JP3602831B2

JP3602831B2 - 情報再生システム

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Publication number: JP3602831B2
Application number: JP2002069225A
Authority: JP
Inventors: 健森; 公成田宮
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP2002342703A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声や音楽等のオーディオ情報、カメラやビデオ機器等から得られる映像情報、及びパーソナルコンピュータやワードプロセッサ等から得られるディジタルコードデータ、等を含めた所謂マルチメディア情報を光学的に読み取り可能な２次元コードパターンとして記録した紙等の情報記録媒体から上記コードパターンを光学的に読み取って元のマルチメディア情報を再生する情報再生システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、音声や音楽等を記録する媒体として、磁気テープや光ディスク等、種々のものが知られている。しかしこれらの媒体は、大量に複製を作ったとしても単価はある程度高価なものとなり、またその保管にも多大な場所を必要としていた。さらには、音声を記録した媒体を、遠隔地にいる別の者に渡す必要ができた場合には、郵送するにしても、また直に持っていくにしても、手間と時間がかかるという問題もあった。また、オーディオ情報以外の、カメラ，ビデオ機器等から得られる映像情報、及びパーソナルコンピュータ，ワードプロセッサ等から得られるディジタルコードデータ、等をも含めた所謂マルチメディア情報全体に関しても同様であった。
【０００３】
このような問題に対処するべきものとして、特開平６−２３１４６６号公報には、オーディオ情報，映像情報，ディジタルコードデータの少なくとも一つを含むマルチメディア情報を、ファクシミリ伝送が可能で、また大量の複製が安価に可能な画像情報即ち符号化情報としての複数のドットを２次元に配置してなる２次元コードパターンの形で紙等の情報記録媒体に記録するシステム及びそれを再生するためのシステムが開示されている。
【０００４】
この公報に開示されている２次元コードパターンは、図９に示すようなものである。即ち、この図は、上記公報における図１４に相当するものであり、２次元コードパターンとしてのドットコード１７０を示している。このドットコード１７０のデータフォーマットでは、一つのブロック１７２は、マーカ１７４、ブロックアドレス１７６、及びアドレスのエラー検出，エラー訂正データ１７８と、実際のデータが入るデータエリア１８０とから成っている。そして、このブロック１７２が縦，横、２次元的に配列され、それが集まってドットコード１７０という形で形成される。
【０００５】
また、図１０は、上記公報の図１５に相当するもので、マルチメディア情報の再生装置の構成を示す図である。この情報再生装置は、ドットコード１７０が印刷されているシート１８２からドットコードを読み取るための検出部１８４、検出部１８４から供給される画像データをドットコードとして認識しノーマライズを行う走査変換部１８６、多値データを二値にする二値化処理部１８８、復調部１９０、データ列を調整する調整部１９２、再生時の読取りエラー，データエラーを訂正するデータエラー訂正部１９４、データをそれぞれの属性に合わせて分離するデータ分離部１９６、それぞれの属性に応じたデータ圧縮処理に対する伸長処理部、表示部あるいは再生部、あるいは他の入力機器から成る。
【０００６】
検出部１８４に於いては、光源１９８にてシート１８２上のドットコード１７０を照明し、反射光をレンズ等の結像光学系２００及びモアレ等の除去等のための空間フィルタ２０２を介して、光の情報を電気信号に変換する例えばＣＣＤ，ＣＭＤ等の撮像部２０４で画像信号として検出し、プリアンプ２０６にて増幅して出力する。これらの光源１９８，結像光学系２００，空間フィルタ２０２，撮像部２０４，及びプリアンプ２０６は、外光に対する外乱を防ぐための外光遮光部２０８内に構成される。そして、上記プリアンプ２０６で増幅された画像信号は、Ａ／Ｄ変換部２１０にてディジタル情報に変換されて、次段の走査変換部１８６に供給される。
【０００７】
なお、上記撮像部２０４は、撮像部制御部２１２により制御される。例えば、撮像部２０４としてインターライン転送方式のＣＣＤを使用する場合には、撮像部制御部２１２は、撮像部２０４の制御信号として、垂直同期のためのＶブランク信号、情報電荷をリセットするための撮像素子リセットパルス信号、二次元に配列された電荷転送蓄積部に蓄積された電荷を複数の垂直シフトレジスタへ送るための電荷転送ゲートパルス信号、水平方向に電荷を転送し外部に出力する水平シフトレジスタの転送クロック信号である水平電荷転送ＣＬＫ信号、上記複数の垂直シフトレジスタ電荷を垂直方向に転送して上記水平シフトレジスタに送るための垂直電荷転送パルス信号、等を出力する。
【０００８】
そして、撮像部制御部２１２は、このタイミングに合せながら光源１９８の発光のタイミングをとるための発光セルコントロールパルスを光源に与える。
【０００９】
