專利名稱：2維碼讀取裝置和讀取方法、便攜終端及數(shù)字照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及2維碼讀取裝置、2維碼讀取方法、2維碼讀取程序、該程序的記錄媒體、便攜終端及數(shù)字照相機(jī)，涉及比如在內(nèi)置有照相機(jī)的便攜終端等中，可容易地讀取2維碼的2維碼讀取裝置、2維碼讀取方法、2維碼讀取程序及該程序的記錄媒體。
背景技術(shù)：
近年來，內(nèi)置有照相機(jī)的便攜電話機(jī)正在普及。在上述帶有照相機(jī)的便攜電話機(jī)等中，利用照相機(jī)對2維碼攝影，讀取記錄于該2維碼的信息的場合下，在處理能力低的普通便攜電話機(jī)等中，從處理能力方面考慮，有必要使利用處理量較少的方法來讀取2維碼成為可能。
作為2維碼示例，具有由JISX510(以及ISO/IEC18004)規(guī)定的2維碼即QR碼(Quick Response Code)。圖1是表示QR碼的構(gòu)成例的模式圖。如圖1所示，作為由正方形狀組成的2維的QR碼的結(jié)構(gòu)，按照可檢測出該QR碼的位置的原則，在2維碼的3個(gè)角配有組合了特定尺寸比率的正方形的固有的第1圖形(定位圖形F)，在這3個(gè)定位圖形F之間，具有在橫向與縱向上白色與黑交互組合，成為2維碼的各數(shù)據(jù)像元的像元位置指標(biāo)的基準(zhǔn)圖形(定時(shí)圖形T)，此外即使在比如從斜向歪斜的狀態(tài)下攝影的場合下，也具有為了可使2維碼的數(shù)據(jù)像元的位置對合而配置的固有的第2圖形(排位圖形P)。
此外在QR碼的內(nèi)部，按m×m的正方形規(guī)格(以下稱像元)進(jìn)行劃分，在各像元內(nèi)可記錄明(白)、暗(黑)2進(jìn)制數(shù)據(jù)。定位圖形F是一種將1邊長度相當(dāng)于7個(gè)像元的黑色正方形與1邊長度相當(dāng)于5個(gè)像元的白色正方形及1邊長度相當(dāng)于3個(gè)像元的黑色正方形按同心圓依次重合而生成的圖形。
由圖像傳感器讀取由上述構(gòu)成所組成的QR碼圖像，輸入到2維碼讀取裝置，輸入到2維碼讀取裝置的輸入圖像被轉(zhuǎn)換為具有明(白)、暗(黑)2進(jìn)制的任意一個(gè)值的2進(jìn)制化圖像。對該2進(jìn)制化圖像進(jìn)行2維碼的讀取。
由上述尺寸構(gòu)成的定位圖形F的中心附近，在橫向或縱向上對2進(jìn)制圖像進(jìn)行了直線掃描的場合下，定位圖形F中的黑∶白∶黑∶白∶黑圖形的出現(xiàn)頻度達(dá)到1∶1∶3∶1∶1的比率。利用上述比率的圖形的出現(xiàn)頻度，可從由圖像傳感器輸入并被2進(jìn)制化了的2進(jìn)制圖像中來檢測定位圖形F的位置。
此外在檢測出位于定時(shí)圖形T的兩端的定位圖形F的場合下，通過從定位圖形F端檢測出其黑白圖形按1∶1比例交互出現(xiàn)的位置，可檢測出定時(shí)圖形T。
這里，在從斜向?qū)R碼進(jìn)行了攝影的場合下，與正向攝影場合下的原正方形狀相比，產(chǎn)生與攝影角度對應(yīng)的失真。對這種失真圖像，按照可正確特定QR碼的像元位置的原則，由固有的第2圖形組成的排位圖形P以定位圖形F為基準(zhǔn)，被配置到不同于定位圖形F的2維碼內(nèi)的特定位置。
這里，從3個(gè)定位圖形F的中心坐標(biāo)，可計(jì)算出預(yù)想配置排位圖形P的坐標(biāo)。以上述計(jì)算結(jié)果為基準(zhǔn)，對2進(jìn)制圖像進(jìn)行逐次精查，抽出具備了與排位圖形P固有的第2圖形的特征一致的形狀的部分圖形，由此可檢測出排位圖形P的位置。
因而，根據(jù)檢測出了定位圖形F、定時(shí)圖形T、排位圖形P各自的位置的各坐標(biāo)，可計(jì)算出記錄有數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)像元的中心位置坐標(biāo)。參照表示傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)像元切出的狀態(tài)的圖2，對其一例作以說明。
這里，圖2是用于說明計(jì)算QR碼的數(shù)據(jù)像元中心坐標(biāo)的現(xiàn)有技術(shù)的模式圖。在圖2中，將定位圖形F的中心點(diǎn)設(shè)為Fa，F(xiàn)b，F(xiàn)c，將排位圖形P的中心點(diǎn)設(shè)為Pd，首先，求出連接點(diǎn)Fa，F(xiàn)b的直線S1及連接點(diǎn)Fa，F(xiàn)c的直線S4。
求出在直線S1上，使點(diǎn)Fb在水平方向(橫向)上向左向(即向點(diǎn)Fa的方向)移動(dòng)了3個(gè)像元的點(diǎn)Fb′，求出在直線S4上，使點(diǎn)Fc在垂直方向(縱向)向上(即向點(diǎn)Fa的方向)移動(dòng)了3個(gè)像元的點(diǎn)Fc′。
求出連接移動(dòng)后的點(diǎn)Fb′與排位圖形P的中心點(diǎn)Pd的直線S3及連接點(diǎn)Fc′與排位圖形P的中心點(diǎn)Pd的直線S2。
根據(jù)配置于水平方向(橫向)的定位圖形F的中心點(diǎn)Fa、定位圖形F的中心點(diǎn)Fb、位于其之間的定時(shí)圖形T，來判明圖2所示符號E位置上的各像元的中心坐標(biāo)。
此外根據(jù)直線S4與直線S3的斜度，可計(jì)算出成為通過了由符號E表示的上述各像元的中心點(diǎn)的水平基準(zhǔn)的直線(比如圖2所示的虛線Hs)的斜度，可決定通過了由符號E表示的上述各像元的中心點(diǎn)的水平基準(zhǔn)線Hs。
同樣，也可決定垂直基準(zhǔn)線Vs。可將上述決定的水平基準(zhǔn)線Hs與垂直基準(zhǔn)線Vs分別交叉的位置作為各數(shù)據(jù)像元的中心坐標(biāo)計(jì)算出來。
在各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值中，根據(jù)上述計(jì)算出的數(shù)據(jù)像元的中心坐標(biāo)位置，向該數(shù)據(jù)像元周邊方向依次調(diào)查黑及白的出現(xiàn)頻度，將表示像元大小的像元尺寸內(nèi)的黑像素的數(shù)量與白像素的數(shù)量進(jìn)行比較，將數(shù)量多的像素作為該數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值來決定。
在特定作為2維碼的QR碼的位置時(shí)，為檢測定位圖形F，有必要判定黑∶白∶黑∶白∶黑圖形的比率是否為1∶1∶3∶1∶1。然而在2維碼(QR碼)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)及作為傾斜狀態(tài)的圖像被攝影的場合下，即使只根據(jù)水平或垂直方向來判定出現(xiàn)頻度，用于檢測定位圖形F的上述比率有時(shí)也不能與上述比率1∶1∶3∶1∶1正確地一致。此外有時(shí)在實(shí)際的定位圖形F所在的位置之外的其它位置，卻能與上述比率1∶1∶3∶1∶1相一致，因而存在著誤檢測定位圖形F的位置的問題。
另外，在為決定數(shù)據(jù)像元的位置，檢測定時(shí)圖形T加以使用的場合下，存在著在位于2維碼(QR碼)的3個(gè)邊角的定位圖形F之間，在白與黑交互出現(xiàn)的定時(shí)圖形T的檢測中需要耗費(fèi)較多時(shí)間的問題。越是其2維碼(QR碼)較大的版本(構(gòu)成2維碼的像元數(shù)較多)，該問題便越深刻。
在檢測排位圖形P中，根據(jù)定位圖形F的坐標(biāo)來計(jì)算預(yù)想存在排位圖形P的預(yù)想坐標(biāo)，并精查其周邊，由此進(jìn)行檢測，但由于攝影圖像的失真，發(fā)生上述預(yù)想坐標(biāo)相對實(shí)際排位圖形P所在的坐標(biāo)有較大偏差的場合，因而存在著在檢測實(shí)際排位圖形P所在的正確位置的精查中需要耗費(fèi)較多時(shí)間的問題。
此外，雖然對實(shí)施了2進(jìn)制處理后的2進(jìn)制圖像進(jìn)行2維碼(QR碼)的排位圖形P的精查，但由于2進(jìn)制處理時(shí)的誤差，存在著發(fā)生白像素破碎及黑像素碎裂，因上述的破碎及碎裂的影響而造成排位圖形P的誤檢測的問題。
在構(gòu)成2維碼(QR碼)的像元數(shù)高達(dá)某種程度的場合下，即使配置多個(gè)排位圖形P，攝影圖像發(fā)生某些失真，如果能檢測出任意一個(gè)排位圖形P，也可以按照能穩(wěn)定地切出2維數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)像元(即，決定每個(gè)數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值)的原則來構(gòu)成2維碼，但在該場合下，有必要跨越多個(gè)排位圖形P位置來進(jìn)行檢測，存在著處理時(shí)間增大的問題。
在決定數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值(即，切出數(shù)據(jù)像元)的場合下，由于通過調(diào)查基于像元的大小即像元尺寸的特定范圍內(nèi)的黑像素及白像素的數(shù)量來決定該數(shù)據(jù)像元的值，因而不僅增大了決定之前的處理時(shí)間，而且由于2進(jìn)制處理時(shí)的誤差，伴隨著發(fā)生白像素破碎及黑像素碎裂，還易使數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值產(chǎn)生錯(cuò)誤，這也是一個(gè)問題。
此外，在根據(jù)定位圖形F之間的距離來計(jì)算像元數(shù)，決定該2維碼(QR碼)的版本時(shí)，存在著由于輸入圖像的失真而發(fā)生誤差，不能判定正確的版本，造成2維碼的讀取失敗的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，基于對記錄有2維碼的輸入圖像從多個(gè)方向(比如水平方向、垂直方向、斜向這3個(gè)方向)進(jìn)行了掃描的結(jié)果，進(jìn)行檢測配置于規(guī)定的多個(gè)位置的各定位圖形的位置的處理，而且利用表示與定位圖形中固有的第1圖形的近似度的評估值及與作為定位圖形預(yù)定的幅度之差的容許值，進(jìn)行基于定位圖形的特征的檢測，由此可靠地檢測出定位圖形的位置。
此外，在檢測定位圖形時(shí)，對定位圖形中固有的第1圖形的比率比如黑∶白∶黑∶白∶黑與1∶1∶3∶1∶1比率的接近程度的評估值進(jìn)行定義，通過對有關(guān)輸入圖像全體比較該評估值，可提高定位圖形的檢測精度，而且從解像度較低、有噪聲的低圖像質(zhì)量的輸入圖像中也可精度良好地檢測出定位圖形。
此外比如從水平方向、垂直方向、斜向?qū)嵤?次用于判定是否接近定位圖形中固有的第1圖形的掃描，利用有關(guān)各方向圖形比率的評估值，由此即使在比如2維碼發(fā)生旋轉(zhuǎn)，存在于圖像中的場合下，也可提高定位圖形的檢測精度。
此外本發(fā)明的目的在于，對定位圖形的外輪廓進(jìn)行掃描，根據(jù)由輸入圖像中的定位圖形的外輪廓的斜度檢測出的2維碼的各邊的斜度與定位圖形的中心點(diǎn)的坐標(biāo)，來決定成為指定探索排位圖形的探索范圍的基準(zhǔn)位置的探索基準(zhǔn)點(diǎn)，將根據(jù)所決定的該探索基準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)定的位置上的探索范圍的部分圖像從2進(jìn)制處理前的輸入圖像切出，進(jìn)行所切出的上述部分圖像與同排位圖形中固有的第2圖形所具有的特征相一致的模板的模板匹配，由此從上述部分圖像內(nèi)抽出上述排位圖形，可靠地檢測出排位圖形的位置，此外，在2維碼數(shù)據(jù)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的場合下，通過實(shí)施與旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)修正，來可靠地檢測排位圖形的位置。
通過對定位圖形的外輪廓進(jìn)行掃描，檢測該外輪廓的斜度，來求出該外輪廓形成邊的一部分的2維碼的該邊的斜度，通過求出與2維碼的該邊平行，并通過了上述定位圖形的中心的直線的交點(diǎn)，來求出排位圖形的預(yù)想坐標(biāo)，而且通過利用2進(jìn)制處理前的輸入圖像，進(jìn)行與同排位圖形的特征相一致的模板的模板匹配，可精度良好地檢測排位圖形，這樣，即使在2維碼處于失真狀態(tài)的場合下，也可正確求出排位圖形所在的探索范圍，其結(jié)果是可減少現(xiàn)有技術(shù)中為探索排位圖形而精查輸入圖像所需的處理，可節(jié)約用于檢測排位圖形的位置的總體處理量。
此外本發(fā)明的目的在于，基于檢測出的定位圖形的位置、排位圖形的位置、由判定出的版本決定的該2維碼的像元數(shù)，利用采用了所計(jì)算出的轉(zhuǎn)換系數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，將各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為輸入圖像中的坐標(biāo)位置，將從與各數(shù)據(jù)像元對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置上的像素的像素值獲得的濃度或從與該坐標(biāo)位置鄰接的周邊各像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插而獲得的濃度與用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值而設(shè)定的明暗閾值進(jìn)行比較，由此來決定各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，進(jìn)行各數(shù)據(jù)像元的切出，在不能正確進(jìn)行數(shù)據(jù)像元切出處理，該2維碼讀取失敗的場合下，使在版本的判定處理中被判定的版本偏移1個(gè)等級，再次重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)像元切出處理，由此防止基于版本的誤判定的2維碼讀取失敗。
在上述本發(fā)明中，無需像現(xiàn)有技術(shù)那樣，在2維碼中配備定時(shí)圖形，也不進(jìn)行該定時(shí)圖形的檢測，根據(jù)3個(gè)定位圖形的坐標(biāo)及1個(gè)排位圖形坐標(biāo)這4點(diǎn)坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，來決定數(shù)據(jù)像元的像元中心位置，此外，可根據(jù)所決定的像元位置中的輸入圖像的濃度，來決定該數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，這樣，在減少定時(shí)圖形的檢測處理所需的處理時(shí)間的同時(shí)，可縮減決定數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的處理時(shí)間，大幅節(jié)約數(shù)據(jù)像元的切出處理總體的處理量。
在上述本發(fā)明中，即使在與數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的位置不存在輸入圖像中的像素的場合下，通過對鄰接位置上各像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插來推測像元中心位置上的像素值，將上述像素值與基于配置有數(shù)據(jù)像元的2維碼內(nèi)的特定位置上存在的多個(gè)像素的像素值預(yù)算出的明暗閾值進(jìn)行比較，由此來決定數(shù)據(jù)像元的值，同時(shí)即使在不能進(jìn)行數(shù)據(jù)像元切出，2維碼讀取失敗的場合下，通過使基于定位圖形的幅度與定位圖形之間的間隔來判定的版本偏移1個(gè)等級(比如增至大1個(gè)等級的版本)，再次重復(fù)2維碼的讀取及數(shù)據(jù)像元切出的處理，來減少版本判定錯(cuò)誤的影響。
