JP6261118B2

JP6261118B2 - 二次元コード読取方法及び該二次元コードの記録媒体

Info

Publication number: JP6261118B2
Application number: JP2013253813A
Authority: JP
Inventors: 眞理子溝口; ▲さとし▼ 溝口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: JP2015114680A

Description

本発明は、イメージセンサー及びカメラ等の画像入力装置で取り込んだ二次元コード画像から二次元コードを読み取るための二次元コード読取方法及び該二次元コードの記録媒体に関する。

1９８０年代に二次元コードが米国にて発明されて以来、大容量のデータを記録することが可能で、読み取り精度が高くなる二次元コード及び二次元コードの読取方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。バイナリデータがセル化され、当該セルが縦横の２方向に配列されることで二次元マトリックス状に構成されたデータ要素領域と、データ要素領域を囲む破線から成る矩形部と、矩形部を成す破線の各線分から垂直に延出された見出し線とから構成されると共に、破線の線分及び見出し線でＴ字形に形成されデータ要素領域の切り出しと画像切り出しを行うためのデータ認識用Ｔ字形マーカを破線の線分の数だけ有する二次元コードを読み取ることで、データ要素領域に記録された情報を得ることができる二次元コード読取方法であって、二次元コードの画像データを取得する第１のステップと、第１のステップで取得した画像データからＴ字形状の連続したピクセル領域を検出する第２のステップと、第２のステップで検出したＴ字形状の連続したピクセル領域が、データ認識用Ｔ字形マーカであるか否かを判定する第３のステップと、第３のステップでデータ認識用Ｔ字形マーカと判定されたＴ字形状の連続したピクセル領域の数が、データ要素領域の切り出しと画像切り出しを行うことができる予め定められた最低数に達しているか否かを判定する第４のステップと、第４のステップで切り出しと画像切り出しを行うことができる予め定められた最低数に達していると判定すると、データ認識用Ｔ字形マーカと判定されたＴ字形状の連続したピクセル領域群を使用してデータ要素領域のセル配列を検出する第５のステップと、第５のステップで検出したデータ要素領域のセル配列に基づき、当該データ要素領域から情報を取得する第６のステップとを有するものである。

このような第１の態様である二次元コード読取方法によれば、Ｔ字形状の連続したピクセル領域をイメージデータとして検出して、標準であるデータ認識用Ｔ字形マーカと形状を比較するだけで、データ要素領域の周りに当該領域の切り出しと画像切り出しに応じて複数配設されているＴ字形状の連続したピクセル領域群を検出することができるので、二次元コードの周りに４セル分以上の白色のマージンを確保しなくとも、二次元コード読取装置による二次元コードの認識率を向上させることが可能になる。

特開２０１１−７０４７７号公報

しかし、上記の画像認識方法は、二次元コードの画像データを取得する第１のステップと、第１のステップで取得した画像データからＴ字形状の連続したピクセル領域を検出する第２のステップと、第２のステップで検出したＴ字形状の連続したピクセル領域が、データ認識用Ｔ字形マーカであるか否かを判定する第３のステップと、第３のステップでデータ認識用Ｔ字形マーカと判定されたＴ字形状の連続したピクセル領域の数が、データ要素領域の切り出しと画像切り出しを行うことができる予め定められた最低数に達しているか否かを判定する第４のステップと、第４のステップで切り出しと画像切り出しを行うことができる予め定められた最低数に達していると判定すると、データ認識用Ｔ字形マーカと判定されたＴ字形状の連続したピクセル領域群を使用してデータ要素領域のセル配列を検出する第５のステップと、第５のステップで検出したデータ要素領域のセル配列に基づき、当該データ要素領域から情報を取得する第６のステップとを必要としており、画像認識までのステップが非常に多く、画像切り出しに多大の時間を要するという難点があった。

また、上記の試みは従来の画像切り出しのアルゴリズム、つまり、二次元コードの画像を撮像して、二値化処理をしてデータ認識用Ｔ字形マーカを見つけて認識する、という画像切り出し方式を踏襲しており、画像切り出しに時間を要するという欠点が存在していた。