画像データは、この１フィールドのＶブランクからＶブランクまでの間に読み出される。光源１９８は連続点灯するのではなくてパルス点灯を行い、フィールド単位に同期させながら、後続のパルス点灯を行うものとしている。この場合、パルス点灯させる上でのクロックノイズが信号出力に入らないように、Ｖブランキング期間中、即ち画像電荷を出力していない間に露光するようなタイミングにコントロールされる。即ち、発光セルコントロールパルスは、瞬間的に発生する非常に細いディジタルのクロックパルスであり、光源に大きな電力を与えるものであるため、それによるノイズがアナログの画像信号に入らないようにすることが必要であり、そのための処置として、Ｖブランキング期間中に光源をパルス点灯させるようにしている。こうすることによって、Ｓ／Ｎの向上が図られる。また、パルス点灯させるということは、発光時間を短くすることであり、よって手動走査の振れと移動によるぼけの影響をなくすという大きな効果がある。これによって、高速にスキャンすることが可能になる。
【００１０】
また、再生装置が傾いたりして、外光遮光部２０８があるにも拘らずなんらかの原因で外光等の外乱が入った場合にも、Ｓ／Ｎ劣化を最低限に抑えるために、Ｖブランキング期間に光源１９８を発光させる直前に一度、撮像素子リセットパルスを出力して画像の信号をリセットし、その直後に発光を行い、その後すぐに、読出しを行っていくようにしている。
【００１１】
次に、走査変換部１８６を説明する。この走査変換部１８６は、検出部１８４から供給される画像データをドットコードとして認識し、ノーマライズを行う部分である。その手法として、まず検出部１８４からの画像データを画像メモリ２１４に格納し、そこから一度読出してマーカ検出部２１６に送る。このマーカ検出部２１６では、各ブロック毎のマーカを検出する。そして、データ配列方向検出部２１８は、そのマーカを使って、回転あるいは傾き、データの配列方向を検出する。アドレス制御部２２０は、その結果をもとに上記画像メモリ２１４からそれを補正するように画像データを読出して補間回路２２２に供給する。なおこの時に、検出部１８４の結像光学系２００に於けるレンズの収差の歪みを補正用のメモリ２２４からレンズ収差情報を読出して、レンズの補正も併せ行う。そして、補間回路２２２は、画像データに補間処理を施して、本来のドットコードのパターンという形に変換していく。
【００１２】
補間回路２２２の出力は、二値化処理部１８８に与えられる。基本的には、ドットコード１７０は、白と黒のパターン、即ち二値情報であるので、この二値化処理部１８８で二値化する。その時に、閾値判定回路２２６により、外乱の影響、信号振幅等の影響を考慮した閾値の判定を行いながら適応的に二値化が行われる。
【００１３】
そして、記録時に変調が行われているので、復調部１９０でそれをまず復調した後、データ列調整部１９２にデータが入力される。
【００１４】
このデータ列調整部１９２では、まずブロックアドレス検出部２２８により前述した二次元ブロックのブロックアドレスを検出し、その後、ブロックアドレスの誤り検出，訂正部２３０によりブロックアドレスのエラー検出及び訂正を行った後、アドレス制御部２３２に於いてそのブロック単位でデータをデータメモリ部２３４に格納していく。このようにブロックアドレスの単位で格納することで、途中抜けた場合、あるいは途中から入った場合でも、無駄なくデータを格納していくことができる。
【００１５】
その後、データメモリ部２３４から読出されたデータに対してデータエラー訂正部１９４にてエラーの訂正が行われる。このエラー訂正部１９４の出力は二つに分岐されて、一方はＩ／Ｆ２３６を介して、ディジタルデータのままパソコンやワープロ，電子手帳，等に送られていく。他方は、データ分離部１９６に供給され、そこで、画像、手書き文字やグラフ、文字や線画、音（そのままの音の場合と音声合成をされたものとの２種類）に分けられる。
【００１６】
画像は、自然画像に相当するもので、多値画像である。これは、伸長処理部２３８により、圧縮した時の例えばＪＰＥＧに対応した伸長処理が施され、さらにデータ補間回路２４０にてエラー訂正不能なデータの補間が行われる。
【００１７】
また、手書き文字やグラフ等の二値画像情報については、伸長処理部２４２にて、圧縮で行われたＭＲ／ＭＨ／ＭＭＲ等に対する伸長処理が行われ、さらにデータ補間回路２４４にてエラー訂正不能なデータの補間が行われる。
【００１８】
文字や線画については、ＰＤＬ（ページ記述言語）処理部２４６を介して表示用の別のパターンに変換される。なおこの場合、線画，文字についても、コード化された後にコード用の圧縮処理が施されているものについては、それに対応する伸長処理部２４８で伸長（ハフマンやジブレンペル等）処理を行ってから、ＰＤＬ処理部２４６に供給されるようになっている。
【００１９】
上記データ補間回路２４０，２４４及びＰＤＬ処理部２４６の出力は、合成又は切り換え回路２５０により、合成あるいはセレクトを行って、Ｄ／Ａ変換部２５２でアナログ信号に変換後、ＣＲＴ（テレビモニタ）やＦＭＤ（フェイスマウンテッドディスプレイ）等の表示装置２５４にて表示される。なお、上記ＦＭＤとは、顔面装着用の眼鏡型モニタ（ハンデーモニタ）であり、例えばバーチャルリアリティー等の用途や、小さな場所で大きな画面で構成されたものを見るときに効果がある。
【００２０】
また、音声情報については、伸長処理部２５６にてＡＤＰＣＭ等に対する伸長処理が行われ、さらにデータ補間回路２５８にてエラー訂正不能なデータの補間が行われる。あるいは、音声合成の場合には、音声合成部２６０にて、その音声合成のコードをもらって実際にコードから音声を合成して出力する。なおこの場合、コードそのものが圧縮されている時には、上記文字，線画と同様に、伸長処理部２６２にてハフマンもしくはジブレンペル等の伸長処理を行ってから音声合成を行う。
【００２１】
