JPH10261041A - 画像において機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止める方法 - Google Patents
画像において機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止める方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、マーカ付近に特別な位置突き止めマ
ーキングを配置することなく、画像内において、符号化
された情報を含む機械で読み取り可能な２次元マーカの
位置を突き止める方法を提供する。 【解決手段】第２のピクセル極性を有する領域内におい
て、第１の所定の範囲よりも小さい第１のピクセル極性
を有する画像のホールを埋めて、第２のピクセル極性で
一様に埋められた領域を形成する工程と、埋められた領
域に対して出現処理を行い、それぞれがマーカを十分に
含む第２の範囲と同等またはそれより大きい大きさであ
る１つ以上の埋められた領域を有するマスクを生成する
工程と、マスクと、画像とを論理的に組み合わせて、画
像の１つ以上の対象領域を抽出する工程と、１つ以上の
対象領域内の画像の一部をテストして、一部がマーカの
１つ以上の性質を満たすか否かを決定する工程とを少な
くとも含む。
ーキングを配置することなく、画像内において、符号化
された情報を含む機械で読み取り可能な２次元マーカの
位置を突き止める方法を提供する。 【解決手段】第２のピクセル極性を有する領域内におい
て、第１の所定の範囲よりも小さい第１のピクセル極性
を有する画像のホールを埋めて、第２のピクセル極性で
一様に埋められた領域を形成する工程と、埋められた領
域に対して出現処理を行い、それぞれがマーカを十分に
含む第２の範囲と同等またはそれより大きい大きさであ
る１つ以上の埋められた領域を有するマスクを生成する
工程と、マスクと、画像とを論理的に組み合わせて、画
像の１つ以上の対象領域を抽出する工程と、１つ以上の
対象領域内の画像の一部をテストして、一部がマーカの
１つ以上の性質を満たすか否かを決定する工程とを少な
くとも含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学機械認識シス
テムに関し、特に、画像において、機械で読み取り可能
な２次元マーカの位置を突き止めることによってマーカ
を復号化可能にする方法に関する。
テムに関し、特に、画像において、機械で読み取り可能
な２次元マーカの位置を突き止めることによってマーカ
を復号化可能にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の機械認識システムにおける進歩に
より、機械で読み取り可能なマーカ(例えば、１次元お
よび２次元バーコード)が、人および機械の両方により
認識されるように情報を伝える媒体に急進的に取り入れ
られている。例えば、１次元バーコードは、例えばスー
パーマーケットの清算レジ等でオペレータ援助により、
人により読み取り可能、かつ機械により走査可能な、商
品に貼付されるラベルに適用されている。１次元および
２次元バーコードの両方が、人により読み取り可能な媒
体、例えば、自動的に走査されて、媒体を扱う人および
機械の両方への情報伝達を容易化した航空請求書、およ
びファクシミリ注文用紙等の媒体に取り入れられてき
た。
より、機械で読み取り可能なマーカ(例えば、１次元お
よび２次元バーコード)が、人および機械の両方により
認識されるように情報を伝える媒体に急進的に取り入れ
られている。例えば、１次元バーコードは、例えばスー
パーマーケットの清算レジ等でオペレータ援助により、
人により読み取り可能、かつ機械により走査可能な、商
品に貼付されるラベルに適用されている。１次元および
２次元バーコードの両方が、人により読み取り可能な媒
体、例えば、自動的に走査されて、媒体を扱う人および
機械の両方への情報伝達を容易化した航空請求書、およ
びファクシミリ注文用紙等の媒体に取り入れられてき
た。
【０００３】いくつかの特許が、バーコード付近に配置
された所定の位置マークを検索することにより１次元ま
たは２次元バーコードの位置を突き止めるシステムを記
載している。例えば、米国特許第4,736,109号、および
第5,241,166号は、画像内において、符号化された情報
領域の近くに同心円マーキングが配置されて、画像内に
おける２次元バーコードの位置突き止めを容易化したシ
ステムを記載している。
された所定の位置マークを検索することにより１次元ま
たは２次元バーコードの位置を突き止めるシステムを記
載している。例えば、米国特許第4,736,109号、および
第5,241,166号は、画像内において、符号化された情報
領域の近くに同心円マーキングが配置されて、画像内に
おける２次元バーコードの位置突き止めを容易化したシ
ステムを記載している。
【０００４】別の特許は、画像を解析して、バーコード
に現れる所定の「ファインダー」パターンの位置を突き止
めるシステム(米国特許第5,189,292号)、またはバーコ
ードの所定の「開始および終止」パターンの位置を突き止
めるシステム(米国特許第5,304,787号)を記載してい
る。米国特許第5,262,623号に記載された別のシステム
は、画像内の所定の２次元マーキングを検索することに
より１次元バーコードの位置を突き止める。
に現れる所定の「ファインダー」パターンの位置を突き止
めるシステム(米国特許第5,189,292号)、またはバーコ
ードの所定の「開始および終止」パターンの位置を突き止
めるシステム(米国特許第5,304,787号)を記載してい
る。米国特許第5,262,623号に記載された別のシステム
は、画像内の所定の２次元マーキングを検索することに
より１次元バーコードの位置を突き止める。
【０００５】他の従来技術の参考文献は、バーコードの
性質を１つ以上示す画像の部分の位置を突き止めること
により、１次元バーコードの位置を突き止めるシステム
を記載している。例えば、米国特許第4,988,852号は、
画像の異なる部分におけるピクセルの変わり目を数え、
得られた数と、知られているバーコード特有の所定の数
値とを比較することにより、１次元バーコードの位置を
突き止めるシステムを記載している。米国特許第5,073,
954号に記載された別のシステムは、画像の水平および
垂直柱状図を作成および解析することにより、１次元バ
ーコードの位置を突き止める。
性質を１つ以上示す画像の部分の位置を突き止めること
により、１次元バーコードの位置を突き止めるシステム
を記載している。例えば、米国特許第4,988,852号は、
画像の異なる部分におけるピクセルの変わり目を数え、
得られた数と、知られているバーコード特有の所定の数
値とを比較することにより、１次元バーコードの位置を
突き止めるシステムを記載している。米国特許第5,073,
954号に記載された別のシステムは、画像の水平および
垂直柱状図を作成および解析することにより、１次元バ
ーコードの位置を突き止める。
【０００６】1993年10月に発行されたProceedings of t
he Second International Conference on Document Ana
lysis and Recognitionにおける、Jainらの論説"Bar Co
de Localization Using Texture Analysis"は、画像の
マルチプルチャネルガボールフィルタリング(multiple
channel Gabor filtering of the image)により、１次
元バーコードの位置を突き止める方法を記載している。
そのようなフィルタリングに基づき、所定の角度で高い
「放射」周波数を示す画像の１つ以上の部分が、１次元バ
ーコードを含むと識別される。
he Second International Conference on Document Ana
lysis and Recognitionにおける、Jainらの論説"Bar Co
de Localization Using Texture Analysis"は、画像の
マルチプルチャネルガボールフィルタリング(multiple
channel Gabor filtering of the image)により、１次
元バーコードの位置を突き止める方法を記載している。
そのようなフィルタリングに基づき、所定の角度で高い
「放射」周波数を示す画像の１つ以上の部分が、１次元バ
ーコードを含むと識別される。
【０００７】同じ1993年10月に発行されたProceedings
of the Second International Conference on Document
Analysis and Recognitionにおける、Viard-Gaudinの
論説"Bar Code Location Algorithm Using a Two-Dimen
sional Approach"は、「一方向勾配の密度(density of m
ono-oriented gradient)」を測定することにより、すな
わち、画像内の所定の方向に沿ってピクセルの極性変化
が生じる割合を解析することにより、１次元バーコード
の位置を突き止めるシステムを記載している。この密度
が最も高い画像の部分が１次元バーコードを含むと決定
される。
of the Second International Conference on Document
