JP4874706B2 - Ｑｒコード読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、２進コードで表わされるデータをセル化して２次元のマトリックス上にパターンとして配置した２次元コードであるＱＲコードを読み取るためのＱＲコード読取装置に関する。

マトリックス式の２次元コードとしては様々なものが提案されているが、代表的なものとしてＱＲコードが知られている。
ＱＲコードは株式会社デンソーによって提案され、ＪＩＳ Ｘ ０５１０及びＩＳＯ／ＩＥＣ１８００４で規格化され、標題が二次元コードシンボル−ＱＲコード（以下、単に「ＱＲコード」という）２次元バーコードであって、特開平０７−２５４０３４号公報、特開平１０−２１４３１７号公報、特開平１１−３２８３０１号公報等に詳細に開示されている。

特開平０７−２５４０３４号公報 特開平１０−２１４３１７号公報 特開平１１−３２８３０１号公報

このＱＲコードは、パターンを画像処理で認識するため特殊なファインダパターン（切り出しシンボル）を設けて３６０°全方向の読み取りと高速読み取りを可能にしており、 通常次のようにして読み取りがなされる。
（１）雑誌などに印刷されたＱＲコードをデジタルカメラで撮影する。
（２）撮影した画像を画像メモリ上に展開する。
（３）画像メモリの画素値の白と黒の中間値をグローバルしきい値とする。
（４）データ部のセルをしきい値に基づいてそれらが白黒のいずれであるかを決める。白を０、黒を１のデータと認識する。
（５）画像メモリ内のファインダパターンの比率の検出を行ないファインダパターンの外縁のポイントを記憶する。そして、画像メモリ内の隣接するピクセル線についてこれを繰り返す。
（６）検出結果からファインダパターンの中心位置を求める。
（７）他の２個のファインダパターンの中心位置を求める。
（８）３個のファインダパターンの中心位置に基づいてシンボルの向きを求める。
（９）誤り訂正を行なう。ＱＲコードには誤補正機能があり、最大３０%の情報がなくなっても復元できる特徴を有している。
（１０）データの解析処理を行ない、デコード処理を行なう。
しかしながら、前記ファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどによって読み取り不可能な場合は、ファインダパターン以外の部分が正常に残っていてもデータを全く読み取ることができなかった。特に、ＱＲコードをスタンプなどの印面として作成した場合、使用者の押印する力加減によって非常に色の薄いＱＲコードとなったり、非常に歪んだＱＲコードとなったりすることが多く、スタンプとしてＱＲコードを利用する際の大きな問題点となっていた。

そこで、本発明はＱＲコードのファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどの原因によって通常では読み取り不可能な場合であっても、高い確率でＱＲコードを読み取ることを可能とする装置を提案するものである。

２次元コードシンボルＱＲコードをデジタルカメラで撮影して得た画像データを格納する画像データ格納部と、前記画像データの傾きを計算する計算手段と、前記計算手段から得られた計算結果から前記画像データの傾きを正対に修正する修正手段を有し、
前記修正手段によって修正された正対の画像データにファインダパターンを付加し、前記ファインダパターンを付加した画像データの情報を読み取るデコード処理手段を備えたことを特徴とするＱＲコード読取装置。
また、前記修正手段によって修正された正対の画像データにファインダパターンを付加し、前記ファインダパターンを付加した画像データの情報を読み取るデコード処理を行ない、デコードできない場合は大きさの異なるファインダパターンをもう一度付加して再度デコード処理を行ない、デコードできるまで当該処理を繰り返すデコード処理手段を備えたことを特徴とする前記記載のＱＲコード読取装置。

本発明に係るＱＲコード読取装置は、撮像した画像データの中からＱＲコードの１：１：３：１：１という比率のファインダパターンを強制的に付加することにより、そのファインダパターンに基づいて画像データを読み取るので、ファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどの原因によって通常では読み取り不可能な場合であっても、高い確率でＱＲコードを読み取ることが可能である。
特に、ＱＲコードを印刷などではなく、浸透印等のスタンプなどの印面として作成した場合に使用者の押印する力加減によって生じる、非常に色の薄いＱＲコード、非常に滲んだＱＲコード、非常に歪んだＱＲコードなどの場合でも、高い確率で認識可能であり、極めて有用である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るＱＲコード読取装置の構成図である。
本発明に係るＱＲコード読取装置は、ＣＣＤカメラ１と、制御部２とからなり、必要に応じてモニタ３や、他のパソコン４や、ネットワーク５などと接続されている。
前記制御部２は、制御部本体を構成するＣＰＵ（centralprocessing unit）、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、外部メモリ等から構成されている。

ＣＣＤカメラ１で撮像した画像は制御部２に供給される。制御部２のＣＰＵは、ＣＣＤカメラ１で撮像した画像の取り込みを制御する。制御部２にモニタ３が接続されている場合はモニタ３に撮像した画像を表示させることができる。制御部２にパソコン４が接続されている場合は撮像した画像を他の用途に利用することができる。制御部２にネットワーク５が接続されている場合は撮像した画像をネットワークを介して利用することができる。

本実施の形態では、制御部２のＲＯＭやＲＡＭによって計算手段、修正手段、デコード処理手段を構成している。また、制御部２の外部メモリによって画像データ格納部を構成している。また、実際の各手段等の実行処理は制御部２のＣＰＵが行なう。