データ補間回路２５８及び音声合成部２６０の出力は、合成又は切り換え回路２６４により、合成あるいはセレクトを行って、Ｄ／Ａ変換部２６６でアナログ信号に変換後、スピーカやヘッドホン、その他それに準ずる音声出力装置２６８に出力される。
【００２２】
また、文字や線画等については、データ分離部１９６からページプリンタやプロッタ等２７０に直接出力されて、文字等はワープロ文字として紙に印刷され、あるいは、線画等は図面等としてプロッタ出力されることもできる。
【００２３】
もちろん、画像についても、ＣＲＴやＦＭＤだけではなく、ビデオプリンタ等でプリントすることも可能であるし、その画像を写真に撮ることも可能である。
【００２４】
そして、このような情報再生装置では、例えば、検出部１８４及び走査変換部１８６をペン型の筐体内に収納して構成し、これをシート１８２上のドットコード１７０を光学的に読み取る読取部として、この読取部を手で保持し、記録されているドットコード１７０に沿ってシート１８２上を手動で走査することによって、コードを読み取るようになっている。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような閾値判定回路２２６により閾値の判定を行いながら適応的に二値化を行う二値化処理部１８８としては、例えば、特開昭５９−６１３８３号公報に開示されているような二値化回路が知られている。この二値化回路は、Ａ／Ｄコンバータで変換されたディジタルデータに対して前フレームの最大値及び最小値を求め、そこから閾値を算出し、これを現在のフレームの閾値として二値化を行うというものである。
【００２６】
上記のようなドットコード１７０の再生システムにおいては、シート１８２面から撮像部２０４までの距離が近いことによって正反射の影響を大きく受け、撮像部２０４から得られる映像信号はノイズを含むものとなってしまう。また、撮像部２０４に画素欠陥があった時にも、それがノイズとなってしまう。このようなノイズによって、上記公報に開示されているような二値化回路の構成では、最大値や最小値が正確に得られなくなり、結果として、適切な閾値での二値化が行われなくなってしまう。
【００２７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、適切に二値化を行って情報を再生する情報再生システムを提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による情報再生システムは、
情報が光学的に読み取り可能なコードパターンとして記録された記録媒体から、前記コードパターンを光学的に読み取って前記情報を再生する情報再生システムにおいて、
前記コードパターンを照明する光源と、
前記光源によって照明されたコードパターンを撮像して対応する画像信号を出力する撮像部と、
前記撮像部からの画像信号に基づいて前記光源の照明光量を制御するシステムコントロール部と、
前記撮像部からの画像信号を二値化するための閾値を当該画像信号に基づいて算出する閾値検出部と、
前記閾値検出部で算出された閾値で前記撮像部からの画像信号を二値化する二値化手段と、
を具備し、
前記閾値検出部は、前記システムコントロール部による前記光源の照明光量の変化に基づいて、算出する前記閾値を変化させるように構成されたものであって、
前記光源は、前記画像信号の所定の単位に同期してパルス点灯を行うように構成され、
前記システムコントロール部は、前記パルスの幅もしくは高さを変更して前記所定の単位毎に前記光源の照明光量を制御可能なように構成され、
前記閾値検出部は、前記所定の単位毎に前記閾値を算出するように構成され、
前記二値化手段は、前記所定の単位毎に前記画像信号を二値化するように構成され、
前記コードパターンが、複数のブロックから成り、この各ブロックが、再生されるべき情報の内容に相当して複数のドットを２次元に配置してなるデータエリアと、前記データエリアの読み取り基準点を決定するための当該データエリアに関して予め決められた位置に配置されたマーカと、ブロックアドレスと、を有する、手動走査による読み取りが可能なドットコードであるとき、
前記システムコントロール部によって変更される１露光期間としての前記パルスの幅は、予め規定されている前記ブロック抜けの起きない最大走査速度で前記ドットコードを手動走査したときに前記ドットが検出できるような範囲内に制御される、
ことを特徴とする。
【００２９】
即ち、本発明の情報再生システムによれば、システムコントロール部によって、撮像部からの画像信号に基づいてコードパターンを照明する光源の照明光量を制御し、撮像部からの画像信号に基づいて該画像信号を二値化するための閾値を算出する閾値検出部は、このシステムコントロール部による光源の照明光量の変化に基づいて、算出する閾値を変化させる。
【００３０】
従って、光量制御動作直後の画像信号を正確に二値化して情報を再生することができるようになる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図１の（Ａ）は、図１０に示した二値化部１８８と閾値判定部２２６として利用可能な本発明の第１の実施の形態における二値化回路の構成を示す図である。
【００３３】
入力端子１０から入力される画像信号は、画像内の特定の周期を抽出する周期抽出部１２に供給される。この周期抽出部１２は、例えば、図１の（Ｂ）に示すようにドットコードにおいて周期的に配置されているマーカ１７４の周期を抽出するものとすることができる。即ち、同図の一番上に示すようなマーカ１７４とデータドット１７４Ａのパターンを撮像した場合、実際に撮像部から得られる画像は、同図の真ん中に示すようなものとなる。このような画像信号からマーカ１７４の周期だけを抜き出すために、この周期抽出部１２は、ローパスフィルタとして構成される。これにより、同図の一番下に示すように、データドット１７４Ａのような細かいパターンを除去し、このドットコードの記録されていない白部分とマーカ１７４の部分だけの振幅を保存した信号が得られる。