Analysis and Recognitionにおける、Viard-Gaudinの
論説"Bar Code Location Algorithm Using a Two-Dimen
sional Approach"は、「一方向勾配の密度(density of m
ono-oriented gradient)」を測定することにより、すな
わち、画像内の所定の方向に沿ってピクセルの極性変化
が生じる割合を解析することにより、１次元バーコード
の位置を突き止めるシステムを記載している。この密度
が最も高い画像の部分が１次元バーコードを含むと決定
される。
【０００８】既存のシステムでは、画像の特徴を１次元
バーコードの性質と比べることによって１次元バーコー
ドの位置を突き止めることが可能であると記載されてい
るが、これまで２次元バーコードの位置を突き止めるた
めのそのようなシステムは知られていない。
バーコードの性質と比べることによって１次元バーコー
ドの位置を突き止めることが可能であると記載されてい
るが、これまで２次元バーコードの位置を突き止めるた
めのそのようなシステムは知られていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、マ
ーカ付近に特別な位置突き止めマーキングを配置するこ
となく、画像内において、符号化された情報を含む機械
で読み取り可能な２次元マーカの位置を突き止める方法
を提供することを目的とする。
ーカ付近に特別な位置突き止めマーキングを配置するこ
となく、画像内において、符号化された情報を含む機械
で読み取り可能な２次元マーカの位置を突き止める方法
を提供することを目的とする。
【００１０】本発明のさらなる目的は、形態処理、およ
び統計解析を行って、所定の大きさ、形状、およびピク
セル分布(すなわちテクスチャ)特徴を有するマーカであ
って、機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止める
ことである。
び統計解析を行って、所定の大きさ、形状、およびピク
セル分布(すなわちテクスチャ)特徴を有するマーカであ
って、機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止める
ことである。
【００１１】本発明のさらなる目的は、第１および第２
(例えば、黒および白)のピクセル極性を有するセルがラ
ンダムかつ均質に分布してなる２次元マーカの位置を突
き止める方法を提供することである。
(例えば、黒および白)のピクセル極性を有するセルがラ
ンダムかつ均質に分布してなる２次元マーカの位置を突
き止める方法を提供することである。
【００１２】本発明のさらなる目的は、画像全体にわた
ってピクセル分布の演算的な高度の操作を必要としな
い、機械で読み取り可能な２次元マーカの位置を突き止
める方法を提供することである。
ってピクセル分布の演算的な高度の操作を必要としな
い、機械で読み取り可能な２次元マーカの位置を突き止
める方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
は、本発明の機械で読み取り可能なマーカの位置を突き
止める方法により提供される。本発明によれば、機械で
読み取り可能なマーカを含む媒体の画像は、１つ以上の
埋められた領域(filled regions)がそれぞれマーカの所
定の範囲を含む十分な大きさであるマスクを生成するよ
うに処理される。このマスクを生成するために、まず、
異なるピクセル極性(例えば、「黒」)を有する大きい画像
領域の内部にある第１のピクセル極性(例えば、「白」)を
有する小さい画像領域(すなわち「ホール」)が、周囲の大
きい画像領域と同じ極性を有するピクセルで埋められ
る。次いで、埋められた画像に対して形態的な出現処理
を行い、機械で読み取り可能なマーカの所定の範囲と同
じまたはそれ以上の大きさの埋められた領域のみを残
す。
は、本発明の機械で読み取り可能なマーカの位置を突き
止める方法により提供される。本発明によれば、機械で
読み取り可能なマーカを含む媒体の画像は、１つ以上の
埋められた領域(filled regions)がそれぞれマーカの所
定の範囲を含む十分な大きさであるマスクを生成するよ
うに処理される。このマスクを生成するために、まず、
異なるピクセル極性(例えば、「黒」)を有する大きい画像
領域の内部にある第１のピクセル極性(例えば、「白」)を
有する小さい画像領域(すなわち「ホール」)が、周囲の大
きい画像領域と同じ極性を有するピクセルで埋められ
る。次いで、埋められた画像に対して形態的な出現処理
を行い、機械で読み取り可能なマーカの所定の範囲と同
じまたはそれ以上の大きさの埋められた領域のみを残
す。
【００１４】マスクを生成した後、マスクを元の画像と
論理的に組み合わせ、１つ以上の対象領域を抽出する。
次いで、例えば各対象領域の部分の復号化を試みること
によって、機械で読み取り可能なマーカが存在するか否
かを決定するために対象領域をテストする。テストの結
果に基づき、１つ以上の対象領域を、復号化のために選
択する。
論理的に組み合わせ、１つ以上の対象領域を抽出する。
次いで、例えば各対象領域の部分の復号化を試みること
によって、機械で読み取り可能なマーカが存在するか否
かを決定するために対象領域をテストする。テストの結
果に基づき、１つ以上の対象領域を、復号化のために選
択する。
【００１５】本発明の好ましい実施態様において、マス
クの埋められた領域をわずかに大きくする追加の拡張処
理を行うことによって、機械で読み取り可能なマーカを
抽出し易くする。対象領域を抽出した後、各対象領域内
におけるテクスチャ(すなわち、各対象領域内における
ピクセル分布)の解析に基づいて復号化するために、領
域をさらに選択することが好ましい。
クの埋められた領域をわずかに大きくする追加の拡張処
理を行うことによって、機械で読み取り可能なマーカを
抽出し易くする。対象領域を抽出した後、各対象領域内
におけるテクスチャ(すなわち、各対象領域内における
ピクセル分布)の解析に基づいて復号化するために、領
域をさらに選択することが好ましい。
【００１６】解像度を低くすることにより、行われる埋
める処理および出現処理(filling and opening operati
ons)に関連する計算の数および/または複雑性を少なく
するために、マスクを生成する前に、画像をスケールダ
ウン(scaled down)することが好ましい。その後、対象
領域を抽出する前に、マスクを元の画像のスケールに復
元する。
める処理および出現処理(filling and opening operati
ons)に関連する計算の数および/または複雑性を少なく
するために、マスクを生成する前に、画像をスケールダ
ウン(scaled down)することが好ましい。その後、対象
領域を抽出する前に、マスクを元の画像のスケールに復
元する。
【００１７】本発明の好ましい実施態様において、対象
領域のテクスチャに基づく解析は、以下の処理の一方ま
たは両方により行われる。(１)単一の極性(例えば、白)
を有する長い連続区間のピクセルの有無をチェックする
ために対象領域をテストする。(２)画像とその反転画像
(すなわち「陰画」)とのシェード(明暗の程度、shade)の
差が所定値を上回っていないかを決定するために対象領
域をテストする。長い連続区間を有する領域は、非マー
カ情報を含むと決定され、従って、復号化の対象から除
外される。画像とその陰画とのシェードの差が所定値を
上回っている場合もまた、非マーカ情報を含むと決定さ
れ、復号化の対象から除外される。
領域のテクスチャに基づく解析は、以下の処理の一方ま
たは両方により行われる。(１)単一の極性(例えば、白)
を有する長い連続区間のピクセルの有無をチェックする
ために対象領域をテストする。(２)画像とその反転画像
(すなわち「陰画」)とのシェード(明暗の程度、shade)の
差が所定値を上回っていないかを決定するために対象領
域をテストする。長い連続区間を有する領域は、非マー
カ情報を含むと決定され、従って、復号化の対象から除
外される。画像とその陰画とのシェードの差が所定値を
上回っている場合もまた、非マーカ情報を含むと決定さ
れ、復号化の対象から除外される。
【００１８】以下に、本発明の構成を詳述する。
【００１９】本発明は、デジタル化された画像において
所定の範囲を有する機械で読み取り可能なマーカの位置
を突き止める方法であって、第２のピクセル極性を有す
る領域内において、第１の所定の範囲よりも小さい第１
のピクセル極性を有する該画像のホールを埋めて、該第
２のピクセル極性で一様に埋められた領域を形成する工
程と、該埋められた領域に対して出現処理を行い、それ
ぞれが該マーカを十分に含む第２の範囲と同等またはそ
れより大きい大きさである１つ以上の埋められた領域を
有するマスクを生成する工程と、該マスクと、該画像と
を論理的に組み合わせて、該画像の１つ以上の対象領域
を抽出する工程と、該１つ以上の対象領域内の該画像の
一部をテストして、該一部が該マーカの１つ以上の性質
を満たすか否かを決定する工程と、該テストの結果に基
づき、復号化する対象領域を選択するか、該マーカが該
画像に含まれていないと決定するかのいずれかの工程と
を含む、画像において機械で読み取り可能なマーカの位
置を突き止める方法である。
所定の範囲を有する機械で読み取り可能なマーカの位置
