JP7402088B2 - optical reader - Google Patents
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Description
本発明は、ワークを撮像することによって生成された読み取り画像に含まれている情報を読み取る光学読取装置に関する。 The present invention relates to an optical reading device that reads information included in a read image generated by imaging a workpiece.
一般的に、コードリーダは、ワークに付されたバーコードや二次元コード等のコードをカメラによって撮像し、得られた画像に含まれるコードを画像処理によって切り出して二値化し、デコード処理して情報を読み取ることができるように構成されている(例えば特許文献1、2参照)。
Generally, a code reader uses a camera to image a code such as a barcode or two-dimensional code attached to a workpiece, uses image processing to cut out the code contained in the obtained image, binarizes it, and decodes it. It is configured so that information can be read (for example, see
特許文献1の光学読取装置は、ワークの移動速度と、コードを構成しているセルサイズとに基づいてコードを読み取るための露光時間の上限値を定め、コードを含む複数の画像を取得して解析することで、露光時間を上記上限値以内で自動設定するように構成されている。
The optical reading device of
特許文献2の光学読取装置は、撮像部に撮像処理を実行させるとともに、取得された画像データを共有メモリに転送する第1コアと、当該第1コアからのデコード処理要求に基づいて、共有メモリ内から画像データを読み出してデコード処理を実行する第2コアとを有している。
The optical reading device of
ところで、特許文献1、2のような光学読取装置における読み取り処理は、各種フィルタ処理等を行う前処理と、前処理後の画像の全体を走査してコードが存在している可能性の高い領域(コード候補領域)を探索するコード探索処理と、コード探索処理で特定したコード候補領域の画像データを用いてデコードするデコード処理の3つの処理からなるのが一般的である。
By the way, reading processing in optical reading devices such as those disclosed in
しかしながら、撮像部によって撮像される範囲が広いと、読み取り画像内のコード候補領域の数が多くなる場合がある。例えば、コード候補領域は、コードらしさを示す特徴量に基づいて抽出することができるが、コードが実際に含まれているコード候補領域の他に、コードが含まれていないコード候補領域が抽出されることがある。その理由は、コードが含まれていなくても、コードに類似した文字列や模様がワークに付されていると、その部分の特徴量が大きくなり、コード候補領域として抽出してしまうからである。 However, if the range imaged by the imaging unit is wide, the number of code candidate areas in the read image may increase. For example, code candidate regions can be extracted based on feature values that indicate code-likeness, but in addition to code candidate regions that actually contain codes, code candidate regions that do not contain codes are extracted. Sometimes. The reason for this is that even if a code is not included, if a character string or pattern similar to a code is attached to the workpiece, the feature amount of that part will become large and it will be extracted as a code candidate area. .
抽出した複数のコード候補領域の全てにコードが含まれていれば、全てのコード候補領域に対してデコード処理を実行する必要があるが、上述したように複数のコード候補領域の全てにコードが含まれていない場合もあり、その場合、コードが含まれていないコード候補領域に対してデコード処理を実行することは無駄な処理であり、デコード処理が完了するまでの時間を長引かせる結果になる。特に、読み取り画像内に複数のコードが存在していてそれらコードを個別にデコード処理する場合にはデコード結果の出力が顕著に遅くなってしまうという問題があった。 If all of the extracted multiple code candidate regions contain codes, it is necessary to perform decoding processing on all of the code candidate regions. In some cases, it may not be included, and in that case, performing decoding processing on a code candidate area that does not contain a code is a wasteful process and will result in prolonging the time it takes to complete the decoding process. . In particular, when a plurality of codes exist in a read image and these codes are individually decoded, there is a problem in that the output of the decoding results is significantly delayed.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コード候補領域が複数抽出された場合に、コードのデコード結果を高速に出力可能にすることにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to enable high-speed output of code decoding results when a plurality of code candidate regions are extracted.
上記目的を達成するために、本開示では、ライン上を搬送されているワークに付されたコードを読み取る定置式の光学読取装置を前提とすることができる。光学読取装置は、前記ワークの通過する領域に向けて光を照射するための照明部と、前記照明部から照射され、前記ワークの通過する領域から反射された光を受光し、当該ワークの通過する領域を撮像した読み取り画像を生成する撮像部と、前記撮像部により生成された前記読み取り画像からコード候補領域を抽出する抽出処理を実行した結果、複数のコード候補領域が抽出された場合、抽出された複数のコード候補領域に対して順番にデコード処理を実行し、いずれかのコード候補領域のデコード処理に成功すると、デコード結果を生成するとともに、当該成功したコード候補領域から離間した位置にあるコード候補領域をデコード処理対象から除外する処理部と、前記処理部が生成したデコード結果を出力する出力部とを備えている。 In order to achieve the above object, the present disclosure can be based on a stationary optical reading device that reads a code attached to a workpiece being conveyed on a line. The optical reading device includes an illumination unit for irradiating light toward an area through which the workpiece passes, and receives light irradiated from the illumination unit and reflected from the area through which the workpiece passes through. If a plurality of code candidate areas are extracted as a result of executing an extraction process that extracts code candidate areas from the read image generated by the image pickup unit and the read image generated by the image pickup unit, extraction The decoding process is executed sequentially for the multiple code candidate areas, and if the decoding process for any of the code candidate areas is successful, a decoding result is generated and the decoding process is performed at a position distant from the code candidate area where the code candidate area was successfully decoded. The processing unit includes a processing unit that excludes a code candidate region from a decoding target, and an output unit that outputs a decoding result generated by the processing unit.
この構成によれば、ライン上を搬送されているワークに照明部から光が照射されると、ワークで反射した光が撮像部によって受光され、ワーク及びそのワークに付されたコードを含む読み取り画像が生成される。処理部は、読み取り画像に対して抽出処理を実行し、コード候補領域を抽出する。抽出処理の結果、複数のコード候補領域が抽出されることがあり、コードが含まれているコード候補領域の他に、コードが含まれていないコード候補領域が抽出されることがある。 According to this configuration, when the workpiece being conveyed on the line is irradiated with light from the illumination unit, the light reflected by the workpiece is received by the imaging unit, and a read image including the workpiece and the code attached to the workpiece is captured. is generated. The processing unit executes an extraction process on the read image and extracts a code candidate area. As a result of the extraction process, a plurality of code candidate regions may be extracted, and in addition to a code candidate region that includes a code, a code candidate region that does not include a code may be extracted.
複数のコード候補領域が抽出された場合、処理部は、抽出された複数のコード候補領域に対して順番にデコード処理を実行する。いずれかのコード候補領域のデコード処理に成功すると、そのコード候補領域から離間した位置にあるコード候補領域をデコード対象から除外する。 When a plurality of code candidate regions are extracted, the processing unit sequentially performs decoding processing on the plurality of extracted code candidate regions. If any code candidate area is successfully decoded, a code candidate area located away from the code candidate area is excluded from the decoding target.
すなわち、ワークに複数のコードが付されている場合として想定されるのは、例えば、1つのラベルに複数のコードが印刷されていて、それがワークに貼り付けられている場合や、ワークの周縁に近い所に複数のコードが印刷されている場合等を挙げることができる。これらいずれの場合も、複数のコードが互いに接近しているケースが多い。したがって、デコード処理に成功したコード候補領域から離間した所にコードが存在している可能性は低く、このコードが存在している可能性の低い所にあるコード候補領域をデコード処理対象から除外することで、コードが存在している可能性の高いコード候補領域に対して優先的にデコード処理を実行できる。 In other words, cases where multiple codes are attached to a workpiece are, for example, cases where multiple codes are printed on one label and are attached to the workpiece, or cases where multiple codes are attached to the workpiece. An example of this is when multiple codes are printed close to each other. In any of these cases, multiple codes are often close to each other. Therefore, it is unlikely that a code exists in a location far away from the code candidate region that has been successfully decoded, and code candidate regions that are located in locations where this code is unlikely to exist are excluded from the decoding target. By doing so, it is possible to perform decoding processing preferentially on code candidate areas where there is a high possibility that a code exists.
第2の開示では、前記処理部は、デコード処理に成功したコード候補領域の位置と、予め設定された領域限定パラメータとに基づいてデコード処理領域を決定し、当該デコード処理領域内に位置するコード候補領域をデコード処理対象とすることができる。 In the second disclosure, the processing unit determines a decoding processing area based on the position of a code candidate area that has been successfully decoded and a preset area limitation parameter, and determines a decoding processing area based on the position of a code candidate area that has been successfully decoded, and The candidate area can be targeted for decoding processing.
