专利名称：解码方法以及解码处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对表示来自读取对象的反射光强度的读取信号进行解码的解码方法以及解码处理装置。
背景技术：
图像识别中的二值化处理是影响解码出的输出结果的精度的重要技术。以下说明具有代表性的图像识别。在专利文献I中，公开有一种按照微分强度从大到小的顺序重新排列来进行处理的脸部识别装置。根据该脸部识别装置，进行如下处理通过微分处理根据作为脸部图像的 灰度图像生成微分强度图像，在生成的该微分强度图像内，在包含希望提取的脸部部分的规定区域内，按照微分强度从大到小的顺序重新对像素进行排列。然后，以将与脸部部分对应地选择了指定的像素数的部位作为浓度变化剧烈的部位并将除此以外的部位作为浓度变化不剧烈的平坦部位的方式设定阈值，根据所设定的该阈值将微分强度图像作为二值化图像来进行输出。在专利文献2中，公开有一种进行微分处理来进行二值化处理的二值化方式。根据该二值化方式，通过由CO)(Charge Coupled Device :电子稱合器件)、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor :互补金属氧化物半导体)等构成的摄像元件对编码符号即多值图像信号进行拍摄，通过二次微分部进行二次微分，通过符号变化点检测部检测该二次微分信号从正到负或者从负到正变化大的点(零交叉点)，以通过零交叉点检测部进行零交叉点检测。在后级的二值化阈值计算部中，根据来自零交叉点检测部的触发信号对编码读取部输出的多值图像信号的亮度值进行采样并保持，将该亮度值作为二值化处理的阈值输出到二值化部。在专利文献3中，公开有一种进行A/D转换来进行二值化处理的0CR(0pticalCharacter Recognition :光学文字读取装置)。在OCR中，由于原稿为空白部分而文字为黑色部分，因此对通过CXD读取到的原稿的图像数据进行A/D转换，进行图像处理。例如，通过将原稿读取数据的最大值(白侧)与最小值(黑侧)之差作为A/D转换的基准电压，来增大动态范围，根据该基准电压来进行A/D转换，由此提高二值化处理的精度。在专利文献4中，公开有一种使寻道动作提高的光盘播放装置。在光拾取器中，在分别使物镜偏移到其偏移范围的最内周位置和最外周位置的状态下，使光拾取器在光盘的半径方向上移动。此时，阈值生成电路在各状态下求出最适合于对二值化前信号进行二值化处理的第一阈值和第二阈值，将两个阈值的平均值作为最终阈值来设定在阈值寄存器。在进行寻道动作时，以上述最终阈值对二值化前信号进行二值化处理。这样，在进行二值化处理的最佳值变得最大或变得最小的物镜的偏移范围的最内周位置和最外周位置分别求出第一阈值和第二阈值，将两者的平均值作为上述规定的阈值。接着，以对编码符号图像进行光学性处理的读码器为例，详细说明图像识别中的二值化处理的过程。
该读码器向图12所示那样的形成于读取对象物50的编码图像51照射激光光线等，接收其反射光来实施电气处理，由此读取该编码图像51的信息。例如，编码图像51由条形码(例如，作为宽度宽的条形码的宽条形码WB、作为宽度窄的条形码的窄条形码NB)和空白(例如，作为宽度宽的空白的宽空白WS、作为宽度窄的空白的窄空白NS)构成。此外，在本例中，以读取对象物50附着有污垢N为前提。接着，说明这样的读码器的二值化处理例。图13是表示将纵轴作为信号水平(反射光强度)、将横轴作为位置时的读取信号Dl的波形例的说明图。如图13所示，将读码器所读取的编码图像51的信息作为读取信号Dl而读取。
该读取信号Dl包含与编码图像51的宽条形码WB对应的具有朝下的大的凸形状的宽条形码波形WB1、与窄条形码NB对应的具有朝下的小的凸形状的窄条形码波形NB1、与宽空白WS对应的具有朝上的大的凸形状的宽空白波形WSI以及与窄空白NS对应的具有朝上的小的凸形状的窄空白波形NS1。顺便说一下，在图12所示的读取对象物50附着有污垢N时，读取信号Dl包含噪声NI。图14是表示将纵轴作为信号水平、将横轴作为位置时的微分信号D2的波形例的说明图。读码器对读取信号Dl进行微分来生成微分信号D2。如图14所示，该微分信号D2具有将读取信号Dl的宽条形码波形WBl、窄条形码波形NBl、宽空白波形WSl或窄空白波形NSl的拐点作为极值的波形。图15是表示将纵轴作为条形码/空白(“0”时为条形码，“I”时为空白)、将横轴作为位置时的二值化信号D3的波形例的说明图。读码器将微分信号D2的拐点作为上升沿或下降沿的点来生成二值化信号D3。