しかし、近年の著しい技術革新により、イメージスキャナーの高画素化とCPU処理速度の高速化により読取精度が飛躍的に拡大していることにより、旧来と同様な二次元コードの画像切り出し形成方法を採用する意味が薄れている。

本発明は、このような従来の二次元コードでは、相容れないとされた、素早い記号認識と大容量の二次元コードを提供することを目的とする。

上述の発明の目的を達成するのに、本発明の二次元コードでは、従来の二次元コードでは画像切り出し用のシンボルを目立つような形状にしたり、T字形状マーカを多数マトリックスデータ要素部（MDA）の外側に設けてマトリックスデータ部の領域を狭めていた形状を改め、画像の切り出しを形状の異なる４隅の画像切り出し用シンボル４個のみに限定する事により、また歪み補正用の角括弧の線分を４辺に設け、前記角括弧の線分よりマトリックスデータ部（MDA）に向けて内側にスキャニングガイドラインを配置することにより、二次元コードの画像切り出しと認識速度を高めた。

また、上記従来の画像の印字構成のセルは、1セル4ドットの構成にしており、データマトリックス領域（MDA）において、隣接するセルが印字される紙質及び印刷機の状況により重なり合い、データ認識用Ｔ字形マーカ画像の切り出しに不具合が生じるといった欠点もあったので、本発明の印字構成を１セル３ドット以下に設定して、セル同士の重なり合いを防ぐことにより、情報量の増大および認識速度の高速化を計れる二次元コードを提供するものである。

この発明によれば、二次元のマトリックスデータ要素領域の4隅に形状の異なる画像切り出し用シンボルを4個配置して、パターンの特徴認識処理を実行し、パターン特徴認識処理では同じ図形に同種類の特徴図形が存在すると、認識に時間がかかるゆえに、MDA領域のセル構成を1セル3ドット以下にすることにより、画像切り出し用の4個のシンボルは即座に認識可能となり、容易に位置情報および回転情報の取得が可能となる。

またMDAの4辺上部に角括弧形状の歪み補正用シンボルを4個配置し、前記角括弧形状の歪み補正用シンボルからMDAに向かって内側にスキャニングガイドライン設けたことにより、MDAにデータブロックラインを上下に形成することができるので、誤り訂正処理及び圧縮処理等の実行が、効率的に運用が可能となる二次元コードを提供できる。

本発明にかかる二次元コードの実施の一形態を示す概略図である。本発明の二次元コードの画像切り出しパターンの一形態を示す図である。本発明の二次元コードの歪み補正パターンとスキャニングガイドラインの一形態を示す図である。本発明の二次元コードのデータブロックラインの一形態を示す図である。本発明の二次元コード読取方法による好ましい実施の形態例を示すフローチャート図である。

以下、本発明の二次元コード読取方法及び該二次元コードの記録媒体を実施するための最良の形態例について、図面に基づき説明する。

二次元コードの実施形態図１は、本発明にかかる二次元コードの一実施形態を示す概略図である。同図に示すように、本実施形態の二次元コード１は、二進化したデータが明暗の正方形のセルの形態で格納されたマトリックスデータ部（MDA）と、マトリックスデータ部（MDA）の4隅に設置された4種類の画像切り出しパターンと、MDAを囲むように配置された4個の角括弧と、この角括弧の各辺Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４から、それぞれマトリックスデータ部２に向けて垂直に延設した実線によるスキャニングライン（突起部）Ｋ１０〜Ｋ１７、Ｋ２０〜Ｋ２７、Ｋ３０〜Ｋ３７、Ｋ４０〜Ｋ４７とを備える。

図２に示されているのは、画像切り出しパターンに一形態であり、マトリックスデータ部（MDA）の左上角部に配置されたＡは、一辺の長さを各スキャニングラインの各長さと等しくする正方形であり、黒く塗りつぶされている。マトリックスデータ部（MDA）の右上角部に横長に配置されたＢは、その左右の短辺の長さを各スキャニングラインの長さと等しくする長方形であり、この長方形の内側右端には一辺の長さを各スキャニングラインの長さと等しくする正方形を配置し、この正方形は黒く塗りつぶされている。マトリックスデータ部（MDA）の右下角部に配置されたＣは、各スキャニングラインの長さと等しい長さを、逆Ｌ字の左下部と右上部の短辺の幅として黒く塗りつぶした逆Ｌ字型である。マトリックスデータ部（MDA）の左下角部に縦長に配置されたＤは、その上下の短辺の長さを各スキャニングラインの長さと等しくする縦長の長方形であり、この長方形の内側下端には、一辺の長さを各スキャニングラインの長さと等しくする正方形を配置し、この正方形は黒く塗りつぶされている。