本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，其從輸入圖像中讀取通過將記錄有2進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)像元配置成縱向及橫向2維狀來表示各種信息的2維碼，其中上述2維碼具備定位圖形，其為特定上述輸入圖像中的該2維碼的位置，被配置到該2維碼內(nèi)規(guī)定的多個(gè)位置，并由固有的第1圖形組成；排位圖形，其被配置到上述2維碼內(nèi)與該定位圖形不同的規(guī)定位置，并由不同于上述定位圖形固有的上述第1圖形的第2圖形組成，基于來自針對上述輸入圖像的多個(gè)方向的掃描結(jié)果，進(jìn)行從上述輸入圖像中檢測分別被配置到規(guī)定的多個(gè)位置的多個(gè)上述定位圖形的位置的處理，此外基于所檢測出的上述定位圖形，進(jìn)行檢測上述排位圖形的位置的處理，此外，基于所檢測出的上述定位圖形，進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)的版本的判定處理，基于所檢測出的上述定位圖形的位置、上述排位圖形的位置、由上述版本的判定處理所判定出的上述版本，來進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)像元切出處理，對由該數(shù)據(jù)像元切出處理決定的數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，進(jìn)行特定該2維碼的信息的解碼處理。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在檢測上述定位圖形的位置時(shí)，將具有與由白與黑的固有的上述第1圖形組成的上述定位圖形近似的圖形的定位圖形的候選作為候選定位圖形從上述輸入圖像中抽出多個(gè)，并分別對所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形從水平方向、垂直方向及斜向這3個(gè)方向分別檢測出橫切各候選定位圖形的掃描線上的白與黑所組成的圖形的構(gòu)成比，將在各方向檢測出的白與黑所組成的各圖形的構(gòu)成比與作為上述定位圖形預(yù)定的白與黑所組成的固有的上述第1圖形的構(gòu)成比進(jìn)行比較，由此計(jì)算出表示與上述第1圖形的近似度的評估值，從所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形中，按照由上述評估值表示的近似度從大到小的候選定位圖形順序，作為上述定位圖形來選擇規(guī)定的個(gè)數(shù)，檢測出所選擇的規(guī)定個(gè)數(shù)的上述定位圖形各自的位置。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形各自的水平方向、垂直方向及斜向的任意一個(gè)方向中，表示與上述定位圖形中固有的上述第1圖形的近似度的上述評估值超出預(yù)先設(shè)定的閾值，被作為表示不近似的值計(jì)算出的場合下，將該候選定位圖形從上述定位圖形(F)的候選之列剔除。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，上述閾值可根據(jù)2維碼的種類及用途以及輸入圖像的圖像質(zhì)量，預(yù)先設(shè)定到使用者所希望的任意值。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在被多個(gè)抽出的上述候選定位圖形中，其圖形互相接近重合的位置上的上述候選定位圖形被抽出的場合下，將互相重合位置上的上述候選定位圖形作為一個(gè)候選定位圖形予以統(tǒng)一，對統(tǒng)一前的各上述候選定位圖形的上述評估值進(jìn)行合計(jì)，作為被統(tǒng)一了的候選定位圖形的評估值重新設(shè)定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在被多個(gè)抽出的上述候選定位圖形各自的水平方向、垂直方向及斜向的任意一個(gè)方向中，表示上述候選定位圖形的大小的幅度與被作為表示上述定位圖形的大小的值預(yù)定的固有幅度之差超出預(yù)定的容許值的場合下，將該候選定位圖形從上述定位圖形的候選之列剔除。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，上述容許值可根據(jù)2維碼的種類及用途以及輸入圖像的圖像質(zhì)量，預(yù)先設(shè)定到使用者所希望的任意值。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，作為表示被檢測的上述定位圖形的大小的幅度，采用水平方向幅度與垂直方向幅度及斜向幅度這3個(gè)方向的幅度平均值。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，基于表示被檢測的上述定位圖形的大小的幅度，來決定表示構(gòu)成該2維碼的像元的大小的像元尺寸。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在判定上述版本時(shí)，基于被檢測的多個(gè)上述定位圖形之間的間隔及表示基于表示上述定位圖形的大小的幅度導(dǎo)出的像元大小的像元尺寸，來計(jì)算構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)，由此判定該2維碼的版本。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，具備版本登錄表，其表示2維碼的版本與構(gòu)成由該版本決定的2維碼的登錄像元數(shù)的對應(yīng)，基于所計(jì)算出的上述像元數(shù)，對上述版本登錄表進(jìn)行索引，將具有一致或最接近的值的上述登錄像元數(shù)及與該登錄像元數(shù)對應(yīng)的版本作為構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)及版本來判定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在基于被檢測的多個(gè)上述定位圖形各自的坐標(biāo)位置，判定輸入圖像中該2維碼的方向是否處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的同時(shí)，在判定出正在旋轉(zhuǎn)的場合下，計(jì)算該2維碼的旋轉(zhuǎn)角度。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在檢測上述排位圖形的位置時(shí)，通過檢測上述輸入圖像中的上述定位圖形有無傾斜，來檢測上述輸入圖像中的該2維碼各邊有無傾斜，根據(jù)各邊的斜度及上述定位圖形的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置，來決定成為探索上述輸入圖像中的上述排位圖形的探索范圍被指定的基準(zhǔn)位置的探索基準(zhǔn)點(diǎn)，將根據(jù)所決定的該探索基準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)定的位置上的探索范圍的部分圖像從上述輸入圖像切出，從該部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形，由此來檢測上述排位圖形的位置。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在檢測上述輸入圖像中的上述定位圖形有無傾斜時(shí)，對該定位圖形的像素進(jìn)行掃描，來檢測形成上述定位圖形所在的該2維碼的邊的一部分，而且構(gòu)成該定位圖形的外輪廓的各像素的坐標(biāo)位置中，至少2個(gè)像素的坐標(biāo)位置，由此檢測該定位圖形有無傾斜。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在決定上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，將通過形成該2維碼的邊的一部分的上述定位圖形的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，與該2維碼的上述邊平行的直線與相對該定位圖形位于該2維碼內(nèi)的對角，通過形成該2維碼的其它邊的一部分的其它上述定位圖形的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，與上述其它邊平行的直線的交點(diǎn)作為成為探索上述排位圖形的上述探索范圍被指定的基準(zhǔn)位置的上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)來決定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，上述探索范圍以從上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)只離開預(yù)測配置上述排位圖形的中心點(diǎn)的預(yù)定距離的位置作為預(yù)測中心坐標(biāo)，從該預(yù)測中心坐標(biāo)至少保持2個(gè)像元尺寸的余量，形成包含上述排位圖形中固有的上述第2圖形的充足的區(qū)域。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，具備在從上述部分圖像內(nèi)抽出上述排位圖形時(shí)，與上述排位圖形中固有的上述第2圖形所具有的各像素的特征一致的模板，通過邊使該模板與上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位邊進(jìn)行模板匹配，從上述部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在上述輸入圖像中該2維碼的方向處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的場合下，基于所旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，對上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)位置實(shí)施旋轉(zhuǎn)修正，由此將被指定的上述探索范圍的部分圖像從上述輸入圖像切出，對所切出的該部分圖像基于上述旋轉(zhuǎn)角度來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)修正，然后邊使旋轉(zhuǎn)修正了的上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位，邊進(jìn)行上述模板匹配，抽出上述排位圖形，由此來檢測上述排位圖形的位置。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，作為進(jìn)行上述模板匹配處理的對象的上述部分圖像是從進(jìn)行2進(jìn)制處理之前的狀態(tài)下的上述輸入圖像切出的部分圖像。
此外本發(fā)明的目的于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在進(jìn)行上述模板匹配處理時(shí)，邊在上述部分圖像內(nèi)按1個(gè)像素單位依次偏移，邊計(jì)算出上述模板與上述部分圖像分別對應(yīng)的各像素的像素值的差分絕對值總和，將該絕對值總和成為最小的上述部分圖像內(nèi)的位置作為上述排位圖形的坐標(biāo)位置來決定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，作為特定上述數(shù)據(jù)像元位置的位置特定處理，基于檢測出的上述定位圖形的中心點(diǎn)的像元位置、上述排位圖形的中心點(diǎn)的像元位置、由所判定出的上述版本決定的該2維碼的像元數(shù)，來計(jì)算將該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式的轉(zhuǎn)換系數(shù)，利用采用了所計(jì)算出的該轉(zhuǎn)換系數(shù)的上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，將各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置，對與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的坐標(biāo)位置進(jìn)行特定，基于由上述位置特定處理所特定的坐標(biāo)位置的濃度，來決定各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，進(jìn)行各數(shù)據(jù)像元的切出。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，與由上述位置特定處理所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的濃度在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置上存在像素的場合下，是從存在于該坐標(biāo)位置的該像素的像素值獲得的濃度，另一方面，在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置上不存在像素的場合下，是從與該坐標(biāo)位置鄰接的周邊各像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插而獲得的濃度，而且各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值通過將與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的上述濃度與用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的明暗閾值進(jìn)行比較來決定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述明暗閾值基于位于該2維碼對角線上的上述輸入圖像中的像素的像素值來設(shè)定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，上述明暗閾值被設(shè)定到位于該2維碼對角線上的上述輸入圖像中的全部像素的像素值中，最大值與最小值的中間值。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取裝置，在上述2維碼讀取裝置中，在不能正確進(jìn)行上述數(shù)據(jù)像元切出處理，該2維碼讀取失敗的場合下，將在上述版本的判定處理中判定出的版本偏移1個(gè)等級，再次重復(fù)進(jìn)行上述數(shù)據(jù)像元切出處理。
此外本發(fā)明是一種內(nèi)置有照相機(jī)的便攜終端，其目的在于提供一種具有上述2維碼讀取裝置的便攜終端。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字照相機(jī)，其具有上述2維碼讀取裝置。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，其將通過將記錄了2維數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)像元配置為縱向及橫向2維狀來表示各種信息的2維碼從輸入圖像中讀取，其中，上述2維碼具備定位圖形，其為特定上述輸入圖像中的該2維碼的位置，被配置到該2維碼內(nèi)規(guī)定的多個(gè)位置，并由固有的第1圖形組成；排位圖形，其被配置到上述2維碼內(nèi)與該定位圖形不同的規(guī)定位置，并由不同于上述定位圖形固有的上述第1圖形的第2圖形組成，基于來自針對上述輸入圖像的多個(gè)方向的掃描結(jié)果，進(jìn)行從上述輸入圖像中檢測分別被配置到規(guī)定的多個(gè)位置的多個(gè)上述定位圖形的位置的處理，此外基于所檢測出的上述定位圖形，進(jìn)行檢測上述排位圖形的位置的處理，此外，基于所檢測出的上述定位圖形，進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)的版本的判定處理，基于所檢測出的上述定位圖形的位置、上述排位圖形的位置、由上述版本的判定處理所判定出的上述版本，來進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)像元切出處理，對由該數(shù)據(jù)像元切出處理所決定的數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，進(jìn)行特定該2維碼的信息的解碼處理。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，在檢測上述定位圖形的位置時(shí)，將具有與由白與黑的固有的上述第1圖形組成的上述定位圖形近似的圖形的定位圖形候選作為候選定位圖形從上述輸入圖像中抽出多個(gè)，并分別對所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形從水平方向、垂直方向及斜向這3個(gè)方向分別檢測出橫切各候選定位圖形的掃描線上的白與黑所組成的圖形的構(gòu)成比，將在各方向檢測出的白與黑所組成的各圖形的構(gòu)成比與作為上述定位圖形預(yù)定的白與黑所組成的固有的上述第1圖形的構(gòu)成比進(jìn)行比較，由此計(jì)算出表示與上述第1圖形的近似度的評估值，從所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形中，按照由上述評估值表示的近似度從大到小的候選定位圖形的順序，作為上述定位圖形來選擇規(guī)定的個(gè)數(shù)，檢測出所選擇的規(guī)定個(gè)數(shù)的上述定位圖形各自的位置。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，在判定上述版本時(shí)，基于檢測出的多個(gè)上述定位圖形之間的間隔、表示基于表示上述定位圖形的大小的幅度來導(dǎo)出的像元的大小的像元尺寸，來計(jì)算構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)，由此來判定該2維碼的版本。