この構成によれば、あるコード候補領域のデコード処理に成功すると、そのコード候補領域の位置と、予め設定された領域限定パラメータとに基づいてデコード処理領域が決定され、このデコード処理領域内に位置しているコード候補領域に対してデコード処理が実行される。例えば、デコード処理に成功したコード候補領域の中央部を中心とする円を描画したとき、この円内の領域をデコード処理領域とすることができる。この場合、領域限定パラメータは、円の半径とすることができる。この手法は一例であり、デコード処理領域の決定手法は他の手法であってもよく、例えばコード候補領域の中央部を中心とする楕円や長円、多角形等の各種図形を描画し、その図形内の領域をデコード処理領域とすることができる。 According to this configuration, when a certain code candidate area is successfully decoded, a decoding process area is determined based on the position of the code candidate area and a preset area limiting parameter, and a position within this decoding process area is determined. The decoding process is performed on the code candidate area that is For example, when a circle centered on the center of a code candidate area that has been successfully decoded is drawn, the area within this circle can be set as the decoding process area. In this case, the region limiting parameter may be the radius of the circle. This method is just an example, and other methods may be used to determine the decoding processing area. A region within a figure can be used as a decoding processing region.
第3の開示では、前記処理部は、前記デコード処理領域と重複している前記コード候補領域をデコード処理対象とすることができる。 In a third disclosure, the processing unit may target the code candidate region that overlaps the decoding processing region as a decoding processing target.
すなわち、デコード処理領域と重複しているコード候補領域は、デコード処理に成功したコード候補領域と近い所に位置しているということであり、そのようなコード候補領域にはコードが存在している可能性が高い。この場合には、デコード処理対象とすることができる。 In other words, a code candidate area that overlaps with a decoding processing area is located close to a code candidate area that has been successfully decoded, and a code exists in such a code candidate area. Probability is high. In this case, it can be targeted for decoding.
第4の開示では、前記処理部は、前記デコード処理領域外に位置する前記コード候補領域をデコード処理対象から除外することができる。 In a fourth disclosure, the processing unit can exclude the code candidate area located outside the decoding processing area from the decoding processing target.
この構成によれば、デコード処理領域外に位置するコード候補領域は、デコード処理に成功したコード候補領域と離間しているということであり、そのようなコード候補領域にはコードが存在している可能性が低く、デコード処理対象から除外することができる。 According to this configuration, a code candidate area located outside the decoding processing area is separated from a code candidate area that has been successfully decoded, and a code exists in such a code candidate area. Since the possibility is low, it can be excluded from decoding processing targets.
第5の開示では、前記光学読取装置の設定時に、複数のコードを含む読み取り画像を前記撮像部から取得し、取得した読み取り画像の複数のコード候補領域に対して前記処理部でデコード処理を実行し、デコード処理が成功した複数のコード候補領域が前記デコード処理領域に入るように前記領域限定パラメータを自動設定するチューニング実行部を備えている。 In a fifth disclosure, when setting the optical reading device, a read image including a plurality of codes is acquired from the imaging unit, and the processing unit performs decoding processing on the plurality of code candidate areas of the acquired read image. The apparatus further includes a tuning execution unit that automatically sets the area limiting parameter so that a plurality of code candidate areas that have been successfully decoded are included in the decoding process area.
この構成によれば、領域限定パラメータを読み取り画像に基づいて最適な値に自動設定することができる。 According to this configuration, the region limiting parameter can be automatically set to an optimal value based on the read image.
第6の開示では、前記領域限定パラメータのユーザによる設定を受け付ける受付部を備えている。 A sixth disclosure includes a reception unit that accepts settings of the region-limiting parameters by a user.
この構成によれば、領域限定パラメータをユーザが設定することができるので、実際のワークに付された複数のコードを含むように領域限定パラメータを設定できる。チューニング実行部によって領域限定パラメータを自動設定した後、ユーザが領域限定パラメータを調整することも可能であり、この場合、受付部を調整部と呼ぶこともできる。s
第7の開示では、前記処理部は、前記デコード処理領域の決定後、当該デコード処理領域内に位置する別のコード候補領域に対するデコード処理に成功すると、当該別のコード候補領域の位置と、前記領域限定パラメータとに基づいてデコード処理領域を新たに決定し、当該新たに決定されたデコード処理領域内に位置するコード候補領域をデコード処理対象とする。
According to this configuration, the region-limiting parameter can be set by the user, so that the region-limiting parameter can be set to include a plurality of codes attached to the actual workpiece. After the region-limiting parameters are automatically set by the tuning execution section, the user can also adjust the region-limiting parameters, and in this case, the receiving section can also be called an adjustment section. s
In the seventh disclosure, after determining the decoding processing area, if the processing unit succeeds in decoding processing for another code candidate area located within the decoding processing area, the processing unit determines the position of the another code candidate area and the A decoding processing area is newly determined based on the area-limiting parameter, and a code candidate area located within the newly determined decoding processing area is set as a decoding processing target.
例えば、ワークに第1のコード、第2のコード及び第3のコードの3つが並んで付されていた場合、第1のコードが存在する第1のコード候補領域に対するデコード処理が成功すると、第1のコード候補領域の位置と、領域限定パラメータとに基づいて最初のデコード処理領域が決定される。この最初のデコード処理領域内には、第2のコードが存在する第2のコード候補領域と、第3のコードが存在する第3のコード候補領域とが位置することになる。その後、処理部が、第2のコード候補領域に対するデコード処理を実行し、そのデコード処理が成功すると、第2のコード候補領域の位置と、領域限定パラメータとに基づいて新たなデコード処理領域を決定する。この新たなデコード処理領域には、第3のコードが存在する第3のコード候補領域が位置することになる。このように、デコード処理の成功に応じて、デコード処理領域を段階的に絞り込んでいくことができるので、より高速なデコード処理が可能になる。 For example, if three codes, the first code, the second code, and the third code, are attached to the workpiece in parallel, if the decoding process for the first code candidate area where the first code exists is successful, the first code, the second code, and the third code are attached to the workpiece. The first decoding processing area is determined based on the position of the first code candidate area and the area limiting parameter. In this first decoding processing area, a second code candidate area where the second code exists and a third code candidate area where the third code exists are located. Thereafter, the processing unit executes decoding processing on the second code candidate area, and if the decoding process is successful, determines a new decoding processing area based on the position of the second code candidate area and the area limiting parameter. do. A third code candidate area in which the third code exists is located in this new decoding processing area. In this way, the decoding processing area can be narrowed down step by step according to the success of the decoding process, thereby enabling faster decoding processing.
第8の開示では、前記処理部は、読み取り画像上でのコードのサイズに応じて前記領域限定パラメータを変化させることができる。 In an eighth disclosure, the processing unit can change the area limiting parameter according to the size of the code on the read image.
同じ大きさのコードが付されているワークを撮像する場合であっても、例えば、ワークと撮像部との距離が近いと、読み取り画像上でコードが大きくなり、ワークと撮像部との距離が遠いと、読み取り画像上でコードが小さくなる。したがって、領域限定パラメータが固定値であると、読み取り画像上で大きなコードの場合にはデコード処理領域の大きさが適していたとしても、読み取り画像上で小さなコードの場合にはデコード処理領域が大きすぎてしまい、コードが存在している可能性の低いコード候補領域がデコード処理領域に入ってしまうことが考えられる。本構成によれば、読み取り画像上でのコードのサイズに応じて領域限定パラメータを変化させることができるので、読み取り画像上でのコードのサイズに関係なく、適切なデコード処理領域を決定することができる。 Even when imaging workpieces with codes of the same size, for example, if the distance between the workpiece and the imaging unit is short, the code will be large on the read image, and the distance between the workpiece and the imaging unit may be small. If it is far away, the code will be smaller on the read image. Therefore, if the area limitation parameter is a fixed value, even if the size of the decoding processing area is appropriate for a large code on the read image, the decoding processing area will be large for a small code on the read image. It is conceivable that a code candidate area with a low probability of containing a code will be included in the decoding processing area. According to this configuration, the area limitation parameter can be changed according to the size of the code on the read image, so it is possible to determine an appropriate decoding processing area regardless of the size of the code on the read image. can.
第9の開示では、前記処理部は、読み取り画像上でのコードのサイズが小さければ小さいほど、前記デコード処理領域が小さくなるように前記領域限定パラメータを変化させる。また、第10の開示では、前記処理部は、読み取り画像上でのコードのサイズが大きければ大きいほど、前記デコード処理領域が大きくなるように前記領域限定パラメータを変化させる。 In a ninth disclosure, the processing unit changes the area limiting parameter so that the smaller the size of the code on the read image, the smaller the decoding processing area. Furthermore, in the tenth disclosure, the processing unit changes the area limiting parameter so that the larger the size of the code on the read image, the larger the decoding processing area.
これにより、実際の読み取り画像上でのコードのサイズに対応するようにデコード処理領域の大きさを決定できる。読み取り画像上でのコードのサイズを規定するものは、例えばコード候補領域の面積、コードの最小モジュールのサイズ等を挙げることができる。 Thereby, the size of the decoding processing area can be determined to correspond to the size of the code on the actual read image. Things that define the size of the code on the read image include, for example, the area of the code candidate area, the size of the minimum module of the code, and the like.