を突き止める方法であって、第２のピクセル極性を有す
る領域内において、第１の所定の範囲よりも小さい第１
のピクセル極性を有する該画像のホールを埋めて、該第
２のピクセル極性で一様に埋められた領域を形成する工
程と、該埋められた領域に対して出現処理を行い、それ
ぞれが該マーカを十分に含む第２の範囲と同等またはそ
れより大きい大きさである１つ以上の埋められた領域を
有するマスクを生成する工程と、該マスクと、該画像と
を論理的に組み合わせて、該画像の１つ以上の対象領域
を抽出する工程と、該１つ以上の対象領域内の該画像の
一部をテストして、該一部が該マーカの１つ以上の性質
を満たすか否かを決定する工程と、該テストの結果に基
づき、復号化する対象領域を選択するか、該マーカが該
画像に含まれていないと決定するかのいずれかの工程と
を含む、画像において機械で読み取り可能なマーカの位
置を突き止める方法である。
【００２０】本発明の１実施形態によれば、前記マスク
の前記埋められた領域を、前記マーカの前記所定の範囲
よりも大きい範囲にまで拡張する工程をさらに含む。
の前記埋められた領域を、前記マーカの前記所定の範囲
よりも大きい範囲にまで拡張する工程をさらに含む。
【００２１】本発明の１実施形態によれば、前記対象領
域をテストする工程が、該対象領域中の前記画像のテク
スチャが１つ以上の所定のテクスチャ基準を満たすか否
かを決定する。
域をテストする工程が、該対象領域中の前記画像のテク
スチャが１つ以上の所定のテクスチャ基準を満たすか否
かを決定する。
【００２２】本発明の１実施形態によれば、前記テスト
する工程は、前記対象領域内の前記画像の前記一部の復
号化を試みる工程を含む。
する工程は、前記対象領域内の前記画像の前記一部の復
号化を試みる工程を含む。
【００２３】本発明の１実施形態によれば、前記テスト
する工程は、前記対象領域が、所定値を上回る長さの、
一様なピクセル極性の連続区間を含むか否かを決定する
工程を含む。
する工程は、前記対象領域が、所定値を上回る長さの、
一様なピクセル極性の連続区間を含むか否かを決定する
工程を含む。
【００２４】本発明の１実施形態によれば、前記テスト
する工程は、前記対象領域内におけるシェード差の分布
を解析する工程を含む。
する工程は、前記対象領域内におけるシェード差の分布
を解析する工程を含む。
【００２５】本発明は、第１の解像度の第１のスケール
を有するデジタル化された画像において、所定の範囲を
有する、機械で読みとり可能なマーカの位置を突き止め
る方法であって、該画像を、該第１の解像度に対して低
下した解像度を有する第２のスケールにスケーリングす
る工程と、第２のピクセル極性を有する領域内におい
て、第１の所定の範囲よりも小さい、第１のピクセル極
性を有する該スケーリングされた画像のホールを埋め
て、該第２のピクセル極性で一様に埋められた領域を形
成する工程と、該埋められた領域に対して出現処理を行
い、それぞれが該マーカを十分に含む第２の範囲と同等
またはそれよりも大きい大きさである１つ以上の埋めら
れた領域を有するマスクを生成する工程と、該マスクの
該埋められた領域を、該マーカの該所定の範囲よりも大
きい範囲に拡張する工程と、該マスクを該第１のスケー
ルに復元する工程と、該マスクと、該画像とを論理的に
組み合わせて、該画像の１つ以上の対象領域を抽出する
工程と、該１つ以上の対象領域内の該画像の一部をテス
トして、該一部が該マーカの１つ以上の性質を満たすか
否かを決定する工程と、該テストの結果に基づき、復号
化する対象領域を選択するか、該マーカが該画像に含ま
れていないと決定するかのいずれかの工程とを含む画像
において機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止め
る方法である。
を有するデジタル化された画像において、所定の範囲を
有する、機械で読みとり可能なマーカの位置を突き止め
る方法であって、該画像を、該第１の解像度に対して低
下した解像度を有する第２のスケールにスケーリングす
る工程と、第２のピクセル極性を有する領域内におい
て、第１の所定の範囲よりも小さい、第１のピクセル極
性を有する該スケーリングされた画像のホールを埋め
て、該第２のピクセル極性で一様に埋められた領域を形
成する工程と、該埋められた領域に対して出現処理を行
い、それぞれが該マーカを十分に含む第２の範囲と同等
またはそれよりも大きい大きさである１つ以上の埋めら
れた領域を有するマスクを生成する工程と、該マスクの
該埋められた領域を、該マーカの該所定の範囲よりも大
きい範囲に拡張する工程と、該マスクを該第１のスケー
ルに復元する工程と、該マスクと、該画像とを論理的に
組み合わせて、該画像の１つ以上の対象領域を抽出する
工程と、該１つ以上の対象領域内の該画像の一部をテス
トして、該一部が該マーカの１つ以上の性質を満たすか
否かを決定する工程と、該テストの結果に基づき、復号
化する対象領域を選択するか、該マーカが該画像に含ま
れていないと決定するかのいずれかの工程とを含む画像
において機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止め
る方法である。
【００２６】本発明の１実施形態によれば、前記テスト
する工程は、前記画像の前記一部が１つ以上の所定のテ
クスチャに基づく基準を満たすか否かを決定する。
する工程は、前記画像の前記一部が１つ以上の所定のテ
クスチャに基づく基準を満たすか否かを決定する。
【００２７】本発明の１実施形態によれば、前記テスト
する工程は、前記対象領域内の前記画像の前記一部の復
号化を試みる工程を含む。
する工程は、前記対象領域内の前記画像の前記一部の復
号化を試みる工程を含む。
【００２８】本発明の１実施形態によれば、前記テスト
する工程は、前記対象領域が、所定値を上回る長さの、
一様なピクセル極性の連続区間を含むか否かを決定する
工程を含む。
する工程は、前記対象領域が、所定値を上回る長さの、
一様なピクセル極性の連続区間を含むか否かを決定する
工程を含む。
【００２９】本発明の１実施形態によれば、前記テスト
する工程が、前記対象領域内におけるシェード差の分布
を解析する工程を含む。
する工程が、前記対象領域内におけるシェード差の分布
を解析する工程を含む。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１ａは、本明細書において参考
として援用する同時係属出願中の米国特許出願第08/56
9,280号に開示されるような、代表的な機械で読み取り
可能な２次元マーカの拡大図である。本発明が位置を突
き止める機械で読み取り可能なマーカは、所定の一様性
およびランダム性の基準を満たすことが理解される。図
１ａに示すように、光学的に走査可能な媒体(例えば、
ページ)に印刷された代表的なマーカ１は、それぞれが
第１のピクセル極性または第２のピクセル極性を有する
(それぞれ、代表的に黒および白のセルとして図示して
いる)、一様な、およそ１：１の疑似ランダム分布のセ
ルを含む。各黒のセル２、および各白のセル４は、情報
の１バイナリビットを符号化する。
として援用する同時係属出願中の米国特許出願第08/56
9,280号に開示されるような、代表的な機械で読み取り
可能な２次元マーカの拡大図である。本発明が位置を突
き止める機械で読み取り可能なマーカは、所定の一様性
およびランダム性の基準を満たすことが理解される。図
１ａに示すように、光学的に走査可能な媒体(例えば、
ページ)に印刷された代表的なマーカ１は、それぞれが
第１のピクセル極性または第２のピクセル極性を有する
(それぞれ、代表的に黒および白のセルとして図示して
いる)、一様な、およそ１：１の疑似ランダム分布のセ
ルを含む。各黒のセル２、および各白のセル４は、情報
の１バイナリビットを符号化する。
【００３１】以下に説明する本発明の実施態様におい
て、機械で読みとり可能なマーカのセルは、「黒」または
「白」ピクセル極性のいずれかを有すると記載される。
しかし、本明細書に開示する本発明の原理および特定の
技術が、各セルが考えうる２「色」のうちの一方に符号化
された、機械で読みとり可能なマーカに同等に適応され
得、これは、２つの「極性」のそれぞれのセルが１つ以上
の波長において走査により区別され得る(例えば、マー
カで反射される光の強度に基づいて)限り可能であるこ
とが理解される。
て、機械で読みとり可能なマーカのセルは、「黒」または
「白」ピクセル極性のいずれかを有すると記載される。
しかし、本明細書に開示する本発明の原理および特定の
技術が、各セルが考えうる２「色」のうちの一方に符号化
された、機械で読みとり可能なマーカに同等に適応され
得、これは、２つの「極性」のそれぞれのセルが１つ以上
の波長において走査により区別され得る(例えば、マー
カで反射される光の強度に基づいて)限り可能であるこ
とが理解される。
【００３２】図１ｂは、走査により得られた機械で読み
とり可能なマーカのデジタル化された画像の代表的な例
を示す。デジタル化された画像に認められるように、マ
ーカのそれぞれのセルは、各辺の寸法ｑピクセルの二乗
であるｑ×ｑの数のピクセルを含む。ｑ×ｑピクセルの
それぞれは、同じ黒または白のピクセル極性を有する。
数ｑは、マーカの解像度を表し、符号化システムの解像
度、およびマーカを含む媒体を走査するシステムの解像
度を含めたいくつかの要素により決定される。
とり可能なマーカのデジタル化された画像の代表的な例
