知する情報を表示する。一
方、セルサイズCが345/(M+3)以上になる場合
には、画像中の2次元コードが視野からはみ出す状態に
近いことになるから、視野を大きくする(すなわちカメ
ラの位置を上げる。)必要があることを報知する情報を
表示する。
対する2次元コードの位置の適正度合を示すものであ
る。この実施例では、図17に示すように、処理画像中
の2次元コードの4頂点a,b,c,dの座標を用い
て、各頂点から視野端までの距離L1,L2,L3,L
4を求める。そして、これらの距離の中の最小の値をL
とおき、このLを(e)式にあてはめることにより、評
価値Loを算出する。
3以上の大きさになれば、2次元コードが視野の中央付
近に位置するものと考え、L=161(画素)のときに
評価値Loが「100」となるように、(e)式を設定
している。なお、上記の161画素は、前記したy軸方
向の画素数484を3で割った値に近似する。
のマージンがなければ、2次元コードを読み取りできな
くなる点を考慮して、前記距離Lが1セル分の大きさC
(=S/M)になったときに、評価値Loが「1」とな
るようにしている。
たときの評価値Loに対応させている。評価値Loがこ
の警告レベル以下となった場合には、警告時コメントと
して、2次元コードを視野の中央に設定する必要がある
旨を知らせる情報が表示される。
景の適正度合を示すものである。この評価値Bgは、フ
ァインダパターンの抽出処理時の抽出数FNを(f)式
にあてはめて算出される。なお、(f)式において、F
Nmaxは、前記第1実施例の(A)式と同様に、所定
の制限時間内に実行可能なデコード回数の上限値に設定
される。またFNminは、0より大きくFNmaxよ
り小さい所定数に設定される。
きに、評価値Bgは最小値の「10」となる。また、
(f)式では、FN=FNminのときに、評価値Bg
が「100」となるが、FNの値がFNminより小さ
くなったときも、評価値Bgの値は「100」のまま維
持するのが望ましい。なお、FNがFNmaxより大き
くなった場合には、デコード失敗となる。
すのみで、警告レベルや警告時コメントは設定していな
い。これは、仮にFN=FNmaxとなっても、デコー
ド自体は可能である、という理由による。また、この実
施例では、凹凸や模様のある対象物に2次元コードが付
される場合に、背景状態のばらつきや読取に及ぼす影響
を把握することを主な目的として評価値Bgを求めてい
る、という事情にもよる。ただし、第1実施例で述べた
ように、マーキング装置の部品の劣化などによって2次
元コードの書込み位置以外にノイズが形成され、このノ
イズの発生量の変化を問題とする場合には、たとえばF
NのFNmaxに対する差が所定値に達したときのBg
の値を警告レベルとして設定してもよい。
評価値と同様に、処理画像中の2次元コードが読取処理
にどのくらい適しているかの度合を反映するものと考え
ることができる。この第2実施例でも、第1実施例と同
様に、2次元コードの撮像からデコードまでの一連の処
理を実行し、デコードに成功すると、前記した6種類の
評価項目について、それぞれ評価値を算出するようにし
ている。
示について、ユーザーの選択に応じて2種類の表示画面
を提示できるようにしている。1つは、各評価値の現在
値を処理対象画像や光学情報のデコード結果とともに示
す画面である。
す表示画面の一例を示す(以下、この画面を「A画面」
という。)。図中の30は処理対象の2次元コードの画
像であり、31はこの画像中の2次元コードから得た読
取データの表示領域である。各評価値は、図中の領域3
2内に具体的な数値として示されるほか、レーダーチャ
ート33としても表示されている。また、処理対象画像
中の2次元コードには、誤認識したセルの位置を示すポ
インタ34が表示される。
ている場合には、図示のように、警告マーク35が表示
される。また、警告マーク35の隣には、前記警告レベ
ルに達した評価値に対応する警告時コメント(前記図1
4に示したもの)が表示される。
を示す画面であり、図18(2)にその例を示す(以
下、この画面を「B画面」という。)。このB画面で
は、所定の評価項目(図示例では照明)についての評価
値の経時変化を示すグラフ37が表示される。なお、こ
のB画面にも、直前に処理した2次元コードの画像30
(ここでは輪郭のみ仮想線で示す。)や読取データの表
示領域31が示されるほか、通算の処理回数や読取に成
功した回数などの履歴データの表示領域36が設定され
る。