此外本的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，在檢測上述排位圖形的位置時(shí)，通過檢測上述輸入圖像中的上述定位圖形有無傾斜，來檢測上述輸入圖像中的該2維碼各邊有無傾斜，根據(jù)各邊的斜度及上述定位圖形的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置，來決定成為探索上述輸入圖像中的上述排位圖形的探索范圍被指定的基準(zhǔn)位置的探索基準(zhǔn)點(diǎn)，將根據(jù)所決定的該探索基準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)定的位置上的探索范圍的部分圖像從上述輸入圖像切出，從該部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形，由此來檢測上述排位圖形的位置。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，具備在從上述部分圖像內(nèi)抽出上述排位圖形時(shí)，與上述排位圖形中固有的上述第2圖形所具有的各像素的特征一致的模板，通過邊使該模板與上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位邊進(jìn)行模板匹配，從上述部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，在上述輸入圖像中該2維碼的方向處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的場合下，基于所旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，對上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)位置實(shí)施旋轉(zhuǎn)修正，由此將被指定的上述探索范圍的部分圖像從上述輸入圖像切出，對所切出的該部分圖像基于上述旋轉(zhuǎn)角度來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)修正，然后邊使旋轉(zhuǎn)修正了的上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位，邊進(jìn)行上述模板匹配，抽出上述排位圖形，由此來檢測上述排位圖形的位置。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，作為進(jìn)行上述模板匹配處理的對象的上述部分圖像是從進(jìn)行2維處理之前的狀態(tài)下的上述輸入圖像切出的部分圖像。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，作為特定上述數(shù)據(jù)像元位置的位置特定處理，基于檢測出的上述定位圖形的中心點(diǎn)的像元位置、上述排位圖形的中心點(diǎn)的像元位置、由所判定的上述版本決定的2維碼的像元數(shù)，來計(jì)算將該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式的轉(zhuǎn)換系數(shù)，利用采用了所計(jì)算出的該轉(zhuǎn)換系數(shù)的上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，將各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置，對與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的坐標(biāo)位置進(jìn)行特定，基于由上述位置特定處理所特定的坐標(biāo)位置的濃度，來決定各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，進(jìn)行各數(shù)據(jù)像元的切出。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，與由上述位置特定處理所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的濃度在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置上存在像素的場合下，是從存在于該坐標(biāo)位置的該像素的像素值獲得的濃度，另一方面，在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置上不存在像素的場合下，是從與該坐標(biāo)位置鄰接的周邊各像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插而獲得的濃度，而且各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值通過將與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的上述濃度與用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的明暗閾值進(jìn)行比較被決定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取方法，在上述2維碼讀取方法中，用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述明暗閾值基于位于該2維碼對角線上的上述輸入圖像中的像素的像素值來設(shè)定。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種2維碼讀取程序，其由可通過計(jì)算機(jī)使上述2維碼讀取方法執(zhí)行的程序碼來記述。
此外本發(fā)明的目的在于提供一種計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體，其記錄有上述2維碼讀取程序。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在檢測定位圖形時(shí)，對定位圖形中固有的第1圖形的比率比如黑∶白∶黑∶白∶黑接近于1∶1∶3∶1∶1的比率的程度的評估值進(jìn)行定義，通過對有關(guān)輸入圖像全體來比較該評估值，可提高定位圖形的檢測精度，而且從解像度較低、有噪聲的低圖像質(zhì)量的輸入圖像中也可精度良好地檢測出定位圖形。
此外比如從水平方向、垂直方向、斜向?qū)嵤?次用于判定是否接近定位圖形中固有的第1圖形的掃描，利用有關(guān)各方向圖形比率的評估值，由此即使在比如2維碼發(fā)生旋轉(zhuǎn)，存在于圖像中的場合下，也可提高定位圖形的檢測精度。
此外根據(jù)本發(fā)明，通過對定位圖形的外輪廓進(jìn)行掃描，根據(jù)該外輪廓的斜度進(jìn)行檢測，來求出該外輪廓形成邊的一部分的2維碼的該邊的斜度，通過求出與2維碼的該邊平行，通過了上述定位圖形的中心的直線的交點(diǎn)，來求出排位圖形的預(yù)想坐標(biāo)，而且通過利用2進(jìn)制處理前的輸入圖像，進(jìn)行與同排位圖形的特征相一致的模板的模板匹配，可精度良好地檢測排位圖形，這樣，即使在2維碼處于失真狀態(tài)的場合下，也可正確求出排位圖形所在的探索范圍，其結(jié)果是可減少現(xiàn)有技術(shù)中為探索排位圖形而精查輸入圖像所需的處理，可節(jié)約用于檢測排位圖形的位置的總體處理量。
此外根據(jù)本發(fā)明，無需像現(xiàn)有技術(shù)那樣，在2維碼中配備定時(shí)圖形，也不進(jìn)行該定時(shí)圖形的檢測，根據(jù)3個(gè)定位圖形的坐標(biāo)及1個(gè)排位圖形坐標(biāo)這4點(diǎn)坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，來決定數(shù)據(jù)像元的像元中心位置，此外，可根據(jù)所決定的像元位置中的輸入圖像的濃度，來決定該數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，這樣，在減少定時(shí)圖形的檢測處理所需的處理時(shí)間的同時(shí)，可縮減決定數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的處理時(shí)間，大幅節(jié)約數(shù)據(jù)像元的切出處理總體的處理量。
此外即使在與數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的位置不存在輸入圖像中的像素的場合下，通過對鄰接位置上的各像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插來推測像元中心位置上的像素值，將上述像素值與基于配置有該數(shù)據(jù)像元的2維碼內(nèi)的特定位置上存在的多個(gè)像素的像素值所預(yù)算出的明暗閾值進(jìn)行比較，由此來決定各數(shù)據(jù)像元的值，同時(shí)即使在不能進(jìn)行數(shù)據(jù)像元切出，2維碼讀取失敗的場合下，通過使基于定位圖形的幅度及定位圖形之間的間隔來判定的版本偏移1個(gè)等級(比如增至大1個(gè)等級的版本)，再次重復(fù)2維碼的讀取及數(shù)據(jù)像元切出的處理，來減少版本判定錯(cuò)誤的影響。


圖1是表示QR碼的結(jié)構(gòu)例的模式圖。
圖2是用于說明計(jì)算QR碼的數(shù)據(jù)像元中心坐標(biāo)的現(xiàn)有技術(shù)的模式圖。
圖3是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的2維碼讀取裝置結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖4是表示本發(fā)明其它實(shí)施方式涉及的2維碼讀取裝置結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖5是表示本發(fā)明涉及的2維碼讀取裝置中的動(dòng)作流程一例的流程圖。
圖6是表示有關(guān)定位圖形位置檢測的動(dòng)作流程一例的流程圖。
圖7是表示有關(guān)候選定位圖形的候選中心坐標(biāo)位置的檢測及評估值的記錄的動(dòng)作流程一例的流程圖。
圖8A、圖8B、圖8C及圖8D是表示2維碼的朝向與定位圖形的位置關(guān)系的模式圖。
圖9是用于說明被檢測出的候選定位圖形的幅度與候選中心坐標(biāo)位置的模式圖。
圖10是表示記錄被檢測出的定位圖形候選的評估值表一例的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示針對圖10所示的評估值表中記錄的定位圖形候選的統(tǒng)一整理結(jié)果的評估值表一例的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是表示定位圖形候選之間的中心坐標(biāo)位置接近的條件示例的模式圖。
圖13是表示將使以基準(zhǔn)定位圖形F0的中心點(diǎn)為原點(diǎn)的x坐標(biāo)及y坐標(biāo)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了45°的位置上的第1象限至第4象限分別作為區(qū)域0至區(qū)域3的一例的區(qū)域分割圖。
圖14是表示圖8A、圖8B、圖8C及圖8D所示的2維碼方向與圖13所示的4個(gè)區(qū)域的組合關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖。
圖15是表示圖8A、圖8B、圖8C及圖8D所示的2維碼的各方向與定位圖形F1，F(xiàn)2的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置所屬的各區(qū)域的關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖。
圖16是表示進(jìn)行排位圖形的位置檢測的處理流程一例的流程圖。
圖17是表示來自2維碼的水平或垂直方向的旋轉(zhuǎn)角度一例的模式圖。
圖18是表示2維碼中排位圖形的探索基準(zhǔn)點(diǎn)位置一例的模式圖。
圖19A及圖19B是表示定位圖形的邊緣跟蹤一例的模式圖。
圖20是用于說明決定排位圖形P的探索范圍的一例的模式圖。
圖21是表示有關(guān)數(shù)據(jù)像元切出處理的流程一例的流程圖。
圖22是說明用于識別數(shù)據(jù)像元的明暗(即白黑)的明暗閾值決定方法的模式圖。
圖23是表示2維碼的形狀與成為基準(zhǔn)的4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的像元位置的關(guān)系的模式圖。
圖24是表示采用了4個(gè)鄰接像素的像素值的線性內(nèi)插一例的模式圖。
實(shí)施方式參照以下附圖對本發(fā)明涉及的2維碼讀取裝置中的實(shí)施方式示例作以說明。
圖3是表示本發(fā)明一實(shí)施方式涉及的2維碼讀取裝置結(jié)構(gòu)例的框圖，圖中，10是2維碼讀取裝置，該2維碼讀取裝置10具有配有存儲器12及CPU13的控制部11、顯示圖像信息(2維碼)等的顯示部14、輸出語音信號的揚(yáng)聲器15、輸入語音信號的麥克風(fēng)16、用于輸入鍵操作信息的鍵輸入部17、用于獲取圖像信息(2維碼)的照相機(jī)(圖像獲取部)18、用于收發(fā)電波的天線19、控制無線通信收發(fā)的無線部20。此外本實(shí)施方式表示了具備了作為2維碼讀取裝置10的功能的帶有照相機(jī)的便攜電話機(jī)(以下稱帶有照相機(jī)的便攜電話機(jī)10)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例。
在控制部11，存儲器12中，寄存有用于實(shí)行作為2維碼讀取裝置10的功能的2維碼讀取程序12a、從照相機(jī)18輸入的圖像數(shù)據(jù)(輸入圖像)12b。CPU13在進(jìn)行本發(fā)明的2維碼讀取處理時(shí)，適宜讀出2維碼讀取程序12a，根據(jù)該程序，對從照相機(jī)18輸入的2維碼圖像(圖像數(shù)據(jù)12b)實(shí)行處理。
此外，本實(shí)施方式的帶有照相機(jī)的便攜電話機(jī)10可以將由照相機(jī)18攝影的2維碼圖像或其讀取結(jié)果等從無線部20通過網(wǎng)絡(luò)等發(fā)送到其它帶有照相機(jī)的便攜電話機(jī)，或者從其它帶有照相機(jī)的便攜電話機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)等來接收2維碼圖像或其讀取結(jié)果等。也可以作為將2維碼讀取程序12a寄存到服務(wù)器裝置(未圖示)等，在該服務(wù)器裝置中進(jìn)行2維碼讀取處理的方式。在該場合下，服務(wù)器裝置從帶有照相機(jī)的便攜電話機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等通過網(wǎng)絡(luò)受理2維碼圖像，對所受理的2維碼圖像進(jìn)行了2維碼讀取處理后，將該讀取結(jié)果返回。
圖4是表示本發(fā)明其它實(shí)施方式涉及的2維碼讀取裝置結(jié)構(gòu)例的框圖，圖中，30是2維碼讀取裝置，該2維碼讀取裝置30具有配有存儲器32及CPU33的控制部31、顯示圖像信息(2維碼)等的顯示部34、用于輸入操作信息的輸入部35、用于獲取圖像信息(2維碼)的照相機(jī)(圖像獲取部)36。此外本實(shí)施方式表示了具備了作為2維碼讀取裝置30的功能的數(shù)字照相機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例。
在控制部31，在存儲器32中，寄存有用于實(shí)行作為2維碼讀取裝置30的功能的2維碼讀取程序32a、從照相機(jī)36輸入的圖像數(shù)據(jù)(輸入圖像)32b。CPU33在進(jìn)行本發(fā)明的2維碼讀取處理時(shí)，適宜讀出2維碼讀取程序32a，根據(jù)該程序，對從照相機(jī)36輸入的2維碼圖像實(shí)行處理。
圖5中，利用流程圖來表示本發(fā)明涉及的2維碼讀取裝置中的動(dòng)作流程一例。此外在以下實(shí)施方式的說明中，以作為2維碼，采用了QR碼(Quick Response Code)的場合為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非僅限于這種場合，如果是通過將記錄有2進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)像元配置成縱向及橫向2維狀來表示各種信息的2維碼，或者是具備了用于決定輸入圖像中的2維碼位置的定位圖形、從斜向攝影，呈現(xiàn)失真狀態(tài)的輸入圖像的場合下，也能正確檢測出2維碼的數(shù)據(jù)像元位置的排位圖形的2維碼，則可適用于任意場合。
在QR碼的場合下，如上所述，定位圖形被配置到該2維碼(QR碼)的3個(gè)邊角的規(guī)定位置(多個(gè)規(guī)定位置)，由固有的第1圖形(即，其黑∶白∶黑∶白∶黑的圖形比率為1∶1∶3∶1∶1的7×7像元的正方形圖形)組成，排位圖形被配置到不同于配置定位圖形的3個(gè)邊角的規(guī)定位置(處于沒有定位圖形的2維碼的邊角，從該邊角向內(nèi)側(cè)移動(dòng)7個(gè)像元的位置)，由固有的第2圖形(即，其黑∶白∶黑∶白∶黑的圖形比率為1∶1∶1∶1∶1的5×5像元的正方形圖形)組成。
具備了上述2種位置決定用的特定圖形(即，3個(gè)定位圖形和1個(gè)排位圖形)的2維碼可根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，在按縱·橫2維狀配置為m×m個(gè)的各數(shù)據(jù)像元中記錄白、黑任意一種2進(jìn)制數(shù)據(jù)，以2維形式來表示各種信息。
除了2種位置決定用的特定圖形，如上所述，在通常的QR碼中，還具備指引各數(shù)據(jù)像元的位置的定時(shí)圖形，但在本發(fā)明中，即使在決定數(shù)據(jù)像元的位置的場合下，也不必具備定時(shí)圖形，可以只具備上述的2種特定圖形。
即在本發(fā)明中，比如即使在2維碼處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)及傾斜狀態(tài)，也可以利用3個(gè)定位圖形與1個(gè)排位圖形來正確地檢測出各數(shù)據(jù)像元的像元位置，可讀取被記錄于所檢測出的像元位置上的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值(2進(jìn)制數(shù)據(jù))，轉(zhuǎn)換為位串，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則來實(shí)施解碼處理，對2維碼中記錄的信息(數(shù)據(jù)內(nèi)容)進(jìn)行特定。
在圖5所示的流程圖中，首先，將使2維碼作為圖像被記錄的記錄紙置于2維碼讀取裝置內(nèi)，由圖像傳感器予以讀取。
由圖像傳感器讀取的輸入圖像通過2進(jìn)制處理，被轉(zhuǎn)換為由白(明)、黑(暗)2進(jìn)制圖像組成的輸入圖像。通過掃描轉(zhuǎn)換后的2進(jìn)制圖像，從該2進(jìn)制圖像中檢測出由有關(guān)白與黑各游程的黑∶白∶黑∶白∶黑的圖形比率為1∶1∶3∶1∶1的固有第1圖形組成的定位圖形的位置(步驟S001)。通過上述定位圖形的位置檢測，輸入圖像中該2維碼的位置被特定。有關(guān)定位圖形的位置檢測動(dòng)作的詳情在后文記述。
在定位圖形的檢測失敗的場合下(步驟S002的NO(否))，作為2維碼讀取失敗，不能識別2維碼而結(jié)束處理(步驟S007)。
另一方面，在配置于2維碼的3個(gè)邊角的3個(gè)定位圖形的檢測均成功的場合下(步驟S002的YES(是))，在決定3個(gè)定位圖形各自的坐標(biāo)，并根據(jù)表示定位圖形的尺寸的定位圖形幅度來決定表示1個(gè)像元的大小的像元尺寸的同時(shí)，根據(jù)3個(gè)定位圖形的坐標(biāo)位置來決定該2維碼的朝向。
接下來，計(jì)算出預(yù)想存在排位圖形的預(yù)想坐標(biāo)即探索基準(zhǔn)點(diǎn)，對由該預(yù)想坐標(biāo)(探索基準(zhǔn)點(diǎn))特定的探索范圍進(jìn)行精查(即進(jìn)行模板匹配)，由此來進(jìn)行排位圖形的位置檢測(步驟S003)。通過排位圖形的位置檢測，來決定可識別該2維碼是否不是矩形狀(包含正方形)，而處于傾斜狀態(tài)的排位圖形的坐標(biāo)位置。有關(guān)排位圖形的位置檢測動(dòng)作詳情在后文記述。
