JPH02125384A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はファクシミリのように走査した画像データから
バーコード領域を抽出し復号化する画像信号処理装置に
関するものである。

従来の技術 従来、スーパーマーケットなどの物流関係や各方面でバ
ーコードが数多く使用されておりその多くは複数方向の
走査パターンを有する方式で、使用するバーコードラベ
ル上を少なくとも１走査は正しく走査するように構成し
ている。（日経エレクトロニクス　１９８０．１２．２
２．　ｐ１４２　　バーコードリーダの種類） 発明が解決しようとする課題 しかし、ファクシミリ走査のように１方向走査の画像デ
ータの中からバーコード領域を抽出して正しく読み出す
方式及び装置の従来例は見当たらない。本発明はバーコ
ード領域を正しく抽出し、その復号を行なうことのでき
る画像信号処理装置を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は２
値化した入力画像信号を記憶に記憶するとともに、前記
２値データの輪郭を検出し、前記輪郭データを走査窓で
走査し、前記走査窓内においてバーコードと異なる背景
画像の輪郭を検出すると前記走査窓内データを全てＯク
リアし、前記走査窓によるデータ変換出力を膨張処理す
ることによりバーコード領域を塗り潰し、前記塗り潰し
たバーコード領域が消滅しない程度の大きさで前記膨張
処理の出力データを最大限収縮処理することにより背景
画像を消去し、残ったバーコード領域データの傾きと中
心点を算出した後、前記記憶手段から傾き角方向に２値
データを読みだしバーコードの復号を行うものである。

作　　　　用 本発明は上記構成で、後の膨張処理を行うマスクナイズ
以上の走査窓を設定し、前記走査窓内の２値画像輪郭デ
ータに対１して背景画像の輪郭を検出すると走査窓内デ
ータを０クリアすることにより後の膨張処理でも１画素
以上の０データが残ることになり、その後の大マスクに
よる収縮処理で前記０データを中心に背景画像データの
消去が行われることになる。このようにしてバーコード
と背景画像を分離し、バーコードの傾き角方向に２値デ
ータを読〃出すことにより、バーコードラベルが入力原
稿の任意方向に貼られていても復号化が可能であるよう
にしたものである。

実施例 第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
構成図である。第１図において、１は入力画像信号（多
値）の入力端子、２は入力端子１の入力画像信号を一部
レベルの閾値で２値化する２値化回路、３はその２値化
した信号を記憶する２値データメモリ、４は２値化した
信号の輪郭信号を出力する輪郭検出回路、５はその輪郭
信号を走査窓で走査し走査窓内の輪郭データが所定のデ
ータ構造であれば走査窓内のデータを全て０クリアする
背景輪郭除去の前処理回路、６は前記前処理後のデータ
を所定サイズ分拡大しバーコードの輪郭データ間を塗り
潰す輪郭信号膨張回路、７は前記膨張データに対し所定
サイズ分縮小しバーコード領域の一部を残し背景画像領
域を消去する輪郭信号収縮回路、８は前記収縮したデー
タからバーコード領域の中心と傾きを演算する傾き・中
心演算回路、９は前記傾き方向に従って前記２値データ
メモリを読み出すアドレス演算回路、１０は前記メモリ
の読みだしデータからバーコードを復号するバーコード
復号化回路である。

上記構成において、以下その動作について説明する。入
力端子１の入力画像信号（多値）を２値化回路２で２値
化号に変換した後２値データメモリ３に記憶する。一方
、輪郭検出回路４で前記２値化号を輪郭信号に変換し背
景輪郭除去の前処理回路５でバーコードと明らかに異な
る背景画像の輪郭を検出し消去する（バーコードの輪郭
と前記検出できない背景画像の輪郭が残る）。前記消去
後のデータに対し輪郭信号膨張回路６で輪郭信号を膨張
してバーコード領域を塗り潰し、輪郭信号収縮回路７で
前記膨張した信号を収縮することによりバーコード領域
を残して背景画像を除去する。

前記膨張は太いバーコード幅分行い、前記収縮はバーコ
ード領域の短辺が残る範囲で大きな収縮を行う。前記収
縮した信号から傾き・中心演算回路８でバーコードの傾
きと中心を求め、アドレス演算回路９で前記傾き角に添
って前記２値データメモリ３からバーコードデータを読
み出すアドレスを演算する。前記読みだしアドレスで２
値データメモリ３から読みだしデータをバーコード復号
化回路１０で解読しバーコード判定を行う。