を示す。デジタル化された画像に認められるように、マ
ーカのそれぞれのセルは、各辺の寸法ｑピクセルの二乗
であるｑ×ｑの数のピクセルを含む。ｑ×ｑピクセルの
それぞれは、同じ黒または白のピクセル極性を有する。
数ｑは、マーカの解像度を表し、符号化システムの解像
度、およびマーカを含む媒体を走査するシステムの解像
度を含めたいくつかの要素により決定される。
【００３３】本明細書に記載の機械で読みとり可能なマ
ーカにおいて黒および白のセルがランダムに分布したた
め、マーカは、ランダムに生じる分布の相対的な確率に
より決定される最大値を越えるような白の「ホール」また
は黒の含有範囲を有していない。所定の大きさの４ｑ×
４ｑセルの領域が生じる確率は、(0.5)16＝0.0000153を
下回る。
ーカにおいて黒および白のセルがランダムに分布したた
め、マーカは、ランダムに生じる分布の相対的な確率に
より決定される最大値を越えるような白の「ホール」また
は黒の含有範囲を有していない。所定の大きさの４ｑ×
４ｑセルの領域が生じる確率は、(0.5)16＝0.0000153を
下回る。
【００３４】図１ａに示すマーカ、および図１ｂに示す
マーカの走査された画像からさらに理解されるように、
マーカは、黒および白のセルの一様な分布を有し、マー
カのそれぞれの部分において、黒のセルの密度が白のセ
ルの密度とほぼ同じである。その結果、全体的に中間色
であるグレートーン(明暗の程度、以下シェードと称す)
を生じている。従って、図１ｂに示す走査されたマーカ
における各ピクセルの極性を、図１ｃに示すような「陰
画」画像を生成するために反転した場合、陰画の画像の
それぞれの黒のセルおよび白のセルの密度は、全体的に
グレートーン（すなわち、「シェード」)を有し、これ
は、元のマーカのシェードとほとんど異ならない。
マーカの走査された画像からさらに理解されるように、
マーカは、黒および白のセルの一様な分布を有し、マー
カのそれぞれの部分において、黒のセルの密度が白のセ
ルの密度とほぼ同じである。その結果、全体的に中間色
であるグレートーン(明暗の程度、以下シェードと称す)
を生じている。従って、図１ｂに示す走査されたマーカ
における各ピクセルの極性を、図１ｃに示すような「陰
画」画像を生成するために反転した場合、陰画の画像の
それぞれの黒のセルおよび白のセルの密度は、全体的に
グレートーン（すなわち、「シェード」)を有し、これ
は、元のマーカのシェードとほとんど異ならない。
【００３５】対照的に、そのような一様なピクセル分布
は、通常写真画像においては存在しない。図２ａは写真
画像を示し、図２ｂは同写真画像の陰画を示す。図２ａ
と図２ｂを比較すると明らかなように、２つの画像は、
全体的に互いと実質的に異なるシェードを有する。図２
ａは、全体的に黒ピクセル密度がより高いシェードを有
しており、図２ｂの陰画は、全体的に白ピクセル密度が
実質的により高いシェードを有しているのが認められ
る。
は、通常写真画像においては存在しない。図２ａは写真
画像を示し、図２ｂは同写真画像の陰画を示す。図２ａ
と図２ｂを比較すると明らかなように、２つの画像は、
全体的に互いと実質的に異なるシェードを有する。図２
ａは、全体的に黒ピクセル密度がより高いシェードを有
しており、図２ｂの陰画は、全体的に白ピクセル密度が
実質的により高いシェードを有しているのが認められ
る。
【００３６】本明細書に記載した機械で読みとり可能な
マーカの特性を考慮して、本発明によるマーカの位置を
突き止める方法を図３を参照しながら説明する。後述す
るように、本発明のそれぞれの実施態様において、本発
明の方法は、適切な特徴を示すマーカを含む媒体のデジ
タル化された画像に適用される。デジタル化された画像
が得られる方法は、本発明の処理に直接関係したもので
なく、そのような画像は、紙媒体を走査することによ
り、またはあらゆる入手可能なソース(例えば、ローカ
ルまたはネットワークデータベース、遠隔ユーザ、放送
伝達等)から得られ得る。
マーカの特性を考慮して、本発明によるマーカの位置を
突き止める方法を図３を参照しながら説明する。後述す
るように、本発明のそれぞれの実施態様において、本発
明の方法は、適切な特徴を示すマーカを含む媒体のデジ
タル化された画像に適用される。デジタル化された画像
が得られる方法は、本発明の処理に直接関係したもので
なく、そのような画像は、紙媒体を走査することによ
り、またはあらゆる入手可能なソース(例えば、ローカ
ルまたはネットワークデータベース、遠隔ユーザ、放送
伝達等)から得られ得る。
【００３７】後述するように、本発明の全ての実施態様
において、マスクはデジタル化された画像から生成さ
れ、１つ以上の対象領域を抽出するために適用される。
対象領域が抽出されると、復号化される領域の選択が以
下によってさらに狭められ得る。(１)各対象領域の試験
的な復号化を試みる。または(２)各対象領域内のピクセ
ル分布(テクスチャ)を解析し、本明細書において記載す
る機械で読み取り可能なマーカの知られている特性を満
たさない対象領域を除外する。
において、マスクはデジタル化された画像から生成さ
れ、１つ以上の対象領域を抽出するために適用される。
対象領域が抽出されると、復号化される領域の選択が以
下によってさらに狭められ得る。(１)各対象領域の試験
的な復号化を試みる。または(２)各対象領域内のピクセ
ル分布(テクスチャ)を解析し、本明細書において記載す
る機械で読み取り可能なマーカの知られている特性を満
たさない対象領域を除外する。
【００３８】図３を参照すると、ステップ３０１および
３０３において、対象領域の位置を突き止めるためのマ
スクが生成される。ステップ３０１において、異なるピ
クセル極性(例えば、黒)を有する大きい領域に含まれ
た、第１のピクセル極性(例えば、白)を有する画像の小
さな「ホール」を埋めるために、形態的な「クロージング」
処理が行われる。機械で読みとり可能なマーカの一様か
つランダムな性質により、その中において４ｑ×４ｑピ
クセルの大きさのホールが生じる低い確率を考慮して、
クロージング処理は、２次元のうちの一方または両方の
次元において４ｑピクセルより小さいホール全てを埋め
るように行われる。そのような小さいホールを埋めるこ
とにより、デジタル化された画像の領域が、潜在的にマ
ーカを含んでいると定義される。デジタル化された画像
が白い背景を有する場合、埋める処理は、黒の極性を有
するピクセルで白いホールを埋めるように行う。また
は、デジタル化された画像が暗い背景を有する場合、こ
の処理は、白いピクセル極性を有する大きい領域に含ま
れる小さい黒のピクセル領域を「白で消していく」ように
行われ得る。図４ａは、白いホールが埋められた画像を
例示的に示す。図４ａから、埋められた領域は、一様な
ピクセル極性(この場合、黒)を有する領域として認めら
れる。
３０３において、対象領域の位置を突き止めるためのマ
スクが生成される。ステップ３０１において、異なるピ
クセル極性(例えば、黒)を有する大きい領域に含まれ
た、第１のピクセル極性(例えば、白)を有する画像の小
さな「ホール」を埋めるために、形態的な「クロージング」
処理が行われる。機械で読みとり可能なマーカの一様か
つランダムな性質により、その中において４ｑ×４ｑピ
クセルの大きさのホールが生じる低い確率を考慮して、
クロージング処理は、２次元のうちの一方または両方の
次元において４ｑピクセルより小さいホール全てを埋め
るように行われる。そのような小さいホールを埋めるこ
とにより、デジタル化された画像の領域が、潜在的にマ
ーカを含んでいると定義される。デジタル化された画像
が白い背景を有する場合、埋める処理は、黒の極性を有
するピクセルで白いホールを埋めるように行う。また
は、デジタル化された画像が暗い背景を有する場合、こ
の処理は、白いピクセル極性を有する大きい領域に含ま
れる小さい黒のピクセル領域を「白で消していく」ように
行われ得る。図４ａは、白いホールが埋められた画像を
例示的に示す。図４ａから、埋められた領域は、一様な
ピクセル極性(この場合、黒)を有する領域として認めら
れる。
【００３９】小さいホールを埋めるように画像を処理し
た後、小さ過ぎるまたは誤った形状であるために所定の
範囲および形状のマーカに適応しない画像の埋められた
領域を除外するために、形態的な出現処理を行う。この
処理は、例えば、エレメントの埋められた領域を、マー
カと同じ形状を有する、かつ本明細書において記載した
マーカの範囲と同じまたはわずかに小さい構造エレメン
トと比べることによって行う。図４ｂに示すように、出
現処理の結果、それぞれの領域が所定の範囲および形状
のマーカに十分に適応する範囲および形状を有する１つ
以上の埋められた領域を含むマスクが得られる。
た後、小さ過ぎるまたは誤った形状であるために所定の
範囲および形状のマーカに適応しない画像の埋められた
領域を除外するために、形態的な出現処理を行う。この
処理は、例えば、エレメントの埋められた領域を、マー
カと同じ形状を有する、かつ本明細書において記載した
マーカの範囲と同じまたはわずかに小さい構造エレメン
トと比べることによって行う。図４ｂに示すように、出
現処理の結果、それぞれの領域が所定の範囲および形状
のマーカに十分に適応する範囲および形状を有する１つ
以上の埋められた領域を含むマスクが得られる。
【００４０】マスクを生成後、デジタル化された画像の
格納されたコピーと論理的に組み合わせ、本発明により