如图15所示，该二值化信号D3包含与宽条形码波形WBl对应的宽条形码信号WB3、与窄条形码波形NBl对应的窄条形码信号NB3、与宽空白波形WSl对应的宽空白信号WS3以及与窄空白波形NSl对应的窄空白信号NS3。另外，二值化信号D3还包含与读取信号Dl的噪声NI对应的噪声信号N3。这样，当读取对象物50附着污垢N时，在二值化信号D3中包含噪声信号N3，无法对编码图像51的信息准确地进行解码。接着，说明处于读取对象物50与读码器之间相距规定的距离(焦距)以上而读码器的受光面在光轴方向上偏离透镜的成像面的状态(散焦状态)时的读码器的二值化处理例。图16是表示将纵轴作为信号水平(反射光强度)、将横轴作为位置时的读取信号D4的波形例的说明图。该读取信号D4与图13所说明的读取信号Dl同样地包含与编码图像51的宽条形码WB对应的具有朝下的大的凸形状的宽条形码波形WB4、与窄条形码NB对应的具有朝下的小的凸形状的窄条形码波形NB4、与宽空白WS对应的具有朝上的大的凸形状的宽空白波形WS4以及与窄空白NS对应的具有朝上的小的凸形状的窄空白波形NS4。顺便说一下，在本例中，即使在图12所示的读取对象物50附着有污垢N时，因为读取对象物50与读码器相距焦距的距离，因此，读取信号D4并不像读取信号Dl那样包含噪声NI。图17是表示将纵轴作为信号水平、将横轴作为位置时的微分信号D5的波形例的说明图。读码器对读取信号D4进行微分来生成微分信号D5。如图17所示，该微分信号D5具有将读取信号D4的宽条码波形WB4、窄条形码波形NB4、宽空白波形WS4或窄空白波形NS4的拐点作为极值的波形。拐点间的宽度长全部为大致相同的长度。图18是表示将纵轴作为条形码/空白(“0”时为条形码，“I”时为空白)、将横轴作为位置时的二值化信号D6的波形例的说明图。读码器将微分信号D5的拐点作为上升沿或下降沿的点来生成二值化信号D6。如图18所示，该二值化信号D6包含与宽条形码波形WB4对应的宽条形码信号WB6、与窄条形码波形NB4对应的窄条形码信号NB6、与宽空白波形WS4对应的宽空白信号WS6以及与窄空白波形NS4对应的窄空白信号NS6。
如图17所示，拐点间的宽度长全部为大致相同的长度，因此，宽条形码信号WB6、窄条形码信号NB6、宽空白信号WS6以及窄空白信号NS6也全部为大致相同的长度。这里，不能对编码图像51的信息准确地进行解码。专利文献I :日本特开2007-80087号公报专利文献2 :日本特开2001-209751号公报专利文献3 日本特开平9-128523号公报专利文献4 日本特开2006-65909号公报
发明内容
发明要解决的问题关于图像识别中的输出结果的精度劣化的原因，认为如以上述读码器进行说明的那样是读取对象物附着了污垢等或印刷质量差。另外，当在散焦状态下读取对象物时，无法准确地进行解码。在专利文献广4中也产生这些问题，通过使阈值变动或者增加阈值计算算法的步骤来解除这些问题。然而，即使在这种情况下，导致计算耗时、需要高速的CPU或者耗费读码器的制造成本，无法说是适于大规模生产的技术。用于解决问题的方案本发明所涉及的解码方法的特征在于，包括如下步骤第一步骤，对从读取对象反射的光进行光电转换来生成表示反射光强度的读取信号；第二步骤，对在第一步骤中生成的读取信号进行微分来生成微分信号；第三步骤，根据在第二步骤中生成的微分信号检测读取信号的反射光强度的拐点，检测与检测出的上述拐点之间的宽度长对应的作为反射光强度的极值的峰值水平；第四步骤，求出在第三步骤中检测出的峰值水平之间的差，根据求出的该峰值水平之间的差设定用于对读取信号进行解码的阈值；以及第五步骤，根据在第四步骤中设定的阈值对读取信号进行解码。在本发明所涉及的解码方法中，对从读取对象反射的光进行光电转换来生成表示反射光强度的读取信号，对所生成的该读取信号进行微分来生成微分信号。以此为前提，从所生成的微分信号中检测读取信号的反射光强度的拐点，检测与检测出的上述拐点之间的宽度长对应的作为反射光强度的极值的峰值水平。而且，求出检测出的峰值水平之间的差，根据求出的该峰值水平之间的差设定用于对读取信号进行解码的阈值。由此，能够根据所设定的阈值对读取信号进行解码。另外，在本发明所涉及的解码处理装置中，该解码处理装置的特征在于，具备读取信号生成部，其对从读取对象反射的光进行光电转换来生成表示反射光强度的读取信号；微分信号生成部，其对读取信号生成部所生成的读取信号进行微分来生成微分信号；二值化部，其根据微分信号生成部所生成的微分信号对读取信号进行二值化处理；以及解码部，其对通过二值化部进行二值化处理后的读取信号进行解码，其中，二值化部根据微分信号检测读取信号的反射光强度的拐点，来检测与检测出的上述拐点之间的宽度长对应的作为反射光强度的极值的峰值水平，解码部求出通过二值化部检测出的峰值水平之间的差，来根据求出的该峰值水平之间的差设定用于对读取信号进行解码的阈值，根据所设定的该阈值对读取信号进行解码。发明的效果根据本发明所涉及的解码方法以及解码处理装置，即使对印刷质量差的编码图像(读取对象)的读取信号、在散焦状态下读取编码图像而生成的读取信号，也能够不使用复杂的算法、高速的CPU进行解码。其结果是能够提供一种提高了读取性能的解码方法以及解码处理装置。