第11の開示では、前記処理部は、抽出した複数のコード候補領域のそれぞれに対してモジュール数あるいはエレメント数の推定値を算出し、デコード処理を実行するコード候補領域を前記算出した推定値に従って選択する。 In the eleventh disclosure, the processing unit calculates an estimated value of the number of modules or the number of elements for each of the plurality of extracted code candidate regions, and selects a code candidate region to be decoded according to the calculated estimated value. select.
すなわち、コードを構成しているモジュール数またはエレメント数は、読み取り画像に占めるコードの面積に依存しない特徴量であり、このような特徴量を使用することで、コード候補領域を高速に抽出できる。 That is, the number of modules or the number of elements constituting a code is a feature quantity that does not depend on the area of the code occupied in the read image, and by using such a feature quantity, code candidate regions can be extracted at high speed.
以上説明したように、本開示によれば、複数のコード候補領域が抽出された場合に、いずれかのコード候補領域のデコード処理に成功すると、そのコード候補領域から離間した位置にあるコード候補領域をデコード処理対象から除外するので、コードが存在している可能性の高いコード候補領域に対して優先的にデコード処理を実行でき、これにより、デコード結果を高速に出力することができる。 As described above, according to the present disclosure, when a plurality of code candidate regions are extracted and the decoding process of any one of the code candidate regions is successful, the code candidate region located at a position distant from the code candidate region is is excluded from the decoding processing target, so that the decoding processing can be performed preferentially on the code candidate region where there is a high possibility that a code exists, and thereby the decoding result can be outputted at high speed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. Note that the following description of preferred embodiments is essentially just an example, and is not intended to limit the present invention, its applications, or its uses.
図1は、本発明の実施形態に係る光学読取装置1の運用時を模式的に示す図である。この例では、複数のワークWが搬送用ベルトコンベアBの上面に載置された状態で図1における矢印Yの方向へ搬送されており、そのワークWから上方へ離れた所に、実施形態に係る光学読取装置1が設置されている。ワークWは、搬送用ベルトコンベアBの上面の幅方向中央部だけでなく、幅方向にオフセットした状態で一方側及び他方側を流れることもあり、ワークWが常に一定の位置を通過するとは限らない。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the operation of an
光学読取装置1は、例えば物流配送センター等で使用することができる。物流配送センターに設置されている搬送用ベルトコンベアB上には、サイズや形状が様々な搬送物(ワークW)が高速で搬送されている。また、ワークW同士の搬送方向の間隔も狭く設定されている。
The
図2に示すように、ワークWのある面には、複数のコードCD1、CD2、CD3、CD4、CD5が付されている場合があるが、1つだけ付されている場合もある。ワークWの左上に付されている第1のコードCD1、第2のコードCD2及び第3のコードCD3が読み取り対象のコードであり、ワークWの右上に付されている第4のコードCD4及び第5のコードCD5は読み取り対象ではないコードである。第1~第5のコードCD1~5は、ワークWの側面であってもよいし、上面であってもよいし、正面や背面であってもよい。
As shown in FIG. 2, a plurality of codes CD1, CD2, CD3, CD4, and CD5 may be attached to a certain surface of the workpiece W, but there are also cases where only one code is attached. The first code CD1, the second code CD2, and the third code CD3 attached to the upper left of the work W are the codes to be read, and the fourth code CD4 and the third code attached to the upper right of the work W are the codes to be read.
また、ワークWにおける第1~第5のコードCD1~5が付されている面と同じ面には、第1~第5のコードCD1~CD5以外にも、第1~第8の文字列L1~L8も付されている。第1~第3の文字列L1~L3は、読み取り対象である第1~第3のコードCD1~CD3と近い所に配置されている一方、第4~第8の文字列L4~L8は、第1~第3のコードCD1~CD3から遠い所に配置されている。また、ワークWには、文字列L1~L8に加えて、または文字列L1~L8に代えて模様等も付されていることがある。 In addition, in addition to the first to fifth codes CD1 to CD5, the first to eighth character strings L1 are attached to the same surface of the work W as the first to fifth codes CD1 to CD5. ~L8 is also attached. The first to third character strings L1 to L3 are placed close to the first to third codes CD1 to CD3 to be read, while the fourth to eighth character strings L4 to L8 are It is placed far from the first to third codes CD1 to CD3. Further, the workpiece W may have a pattern or the like attached thereto in addition to or in place of the character strings L1 to L8.
図2に示すワークWは一例であり、コードの数や配置、文字列及び模様の有無等は様々であるが、本例では、第1~第3のコードCD1~CD3が互いに接近して所定方向に並ぶ一方、第4、第5のコードCD4、CD5及び第1~第8の文字列L1~L8は、第1~第3のコードCD1~CD3から離間している。すなわち、第1のコードCD1と第2のコードCD2との間隔S1、第2のコードCD2と第3のコードCD3との間隔S2は、第3のコードCD3と、文字列L1~L18のうちで第3のコードCD3に最も近い第1の文字列L1との間隔S3よりも短く設定されている。また、第1~第3のコードCD1~CD3と、第4、第5のコードCD4、CD5との間隔S4は、間隔S1、S2よりも長く設定されている。したがって、第1~第5のコードCD1~CD5及び第1~第8の文字列L1~L8での中で、第1~第3のコードCD1~CD3が1つの群を構成している。 The workpiece W shown in FIG. 2 is an example, and the number and arrangement of codes, the presence or absence of character strings and patterns, etc. may vary; The fourth and fifth codes CD4 and CD5 and the first to eighth character strings L1 to L8 are spaced apart from the first to third codes CD1 to CD3. That is, the interval S1 between the first code CD1 and the second code CD2 and the interval S2 between the second code CD2 and the third code CD3 are the same as those between the third code CD3 and the character strings L1 to L18. It is set shorter than the interval S3 between the third code CD3 and the first character string L1 closest to it. Further, the interval S4 between the first to third codes CD1 to CD3 and the fourth and fifth codes CD4 and CD5 is set longer than the intervals S1 and S2. Therefore, among the first to fifth codes CD1 to CD5 and the first to eighth character strings L1 to L8, the first to third codes CD1 to CD3 constitute one group.
詳細は後述するが、ワークWを撮像した読み取り画像上で、第1~第5のコードCD1~CD5が存在している領域は、コード候補領域となる得る領域である。また、コードではない文字列L1~L8であっても、文字の種類や文字間隔等によっては、コードと同様に周波数が高くなることがあり、この場合、文字列L1~L8もそれぞれコード候補領域となる場合がある。 Although details will be described later, the areas where the first to fifth codes CD1 to CD5 are present on the read image of the workpiece W are areas that can become code candidate areas. In addition, even if the character strings L1 to L8 are not codes, the frequency may be high depending on the type of characters, character spacing, etc., just like the code. In this case, the character strings L1 to L8 are also code candidate areas. In some cases,
本例では、第1~第5のコードCD1~CD5が1次元コードである場合について説明するが、2次元コードであってもよい。また、読み取り対象である第1~第3のコードCD1~CD3のうち、一部のコードが1次元コードであり、残りのコードが2次元コードであってもよい。1次元コードの典型的な例は、バーコードであり、例えばJANコード、ITFコード、GS1-128等を挙げることができる。2次元コードの典型的な例は、QRコード(登録商標)、マイクロQRコード、データマトリクス(Data matrix;Data code)、ベリコード(Veri code)、アズテックコード(Aztec code)、PDF417、マキシコード(Maxi code)などがある。2次元コードにはスタック型とマトリクス型があるが、本発明はいずれの2次元コードに対しても適用できる。第1~第5のコードCD1~CD5は、ワークWに直接印刷あるいは刻印することによって付してもよいし、ラベル等に印刷した後にワークWに貼付することによって付してもよく、その手段、方法は問わない。 In this example, a case will be described in which the first to fifth codes CD1 to CD5 are one-dimensional codes, but they may be two-dimensional codes. Also, some of the first to third codes CD1 to CD3 to be read may be one-dimensional codes, and the remaining codes may be two-dimensional codes. A typical example of a one-dimensional code is a barcode, such as a JAN code, an ITF code, and GS1-128. Typical examples of two-dimensional codes are QR code (registered trademark), micro QR code, data matrix (Data code), Veri code, Aztec code, PDF417, and Maxi code. code) etc. Two-dimensional codes include stack type and matrix type, and the present invention can be applied to either type of two-dimensional code. The first to fifth codes CD1 to CD5 may be attached by directly printing or stamping on the workpiece W, or may be attached by printing on a label etc. and then pasting it on the workpiece W. , the method does not matter.