キング、位置の4項目について、評価値の経時変化を表
示できるようにしている。なお、表示される項目は、ユ
ーザーの選択操作によって、適宜変更することができ
る。なお、図中の警告マーク35は、A画面の場合と同
様に、評価値の現在値に対して表示されるもので、上記
4項目のほか、大きさや背景にかかる評価値も表示の対
象となる。
その最新の評価値を含む過去所定回数分の評価値の平均
値(いわゆる移動平均値)を算出するようにしている。
前記B画面に表示されるグラフは、この平均値の変化を
示しており、横軸の「0」が現時点を示す。この実施例
では、この平均値を用いて、評価値のばらつき度合を評
価する処理、または評価値の経時変化から2次元コード
の変化の傾向を予測する処理を実行する。そして、前記
ばらつき度合が大きすぎると判断したり、2次元コード
が読取不可能な状態になると予測した場合には、判断対
象となった評価項目を明示した警告情報を表示または出
力するようにしている。
回数分の平均値Xnについて標準偏差σを求め、(X0
−3σ)の値をチェックすることにより行われる(X0
は現時点で得た最新の平均値である。)。この実施例で
は、X0−3σ≦0となるときに、所定の警告情報を出
力するようにしている。
プルの99.7%までが(X0±3σ)の範囲に含まれ
る。よって、上記の警告情報が出力されることがなけれ
ば、ユーザーは、いずれの評価値も安定した状態にあ
り、2次元コードの読取を支障なく行うことができると
判断することができる。
する処理では、たとえば、図19に示すように、現在か
ら14回前に得られた平均値X1と、この平均値X1よ
りさらに1000回前に得られた平均値X2とを抽出
し、時間軸と平均値Xnの軸とによるグラフ上にプロッ
トする。そして、これら2点を用いて、下記の(1)式
のように、評価値Xnの変化を示す直線を設定する。
を0として、現時点から5000回の処理を行った時点
でデコードが不可能になるものと仮定する。この仮定に
基づき、上記(1)式のnを5000として、このとき
のXnが0以下になるものと仮定すると、X1,X2の
関係は、下記の(2)式のようになる。
が成立するとき、5000回後に処理対象となる2次元
コードの読取が不可能になると判断することができる。
この実施例では、2次元コードに対する処理を行う毎
に、各項目毎の評価値について、それぞれ14回前およ
び1014回前の平均値X1,X2を抽出し、これらの
間に上記(2)式の関係が成立するかどうかをチェック
するようにしている。そして、いずれかの項目について
(2)式の関係が成立した場合には、その項目を明示し
た警告情報をモニタ4に表示または上位システム11に
出力するようにしている。
理の手順を示す。なお、この読取処理の開始に先立ち、
ユーザーは、モニタ4に前記A画面,B画面のいずれを
表示するかを選択する操作を実行する。さらに、B画面
を表示する場合には、表示対象の評価項目を選択する処
理を行うほか、前記したばらつきの評価または2次元コ
ードの変化の傾向を予測する処理のいずれを実行するか
の選択を行う。
記第1実施例の図12に示したのと同様である。また、
デコードに失敗したときはエラー出力を行うステップ
(この実施例ではST20)も同様である。
と、ST7が「YES」となってST8に進み、前記し
た6種類の評価値を算出する。つぎにST9では、前記
表示画面の選択をチェックする。ここで、評価値の現在
値を表示するA画面が選択されている場合には、ST1
0に進み、6種類の評価値を処理対象画像や読取データ
とともに表示する。さらに、これらの評価値の中に警告
レベルに達したものがある場合には、ST11が「YE
S」となってST12に進み、前記した警告マーク35
や警告時コメントを表示する。また、上位システム11
にも、警告時コメントと同じ内容の情報を出力する。
各評価値のうち、Li,Fc,Mk,Loの4種類の評
価値をメインメモリ22に保存し、読取処理を終了す
る。なお、警告レベルに達している評価値がない場合に
は、ST12をスキップしてST13に進む。
選択されている場合には、ST9からST14に進む。
このST14では、選択されている評価項目について、
直前に得た評価値を含む過去所定回数分の評価値をメイ
ンメモリ22から読み出し、平均値X0を算出する。
含む過去所定回数分の平均値をメインメモリ22から読
み出し、その経時変化を示すグラフを含むB画面を表示
する。つぎのST16では、ユーザーの選択に応じて、