图I是表示第一实施方式所涉及的读码器100的结构例的框图。图2是表示二值化电路26的处理例(其一)的说明图。图3是表示二值化电路26的处理例(其二)的说明图。图4是表示解码器27的处理例(其一)的说明图。图5是表示解码器27的处理例(其二 )的说明图。图6是表示二值化电路26的处理例(其三)的说明图。图7是表示二值化电路26的处理例(其四)的说明图。图8是表示解码器27的处理例(其三)的说明图。图9是解码器27的处理例(其四)。图10是表示读码器100的动作例的流程图。图11是表示第二实施方式所涉及的读码器100A的结构例的框图。图12是表示编码图像51的结构例的说明图。图13是表示读取信号Dl的波形例的说明图。图14是表示微分信号D2的波形例的说明图。图15是表示二值化信号D3的波形例的说明图。图16是表示读取信号D4的波形例的说明图。图17是表不微分信号D5的波形例的说明图。图18是表示二值化信号D6的波形例的说明图。
具体实施例方式本发明的目的在于提供一种解码方法以及解码处理装置，其即使不使用复杂的算法、高速的CPU，另外即使读取对象物附着有污垢等或印刷质量差，也能够对编码图像的读取信号进行解码，另外，即使是在散焦状态下读取到的读取信号也能够进行解码。以下，参照附图将读码器作为本发明所涉及的解码处理装置的实施方式的一个例子进行说明。<第一实施方式>
[读码器100的结构例]如图I所示，读码器100具备成像透镜21、摄像元件22、行提取部23、放大器24、微分电路25、二值化电路26以及解码器27。读码器100使从形成于读取对象物50的编码图像51反射的光入射到成像透镜21来进行聚光，在由(XD、CMOS等构成的摄像元件22上成像。摄像元件22是读取信号生成部的一个例子，将反射光与该反射光的强度相应地进行光电转换，来生成作为模拟的电信号的读取信号D1、D4，将所生成的该读取信号D1、D4输出至行提取部23。摄像元件22与行提取部23相连接。行提取部23逐行提取从摄像元件22输出的读取信号D1、D4并输出到放大器24。
行提取部23与放大器24相连接。放大器24将从行提取部23输出的读取信号D1、D4的信号水平放大成规定的大小并输出至微分电路25和二值化电路26。放大器24与微分电路25和二值化电路26相连接。微分电路25是微分信号生成部的一个例子，对被放大器24放大的读取信号Dl、D4进行微分来生成微分信号D2、D5，将微分信号D2、D5输出到二值化电路26。微分电路25与二值化电路26相连接。二值化电路26是二值化部的一个例子，接收从放大器24输出的读取信号D1、D4和从微分电路25输出的微分信号D2、D5。二值化电路26通过从接收到的微分信号D2、D5中检测该微分信号D2、D5的极值，来检测读取信号D1、D4的反射光强度的拐点。微分信号D2、D5的极值与读取信号D1、D4的反射光强度的拐点所存在的位置对应。二值化电路26根据检测出的拐点对从放大器24输出的读取信号D1、D4进行二值化处理，来生成具有拐点之间的宽度长的信息的二值化信号D3、D6。二值化电路26将所生成的二值化信号D3、D6输出至解码器27。并且，二值化电路26检测与拐点之间的宽度长对应的作为反射光强度的极值的峰值水平，将峰值水平信息D7输出到解码器27，该峰值水平信息D7是包含检测出的峰值水平的值(例如，后述的图2的峰值水平Cl的信号水平值9800)和该峰值水平的位置(例如，图2的峰值水平Cl的位置350)的信息。二值化电路26与解码器27相连接。解码器27是解码部的一个例子，从二值化电路26输出的二值化信号D3、D6和峰值水平信息D7中提取拐点之间的宽度长和峰值水平的值。解码器27对提取出的宽度长和峰值水平的值进行统计，根据该统计结果设定与宽度长和峰值水平有关的正常值范围。而且，解码器27将位于所设定的正常值范围的范围外的宽度长或峰值水平视为噪声来进行删除。正常范围是指例如如下这样确定的范围假设宽度长和峰值水平的值的统计结果依照正态分布进行分布，设接近该分布的宽度长和峰值水平为正常，设远离该分布的宽度长和峰值水平为异常。