図1に示すように、光学読取装置1は、ワークWに付された第1~第3のコードCD1~CD3(図2に示す)を光学的に読み取る装置であり、具体的には、ワークWに付されている第1~第3のコードCD1~CD3を撮像して読み取り画像を生成し、生成された読み取り画像に含まれる第1~第3のコードCD1~CD3をデコード処理してデコード結果を出力することができるように構成されたコードリーダである。
As shown in FIG. 1, the
光学読取装置1は、その運用時に動かないようにブラケット等(図示せず)に固定して使用される定置式の光学読取装置で構成することができるが、ロボット(図示せず)や使用者等が把持して動かしながら運用してもよい。また、静止状態にあるワークWの第1~第3のコードCD1~CD3を光学読取装置1によって読み取るようにしてもよい。運用時とは、搬送用ベルトコンベアBによって順次搬送されるワークWの第1~第3のコードCD1~CD3を読み取る動作を行っている時である。この実施形態の光学読取装置1は、位置が変動するワークWに付された第1~第3のコードCD1~CD3を読み取りたい場面に適しているが、これに限らず、位置が変動しないワークWに付された第1~第3のコードCD1~CD3を読み取る場合にも使用することもできる。
The
図1に示すように、光学読取装置1は、外部制御装置としてのコンピュータ100及びプログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)101にそれぞれ信号線101a、101aによって有線接続されているが、これに限らず、光学読取装置1、コンピュータ100及びPLC101に通信モジュールを内蔵し、光学読取装置1と、コンピュータ100及びPLC101とを無線接続するようにしてもよい。PLC101は、搬送用ベルトコンベアB及び光学読取装置1をシーケンス制御するための制御装置であり、汎用のPLCを利用することができる。
As shown in FIG. 1, the
コンピュータ100は、汎用あるいは専用の電子計算機や携帯型端末等を利用することができる。本例では、いわゆるパーソナルコンピュータを使用しており、制御部40と、記憶装置41と、表示部42と、入力部43と、通信部44とを備えている。光学読取装置1を小型化することで、光学読取装置1の表示部7やボタン8、9等だけでは、光学読取装置1の全ての設定を行うことが困難になるので、光学読取装置1とは別にコンピュータ100を用意し、コンピュータ100で光学読取装置1の各種設定を行って設定情報を光学読取装置1に転送するようにしてもよい。
The computer 100 can be a general-purpose or dedicated computer, a portable terminal, or the like. In this example, a so-called personal computer is used, and includes a
また、コンピュータ100が通信部44を備えているので、コンピュータ100と光学読取装置1とを双方向通信可能に接続して、上述した光学読取装置1の処理の一部をコンピュータ100で行うようにしてもよい。この場合、コンピュータ100の一部が光学読取装置1の構成要素の一部になる。
Further, since the computer 100 includes the
制御部40は、記憶装置41に記憶されているプログラムに基づいてコンピュータ100が備えている各部を制御するユニットである。記憶装置41は、各種メモリやハードディスク、SSD(Solid State Drive)等で構成されている。表示部42は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されている。入力部43は、キーボードやマウス、タッチセンサ等で構成されている。通信部44は、光学読取装置1と通信を行う部分である。通信部44は、光学読取装置1と接続されるI/O部、RS232C等のシリアル通信部、無線LANや有線LAN等のネットワーク通信部を有していてもよい。
The
制御部40は、光学読取装置1の撮像部5の撮像条件や処理部23における画像処理条件等を設定するためのユーザインターフェース画像や、光学読取装置1から出力されたデコード結果、画像データ等を表示するためのユーザインターフェース画像等を生成し、表示部42に表示させる。表示部42は、光学読取装置1の一部を構成するものとすることができる。記憶装置41は、処理部23によりデコード処理が実行された結果であるデコード結果、撮像部5によって撮像された画像、各種設定情報等を記憶する部分である。
The
また、光学読取装置1は、その運用時において、PLC101から信号線101aを介して、第1~第3のコードCD1~CD3の読取の開始タイミングを規定する読取開始トリガ信号を受信する。そして、光学読取装置1は、この読取開始トリガ信号に基づいてワークWの撮像やデコード処理を行う。その後、デコード処理によって得られたデコード結果は、信号線101aを介してPLC101へ送信される。このように、光学読取装置1の運用時には、光学読取装置1とPLC101等の外部制御装置との間で、信号線101aを介して読取開始トリガ信号の入力とデコード結果の出力が繰り返し行われる。なお、読取開始トリガ信号の入力やデコード結果の出力は、上述したように、光学読取装置1とPLC101との間の信号線101aを介して行ってもよいし、それ以外の図示しない信号線を介して行ってもよい。例えば、ワークWが所定位置に到着したことを検知するためのセンサと光学読取装置1とを直接的に接続し、そのセンサから光学読取装置1へ読取開始トリガ信号を入力するようにしてもよい。また、デコード結果や画像、各種設定情報は、PLC101以外の機器、例えばコンピュータ100へ出力することもできる。
Further, during operation, the
[光学読取装置1の全体構成]
図4~図6に示すように、光学読取装置1は、筐体2と、フロントカバー3とを備えている。図4に示すように、筐体2の正面には、照明部4と、撮像部5と、エイマー6とが設けられている。照明部4及び撮像部5の構成については後述する。エイマー6は、例えば発光ダイオード(Light Emitting Diode)等の発光体で構成されている。このエイマー6は、光学読取装置1の前方へ向けて光を照射することによって撮像部5による撮像範囲や照明部4の光軸の目安を示すためのものである。使用者は、エイマー6から照射される光を参照して光学読取装置1を設置することもできる。
[Overall configuration of optical reading device 1]
As shown in FIGS. 4 to 6, the
また、図5に示すように、筐体2の一端面には、表示部7と、セレクトボタン8と、エンターボタン9と、インジケータ10とが設けられている。表示部7の構成については後述する。セレクトボタン8及びエンターボタン9は、光学読取装置1の設定等で使用されるボタンであり、制御ユニット20に接続されている。制御ユニット20はセレクトボタン8及びエンターボタン9の操作状態を検出可能になっている。セレクトボタン8は、表示部7に表示された複数の選択肢の中から1つを選択する際に操作するボタンである。エンターボタン9は、セレクトボタン8で選択した結果を確定する際に操作するボタンである。インジケータ10は、制御ユニット20に接続されていて、たとえば発光ダイオード等の発光体で構成することができる。光学読取装置1の作動状態をインジケータ10の点灯状態によって外部に報知することができる。
Further, as shown in FIG. 5, a
また、図6に示すように、筐体2の他端面には、電源コネクタ11と、ネットワークコネクタ12と、シリアルコネクタ13と、USBコネクタ14とが設けられている。また、筐体2の背面には、リヤケースとなるヒートシンク15が設けられている。電源コネクタ11には、光学読取装置1に電力を供給するための電力配線が接続される。シリアルコネクタ13は、コンピュータ100及びPLC101に接続される信号線100a、101aであり、ネットワークコネクタ12は、Ethernetコネクタである。尚、Ethernet規格は一例であり、Ethernet規格以外の規格の信号線を利用することもできる。
Further, as shown in FIG. 6, a
さらに、筐体2の内部には、図3に示す制御ユニット20や記憶装置50、出力部60等が設けられている。これらについては後述する。
Further, inside the
この実施形態の説明では、光学読取装置1の正面及び背面を上述のように定義するが、これは説明の便宜を図るためだけであり、光学読取装置1の使用時における向きを限定するものではない。すなわち、図1に示すように、光学読取装置1の正面がほぼ下に向くように設置して使用することや、光学読取装置1の正面が上に向くように設置して使用すること、あるいは光学読取装置1の正面が下に向きかつ傾斜した状態となるように設置して使用すること、光学読取装置1の正面が鉛直面に沿うように設置して使用すること等が可能である。
In the description of this embodiment, the front and back sides of the
[照明部4の構成]
図4に破線で示すように、照明部4は、搬送用ベルトコンベアBで搬送されるワークWの通過する領域に向けて光を照射するための部材である。照明部4から照射された光により、少なくとも搬送用ベルトコンベアBによる搬送方向の所定範囲が照明される。この所定範囲は、運用時に搬送が想定される最も大きなワークWの同方向の寸法よりも広い範囲である。照明部4により、搬送用ベルトコンベアBで搬送されるワークWに付されている第1~第3のコードCD1~CD3が照明される。
[Configuration of lighting section 4]
As shown by the broken line in FIG. 4, the
照明部4は、例えば発光ダイオード等からなる発光体4aを備えており、発光体4aは1つであってもよいし、複数あってもよい。本例では、複数の発光体4aを備えており、発光体4aの間から撮像部5が外部に臨んでいる。また、発光体4aの間からエイマー6の光が照射される。照明部4は、制御ユニット20の撮像制御部22に電気的に接続されていて制御ユニット20により制御され、任意のタイミングで点灯及び消灯させることができるようになっている。
The
本例では、照明部4と撮像部5とが1つの筐体2に搭載されて一体化されているが、照明部4と撮像部5とは別体に構成されていてもよい。この場合、照明部4と撮像部5とを有線または無線接続することができる。また、後述する制御ユニット20は、照明部4に内蔵されていてもよいし、撮像部5に内蔵されていてもよい。筐体2に搭載された照明部4を内部照明と呼び、筐体2とは別体とされた照明部4を外部照明と呼ぶことにする。内部照明及び外部照明の両方を使用してワークWを照明することも可能である。