評価値のばらつきを評価する処理、または2次元コード
の変化の傾向を予測する処理のいずれかを実行する。な
お、このST16での処理対象は、B画面の表示対象と
して選択されている評価値のみとしても良いが、これに
限らず、B画面に表示可能な4種類の評価値Li,F
c,Mk,Loのすべてを処理しても良い。
理結果が警告すべきレベルに達しているかどうかをチェ
ックする。この判定が「YES」であればST18に進
み、モニタ4に所定の警告情報を表示する。さらに上位
システム11に対しても、同じ内容の警告情報を表示す
ることができる。
で得た評価値やST14で得た平均値をメインメモリ2
2に保存し、読取処理を終了する。なお、ST17にお
いて、処理結果が警告レベルに達していない場合には、
ST18をスキップしてST19に進む。
功しているときのみ行われるので、仮にST12やST
18の警告表示・出力が行われても、後続の2次元コー
ドに対する読取処理を直ちに中止する必要はない。ただ
し、2次元コードの質を低下させている原因が取り除か
れるまでは、図20の読取処理を実行する都度、同じ警
告表示や出力が行われることになる。
カス、マーキング、位置の4項目については、評価値L
i,Fc,Mk,Loが警告レベルに達している場合に
は、具体的な対応の方法を示す警告時コメントが表示さ
れる。したがって、一般ユーザーでも、容易に正しい対
応をとって、2次元コードの質を向上させることができ
る。
ーダ1の初期設定時や読取対象の2次元コード7や部品
9の種類を変更したような場合に、試験的に図20の読
取処理を実行することにより、照明、フォーカス、視
野、2次元コードの位置などの調整の不備をユーザーに
示すことができる。よって、ユーザーは、調整の不備を
速やかに修正して、2次元コードの読取に適した環境を
設定することができる。また、評価値のばらつき度合を
評価する処理を選択するようにすれば、ユーザーは、2
次元コードの読取がどの程度の安定性をもって行われる
のかを判断することができる。
使用する際には、デコードに成功する都度、各種評価値
を算出して警告レベルと比較する処理が行われるから、
2次元コードの状態がデコードが困難な方向に変化して
いることを速やかに検出して、ユーザーに知らせること
ができる。また、ユーザーは、2次元コードの変化の傾
向を予測する処理を選択することにより、所定回数分の
読取処理を経た時点での2次元コードの読取が可能であ
るか否かを判断することができる。
取処理を繰り返し行っている間に、毎時の画像中の光学
情報コードの質がデコード不可能な状態に向かって変化
している場合には、その変化をユーザーに知らしめるこ
とができるので、デコード不可能な状態にまで光学情報
コードの質が低下する前に、低下を引き起こした原因を
取り除くことができる。よって、光学情報コードを連続
して読み取る場合にも、デコードに支障が生じることが
なく、読取処理を安定して行うことができる。また、光
学情報コードの質が低下の方向に変化していても、デコ
ードが不可能になる前にその変化を検出することができ
るから、読取処理を即座に停止する必要がなく、読取処
理における利便性を高めることができる。
成を示す機能ブロック図である。
す図である。
図である。
算出式を示すテーブルである。
図である。
法を示す図である。
る。
ャートである。
示すフローチャートである。
ートである。
出式、警告レベル、警告時コメントを示すテーブルであ
る。
ータEの抽出方法を示す図である。
である。
の抽出方法を示す図である。
す図である。
具体例を示す図である。
ローチャートである。
るファインダパターン,タイミングパターンを示す説明
図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 視覚認識が可能なシンボルによる光学情
報コードを撮像するステップと、 前記撮像により得られた画像に所定の画像処理を施し
て、前記画像中の前記光学情報コードを抽出するステッ
プと、 前記画像処理により抽出された光学情報コードに前記抽
出時とは異なる画像処理を実行し、その画像処理結果に
基づき前記光学情報コードの表す光学情報をデコードす
るステップとを、順番に実行することにより、前記光学
情報コードに対する読取処理を実行する方法において、 前記光学情報のデコードに成功したとき、前記光学情報
コードを抽出するステップまたは前記光学情報をデコー
ドするステップの実行過程で得られた所定の情報に基づ