以下、上記各構成について更に具体的に説明する。２値
化回路２は一定の閾値レベルで入力画像信号を単純に２
値化する一般的な回路である。輪郭検出回路４は２値画
像データを２×２走査窓で走査し、第（１）式の演算で
輪郭信号データを出力する。第２図に前記輪郭検出のた
めの走査窓を示す。

１１は２値画像データで、１２は２×２走査窓であ）、
走査窓の各データＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄから輪郭信号出力Ｒを
次式で演算する。

Ｒ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）・（Ａ＠Ｂ・Ｃ＠Ｄ）・・・・
・（１） 背景輪郭除去の前処理回路５は後の収縮処理過程での背
景雑音除去効果を高めるために膨張処理で大面積の黒領
域（１）を作らないような前処理を行うものである。第
３図はバーコード領域抽出のだめの考え方を示した図で
、１３はバーコード画像の特徴領域、１４は背景画像の
特徴領域を示しており、１５は前記２つの特徴領域が重
なった共通部分である。前記前処理回路５はその共通部
分を除いた背景画像の特徴を用いた処理を行う。第４図
（Ａ）〜（Ｉ）の１６〜２４に背景画像の特徴判定に用
いる走査窓内の輪郭データパターン例を示す。

同図（Ａ）〜（Ｄ）の１６〜１９は直交する輪郭パター
ンの判定で、走査窓の中心に１を検出したとき画素グル
ープＡと画素グループＢの両方にそれぞれｎ個以上の１
があれば背景画像の輪郭パターンであると判定し走査窓
内の（またはその近傍も含めた）データを全て０クヅア
する。同図の例ではｎ＝５またはｎ　＝　５とする。

同図（Ｅ）〜（Ｈ）の２０〜２３は直交する０で区切ら
れた走査窓内の４つの領域の全てに１個以上の１を検出
したとき背景画像の輪郭パターンであると判定し走査窓
内の（またはその近傍も含めた）データを全て０クリア
する。同図（Ｉ）の２４は走査窓内の最外周画素が全て
０であるときその内部にあるのは背景画像の孤立した輪
郭パターンであると判定し走査窓内の（またはその近傍
も含めた）データを全て０クリアする。次に、輪郭信号
膨張回路６は走査窓内データの全ての論理和をとって出
力信号とする回路である。走査窓の大きさは黒または白
の広いパー幅をｒとしたとき直径ｒの円形マスクにする
とバーコード領域を塗り潰すことができる。第５図にｒ
　＝　７のときの円形マスクの例を示す。輪郭信号収縮
回路７は走査窓内データの全ての論理積をとって出力信
号とする回路である。前記膨張処理で塗り潰したバーコ
ード領域の短辺をＳとしだとき収縮回路７の収縮量をＳ
より小さい範囲で最大の値にするとバーコード領域を残
し多くの背景雑音を除去することができる。傾き・中心
演算回路８はバーコードの傾きと中心を輪郭信号収縮回
路７の出力信号の黒（１）データアドレスから演算する
。今、第６図に示すような画像データが傾き・中心演算
回路８の入力信号であるとき傾きと中心点の演算例につ
いて説明する。

第６図の２５が画像データ領域（２値データメモリの領
域と一致している）で、２６がバーコードの領域、２７
が輪郭信号収縮回路７で収縮されたバーコードの領域で
傾き・中心演算回路８の入力画像、他に背景雑音が無く
バーコードは長方形で、長辺方向に読みだすと復号化で
きるものとする。

長方形の４点を（ＸＩ　、　ｙｌ　）、（ｘ２．ｙ２）
、（ｘ３゜ｙａ）、（Ｘ４　、　Ｙ４　）とし、 それぞれ （ｘｌ、ｙｘ）；ｙが最小である点Ｐｙｍｉｎ（Ｘ２．
Ｙ２　）　ｐ　ｙが最大である点Ｐｙｍａｘ（Ｘ３Ｙ３
）；Ｘが最小である点Ｐｘｍｉｎ（ｘ４．ｙ４）；ｘが
最大である点Ｐｘｍａｘ以下の演算においてｌ　Ｙｍ　
　Ｙｎ　ｌ　）　ｌ　ｘｍ−ｘｎ　１であるときＸ座標
とｙ座標を交換して演算する。