In this example, the
[撮像部5の構成]
図3は光学読取装置1の構成を示すブロック図である。撮像部5は、照明部4から照射され、ワークWの通過する領域から反射された光を受光し、当該ワークWの通過する領域を撮像した読み取り画像を生成するための部材である。撮像部5としては、画素が縦横(X方向及びY方向)に並んだエリアカメラを用いることができ、これにより、2次元コードの読み取りに対応できるとともに、搬送中の1つのワークWを複数回撮像することが可能になる。
[Configuration of imaging unit 5]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
図3に示すように、撮像部5は、少なくともワークWにおける第1~第3のコードCD1~CD3が付された部分を撮像可能な撮像素子5aと、レンズ等を有する光学系5bと、オートフォーカス機構(AF機構)5cとを備えている。光学系5bには、少なくともワークWにおける第1~第3のコードCD1~CD3が付された部分から反射した光が入射するようになっている。撮像素子5aは、光学系5bを通して得られた第1~第3のコードCD1~CD3を含む画像を電気信号に変換するCCD(charge-coupled device)やCMOS(complementary metal oxide semiconductor)等の受光素子からなるイメージセンサである。
As shown in FIG. 3, the
AF機構5cは、光学系5bを構成するレンズのうち、合焦用レンズの位置や屈折率を変更することによってピント合わせを行う機構である。AF機構5cは制御ユニット20に接続され、制御ユニット20のAF制御部21により制御される。
The
撮像素子5aは制御ユニット20の撮像制御部22に接続されている。撮像素子5aは、撮像制御部22によって制御され、予め設定された一定の時間間隔ごとにワークWの通過する領域を撮像することや、時間間隔を変化させた任意のタイミングでワークWの通過する領域を撮像することが可能に構成されている。撮像部5は、読み取り画像の連続生成を継続する、いわゆる無限バースト撮像の実行が可能に構成されている。これにより、高速で移動しているワークWの第1~第3のコードCD1~CD3を逃がさずに読み取り画像に取り込むことができるとともに、搬送中の1つのワークWを複数回撮像して複数の読み取り画像を生成することが可能になる。尚、撮像制御部22は、撮像部5に内蔵されていてもよい。
The
撮像素子5aの受光面で受光した光の強さは、撮像素子5aによって電気信号に変換され、撮像素子5aによって変換された電気信号は、読み取り画像を構成する画像データとして制御ユニット20の処理部23に転送される。
The intensity of the light received by the light-receiving surface of the
[表示部7の構成]
表示部7は、たとえば有機ELディスプレイや液晶ディスプレイ等からなるものである。表示部7は、図3に示すように制御ユニット20に接続されている。表示部7には、たとえば撮像部5で撮像された第1~第3のコードCD1~CD3、第1~第3のコードCD1~CD3のデコード結果である文字列、読み取り成功率、マッチングレベル(読み取り余裕度)等を表示させることができる。読み取り成功率とは、複数回読み取り処理を実行したときの平均読み取り成功率である。マッチングレベルとは、デコードが成功した第1~第3のコードCD1~CD3の読み取りのしやすさを示す読取余裕度である。これはデコード時に発生した誤り訂正の数等から求めることができ、たとえば数値で表すことができる。誤り訂正が少なければ少ないほどマッチングレベル(読取余裕度)が高くなり、一方、誤り訂正が多ければ多いほどマッチングレベル(読取余裕度)が低くなる。
[Configuration of display section 7]
The
[記憶装置50の構成]
記憶装置50は、各種メモリやハードディスク、SSD等で構成されている。記憶装置35には、デコード結果記憶部51と、画像データ記憶部52と、パラメータセット記憶部53とが設けられている。デコード結果記憶部51は、処理部23によりデコード処理が実行された結果であるデコード結果を記憶する部分である。画像データ記憶部52は、撮像部5によって撮像された画像を記憶する部分である。パラメータセット記憶部53は、コンピュータ100等の設定装置によって設定された設定情報やセレクトボタン8及びエンターボタン9によって設定された設定情報、チューニグ実行部24がチューニングを実行した結果、得られた設定情報等を記憶する部分である。このパラメータセット記憶部53には、撮像部5の撮像条件(ゲイン、照明部4の光量、露光時間等)と、処理部23における画像処理条件(画像処理フィルタの種類等)とを構成する複数のパラメータを含むパラメータセットを複数記憶することができる。
[Configuration of storage device 50]
The
[出力部60の構成]
光学読取装置1は出力部60を有している。出力部60は、後述する処理部23がデコード処理したデコード結果を出力する部分である。具体的に、処理部23は、デコード処理が完了すると、デコード結果を出力部60に送信する。出力部60は、処理部23から受け取ったデコード結果に関するデータを例えばコンピュータ100及びPLC101に送信する通信部で構成することができる。出力部60は、コンピュータ100及びPLC101と接続されるI/O部、RS232C等のシリアル通信部、無線LANや有線LAN等のネットワーク通信部を有していてもよい。
[Configuration of output section 60]
The
[制御ユニット20の構成]
図3に示す制御ユニット20は、光学読取装置1の各部を制御するためのユニットであり、CPUやMPU、システムLSI、DSPや専用ハードウエア等で構成することができる。制御ユニット20は、後述するように様々な機能を搭載しているが、これらは論理回路によって実現されていてもよいし、ソフトウエアを実行することによって実現されていてもよい。
[Configuration of control unit 20]
The
制御ユニット20は、AF制御部21と、撮像制御部22と、処理部23と、チューニング実行部24と、UI管理部25とを有している。AF制御部21は、従来から周知のコントラストAFや位相差AFによって上記光学系5bのピント合わせを行う部分である。AF制御部21は、撮像部5に含まれていてもよい。
The
[撮像制御部22の構成]
撮像制御部22は、撮像部5を制御する他、照明部4も制御する部分である。すなわち、撮像制御部22は、撮像素子5aのゲインを調整したり、照明部4の光量を制御したり、撮像素子5aの露光時間(シャッタースピード)を制御するユニットで構成されている。ゲイン、照明部4の光量、露光時間等は、撮像部5の撮像条件に含まれる。
[Configuration of imaging control unit 22]
The
[処理部23の構成]
処理部23は、読み取り画像から抽出されたコード候補領域に対してデコード処理を実行し、デコード処理に成功すると、デコード結果を生成して出力部60に送信する部分である。以下、図7のフローチャートを用いて、処理部23が実行する各処理の詳細について説明する。
[Configuration of processing unit 23]
The
このフローチャートは、光学読取装置1が読取開始トリガ信号を受信したタイミングでスタートし、運転停止操作がなされたタイミングで終了する。スタート後、ステップSA1では、処理部23が、撮像部5により生成された読み取り画像200(図8に示す)を当該撮像部5から取得する。図8に示す読み取り画像200は、図2に示すワークWを一側面から撮像することによって生成された画像である。この読み取り画像200には、ワークWに付された第1~第5のコードCD1~CD5、第1~第8の文字列L1~L8が含まれている。
This flowchart starts at the timing when the
ステップSA1で読み取り画像を取得した後、ステップSA2に進み、コード探索用データ生成処理を実行する。コード探索用データ生成処理の詳細については図9に示す。スタート後のステップSB1では、読み取り画像200に対してエッジ検出処理を実行し、エッジデータを生成する。エッジ検出処理は、例えばソベルフィルタ等を用いることで実行できる。例えば1次元コードの場合、バーコードの回転角が0゜の場合、X方向ソベル、90゜の場合、Y方向ソベル、バーコードの回転角に前提がない場合は、X方向ソベル、Y方向ソベル画像に対してそれらを足し合わせるなどして合成した画像を生成してもよい。
After acquiring the read image in step SA1, the process proceeds to step SA2, and code search data generation processing is executed. Details of the code search data generation process are shown in FIG. In step SB1 after the start, edge detection processing is performed on the read
ステップSB1では、エッジ検出処理後の画像として、例えばエッジ強度画像、エッジ角度画像等を生成することができ、さらに共通の畳み込み処理や演算処理を実行した画像を生成してもよい。また、1次微分処理のみでなく、2次微分処理などもエッジ検出処理として用いることができる。 In step SB1, for example, an edge intensity image, an edge angle image, etc. can be generated as the image after the edge detection process, and an image after common convolution processing or arithmetic processing may be generated. Furthermore, not only the first-order differential processing but also the second-order differential processing can be used as the edge detection processing.