き、前記画像中の光学情報コードが読取処理に適してい
る度合を表す評価値を得るステップと、この評価値を記
憶するステップと、前記評価値と過去に記憶した複数の
評価値とを用いて評価値の経時変化を示すデータを出力
するステップとを、実行することを特徴とする光学情報
コードの読取方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載された方法において、 前記評価値の経時変化を示すデータを出力するステップ
では、前記データを所定の警告レベルに対比させて表示
する光学情報コードの読取方法。 - 【請求項3】 視覚認識が可能なシンボルによる光学情
報コードを撮像するステップと、 前記撮像により得られた画像に所定の画像処理を施し
て、前記画像中の前記光学情報コードを抽出するステッ
プと、 前記画像処理により抽出された光学情報コードに前記抽
出時とは異なる画像処理を実行し、その画像処理結果に
基づき前記光学情報コードの表す光学情報をデコードす
るステップとを、順番に実行することにより、前記光学
情報コードに対する読取処理を実行する方法において、 前記光学情報のデコードに成功したとき、前記光学情報
コードを抽出するステップまたは前記光学情報をデコー
ドするステップの実行過程で得られた所定の情報に基づ
き、前記画像中の光学情報コードが読取処理に適してい
る度合を表す評価値を得るステップと、この評価値を所
定の警告レベルと比較するステップと、前記評価値が前
記警告レベルに達したことを条件として、所定の態様に
よる警告処理を実行するステップとを、実行することを
特徴とする光学情報コードの読取方法。 - 【請求項4】 請求項1または3に記載された方法にお
いて、 前記光学情報コードを抽出するステップは、この光学情
報コードに含まれる特定のパターンのモデルを前記撮像
により得られた画像に走査しながら相関演算を行うステ
ップと、前記相関演算による相関値が所定のしきい値以
上となった位置を前記光学情報コードの抽出位置として
特定するステップとを含んでおり、 前記評価値を得るステップでは、前記コードの抽出位置
として特定された位置で得られた相関値を前記評価値と
して認識する光学情報コードの読取方法。 - 【請求項5】 請求項1または3に記載された方法にお
いて、 前記光学情報コードを抽出するステップでは、前記撮像
により得られた画像から前記光学情報コードに含まれる
特定のパターンを抽出する処理を実行し、 前記評価値を得るステップでは、前記光学情報コードを
抽出するステップにおける特定のパターンの抽出数を用
いて前記評価値を算出する光学情報コードの読取方法。 - 【請求項6】 請求項1または3に記載された方法にお
いて、 前記光学情報をデコードするステップには、光学情報の
最小単位を示す小領域を個別に識別するステップが含ま
れており、 前記評価値を得るステップでは、前記小領域の識別結果
と前記光学情報コードを含む画像領域内の画像データと
を用いて、光学情報コードを撮像したときのフォーカス
調整、光学情報コードにおけるコントラスト、小領域の
大きさ、小領域内の濃度分布、コードの位置のうちの少
なくとも1つにかかる評価値を算出する光学情報コード
の読取方法。 - 【請求項7】 請求項1または3に記載された方法にお
いて、 前記光学情報をデコードするステップには、光学情報の
最小単位を示す小領域を個別に識別するステップと、前
記小領域の識別処理において生じた誤りを訂正するステ
ップとが含まれており、 前記評価値を得るステップでは、前記識別処理に誤りが
生じた小領域の数を用いて、前記小領域の識別処理にお
ける誤りの度合を示す評価値を算出する光学情報コード
の読取方法。 - 【請求項8】 請求項1または3に記載された方法にお
いて、 前記光学情報コードを撮像するステップ、前記光学情報
コードを抽出するステップ、前記光学情報をデコードす
るステップの各ステップによる処理が複数サイクル実行
される間に記憶された評価値を用いて、前記3つのステ
ップによる処理がさらに所定サイクル実行された後のデ
コードが可能であるか否かを予測し、デコードが不可能
になると予測されたとき、所定の態様による警告処理を
行う光学情報コードの読取方法。 - 【請求項9】 視覚認識が可能なシンボルによる光学情
報コードを含む画像を取得する画像取得手段と、 前記取得した画像に対し、前記光学情報コードを抽出す
るための画像処理を実行する画像処理手段と、 前記画像処理により抽出された光学情報コードに前記抽