解码器27求出峰值水平之间的差，根据求出的该峰值水平的差设定用于对读取信号Dl、D4进行解码的阈值。例如，解码器27判断峰值水平的差是否小于规定值，在该判断结果为小于规定值的情况下，根据宽度长设定阈值，在该判断结果为规定值以上的情况下，根据峰值水平设定阈值。此外，解码器27也可以求出检测出的峰值水平的频率分布，根据求出的该频率分布设定用于对读取信号D1、D4进行解码的阈值。在设定阈值后，解码器27根据该阈值、处于正常值范围的范围内的宽度长和峰值水平的曲线(后述的图5的曲线)以及峰值水平信息D7的峰值水平的位置，对读取信号D1、D4进行解码处理，由此能够对编码图像51的信息进行解码。[ 二值化电路26和解码器27的处理例 ]接着，说明二值化电路26和解码器27的处理例。图2的上段的波形是表示将纵轴作为信号水平(反射光强度)、将横轴作为位置时的二值化电路26的读取信号Dl的处理例的说明图。图2的下段的波形是表示将纵轴作为信号水平、将横轴作为位置时的二值化电路26的微分信号D2的处理例的说明图。在本例中，将以下情况作为前提读取图12所示的编码图像51，通过摄像元件22、行提取部23以及放大器24生成图13所示的读取信号D1，通过微分电路25根据该读取信号Dl生成图14所示的微分信号D2。也就是说，图2的上段的波形与图13的读取信号Dl相同，图2的下段的波形与图14的微分信号D2相同。如图2所示，二值化电路26检测出与微分信号D2的极值对应的读取信号Dl的反射光强度的拐点A1、A2(也就是说，微分信号D2的极值与读取信号Dl的拐点一致)。而且，二值化电路26根据检测出的拐点Al、A2检测出与拐点之间的宽度长BI对应的作为反射光强度的极值的峰值水平Cl。顺便说一下，宽度长B2、B3、B4分别与峰值水平C2、C3、C4对应。另外，峰值水平C1、C2、C3、C4分别与图12所示的宽空白WS、窄空白NS、宽条形码WB以及窄条形码NB对应。在图2的上段的波形中，图12所示的污垢N表现为峰值水平C5、C6。另外，与编码图像51的宽度对应地决定宽度长B1、B2、B3、B4的长度。图3是表示将纵轴作为条形码/空白(“0”时为条形码，“I”时为空白)、将横轴作为位置时的二值化电路26的二值化信号D3的处理例的说明图。二值化电路26生成二值化信号D3，该二值化信号D3中将在图2的下段的波形中检测出的微分信号D2的拐点Al、A2作为上升沿或下降沿的点。如图3所示，根据该二值化信号D3求出宽度长Bl、4。图4是表示将纵轴作为峰值水平、将横轴作为宽度长时的对二值化电路26生成的峰值水平和宽度长进行绘制所得的频率分布例的说明图。如图4所示，关于横轴的宽度长，将正数设为存在宽空白WS和窄空白NS的空白区域，将负数设为存在宽条形码WB和窄条形码NB的条形码区域。解码器27对图2的上段的波形中示出的峰值水平Cf C4和图3中求出的宽度长Bl、4进行统计，来根据该统计结果设定与峰值水平Cf C4和宽度长Bl、4有关的用点划线表示的正常值范围EfE4。正常值范围El是与宽空白WS有关的区域，通过如下方式进行设定，即对宽度长BI和峰值水平Cl进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布进行分布。正常值范围E2是与窄空白NS有关的区域，通过如下方式进行设定，即对宽度长B2和峰值水平C2进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布进行分布。正常值范围E3是与宽条形码WB有关的区域，通过如下方式进行设定，即对宽度长B3和峰值水平C3进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布进行分布。正常值范围E4是与窄条形码NB有关的区域，通过如下方式进行设定，即对宽度长B4和峰值水平C4进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布进行分布。解码器27在宽度长或峰值水平处于正常值范围Ef E4的范围外的情况下，将该宽度长或峰值水平视为噪声来进行删除。也就是说，在图4中，峰值水平C5、C6存在于正常值范围Ef E4的范围外，因此，解码器27删除与峰值水平C5、C6对应的噪声NI (或不对噪声NI进行解码处理)。图5是表示从图4的频度分布例中删除噪声NI来设定阈值ThBl、ThSl的处理例的说明图。阈值ThBl是指宽条形码WB和窄条形码NB之间的边界值，如果宽度长的值比阈值ThBl小，则将与该曲线对应的条形码视为宽条形码WB，如果宽度长的值比阈值ThBl大，则将与该曲线对应的条形码视为窄条形码NB。