ステップSB2では、ステップSB1で生成したエッジ画像データを取得する。その後、ステップSB3に進み、ある画素及びその近傍のエッジ画像データを統合するエッジ画像データ統合処理を実行する。例えば、エッジ画像データにおいて輝度値の大きな画素が集まる領域にコードが存在している可能性が高いので、その領域をコードの候補領域と推定することができる。エッジ画像データを構成しているある画素及びその近傍に存在するエッジ画像データを統合することで、輝度値の大きな画素が集まる領域を表現することができる。本例では、エッジ画像データの一定の領域内での集まりの程度を計るデータを生成するための積和演算処理や画素統合処理を実行することができる。例えば、特定のウインドウサイズ内の画素値を足し合わせる効果を持つ平滑化処理を用いることができる。また、縮小処理を用いてもよく、縮小処理を用いた場合、データ量が小さくなるため、走査量が少なくて済む利点がある。 In step SB2, the edge image data generated in step SB1 is acquired. Thereafter, the process proceeds to step SB3, where edge image data integration processing is performed to integrate edge image data of a certain pixel and its vicinity. For example, since there is a high possibility that a code exists in an area where pixels with large luminance values gather in edge image data, that area can be estimated as a candidate area for the code. By integrating a certain pixel forming edge image data and edge image data existing in its vicinity, it is possible to express an area where pixels with large luminance values gather. In this example, it is possible to execute product-sum calculation processing and pixel integration processing to generate data that measures the degree of aggregation of edge image data within a certain region. For example, smoothing processing can be used that has the effect of adding up pixel values within a specific window size. Further, reduction processing may be used. When reduction processing is used, the amount of data becomes smaller, so there is an advantage that the amount of scanning can be reduced.
ステップSB1~SB3を経ることで、画像データ中の各領域についてコードらしさを示す特徴量を算出できる。特徴量に基づいてコード候補領域を探索し、抽出することができるので、算出された特徴量は、コード探索用データとして取得する(ステップSB4)。尚、算出された特徴量に応じた輝度値が割り当てられた特徴量画像を生成することもできる。特徴量画像は、特徴量が大きな領域を小さな領域に比べて明るく表示したり、暗く表示することができ、いわゆるヒートマップ画像とすることができる。ヒートマップ画像を生成することなく、特徴量そのものをコード探索用データとしてもよい。 By going through steps SB1 to SB3, it is possible to calculate the feature amount indicating code-likeness for each area in the image data. Since the code candidate region can be searched and extracted based on the feature amount, the calculated feature amount is acquired as code search data (step SB4). Note that it is also possible to generate a feature amount image to which a brightness value according to the calculated feature amount is assigned. The feature image can be a so-called heat map image, in which regions with large feature amounts can be displayed brighter or darker than regions with small features. The feature amount itself may be used as code search data without generating a heat map image.
また、1次元コード用と、2次元コード用のコード探索用データを生成することもできる。すなわち、1次元コード用エッジ画像データ統合処理では、1次元コードの形状の特徴を利用し、エッジ方向が揃ったエッジを統合する。例えば、エッジ角度画像を生成し、エッジ角度が近しいものは足し合わせ、エッジ角度が遠い場合は引き算する。また、エッジ画像データの一定範囲内において、エッジ方向が近しい画像データを加算し、エッジ方向が異なる画像データ減算する処理を実行してもよい。また、2次元コード用エッジ画像データ統合処理では、2次元コードの形状の特徴を利用し、エッジ方向が不揃いなエッジを統合する。例えば、エッジ角度画像を生成し、エッジ角度が近しいものを平均化する。また、エッジ画像データの一定範囲内において、エッジ方向が異なる画像データを加算する処理を実行してもよい。以上のようにして、図7に示すフローチャートのステップSA2の処理が完了する。 It is also possible to generate code search data for one-dimensional codes and two-dimensional codes. That is, in the one-dimensional code edge image data integration process, the characteristics of the shape of the one-dimensional code are utilized to integrate edges whose edge directions are aligned. For example, edge angle images are generated, and those with close edge angles are added together, and those with far edge angles are subtracted. Furthermore, within a certain range of edge image data, a process may be performed in which image data with close edge directions are added and image data with different edge directions are subtracted. Furthermore, in the two-dimensional code edge image data integration process, the characteristics of the shape of the two-dimensional code are utilized to integrate edges with irregular edge directions. For example, edge angle images are generated and those with close edge angles are averaged. Furthermore, within a certain range of edge image data, a process of adding image data with different edge directions may be performed. As described above, the process of step SA2 in the flowchart shown in FIG. 7 is completed.
その後、ステップSA3に進み、処理部23がコード探索用データを使用してコード候補領域を抽出する。コード候補領域は、コードらしさを示す特徴量が大きな部分を含む領域であり、処理部23は、読み取り画像200の中から、特徴量が所定の閾値以上の部分を含む領域を抽出する。コード候補領域は、読み取り画像200に含まれるコードの数によって1または2以上抽出されることがあり、また読み取り画像200に含まれる文字列によってさらに増えることがある。また、コード候補領域の位置は、読み取り画像200に含まれるコードや文字列の位置に対応した位置になる。また、コード候補領域の大きさ及び形状は、読み取り画像200に含まれるコードや文字列の大きさ及び形状に対応したものになる。
Thereafter, the process proceeds to step SA3, where the
図10は、ステップSA3で抽出されたコード候補領域を示す図である。符号501~513の合計13個のコード候補領域が抽出された例である。図8における第1~第3のコードCD1~CD3が位置している領域は、図10においてコード候補領域501~503として抽出されている。図8における第4のコードCD4及び第5のコードCD5が位置している領域は、図10においてコード候補領域504、505として抽出されている。第1~第8の文字列L1~L8が位置している領域は、図10においてコード候補領域506~513として抽出されている。図8における第1~第8の文字列L1~L8は、コードではないが、読み取り画像200上では、コードと同様に周波数が高い部分であることから、コード候補領域506~513として抽出されることがある。尚、図8における黒塗りの四角形は、明らかにコードではないので、コードらしさを示す特徴量が閾値未満となり、図10においてコード候補領域として抽出されない。
FIG. 10 is a diagram showing the code candidate area extracted in step SA3. This is an example in which a total of 13 code candidate areas with
ステップSA3でコード候補領域を抽出した後、ステップSA4に進む。最初のステップSA4では、ステップSA3で抽出された複数のコード候補領域の中から最初にデコード処理を実行するコード候補領域を選択する。具体的には、処理部23は、抽出した複数のコード候補領域501~013のそれぞれに対してモジュール数あるいはエレメント数の推定値を算出し、デコード処理を実行するコード候補領域を算出した推定値に従って、最初にデコード処理を実行するコード候補領域を選択する。例えば、処理部23は、算出した推定値が読み取り対象のコードの持つ値に最も近いコード候補領域を1つ選択する処理を実行する。すなわち、コードを構成しているモジュール数またはエレメント数は、読み取り画像200に占めるコードの面積に依存しない特徴量であり、このような特徴量を使用することで、コード候補領域を高速に抽出できる。
After extracting the code candidate area in step SA3, the process proceeds to step SA4. In the first step SA4, a code candidate region to be first subjected to decoding processing is selected from among the plurality of code candidate regions extracted in step SA3. Specifically, the
その後、ステップSA5に進む。ステップSA5では、処理部23が、ステップSA4で選択した1つのコード候補領域に対してデコード処理を実行する。デコード処理後、ステップSA6に進み、処理部23が、ステップSA5のデコード処理が成功したか否か判定する。ステップSA6でNOと判定されてデコード処理が成功しなかった場合には、ステップSA4に戻り、最初に選択したコード候補領域以外のコード候補領域を選択した後、ステップSA5に進んでデコード処理を実行し、再びステップSA6でデコード処理が成功したか否か判定する。デコード処理が成功するまで、ステップSA4~SA6を繰り返すことになり、これにより、抽出された複数のコード候補領域に対して順番にデコード処理を実行することができる。
Thereafter, the process proceeds to step SA5. In step SA5, the
いずれかのコード候補領域のデコード処理に成功すると、ステップSA7に進む。ステップSA7では、処理部23が、指定個数のデコード処理が成功したか否かを判定する。本例では、第1~第3のコードCD1~CD3が読み取り対象のコードであることから、指定個数は3であるので、最初のステップSA7ではNOと判定されてステップSA9に進む。ステップSA9では、処理部23が読み取り領域を限定する処理を実行する。
If the decoding process for any of the code candidate areas is successful, the process proceeds to step SA7. In step SA7, the
このとき、ステップSA9では、領域限定パラメータを使用する。領域限定パラメータは、ステップSA5で成功したコード候補領域から離間した位置にあるコード候補領域をデコード処理対象から除外するためのパラメータであり、予め設定されている。領域限定パラメータは、ユーザが設定することができる。ユーザが設定する場合、領域限定パラメータのユーザによる設定を受け付ける受付部として、入力部43を使用することができる。入力部43を介して受け付けられた領域限定パラメータは、記憶装置50に記憶することができ、ステップSA9を実行するときに記憶装置50から読み込んで使用できる。