図３に示されているのは、角括弧形状のＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は、それぞれ突起部を持つ角括弧であり、マトリックスデータ部（MDA）に向かって内向きに、Ｋ１とＫ３、Ｋ２とＫ４が向き合うように配置され、マトリックスデータ部のデータ量に対応して一定間隔にスキャニングガイドラインＫ１０〜Ｋ４７が配置されている。

データ要素領域ＭＤＡのセル配列を検出は、角括弧形状の線分K１、K２、K３、K４からMDA方向に向けて垂直内側に延出されたスキャニングガイドラインK１０、K１１、K１２、K１３、K１５、K１６、K１７、K２０、K２１、K２２、K２３、K２４、K２５、K２６、K２７、K３０、K３１、K３２、K３３、K３４、K３５、K３６、K３７、K４０、K４１、K４２、K４３、K４４、K４５、K４６、K４７によってデータ要素領域ＭＤＡ内を走査することができる。例えば、スキャニングガイドラインK４０とK２０とを結ぶことでデータブロックラインを求めることができ、何れか一方のスキャニングガイドラインが存在すれば、K１あるいはK３に平行な線を求めることで、このデータブロックラインを求めることができる。したがって、スキャニングガイドラインK４３とK２３とを結ぶデータブロックライン、及びスキャニングガイドラインK４６とK２６とを結ぶデータブロックラインも、それぞれ何れか一方の見出し線が存在すれば、K１あるいはK３に平行な線を求めることで、このデータブロックラインを求めることができる。また、スキャニングガイドラインK１１とK３１とを結ぶデータブロックライン、スキャニングガイドラインK１７とK３７とを結ぶデータブロックラインも、それぞれ何れか一方のスキャニングガイドラインが存在すれば、K２およびK４に平行な線を求めることで、このデータブロックラインを求められる。

なお、スキャニングガイドラインの数は、データ要素領域ＭＤＡのデータ数に応じて水平方向（Ｘ軸方向）、垂直方向（Ｙ軸方向）の各方向で独立して決定されているので、マトリックスデータ部（MDA）の容量を決定することができる。

スキャニングガイドラインでデータ要素領域ＭＤＡ内のデータセルを等分割してその位置座標を求め、各データセルの二進数の値をサンプリングしてビット列のデータとすることで、元のデータを復元することができる。なお、二次元コードのビット列データに誤り訂正符号が付加されている場合には、誤り訂正を行うことになる。

このように、本発明の二次元コードによれば、マトリックスデータ部（MDA）の4隅に設けられた形状の異なるシンボルをグレースケール画像より画像切り出しパターンとして検出することにより、従来のような二値化作業を行わなくても、画像の認識速度を速めて、二次元コード読取装置による二次元コードの認識率を向上させることが可能になる。

なお、図５に示すフローチャートのようなデータ処理手順を行うようにしてもよい。

このデータ処理手順は図２に示すように、イメージスキャナーにてグレースケールの画像を撮像して、図２に示されているように設置された4個の形状の異なる画像切り出し用シンボルを認識させ、予め記憶させたパターン形状と合致または定められた誤差範囲内にあるか否かを判定する。なお、従来の二次元コードでは、印字のセル構成が１セルを４ドットの構成をしていたが、印刷機または印字する紙の品質によりセル同士の重なり合いが生じて、データ領域の認識に時間がかかるという欠点があったので、マトリックスデータ部（MDA）の印字設定セル構成を、1セル3ドット以下として、セル同士の重なりが無いような構造にしておくことにより、画像切り出し用シンボルの認識が容易に可能となる。