另外，阈值ThSl是指宽空白WS和窄空白NS之间的边界值，如果宽度长的值比阈值ThSl小，则将与该曲线对应的空白视为窄空白NS，如果宽度长的值比阈值ThSl大，则将与该曲线对应的空白视为宽空白WS。如图5所示，解码器27针对 正常值范围E3与正常值范围E4之间的宽度长设定阈值ThBI。另外，解码器27对正常值范围El与正常值范围E2之间的宽度长设定阈值ThSl。也就是说，在图5中，解码器27根据宽度长设定阈值ThBI、ThSI。此外，也可以根据宽度长Bl、4之间的各个差来设定阈值ThBl、ThSl (例如根据(Bl+B2)/2求出阈值ThSl，根据(B3+B4) /2求出阈值ThBl)。解码器27使用根据图5所示的频率分布(或宽度长Bl、4之间的差)设定的阈值ThBl、ThSl对读取信号Dl进行解码。这样，在本实施方式所涉及的读码器100中，即使读取对象物50附着有污垢N等或印刷质量差，由于设定用于对读取信号Dl进行解码的阈值ThBl、ThSl,因此能够可靠地对编码图像51的读取信号Dl进行解码。接着，说明读取对象物50与读码器相距规定的距离(焦距)以上而成为散焦状态时的读码器的二值化处理例。在此，散焦状态是指影像模糊状态，即读码器的受光面在光轴方向上偏离透镜的成像面的状态。图6的上段的波形是表示将纵轴作为信号水平(反射光强度)、将横轴作为位置时的二值化电路26的读取信号D4的处理例的说明图。图6的下段的波形是表示将纵轴作为信号水平、将横轴作为位置时的二值化电路26的微分信号D5的处理例的说明图。在本例中，将以下的情况作为前提在散焦状态下读取图12所示的编码图像51，通过摄像元件22、行提取部23以及放大器24生成图16所示的读取信号D4，通过微分电路25根据该读取信号D4生成图17所示的微分信号D5。也就是说，图6的上段的波形与图16的读取信号D4相同，图6的下段的波形与图17的微分信号D5相同。如图6所示，二值化电路26检测出与微分信号D5的极值对应的读取信号D4的反射光强度的拐点F1、F2 (也就是说，微分信号D5的极值与读取信号D4的拐点一致)。而且，二值化电路26根据检测出的拐点F1、F2检测出与拐点之间的宽度长Gl对应的作为反射光强度的极值的峰值水平Hl。顺便说一下，宽度长G2、G3、G4分别与峰值水平H2、H3、H4对应。另外，峰值水平H1、H2、H3、H4分别与图11所示的宽空白WS、窄空白NS、宽条形码WB、以及窄条形码NB对应。在图6的上段的波形中，在散焦状态下读取编码图像51，因此没有出现由图12所示的污垢N引起的在图2的上段的波形中示出的峰值水平C5、C6。然而，在散焦状态下读取编码图像51，因此宽度长Gl、G2、G3、G4分别为大致相同的长度。图7是表示将纵轴作为条形码/空白(“0”时为条形码，“I”时为空白)、将横轴作为位置时的二值化电路26的二值化信号D6的处理例的说明图。二值化电路26生成二值化信号D6，该二值化信号D6将在图6的下段的波形中检测出的微分信号D5的拐点F1、F2作为上升沿或下降沿的点。如图7所示，根据该二值化信号D6求出宽度长Gf G4。图8是表示将纵轴作为峰值水平、将横轴作为宽度长时的对二值化电路26生成的峰值水平和宽度长进行绘制所得的频率分布例的说明图。如图8所示，关于横轴的宽度长，将正数设为存在宽空白WS和窄空白NS的空白区域，将负数设为存在宽条形码WB和窄条形码NB的条形码区域。解码器27对图6的上段的波形中示出的峰值水平Hf H4和图7中求出的宽度长GfG4进行统计，根据该统计结果设定与峰值水平HfH4和宽度长GfG4有关的用点划线表示的正常值范围If 14。正常值范围Il是与宽空白WS有关的区域，通过以下方式设定，即对宽度长Gl和峰值水平Hl进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布进行分布。正常值范围12是与窄空白NS有关的区域，通过以下方式设定，即对宽度长G2和峰值水平H2进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布进行分布。正常值范围13是与宽条形码WB有关的区域，通过以下方式设定，即对宽度长G3和峰值水平H3进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布 进行分布。正常值范围14是与窄条形码NB有关的区域，通过以下方式设定，即对宽度长G4和峰值水平H4进行统计，例如假设该统计结果依照正态分布进行分布。在宽度长或峰值水平处于正常值范围If 14的范围外的情况下，解码器27将该宽度长或峰值水平视为噪声来进行删除。