出時とは異なる画像処理を実行し、その画像処理結果を
用いて前記光学情報コードの表す光学情報をデコードす
るデコード処理手段と、 前記デコード処理手段が光学情報のデコードに成功した
とき、前記画像処理手段または前記デコード処理手段が
処理の過程で得た所定の情報に基づき、前記取得した画
像中の光学情報コードが読取処理に適している度合を示
す評価値を取得する評価値取得手段と、 前記評価値取得手段が取得した評価値を保持するための
記憶手段と、 前記記憶手段に保持された複数の評価値を用いて、評価
値の経時変化を示すデータを作成して出力する経時変化
出力手段とを具備して成る光学情報コード読取装置。 - 【請求項10】 前記経時変化出力手段は、前記評価値
の経時変化を示すデータを所定の警告レベルとともに表
示する手段を含んで成る請求項9に記載された光学情報
コード読取装置。 - 【請求項11】 視覚認識が可能なシンボルによる光学
情報コードを含む画像を取得する画像取得手段と、 前記取得した画像に対し、前記光学情報コードを抽出す
るための画像処理を実行する画像処理手段と、 前記画像処理により抽出された光学情報コードに前記抽
出時とは異なる画像処理を実行し、その画像処理結果を
用いて前記光学情報コードの表す光学情報をデコードす
るデコード処理手段と、 前記デコード処理手段が光学情報のデコードに成功した
とき、前記画像処理手段または前記デコード処理手段が
処理の過程で得た所定の情報に基づき、前記取得した画
像中の光学情報コードが読取処理に適している度合を示
す評価値を取得する評価値取得手段と、 前記評価値取得手段が取得した評価値が所定の警告レベ
ルに達したか否かを判別する判別手段と、 前記判別手段により前記評価値が前記警告レベルに達し
たと判断されたときに所定の警告情報を出力する警告出
力手段とを具備して成る光学情報コード読取装置。 - 【請求項12】 前記画像処理手段は、前記光学情報コ
ードに含まれる特定のパターンのモデルを前記画像取得
手段が取得した画像に走査しながら相関演算を実行する
手段と、前記相関演算による相関値が所定のしきい値以
上となった位置を前記光学情報コードの抽出位置として
特定する手段とを含み、 前記評価値取得手段は、前記光学情報コードの抽出位置
として特定された位置で得られた相関値を前記デコード
処理手段の処理が終了するまで保持し、前記デコード処
理手段が光学情報のデコードに成功したとき、前記保持
されていた相関値を前記評価値として認識する請求項9
または11に記載された光学情報コード読取装置。 - 【請求項13】 前記画像処理手段は、前記画像取得手
段が取得した画像から前記光学情報コードに含まれる特
定のパターンを抽出するための画像処理を実行し、 前記評価値取得手段は、前記特定のパターンの抽出数を
用いて、前記評価値を算出する請求項9または11に記
載された光学情報コード読取装置。 - 【請求項14】 前記デコード処理手段は、光学情報の
最小単位を示す小領域を個別に識別する手段を含み、 前記評価値取得手段は、前記小領域の識別結果と前記光
学情報コードを含む画像領域内の画像データとを用い
て、光学情報コードを撮像したときのフォーカス調整、
光学情報コードにおけるコントラスト、小領域の大き
さ、小領域内の濃度分布、コードの位置のうちの少なく
とも1つにかかる評価値を算出する請求項9または11
に記載された光学情報コード読取装置。 - 【請求項15】 前記デコード処理手段は、光学情報の
最小単位を示す小領域を個別に識別する手段と、前記小
領域の識別処理において生じた誤りを訂正する手段とを
含み、 前記評価値取得手段は、前記識別処理に誤りが生じた小
領域の数を用いて、前記小領域の識別処理における誤り
の度合を示す評価値を算出する請求項9または11に記
載された光学情報コード読取装置。 - 【請求項16】 請求項9または11に記載された光学
情報コード読取装置において、 前記画像取得手段、画像処理手段、デコード処理手段の
各手段による処理が所定サイクル実行された後の光学情
報のデコードが可能であるか否かを、前記評価値記憶手
段に保持された複数の評価値を用いて予測する予測手段
と、 前記予測手段が前記所定サイクル実行された後の光学情
報のデコードが不可能になると予測したとき、所定の態
様による警告情報を出力する警告情報出力手段とを具備
して成る光学情報コード読取装置。
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