接下來，進(jìn)行2維碼的版本判定(步驟S004)。即根據(jù)表示定位圖形的尺寸的定位圖形幅度來計(jì)算表示2維碼的像元大小的像元尺寸，進(jìn)行確定決定該2維碼的像元數(shù)的版本的判定。有關(guān)版本判定動(dòng)作的詳情也在后文記述。
接下來，進(jìn)行數(shù)據(jù)像元的切出(步驟S005)。這里，根據(jù)成為由定位圖形的3個(gè)坐標(biāo)位置及排位圖形的坐標(biāo)位置組成的4個(gè)基準(zhǔn)的坐標(biāo)位置及所判定出的版本，通過所導(dǎo)出的2維碼的形狀，決定轉(zhuǎn)換為與該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的像元位置對應(yīng)的輸入圖像中的坐標(biāo)位置的轉(zhuǎn)換系數(shù)，由采用了所決定的該轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，來特定與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的輸入圖像中的坐標(biāo)位置，此外求出被特定的坐標(biāo)位置的輸入圖像的濃度，由此來決定各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值(2進(jìn)制數(shù)據(jù))，切出各數(shù)據(jù)像元。即，不采用與對各像元范圍對應(yīng)的位置上的多個(gè)像素的白與黑的個(gè)數(shù)進(jìn)行累計(jì)的現(xiàn)有技術(shù)，決定出各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值即各位的值。有關(guān)數(shù)據(jù)像元的切出動(dòng)作詳情在后文記述。
接下來，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，對遵從于2維碼中的數(shù)據(jù)像元排列的位串(位的排列)進(jìn)行解碼(步驟S006)。這里，進(jìn)行針對位串的錯(cuò)誤修正，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，對錯(cuò)誤修正后的位串的排列即數(shù)據(jù)的排列進(jìn)行解碼，由此轉(zhuǎn)換為字符串等。
如果向上述字符串等的轉(zhuǎn)換即解碼處理成功，而且獲得了有意義的字符串等(步驟S008的YES(是))，則2維碼的讀取便成功，作為2維碼識別成功來結(jié)束處理(步驟S009)。
另一方面，在不能通過錯(cuò)誤修正來進(jìn)行位錯(cuò)誤修正的場合下，以及在不能根據(jù)預(yù)定的規(guī)則將數(shù)據(jù)像元的排列即位串轉(zhuǎn)換為字符串等的場合下(步驟S008的NO(否))，解碼失敗，如果此次的失敗是首次解碼失敗，(步驟S010的NO(否))，通過使版本只偏移1個(gè)等級，來使構(gòu)成該2維碼的像元的像元數(shù)變更，比如，通過使版本增加1個(gè)等級，來使構(gòu)成該2維碼的像元的像元數(shù)增加，(步驟S011)，回到步驟S005，再次重復(fù)數(shù)據(jù)像元的切出及解碼處理。
即，通過使版本偏移，可修正步驟S004中的版本判定錯(cuò)誤，修正到與作成時(shí)的2維碼的版本一致的版本。
另一方面，在判定出發(fā)生了第2次解碼失敗的場合下(步驟S010的YES(是))，2維碼的讀取失敗，作為不能識別2維碼來結(jié)束處理(步驟S012)。
接下來，對有關(guān)圖5所示的步驟S001中的定位圖形的位置檢測的動(dòng)作詳情作以說明。圖6利用流程圖來表示有關(guān)定位圖形位置檢測的動(dòng)作流程一例。
圖6中，首先，進(jìn)行定位圖形的候選坐標(biāo)的檢測及評估值的計(jì)算(步驟S101)。即，對白像素、黑像素中2進(jìn)制后的輸入圖像依次進(jìn)行掃描，分別從水平方向、垂直方向、斜向這3個(gè)方向來求出白像素與黑像素的游程長度，根據(jù)上述的定位圖形特征(固有的第1圖形)，來評估所求出的白像素與黑像素的游程長度，根據(jù)預(yù)先準(zhǔn)備的一定的評估式來計(jì)算認(rèn)為存在定位圖形的多個(gè)定位圖形候選即候選定位圖形的中心坐標(biāo)位置即候選中心坐標(biāo)位置及表示各候選中心坐標(biāo)位置的候選定位圖形與定位圖形特征的相似程度的評估值并予以記錄。
此時(shí)，也記錄各候選中心坐標(biāo)位置上的候選定位圖形的幅度即尺寸。這里，所記錄的候選定位圖形的幅度即尺寸雖然是水平方向、垂直方向、斜向這3個(gè)方向各自的幅度的平均值，但在本發(fā)明中并不僅局限于上述場合，比如，也可以記錄最窄的幅度，或者只采用表示互相最接近的幅度的2個(gè)幅度的平均值。上述候選中心坐標(biāo)位置的檢測與評估值的計(jì)算詳情在后文記述。
接下來，對所求出的候選定位圖形的候選中心坐標(biāo)位置與評估值及候選定位圖形的幅度進(jìn)行分析，最終決定輸入圖像中的3個(gè)定位圖形及該定位圖形各自的中心坐標(biāo)位置(步驟S102)。
在上述分析失敗，不能決定3個(gè)定位圖形的中心坐標(biāo)位置的場合下(步驟S103的NO(否))，作為定位圖形檢測失敗來結(jié)束處理(步驟S108)。
另一方面，在上述分析成功，成功決定了3個(gè)定位圖形的中心坐標(biāo)位置的場合下(步驟S103的YES(是))，計(jì)算出所決定的3個(gè)定位圖形幅度的平均值，根據(jù)定位圖形幅度的平均值來計(jì)算表示數(shù)據(jù)像元的大小的像元尺寸(步驟S104)。
接下來，根據(jù)所決定的3個(gè)定位圖形的中心坐標(biāo)位置，來決定輸入圖像中的2維碼的朝向(步驟S105)。即，所謂2維碼的朝向表示如圖8A、圖8B、圖8C及圖8D所示，2維碼比如QR碼的上邊(即配置有定位圖形F0及F1的邊)處于輸入圖像中上下左右的那一邊。這里，圖8A、圖8B、圖8C及圖8D是表示2維碼的朝向與定位圖形的位置關(guān)系的模式圖。如圖8A所示，3個(gè)定位圖形F0、F1、F2中，比如F1位于基準(zhǔn)定位圖形F0的右側(cè)方向，F(xiàn)2位于下側(cè)方向，將2維碼的上邊存在于輸入圖像中的上側(cè)方向的場合作為「方向0」來決定，將存在于從「方向0」按順時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)了90°、180°、270°的位置的場合(即2維碼的上邊分別存在于輸入圖像中的右側(cè)方向、下側(cè)方向、左側(cè)方向的場合)分別作為「方向1」(圖8B)、「方向2」(圖8C)、「方向3」(圖8D)來決定。
此外，檢查3個(gè)定位圖形的中心坐標(biāo)位置的位置關(guān)系是否滿足預(yù)定的基準(zhǔn)(步驟S106)。在不滿足預(yù)定的基準(zhǔn)的場合下(步驟S106的NO(否))，作為定位圖形檢測失敗來結(jié)束處理(步驟S108)。即，在圖5所示的步驟S002中，作為定位圖形檢測失敗，轉(zhuǎn)入步驟S007，結(jié)束處理。
另一方面，在滿足預(yù)定的基準(zhǔn)的場合下(步驟S106的YES(是))，作為定位圖形檢測檢查成功，而且2維碼的朝向決定也成功來結(jié)束處理(步驟S107)。
接下來，對圖6所示的步驟S101中各候選定位圖形的候選中心坐標(biāo)位置的檢測與評估值記錄的動(dòng)作作更為詳細(xì)的說明。圖7中，利用流程圖來表示有關(guān)候選定位圖形的候選中心坐標(biāo)位置的檢測與評估值的記錄的動(dòng)作流程一例。
圖7中，首先，對由圖像傳感器讀取的輸入圖像進(jìn)行白像素及黑像素的2進(jìn)制處理(步驟S201)。2進(jìn)制的閾值可以是比如掃描輸入圖像總體所獲得的各像素值中的最大值與最小值的中間值。將上述中間值用作閾值的方法適于處理量較少，高速化的場合。
接下來，從2進(jìn)制圖像的前端依次進(jìn)行水平掃描，記錄水平掃描線中的所有白像素的游程長度與黑像素的游程長度(步驟S202)。即，對水平掃描方向，分別記錄黑游程的開始點(diǎn)及白游程的開始點(diǎn)。這里，從黑游程的開始點(diǎn)至下一個(gè)白游程的開始點(diǎn)的距離被作為黑游程長度來計(jì)算，白游程長度也同樣，被作為從白游程的開始點(diǎn)至下一個(gè)黑游程的開始點(diǎn)的距離來計(jì)算。
這里，為檢測出定位圖形候選，利用預(yù)先設(shè)定的閾值來評估所計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程之比是否接近于作為定位圖形固有的第1圖形的1∶1∶3∶1∶1的比率(步驟S203)。在評估出接近于1∶1∶3∶1∶1的比率的場合下(S204的YES(是))，求出與所計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程之比與1∶1∶3∶1∶1的比率的誤差對應(yīng)的評估值(步驟S205)。對上述各游程之比的評估方法及評估值的計(jì)算方法在后文記述。
在將檢測出的候選定位圖形游程的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置作為水平坐標(biāo)(即x坐標(biāo))的原點(diǎn)來記錄的同時(shí)，將候選定位圖形的游程長度作為水平幅度wh來記錄。即如圖9所示，在將在水平掃描方向上檢測出的候選定位圖形中兩端的黑像素之間的幅度作為水平幅度wh來記錄的同時(shí)，將候選定位圖形中兩端的黑像素之間的中心位置即候選中心坐標(biāo)位置作為水平坐標(biāo)的原點(diǎn)來記錄。這里，圖9是用于說明被檢測出的候選定位圖形的幅度與候選中心坐標(biāo)位置的模式圖。
接下來，從水平坐標(biāo)的原點(diǎn)即在水平方向上檢測出的候選定位圖形游程中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置在垂直方向上掃描，調(diào)查候選定位圖形在垂直方向上的游程(步驟S206)。
接下來，與步驟S202、S203同樣，求出垂直掃描線上的白像素的游程長度與黑像素的游程長度，利用預(yù)先設(shè)定的閾值來評估所計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程之比是否接近于作為定位圖形固有的第1圖形的1∶1∶3∶1∶1的比率(步驟S207)。在評估出接近于1∶1∶3∶1∶1的比率的場合下(S208的YES(是))，與步驟S205的場合同樣，求出與所計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程之比與1∶1∶3∶1∶1的比率的誤差對應(yīng)的評估值(步驟S209)。
如圖9所示，在將所檢測出的候選定位圖形的游程中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置作為垂直坐標(biāo)(即y坐標(biāo))的原點(diǎn)來記錄的同時(shí)，將候選定位圖形的游程長度作為垂直幅度wv來記錄。
接下來，從水平坐標(biāo)原點(diǎn)上的垂直坐標(biāo)原點(diǎn)即水平坐標(biāo)與垂直坐標(biāo)相交叉的原點(diǎn)(分別在水平方向與垂直方向上檢測出的候選定位圖形的游程中心點(diǎn))在相對水平掃描線傾斜45°的方向上進(jìn)行掃描，調(diào)查候選定位圖形的游程(步驟S210)。
接下來，與步驟S202、S203同樣，求出斜向掃描線上的白像素的游程長度與黑像素的游程長度，利用預(yù)先設(shè)定的閾值來評估所計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程之比是否接近于作為定位圖形固有的第1圖形的1∶1∶3∶1∶1的比率(步驟S211)。在評估出接近于1∶1∶3∶1∶1的比率的場合下(S212的YES(是))，與步驟S205的場合同樣，求出與所計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程之比與1∶1∶3∶1∶1的比率的誤差對應(yīng)的評估值(步驟S213)。
如圖9所示，在將所檢測出的候選定位圖形的游程中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置作為斜向坐標(biāo)(即xy坐標(biāo))的原點(diǎn)來記錄的同時(shí)，將候選定位圖形的游程長度作為傾斜幅度wo來記錄。
這里，在不滿足水平方向、垂直方向、斜向這3個(gè)條件中的任意一個(gè)的場合下，即在步驟S204、S208或S212的任意一個(gè)中，未評估出超過預(yù)先設(shè)定的閾值，接近于1∶1∶3∶1∶1的比率的場合下(步驟S204的NO(否)，S208的NO(否)或S212的NO(否))，判定為不是定位圖形所在的中心坐標(biāo)位置，將該候選定位圖形從定位圖形的候選之列剔除，為進(jìn)行有關(guān)下一個(gè)水平方向的坐標(biāo)位置上的黑游程及白游程的定位圖形的評估，轉(zhuǎn)入步驟S216。
另一方面，在滿足水平方向、垂直方向、斜向這3個(gè)條件中的任意一個(gè)的場合下，在進(jìn)行了步驟S215之前的處理之后，將滿足水平方向、垂直方向、斜向這3個(gè)條件的候選定位圖形的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置作為候選定位圖形的候選中心坐標(biāo)位置來記錄。此時(shí)，將使該候選定位圖形的水平幅度wh、垂直幅度wv、傾斜幅度wo的值平均后的值作為該候選定位圖形的幅度來記錄(步驟S214)。此外在本發(fā)明中，該候選定位圖形的幅度的設(shè)定如上所述并非僅局限于上述場合。
此外將水平方向游程的評估值、垂直方向游程的評估值、斜向游程的評估值(針對與定位圖形固有的第1圖形的誤差的評估即表示與定位圖形固有的第1圖形的近似度的值)的合計(jì)值作為該候選定位圖形的坐標(biāo)中的評估值來記錄(步驟S215)。
接下來，在對在步驟S202中求出的水平方向上掃描的掃描線有關(guān)所有的黑游程及白游程的定位圖形的評估未結(jié)束的場合下(步驟S216的NO(否))，為了對尚未評估的剩余的水平方向上的游程進(jìn)行評估，返回到步驟S203，重復(fù)進(jìn)行與上述同樣的評估。另一方面，有關(guān)該掃描線中的所有黑游程及白游程的定位圖形的評估已結(jié)束的場合下(步驟S216的YES(是))，或針對所有水平方向上的掃描線的掃描未結(jié)束的場合下(步驟S217的NO(否))，為進(jìn)行下一水平掃描線的掃描，返回到步驟S202，進(jìn)行下一水平掃描線的掃描，重復(fù)進(jìn)行有關(guān)下一水平掃描線中的黑游程及白游程的定位圖形的上述評估。
此外在針對所有水平方向上的掃描線的掃描已結(jié)束的場合下(步驟S217的YES(是))，結(jié)束處理。
接下來，對圖7的步驟S204(以及S208及S212)、S205(以及S209及S213)所示的，基于輸入圖像的掃描結(jié)果計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程的比率與作為定位圖形固有的第1圖形的1∶1∶3∶1∶1的比率的比較評估方法、與兩者的誤差對應(yīng)的(換言之，表示兩者的近似度)評估值的計(jì)算方法作以說明。
首先，將作為定位圖形候選而計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程各自的游程長度設(shè)為R0，R1，R2，R3，R4。即，如果定位圖形候選是作為目的的真正的定位圖形，則各游程的合計(jì)(∑Ri)應(yīng)成為7個(gè)像元。
因此，分別利用下式(1)、(2)所示的2種算式來計(jì)算所計(jì)算出的各游程中，與1個(gè)像元對應(yīng)的游程長度a及b。
a＝(1/4)·(R0+R1+R3+R4) …(1)b＝(1/7)·(R0+R1+R2+R3+R4) …(2)接下來，通過下式(3)來計(jì)算出誤差d。即，該評估式表示與定位圖形固有的第1圖形之間的誤差d，換言之，表示誤差d越小，與定位圖形固有的第1圖形的近似度便越高。
d＝|a-b|+|R2-3b|…(3)
在通過式(3)計(jì)算出誤差d時(shí)，在下式(4)所示的評估式成立的場合下，d≤Thresh …(4)可認(rèn)為所計(jì)算出的黑游程∶白游程∶黑游程∶白游程∶黑游程的比率接近于定位圖形固有的第1圖形1∶1∶3∶1∶1的比率，將作為定位圖形候選的評估認(rèn)作OK。
這里，Thresh是識別與定位圖形固有的第1圖形近似與否的閾值，在誤差d超過Thresh的值的場合下，作為與定位圖形固有的第1圖形相異的圖形，將該候選定位圖形從定位圖形候選之列剔除。此外Thresh值是根據(jù)2維碼的種類及用途以及輸入圖像的圖像質(zhì)量等，可預(yù)先設(shè)定到使用者所希望的任意值的常數(shù)。
在作為定位圖形候選的評估是OK的場合下，根據(jù)下式(5)來計(jì)算出與誤差對應(yīng)的即表示近似度的評估值e并進(jìn)行記錄。
e＝Thresh-d …(5)即，表示評估值e的值越大，越與定位圖形近似。
此外上述式(1)至(5)所示的評估式表示本發(fā)明的實(shí)施例的一例，在本發(fā)明中，并非僅局限于上述場合，如果是對與定位圖形固有的第1圖形之間的誤差或近似度進(jìn)行評估的評估式，也可以基于2維碼的種類及用途和輸入圖像的圖像質(zhì)量等，來預(yù)先設(shè)定使用預(yù)先希望的任意評估式。
比如，在上述式(1)至(5)中，雖然省略了評估段的長度R0，R1，R2，R3，R4各自的誤差程度，但如果是需要進(jìn)行細(xì)致的評估的使用環(huán)境，也可以利用評估段的長度R0，R1，R2，R3，R4各自的誤差程度的評估式，此外也可以對定位圖形候選的幅度與被作為定位圖形的幅度來預(yù)定的幅度之差是否處于預(yù)先設(shè)定的容許值之內(nèi)進(jìn)行評估，在評估出超過了該容許值的場合下，作為其尺寸偏離定位圖形固有的幅度的圖形，將該候選定位圖形從定位圖形候選之列剔除。這里，該容許值與上述的閾值Thresh的場合同樣，是根據(jù)2維碼的種類及用途以及輸入圖像的圖像質(zhì)量等，可預(yù)先設(shè)定到使用者所希望的任意值的常數(shù)。