図２は本実施の形態のＱＲコード読み取りのフローチャートである。
ステップＳ１で、ＣＣＤカメラで撮像して得たＱＲコードの画像データは、画像データ格納部に取り込まれる。
ステップＳ２で、前記画像データをメモリ上に展開する。
ステップＳ３で、前記画像データをデコードし、正常にデコードできれば処理を終了する。一方、デコードできずエラーとなった場合は、次のステップに進む。
ステップＳ４で、ＱＲコードの頂点座標を認識取得する認識プログラムからなる認識手段を用いて、前記画像データの少なくとも２角の頂点座標（Ｘ１，Ｙ１）（Ｘ２，Ｙ２）を認識取得する。
ステップＳ５で、前記頂点座標から前記画像データの傾きを計算プログラムからなる計算手段を用いて計算する。
ステップＳ６で、制御部にあらかじめ設定しておいたＸ軸とそれに直交するＹ軸に、前記画像データの傾きが平行となるよう修正プログラムからなる修正手段を用いて、前記計算結果から前記画像データの傾きを正対に修正する。
ステップＳ７で、前記修正手段によって修正された正対の画像データの３角にファインダパターンを計３個付加する。この際、１：１：３：１：１の白黒のセル比からなるファインダパターンの大きさがあらかじめわかっている場合は、制御部２のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させた該当する大きさのファインダパターンを付加する。もしも、ファインダパターンの大きさがわかっていない場合は、制御部２のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させた初期値の大きさのファインダパターンを付加する。ここで、ＱＲコードのファインダパターンはＱＲコードの３角に存在させることになっているが、この段階ではどの３角にファインダパターンを付加すれば良いかわからないので、任意の３角に付加すれば良い。

ここからの処理は、通常のＱＲコードのデコード処理となる。
ステップＳ８で、ファインダパターンを付加した画像データの濃淡からしきい値を設定し、２値化をする。
ステップＳ９で、２値化された画像データがＣＰＵの処理によって、外部メモリに格納される。
ステップＳ１０で、この２値画像データから、ファインダパターンの位置座標が検出される。
ステップＳ１１で、ファインダパターンが３個以上見つけられたか否かが判定される。ファインダパターンは３個存在しなければ次の処理に移れないが、前記ステップＳ７で３個のファインダパターンを付加しているので、問題なく次の処理に移れる。尚、ファインダパターンは３個でなく４個以上の場合もある。これはＱＲコード内の他の領域、あるいは２次元コード外の領域にファインダパターンと同じ周波数成分比のパターンが存在することを示す。
ステップＳ１２で、ファインダパターンの存在しないもう一つの頂点を計算で求める。
ステップＳ１３で、該当する個所にもう一つの頂点が存在するか否かを検出判定する。検出されなければ選択・組み合せが良くないことになり、ファインダパターンの他の組み合せが有るか否かが判定され、組み合せが有るうちはステップＳ１２に戻り再度選択し直す。選択・組み合せを変えてもう一つの頂点の検出処理を繰り返しても、もう一つの頂点が検出されない場合は、再度ステップＳ７に戻る。ファインダパターンの大きさがわからずに制御部２のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させた初期値の大きさのファインダパターンを付加した場合は、ここでファインダパターンのサイズを変化させてステップＳ７を行なう。

ステップＳ１３にてもう一つの頂点が検出されれば、ステップＳ１４で、誤り訂正がなされる。この誤り訂正では、データに誤りが存在した際に、データの訂正がなされる。
そして、ステップＳ１５のデコード処理で、２値データから文字列への変換がなされる。

以上説明したように、本発明に係るＱＲコード読取装置は、撮像した画像データの中からＱＲコードの１：１：３：１：１という比率のファインダパターンを強制的に付加することにより、そのファインダパターンに基づいて画像データを読み取るので、ファインダパターンが変形していたり、欠けていたり、色が薄いなどの原因によって通常では読み取り不可能な場合であっても、高い確率でＱＲコードを読み取ることが可能である。
特に、ＱＲコードを印刷などではなく、浸透印等のスタンプなどの印面として作成した場合に使用者の押印する力加減によって生じる、非常に色の薄いＱＲコード、非常に滲んだＱＲコード、非常に歪んだＱＲコードなどの場合でも、高い確率で認識可能であり、極めて有用な発明である。

本発明のシステム構成図 本発明のフローチャート 本発明のイメージ図

符号の説明

１ ＣＣＤカメラ
２ 制御部
３ モニタ
４ パソコン
５ ネットワーク

Claims (2)

1. ２次元コードシンボルＱＲコードをデジタルカメラで撮影して得た画像データを格納する画像データ格納部と、前記画像データの傾きを計算する計算手段と、前記計算手段から得られた計算結果から前記画像データの傾きを正対に修正する修正手段を有し、
   前記修正手段によって修正された正対の画像データにファインダパターンを付加し、前記ファインダパターンを付加した画像データの情報を読み取るデコード処理手段を備えたことを特徴とするＱＲコード読取装置。
2. 前記修正手段によって修正された正対の画像データにファインダパターンを付加し、前記ファインダパターンを付加した画像データの情報を読み取るデコード処理を行ない、デコードできない場合は大きさの異なるファインダパターンをもう一度付加して再度デコード処理を行ない、デコードできるまで当該処理を繰り返すデコード処理手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＱＲコード読取装置。