【００３４】
また、ドットコードとして、データドット１７４Ａと同様の大きさのドットで予め決められた位置及びパターンで構成されたパターンマッチングドットを有するものを使用する場合には、この周期抽出部１２は、このパターンマッチングドットの周期を抜き出すものとしても良い。この場合には、そのパターンマッチングコードの周期を抜き出すようなバンドパスフィルタとして、この周期抽出部１２は構成される。
【００３５】
図１の（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ、マーカ１７４を抜き出す場合及びパターンマッチングドット（データドット１７４Ａ）を抜き出す場合の周期抽出部１２を構成するフィルタの特性を示す図である。これらの例は、撮像部を構成するＣＣＤの１画素のデータの周波数が１０ＭＨｚ、データドット１７４Ａの最小ドットサイズが３画素、マーカ１７４のドットサイズが２１画素の場合を示すものである。
【００３６】
このような周期抽出部１２から出力される画像信号は、検出ゲート１４を介して最大値検出部１６及び最小値検出部１８に供給される。ここで、検出ゲート１４は、周期抽出部１２の出力信号を、所定の単位、例えばフィールドやフレーム単位に分割するものであり、以降の説明はフィールド単位に分割するものとして説明する。従って、最大値検出部１６及び最小値検出部１８は、１フィールドの範囲内で、画像信号の最大値及び最小値を検出する。
【００３７】
これら検出された最大値及び最小値は、閾値検出部２０に供給される。この閾値検出部２０で検出された閾値は、上記所定の単位つまり１フィールドの間、データ保持部２２に保持される。なお、閾値検出部２０は、例えば、閾値ｔｈを、最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとを使用して次の（１）式により算出する。
【００３８】
ｔｈ＝ｍｉｎ＋ｋ（ｍａｘ−ｍｉｎ） …（１）
ここで、ｋは閾値を決定するための内分比であり、固定の値でも良いし、予め大きさのわかっているドットを撮像し二値化した結果より適応的に設定するようにしても良い。
【００３９】
一方、入力端子１０に入力された画像信号は、信号処理回路２４にも供給される。この信号処理回路２４は、例えば、波形等化回路であり、ドット周期を持ち上げるフィルタとして機能するものである。
【００４０】
そして、この信号処理回路２４の出力と上記データ保持部２２の出力とがコンパレータ２６にて比較され、その結果が二値化信号として出力端子２８から出力される。
【００４１】
なお、システムコントロール部３０は、上記各部を制御すると共に、上記最大値検出部１６及び最小値検出部１８で検出された最大値ｍａｘ及び最小値ｍｉｎを常に監視してエラー検出等を行う。
【００４２】
また、上記信号処理回路２４は、図２の（Ａ）に示すような構成となっている。即ち、入力信号は２個の遅延回路２４Ａ，２４Ｂを介して加算器２４Ｃに与えられると共に、直接その加算器２４Ｃに与えられている。ここで、２個の遅延回路２４Ａ，２４Ｂによって１ドット分遅延されるようになっている。従って、加算器２４Ｃは、１ドット分の周期の両側を加算することになる。この加算結果は、乗算器２４Ｄによってシステムコントロール部３０からの係数が乗じられた後、減算器２４Ｅに供給される。この減算器２４Ｅの他方の入力には、乗算器２４Ｆによって遅延回路２４Ａの出力つまり１ドット分の真ん中の周期にシステムコントロール部３０からの係数が乗じられた結果が与えられている。そして、これらの乗算結果の差に対して乗算器２４Ｇにてシステムコントロール部３０からの係数が乗じられ、その結果がこの信号処理回路２４の出力として、コンパレータ２６へ出力されるようになっている。
【００４３】
なお実際には、システムコントロール部３０から各係数を与える代わりに、最後にハードウェア的に一つの係数を乗じる構成にしても良い。
【００４４】
以上のように、本第１の実施の形態では、コード内の特定周期、例えばマーカの周期を抜き出すため、不要なノイズを除去できる。つまり、ノイズによる誤検出を防止できるので、適切な閾値を求めることができるようになる。
【００４５】
また、上記遅延回路２４Ａ，２４Ｂでの遅延の方向としては、ドットコードの変調方向と同一の一次元の方向となっている。即ち、図１０における画像メモリ２１４の読出し方向と変調方向とが同一になっている。よって、このような簡単な回路構成で効果のある波形等化が行えるようになる。また、この波形等化回路によりドット周期を強調するものであるので、ドット周期の信号の振幅が増幅され、確実な二値化をすることができるようになる。
【００４６】
なお、入力端子１０に入力される画像信号が走査変換部の画像メモリ２１４からデータ配列方向に従って読出されたものであるため、読み出し方向、変調方向、及び遅延の方向が同じとして説明したが、これが撮像部２０４から直接入力される場合には、撮像部２０４のＣＣＤの画素の走査方向と、変調方向及び遅延の方向とを同じにする。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４８】
図３の（Ａ）はその構成を示す図で、第１の実施の形態の図１の（Ａ）と同様のものには同一の参照番号を付すことによりその説明を省略するものとする。
【００４９】