At this time, in step SA9, area limiting parameters are used. The area limitation parameter is a parameter for excluding from the decoding processing target a code candidate area that is located away from the code candidate area that was successful in step SA5, and is set in advance. The region limitation parameters can be set by the user. When the user makes settings, the
ステップSA9における処理の具体例について詳細に説明する。まず、処理部23は、ステップSA5でデコード処理に成功したコード候補領域の位置を取得する。デコード処理に成功したコード候補領域の位置は、例えば読み取り画像200上におけるX座標及びY座標によって取得することができる。この座標は、コード候補領域の中心部であってもよいし、周縁部の一部であってもよいし、重心位置であってもよい。
A specific example of the process in step SA9 will be described in detail. First, the
処理部23は、デコード処理に成功したコード候補領域の位置を取得するとともに、領域限定パラメータも取得する。その後、処理部23は、コード候補領域の位置と領域限定パラメータとに基づいてデコード処理領域(図11に符号550で示す)を決定する。図11は、コード候補領域503が最初に読み取り対象として選択され、コード候補領域503に対するデコード処理が成功した例を示している。デコード処理に成功したコード候補領域503の位置は、コード候補領域503の中心部551の座標によって取得している。R1は、領域限定パラメータであり、領域限定パラメータは所定の係数であってもよい。この例では、コード候補領域503の中心部551を中心とした半径R1の円をデコード処理領域550として決定している。つまり、デコード処理領域550の半径を領域限定パラメータとしているので、領域限定パラメータが大きくなればなるほどデコード処理領域550が広くなり、反対に領域限定パラメータが小さくなればなるほどデコード処理領域550が狭くなる。領域限定パラメータは、円の直径であってもよい。また、デコード処理領域550は、楕円や長円であってもよいし、多角形等の各種図形であってもよく、これらの図形とする場合も、各図形の大きさ、各図面の面積の大きさを規定する数値を領域限定パラメータとすることができ、図形によっては2以上の領域限定パラメータを含むことができる。領域限定パラメータをユーザが設定または調整する場合、無段階に設定または調整できるようにしてもよいし、段階的に設定または調整できるようにしてもよい。
The
領域限定パラメータは、光学読取装置1の設定時に自動設定することもできる。チューニング実行部24は、光学読取装置1の設定時に、複数のコードを含む読み取り画像200(図8に示す)を撮像部5から取得し、取得した読み取り画像200の複数のコード候補領域501~513(図10に示す)に対して処理部23でデコード処理を実行し、デコード処理が成功した複数のコード候補領域501~503がデコード処理領域550(図11に示す)に入るように領域限定パラメータを自動設定する。本例では、コード候補領域501~503が読み取り対象であることから、チューニング時には、これらコード候補領域501~503に対するデコード処理が成功し、これら以外のコード候補領域504~513に対するデコード処理は成功しない。コード候補領域501~503のいずれか1つのコード候補領域でデコード処理が成功した場合、他の2つのコード候補領域を含む大きさのデコード処理領域550となるように、チューニング実行部24が領域限定パラメータを算出し、記憶装置50に記憶させておくことができる。
The region-limiting parameters can also be automatically set when the
図7に示すフローチャートのステップSA9を経てステップSA8に進むと、処理部23がコード候補領域を限定する。図11に示すようにデコード処理領域550が決定された場合、デコード処理領域550外に位置するコード候補領域504、505、508~513をデコード処理対象から除外する。図12では、デコード処理対象から除外したコード候補領域を消去し、デコード処理対象のコード候補領域501~503、506、507のみ示している。言い換えると、処理部23は、デコード処理領域550と重複しているコード候補領域501~503、506、507のみをデコード処理対象とする。また、処理部23は、デコード処理領域550内に位置するコード候補領域501~503をデコード処理対象とし、デコード処理領域550外に位置するコード候補領域504~513をデコード処理対象としなくてもよい。したがって、処理部23は、いずれかのコード候補領域501~503のデコード処理に成功すると、デコード結果を生成するとともに、当該成功したコード候補領域501~503から離間した位置にあるコード候補領域504、505、508~513をデコード処理対象から除外する。
When the process proceeds to step SA8 via step SA9 in the flowchart shown in FIG. 7, the
ステップSA8を経た後、ステップSA4に進む。ステップSA8を経た後のステップSA4では、ステップSA8で限定されたコード候補領域501~503、506、507の中からデコード処理がまだ実行されていないコード候補領域501、502、506、507のいずれか1つを選択する。このとき、上述したモジュール数またはエレメント数に基づいてコード候補領域を選択することができる。
After passing through step SA8, the process proceeds to step SA4. In step SA4 after step SA8, one of the
ステップSA4でコード候補領域502が選択されたと仮定すると、ステップSA5ではコード候補領域502に対してデコード処理が実行される。その後、ステップSA6に進んで、デコード処理が成功した場合にはステップSA7に進む。ステップSA7では、指定個数のデコード処理が成功したか否かを判定するが、この段階ではコード候補領域503と、コード候補領域502の2つのデコード処理が成功しただけであり、3に満たないので、ステップSA9に進む。
Assuming that the
2回目のステップSA9では、再び読み取り領域を限定する。すなわち、コード候補領域502のデコード処理が成功したので、処理部23は、デコード処理に成功したコード候補領域502の位置を取得するとともに、領域限定パラメータも取得し、コード候補領域502の位置と領域限定パラメータとに基づいてデコード処理領域(図13に符号552で示す)を決定する。コード候補領域502の位置は、コード候補領域502の中心部553の座標によって取得できる。コード候補領域502の中心部553を中心とした半径R2の円をデコード処理領域552として決定できる。半径R2は、領域限定パラメータであり、上記R1とは異なっていてもよいし、同じであってもよい。その後、ステップSA8に進み、デコード処理領域552内のコード候補領域501~503をデコード処理対象とする。
In the second step SA9, the reading area is limited again. That is, since the decoding process of the
つまり、処理部23は、最初のステップSA9でデコード処理領域550(図11に示す)を決定した後、当該デコード処理領域550内に位置する別のコード候補領域502に対するデコード処理に成功すると、当該別のコード候補領域502の位置と、領域限定パラメータ(R2)とに基づいてデコード処理領域552(図13に示す)を新たに決定し、当該新たに決定されたデコード処理領域552内に位置するコード候補領域501~503をデコード処理対象とする。
That is, after determining the decoding processing area 550 (shown in FIG. 11) in the first step SA9, if the
その後、ステップSA4に進み、3度目の読み取り領域の限定を行う。これまでにコード候補領域503とコード候補領域502のデコード処理が成功したので、デコード処理領域552内でまだデコード処理されていないコード候補領域501をデコード処理対象として選択する。そして、ステップSA5に進んでコード候補領域501に対してデコード処理を実行する。ステップSA6でコード候補領域501のデコード処理が成功したと判定されると、ステップSA7に進む。コード候補領域501~503の3つに対するデコード処理が成功しているので、ステップSA7ではYESと判定されてステップSA10に進む。ステップSA10では、出力部60がデコード結果を出力する。
Thereafter, the process proceeds to step SA4, where the reading area is limited for the third time. Since the
[領域限定パラメータの変化]
領域限定パラメータは固定値であってもよいが、変化させてもよい。例えば、同じ大きさのコードCD1~CD3が付されているワークWを撮像する場合であっても、ワークWと撮像部5との距離が近いと、図14に示すように読み取り画像200上でコードCD1~CD3が大きくなり、ワークWと撮像部5との距離が遠いと、図15に示すように読み取り画像200上でコードCD1~CD3が小さくなる。したがって、領域限定パラメータRが固定値であると、読み取り画像200上で大きなコードCD1~CD3の場合(図14に示す)にはデコード処理領域550の大きさが小さすぎることがあり、また、読み取り画像200上で小さなコードCD1~CD3の場合(図15に示す)にはデコード処理領域550が大きすぎてしまい、コードCD1~CD3が存在している可能性の低いコード候補領域がデコード処理領域550に入ってしまうことが考えられる。
[Changes in region-limited parameters]
The region limiting parameter may be a fixed value, or may be changed. For example, even when imaging workpieces W with codes CD1 to CD3 of the same size, if the distance between the workpiece W and the
このことに対し、本例では、読み取り画像200上でのコードCD1~CD3のサイズに応じて領域限定パラメータRを変化させることができるので、読み取り画像200上でのコードCD1~CD3のサイズに関係なく、適切なデコード処理領域を決定することができる。例えば、図16に示すように、処理部23は、読み取り画像200上でのコードCD1~CD3のサイズが小さければ小さいほど、デコード処理領域550が小さくなるように領域限定パラメータRを変化させる。また、図17に示すように、処理部23は、読み取り画像200上でのコードCD1~CD3のサイズが大きければ大きいほど、デコード処理領域550が大きくなるように領域限定パラメータRを変化させる。
On the other hand, in this example, since the area limitation parameter R can be changed according to the size of the codes CD1 to CD3 on the read
より具体的には、読み取り画像200上でのコードCD1~CD3のサイズを規定するものとしては、例えば、コード領域の面積やコードの最小モジュールのサイズ等を挙げることができ、これらから得られたコードCD1~CD3のサイズに基づいて、領域限定パラメータRを変化させることができる。領域限定パラメータRは、例えば、読み取り画像200上でのコードCD1~CD3のサイズに係数を乗じて算出することもできる。係数は、予め決めておけばよい。
More specifically, the size of the codes CD1 to CD3 on the read
[実施形態の作用効果]
以上説明したように、この実施形態によれば、図1に示すようにライン上を搬送されているワークWに照明部4から光が照射されると、ワークWで反射した光が撮像部5によって受光される。これにより、図8に示すように、ワークW及びそのワークWに付されたコードCD1~CD5や文字列L1~L8を含む読み取り画像200が生成される。処理部23は、読み取り画像200に対して抽出処理を実行し、図10に示すようにコード候補領域501~513を抽出する。この例のように複数のコード候補領域501~513が抽出されることがあり、コードCD1~CD5が含まれているコード候補領域501~505の他に、コードCD1~CD5が含まれていないコード候補領域506~513が抽出されることがある。
[Operations and effects of embodiment]
As described above, according to this embodiment, when the workpiece W being conveyed on the line is irradiated with light from the
複数のコード候補領域501~513が抽出された場合、処理部23は、抽出された複数のコード候補領域501~513に対して順番にデコード処理を実行する。図11に示すようにコード候補領域503のデコード処理に成功すると、図12に示すようにそのコード候補領域503から離間した位置にあるコード候補領域504、505、508~513をデコード対象から除外する。
When a plurality of
すなわち、ワークWに複数のデコード処理対象のコードCD1~CD3が付されている場合として想定されるのは、例えば、1つのラベルに複数のコードCD1~CD3が印刷されていて、それがワークWに貼り付けられている場合や、ワークWの周縁に近い所に複数のコードCD1~CD3が印刷されている場合等を挙げることができる。これらいずれの場合も、複数のコードCD1~CD3が互いに接近しているケースが多い。したがって、デコード処理に成功したコード候補領域503から離間した所にデコード処理対象のコードCD1、CD2が存在している可能性は低く、このコードCD1、CD2が存在している可能性の低い所にあるコード候補領域504、505、508~513をデコード処理対象から除外することで、デコード処理対象のコードCD1、CD2が存在している可能性の高いコード候補領域501、502に対してのみデコード処理を実行できる。