接下來，對決定圖6的步驟S102所示的定位圖形坐標(biāo)的順序作以說明。即，對決定輸入圖像中的3個(gè)定位圖形的中心坐標(biāo)位置的順序作以說明。
所輸入的2進(jìn)制圖像中被作為定位圖形候選檢測出的候選定位圖形的中心坐標(biāo)位置與幅度及評估值被記錄到比如圖10所示的評估值表內(nèi)。這里，圖10是表示記錄有在圖6的步驟S101被檢測出的定位圖形候選即候選定位圖形的評估值表一例的結(jié)構(gòu)圖。
對圖10所示被記錄于評估值表的各定位圖形候選中，具有相同中心坐標(biāo)位置的定位圖形候選的信息進(jìn)行統(tǒng)一，而且對其中心坐標(biāo)位置接近的也進(jìn)行信息統(tǒng)一。
以下表示判定出定位圖形候選的中心坐標(biāo)位置接近的接近判定條件一例。
即，在將定位圖形候選i的坐標(biāo)設(shè)為(xi，yi)，將幅度設(shè)為wi，將候選j的坐標(biāo)設(shè)為(xj，yj)，將幅度設(shè)為wj的場合下，判定出候選i與候選j接近的接近判定條件滿足以下2個(gè)條件。
條件1幅度wi與wj之差小于2個(gè)幅度wi、幅度wj的平均值的1/4。即，下式(6)成立。
|wi-wj|＜(wi+wj)/8 …(6)條件2在將幅度wi與wj中較大的一方設(shè)為w的場合下，滿足下式(7)、(8)。
|xi-xj|≤(3/14)w…(7)|yi-yj|≤(3/14)w…(8)這里，幅度wi與wj如上所述，采用分別在候選i，候選j的水平方向、垂直方向、斜向這3個(gè)方向上計(jì)算出的幅度的平均值。
參照圖12，對該接近判定條件作以說明。這里，圖12是表示定位圖形候選之間的中心坐標(biāo)位置接近的條件示例的模式圖。如圖12所示，在上述的接近判定條件中，式(7)、(8)表示相當(dāng)于2個(gè)定位圖形候選的中心坐標(biāo)互相處于表示相干方的定位圖形的中心部的圖形的(3×3)像元的黑正方形內(nèi)部的事實(shí)。此外，評估定位圖形候選的大小即幅度的式(6)表示滿足式(7)、(8)所示的接近判定條件的候選定位圖形即使對于定位圖形的大小，也只有少于(9/8)倍即12％的差異的大致近似的大小，作為同一候選定位圖形被檢測出的定位圖形，容許作為統(tǒng)一對象，反過來說，意味著即使是滿足比如式(7)、(8)所示的接近判定條件的候選定位圖形，在定位圖形的大小相差很大的場合下，也要作為相互各異的圖形從統(tǒng)一對象中剔除。
對具有滿足上述接近判定條件即式(6)、(7)、(8)的關(guān)系的定位圖形候選進(jìn)行統(tǒng)一，合成一個(gè)定位圖形候選。在進(jìn)行上述統(tǒng)一的場合下，對所統(tǒng)一的定位圖形候選的中心坐標(biāo)位置及幅度，采用兩者的平均值，對評估值，采用兩者的合計(jì)值來進(jìn)行統(tǒng)一。
比如，對于圖10所示的評估值表中記錄的定位圖形候選，對具有滿足上述接近判定條件即式(6)、(7)、(8)的關(guān)系的定位圖形候選進(jìn)行了統(tǒng)一的結(jié)果成為圖11的統(tǒng)一結(jié)果。這里，圖11是表示針對圖10所示的評估值表中記錄的定位圖形候選的統(tǒng)一整理結(jié)果的評估值表一例的結(jié)構(gòu)圖。
即，如圖11所示，候選號0與1被統(tǒng)一，作為新的候選號0被記錄，中心坐標(biāo)位置與幅度各自的平均值、評估值各自的合計(jì)值被設(shè)定，候選號2與3被統(tǒng)一，作為新的候選號2被記錄，中心坐標(biāo)位置與幅度各自的平均值、評估值各自的合計(jì)值被設(shè)定，候選號5與6被統(tǒng)一，作為新的候選號5被記錄，中心坐標(biāo)位置與幅度各自的平均值、評估值各自的合計(jì)值被設(shè)定，候選號7與8被統(tǒng)一，作為新的候選號7被記錄，中心坐標(biāo)位置與幅度各自的平均值、評估值各自的合計(jì)值被設(shè)定。
此外候選號4雖具有與候選號2及3相同的中心坐標(biāo)位置，但由于不滿足接近判定條件中，評估定位圖形候選的大小的條件1即式(6)，因而候選號2及3的任意一個(gè)均不被統(tǒng)一，按原樣保留在圖11的評估值表內(nèi)。
如上所述，對被統(tǒng)一整理了的最終評估值表依次進(jìn)行檢索，選擇表示近似度大小的評估值成為較大值的上3位的3個(gè)候選(即2維碼的定位圖形中所需的個(gè)數(shù))定位圖形，作為3個(gè)定位圖形來決定。比如，在圖11所示的評估值表的場合下，評估值較大的候選號0與5及7中記錄的定位圖形候選被作為2維碼的3個(gè)定位圖形來決定，上述的3個(gè)坐標(biāo)(52，215)，(172.5，88)，(175，212)被作為定位圖形的中心坐標(biāo)位置來決定。
如果統(tǒng)一整理后的評估值表中不存在3個(gè)以上(即，2維碼的定位圖形中所需的個(gè)數(shù))的定位圖形候選，則定位圖形的檢測失敗。
此外，在上述的實(shí)施例中，雖然表示了利用式(6)來評估定位圖形候選的大小的近似度的示例，但本發(fā)明并非局限于上述場合，可以根據(jù)2維碼的種類及用途和輸入圖像的圖像質(zhì)量等，使近似度更為嚴(yán)密，或反之使其更緩和，設(shè)定到使用者所希望的任意條件。
雖然表示了利用式(7)、(8)來評估定位圖形候選的中心坐標(biāo)位置的接近度的示例，但本發(fā)明并非局限于上述場合，可以根據(jù)2維碼的種類及用途和輸入圖像的圖像質(zhì)量等，設(shè)定到使用者所希望的任意條件。比如，在使式(7)、(8)的條件緩和，在定位圖形候選互相接近，其相互的圖形重疊的位置上進(jìn)行檢測的場合下，也可將相互的定位圖形候選看作是統(tǒng)一對象。
接下來，對圖6的步驟S104中的像元尺寸的決定順序作以說明。
即，根據(jù)上述順序來決定3個(gè)定位圖形后，基于所決定的3個(gè)定位圖形的幅度，來決定表示構(gòu)成該2維碼的像元大小的像元尺寸。比如，對3個(gè)定位圖形幅度進(jìn)行平均化，作為計(jì)算出像元尺寸的定位圖形幅度來決定。由于定位圖形由7個(gè)像元的幅度構(gòu)成，因而通過將通過求出各定位圖形幅度的平均值而決定的定位圖形幅度除以像元數(shù)7，來計(jì)算出構(gòu)成該2維碼的像元的像元尺寸。
比如，在圖11所示的評估值表的場合下，定位圖形幅度作為各定位圖形幅度的平均值是(34+31.5+32)/3＝32.5，像元尺寸被計(jì)算為32.5/7＝4.6。
這里，雖然表示基于3個(gè)定位圖形幅度的平均值，來計(jì)算像元尺寸的示例，但本發(fā)明并非僅局限于上述場合，比如，在根據(jù)2維碼的種類及利用方式等，對失真狀態(tài)下的2維碼也嚴(yán)密對應(yīng)的場合下，如果檢測出分別對3個(gè)定位圖形均有意義的不同的幅度，則也可計(jì)算出因各定位圖形分別所在的周邊的每個(gè)像元而異的像元尺寸并加以應(yīng)用。
接下來，對圖6的步驟S105中2維碼的朝向的決定順序作詳細(xì)說明。
首先，對求出基準(zhǔn)定位圖形F0(即，對配置于矩形形狀的(包含正方形)2維碼的3個(gè)邊角的3個(gè)定位圖形的中心點(diǎn)進(jìn)行相互連接而形成的直角三角形的直角位置上的定位圖形參照圖8A、圖8B、圖8C及圖8D)的順序作以說明。
對以由上述順序所決定的3個(gè)定位圖形的中心坐標(biāo)位置為頂點(diǎn)的三角形作以考慮。
接下來，求出上述三角形中各邊的長度或各邊長度的平方，決定具有最大值的邊。將成為最大值的邊中未包含的頂點(diǎn)作為基準(zhǔn)定位圖形F0的中心坐標(biāo)。通過基于該順序來求出基準(zhǔn)定位圖形F0，即使在2維碼即定位圖形如同在失真狀態(tài)下輸入的輸入圖像，未在輸入圖像中作為矩形(包含正方形)來顯示的場合下，也可求出基準(zhǔn)定位圖形F0的中心坐標(biāo)。
比如，在圖11所示的評估值表的場合下，基準(zhǔn)定位圖形將與候選號7的定位圖形相關(guān)。
此外一般情況下，在判明坐標(biāo)(xi，yi)與坐標(biāo)(xj，yj)的場合下，如將連接坐標(biāo)(xi，yi)與坐標(biāo)(xj，yj)的直線的長度設(shè)為1，由于成立以下關(guān)系，因而上述三角形中各邊的長度或各邊長度的平方可通過對3個(gè)定位圖形的中心坐標(biāo)各自的差的平方進(jìn)行相加來求出。
l2＝(xi-xj)2+(yi-yj)2…(9)接下來，對求出基準(zhǔn)定位圖形F0以外的其它2個(gè)定位圖形的位置關(guān)系的順序作以說明。對基準(zhǔn)定位圖形F0與其它定位圖形F1、F2的位置關(guān)系如圖8A、圖8B、圖8C及圖8D所示而構(gòu)成。
以下對在以基準(zhǔn)定位圖形F0的中心點(diǎn)為中心，如圖13所示分割為4個(gè)區(qū)域的場合下，判定其余2個(gè)定位圖形F1、F2的中心點(diǎn)屬于哪個(gè)區(qū)域的順序作以說明。這里，圖13是表示將使以基準(zhǔn)定位圖形F0的中心點(diǎn)為原點(diǎn)的x坐標(biāo)及y坐標(biāo)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了45°的位置上的第1象限至第4象限分別作為區(qū)域0至區(qū)域3的一例的區(qū)域分割圖。
比如，在將基準(zhǔn)定位圖形F0的坐標(biāo)設(shè)為(xF0，yF0)，將檢查對象的定位圖形F1、F2的坐標(biāo)設(shè)為(x，y)的場合下，通過以下所示條件，來判定檢查對象定位圖形F1、F2所屬的區(qū)域。
屬于區(qū)域0的條件(y-yF0)≤(x-xF0)和(y-yF0)＞-(x-xF0) …(10)屬于區(qū)域1的條件(y-yF0)＞(x-xF0)和(y-yF0)＞-(x-xF0) …(11)屬于區(qū)域2的條件(y-yF0)＞(x-xF0)和(y-yF0)5-(x-xF0) …(12)屬于區(qū)域3的條件(y-yF0)≤(x-xF0)和(y-yF0)≤-(x-xF0) …(13)通過是否滿足式(10)至(13)的任意一個(gè)，可決定出基準(zhǔn)定位圖形F0以外的2個(gè)定位圖形F1、F2的中心坐標(biāo)所屬的區(qū)域。即，如上所述，可基于所檢測出的3個(gè)定位圖形F0、F1、F2的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置，來決定2維碼的朝向(即，表示是否在2維碼旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下輸入的2維碼的朝向)。
圖14是表示圖8A、圖8B、圖8C及圖8D所示的2維碼方向(朝向)與圖13所示的4個(gè)區(qū)域的組合關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖。即，根據(jù)圖14的關(guān)聯(lián)圖所示的表格，通過基準(zhǔn)定位圖形F0以外的2個(gè)定位圖形F1、F2的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置所屬的2個(gè)區(qū)域的組合，來決定2維碼的方向。圖14的關(guān)聯(lián)圖所示的表格中，與未記述方向的欄目(即，附加「-」所示的欄目)對應(yīng)的2個(gè)定位圖形F1、F2的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置所屬的區(qū)域組合被判定為非法組合，2維碼的方向決定失敗。
比如，圖8A所示的2維碼方向0的場合下，對基準(zhǔn)定位圖形F0，右側(cè)方向上(即屬于圖13的區(qū)域0)的定位圖形為F1，下側(cè)方向上(即屬于圖13的區(qū)域1)的定位圖形為F2，如圖14所示，在2個(gè)定位圖形F1、F2屬于區(qū)域0與區(qū)域1的組合區(qū)域的場合下，可決定為2維碼的方向處于圖8A所示的方向0。不過，在作為比如圖14的「-」所示的欄目一例屬于區(qū)域0及區(qū)域2的定位圖形F1、F2的組合被檢測出的場合下，作為不能決定2維碼的方向的對象，中止2維碼的讀取動(dòng)作。
即，如果對2維碼的各方向與定位圖形F1、F2的中心坐標(biāo)所屬的各區(qū)域的關(guān)系進(jìn)行整理并顯示，則將呈現(xiàn)圖15所示的狀態(tài)。這里，圖15是表示圖8A、圖8B、圖8C及圖8D所示的2維碼的各方向與定位圖形F1，F(xiàn)2的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置所屬的各區(qū)域的關(guān)系的關(guān)聯(lián)圖。如圖15所示，在2維碼方向0的場合下，定位圖形F1的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置屬于區(qū)域0，定位圖形F2的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置屬于區(qū)域1。
在本實(shí)施例中，2維碼的各方向與定位圖形F1、F2的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置所屬的各區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系表示決定2維碼未產(chǎn)生傾斜的場合下2維碼的方向的示例，但本發(fā)明如上所述并非僅局限于該場合，即使在伴隨著2維碼傾斜的場合下，也可以利用類似的方法，基于定位圖形F0、F1、F2的各中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置來判定2維碼的朝向是否旋轉(zhuǎn)。
接下來，對進(jìn)行圖5的步驟S003中的排位圖形的位置檢測的順序作更為詳細(xì)的說明。
圖16利用流程圖來表示進(jìn)行排位圖形的位置檢測的處理流程一例。
首先，檢測2維碼的旋轉(zhuǎn)角度(步驟S301)。這里，利用通過此前說明的順序所求出的定位圖形F0、F1、F2各自的中心點(diǎn)F0C、F1C、F2C的中心坐標(biāo)位置，來檢測2維碼的旋轉(zhuǎn)程度。
旋轉(zhuǎn)角度如圖17所示，被定義為旋轉(zhuǎn)角度R，其以2維碼的基準(zhǔn)定位圖形F0為中心，如圖15所示，在決定了2維碼的方向(朝向)與區(qū)域的關(guān)系的狀態(tài)下，定位圖形F1從水平方向或垂直方向按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。比如，如圖17中的一例所示，在2維碼的定位圖形F1的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置屬于區(qū)域0的圖15所示的方向0的場合下，旋轉(zhuǎn)角R如果為0°，則如圖8A中的方向0所示，基準(zhǔn)定位圖形F0與定位圖形F1處在位于水平位置的狀態(tài)，2維碼處于不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
這里，圖17是表示來自2維碼的水平或垂直方向的旋轉(zhuǎn)角度一例的模式圖，表示2維碼的定位圖形F1的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置屬于區(qū)域0的圖15所示方向0的場合下的示例，在該場合下，表示定位圖形F1的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置從定位圖形F0的水平左方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角R。此外在2維碼的定位圖形F1的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置屬于圖15所示的區(qū)域1、區(qū)域2或區(qū)域3的場合下，定位圖形F1的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置分別從定位圖形F0的垂直下方向、水平右方向或垂直上方向只轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度R。
即，作為旋轉(zhuǎn)角度R，將順時(shí)針轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)作為正值，將反時(shí)針轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)作為負(fù)值來表示，在±45度(°)的范圍(即，與2維碼的各方向0、1、2、3對應(yīng)的圖13所示的區(qū)域0、1、2、3的任意一個(gè)范圍內(nèi))，比如以5度(°)單位作為單位，來進(jìn)行2維碼的旋轉(zhuǎn)角度R的檢測。
這里，對于針對5度(°)單位下的旋轉(zhuǎn)角度Ri弧度(＝360°×(Ri/2π))的tan值，即tan Ri關(guān)于Ri＝(π/36)×i(i＝0，1，2，…，9)，預(yù)先準(zhǔn)備了具有10個(gè)tan值的表格。
如果將在2維碼的輸入圖像內(nèi)檢測出的定位圖形F0、F1、F2各自的中心點(diǎn)F0C、F1C、F2C的中心坐標(biāo)位置分別設(shè)為(xF0，yF0)、(xF1，yF1)、(xF2，yF2)，則在2維碼中不伴隨傾斜的場合下，2維碼的旋轉(zhuǎn)角度R的tan值分別如下。
在方向0的場合下，tan(R)＝(yF1-yF0)/(xF1-xF0)…(14)在方向1的場合下，tan(R)＝(yF0-yF2)/(xF0-xF2)…(15)在方向2的場合下，tan(R)＝(yF0-yF1)/(xF0-xF1)…(16)在方向3的場合下，tan(R)＝(yF2-yF0)/(xF2-xF0)…(17)即，根據(jù)定位圖形F0、F1、F2各自的中心點(diǎn)F0C、F1C、F2C的中心坐標(biāo)與2維碼的方向，利用上述式(14)至(17)的任意一個(gè)算式，來求出tan(R)。通過將所求出的tan(R)值與預(yù)先準(zhǔn)備的tanRi的表格值進(jìn)行比較，可求出旋轉(zhuǎn)角度R。
接下來，如圖16的流程圖所示，決定成為為抽出與2維碼的斜度對應(yīng)的排位圖形而決定精查的探索范圍時(shí)的基準(zhǔn)的探索基準(zhǔn)點(diǎn)(步驟S302)。