即ち、本第２の実施の形態においては、システムコントロール部３０にＬＥＤドライバ３２を介してＬＥＤ３４が接続されている。即ち、システムコントロール部３０は、基本的には、最大値検出部１６にて検出された最大値に応じてＬＥＤ３４の光量を可変するよう制御する。ここで、ＬＥＤ３４は、図１０の構成における光源１９８に相当するもので、シート１８２面に記録されたドットコード１７０を照明するためのものである。
【００５０】
ＬＥＤドライバ３２は、図３の（Ｂ）に示すように、トランジスタと抵抗により構成されるもので、その駆動パルスは、システムコントロール部３０より印加される。この場合、システムコントロール部３０は、図３の（Ｃ）に示すように、最大値検出部１６で検出された最大値を飽和検出比較器３０Ａ及び暗検出比較器３０Ｂに入力し、最大値が飽和しているか、または暗めに出力されているかという比較を行う。そして、その比較結果に応じて、パルス発生部３０Ｃより発生する駆動パルスの幅もしくは高さ（振幅）を変更する。
【００５１】
例えば、今現在発光している光量が暗いとき、一番照度を与えないような状態になっていたときに飽和してしまっている場合でなければ、まだ明るくすることができるので、光量を上げるようにパルスの幅を変え、逆に、高い最大値つまり明るい状態の露光量になっていたときに、飽和してしまった場合には、まだ暗くすることができるので、暗くなるようにパルスの幅を変える。
【００５２】
なお、ここでは２個の検出比較器しか使用していないため、２段階の光量制御となっているが、検出比較器の数を増すことにより、その数分だけ離散的に光量を制御することが可能になる。このように最大値に基づいて離散的に光量を制御することにより、信号のダイナミックレンジを確保することができ、確実な二値化をすることができるようになる。
【００５３】
次に、この光量制御を、図４及び図５のタイミングチャートを参照して説明する。
【００５４】
なお、これらの図において、一番上に示されている波形は、入力端子１０に与えられる映像信号である。ここで、ロウの期間は垂直ブランキング期間である。
【００５５】
上から二番目に示されている波形は、検出ゲート１４に対しその開閉のためのシステムコントロール部３０から与えられる信号検出ゲートパルスである。これは、映像信号内のどこの部分について検出するかという枠を決める信号であり、フィールド単位でハイになる。検出ゲート１４は、このハイになっている期間だけ、周期検出部１２の出力信号を後段の最大値，最小値検出回路１６，１８に供給する。
【００５６】
次の三番目に示される波形は、閾値検出部２０における閾値演算タイミングを制御する閾値演算信号であり、ハイ状態のときに演算が行われる。システムコントロール部３０は、垂直ブランキング期間中のタイミングでこの信号をハイ状態とする。
【００５７】
四番目の波形は、システムコントロール部３０からデータ保持部２２に与えられる閾値保持のタイミングを制御するためのサンプルアンドホールド（Ｓ／Ｈ）パルスである。データ保持部２２は、このＳ／Ｈパルスがハイとなったときに閾値演算結果をサンプリングし、ロウの期間つまり１フィールドの期間それをホールドする。
【００５８】
五番目に示されている波形は、閾値検出部２０へのリセット（ＲＥＳ）パルスである。これは、閾値検出部２０での閾値演算結果がデータ保持部２２にホールドされたならば、その閾値演算結果は閾値検出部２０にて保持する必要はなくなるので、ここでリセットするようになっている。
【００５９】
六番目は、閾値検出部２０で算出されデータ保持部２２に保持される閾値演算結果を示すものである。例えば、これには、予め設定された規定内に入っている、規定以下（ロウ）である、あるいは規定以上（ハイ）であるという３種類の状態がある。
【００６０】
七番目は、設定係数Ｌの状態を示すものである。この設定係数Ｌは、次のようなものである。即ち、本実施の形態では、閾値検出部２０においては、閾値ｔｈを次の（２）式により算出するようにしている。
【００６１】
ｔｈ＝｛ｍｉｎ＋ｋ（ｍａｘ−ｍｉｎ）｝Ｌ …（２）
そして、この設定係数Ｌは、通常つまりＬＥＤ３４の光量を変えていない時は「１」となっており、ＬＥＤ３４の光量を変化させたフィールドだけ「１」以上、あるいは「１」以下に設定される。
【００６２】
八番目に示すものは、ＬＥＤ３４の照射光量であり、ロウは暗くしていることを意味し、ハイは明るくしていることを意味する。
【００６３】
そして、最後の九番目の波形は、不図示撮像部における露光タイミングを示すものである。
【００６４】
まず、図４を参照して光量が不足していた場合を説明する。
【００６５】
閾値検出部２０における閾値演算は、前フィールドとして示すフィールドと第一フィールドとして示すフィールドの間の垂直ブランキング期間に行われるが、この閾値演算は、前フィールドの映像信号から得られた最大値及び最小値に基づいて、上記（２）式により行われる。こうして得られた閾値演算結果が規定値以下の値だったとすると、これはかなり暗いということを意味するので、この光量のまま撮像を続けていると適切な二値化が行われないことになる。そこで、ＬＥＤ３４の照射光量を高くするという制御を行うが、本実施の形態では、フィールド単位で行っているので、第一フィールド内では光量はロウのまま維持され、第二フィールドの開始に先だって照射光量をハイにする。
【００６６】
ところが、第一フィールドと第二フィールドとの間の垂直ブランキング期間に行われる閾値演算は、前フィールドと第一フィールドの間の垂直ブランキング期間に露光された第一フィールドの映像信号に基づくものである。これに対して、コンパレータ２６で実際二値化される信号は、第一フィールドと第二フィールドの間の垂直ブランキング期間に露光された、つまり照射光量がハイの状態で露光された第二フィールドの映像信号である。即ち、映像信号は高くなっているのに、閾値は前のままということになり、適切な二値化が行われないことになる。そこで、この第二フィールドに関しては、上記設定係数Ｌの値を「１」以上に設定する。こうすることによって、光量不足を検出してロウからハイに照射光量が変わったフィールドのデータも取り込むことがでるようになる。