That is, a case where a plurality of codes CD1 to CD3 to be decoded are attached to the workpiece W is assumed to be, for example, a case where a plurality of codes CD1 to CD3 are printed on one label and the code is attached to the workpiece W. For example, a plurality of codes CD1 to CD3 may be printed near the periphery of the workpiece W. In any of these cases, the plurality of codes CD1 to CD3 are often close to each other. Therefore, it is unlikely that the codes CD1 and CD2 to be decoded exist in a place far away from the
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The embodiments described above are merely illustrative in all respects and should not be interpreted in a limiting manner. Furthermore, all modifications and changes that come within the scope of equivalents of the claims are intended to be within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係る光学読取装置は、例えばワークに付されたバーコードや2次元コード等のコードを読み取る場合に使用することができる。 As described above, the optical reading device according to the present invention can be used, for example, to read codes such as barcodes and two-dimensional codes attached to workpieces.
1 光学読取装置
4 照明部
5 撮像部
23 処理部
24 チューニング実行部
550 デコード処理領域
CD1~CD3 デコード処理対象のコード
CD4、CD5 デコード処理対象外のコード
L1~L8 文字列
1
Claims (11)
前記ワークの通過する領域に向けて光を照射するための照明部と、
前記照明部から照射され、前記ワークの通過する領域から反射された光を受光し、当該ワークの通過する領域を撮像した読み取り画像を生成する撮像部と、
前記撮像部により生成された前記読み取り画像からコード候補領域を抽出する抽出処理を実行した結果、複数のコード候補領域が抽出された場合、抽出された複数のコード候補領域に対して順番にデコード処理を実行し、いずれかのコード候補領域のデコード処理に成功すると、デコード結果を生成するとともに、当該成功したコード候補領域から離間した位置にあるコード候補領域をデコード処理対象から除外する処理部と、
前記処理部が生成したデコード結果を出力する出力部とを備えている光学読取装置。 A stationary optical reader that reads codes attached to workpieces being conveyed on a line,
an illumination unit for irradiating light toward an area through which the workpiece passes;
an imaging unit that receives light emitted from the illumination unit and reflected from a region through which the workpiece passes, and generates a read image of the region through which the workpiece passes;
If a plurality of code candidate regions are extracted as a result of the extraction process of extracting code candidate regions from the read image generated by the imaging unit, decoding processing is performed on the extracted plurality of code candidate regions in order. a processing unit that executes the above process and, when successfully decoding one of the code candidate regions, generates a decoding result and excludes a code candidate region located at a position distant from the successful code candidate region from the decoding processing target;
An optical reading device comprising: an output section that outputs a decoding result generated by the processing section.
前記処理部は、デコード処理に成功したコード候補領域の位置と、予め設定された領域限定パラメータとに基づいてデコード処理領域を決定し、当該デコード処理領域内に位置するコード候補領域をデコード処理対象とする光学読取装置。 The optical reading device according to claim 1,
The processing unit determines a decoding processing area based on the position of a code candidate area that has been successfully decoded and a preset area limiting parameter, and selects a code candidate area located within the decoding processing area as a decoding processing target. Optical reading device.
前記処理部は、前記デコード処理領域と重複している前記コード候補領域をデコード処理対象とする光学読取装置。 The optical reading device according to claim 2,
The processing unit is an optical reading device in which the code candidate area overlapping with the decoding processing area is subjected to decoding processing.
前記処理部は、前記デコード処理領域外に位置する前記コード候補領域をデコード処理対象から除外する光学読取装置。 The optical reading device according to claim 2 or 3,
The processing unit is an optical reading device that excludes the code candidate area located outside the decoding processing area from the decoding processing target.
前記光学読取装置の設定時に、複数のコードを含む読み取り画像を前記撮像部から取得し、取得した読み取り画像の複数のコード候補領域に対して前記処理部でデコード処理を実行し、デコード処理が成功した複数のコード候補領域が前記デコード処理領域に入るように前記領域限定パラメータを自動設定するチューニング実行部を備えている光学読取装置。 The optical reading device according to any one of claims 2 to 4,
When setting the optical reading device, a read image including a plurality of codes is acquired from the imaging unit, and the processing unit executes decoding processing on the plurality of code candidate areas of the acquired read image, and the decoding process is successful. An optical reading device comprising: a tuning execution unit that automatically sets the area limiting parameter so that a plurality of code candidate areas are included in the decoding processing area.
前記領域限定パラメータのユーザによる設定を受け付ける受付部を備えている光学読取装置。 The optical reading device according to any one of claims 2 to 5,
An optical reading device comprising: a reception unit configured to accept settings of the region-limiting parameters by a user.
前記処理部は、前記デコード処理領域の決定後、当該デコード処理領域内に位置する別のコード候補領域に対するデコード処理に成功すると、当該別のコード候補領域の位置と、前記領域限定パラメータとに基づいてデコード処理領域を新たに決定し、当該新たに決定されたデコード処理領域内に位置するコード候補領域をデコード処理対象とする光学読取装置。 The optical reading device according to any one of claims 2 to 6,
After determining the decoding processing area, if the processing unit succeeds in decoding another code candidate area located within the decoding processing area, the processing unit performs a decoding process based on the position of the other code candidate area and the area limiting parameter. An optical reading device that newly determines a decoding processing area, and subjects a code candidate area located within the newly determined decoding processing area to a decoding processing target.
前記処理部は、読み取り画像上でのコードのサイズに応じて前記領域限定パラメータを変化させる光学読取装置。 The optical reading device according to any one of claims 2 to 7,
The processing section is an optical reading device that changes the area limiting parameter according to the size of the code on the read image.
前記処理部は、読み取り画像上でのコードのサイズが小さければ小さいほど、前記デコード処理領域が小さくなるように前記領域限定パラメータを変化させる光学読取装置。 The optical reading device according to claim 8,
The processing section is an optical reading device that changes the area limiting parameter so that the smaller the size of the code on the read image, the smaller the decoding processing area.
前記処理部は、読み取り画像上でのコードのサイズが大きければ大きいほど、前記デコード処理領域が大きくなるように前記領域限定パラメータを変化させる光学読取装置。 The optical reading device according to claim 8 or 9,
The processing section is an optical reading device that changes the area limiting parameter so that the larger the size of the code on the read image, the larger the decoding processing area.
前記処理部は、抽出した複数のコード候補領域のそれぞれに対してモジュール数あるいはエレメント数の推定値を算出し、デコード処理を実行するコード候補領域を前記算出した推定値に従って選択する光学読取装置。 The optical reading device according to any one of claims 1 to 10,
The processing unit calculates an estimated value of the number of modules or the number of elements for each of the plurality of extracted code candidate regions, and selects a code candidate region to perform decoding processing according to the calculated estimated value.
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