即，如圖18所示，將3個(gè)定位圖形F0、F1、F2的中心點(diǎn)設(shè)為F0C、F1C、F2C。將2維碼的頂點(diǎn)分別設(shè)為A、B、C、D，在頂點(diǎn)A、B、C的3個(gè)邊角位置分別配置3個(gè)定位圖形F0、F1、F2。這里，圖18是表示2維碼中的排位圖形的探索基準(zhǔn)點(diǎn)位置一例的模式圖。
圖18中，由點(diǎn)H來表示排位圖形P的探索基準(zhǔn)點(diǎn)。這里，探索基準(zhǔn)點(diǎn)H是通過定位圖形F1的中心點(diǎn)F1C，與邊BD平行的直線S1與通過定位圖形F2的中心點(diǎn)F2C，與邊CD平行的直線S2的交點(diǎn)。
這里，為求出探索基準(zhǔn)點(diǎn)H，有必要求出邊BD即直線BD及邊CD即直線CD的斜度。直線BD與直線CD的斜度如圖19A及圖19B所示，可通過追蹤與直線BD及直線CD相接而配置的定位圖形的邊緣來算出。圖19A及圖19B是表示定位圖形的邊緣跟蹤一例的模式圖。
首先，如圖19A及圖19B所示，為檢測出與作為2維碼的1邊的直線BD相接，形成直線BD的一部分的定位圖形F1的外輪廓的各像素位置，從定位圖形F1的中心點(diǎn)F1C開始向垂直方向掃描，求出定位圖形F1兩端的點(diǎn)a、b。點(diǎn)a是在從定位圖形F1的中心點(diǎn)F1C出發(fā)，在垂直方向掃描時(shí)，第2個(gè)黑像素的連續(xù)游程的終結(jié)點(diǎn)，點(diǎn)b是在垂直下方向掃描時(shí)，第2個(gè)黑像素的連續(xù)游程的終結(jié)點(diǎn)。
接下來，從作為垂直線的線段ab上的各點(diǎn)向水平右方向依次掃描，在線段ab上的各點(diǎn)中，對定位圖形F1右端上黑像素的連續(xù)游程結(jié)束的上下兩端的黑像素點(diǎn)及定位圖形F1右端上黑像素的連續(xù)游程結(jié)束的最右端的黑像素點(diǎn)進(jìn)行追蹤。通過上述邊緣追蹤，最終檢測出與點(diǎn)a對應(yīng)的上端黑像素的追蹤結(jié)束點(diǎn)c、與點(diǎn)b對應(yīng)的下端黑像素的追蹤結(jié)束點(diǎn)e的各坐標(biāo)并予以記錄，同時(shí)對在線段ab上各點(diǎn)的掃描中其定位圖形F1右端上的黑像素的連續(xù)游程結(jié)束的最右端的點(diǎn)即x坐標(biāo)(水平坐標(biāo))的坐標(biāo)值達(dá)到最大的追蹤最終點(diǎn)d的坐標(biāo)位置進(jìn)行記錄。
這里，如果2維碼的旋轉(zhuǎn)為順時(shí)針轉(zhuǎn)向即正向，則將線段de的斜度作為直線BD的斜度，如果為反時(shí)針轉(zhuǎn)向即負(fù)向，則將線段cd的斜度作為直線BD的斜度。
圖19A表示其旋轉(zhuǎn)為順時(shí)針轉(zhuǎn)向即正向場合下的示例，圖19B表示其旋轉(zhuǎn)為反時(shí)針轉(zhuǎn)向即負(fù)向場合下的示例。即，在其旋轉(zhuǎn)為順時(shí)針轉(zhuǎn)向即正向場合下，如圖19A所示，追蹤開始點(diǎn)a與追蹤結(jié)束點(diǎn)c達(dá)到相同，在其旋轉(zhuǎn)為反時(shí)針轉(zhuǎn)向即負(fù)向的場合下，如圖19B所示，追蹤開始點(diǎn)b與追蹤結(jié)束點(diǎn)e達(dá)到相同。
在其旋轉(zhuǎn)為順時(shí)針轉(zhuǎn)向即正向的場合下，通過追蹤最終點(diǎn)d與追蹤結(jié)束點(diǎn)e的各坐標(biāo)位置所表示的定位圖形F1的外輪廓的斜度，可求出定位圖形F1的外輪廓構(gòu)成其一部的直線BD的斜度，另一方面，在其旋轉(zhuǎn)為反時(shí)針轉(zhuǎn)向即負(fù)向的場合下，通過追蹤結(jié)束點(diǎn)c與追蹤最終點(diǎn)d的各坐標(biāo)所表示的定位圖形F1的外輪廓的斜度，可求出定位圖形F1的外輪廓構(gòu)成其一部的直線BD的斜度。
即，通過檢測出構(gòu)成形成定位圖形F1所在的2維碼的邊BD的一部的定位圖形F1的外輪廓的各像素的坐標(biāo)位置中，至少2個(gè)像素的坐標(biāo)位置，可以求出邊BD即直線BD的斜度。
以完全同樣的方法，可以求出定位圖形F2所在的邊CD即直線CD的斜度。
分別計(jì)算出2個(gè)直線BD的斜度與直線CD的斜度后，如圖18所示，可通過計(jì)算來求出通過定位圖形F1的中心點(diǎn)F1C，同直線BD平行的直線S1與通過定位圖形F2的中心點(diǎn)F2C，同直線CD平行的直線S2的交點(diǎn)，而且可以將直線S1與直線S2的交點(diǎn)作為成為探索排位圖形P的基準(zhǔn)點(diǎn)的探索基準(zhǔn)點(diǎn)H來決定。
圖18中所述的排位圖形的探索基準(zhǔn)點(diǎn)H的計(jì)算方法示例雖然以定位圖形F1屬于區(qū)域0，定位圖形F2屬于區(qū)域1的場合，即2維碼處于方向0的狀態(tài)的場合為例進(jìn)行了說明，但對于2維碼處于方向0以外的方向的場合下，也可以通過完全同樣的處理，對構(gòu)成2維碼的邊的一部的定位圖形，對該定位圖形端點(diǎn)上的黑像素的連續(xù)游程的追蹤結(jié)束點(diǎn)c、e及追蹤最終點(diǎn)d進(jìn)行追蹤檢測，由此求出該定位圖形的外輪廓的斜度，檢測出2維碼的邊的斜度，而且與方向0的場合同樣，即使在2維碼向任意方向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，也可求出有關(guān)排位圖形P的探索基準(zhǔn)點(diǎn)H。
接下來，如圖16的流程圖所示，進(jìn)行排位圖形P的探索范圍的決定(步驟S303)。利用表示排位圖形P的探索范圍一例的圖20來進(jìn)行說明。圖20是用于說明決定排位圖形P的探索范圍一例的模式圖。
圖20中，將成為用于排位圖形探索的基準(zhǔn)的探索基準(zhǔn)點(diǎn)H的坐標(biāo)設(shè)為(xH，yH)，將像元尺寸設(shè)為cs。
在2維碼不旋轉(zhuǎn)的場合下，作為預(yù)測存在排位圖形P的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置的預(yù)測中心坐標(biāo)位置PP存在于只從探索基準(zhǔn)點(diǎn)H離開預(yù)定的距離的位置上，比如存在于3個(gè)像元尺寸的內(nèi)側(cè)位置，成為(xH-3cs，yH-3cs)。而且，排位圖形P的探索范圍PR將以該預(yù)測中心坐標(biāo)位置PP為中心，必要充分地覆蓋該排位圖形P(5×5像元尺寸)的范圍，比如，由在水平·垂直兩個(gè)方向上分別具有至少2個(gè)像元的余量的幅度(5+2n)×cs(n整數(shù))組成的矩形形狀范圍以內(nèi)作為探索范圍PR來設(shè)定。
即，作為探索范圍PR，將只從探索基準(zhǔn)點(diǎn)H離開預(yù)定的距離的位置(比如離開了3個(gè)像元尺寸的位置)作為預(yù)測配置排位圖形P的中心點(diǎn)的預(yù)測中心坐標(biāo)位置PP，具有距離該預(yù)測中心坐標(biāo)位置PP至少2個(gè)像元尺寸的余量，設(shè)定包含排位圖形P的圖形的足夠的區(qū)域。
此外2維碼如上述圖17所示，在只轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度R的場合下，對探索基準(zhǔn)點(diǎn)H，通過下式(18)來計(jì)算對2維碼的旋轉(zhuǎn)修正了的修正探索基準(zhǔn)點(diǎn)H′。
xH′yH′=cos(-R)sin(-R)-sin(-R)cos(-R)xH-xF0yH-yF0+xF0yF0···(18)]]>這里，(xF0，yF0)是定位圖形F0的中心點(diǎn)F0C的中心坐標(biāo)。
采用了旋轉(zhuǎn)角度R的旋轉(zhuǎn)被修正后的修正探索基準(zhǔn)點(diǎn)H′的場合下的排位圖形P的修正預(yù)測中心坐標(biāo)PP′成為(xH′-3cs，yH′-3cs)。
而且作為伴隨著旋轉(zhuǎn)的場合下的排位圖形P的修正探索范圍PR′是以該修正預(yù)測中心坐標(biāo)PP′為中心，使探索范圍PR只轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度R的區(qū)域，將必要充分地覆蓋該排位圖形P(5×5像元尺寸)的范圍，比如由幅度(5+2n)×cs(n整數(shù))組成的矩形形狀的范圍以內(nèi)作為修正探索范圍PR′來設(shè)定。
這里，如果將修正探索范圍PR′內(nèi)的像素的旋轉(zhuǎn)修正后的坐標(biāo)設(shè)為(x′，y′)，則與該旋轉(zhuǎn)修正后的坐標(biāo)(x′，y′)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)修正前的輸入圖像的坐標(biāo)(x，y)由下式(19)求出。這樣，作成只對排位圖形P的探索范圍PR內(nèi)進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)修正的部分圖像。
xy=cos(R)sin(R)-sin(R)cos(R)x′-xF0y′-yF0+xF0yF0···(19)]]>這里，(xF0，yF0)是定位圖形F0的中心點(diǎn)F0C的中心坐標(biāo)。對于未檢測出旋轉(zhuǎn)的圖像，切出原圖像中的探索范圍PR內(nèi)的部分圖像，另一方面，對于檢測出了旋轉(zhuǎn)的圖像，切出修正了旋轉(zhuǎn)的修正探索范圍PR′內(nèi)的部分圖像，從作為任意對象的部分圖像內(nèi)抽出與排位圖形P固有的第2圖形(被作為不同于定位圖形固有的第1圖形的圖形預(yù)定的固有的第2圖形)一致的圖形。
在本發(fā)明中，在進(jìn)行抽出排位圖形P的處理時(shí)，對切出的上述部分圖像進(jìn)行采用了與排位圖形P固有的第2圖形所具有的特征一致的模板的模板匹配。這里，作為用于模板匹配的輸入圖像，采用實(shí)施2進(jìn)制處理前的輸入圖像(原圖像信號)。即使如同輸入圖像的圖像質(zhì)量不是太好的場合，由于2進(jìn)制處理而造成白像素破碎及黑像素碎裂的場合下，通過采用2進(jìn)制處理前的輸入圖像，可正確檢測出排位圖形P。
用于模板匹配的模板具有與探索對象的排位圖形的5×5像元形狀相一致的形狀，采用其大小被基于像元尺寸擴(kuò)大了規(guī)定倍數(shù)的模板。此外作為該模板內(nèi)的像素值，如果比如2進(jìn)制化前的輸入圖像(原圖像信號)根據(jù)從明(白)至暗(黑)的變化，采用從255至0范圍的各種等級的值，則對模板的黑像素分配0作為像素值，對白像素分配255作為像素值。
此外為了能簡單地實(shí)施模板匹配處理，如上所述，在2維碼處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的場合下，采用實(shí)施了旋轉(zhuǎn)修正后的修正探索范圍PR′內(nèi)的部分圖像。
這樣，在使從上述探索范圍PR或PR′切出的部分圖像內(nèi)按1個(gè)像素單位逐次偏移的同時(shí)，進(jìn)行計(jì)算有關(guān)構(gòu)成模板的全部像素的像素值與分別與各像素位置對應(yīng)的部分圖像內(nèi)的像素的像素值的每個(gè)像素的差分的絕對值總和的模板匹配(圖16所示的步驟S304)。
在從上述探索范圍PR或PR′切出的部分圖像內(nèi)的全部像素內(nèi)，將按1個(gè)像素單位偏移后獲取的差分的絕對值總和中，該差分的絕對值總和成為最小的模板的中心坐標(biāo)作為排位圖形P或P′的中心點(diǎn)PC或PC′(在未旋轉(zhuǎn)的場合下為排位圖形P的中心點(diǎn)P，在伴隨旋轉(zhuǎn)的場合下為排位圖形P′的中心點(diǎn)PC′)的中心坐標(biāo)來決定(步驟S305)。
這里，在進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)修正的場合下，使被作為排位圖形P′的中心點(diǎn)PC′的中心坐標(biāo)決定的旋轉(zhuǎn)圖像根據(jù)式(19)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，計(jì)算出旋轉(zhuǎn)修正前的輸入圖像中的排位圖形P的中心點(diǎn)PC的中心坐標(biāo)。即使比如在輸入圖像的2維碼中發(fā)生了旋轉(zhuǎn)及傾斜的場合下，或者即使在圖像質(zhì)量不好的場合下，基于所檢測出的定位圖形F0、F1、F2的坐標(biāo)位置，也可以可靠地檢測出排位圖形P的中心點(diǎn)PC的中心坐標(biāo)位置。
接下來，對圖5的步驟S004中所進(jìn)行的版本判定作更為詳細(xì)的說明。
首先，對配置于由矩形狀(包含正方形)組成的2維碼的3個(gè)邊角的由相同形狀組成的定位圖形F0、F1、F2，基于各自的坐標(biāo)位置來計(jì)算形成2維碼的1邊的定位圖形F0、F1各自的中心點(diǎn)F0C、F1C之間的定位圖形之間的距離與形成2維碼的另1邊的同F(xiàn)0、F2各自的中心點(diǎn)F0C、F2C之間的定位圖形之間的距離，求出所計(jì)算出的2個(gè)定位圖形之間的距離的平均值。
然后，將定位圖形之間距離的平均值除以通過上述圖6的步驟S104所示的順序計(jì)算出的像元尺寸，求出商，由此來計(jì)算2維碼的像元數(shù)。雖然可以判定決定該2維碼的像元數(shù)的2維碼版本，但在本發(fā)明中，為防止版本判定錯(cuò)誤所伴隨的2維碼讀取失敗，準(zhǔn)備了表示2維碼的版本與由該版本決定的登錄像元數(shù)(與版本對應(yīng)的2維碼即定位圖形之間的像元數(shù))的對應(yīng)的版本登錄表。
即，通過檢索版本登錄表，從在版本登錄表中預(yù)先設(shè)定登錄的登錄像元數(shù)中選擇具有與所計(jì)算出的上述商值(像元數(shù))一致或最接近的值(像元數(shù))的登錄像元數(shù)，將與該登錄像元數(shù)對應(yīng)的版本作為成為對象的輸入圖像中的2維碼的版本號來判定。此外版本登錄表的版本號被按2維碼的像元數(shù)的順序提供，版本號越增加，2維碼的像元數(shù)便越增加。
接下來，對圖5的步驟S005中進(jìn)行的數(shù)據(jù)像元的切出作以說明。圖21利用流程圖來表示有關(guān)數(shù)據(jù)像元切出處理的流程一例。
首先，決定作為用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值是明(白)還是暗(黑)的閾值的明暗閾值(步驟S401)。
利用作為說明用于識別數(shù)據(jù)像元的明暗(即白黑)的明暗閾值決定方法的模式圖的圖22作以下說明。即，對作為連接配置于2維碼的3個(gè)邊角的定位圖形F0、F1、F2中，配置于對角位置的定位圖形F1的中心點(diǎn)F1C與定位圖形F2的中心點(diǎn)F2C的線段的對角線J上的輸入圖像的各像素的像素值全部進(jìn)行掃描，對對角線J上的所有像素的像素值進(jìn)行比較，求出該像素值的最大值與最小值。然后，將對角線J上像素值的最大值與最小值的中間值(平均值)作為數(shù)據(jù)像元的明暗(即白黑)的識別用的明暗閾值來決定。此外，也可以取代利用對角線J上的所有像素的像素值來設(shè)定明暗閾值，而將與對角線J上的所有數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的輸入圖像的坐標(biāo)位置上的各濃度中最大值與最小值的中間值作為明暗閾值來設(shè)定。
接下來，計(jì)算用于將各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為輸入圖像中的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式的轉(zhuǎn)換系數(shù)(步驟S402)。
即，當(dāng)將表示2維碼的各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置的坐標(biāo)位置設(shè)為(u，v)時(shí)，轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置(u，v)對應(yīng)的輸入圖像中的坐標(biāo)位置(x，y)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式如下式(20)及式(21)所示。
x＝(b00u+b01v+b02)/(u+b21v+b22) …(20)y＝(b10u+b11v+b12)/(u+b21v+b22) …(21)通過在式(20)及(21)中，代入表示此前決定的4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)位置即定位圖形F0、F1、F2與排位圖形P各自的中心點(diǎn)的位置的像元中心位置的坐標(biāo)位置，來計(jì)算轉(zhuǎn)換系數(shù)bij(這里，ij＝00，01，02，10，11，12，21，22)。
如上所述，根據(jù)在步驟S004中決定的版本號，來決定構(gòu)成2維碼的像元數(shù)m×m。如果假設(shè)在輸入圖像中，2維碼的像元數(shù)由m×m個(gè)構(gòu)成，則表示定位圖形F0、F1、F2及排位圖形P的各中心點(diǎn)F0C、F1C、F2C及PC的像元中心位置的坐標(biāo)位置(u，v)將如圖23所示，成為以2維碼的左上角作為像元坐標(biāo)的原點(diǎn)，分別具有(3，3)、(m-4，3)、(3，m-4)、(m-7，m-7)的坐標(biāo)位置的像元位置。這里，圖23是表示2維碼的形狀與成為基準(zhǔn)的4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的像元位置的關(guān)系的模式圖。
因而，如果將與定位圖形F0、F1、F2各自的中心點(diǎn)的輸入圖像中的坐標(biāo)位置(xF0，yF0)、(xF1，yF1)、(XF2，yF2)與排位圖形P的中心點(diǎn)PC的輸入圖像中的坐標(biāo)位置(xp，yp)對應(yīng)的表示各像元中心位置的坐標(biāo)位置(u，v)代入上述式(20)及(21)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，則將成立以下關(guān)系。