第４図の例では傾きａは長辺２点から ａ　”＝　（Ｙ２−Ｙ３　）　／　（Ｘ２−ｘａ　）ま
たはａ　＝　（ｙ４−ｙ２）　／　（Ｘ４−ｘｔ　）傾
きが逆になると ａ”　（Ｙ２−１４　）　／　（Ｘ２−Ｘ４　）または
ａ＝（ｙａ−ｙｌ）　７　（ｘａ　−ｘｔ　）中心（ｘ
Ｏｔ　ｙＯ）は ｘｏ　＝　（Ｘ４−ｘａ　）　／２ ＹＯ＝　（Ｙ２−ｙｌ）　／　２ 第７図に長方形４点Ｐｙｍｉｎ　、　Ｐｙｍａｘ　、　
Ｐｘｍｉｎ　。

Ｐｘｍａｘの各座標点（ｘｌ、ｙｌ）（ｘ２．ｙ２）（
ｘａ。

ｙａ）（ｘ４．ｙ４）を演算する動作フローを示す。

第７図において、２８は開始点、２９は黒信号検出部で
入力画像信号−走査線のデータから最初の黒信号を検出
するところである。黒信号が無ければ３０で副走査終了
かを判定し終了であれば黒信号の検出不可である３１の
異常終了へ、副走査終了で無ければ２９の黒信号検出部
へ戻る。２９で黒信号を検出すると３２の各ポインタ初
期値セット部へいきＰｙｍｉｎ　、　Ｐｙｍａｘ　、　
Ｐｘｍｉｎ　、　Ｐｘｍａｘ各点のｘ、ｙ座標に黒信南
を検出した最初のアドレスをセットする。次に３３で副
走査終了かを判定し終了であれば３１の異常終了へ、終
了でなければ３４の黒信号検出部へ行く。３４の黒信号
検出部は次のラインの入力画像信号−走査線のデータか
ら黒信号を検出するところである。黒信号を検出すると
３５の各ポインタ更新へいく。ここで、検出した黒信号
の始点をＰｓ、終点をＰｅとしたとき点Ｐｙｍａｘのｘ
、ｙ座標に点Ｐｓのアドレスをセットし、点ＰｓのＸア
ドレスが点Ｐｘｍ　ｉ　ｎのＸアドレスより小さくすれ
ば点Ｐｘｍｉｎのｘ、ｙ座標に点Ｐｓ　のアドレスをセ
ットし、点ＰｅのＸアドレスが点ＰｘｍａｘのＸアドレ
スよシ大きければ点Ｐｘｍａｘのｘ、ｙ座標に点Ｐｅの
アドレスをセットした後３３の副走査終了判定へ戻る。

３４の黒信号検出部で黒信号が検出されなくなると３６
にいき正常終了となる。アドレス演算回路９は２値デー
タメモリ３にデータ入力が完了した後、バーコードの傾
きに添ってデータを読み出すためのアドレスを演算する
ところである。傾き・中心演算回路８で求めた傾きａと
中心（”　ｐ　ｙＯ）から中心（”ｔｙｏ）を通る直線
ｙ　＝＝　ａ　ｘ　−１−ｂを求め、その直線に添って
データを読み出す。読みだしアドレスＸ。

ｙは ｘ＝１，２．３・・・・・・ ｙ＝ａｘ−１−ｂ ｂ　＝　ｙＯ−ａｘ□ 傾き・中心演算回路８とアドレス演算回路９はマイクロ
コンピュータで演算回路を構成する。バーコード復号化
回路１０は従来のバーコード復号化技術をそのまま適用
でき、例えば符号の参照テーブルと比較するなどしてバ
ーコードの復号を行う。

第８図は上述した装置の処理の具体的実施例である。同
図（Ａ）は２値画像で、文字の背景画像上にパーフード
ラベルを貼った絵の一部を示している。同図（Ｂ）は同
図（Ａ）の輪郭画像、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）に対して
背景輪郭除去の前処理を行なった後の膨張画像で白の小
さな点の多くはマスク内のパターン判定結果でＯ出力さ
れたものである。

同図（Ｄ）は同図（Ｃ）の画像を収縮した画像である。

同図（Ｅ）は同図（Ｄ）の画像から２値データメモリ上
のバーコード読み取シ位置を演算した結果バーコード上
の実線３７の読み取りラインが得られた様子を示してい
る。

上記実施例ではパーの高さよりパーの全桁長が長い長方
形バーコード領域をもつラベルについての処理を実施し
たが、他の形状をもつラベルに対しても以下のように実
施すれば良い。

第９図はバーコードの異なる形状をもつ３種類について
示している。同図（Ａ）はこれまで実施例で説明したバ
ーコード形状で、パーの高さよりパーの全桁長が長いラ
ベルである。従ってバーコード領域３８を収縮した領域
３９　に対してその長手方向パを読みとるとバーコード
復号が可能である。それに対して同図（Ｂ）は逆の場合
で、パーの全桁長よシバ−の高さが長いラベルである。