但是，在本例中，由于不会从编码图像51读取由污垢N引起的噪声，因此不进行该处理。图9是表示根据图8的频率分布例设定阈值ThB2、ThS2的处理例的说明图。如图9所示，峰值水平的值与条形码或空白的宽度长之间具有相关性。也就是说，当峰值水平的值大时，条形码或空白的宽度长大(与宽条形码WB或宽空白WS对应)，当峰值水平的值小时，条形码或空白的宽度长小(与窄条形码NB或窄空白NS对应)。阈值ThB2是指宽条形码WB和窄条形码NB之间的边界值，如果峰值水平的值比阈值ThB2小，则将与该曲线对应的条形码视为窄条形码NB，如果峰值水平的值比阈值ThB2大，则将与该曲线对应的条形码视为宽条形码WB。另外，阈值ThS2是指宽空白WS和窄空白NS之间的边界值，如果峰值水平的值比阈值ThS2小，则将与该曲线对应的空白视为窄空白NS，如果峰值水平的值比阈值ThS2大，则将与该曲线对应的空白视为宽空白WS。解码器27对图9所示的正常值范围Il和正常值范围12之间的峰值水平设定阈值ThS2。另外，二值化电路26对正常值范围13和正常值范围14之间的峰值水平设定阈值ThB2。也就是说，在图9中，解码器27并不是如图5所示那样根据宽度长设定阈值ThB2、ThS2，而是根据峰值水平设定阈值ThB2、ThS2。其理由是当要如图5那样根据宽度长设定阈值时，正常值范围11、12或正常值范围13、14与宽度长相重叠(如图7所示，宽度长全部为大致相同的长度)，因此导致无法设定阈值。此外，也可以根据峰值水平Hf H4之间的各个差设定阈值ThB2、ThS2 (例如，根据(H1+H2) /2求出阈值ThS2，根据(H3+H4) /2求出阈值ThB2)。解码器27使用根据图9所示的频率分布(或峰值水平Hf H4之间的差)设定的阈值ThB2、ThS2来对读取信号D4进行解码。这样，在本发明所涉及的读码器中，即使是在散焦状态下读取编码图像51而生成的读取信号D4，由于设定用于对读取信号D4进行解码的阈值ThB2、ThS2，因此即使不使用复杂的算法、高速的CPU，也能够进行解码。
[读码器100的动作例]接着，使用流程图说明读码器100的动作例。如图10所示，在步骤S Tl中，由读码器100接收形成于读取对象物50的编码图像51所反射的光。读码器100通过成像透镜21使反射光聚光来成像至摄像元件22，由此将编码图像51读入到该读码器100内。通过摄像元件22对读入到读码器100内的编码图像51进行光电转换，来生成读取信号D1、D4。通过行提取部23对读取信号Dl、D4逐行进行提取后，通过放大器24将该读取信号Dl、D4的信号水平放大成规定的大小(参照图13和图16)。转移到步骤ST2，微分电路25对读取信号Dl、D4进行微分来生成微分信号D2、D5(参照图14和图17)。转移到步骤ST3，二值化电路26检测出微分信号D2、D5的极值作为读取信号Dl的信号水平的拐点A1、A2、F1、F2(参照图2和图6)。而且，二值化电路26根据检测出的拐点Al、A2、FI、F2对从放大器24输出的读取信号Dl、D4进行二值化处理，来生成二值化信·号D3、D6(参照图3和图7)。转移到步骤ST4，二值化电路26从所生成的二值化信号D3、D6中检测出拐点之间的宽度长B1 B4、G1 G4和与该宽度长B1 B4、G1 G4对应的峰值水平C1 C4、H1 H4(参照图2和图6)。而且，二值化电路26生成包含检测出的峰值水平Cf C4、Hf H4的值和该峰值水平的位置的信息即峰值水平信息D7。转移到步骤ST5，解码器27从二值化电路26所生成的二值化信号D3、D6和峰值水平信息D7中提取宽度长B1 B4、G1 G4和峰值水平C1 C4、H1 H4的值。而且，解码器27对提取出的宽度长Bl、4、Gf G4和峰值水平Cf C4、Hf H4进行统计，根据该统计结果设定与宽度长B1 B4、G1 G4和峰值水平C1 C4、H1 H4有关的正常值范围￡1飞4、11 14(参照图4和图7)。转移到步骤ST6，解码器27判断在所设定的正常值范围EfE4、lf 14内是否存在宽度长B1 B4、G1 G4和峰值水平C1 C4、H1 H4。在正常值范围E1 E4、lTl4内存在宽度长B1 B4、G1 G4和峰值水平C1 C4、H1 H4的情况下，转移到步骤ST8，在正常值范围E1 E4、If 14内不存在宽度长B4、Gf G4和峰值水平Cf C4、Hf H4的情况下，转移到步骤ST7。在步骤ST7中，解码器27将处于正常值范围Ef E4、lf 14的范围外的宽度长或峰值水平视为噪声来进行删除。例如，图3所示的峰值水平C5、C6为噪声NI。