さらにテストするために１つ以上の対象領域を抽出す
る。図３に示す本発明の実施態様において、各対象領域
において認められる情報に対して試験的な復号化が試み
られる。試験的な復号化が成功すれば、その対象領域
は、機械で読み取り可能なマーカを含むと識別され、さ
らなる処理のために選択される。しかし、試験的な復号
化が成功しなければ(すなわち、結果が本明細書におい
て記載される機械で読み取り可能なマーカと一致しなけ
れば)、この領域はさらなる処理の対象から除外され
る。
格納されたコピーと論理的に組み合わせ、本発明により
さらにテストするために１つ以上の対象領域を抽出す
る。図３に示す本発明の実施態様において、各対象領域
において認められる情報に対して試験的な復号化が試み
られる。試験的な復号化が成功すれば、その対象領域
は、機械で読み取り可能なマーカを含むと識別され、さ
らなる処理のために選択される。しかし、試験的な復号
化が成功しなければ(すなわち、結果が本明細書におい
て記載される機械で読み取り可能なマーカと一致しなけ
れば)、この領域はさらなる処理の対象から除外され
る。
【００４１】図５は、本発明の好ましい実施態様により
行われる処理を示すフローチャートである。本実施態様
において、ステップ５０５および５０９において実施さ
れる処理を除いては、全ての処理が、図３を参照しなが
ら記載されたものと同じである。本実施態様において、
ステップ５０３の出現処理により生じた埋められた領域
に対して「拡張」処理を行うために、ステップ５０５が追
加されている。この処理において、埋められた領域は、
それぞれの辺がいくつかのピクセル分だけ等方的に拡張
される。このピクセルの数は、マーカおよびデジタル化
システムの解像度により決定される。この処理を行うこ
とにより、歪みの種々の原因(例えば、媒体を走査する
ことによって導かれた誤った位置合わせ等)により、本
来の符号化されたマーカに占有された面積よりもわずか
に大きい面積にわたって分布された情報を有すると認め
られるマーカ領域の復号化が改善し易くなる。
行われる処理を示すフローチャートである。本実施態様
において、ステップ５０５および５０９において実施さ
れる処理を除いては、全ての処理が、図３を参照しなが
ら記載されたものと同じである。本実施態様において、
ステップ５０３の出現処理により生じた埋められた領域
に対して「拡張」処理を行うために、ステップ５０５が追
加されている。この処理において、埋められた領域は、
それぞれの辺がいくつかのピクセル分だけ等方的に拡張
される。このピクセルの数は、マーカおよびデジタル化
システムの解像度により決定される。この処理を行うこ
とにより、歪みの種々の原因(例えば、媒体を走査する
ことによって導かれた誤った位置合わせ等)により、本
来の符号化されたマーカに占有された面積よりもわずか
に大きい面積にわたって分布された情報を有すると認め
られるマーカ領域の復号化が改善し易くなる。
【００４２】図５に示す本発明の実施態様においては、
図３を参照しながら上述した本発明の実施態様において
実施される「領域をテストする」処理(ステップ３０７)の
代わりに、代替的な「テクスチャをテストする」処理(ス
テップ５０９)が行われる。この処理においては、本明
細書に記載した機械で読み取り可能なマーカの知られて
いる１つ以上の性質を満たすか否かを決定するために、
対象マーク領域におけるテクスチャ(すなわち、各極性
を有するピクセルの分布)が解析される。対象マーク領
域内のテクスチャをテストするための特定の処理を、図
６から図９を参照しながら以下に説明する。対象領域に
おけるテクスチャに対して行われた決定に基づき、ステ
ップ５１０において復号化のための領域を選択する。
図３を参照しながら上述した本発明の実施態様において
実施される「領域をテストする」処理(ステップ３０７)の
代わりに、代替的な「テクスチャをテストする」処理(ス
テップ５０９)が行われる。この処理においては、本明
細書に記載した機械で読み取り可能なマーカの知られて
いる１つ以上の性質を満たすか否かを決定するために、
対象マーク領域におけるテクスチャ(すなわち、各極性
を有するピクセルの分布)が解析される。対象マーク領
域内のテクスチャをテストするための特定の処理を、図
６から図９を参照しながら以下に説明する。対象領域に
おけるテクスチャに対して行われた決定に基づき、ステ
ップ５１０において復号化のための領域を選択する。
【００４３】図６は、本発明の他の好ましい実施態様に
よる本発明の処理を示すフローチャートを示す。本発明
のこの実施態様においては、ステップ６０１、６０９、
および６１３において行われる処理を除いては、全ての
処理が図３および図５を参照しながら説明したものと同
じである。ステップ６０１において、小さい面積にわた
ってデジタル化された画像のピクセル極性を平均化する
ことにより、因数λだけスケールダウンされたバージョ
ンの画像を生成するスケーリング処理を行う。スケーリ
ングは、以下の２つの目的のために行われる。(１)ステ
ップ６０３および６０５において形態的な処理を行うた
めに必要な計算の数を少なくする目的、および(２)ステ
ップ６０３における形態的なクロージング(ホールを埋
める)処理により得られる効果と同様の効果を得るため
に、マーカ含有領域において小さい切れ目(例えば、「ホ
ール」)を効果的に「塗りつぶし」てより一様な領域にする
目的。
よる本発明の処理を示すフローチャートを示す。本発明
のこの実施態様においては、ステップ６０１、６０９、
および６１３において行われる処理を除いては、全ての
処理が図３および図５を参照しながら説明したものと同
じである。ステップ６０１において、小さい面積にわた
ってデジタル化された画像のピクセル極性を平均化する
ことにより、因数λだけスケールダウンされたバージョ
ンの画像を生成するスケーリング処理を行う。スケーリ
ングは、以下の２つの目的のために行われる。(１)ステ
ップ６０３および６０５において形態的な処理を行うた
めに必要な計算の数を少なくする目的、および(２)ステ
ップ６０３における形態的なクロージング(ホールを埋
める)処理により得られる効果と同様の効果を得るため
に、マーカ含有領域において小さい切れ目(例えば、「ホ
ール」)を効果的に「塗りつぶし」てより一様な領域にする
目的。
【００４４】スケーリング処理を行うために使用され得
るアルゴリズムを以下に説明する。２次元のアレイ
[ｋ，ｌ]n×mの画像エレメント(ピクセル)を含む各画像
Ｉについて、[ｉ，ｊ]n/λ×m/λは、同じ２次元の画像
のスケーリング後の縮小されたバージョンを表すとし、
Ｃ(ｉ，ｊ)は、アレイの各位置(ｉ，ｊ)におけるピクセ
ルに割り付けられた黒および白の値を示すとする。因数
λでの画像Ｉのスケーリングは、以下の等式により定義
される
るアルゴリズムを以下に説明する。２次元のアレイ
[ｋ，ｌ]n×mの画像エレメント(ピクセル)を含む各画像
Ｉについて、[ｉ，ｊ]n/λ×m/λは、同じ２次元の画像
のスケーリング後の縮小されたバージョンを表すとし、
Ｃ(ｉ，ｊ)は、アレイの各位置(ｉ，ｊ)におけるピクセ
ルに割り付けられた黒および白の値を示すとする。因数
λでの画像Ｉのスケーリングは、以下の等式により定義
される
【００４５】
【数１】
【００４６】１つ以上の埋められた領域を含むマスクを
生成するためにステップ６０３、６０５、および６０７
の形態的な処理を行った後、ステップ６０９において、
マスクを元のデジタル化された画像のスケールに復元さ
せる。「アップスケーリング(up-scaling)」と称され得る
この処理は、以下の等式により定義される。
生成するためにステップ６０３、６０５、および６０７
の形態的な処理を行った後、ステップ６０９において、
マスクを元のデジタル化された画像のスケールに復元さ
せる。「アップスケーリング(up-scaling)」と称され得る
この処理は、以下の等式により定義される。
【００４７】
【数２】
【００４８】マスクを生成した後、ステップ６１１にお
いて、マスクと、デジタル化された画像とを論理的に組
み合わせ、画像の１つ以上の対象領域を抽出する。対象
領域における画像のテクスチャ(すなわち、異なる極性
のピクセルの分布)を、次いで、ステップ６１３におい
て、本明細書に記載のマーカのテクスチャと一致するか
否かを決定するために解析する。この解析を行うに当た
って、テクスチャに基づくパラメータｆ1およびｆ2を決
定するために以下の処理の一方または両方を対象領域に
対して実施する。まず、画像の対象領域において、存在
すればロウ連続区間およびカラム連続区間の数ｆ1を決
定する解析を行う。
いて、マスクと、デジタル化された画像とを論理的に組
み合わせ、画像の１つ以上の対象領域を抽出する。対象
領域における画像のテクスチャ(すなわち、異なる極性
のピクセルの分布)を、次いで、ステップ６１３におい
て、本明細書に記載のマーカのテクスチャと一致するか
否かを決定するために解析する。この解析を行うに当た
って、テクスチャに基づくパラメータｆ1およびｆ2を決
定するために以下の処理の一方または両方を対象領域に
対して実施する。まず、画像の対象領域において、存在
すればロウ連続区間およびカラム連続区間の数ｆ1を決
定する解析を行う。
【００４９】ロウ連続区間およびカラム連続区間は、以
下のように定義される。水平寸法Ｗmおよび垂直寸法Ｈm
の囲いを有する対象領域ｍのそれぞれについて、単位ｔ
のロウ連続区間は、少なくともＷm/２だけ水平方向に広