【００６７】
このように光量をロウからハイに変化させたフィールドについてのみ設定係数Ｌの値を「１」以上にする。ここで、この設定係数Ｌの「１」以上の値としては、例えば照射光量を１５％増したのであれば、「１．１５」というような値に設定する。勿論、この値は、適用される装置構成に対応して適切な値に設定することが必要である。
【００６８】
そして、次の第二フィールドから第三フィールドに関しては、光量変化が行われていないので、設定係数Ｌの値はもとの「１」に戻す。
【００６９】
また、図５を参照して光量オーバーの場合を示すタイミングチャートであり、基本的には図４と同様である。
【００７０】
この例では、明るすぎたのでＬＥＤ３４の照明を暗くした場合に、第二フィールドの設定係数Ｌを「１」以下にし、第三フィールドに入るとまた「１」に戻すという制御がなされている。
【００７１】
なお、ＬＥＤ３４の光量は、前述したように、パルス発生部３０Ｃで発生されるパルスの振幅もしくは幅を変えることにより変化させることができるが、パルスの幅を変える場合には、ドットコードの特性上、暗いからといって幅を即ち発光時間をいくらでも延ばせるというわけではない。
【００７２】
即ち、ドットコードを手動走査して撮像する場合、その１露光期間中、ドットコードの各ドットと撮像部の位置関係は刻一刻と変わってくる。例えば、今、図６の（Ａ）に（イ）で示すような状態であったのが、１露光期間に、（イ）、（ロ）、又は（ハ）で示す状態になった場合を考える。ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは、撮像部の例えばＣＣＤの画素を示すものとする。
【００７３】
まず、１露光期間に（イ）の状態から（イ）の状態になったときは、これは静止している状態であり、この場合の各画素の積算出力は、図６の（Ｂ）に最初の波形として示すように、画素ａ，ｂ及びｆ，ｇが黒に相当する値（振幅）に、画素ｄ，ｅが白に相当する値（振幅）に、画素ｃが中間の値（振幅）になる。つまり、画素ａ〜ｅでドットサイクルが保存されている。
【００７４】
次に、（イ）の状態から（ロ）の状態になったときは、図６の（Ｂ）に真ん中の波形として示すように、画素ａはほとんど黒の部分しか通過していないのでほぼ黒に相当する値、画素ｂは黒ドットの真中から白い部分の真中まで移動しているので積算出力は黒と白の中間の値、…という積算出力が得られる。従って、静止時と同様に、画素ａからｅ迄がほぼ１周期になっているので、周期は保存されている。よって、１露光期間にこのような（イ）の状態から（ロ）の状態にまで移動するような手動走査を行っても、振幅は下がってくるが、周期は保存されてるので、検出される可能性はある。
【００７５】
しかしながら、１露光期間に（イ）の状態から（ハ）の状態まで移動してしまうと、すべての画素が黒と白の間を同様に通過することになるので、図６の（Ｂ）に最後の波形として示すように、積算出力電位としては、中間値の平らな値になってしまう。即ち、１露光期間の時間内に移動量が多くなりすぎると、移動ぼけとなって、検出できなくなってしまう。
【００７６】
従って、１露光期間の長さつまりＬＥＤ３４の発光時間は、予め装置によって規定されているブロック抜けの起きない最大走査速度で手動走査したときに、ドットが検出できるような範囲内に露光時間を制御することが必要である。即ち、図６の（Ｂ）に示すように移動量が多くなるにつれて振幅が小さくなり、コントラスト比が無くなってノイズに埋もれてしまい、検出不可能になる場合があるので、あるコントラスト以上になる最大許容移動量範囲内にＬＥＤ３４の発光時間を規定することが必要である。この最大許容移動量範囲としては、経験的には、１ドットの３／４程度であることが確かめられている。
【００７７】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００７８】
図７はその構成を示す図で、第１の実施の形態の図１の（Ａ）と同様のものには同一の参照番号を付すことによりその説明を省略するものとする。
【００７９】
即ち、本第３の実施の形態においては、システムコントロール部３０にエラー検出回路３０Ｄが設けられている。このエラー検出回路３０Ｄは、最大値検出部１６及び最小値検出部１８で検出された映像信号の最大値と最小値を取り込み、それが正しくドットコードを読んでいるかどうかを検出し、もし、ドットコードを正しく読んでないことがわかれば、閾値検出部２０にエラー信号を送ったり、あるいはドットコードを走査していないということを、この二値化回路の後段の処理によって再生されたマルチメディア情報を出力するためのモニタ３６に表示させたり、あるいはエラー音を出力してエラー発生を報知するという回路である。
【００８０】
例えば、最小値が予定よりも大きかったという場合には、まっ白のものを走査したことになるので、その場合には、閾値検出部２０からはある固定の閾値を出力させておいて、モニタ３６にこれはドットコードではないというような表示をさせる。
【００８１】
逆に、最大値が規定よりも小さい場合というのは、真っ黒の部分を走査しているとか、あるいは、光源から発光した光が返ってきていないという状態つまり撮像部が媒体を撮像していないような場合である。このような場合においても、同様に、ドットコードを走査していないと表示したり、ある固定の閾値を閾値検出部２０から強制的に出力させる。