在步骤ST8中，解码器27判断峰值水平Cf C4、Hf H4之间的差是否比预先存储的规定值小。在峰值水平CfC4、HfH4之间的差比规定值小的情况下，转移到步骤ST9，在峰值水平Cf C4、Hf H4之间的差为规定值以上的情况下，转移到步骤ST10。例如，当着眼于图4的峰值水平Cf C4时，峰值水平Cl与峰值水平C2之间的差小，峰值水平C3与峰值水平C4之间的差也小。在该情况下，转移到步骤ST9。另外，当着眼于图8的峰值水平Hf H4时，峰值水平Hl与峰值水平H2之间的差大，峰值水平H3与峰值水平H4之间的差也大。在该情况下，转移到步骤ST10。在步骤ST9中，解码器27根据宽度长B1、4、G1 G4设定阈值。例如，在图5中，解码器27在包含宽度长BI的正常值范围El与包含宽度长B2的正常值范围E2之间设定阈值ThSl，另外，在包含宽度长B3的正常值范围E3与包含宽度长B4的正常值范围E4之间设定阈值ThBl。如果设定了阈值ThBl、ThSl则转移到步骤ST11。
在步骤STlO中，解码器27根据峰值水平Cf C4、Hf H4设定阈值。例如，在图9中，二值化电路26在包含峰值水平Hl的正常值范围Il与包含峰值水平H2的正常值范围12之间设定阈值ThS2，另外，在包含峰值水平H3的正常值范围13与包含峰值水平H4的正常值范围14之间设定阈值ThB2。如果设定了阈值ThB2、ThS2则转移到步骤ST11。在步骤STll中，解码器27根据所设定的阈值ThBl、ThSU ThB2、ThS2、处于正常值范围的范围内的宽度长和峰值水平的曲线以及峰值水平信息D7所具有的峰值水平的位置，对编码图像51的信息(读取信号D1、D4)进行解码。这样，根据第一实施方式所涉及的读码器100，对从编码图像51反射的光进行光电转换来生成表不反射光强度的读取信号Dl、D4,对生成的该读取信号Dl、D4进行微分来生成微分信号D2、D5。以此为前提，从所生成的微分信号D2、D5中检测出读取信号Dl、D4的反射光强度的拐点Al、A2、Fl、F2，检测出与检测出的该拐点之间的宽度长Bl、4、Gf G4对应的作为反射光强度的极值的峰值水平CfC4、HfH4。而且，求出检测出的峰值水平Cf C4、HfH4之间的差，根据求出的该峰值水平Cf C4、H1 H4之间的差设定用于对读取信号 DI、D4 进行解码的阈值 ThB I、ThS I、ThB2、ThS2。 由此，即使是附着有污垢N或印刷质量差的编码图像51的读取信号D1、D4、在散焦状态下读取到的读取信号D1、D4，由于设定用于对该读取信号D1、D4进行解码的阈值ThBl、ThSU ThB2、ThS2，因此不使用复杂的算法、高速的CPU，也能够进行解码。其结果是能够提供一种提高了读取性能的解码方法以及读码器(解码处理装置)。此外，在本实施方式中，用条形码作为编码图像51的一个例子进行了说明，但并不限于此，即使是二维码也能够应用本发明的解码方法。在该情况下，通过图I所示的读码器100拍摄一帧二维码图像，在水平方向和垂直方向上逐行扫描拍摄到的该二维码图像，进行图10所示的处理。而且，通过将逐行二值化处理后得到的数据再次与一帧图像进行合计，由此能够进行解码。另外，在本实施方式中说明的解码方法不只能够应用于读码器，还能够应用于光盘播放装置那样的对数据进行解码的装置。另外，即使是四值编码，本发明也能够进行处理。在该情况下，针对一值编码，由于散焦的程度大，因此根据峰值水平设定阈值，针对二值、三值以及四值的编码，由于散焦的程度小，因此根据宽度长设定阈值。〈第二实施方式〉在本实施方式中，说明具备光照射部10的读码器100A。与上述第一实施方式相同的名称和符号具有相同的功能，因此省略其说明。[读码器100A的结构例]如图11所示，读码器100A由光照射部10和信号处理部20构成。光照射部10具备激光光源11、聚光透镜13、光圈14以及扫描反射镜15。光照射部10在通过聚光透镜13使从半导体激光器等激光光源11的发光点12输出的激光光线聚光后，通过光圈14使该激光光线的直径缩小，通过扫描反射镜15使该激光光线朝读取对象物50偏转，来向形成于读取对象物50的编码图像51照射。而且，光照射部10通过激光光线的光束点而在编码图像51上进行扫描。扫描反射镜15在图11中表示为平面镜，但也可以使用在正多角形柱上侧面为镜面的多面镜。