続いて、図３に示された４辺の角括弧形状の歪み補正パターンを認識して、二次元コードの画像角度の調整を行い、画像を切り出す。

続いて、図４に示すように、４角形のそれぞれ平行する二辺で認識されたスキャニングガイドラインの線上の対向するライン同士を順に結んでデータブロックラインを形成する。

さらに、各セルの値をサンプリングしてビット列のデータとして、
二次元コードのビット列データには予め誤り訂正符号が付加されているので、これを用いて誤り訂正を行い、最後に圧縮処理をする。

このように、本実施形態の二次元コードの読取方法によれば、形状の異なる４個の画像切り出しシンボルの特徴パターン認識画像処理により、画像を迅速に切り出すことが可能となり、データ取り込みも容易に行うことができる。

このようなデータ処理手順が二次元コード読取装置の制御部によって実行されるプログラムは、コンピュータ読み取り可能なＣＤ、ＤＶＤ等の記録媒体に記録させておくことで、複数の二次元コード読取装置やコンピュータで利用可能になる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

A ・・・・左上角部に配置された画像切り出しシンボル
B ・・・・右上角部に横長に配置された画像切り出しシンボル
C ・・・・右下角部に配置された逆Ｌ字型画像切り出しシンボル
D ・・・・左下角部に縦長に配置された長方形画像切り出しシンボル
K１・・・・ AとBの画像切り出しシンボル間に配置された角括弧形状の歪み補正の線
K２・・・・ BとCの画像切り出しシンボル間に配置された角括弧形状の歪み補正の線
K３・・・・ CとDの画像切り出しシンボル間に配置された角括弧形状の歪み補正の線
K４・・・・ AとDの画像切り出しシンボル間に配置された角括弧形状の歪み補正の線
K10、K11、K12、K13、K14、K15、K16、K17 ・・・K１の線分からMDA方向に向けて垂直内側に延出されたスキャニングガイドライン
K20、K21、K22、K23、K24、K25、K26、K27 ・・・K２の線分からMDA方向に向けて垂直内側に延出されたスキャニングガイドライン
K30、K31、K32、K33、K34、K35、K36、K37 ・・・K３の線分からMDA方向に向けて垂直内側に延出されたスキャニングガイドライン
K40、K41、K42、K43、K44、K45、K46、K47 ・・・K４の線分からMDA方向に向けて垂直内側に延出されたスキャニングガイドライン
MDA ・・・・マトリックスデータ部

Claims

バイナリデータがセル状に記号化されて二次元マトリックスをなすように配置されたマトリックスデータ部（MDA）と、前記第１のマトリックスデータ部（MDA）の4隅に形状の異なる画像切り出しパターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、を備え、前記の4隅の画像切り出しパターンの間にMDA部に向かって内向きに突起部持つ4個の角括弧を設け、前記角括弧内部よりMDA部に向けて垂直に延設した実線によるスキャニングガイドライン（突起部）を複数個有し、
前記マトリックスデータ部（MDA）の4隅に備えられた画像切り出しパターンの形状は、左上角部に配置されたパターンＡは、一辺の長さを各スキャニングガイドラインの各長さと等しくする正方形であり、黒く塗りつぶされており、右上角部に横長に配置されたパターンＢは、その左右の短辺の長さを各スキャニングガイドラインの長さと等しくする長方形であり、この長方形の内側右端には一辺の長さを各スキャニングガイドラインの長さと等しくする正方形を配置し、この正方形は黒く塗りつぶされており、右下角部に配置されたパターンＣは、各スキャニングガイドラインの長さと等しい長さを、逆Ｌ字の左下部と右上部の短辺の幅として黒く塗りつぶした逆Ｌ字型であり、左下角部に縦長に配置されたパターンＤは、その上下の短辺の長さを各スキャニングガイドラインの長さと等しくする長方形であり、この長方形の内側下端には、一辺の長さを各スキャニングガイドラインの長さと等しくする正方形を配置し、この正方形は黒く塗りつぶされていることを特徴とする二次元コード。
前記画像切り出しパターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの特徴認識において、同種類のパターンが二次元コード内に存在すると、誤認識して特徴認識が遅くなるために、MDAのセル構成を1セル４ドット構成から、1セルの構成を3ドット以下にして、印字の際にセルの結合が防げて、同種類のパターンの発生を防止する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次元コード。