【００８２】
即ち、白ばかりあるいは黒ばかりを撮像したとしても、その中には必ず最大値と最小値が存在するので、閾値検出部２０においてそれらを用いて閾値算出してしまうと、例えば白を撮っているにもかかわらず、媒体の表面の凹凸が二値化信号として出力されてしまうということになり、そういったことを排除するために、固定の閾値を出力するようにしている。
【００８３】
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
【００８４】
図８の（Ａ）はその構成を示す図で、第１の実施の形態の図１の（Ａ）と同様のものには同一の参照番号を付すことによりその説明を省略するものとする。
【００８５】
即ち、本第４の実施の形態においては、周期抽出部１２及び信号処理回路２４の前段に、非線形処理部３８が構成されている。
【００８６】
この非線形処理部３８は、実際に媒体の紙面にインクによって記録されたドットコードを撮像した場合、インクが必ず映像信号でいう黒になっているとは限らず、図８の（Ｂ）に示すようにベースが浮いているものであるので、それを同図の（Ｃ）に示すようにある程度黒レベルに抑圧する処理を行うものである。この結果として、白と黒のコントラスト比が上がり、二値化し易くなる。
【００８７】
なお、以上の第１乃至第４の実施の形態で説明した二値化回路は、アナログ回路によって構成することもできるし、ディジタル的な処理回路として構成することもできるものであり、適用する装置に合わせて適宜選択可能なことは勿論である。
【００８８】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能である。ここで、本発明の要旨をまとめると以下のようになる。
【００８９】
（１）オーディオ情報、画像情報、ディジタルコードデータの少なくとも一つを含むマルチメディア情報が光学的に読み取り可能なドットコードとして記録された記録媒体から前記ドットコードを光学的に走査して読み取る読取手段と、この読取手段によって読み取られたドットコードに対応した画像信号を二値化する二値化回路と、この二値化回路からの二値化データに対して所定の処理を行って、元のマルチメディア情報に復元する処理手段と、この処理手段からの出力信号に基づいて、各マルチメディア情報を再生して出力する出力手段とからなる情報再生システムにおける前記二値化回路であって、
前記読取手段によって読み取られたドットコードに対応した画像信号におけるドットコード内の特定周期を抜き出すためのフィルタと、
このフィルタによって抜き出された特定周期の所定の単位における最大値及び最小値を検出する最大値及び最小値検出手段と、
この最大値及び最小値検出手段によって検出された最大値及び最小値から二値化の閾値を算出する閾値算出手段と、
この閾値算出手段によって算出された閾値で、前記読取手段によって読み取られたドットコードに対応した画像信号を二値化する二値化手段と、
を具備することを特徴とする二値化回路。
【００９０】
即ち、ドットコード内の特定周期を抜き出すため、ノイズによる誤検出を防止でき、確実な閾値を求めることができる。
【００９１】
（２）前記読取手段によって読み取られたドットコードに対応した画像信号を受け、ドットコードの変調方向と同一の一次元の波形等化処理を行った結果の信号を二値化するための信号として前記二値化手段に供給する信号処理回路をさらに具備することを特徴とする前記（１）に記載の二値化回路。
【００９２】
即ち、読取手段の２次元撮像素子の走査方向と変調方向が同一であることにより、一次元の波形等化処理にて小規模で効果のある波形等化が行える。
【００９３】
（３）前記ドットコードは、再生されるべきマルチメディア情報の内容に相当するデータコードと、その読み取り基準点を決定するための前記データコードに関して予め決められた位置に配置されたマーカとを有し、
前記フィルタは、このマーカの周期を抜き出すためのフィルタであることを特徴とする前記（１）に記載の二値化回路。
【００９４】
即ち、マーカの周期を抜き出すため、不要なノイズを除去でき、確実な閾値を求めることができる。
【００９５】
（４）前記信号処理回路における波形等化処理が前記データコードのドット周期を強調することを特徴とする前記（２）に記載の二値化回路。
【００９６】
即ち、ドット周期の信号の振幅が増幅され、確実な二値化をすることができる。
【００９７】
（５）前記最大値及び最小値検出手段で検出された最大値に基づいて、前記読取手段に構成された光源の光量を離散的に制御する光量制御手段をさらに具備することを特徴とする前記（１）に記載の二値化回路。
【００９８】
即ち、信号のダイナミックレンジを確保することができ、確実な二値化をすることができる。
【００９９】
（６）前記光量制御手段は、２段階に光量を制御することを特徴とする前記（５）に記載の二値化回路。
【０１００】
即ち、回路構成が簡素になり、小規模回路にてダイナミックレンジを確保できる。
【０１０１】
（７）前記光量制御手段による光量の変化に基づいて、前記閾値算出手段で算出される閾値を変化させる手段をさらに具備する前記（５）に記載の二値化回路。
【０１０２】
即ち、光量制御動作直後の入力信号を正確に二値化することができるようになる。
【０１０３】
（８）前記最大値及び最小値検出手段で検出された最大値及び最小値の関係からエラーを検出する手段をさらに具備することを特徴とする前記（１）に記載の二値化回路。
【０１０４】
即ち、得られた入力信号が検出すべき２次元データのものでない（全て黒、全て白、もしくはその中間）ことを検出できる。また、制御している光量が適切かどうか検出することができる。