信号处理部20具备成像透镜21、摄像元件22、行提取部23、放大器24、微分电路25、二值化电路26以及解码器27。信号处理部20使从形成于读取对象物50的编码图像51反射来的扫描激光光线入射至成像透镜21来进行聚光，成像在由(XD、CM0S等构成的摄像元件22上。行提取部23、放大器24、微分电路25、二值化电路26以及解码器27与上述第一实施方式相同，因此省略其说明。这样，根据第二实施方式所涉及的读码器100A，具备向读取对象物50照射激光光线的光照射部10，即使是附着有污垢N或印刷质量差的编码图像51的读取信号Dl、D4、在散焦状态下读取到的读取信号Dl、D4，也能够进行解码。本发明具有以下的优点通过一边使用现有的算法处理一边将 阈值设定从宽度长变更为峰值水平这样的对于本领域技术人员来说不能容易地想到的崭新的方法，即使读取对象物附着有污垢等、或印刷质量差，另外即使是在散焦状态下读取到的读取信号，也能够不使用复杂的算法、高速的CPU来进行解码。附图标记说明10 :光照射部；11 :激光光源；12 :发光点；13 :聚光透镜；14 :光圈；15 :扫描反射镜；20 :信号处理部；21 :成像透镜；22 :摄像元件(读取信号生成部)；23 :行提取部；24 放大器；25 :微分电路(微分信号生成部)；26 :二值化电路(二值化部)；27 :解码器(解码部)；50 :读取对象物；51 :编码图像;A1、A2、F1、F2 :拐点;B1 B4、G1 G4 :宽度长;C1 C4、H1 H4 :峰值水平；D1、D4 :读取信号;D2、D5 :微分信号；D3、D6 :二值化信号；E1 E4、Il 14 正常值范围；N:污垢；NB :窄条形码；NS :窄空白；WB :宽条形码；WS :宽空白。
权利要求
1.一种解码方法，其特征在于，包括如下步骤 第一步骤，对从读取对象反射的光进行光电转换来生成表示反射光强度的读取信号； 第二步骤，对在上述第一步骤中生成的读取信号进行微分来生成微分信号； 第三步骤，根据在上述第二步骤中生成的微分信号检测上述读取信号的上述反射光强度的拐点，检测与检测出的上述拐点之间的宽度长对应的作为上述反射光强度的极值的峰值水平； 第四步骤，求出在上述第三步骤中检测出的峰值水平之间的差，根据求出的该峰值水平之间的差设定用于对上述读取信号进行解码的阈值；以及 第五步骤，根据在上述第四步骤中设定的阈值对上述读取信号进行解码。
2.根据权利要求I所述的解码方法，其特征在于， 在上述第二步骤中，对上述拐点之间的宽度长和上述峰值水平进行统计，来根据该统计结果设定与上述宽度长和上述峰值水平有关的正常值范围， 将位于所设定的该正常值范围的范围外的上述宽度长或上述峰值水平视为噪声来进行删除。
3.根据权利要求I所述的解码方法，其特征在于， 在上述第三步骤中，求出在上述第二步骤中检测出的峰值水平的频率分布，来根据求出的该频率分布设定用于对上述读取信号进行解码的阈值。
4.根据权利要求I所述的解码方法，其特征在于， 在上述第三步骤中，判断上述峰值水平之间的差是否比规定的值大， 在上述判断的结果为上述峰值水平之间的差比规定的值大的情况下，根据上述宽度长设定上述阈值，在上述判断的结果为上述峰值水平之间的差在规定的值以下的情况下，根据上述峰值水平设定上述阈值。
5.一种解码处理装置，其特征在于，具备 读取信号生成部，其对从读取对象反射的光进行光电转换来生成表示反射光强度的读取信号； 微分信号生成部，其对上述读取信号生成部所生成的读取信号进行微分来生成微分信号; 二值化部，其根据上述微分信号生成部所生成的微分信号对上述读取信号进行二值化处理；以及 解码部，其对通过上述二值化部进行二值化处理后的上述读取信号进行解码，其中，上述二值化部根据上述微分信号检测上述读取信号的上述反射光强度的拐点，来检测与检测出的上述拐点之间的宽度长对应的作为上述反射光强度的极值的峰值水平，上述解码部求出通过上述二值化部检测出的峰值水平之间的差，来根据求出的该峰值水平之间的差设定用于对上述读取信号进行解码的阈值，根据所设定的该阈值对上述读取信号进行解码。
全文摘要
本发明的解码方法对从编码图像反射的光进行光电转换，生成表示反射光强度的读取信号，对所生成的该读取信号进行微分来生成微分信号。以此为前提，从所生成的微分信号中检测出读取信号的反射光强度的拐点，检测与检测出的该拐点间的宽度长对应的如图9所示那样的作为反射光强度的极值的峰值水平。而且，求出检测出的峰值水平之间的差，根据求出的该峰值水平之间的差设定用于对读取信号进行解码的阈值(ThB2、ThS2)。由此，即使是附着有污垢或印刷质量差的编码图像的读取信号、在散焦状态下读取出的读取信号，也能够进行解码。
文档编号G06K7/00GK102971743SQ20118003308
公开日2013年3月13日 申请日期2011年6月27日 优先权日2010年6月30日
发明者木村一人, 田中叶 申请人:Opto电子有限公司