この場合にはバーコード領域４０を収縮した領域４１の
長平方向−（Ｋに直交するＢＢ’を読みとることにより
バ−コード復号を行なう。同図（Ｃ）は同図（５）。

（Ｂ）の中間でバーコード領域４２がはソ正方形に近い
場合で、このときは収縮した領域４３の直交する方向Ｍ
′とＢｄの両方を復号することで正しい一方の復号結果
を得ることができる。

あらかじめ同図（Ａ）のタイプか同図（Ｂ）のタイプか
が知られていない場合には常にバとＢＢ’の両方を読み
とシバ−コード復号を行なうとよい。

発明の効果 以上のように、本発明の効果としては、バーコードの傾
き方向を検出して、記憶手段に記憶した１方向走査の画
像データを前記傾き方向に読みだし復号化することがで
きるため、パーコー・トラベルが入力原稿の任意の位置
・方向に貼られていても復号化が可能であるなどその効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
ブロック構成図、第２図は同装置の要部である輪郭検出
のだめの走査窓の概念図、第３図は同バーコード領域抽
出の考え方を説明する概念図、第４図（Ａ）〜（Ｉ）は
同背景画像の特徴抽出に用いる走査窓内の輪郭パターン
図、第５図は同直径７の円形マスクの概念図、第６図は
同収縮したバーコード領域の画像の概念図、第７図は同
収縮したバーコードの長方形領域４点のアドレスを演算
する動作フロー図、第８図（Ａ）〜（Ｅ）は同バーコー
ドを含む画像の処理状態を示した図、第９図（Ａ）〜（
Ｃ）は形状の異なるバーコードの概念図である。 ４・・・輪郭検出回路、５・・・背景輪郭除去の前処理
回路、６・・・輪郭信号膨張回路、７・・・輪郭信号収
縮回路、８・・・傾き・中心演算回路、９・・・アドレ
ス演算回路。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名恢 く 第 図 第 図 第 図 第 図 □主２毫Ａ 第 図 第 図 （Ａ） （Ｉ３） 第 図 （Ｃ） 第 図 （ρ） Ｃ″ＩＥ：）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）長方形バーコード領域を含む原画像の走査分解デ
   ータを２値データに変換する２値化手段と、前記２値デ
   ータを記憶する記憶手段と、前記２値データの輪郭デー
   タを出力する輪郭検出手段と、前記輪郭データを走査窓
   で走査し、前記走査窓のデータが所定のデータ構造と一
   致すると走査窓内またはその近傍も含めたデータを全て
   消去する背景輪郭除去手段と、前記背景輪郭除去手段の
   出力であるデータを所定サイズ分拡大しバーコードの輪
   郭データ間を塗り潰す輪郭信号膨張手段と、その膨張デ
   ータに対し所定サイズ分縮小しバーコード領域の一部を
   残し背景画像領域を消去する輪郭信号収縮手段と、その
   収縮したデータから前記長方形バーコードの傾きと中心
   を演算する演算手段と、その傾き方向に従って前記記憶
   手段からデータを読み出すためのアドレス演算手段と、
   前記記憶手段から読みだしたデータからバーコードを復
   号するバーコード復号化手段とを具備する画像信号処理
   装置。
2. （２）背景輪郭除去手段は、データ構造において走査窓
   内の最外周画素が全て０（非輪郭）であることを特徴と
   する請求項１記載の画像信号処理装置。
3. （３）背景輪郭除去手段は、データ構造において走査窓
   内で直交する１（輪郭線）を検出することを特徴とする
   請求項１記載の画像信号処理装置。
4. （４）背景輪郭除去手段は、データ構造において走査窓
   内で直交する０（非輪郭線）で区切られた４領域の全て
   に１個以上の１を検出することを特徴とする請求項１記
   載の画像信号処理装置。
5. （５）請求項１記載の画像信号処理装置に対して、バー
   コードラベルにおけるバーコードの桁方向を決定するバ
   ーコード読取り方向決定手段を付加した画像信号処理装
   置。
6. （６）バーコード読取り方向決定手段はあらかじめ手動
   により指示することを特徴とする請求項５記載の画像信
   号処理装置。
7. （７）バーコード読取り方向決定手段は常に直交する２
   方向について読み取り、復号判定で正しいバーコード復
   号を行なうことを特徴とする請求項５記載の画像信号処
   理装置。