【０１０５】
（９）前記フィルタの前段に設けられ、前記読取手段によって読み取られたドットコードに対応した画像信号に対して非線形処理を施す手段をさらに具備することを特徴とする前記（１）に記載の二値化回路。
【０１０６】
即ち、黒レベルを圧縮することによりコントラストが向上し、確実な二値化をすることができる。
【０１０７】
（１０）前記閾値算出手段は、垂直ブランキング期間内に閾値演算を行うことを特徴とする前記（１）に記載の二値化回路。
【０１０８】
即ち、二次元データを再生する走査動作のブランキング期間に二値化に必要な閾値を得るための演算を完了することができる。
【０１０９】
（１１）前記光量制御手段は、露光時間によって光量を制御する露光時間制御手段を含み、
この露光時間制御手段は、露光時間を、最大走査速度における移動ぼけを考慮し、露光中の最大許容移動量以内に露光制御時間範囲を規定することを特徴とする前記（５）に記載の二値化回路。
【０１１０】
即ち、移動ぼけが少なくなり、ぼけの影響がなくなることによって、確実な二値化をすることができる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、適切に二値化を行って情報を再生する情報再生システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は第１の実施の形態における二値化回路のブロック構成図であり、（Ｂ）乃至（Ｄ）はそれぞれ（Ａ）中の周期抽出部の動作を説明するための図である。
【図２】（Ａ）は図１の（Ａ）中の信号処理回路のブロック構成図であり、（Ｂ）は遅延方向を説明するための図である。
【図３】（Ａ）は第２の実施の形態における二値化回路のブロック構成図、（Ｂ）は（Ａ）中のＬＥＤドライバの回路構成図であり、（Ｃ）は（Ａ）中のシステムコントロール部のブロック構成図である。
【図４】光不足の場合における光量のフィールド単位制御の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】光オーバーの場合における光量のフィールド単位制御の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】（Ａ）ドットコードを走査しながら撮像する場合の各ドットと撮像素子との種々の位置関係を示す図であり、（Ｂ）は走査速度と撮像出力信号の関係を説明するための図である。
【図７】第３の実施の形態における二値化回路のブロック構成図である。
【図８】（Ａ）は第４の実施の形態における二値化回路のブロック構成図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ（Ａ）中の非線形処理部の動作を説明するための図である。
【図９】ドットコードのフォーマットを説明するための図である。
【図１０】従来のマルチメディア情報の再生装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０…入力端子、１２…周期抽出部、１４…検出ゲート、１６…最大値検出部、１８…最小値検出部、２０…閾値検出部、２２…データ保持部、２４…信号処理回路、２４Ａ，２４Ｂ…遅延回路、２４Ｃ…加算器、２４Ｄ，２４Ｆ，２４Ｇ…乗算器、２４Ｅ…減算器、２６…コンパレータ、２８…出力端子、３０…システムコントロール部、３０Ａ…飽和検出比較器、３０Ｂ…暗検出比較器、３０Ｃ…パルス発生部、３０Ｄ…エラー検出回路、３２…ＬＥＤドライバ、３４…ＬＥＤ、３６…モニタ、３８…非線形処理部。

Claims

情報が光学的に読み取り可能なコードパターンとして記録された記録媒体から、前記コードパターンを光学的に読み取って前記情報を再生する情報再生システムにおいて、
前記コードパターンを照明する光源と、
前記光源によって照明されたコードパターンを撮像して対応する画像信号を出力する撮像部と、
前記撮像部からの画像信号に基づいて前記光源の照明光量を制御するシステムコントロール部と、
前記撮像部からの画像信号を二値化するための閾値を当該画像信号に基づいて算出する閾値検出部と、
前記閾値検出部で算出された閾値で前記撮像部からの画像信号を二値化する二値化手段と、
を具備し、
前記閾値検出部は、前記システムコントロール部による前記光源の照明光量の変化に基づいて、算出する前記閾値を変化させるように構成されたものであって、
前記光源は、前記画像信号の所定の単位に同期してパルス点灯を行うように構成され、
前記システムコントロール部は、前記パルスの幅もしくは高さを変更して前記所定の単位毎に前記光源の照明光量を制御可能なように構成され、
前記閾値検出部は、前記所定の単位毎に前記閾値を算出するように構成され、
前記二値化手段は、前記所定の単位毎に前記画像信号を二値化するように構成され、
前記コードパターンが、複数のブロックから成り、この各ブロックが、再生されるべき情報の内容に相当して複数のドットを２次元に配置してなるデータエリアと、前記データエリアの読み取り基準点を決定するための当該データエリアに関して予め決められた位置に配置されたマーカと、ブロックアドレスと、を有する、手動走査による読み取りが可能なドットコードであるとき、
前記システムコントロール部によって変更される１露光期間としての前記パルスの幅は、予め規定されている前記ブロック抜けの起きない最大走査速度で前記ドットコードを手動走査したときに前記ドットが検出できるような範囲内に制御される、
ことを特徴とする情報再生システム。
前記閾値検出部は、前記閾値の算出を、前記画像信号における垂直ブランキング期間内に行うことを特徴とする請求項１に記載の情報再生システム。