xF0＝(b003+b013+b02)/(3+b213+b22) …(22)yF0＝(b103+b113+b12)/(3+b213+b22) …(23)xF1＝(b00(m-4)+b013+b02)/((m-4)+b213+b22) …(24)yF1＝(b10(m-4)+b113+b12)/((m-4)+b213+b22) …(25)xF2＝(b003+b01(m-4)+b02)/(3+b21(m-4)+b22) …(26)yF2＝(b103+b11(m-4)+b12)/(3+b21(m-4)+b22) …(27)xp＝(b00(m-7)+b01(m-7)+b02)/((m-7)+b21(m-7)+b22)…(28)yp＝(b10(m-7)+b11(m-7)+b12)/((m-7)+b21(m-7)+b22)…(29)通過對上述式(22)至(29)所示的8個(gè)聯(lián)立方程式進(jìn)行解算，可求出用于將各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為輸入圖像中的坐標(biāo)位置的8個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)bij(ij＝00，01，02，10，11，12，21，22)。
接下來，在圖21的流程圖中，利用計(jì)算出了轉(zhuǎn)換系數(shù)bij的上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式即式(20)及(21)，將2維碼內(nèi)的各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為輸入圖像中的坐標(biāo)位置(步驟S403)。
這里，在步驟S403中被轉(zhuǎn)換了的與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的輸入圖像的坐標(biāo)位置如果與輸入圖像中的像素位置一致，則可將相一致的該像素的像素值按原樣作為用于決定數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的濃度來使用，但由于與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的輸入圖像的坐標(biāo)位置有時(shí)處于輸入圖像中的像素與像素之間，因而在上述場合下，實(shí)施有關(guān)用于決定數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的濃度的濃度修正(步驟S404)，決定像元值(步驟S405)。
該濃度修正可通過對與該坐標(biāo)位置鄰接的4個(gè)周邊像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插來進(jìn)行。
利用表示采用了4個(gè)鄰接像素的像素值的線性內(nèi)插一例的圖24對進(jìn)行線性內(nèi)插的方法作以下進(jìn)一步說明。
與像元位置對應(yīng)的坐標(biāo)(i+α，j+β)中的像素值Q(i+α，j+β)由下式(30)提供。但，i，j是與輸入圖像中的像素位置對應(yīng)的整數(shù)，α，β作為提供用于表示具有像素值Q(i，j)的像素(i，j)、具有像素值Q(i+1，j)的像素(i+1，j)、具有像素值Q(i，j+1)的像素(i，j+1)、具有像素值Q(i+1，j+1)的像素(i+1，j+1)所包圍的區(qū)域內(nèi)，數(shù)據(jù)像元的像元中心位置所在的位置的相對值的值，分別是表示來自像素(i，j)的橫向、縱向的位置的值，處于0＜α＜1，0＜β＜1的范圍內(nèi)。
即，在與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的輸入圖像的坐標(biāo)位置處于輸入圖像中的像素與像素之間的場合下，通過利用下式(30)來進(jìn)行線性內(nèi)插，可以獲得用于決定數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的濃度。Q(i+α，j+β)＝Q(i，j)·(1-α)·(1-β)+Q(i+1，j)·α·(1-β)+Q(i，j+1)·(1-α)·β+Q(i+1，j+1)·α·β …(30)在存在與數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的輸入圖像中的像素的場合下，如上所述，將所對應(yīng)的像素的像素值作為用于決定數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的濃度，另一方面，在不存在與像元中心位置對應(yīng)的輸入圖像中的像素的場合下，通過利用由采用了式(30)的濃度修正所決定的濃度來進(jìn)行與在圖21的步驟S401中決定的明暗閾值的比較，可以決定是否是2維碼的各數(shù)據(jù)像元的明(白)·暗(黑)任意一個(gè)數(shù)據(jù)值，可切出該數(shù)據(jù)像元。
因此，通過重復(fù)上述順序，可以將2維碼內(nèi)的所有數(shù)據(jù)像元以簡潔的順序迅速地切出，而不必像現(xiàn)有技術(shù)那樣，進(jìn)行抽出與數(shù)據(jù)像元的像元尺寸對應(yīng)的輸入圖像中的所有像素的像素值，對白、黑各像素的像素?cái)?shù)進(jìn)行合計(jì)，然后來決定該數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值之類的需要較多處理量的過程。
此外如上所述，在本發(fā)明中，不具備現(xiàn)有技術(shù)中的定時(shí)圖形，可只采用定位圖形F0、F1、F2及排位圖形P的4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式來對各數(shù)據(jù)像元的位置容易迅速地進(jìn)行特定，此外可以利用與像元中心位置對應(yīng)的坐標(biāo)位置的濃度對被特定的位置上的數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值進(jìn)行迅速的決定，可靠地切出所有的數(shù)據(jù)像元。此后根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，通過解碼來將所切出的所有數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的排列即位串轉(zhuǎn)換為字符串等信息，由此可通過遠(yuǎn)少于現(xiàn)有技術(shù)的處理量來完成2維碼的讀取動(dòng)作。因此即使對于比如處理能力不過高的照相機(jī)內(nèi)置便攜電話機(jī)等便攜終端，也可以采用本發(fā)明涉及的2維碼讀取方法。
以上雖以用于實(shí)行本發(fā)明的2維碼讀取中的各步驟的2維碼讀取方法為中心對各實(shí)施方式作了說明，但本發(fā)明也可以采用實(shí)行2維碼讀取方法的各步驟的2維碼讀取裝置或內(nèi)置了該2維碼讀取裝置的數(shù)字照相機(jī)、帶有照相機(jī)的便攜終端的方式。還可以采用由可由計(jì)算機(jī)實(shí)行上述方法的程序碼表現(xiàn)的2維碼讀取程序的方式、記錄了該2維碼讀取程序及數(shù)據(jù)的記錄媒體的方式。本發(fā)明也可采用用于收發(fā)2維碼讀取程序及數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)之類的傳送媒體的方式。
對記錄了用于實(shí)行基于本發(fā)明的2維碼讀取方法的程序及數(shù)據(jù)的記錄媒體的實(shí)施方式作以說明。作為記錄媒體，具體地說，可考慮CD-ROM(-R/-RW)、光磁盤、DVD-ROM、FD、閃存存儲器、存儲卡、存儲條及其它各種ROM和RAM等，通過在這些記錄媒體上，將上述本發(fā)明的各實(shí)施方式的2維碼讀取方法作為用于使計(jì)算機(jī)實(shí)行的程序來記錄并使之流通，可使該方法的實(shí)現(xiàn)變得容易。因此通過在計(jì)算機(jī)等信息處理裝置中安裝上述的記錄媒體，從該信息處理裝置讀出程序，或在信息處理裝置所具備的存儲媒體中存儲該程序，必要時(shí)讀出，可以實(shí)行本發(fā)明涉及的2維碼讀取方法。
根據(jù)本發(fā)明，即使從解像度較低、包含噪聲的圖像質(zhì)量不良的輸入圖像中也可精度良好地檢測出2維碼的定位圖形及排位圖形。此外通過在檢測2維碼的定位圖形時(shí)，不僅從水平方向及垂直方向，還從斜向來評估2維碼的白與黑的游程，即使在比如2維碼處于在輸入圖像中從水平方向旋轉(zhuǎn)了的狀態(tài)的場合下，也可正確檢測定位圖形。此外由于基于定位圖形的坐標(biāo)位置來判定有無2維碼的旋轉(zhuǎn)，如果2維碼處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，則實(shí)施旋轉(zhuǎn)修正，抽出排位圖形，因而即使在正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，也可以可靠地檢測出排位圖形。
由于通過只檢測成為2維碼基準(zhǔn)的4點(diǎn)(即，3個(gè)定位圖形和1個(gè)排位圖形)的位置，可實(shí)行2維碼的數(shù)據(jù)像元的切出，因而可節(jié)省現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行定時(shí)圖形等檢測的處理，可節(jié)約2維碼讀取動(dòng)作整體所需的處理量。
即使在2維碼處于從矩形(包含正方形)失真的狀態(tài)的場合下，也可從定位圖形的坐標(biāo)位置求出2維碼的斜度，正確求出排位圖形所在的探索范圍，其結(jié)果是與不能正確特定探索范圍的現(xiàn)有技術(shù)不同，可大幅減少有關(guān)精查排位圖形的存在位置的處理，可節(jié)約有關(guān)2維碼讀取全體所需的處理量。
由于具備表示2維碼的版本與像元數(shù)的對應(yīng)的版本登錄表，因而即使基于從輸入圖像中的2維碼檢測出的定位圖形所判定出的版本中有誤差，2維碼的讀取失敗，也可以基于版本登錄表，使所判定出的版本偏移1個(gè)等級，再次實(shí)行讀取動(dòng)作，可將基于版本判定誤差的2維碼讀取失敗的發(fā)生抑制到最小限。
而且即使在處理能力較小的照相機(jī)內(nèi)置便攜電話機(jī)等便攜終端中，通過采用本發(fā)明涉及的2維碼讀取方法，也可實(shí)現(xiàn)對2維碼進(jìn)行高精度而且迅速的讀取。
權(quán)利要求
1.一種2維碼讀取裝置，其從輸入圖像中讀取通過將記錄有2進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)像元配置成縱向及橫向2維狀來表示各種信息的2維碼，其特征在于上述2維碼具備定位圖形(F)，其為特定上述輸入圖像中的該2維碼的位置，被配置到該2維碼內(nèi)規(guī)定的多個(gè)位置，并由固有的第1圖形組成；排位圖形(P)，其被配置到上述2維碼內(nèi)與該定位圖形(F)不同的規(guī)定位置，并由不同于上述定位圖形(F)固有的上述第1圖形的第2圖形組成，基于來自針對上述輸入圖像的多個(gè)方向的掃描結(jié)果，進(jìn)行從上述輸入圖像中檢測分別配置在規(guī)定的多個(gè)位置的多個(gè)上述定位圖形(F)的位置的處理，此外基于所檢測出的上述定位圖形(F)，進(jìn)行檢測上述排位圖形(P)的位置的處理，此外，基于所檢測出的上述定位圖形(F)，進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)的版本的判定處理，基于所檢測出的上述定位圖形(F)的位置、上述排位圖形(P)的位置和由上述版本的判定處理所判定出的上述版本，來進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)像元切出處理，對由該數(shù)據(jù)像元切出處理決定的數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，進(jìn)行特定該2維碼的信息的解碼處理。
2.權(quán)利要求1中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在檢測上述定位圖形(F)的位置時(shí)，將具有與由白與黑的固有的上述第1圖形組成的上述定位圖形(F)近似的圖形的定位圖形(F)的候選作為候選定位圖形從上述輸入圖像中抽出多個(gè)，并分別對所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形從水平方向、垂直方向及斜向這3個(gè)方向分別檢測出橫切各候選定位圖形的掃描線上的白與黑所組成的圖形的構(gòu)成比，將在各方向檢測出的白與黑所組成的各圖形的構(gòu)成比與作為上述定位圖形(F)預(yù)定的白與黑所組成的固有的上述第1圖形的構(gòu)成比進(jìn)行比較，由此計(jì)算出表示與上述第1圖形的近似度的評估值，從所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形中，按上述評估值表示的近似度從大到小的候選定位圖形的順序，作為上述定位圖形(F)來選擇規(guī)定的個(gè)數(shù)，檢測出所選擇的規(guī)定個(gè)數(shù)的上述定位圖形(F)各自的位置。
3.權(quán)利要求2中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形各自的水平方向、垂直方向及斜向的任意一個(gè)方向中，在表示與上述定位圖形(F)固有的上述第1圖形的近似度的上述評估值超出預(yù)先設(shè)定的閾值，被作為表示不近似的值計(jì)算出的場合下，將該候選定位圖形從上述定位圖形(F)的候選中刪除。
4.權(quán)利要求3中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于上述閾值可根據(jù)2維碼的種類及用途以及輸入圖像的圖像質(zhì)量，預(yù)先設(shè)定成使用者所希望的任意值。
5.權(quán)利要求2至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在被多個(gè)抽出的上述候選定位圖形中，圖形互相接近重合的位置上的上述候選定位圖形被抽出的場合下，將互相重合位置上的多個(gè)上述候選定位圖形統(tǒng)一作為一個(gè)候選定位圖形，對統(tǒng)一前的各上述候選定位圖形的上述評估值進(jìn)行合計(jì)，作為被統(tǒng)一了的候選定位圖形的評估值重新設(shè)定。
6.權(quán)利要求2至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在被多個(gè)抽出的上述候選定位圖形各自的水平方向、垂直方向及斜向的任意一個(gè)方向中，在表示上述候選定位圖形的大小的幅度與被作為表示上述定位圖形(F)的大小的值所預(yù)定的固有幅度之差超出預(yù)定的容許值的場合下，將該候選定位圖形從上述定位圖形(F)的候選中刪除。
7.權(quán)利要求6中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于上述容許值可根據(jù)2維碼的種類及用途以及輸入圖像的圖像質(zhì)量，預(yù)先設(shè)定成使用者所希望的任意值。
8.權(quán)利要求2至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于作為表示所檢測出的上述定位圖形(F)的大小的幅度，采用水平方向幅度、垂直方向幅度及斜向幅度這3個(gè)方向的幅度的平均值。
9.權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于基于表示所檢測出的上述定位圖形(F)的大小的幅度，來決定表示構(gòu)成該2維碼的像元的大小的像元尺寸。
10.權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在判定上述版本時(shí)，基于所檢測出的多個(gè)上述定位圖形(F)之間的間隔及表示基于表示上述定位圖形(F)的大小的幅度所導(dǎo)出的像元大小的像元尺寸，來計(jì)算構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)，由此判定該2維碼的版本。
11.權(quán)利要求10中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于具備版本登錄表，其表示2維碼的版本與構(gòu)成由該版本決定的2維碼的登錄像元數(shù)的對應(yīng)，基于所計(jì)算出的上述像元數(shù)，對上述版本登錄表進(jìn)行索引，將具有一致或最接近的值的上述登錄像元數(shù)及與該登錄像元數(shù)對應(yīng)的版本作為構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)及版本來判定。
12.權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在基于所檢測出的多個(gè)上述定位圖形(F)各自的坐標(biāo)位置，判定輸入圖像中該2維碼的方向是否處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的同時(shí)，在判定為正在旋轉(zhuǎn)的場合下，計(jì)算該2維碼的旋轉(zhuǎn)角度。
13.權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在檢測上述排位圖形(P)的位置時(shí)，通過檢測上述輸入圖像中的上述定位圖形有無傾斜，來檢測上述輸入圖像中的該2維碼各邊有無傾斜，根據(jù)各邊的傾斜及上述定位圖形(F)的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置，來決定成為對探索上述輸入圖像中的上述排位圖形(P)的探索范圍(PR)進(jìn)行指定的基準(zhǔn)位置的探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)，將根據(jù)所決定的該探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)預(yù)定的位置上的探索范圍(PR)的部分圖像從上述輸入圖像切出，從該部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形(P)，由此來檢測上述排位圖形(P)的位置。