がり、かつｔと同等またはそれ以上の厚みｈを有する同
じ極性(例えば、黒または白)のピクセルが連続する水平
ロウとして定義される。単位ｔのカラム連続区間は、少
なくともＨm/２だけ垂直方向に広がり、かつ値ｔと同等
またはそれ以上の厚みｗを有する同じ極性(例えば、黒
または白)のピクセルが連続する垂直カラムとして定義
される。
下のように定義される。水平寸法Ｗmおよび垂直寸法Ｈm
の囲いを有する対象領域ｍのそれぞれについて、単位ｔ
のロウ連続区間は、少なくともＷm/２だけ水平方向に広
がり、かつｔと同等またはそれ以上の厚みｈを有する同
じ極性(例えば、黒または白)のピクセルが連続する水平
ロウとして定義される。単位ｔのカラム連続区間は、少
なくともＨm/２だけ垂直方向に広がり、かつ値ｔと同等
またはそれ以上の厚みｗを有する同じ極性(例えば、黒
または白)のピクセルが連続する垂直カラムとして定義
される。
【００５０】上記したように、本発明により扱う機械で
読み取り可能なマーカは、媒体上に本来の符号化された
マーカ内においてロウ連続区間およびカラム連続区間が
存在しないような、黒および白セルの一様な疑似ランダ
ム分布を有する。対照的に、テキスト、グラフィック、
または写真を含む媒体内における領域は、通常このよう
な連続区間を含む。走査された画像のテキスト領域は、
テキストの連続する行が空白により分離されるため、通
常白のロウ連続区間を含む。例示として、300dpiという
比較的低い走査解像度においては、連続するテキストの
行が幅がたった１ポイントの不規則な小さい空白により
分離されている場合、そのような極限的な状況の下にお
いてさえ、テキストの走査された行の間に４ピクセルを
上回る垂直の寸法を有するロウ連続区間が認められる。
読み取り可能なマーカは、媒体上に本来の符号化された
マーカ内においてロウ連続区間およびカラム連続区間が
存在しないような、黒および白セルの一様な疑似ランダ
ム分布を有する。対照的に、テキスト、グラフィック、
または写真を含む媒体内における領域は、通常このよう
な連続区間を含む。走査された画像のテキスト領域は、
テキストの連続する行が空白により分離されるため、通
常白のロウ連続区間を含む。例示として、300dpiという
比較的低い走査解像度においては、連続するテキストの
行が幅がたった１ポイントの不規則な小さい空白により
分離されている場合、そのような極限的な状況の下にお
いてさえ、テキストの走査された行の間に４ピクセルを
上回る垂直の寸法を有するロウ連続区間が認められる。
【００５１】マーカを含む媒体が、デジタル化された画
像を生成するように走査されると、非常に制限された厚
み(例えば、１ピクセル)の連続区間が、走査処理におい
て生じる歪み影響(例えば、量子化歪み)により、マーカ
を含有する画像の領域に認められ得る。従って、最適な
性能のためには、本明細書において記載したロウ連続区
間またはカラム連続区間の有無についてテストする処理
は、所定値(例えば、厚み２ピクセル)より薄い連続区間
は無視するように設定されるべきである。
像を生成するように走査されると、非常に制限された厚
み(例えば、１ピクセル)の連続区間が、走査処理におい
て生じる歪み影響(例えば、量子化歪み)により、マーカ
を含有する画像の領域に認められ得る。従って、最適な
性能のためには、本明細書において記載したロウ連続区
間またはカラム連続区間の有無についてテストする処理
は、所定値(例えば、厚み２ピクセル)より薄い連続区間
は無視するように設定されるべきである。
【００５２】第２の解析は、上記ロウ連続区間およびカ
ラム連続区間解析に加えて、または代替として行われ得
る。この解析において、画像の対象領域内の各ピクセル
位置におけるシェードｇ(ｉ，ｊ)は、以下の等式によ
り、各位置においてピクセルを包囲する所定数のピクセ
ルの近傍Ｎ(ｉ，ｊ)におけるピクセル極性を平均化する
ことによって決定される。
ラム連続区間解析に加えて、または代替として行われ得
る。この解析において、画像の対象領域内の各ピクセル
位置におけるシェードｇ(ｉ，ｊ)は、以下の等式によ
り、各位置においてピクセルを包囲する所定数のピクセ
ルの近傍Ｎ(ｉ，ｊ)におけるピクセル極性を平均化する
ことによって決定される。
【００５３】
【数３】
【００５４】ただし、(ｉ，ｊ)はロウおよびカラム位置
を示し、(２β＋１)(２β＋１)は位置(ｉ，ｊ)に配置さ
れたピクセルの近傍ピクセルの数を示し、Ｃ(ｋ，ｌ)は
各ピクセルの極性を示す。
を示し、(２β＋１)(２β＋１)は位置(ｉ，ｊ)に配置さ
れたピクセルの近傍ピクセルの数を示し、Ｃ(ｋ，ｌ)は
各ピクセルの極性を示す。
【００５５】対象領域内における各ピクセル位置におけ
るシェードがいったん決定されると、対象領域内におけ
る画像の全体的なシェードと、反転画像(陰画)の全体的
なシェードとの差を表す値が、以下のような式により得
られる。
るシェードがいったん決定されると、対象領域内におけ
る画像の全体的なシェードと、反転画像(陰画)の全体的
なシェードとの差を表す値が、以下のような式により得
られる。
【００５６】
【数４】
【００５７】図７は、画像のマーカ含有領域内における
各ピクセル位置についてのシェード差｜ｇ(ｉ，ｊ)−/
ｇ(ｉ，ｊ)｜を計算することにより得られたシェード差
の値の分布を表す。図８は、画像の写真含有領域におけ
る各ピクセル位置について得られるシェード差の値の分
布を表す。図７から、マーカ含有領域にわたるシェード
差の値が、外見がガウス状であり、シェード差ゼロに向
かって重みづけられ、主にゼロと０．４との間にある分
布を有することが分かる。対照的に、図８に示す写真含
有領域にわたるシェード差の値は、約０．８の高いシェ
ード差に向かって重みづけられ、目盛部にわたってより
大きく広がった分布を有する。グラフィックを含む領域
の解析は、より大きい目盛部にわたって分布され、本明
細書に記載されるマーカを含む領域よりも値１に向かっ
てより重く重みづけられるシェード差の値を生成するこ
とが理解されるであろう。
各ピクセル位置についてのシェード差｜ｇ(ｉ，ｊ)−/
ｇ(ｉ，ｊ)｜を計算することにより得られたシェード差
の値の分布を表す。図８は、画像の写真含有領域におけ
る各ピクセル位置について得られるシェード差の値の分
布を表す。図７から、マーカ含有領域にわたるシェード
差の値が、外見がガウス状であり、シェード差ゼロに向
かって重みづけられ、主にゼロと０．４との間にある分
布を有することが分かる。対照的に、図８に示す写真含
有領域にわたるシェード差の値は、約０．８の高いシェ
ード差に向かって重みづけられ、目盛部にわたってより
大きく広がった分布を有する。グラフィックを含む領域
の解析は、より大きい目盛部にわたって分布され、本明
細書に記載されるマーカを含む領域よりも値１に向かっ
てより重く重みづけられるシェード差の値を生成するこ
とが理解されるであろう。
【００５８】結果的に、値ｆ2が０．４を上回るか下回
るかに基づいて、マーカ含有領域が、写真含有またはグ
ラフィック含有領域と区別され得ることが分かる。対象
領域について計算した値ｆ2が０．４を上回る場合、対
象領域が写真またはグラフィックを含むと決定される。
逆に、対象領域について計算した値ｆ2が０．４を上回
らない場合には、対象領域がマーカを含むと決定され
る。マーカ含有領域とマーカ非含有領域との間を線引き
するのに用いられる０．４値は例示のものであり、シェ
ード差の値、および画像がデジタル化される状態(例え
ば、背景シェード付け(shading))を計算するために用い
られる特定のアルゴリズムによって異なり得ることが理
解されるであろう。
るかに基づいて、マーカ含有領域が、写真含有またはグ
ラフィック含有領域と区別され得ることが分かる。対象
領域について計算した値ｆ2が０．４を上回る場合、対
象領域が写真またはグラフィックを含むと決定される。
逆に、対象領域について計算した値ｆ2が０．４を上回
らない場合には、対象領域がマーカを含むと決定され
る。マーカ含有領域とマーカ非含有領域との間を線引き
するのに用いられる０．４値は例示のものであり、シェ
ード差の値、および画像がデジタル化される状態(例え
ば、背景シェード付け(shading))を計算するために用い
られる特定のアルゴリズムによって異なり得ることが理
解されるであろう。
【００５９】最後に、図９は、テクスチャに基づく基準
により、マーカが特定の対象領域に存在するか否かを決
定するための処理を図示している。図９に示すように、
ブロック９０３において、対象領域９０１が、ロウ連続
区間またはカラム連続区間を含むか否かが決定される。
あらゆる種類の連続区間の数ｆ1がゼロ以外であれば、
対象領域はマーカを含まないと決定される。数ｆ1がゼ
ロである場合、対象領域においてシェード差を解析し、
ｆ2値(ブロック９０５)を生成する。次いでｆ2値を、し
きい値(例えば、０．４)と比較し、しきい値を上回らな
ければ、対象領域がマーカを含むと決定される。逆に、
対象領域についてのｆ2値が、しきい値を上回れば、対
象領域がマーカ以外の情報を含むと決定される。
により、マーカが特定の対象領域に存在するか否かを決
定するための処理を図示している。図９に示すように、
ブロック９０３において、対象領域９０１が、ロウ連続
区間またはカラム連続区間を含むか否かが決定される。
あらゆる種類の連続区間の数ｆ1がゼロ以外であれば、
対象領域はマーカを含まないと決定される。数ｆ1がゼ
ロである場合、対象領域においてシェード差を解析し、
ｆ2値(ブロック９０５)を生成する。次いでｆ2値を、し
きい値(例えば、０．４)と比較し、しきい値を上回らな
ければ、対象領域がマーカを含むと決定される。逆に、
対象領域についてのｆ2値が、しきい値を上回れば、対
象領域がマーカ以外の情報を含むと決定される。
【００６０】本明細書において、本発明は特定の好まし
い実施態様により記載したが、当業者によって多くの改
変および変更が可能である。従って、このような改変お
よび変更の全てが本明細書の真の精神および範囲内に含
まれることが、添付した請求の範囲により意図される。
い実施態様により記載したが、当業者によって多くの改
変および変更が可能である。従って、このような改変お
よび変更の全てが本明細書の真の精神および範囲内に含
まれることが、添付した請求の範囲により意図される。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マーカ付近に特別な位置突き止めマーキングを配置する
ことなく、画像内において、符号化された情報を含む機
械で読み取り可能な２次元マーカの位置を突き止めるこ
とができる。
マーカ付近に特別な位置突き止めマーキングを配置する
ことなく、画像内において、符号化された情報を含む機
械で読み取り可能な２次元マーカの位置を突き止めるこ
とができる。
【００６２】さらに、形態処理、および統計解析を行っ
て、所定の大きさ、形状、およびピクセル分布(すなわ
ちテクスチャ)特徴を有するマーカであって、機械で読
み取り可能なマーカの位置を突き止めることができる。
て、所定の大きさ、形状、およびピクセル分布(すなわ
ちテクスチャ)特徴を有するマーカであって、機械で読
み取り可能なマーカの位置を突き止めることができる。
【００６３】さらに、第１および第２(例えば、黒およ
び白)のピクセル極性を有するセルがランダムかつ均質
に分布してなる２次元マーカの位置を突き止めることが
できる。
び白)のピクセル極性を有するセルがランダムかつ均質
に分布してなる２次元マーカの位置を突き止めることが
できる。
【００６４】さらに、画像全体にわたってピクセル分布
の演算的な高度の操作を必要としない、機械で読み取り
可能な２次元マーカの位置を突き止めることができる。
の演算的な高度の操作を必要としない、機械で読み取り
可能な２次元マーカの位置を突き止めることができる。
【図１ａ】本発明により位置を突き止められる代表的な
機械で読み取り可能な２次元マーカの拡大図である。
機械で読み取り可能な２次元マーカの拡大図である。
【図１ｂ】代表的な機械で読み取り可能な２次元マーカ
の走査画像の拡大図である。
の走査画像の拡大図である。
【図１ｃ】図１ｂに示す代表的な機械で読み取り可能な
２次元マーカの走査画像の陰画の拡大図である。
２次元マーカの走査画像の陰画の拡大図である。
【図２ａ】写真画像である。
【図２ｂ】図２ａに示す写真画像の陰画である。
【図３】本発明により行われる処理のフローチャートで
ある。
ある。
【図４ａ】形態的なクロージング処理を行ってホールを
埋めた後の、埋められた領域を有する画像を表す。
埋めた後の、埋められた領域を有する画像を表す。
【図４ｂ】図４ａの画像に対して形態的な出現処理を行
った後の画像から生成されたマスクを表す。
った後の画像から生成されたマスクを表す。
【図５】本発明の第１の好ましい実施態様に従って行わ
れる処理のフローチャートである。
れる処理のフローチャートである。
【図６】本発明の第２の好ましい実施態様に従って行わ
れる処理のフローチャートである。
れる処理のフローチャートである。
【図７】機械で読み取り可能な２次元マーカを含む画像
領域にわたるシェード差の分布を示すグラフである。
領域にわたるシェード差の分布を示すグラフである。
【図８】写真を含む画像領域にわたるシェード差の分布
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図９】画像の対象領域が機械で読み取り可能な２次元
マーカを含むか否かを決定するための処理を示す図であ
る。
マーカを含むか否かを決定するための処理を示す図であ
る。
１ マーカ ２ 黒のセル ４ 白のセル
Claims (11)
- 【請求項１】デジタル化された画像において所定の範囲
を有する機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止め
る方法であって、 第２のピクセル極性を有する領域内において、第１の所
定の範囲よりも小さい第１のピクセル極性を有する該画
像のホールを埋めて、該第２のピクセル極性で一様に埋
められた領域を形成する工程と、 該埋められた領域に対して出現処理を行い、それぞれが
該マーカを十分に含む第２の範囲と同等またはそれより
大きい大きさである１つ以上の埋められた領域を有する
マスクを生成する工程と、 該マスクと、該画像とを論理的に組み合わせて、該画像
の１つ以上の対象領域を抽出する工程と、 該１つ以上の対象領域内の該画像の一部をテストして、
該一部が該マーカの１つ以上の性質を満たすか否かを決
定する工程と、 該テストの結果に基づき、復号化する対象領域を選択す
るか、該マーカが該画像に含まれていないと決定するか
のいずれかの工程と、を含む、画像において機械で読み
取り可能なマーカの位置を突き止める方法。 - 【請求項２】前記マスクの前記埋められた領域を、前記
マーカの前記所定の範囲よりも大きい範囲にまで拡張す
る工程をさらに含む、請求項１に記載の画像において機
械で読み取り可能なマーカの位置を突き止める方法。 - 【請求項３】前記対象領域をテストする工程が、該対象
領域中の前記画像のテクスチャが１つ以上の所定のテク
スチャ基準を満たすか否かを決定する、請求項１に記載
の画像において機械で読み取り可能なマーカの位置を突
き止める方法。 - 【請求項４】前記テストする工程は、前記対象領域内の
前記画像の前記一部の復号化を試みる工程を含む、請求
項１に記載の画像において機械で読み取り可能なマーカ
の位置を突き止める方法。 - 【請求項５】前記テストする工程は、前記対象領域が、
所定値を上回る長さの、一様なピクセル極性の連続区間
を含むか否かを決定する工程を含む、請求項１に記載の
画像において機械で読み取り可能なマーカの位置を突き
止める方法。 - 【請求項６】前記テストする工程が、前記対象領域内に
おけるシェード差の分布を解析する工程を含む、請求項
１に記載の画像において機械で読み取り可能なマーカの
位置を突き止める方法。 - 【請求項７】第１の解像度の第１のスケールを有するデ
ジタル化された画像において、所定の範囲を有する、機
械で読みとり可能なマーカの位置を突き止める方法であ
って、 該画像を、該第１の解像度に対して低下した解像度を有
する第２のスケールにスケーリングする工程と、 第２のピクセル極性を有する領域内において、第１の所
定の範囲よりも小さい、第１のピクセル極性を有する該
スケーリングされた画像のホールを埋めて、該第２のピ
クセル極性で一様に埋められた領域を形成する工程と、 該埋められた領域に対して出現処理を行い、それぞれが
該マーカを十分に含む第２の範囲と同等またはそれより
も大きい大きさである１つ以上の埋められた領域を有す
るマスクを生成する工程と、 該マスクの該埋められた領域を、該マーカの該所定の範
囲よりも大きい範囲に拡張する工程と、 該マスクを該第１のスケールに復元する工程と、 該マスクと、該画像とを論理的に組み合わせて、該画像
の１つ以上の対象領域を抽出する工程と、 該１つ以上の対象領域内の該画像の一部をテストして、
該一部が該マーカの１つ以上の性質を満たすか否かを決
定する工程と、 該テストの結果に基づき、復号化する対象領域を選択す
るか、該マーカが該画像に含まれていないと決定するか
のいずれかの工程と、を含む画像において機械で読み取
り可能なマーカの位置を突き止める方法。 - 【請求項８】前記テストする工程は、前記画像の前記一
部が１つ以上の所定のテクスチャに基づく基準を満たす
か否かを決定する、請求項７に記載の画像において機械
で読み取り可能なマーカの位置を突き止める方法。 - 【請求項９】前記テストする工程は、前記対象領域内の
前記画像の前記一部の復号化を試みる工程を含む、請求
項７に記載の画像において機械で読み取り可能なマーカ
の位置を突き止める方法。 - 【請求項１０】前記テストする工程は、前記対象領域
が、所定値を上回る長さの、一様なピクセル極性の連続
区間を含むか否かを決定する工程を含む、請求項７に記
載の画像において機械で読み取り可能なマーカの位置を
突き止める方法。 - 【請求項１１】前記テストする工程が、前記対象領域内
におけるシェード差の分布を解析する工程を含む、請求
項７に記載の画像において機械で読み取り可能なマーカ
の位置を突き止める方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/822,347 | 1997-03-20 | ||