14.權(quán)利要求13中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在檢測上述輸入圖像中的上述定位圖形(F)有無傾斜時(shí)，對該定位圖形(F)的像素進(jìn)行掃描，來檢測形成上述定位圖形(F)所在的該2維碼的邊的一部分且構(gòu)成該定位圖形(F)的外輪廓的各像素的坐標(biāo)位置中至少2個(gè)像素的坐標(biāo)位置，由此檢測該定位圖形(F)有無傾斜。
15.權(quán)利要求13中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在決定上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)時(shí)，將通過形成該2維碼的邊的一部分的上述定位圖形(F)的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置、與該2維碼的上述邊平行的直線與相對該定位圖形(F)位于該2維碼內(nèi)的對角，通過形成該2維碼的其它邊的一部分的其它上述定位圖形(F)的中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置、與上述其它邊平行的直線的交點(diǎn)作為成為對探索上述排位圖形(P)的上述探索范圍(PR)進(jìn)行指定的基準(zhǔn)位置的上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)來決定。
16.權(quán)利要求13中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于上述探索范圍(PR)以從上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)離開預(yù)測為配置有上述排位圖形(P)的中心點(diǎn)的預(yù)定距離的位置作為預(yù)測中心坐標(biāo)，從該預(yù)測中心坐標(biāo)至少保持2個(gè)像元尺寸的余量，作為包含上述排位圖形(P)固有的上述第2圖形的充足的區(qū)域。
17.權(quán)利要求13中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于具備在從上述部分圖像內(nèi)抽出上述排位圖形(P)時(shí)，與上述排位圖形(P)固有的上述第2圖形所具有的各像素的特征一致的模板，通過邊使該模板與上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位邊進(jìn)行模板匹配，來從上述部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形(P)。
18.權(quán)利要求17中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在上述輸入圖像中該2維碼的方向處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的場合下，基于所旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，對上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)的坐標(biāo)位置實(shí)施旋轉(zhuǎn)修正，由此將所指定的上述探索范圍(PR)的部分圖像從上述輸入圖像切出，對所切出的該部分圖像基于上述旋轉(zhuǎn)角度來實(shí)施旋轉(zhuǎn)修正，然后邊使旋轉(zhuǎn)修正了的上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位邊進(jìn)行上述模板匹配，抽出上述排位圖形(P)，由此來檢測上述排位圖形(P)的位置。
19.權(quán)利要求17中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于作為進(jìn)行上述模板匹配處理的對象的上述部分圖像是從進(jìn)行2進(jìn)制處理之前的狀態(tài)下的上述輸入圖像切出的部分圖像。
20.權(quán)利要求19中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在進(jìn)行上述模板匹配處理時(shí)，邊在上述部分圖像內(nèi)按1個(gè)像素單位依次偏移邊計(jì)算出上述模板與上述部分圖像分別對應(yīng)的各像素的像素值的差分絕對值總和，將該絕對值總和成為最小的上述部分圖像內(nèi)的位置作為上述排位圖形(P)的坐標(biāo)位置來決定。
21.權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，作為特定上述數(shù)據(jù)像元位置的位置特定處理，基于檢測出的上述定位圖形(F)的中心點(diǎn)的像元位置、上述排位圖形(P)的中心點(diǎn)的像元位置、由所判定出的上述版本決定的該2維碼的像元數(shù)，來計(jì)算將該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式的轉(zhuǎn)換系數(shù)，利用采用了所計(jì)算出的該轉(zhuǎn)換系數(shù)的上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，將各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置，對與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的坐標(biāo)位置進(jìn)行特定，基于由上述位置特定處理所特定的坐標(biāo)位置的濃度，來決定各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，進(jìn)行各數(shù)據(jù)像元的切出。
22.權(quán)利要求21中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，與由上述位置特定處理所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的濃度在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置存在像素的場合下，是從存在于該坐標(biāo)位置的該像素的像素值獲得的濃度，另一方面，在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置不存在像素的場合下，是從與該坐標(biāo)位置鄰接的周邊各像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插而獲得的濃度，而且各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值通過將與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的上述濃度與用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的明暗閾值進(jìn)行比較來決定。
23.權(quán)利要求22中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述明暗閾值基于位于該2維碼對角線上的上述輸入圖像中的像素的像素值來設(shè)定。
24.權(quán)利要求23中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于上述明暗閾值被設(shè)定成位于該2維碼對角線上的上述輸入圖像中的全部像素的像素值中，最大值與最小值的中間值。
25.權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置，其特征在于在不能正確進(jìn)行上述數(shù)據(jù)像元切出處理，該2維碼讀取失敗的場合下，將在上述版本的判定處理中所判定的版本偏移1個(gè)等級，再次重復(fù)進(jìn)行上述數(shù)據(jù)像元切出處理。
26.一種內(nèi)置了照相機(jī)(8)的便攜終端，其特征在于具有權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置。
27.一種數(shù)字照相機(jī)，其特征在于具有權(quán)利要求1至4任一中記載的2維碼讀取裝置。
28.一種2維碼讀取方法，其將通過將記錄有2進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)像元配置為縱向及橫向2維狀來表示各種信息的2維碼從輸入圖像中讀取，其特征在于上述2維碼具備定位圖形(F)，其為特定上述輸入圖像中的該2維碼的位置，被配置到該2維碼內(nèi)規(guī)定的多個(gè)位置，并由固有的第1圖形組成；排位圖形(P)，其被配置到上述2維碼內(nèi)與該定位圖形(F)不同的規(guī)定位置，并由不同于上述定位圖形(F)固有的上述第1圖形的第2圖形組成，基于來自針對上述輸入圖像的多個(gè)方向的掃描結(jié)果，進(jìn)行從上述輸入圖像中檢測分別配置在規(guī)定的多個(gè)位置的多個(gè)上述定位圖形(F)的位置的處理，此外基于所檢測出的上述定位圖形(F)，進(jìn)行檢測上述排位圖形(P)的位置的處理，此外，基于所檢測出的上述定位圖形(F)，進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)的版本的判定處理，基于所檢測出的上述定位圖形(F)的位置、上述排位圖形(P)的位置和由上述版本的判定處理所判定出的上述版本，來進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)像元切出處理，對由該數(shù)據(jù)像元切出處理決定的數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，進(jìn)行特定該2維碼的信息的解碼處理。
29.權(quán)利要求28中記載的2維碼讀取方法，其特征在于在檢測上述定位圖形(F)的位置時(shí)，將具有與由白與黑的固有的上述第1圖形組成的上述定位圖形(F)近似的圖形的定位圖形(F)的候選作為候選定位圖形從上述輸入圖像中抽出多個(gè)，并分別對所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形從水平方向、垂直方向及斜向這3個(gè)方向分別檢測出橫切各候選定位圖形的掃描線上的白與黑所組成的圖形的構(gòu)成比，將在各方向檢測出的白與黑所組成的各圖形的構(gòu)成比與作為上述定位圖形(F)預(yù)定的白與黑所組成的固有的上述第1圖形的構(gòu)成比進(jìn)行比較，由此計(jì)算出表示與上述第1圖形的近似度的評估值，從所抽出的多個(gè)上述候選定位圖形中，按上述評估值表示的近似度從大到小的候選定位圖形的順序，作為上述定位圖形(F)來選擇規(guī)定的個(gè)數(shù)，檢測出所選擇的規(guī)定個(gè)數(shù)的上述定位圖形(F)各自的位置。
30.權(quán)利要求28或29中記載的2維碼讀取方法，其特征在于在判定上述版本時(shí)，基于檢測出的多個(gè)上述定位圖形(F)之間的間隔、表示基于表示上述定位圖形(F)的大小的幅度而導(dǎo)出的像元的大小的像元尺寸，來計(jì)算構(gòu)成該2維碼的像元數(shù)，由此來判定該2維碼的版本。
31.權(quán)利要求28或29中記載的2維碼讀取方法，其特征在于在檢測上述排位圖形(P)的位置時(shí)，通過檢測上述輸入圖像中的上述定位圖形(F)有無傾斜，來檢測上述輸入圖像中的該2維碼各邊有無傾斜，根據(jù)各邊的傾斜及上述定位圖形(F)的中心點(diǎn)坐標(biāo)位置，來決定成為對探索上述輸入圖像中的上述排位圖形(P)的探索范圍(PR)進(jìn)行指定的基準(zhǔn)位置的探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)，將根據(jù)所決定的該探索基準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)定的位置上的探索范圍的部分圖像從上述輸入圖像切出，從該部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形(P)，由此來檢測上述排位圖形(P)的位置。
32.權(quán)利要求31中記載的2維碼讀取方法，其特征在于具備在從上述部分圖像內(nèi)抽出上述排位圖形(P)時(shí)，與上述排位圖形(P)固有的上述第2圖形所具有的各像素的特征一致的模板，通過邊使該模板與上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位邊進(jìn)行模板匹配，來從上述部分圖像內(nèi)抽出由上述第2圖形組成的上述排位圖形(P)。
33.權(quán)利要求32中記載的2維碼讀取方法，其特征在于在上述輸入圖像中該2維碼的方向處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的場合下，基于所旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，對上述探索基準(zhǔn)點(diǎn)(H)的坐標(biāo)位置實(shí)施旋轉(zhuǎn)修正，由此將所指定的上述探索范圍(PR)的部分圖像從上述輸入圖像切出，對所切出的該部分圖像基于上述旋轉(zhuǎn)角度來實(shí)施旋轉(zhuǎn)修正，然后邊使旋轉(zhuǎn)修正了的上述部分圖像偏移1個(gè)像素單位邊進(jìn)行上述模板匹配，抽出上述排位圖形(P)，由此來檢測上述排位圖形(P)的位置。
34.權(quán)利要求32中記載的2維碼讀取方法，其特征在于作為進(jìn)行上述模板匹配處理的對象的上述部分圖像是從進(jìn)行2進(jìn)制處理之前的狀態(tài)下的上述輸入圖像切出的部分圖像。
35.權(quán)利要求28或29中記載的2維碼讀取方法，其特征在于在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，作為特定上述數(shù)據(jù)像元位置的位置特定處理，基于檢測出的上述定位圖形(F)的中心點(diǎn)的像元位置、上述排位圖形(P)的中心點(diǎn)的像元位置、由所判定出的上述版本決定的該2維碼的像元數(shù)，來計(jì)算將該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式的轉(zhuǎn)換系數(shù)，利用采用了所計(jì)算出的該轉(zhuǎn)換系數(shù)的上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，將各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置轉(zhuǎn)換為上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置，對與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的坐標(biāo)位置進(jìn)行特定，基于由上述位置特定處理所特定的坐標(biāo)位置的濃度，來決定各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值，進(jìn)行備數(shù)據(jù)像元的切出。
36.權(quán)利要求35中記載的2維碼讀取方法，其特征在于在進(jìn)行決定構(gòu)成該2維碼的各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述數(shù)據(jù)像元切出處理時(shí)，與由上述位置特定處理所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的濃度在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置存在像素的場合下，是從存在于該坐標(biāo)位置的該像素的像素值獲得的濃度，另一方面，在與所特定的數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置不存在像素的場合下，是從與該坐標(biāo)位置鄰接的周邊各像素的像素值進(jìn)行線性內(nèi)插而獲得的濃度，而且各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值通過將與各數(shù)據(jù)像元的像元中心位置對應(yīng)的上述輸入圖像中的坐標(biāo)位置的上述濃度與用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的明暗閾值進(jìn)行比較來決定。
37.權(quán)利要求36中記載的2維碼讀取方法，其特征在于用于識別各數(shù)據(jù)像元的數(shù)據(jù)值的上述明暗閾值基于位于該2維碼對角線上的上述輸入圖像中的像素的像素值來設(shè)定。
38.一種2維碼讀取程序，其特征在于由可通過計(jì)算機(jī)使權(quán)利要求28或29中記載的2維碼讀取方法執(zhí)行的程序碼來記述。
39.一種計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體，其特征在于記錄有權(quán)利要求38中記載的2維碼讀取程序。
全文摘要
在具有由2維狀數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)像元(記為DC)和位置決定用的定位圖形(記為FP)及排位圖形(記為AP)的2維碼的輸入時(shí)，根據(jù)水平·垂直·斜向這3個(gè)方向的圖形來評估近似度，檢測出FP的位置，對部分圖像進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)修正后來進(jìn)行模板匹配，檢測出AP的位置，根據(jù)FP的幅度及位置來計(jì)算像元數(shù)以至決定版本，根據(jù)FP與AP的位置及版本來求出將DC的位置轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換式，切出DC，對所切出的DC的排列進(jìn)行解碼以讀取2維碼。
文檔編號G06K7/01GK1492661SQ0313316
公開日2004年4月28日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者村松健晴 申請人:夏普株式會社