| US08/822,347 US5974200A (en) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | Method of locating a machine readable two dimensional barcode within an image |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261041A true JPH10261041A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=25235778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10066762A Withdrawn JPH10261041A (ja) | 1997-03-20 | 1998-03-17 | 画像において機械で読み取り可能なマーカの位置を突き止める方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5974200A (ja) |
| EP (1) | EP0866415A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10261041A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100246626B1 (ko) * | 1997-10-16 | 2000-03-15 | 정선종 | 모포로지컬 영상분할을 위한 시공간 결합 마커추출 방법 |
| US6565003B1 (en) * | 1998-12-16 | 2003-05-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for locating and reading a two-dimensional barcode |
| US6636837B1 (en) * | 2000-01-27 | 2003-10-21 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for ordering photofinishing goods and/or services |
| US7107453B2 (en) | 2000-05-25 | 2006-09-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Authenticatable graphical bar codes |
| US6751352B1 (en) | 2000-05-25 | 2004-06-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for generating and decoding a visually significant barcode |
| DE10040614A1 (de) * | 2000-08-16 | 2002-02-28 | Gavitec Gmbh | Verfahren zur automatischen Erkennung einer gerichteten Struktur |
| US6938017B2 (en) | 2000-12-01 | 2005-08-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Scalable, fraud resistant graphical payment indicia |
| US6814289B2 (en) | 2001-05-30 | 2004-11-09 | Sandia Corporation | Self-registering spread-spectrum barcode method |
| US6869015B2 (en) | 2001-05-30 | 2005-03-22 | Sandia National Laboratories | Tamper-indicating barcode and method |
| US6722567B2 (en) * | 2001-06-07 | 2004-04-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and decoding graphical bar codes |
| US20040138991A1 (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-15 | Yuh-Shen Song | Anti-fraud document transaction system |
| US7515758B2 (en) * | 2004-02-03 | 2009-04-07 | International Business Machines Corporation | Black white image compression having print density control |
| US7175090B2 (en) * | 2004-08-30 | 2007-02-13 | Cognex Technology And Investment Corporation | Methods and apparatus for reading bar code identifications |
| US20060054528A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-16 | Sanzana Cecil M | Foldable plastic box, assemblable, having 5 cavities, with or without folding upper covers, to contain agricultural products |
| US7830552B2 (en) * | 2005-04-15 | 2010-11-09 | International Business Machines Corporation | Black white image scaling having print density control and polarity detection |
| WO2014210317A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Kodak Alaris Inc. | Determining barcode locations in documents |
| CN104977310B (zh) * | 2014-04-10 | 2017-10-24 | 征图新视（江苏）科技有限公司 | 烟标中的随机底纹的检测方法及系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62137974A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-20 | Ricoh Co Ltd | 画像処理方式 |
| US4988852A (en) * | 1988-07-05 | 1991-01-29 | Teknekron Transportation Systems, Inc. | Bar code reader |
| US4948955A (en) * | 1988-12-22 | 1990-08-14 | The Boeing Company | Barcode location determination |
| US5065437A (en) * | 1989-12-08 | 1991-11-12 | Xerox Corporation | Identification and segmentation of finely textured and solid regions of binary images |
| US5120940A (en) * | 1990-08-10 | 1992-06-09 | The Boeing Company | Detection of barcodes in binary images with arbitrary orientation |
| US5404003A (en) * | 1993-02-01 | 1995-04-04 | United Parcel Service Of America, Inc. | Method and apparatus for decoding bar code symbols using byte-based searching |
-
1997
- 1997-03-20 US US08/822,347 patent/US5974200A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-09 EP EP98301733A patent/EP0866415A3/en not_active Withdrawn
- 1998-03-17 JP JP10066762A patent/JPH10261041A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
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|---|---|
| US5974200A (en) | 1999-10-26 |
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| EP0866415A2 (en) | 1998-09-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |