專利名稱：光學信息碼的讀取方法和光學信息碼的讀取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用攝影機、掃描儀等拍攝條形碼或二維碼之類的可視覺識別的包含對規(guī)定信息編過碼的圖形的符號，再對所生成的圖象中的符號進行圖象處理來讀取該符號表示的信息的技術。本說明書中，將上述符號表示的可視覺識別的信息(例如黑白、濃淡、或色彩的排列狀態(tài))稱為“光學信息”，將上述符號稱為“光學信息碼”。
圖21(1)(2)分別表示作為代表性的二維碼的數(shù)據(jù)矩陣和QR碼。數(shù)據(jù)矩陣在正交的兩個邊上形成表示碼方向的L形的尋像器圖形40，在其他正交的兩個邊上形成相同的L形的定時圖形41。一般，排列黑色的單元構成尋像器圖形40，而定時圖形41采用交互排列黑色的單元和白色的單元的結(jié)構(以下稱白色的單元為“白單元”、黑色的單元為“黑單元”)。
另一方面，QR碼中設置由矩形的3個定位符號42a，42b，42c構成的尋像器圖形42。各定位符號42a，42b，42c在多個黑單元構成的矩形圖形的周圍配置白單元框，在該框外側(cè)再配置黑單元框來構成。這些定位符號42a，42b，42c分別配置在對應代碼的頂點的位置上，把各個符號42a，42b，42c的內(nèi)側(cè)的角部連結(jié)起來，形成黑單元和白單元交互排列的L形的定時圖形43。
數(shù)據(jù)矩陣、QR碼的任一種都可以依據(jù)背景狀態(tài)將圖示的白單元和黑單元的關系顛倒過來。
讀取上述的二維碼時，首先通過邊緣提取處理或圖形匹配處理等的圖象處理提取出圖象上的尋像器圖形40，42并識別代碼的位置和方向。接著，根據(jù)所提取的尋像器圖形40，42檢測出定時圖形41，43。然后，根據(jù)該定時圖形41，43的白單元和黑單元的排列特定其它單元的位置。
接著，使用所特定的各單元的圖象數(shù)據(jù)執(zhí)行把這些單元表示的光學信息變換為計算機可識別的數(shù)據(jù)形式的處理。該處理中，首先按照2值化處理等判別各單元是白單元還是黑單元，根據(jù)其判別結(jié)果把各單元表示的光學信息編碼。然后，對每組文字等表示1個單位信息的單元(符號字符)排列各單元的代碼，由此來解碼上述信息。該解碼中，還執(zhí)行糾正判別單元的黑白狀態(tài)時所產(chǎn)生的錯誤的處理(糾錯處理)。
調(diào)整單元的大小就能夠在使面積極小的狀態(tài)下形成上述二維碼。另外，近年來，由于開發(fā)出使用激光或雕刻筆直接在金屬面的表面上刻記代碼的方法(叫作“直接刻記”)，就能夠在半永久地不消失的狀態(tài)下標記出細微的二維碼，在電子零部件這樣小的對象物品上也可簡單地標記出二維碼。
利用該直接刻記，例如在工廠的產(chǎn)品裝配線上，引入一種系統(tǒng)，邊輸送標記了二維碼的零部件邊在輸送途中讀取二維碼表示的信息，來識別上述零部件的傳送目的地或后續(xù)工序的處理方法等。
在上述工廠內(nèi)的系統(tǒng)中，因為必須進行高精度的信息管理，在系統(tǒng)導入時，設置二維碼讀出器之際，必須進行可穩(wěn)定讀取二維碼的調(diào)整。例如，為了不誤判單元之間的邊界位置或黑白狀態(tài)，一面調(diào)整拍攝裝置的聚焦或照明，一面把二維碼從視野中露出來，為了不使各個單元成為分辨能力以下的大小，必須調(diào)整視野大小。
以往的二維碼讀出器中，算出并輸出解碼成功次數(shù)對進行了規(guī)定次數(shù)的讀取處理的情況下的處理次數(shù)的比(讀取率)。但是，即使二維碼的圖象處于最佳狀態(tài)情況下，即使接近不能解碼的狀態(tài)的情況下，只要解碼成功，讀取率就表示相同值。因此，用戶不能判斷以怎樣的裕度進行光學信息的解碼，也不能容易地進行得到適合解碼的圖象的調(diào)整。
為解決上述問題，下述的專利文獻1(日本公開專利JP 9-274636號公報)中公開了一種發(fā)明，能輸出或顯示表示讀取處理時執(zhí)行的糾錯程度的信息。
該專利文獻1中，求出讀取處理的糾錯個數(shù)的最大值和最小值后，將其換算為糾錯率或其補數(shù)的最大值、最小值。然后，顯示求出的最大值和最小值構成的數(shù)值范圍，由此就能夠識別按怎樣程度的比例進行了糾錯(參照該文獻1的段落 ～ ，圖5，圖7)。
專利文獻1的糾錯率是糾錯的個數(shù)對可糾錯的個數(shù)的比。因此，即便二維碼的讀取成功了，在糾錯率的值大的情況下，也能判斷為讀取處理的裕度變小。
專利文獻1中記載著在引入時的測試模式中執(zhí)行上述糾錯率等的顯示。該測試模式中，在使二維碼靜止或移動的狀態(tài)下多次執(zhí)行包含代碼的拍攝、尋像器圖形的提取、單元的編碼、糾錯、解碼等一連串的處理，根據(jù)該多次處理的糾錯個數(shù)的最大值和最小值，進行上述顯示(參照該文獻1的段落 ～ ，圖8～12)。
根據(jù)專利文獻1記載的發(fā)明，用戶在導入時執(zhí)行上述測試模式就能夠得知進行何種程度的糾錯。糾錯程度大的情況下，調(diào)整拍攝裝置或照明等就能夠減小糾錯率，確保解碼時的裕度。
但是，工廠的信息管理系統(tǒng)中，必須順序高速處理多個二維碼，因此解碼時的裕度對于重復處理來說可能變小。作為裕度變小的主要原因，首先，考慮處理對象的二維碼本身的變化。特別是在進行上述的直接刻記的情況下，由于刻記中使用的激光二極管或雕刻筆是耗材，所以一旦因消耗它們而使代碼的狀態(tài)發(fā)生變化，圖象上的濃淡程度或單元大小等就變動，有可能使解碼變得困難。
即使在因照明用的燈消耗等照明條件變動而改變了圖象的濃淡程度的情況下，同樣也有可能使解碼變得困難。此外，因拍攝裝置的位置偏離而改變聚焦調(diào)整的狀態(tài)或視野的大小等在二維碼讀出器側(cè)產(chǎn)生的主要原因也可能使解碼變得困難。
上述二維碼的圖象隨著時間的惡化有隨著時間經(jīng)過而增大的可能性，因此最好早發(fā)現(xiàn)存在惡化傾向、采取替代消耗的零部件等對策。對于此，專利文獻1的發(fā)明中，僅在初始引入時執(zhí)行測試模式，因此進行正式的讀取處理時，二維碼的圖象的質(zhì)量會降低，接近不能讀取的水平，在不能解碼之前也難以檢測出該狀態(tài)。而且，專利文獻1中，將多次執(zhí)行從代碼的拍攝到解碼的一連串的動作作為一個循環(huán)，每個循環(huán)僅輸出在該循環(huán)內(nèi)得到的糾錯率等的范圍。因此，假設在常規(guī)的讀取處理時執(zhí)行專利文獻1公開的方法，難以把握解碼的裕度離散程度，難以判斷二維碼的圖象的質(zhì)量是否處于降低的傾向。
對一般用戶而言，僅通過觀察糾錯率來把握其錯誤原因是非常困難的，因此在能夠特定出原因之前不能花費時間采取高效率的對策。
另外，專利文獻1的糾錯個數(shù)對每一個符號字符計數(shù)。因此，如果在相同符號字符中，無論產(chǎn)生錯誤的單元是幾個，糾正數(shù)都按“1”計數(shù)。因此，僅用糾錯個數(shù)或糾錯率難以正確判別二維碼適合于解碼達何種程度。
下面按順序說明本發(fā)明的光學信息碼的讀取方法和光學信息碼讀取裝置。本說明書中所謂“讀取處理”指的是從取得光學信息碼的圖象到解碼該光學信息的全盤處理。
(1)第一光學信息碼讀取方法本方法中，順序執(zhí)行以下步驟拍攝可視覺識別的符號構成的光學信息碼；對由上述拍攝取得的圖象實施規(guī)定的圖象處理，提取上述圖象中的上述光學信息碼；對由上述圖象處理提取的光學信息碼執(zhí)行與上述提取時不同的圖象處理，根據(jù)該圖象處理結(jié)果對上述光學信息碼表示的光學信息進行解碼。上述三個步驟構成的一個循環(huán)的處理中執(zhí)行下面步驟光學信息解碼成功時，根據(jù)直到該解碼為止所執(zhí)行的處理的結(jié)果，對上述圖象中的光學信息碼得到規(guī)定的評價值；存儲該評價值；輸出用上述評價值和過去存儲的多個評價值表示評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)。
在上面的描述中，拍攝光學信息碼的步驟(下稱“拍攝步驟”)可使用具有鏡頭、CCD等攝像元件的攝像裝置進行。為了進行下面的步驟的圖象處理，該拍攝步驟中最好包含對上述攝像元件生成的圖象進行A/D變換的處理。
提取光學信息碼的步驟(下稱“提取處理步驟”)中，最好至少提取光學信息碼的位置和方向。作為提取的最佳方法，考慮進行從由上述拍攝步驟所得到的圖象中提取包含在光學信息碼內(nèi)的特定的圖形的處理的方法。作為特定的圖形，如果是二維碼，可使用上述的尋像器圖形，如果是條形碼，可使用左端的開始字符等同類代碼間形狀共同的圖形。
作為提取特定圖形的圖象處理的一例，可舉出使用該特定的圖形模型的圖形匹配處理。如果特定圖形是線性的圖形或同一圖形直線狀排列的圖形，可采用的方法是提取上述圖象中包含的邊緣點后，接在所提取的各邊緣點之后，在與濃度梯度正交的方向上設定規(guī)定長度的線段，提取線段的重合程度為規(guī)定值以上的圖象區(qū)域。
對光學信息碼表示的光學信息解碼的步驟(下稱“解碼處理步驟”)中，可以在識別對解碼對象的信息進行了編碼的區(qū)域(本說明書中叫作“信息顯示區(qū)域”)的位置后，在該信息顯示區(qū)域中，識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域(如果是二維碼，相當于單元，如果是條形碼，相當于條或間隔)，然后對各小區(qū)域表示的光學信息進行編碼。此外，對上述的每個符號字符把編碼結(jié)果匯總起來就能夠?qū)ι鲜鲂畔@示區(qū)域內(nèi)的光學信息進行解碼。解碼處理步驟中，可對每個符號字符進行糾錯處理，糾正各個小區(qū)域的識別中產(chǎn)生的錯誤。
順序執(zhí)行上述的拍攝步驟、提取處理步驟、解碼處理步驟的各步驟，就能將一個光學信息碼表示的光學信息變換為計算機可識別的信息。此外，反復執(zhí)行三個步驟構成的循環(huán)，就順序進行對多個光學信息碼的讀取處理。這一點在以往的光學信息碼讀取方法或接下來說明的第二方法中都一樣。
按照本發(fā)明的第一方法，反復執(zhí)行上述循環(huán)的過程中，每次解碼成功都取得并存儲對其處理對象的二維碼的評價值，同時，可輸出用所取得的評價值和過去存儲的評價值表示評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)。
評價值在后面將作詳細說明，但可認為評價值反映了拍攝步驟所得到的圖象中的光學信息碼適合解碼到何種程度。存儲評價值的步驟中，最好順序存儲把上述攝像步驟、提取處理步驟、解碼處理步驟的各步驟的處理執(zhí)行規(guī)定循環(huán)期間所得到的評價值。所謂“表示評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)”可認為是表示從當前時刻向過去追溯規(guī)定循環(huán)的處理期間得到的評價值的推移的數(shù)據(jù)。
光學信息碼的刻記狀態(tài)或照明等周圍環(huán)境慢慢惡化，同時由于拍攝裝置的位置偏離使聚焦或視野的調(diào)整狀態(tài)變化時，預想圖象中的光學信息碼的質(zhì)量也朝向難以解碼的狀態(tài)變化(下面將該變化稱為“光學信息碼的質(zhì)量降低”)。按照上述方法，反復進行光學信息碼的讀取處理的過程中，用評價值隨時間的變化就可簡單判斷是否處于光學信息碼的質(zhì)量降低的傾向。因此，在變?yōu)椴荒芙獯a的狀態(tài)之前就可去除引起光學信息碼的質(zhì)量降低的原因，從而能夠穩(wěn)定地進行解碼。
按照如上述第一光學信息碼讀取方法的一個形式，在輸出表示上述評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)的步驟中，將上述數(shù)據(jù)與規(guī)定的警告電平對比顯示。例如，可把表示評價值隨時間變化的曲線與表示警告電平的直線一起顯示出來。這樣，可在視覺上識別評價值隨時間的變化或其變化是否接近警告電平，從而即使對一般用戶，也能夠容易判斷光學信息碼的質(zhì)量是否朝著降低的方向變化。
(2)第二光學信息碼讀取方法該方法中也順序執(zhí)行拍攝步驟、提取處理步驟、解碼處理步驟等各步驟。在該第二方法中，還執(zhí)行下面步驟解碼成功時，根據(jù)到該解碼為止所執(zhí)行過的處理的結(jié)果，對上述圖象中的光學信息碼得到規(guī)定的評價值；將該評價值與規(guī)定的警告電平相比較；以上述評價值達到上述警告電平為條件，執(zhí)行規(guī)定形式的警告處理。
關于求出評價值的步驟，與第一方法同樣，這里不重復說明。上述規(guī)定的警告電平可這樣設定，即預先對適合解碼的光學信息碼或不適合的光學信息碼進行拍攝，求出所得到的圖象中的評價值等。該警告電平也可以從質(zhì)量降低到不能解碼狀態(tài)的光學信息碼求出，但最好是從可解碼的，但接近不能解碼狀態(tài)的光學信息碼求出。
執(zhí)行上述警告處理的步驟中，可鳴響警告蜂鳴器或在顯示裝置上顯示警告信息。也可向連接實施該方法的裝置的外部設備中輸出警告信號。把評價值朝向“大”的方向變化表示光學信息碼的質(zhì)量降低的情況下，評價值在警告電平以上或為超出警告電平的值時，可判斷為“到達警告電平”。把評價值朝向“小”的方向變化表示光學信息碼的質(zhì)量降低的情況下，評價值在警告電平以下或為低于警告電平的值時，可判斷為“到達警告電平”。
根據(jù)上述方法，反復執(zhí)行拍攝步驟、提取處理步驟、解碼處理步驟的各步驟的循環(huán)期間，可一直監(jiān)視是否處于圖象中的光學信息碼的質(zhì)量降低的傾向，評價值到達警告電平時向用戶或上位設備等報告該情況。因此，讀取處理未產(chǎn)生故障但表示光學信息碼的質(zhì)量降低的傾向時，可及早地去除降低原因。
(3)實施形式上述第一、第二光學信息碼讀取方法中都可適用下面所示的5個實施形式A～E。
(3)-1實施形式A
該實施形式中，上述提取處理步驟包含一面在由上述攝像得到的圖象中掃描光學信息碼中包含的特定的圖形的模型一面進行相關運算的步驟和把由上述相關運算得到的相關值在規(guī)定的閾值以上的位置特定為上述光學信息碼的提取位置的步驟。得到評價值的步驟中，把在特定為上述代碼的提取位置的位置處得到的相關值識別為上述評價值。
上述提取處理步驟中，通過所謂的圖形匹配處理來提取光學信息碼中包含的特定圖形。如果圖象中的特定的圖形為接近模型的狀態(tài)，則通過上述相關運算，應得到非常高的相關值。但是，由于刻記裝置中的零部件消耗等使特定的圖形的形狀或濃度分布等變化時，相關值變小。一旦達到不能提取光學信息碼的狀態(tài)，當然就不能執(zhí)行以后的解碼處理步驟，因此能夠容易地由相關值判斷圖象中的光學信息碼的質(zhì)量是否處于降低的傾向。
(3)-2實施形式B按照該實施形式，上述提取處理步驟中，執(zhí)行從由上述拍攝得到的圖象中提取上述光學信息碼中包含的特定圖形的處理。得到上述評價值的步驟中，用上述提取處理步驟中的特定圖形的提取數(shù)算出評價值。
例如，在由上述的圖形匹配提取特定的圖形的情況下，特定的圖形的提取數(shù)相當于得到上述閾值以上的相關值的次數(shù)。逐個拍攝光學信息碼并進行讀取處理的情況下，圖象上出現(xiàn)的特定的圖形應為一個。但是，由于刻記裝置的零部件惡化進行了本來的光學信息碼以外的刻記，因照明的變化產(chǎn)生影子等，產(chǎn)生作為上述特定的圖形誤提取的噪聲時，對包含這些噪聲的全部提取結(jié)果執(zhí)行解碼處理步驟。
即便產(chǎn)生上述的噪聲，如果在對一個光學信息碼準備的處理時間內(nèi)完成解碼，則讀取不會產(chǎn)生故障。但是，噪聲變多時，特定圖形的提取中浪費時間，用于解碼處理的時間不足，結(jié)果，有可能不能解碼。因此，該實施例中，最好使用特定圖形的提取數(shù)對上述處理時間內(nèi)可執(zhí)行的解碼處理次數(shù)的比等算出評價值。
在進行運行時的讀取處理之前的初始設定時，為了檢查背景狀態(tài)的合適程度也可以使用該評價值。例如，光學信息碼表示的對象物品的表面上有花紋或凹凸時，產(chǎn)生噪聲的可能性也增高，但由于事前能夠根據(jù)上述評價值檢查噪聲對讀取處理的影響，因此可調(diào)整照明等環(huán)境，使讀取處理能在盡可能穩(wěn)定的狀態(tài)下進行。
(3)-3實施形式C本實施形式中，上述解碼處理步驟中包含分別識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域的步驟。得到評價值的步驟中，使用上述小區(qū)域的識別結(jié)果和包含上述光學信息碼的圖象區(qū)域內(nèi)的圖象數(shù)據(jù)，算出拍攝光學信息碼時的聚焦調(diào)整、光學信息碼的對比度、小區(qū)域的大小、小區(qū)域內(nèi)的濃度分布、代碼位置中的至少一種評價值。
分別識別表示上述光學信息的最小單位的小區(qū)域的步驟中，可識別各小區(qū)域的位置、大小、與相鄰的小區(qū)域的邊界等。此外，關于上述的信息顯示區(qū)域內(nèi)的小區(qū)域，可根據(jù)各個小區(qū)域的圖象數(shù)據(jù)識別對應于該小區(qū)域的最小單位的光學信息。最好將該識別結(jié)果變換為計算機可識別的信息。
例如，如果是二維碼的情況，則上述步驟中，可進行識別構成上述定時圖形的各單元的處理、根據(jù)定時圖形的排列識別信息顯示區(qū)域內(nèi)的各單元的位置或大小的處理、根據(jù)其黑白狀態(tài)把信息顯示區(qū)域內(nèi)的各單元2值化的處理等。
接著，簡單說明該形式的評價值的算出對象。所謂聚焦調(diào)整是拍攝光學信息碼的攝影機等的焦點的調(diào)整狀態(tài)，可使用提取圖象上的濃度變化的圖象處理(微分處理等)的結(jié)果算出評價值。根據(jù)該評價值，在像二維碼的定時圖形和條形碼那樣“白”的小區(qū)域和“黑”的小區(qū)域相鄰的區(qū)域中，可判別能否進行僅明確判別白與黑的邊界位置的聚焦調(diào)整。
光學信息碼的對比度的評價值可以認為是表示照明狀態(tài)對光學信息碼的合適程度。該評價值例如可用判斷為“白”的小區(qū)域的濃度與判斷為“黑”的小區(qū)域的濃度之差求出來。按照該評價值，就能夠判斷能否確保僅可明確判別“白”的小區(qū)域和“黑”的小區(qū)域的照明光量。
所謂小區(qū)域的大小是指表示上述光學信息的最小單位的一個一個的小區(qū)域的大小。小區(qū)域的大小通過拍攝裝置的視野調(diào)整來改變，可以由小區(qū)域的寬度、面積等求出評價值。各小區(qū)域需要設定為判別各個小區(qū)域表示的光學信息所需要的大小以上，必須設定為圖象中可容納光學信息碼的整個圖象的大小以下。因此，能夠用有關小區(qū)域的大小的評價值來判斷視野是否合適。該評價值也可以用來檢查光學信息碼的刻記狀態(tài)隨時間變化的影響。
所謂小區(qū)域內(nèi)的濃度分布是構成1個小區(qū)域的多個像素間的濃度分布。這種情況下的評價值例如可用小區(qū)域內(nèi)的像素的濃度值的分散值求出。
例如，在二維碼的讀取處理中，對信息顯示區(qū)域內(nèi)的各單元進行編碼時，求出單元內(nèi)的濃度平均值，將該平均值2值化，但由于刻記裝置的零部件惡化或照明的變動等使單元內(nèi)的濃度離散增大時，2值化處理可能發(fā)生錯誤?？梢杂糜嘘P上述小區(qū)域內(nèi)的濃度分布的評價值來判斷刻記狀態(tài)或照明是否不產(chǎn)生對最小單位的光學信息的識別中產(chǎn)生錯誤的變化。
所謂代碼的位置是指光學信息碼對拍攝部的視野的位置。例如，在用傳送器把光學信息碼順序送入拍攝裝置的視野中的情況下，用對上述碼位置的評價值就可判斷光學信息碼對視野的位置的合適程度。可以根據(jù)例如光學信息碼提取時等得到的代碼的端點或端緣的坐標算出從視野的端緣到光學信息碼的距離，用該算出值求出該評價值。也可以提取代碼的中心點，設定反映該提取位置和視野的中心之間的距離的大小的評價值。
根據(jù)該評價值，可判斷光學信息碼的送入狀態(tài)或拍攝裝置的設置位置是否合適。因此，在開始本次的讀取之前的初始設定時可以一面進行拍攝裝置的位置配合一面檢查光學信息碼的位置偏離的離散。
上述形式中，例如，如果對上述的全部5種對象都求出評價值，如果切換輸出各評價值隨時間的變化，從任一評價值隨時間的變化是否惡化了就可判斷降低圖象中的光學信息碼的質(zhì)量的具體原因。因此，可迅速去除該原因，而恢復光學信息碼的質(zhì)量。
在初始設定等時確認拍攝裝置或照明的設定合適與否的情況下，從上述評價對象中選擇用戶需要的對象，并進行多個循環(huán)的讀取處理，就能夠容易地執(zhí)行作為目的的確認處理。當然這種情況下也可求出全部評價值。
(3)-4實施形式D按照該實施形式，上述解碼處理步驟中包含分別識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域的步驟。在得到評價值的步驟中，算出表示上述小區(qū)域的識別處理的錯誤程度的評價值。
分別識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域的步驟中，與上述實施形式C一樣，可識別各小區(qū)域的位置、大小和相鄰的小區(qū)域的邊界等。對于上述的信息顯示區(qū)域內(nèi)的小區(qū)域，也可識別與該小區(qū)域?qū)淖钚挝坏墓鈱W信息的內(nèi)容。
可用小區(qū)域的總數(shù)或可對小區(qū)域執(zhí)行糾錯的最大數(shù)除以上述識別處理中產(chǎn)生錯誤的小區(qū)域數(shù)的方法求出該形式中的評價值。
該形式中的評價值與上述專利文獻1中的糾錯率不同，隨著產(chǎn)生錯誤的小區(qū)域數(shù)而變化。例如，為了在產(chǎn)生錯誤時使評價值變低而設定了評價值的計算公式的情況下，產(chǎn)生錯誤的小區(qū)域數(shù)越增大，評價值就越低。因此，就得到了高精度反映解碼中的裕度的評價值，可及早觀察到圖象中的光學信息碼的質(zhì)量朝向不可解碼的方向變化的情況。
把該形式適用于二維碼的讀取的情況下，識別中產(chǎn)生了錯誤的單元的提取不限于信息顯示區(qū)域內(nèi)的單元，構成尋像器圖形或定時圖形的單元也可包含在對象中。
(3)-5實施形式E按照該實施形式，使用在將上述攝像步驟、提取處理步驟、解碼處理步驟的各步驟的處理執(zhí)行規(guī)定循環(huán)期間存儲的評價值，預測把上述3個步驟的處理再執(zhí)行規(guī)定循環(huán)后可否進行解碼，預測為不能解碼時，進行規(guī)定形式的警告處理。上述預測處理中，例如，從過去的多個循環(huán)的評價值設定近似其變化狀態(tài)的直線或曲線，將該直線或曲線上與經(jīng)過規(guī)定循環(huán)的時刻對應的值和規(guī)定的閾值作比較。直線或曲線的設定不限于各個評價值，也可以根據(jù)每次算出每個規(guī)定期間的平均值或評價值時得到的移動平均值進行。
根據(jù)上述形式，即便當前的讀取處理中沒有問題，在規(guī)定循環(huán)之前的讀取處理中，光學信息碼的質(zhì)量仍可能降低到不可解碼的狀態(tài)的情況下，可向用戶通知該情況。也可以根據(jù)預測中使用的評價值的種類來判斷光學信息碼的質(zhì)量降低的原因。
(3)-6其他上述第一、第二方法的任一種方法中，關于上述A～E的實施形式中揭示的多個評價對象，可以接受用戶的選擇，求出與所選擇的形式對應的評價值。或者對應讀取處理的成功求出全部的評價值，但關于表示隨時間變化的數(shù)據(jù)的輸出或與警告電平的比較，也可以限定于所選擇的形式進行。這樣，由于用戶的目的或?qū)е鹿鈱W信息碼質(zhì)量降低的可能性高的主要原因，可變更輸出或比較對象的評價值，能夠更確切地進行關于光學信息碼的質(zhì)量降低的判斷。
(4)第一光學信息碼讀取裝置該光學信息碼讀取裝置是實施上述第一光學信息碼的讀取方法的裝置，包括取得包含可視覺識別的符號構成的光學信息碼的圖象的圖象取得裝置；對上述所取得的圖象進行用來提取光學信息碼的圖象處理的圖象處理裝置；對由上述圖象處理裝置所提取的光學信息碼執(zhí)行與上述提取時不同的圖象處理并用該圖象處理結(jié)果對上述光學信息碼表示的光學信息進行解碼的解碼處理裝置；上述解碼處理裝置對光學信息的解碼成功時，根據(jù)上述圖象處理裝置和上述解碼處理裝置的至少一方執(zhí)行的處理的結(jié)果，對上述所取得的圖象中的光學信息碼得到規(guī)定的評價值的評價值取得裝置；保持上述評價值取得裝置所取得的評價值的存儲裝置；作成并輸出用上述存儲裝置中保持的多個評價值表示評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)的隨時變化輸出裝置。
圖象取得裝置至少包括輸入由攝影機等的拍攝裝置生成的圖象的輸入接口。輸入模擬圖象信號的情況下，圖象取得裝置中最好包含A/D轉(zhuǎn)換電路。
圖象處理裝置、解碼處理裝置、評價值取得裝置可由裝入了分別用來執(zhí)行上述提取處理步驟、解碼處理步驟、得到評價值的步驟的程序的計算機構成。各部件可由1個計算機構成。各部件中，關于進行圖象處理裝置和解碼處理裝置中的圖象處理的功能，也可以由另外的計算機或圖象處理專用的硬件電路構成。
上述存儲裝置最好設定在上述計算機內(nèi)的存儲器中。該存儲裝置最好具有對每種評價值僅可分別存儲規(guī)定次數(shù)的評價值的容量。存儲數(shù)也可以是可變的，但設置有規(guī)定的上限值，而存儲數(shù)超出該上限值的情況下，也可以刪除最舊的評價值的數(shù)據(jù)。
隨時變化輸出裝置除后述的顯示裝置外，還可以作為將表示評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)輸出到外部設備的接口電路。
上述結(jié)構中，圖象取得裝置每次取得包含光學信息碼的圖象，圖象處理裝置和解碼處理裝置都順序動作，對上述光學信息碼表示的光學信息進行解碼。該解碼成功時，評價值取得裝置對處理對象的光學信息碼求出規(guī)定的評價值。這里所得到的評價值被保持在存儲裝置中，同時與該存儲裝置內(nèi)的過去的評價值一起作成表示隨時間變化的數(shù)據(jù)，用顯示之外的其他方法輸出。
關于該第一光學信息碼讀取裝置，隨時變化輸出裝置中可包含將表示上述評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)與規(guī)定的警告電平一起顯示的裝置。最好用曲線顯示來進行這種顯示，但不限于此，也可以進行數(shù)值顯示。
(5)第二光學信息碼讀取裝置該第二光學信息碼讀取裝置是執(zhí)行上述第二光學信息碼的讀取方法的裝置，具備和第一光學信息碼讀取裝置相同的圖象取得裝置、圖象處理裝置、解碼處理裝置、評價值取得裝置。該裝置還具備判別上述評價值取得裝置取得的評價值是否達到規(guī)定的警告電平的判別裝置；在上述判別裝置判斷為上述評價值達到上述警告電平時，輸出規(guī)定的警告信息的警告輸出裝置。
上述判別裝置最好由裝入了用于比較處理的程序的計算機構成。警告輸出裝置可以構成作為評價值到達警告電平時使蜂鳴器或燈動作的裝置。與第一光學信息碼讀取裝置的隨時變化輸出裝置同樣，也可向外部設備輸出判別結(jié)果或警告信息。例如顯示“OK”、“NG”這樣的信息等，始終輸出判別裝置的判別結(jié)果。
(6)光學信息碼讀取裝置的實施形式第一、第二的各光學信息碼讀取裝置中都可實施上述光學信息碼讀取方法中所示的實施形式A～E的方法。此時的光學信息碼讀取裝置中關于各形式中所示的評價對象附加接受用戶的選擇的裝置，可將評價值取得裝置設定為取得對所選擇的對象的評價值。也可使評價值取得裝置取得對全部對象的評價值，對應上述選擇操作限定隨時變化輸出裝置或判別裝置的處理對象。
接受評價對象的選擇的裝置可接受外加的控制臺、裝置主體上設置的選擇開關等的選擇操作。也可設定為能從外部設備接受表示選擇結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在第一、第二的各光學信息碼讀取裝置中，將隨時變化輸出裝置或警告輸出裝置作為進行顯示的裝置構成時，可將處理對象的光學信息碼的圖象和其讀取結(jié)果一起顯示出來。
另外，在第一、第二的各光學信息碼讀取裝置上可連接拍攝上述光學信息碼的拍攝裝置(攝影機、掃描儀等)或用于顯示光學信息碼的讀取結(jié)果等的監(jiān)視器?；蛘撸部蓪⑦@些拍攝裝置或監(jiān)視器構成為一體化的裝置。
這種光學信息碼讀取裝置除二維碼讀出裝置外，還可構成為一維條形碼用的條形碼讀出裝置。不限于這些代碼，也可將顯示規(guī)定信息的種種符號作為處理對象。
圖5是評價值隨時間變化的曲線顯示例的示圖；圖6是單元大小的評價中使用的參數(shù)的提取方法的示圖；圖7是單元大小的變動例的示圖；圖8是圖象對比度變化例的示圖；圖9是單元與像素關系的示圖；

圖10是求出單元內(nèi)的分散值的方法的示圖；圖11是由用戶進行的裝置使用步驟流程圖；圖12是有關讀取處理的控制器的處理步驟流程圖；圖13是解碼處理的詳細的步驟流程圖；圖14是表示對二維碼的評價項目、評價值的計算公式、警告電平、警告時注釋的表；圖15是計算聚焦的評價值所使用的參數(shù)E的提取方法的示圖；圖16是單元大小和點大小的概念圖；圖17是計算位置的評價值所使用的參數(shù)L的提取方法的示圖；圖18是在監(jiān)視器上顯示的兩種畫面的顯示例的示圖；圖19是預測二維碼的變化傾向的處理的具體例的示圖；圖20是第二實施例的讀取處理的步驟流程圖；圖21是二維碼的代表例和各代碼中的尋像器圖形、定時圖形的說明圖。
(1)二維碼讀出器的構成和功能圖1表示本發(fā)明的二維碼讀出器1的構成。圖中，鏡頭101和攝影元件(CCD)102是用來拍攝二維碼7的器件，照明燈6照亮處理對象的二維碼7。
另外，該二維碼讀出器1中備有拍攝控制部104、照明控制部105、觸發(fā)脈沖輸入部106、A/D變換器107、圖象存儲器108、圖象處理部109、解碼處理部110、評價值計算部111、判定處理部112、輸出處理部113等。圖中的11是控制該二維碼讀出器1的動作的上位系統(tǒng)，由個人計算機、可編程控制器(PLC)等構成。如后所述，監(jiān)視器4也可設定為二維碼讀出器1的構成要素。
觸發(fā)脈沖輸入部106從上位系統(tǒng)11接受指示開始拍攝的觸發(fā)脈沖信號。該觸發(fā)脈沖信號提供給拍攝控制部104和照明控制部105。由此，在照明燈6的照明下，CCD102動作，拍攝二維碼7。
來自CCD102的圖象信號在A/D變換器107中進行數(shù)字變換后，存儲在圖象存儲器108中。圖象處理部109從存儲在圖象存儲器108中的圖象數(shù)據(jù)(下稱“處理對象圖象”)提取二維碼7的尋像器圖形后，根據(jù)該提取結(jié)果判別處理對象圖象中的二維碼的位置或傾向。或者圖象處理部109提取定時圖形，根據(jù)其排列識別代碼內(nèi)的各單元的位置、大小。另外，通過2值化處理等，執(zhí)行各單元是黑單元還是白單元的判別處理、判別單元大小的處理等等。
解碼處理部110根據(jù)圖象處理部109的處理結(jié)果把每個單元的光學信息進行編碼。另外，解碼處理部110一面對每個符號字符匯總這些編碼一面判別該符號字符所表示的值(碼字)中是否未產(chǎn)生錯誤，有錯誤時，將其糾正。由此，一旦把光學信息解碼，其解碼結(jié)果就被輸出到輸出處理部113。
評價值計算部111使用圖象處理部109或解碼處理部110的處理結(jié)果對處理對象的二維碼算出后述的各種評價值。判定處理部112使用這些評價值或其平均值等數(shù)據(jù)判別處理對象圖象中的二維碼是否未朝向不可解碼的狀態(tài)變化。
輸出處理部113從解碼處理部110、評價值計算部111、判定處理部112取入處理結(jié)果并輸出到上述上位系統(tǒng)11或監(jiān)視器4。
(2)第一實施例圖2和圖3表示上述二維碼讀出器1的具體結(jié)構例。首先圖2表示二維碼讀出器1的外觀和其使用狀態(tài)。該實施例的二維碼讀出器1被組裝到印刷布線基板的裝配制造流水線中的信息管理系統(tǒng)中，將計算機內(nèi)置的控制器2和該控制器2上電纜連接的CCD攝影機3(下面簡稱攝影機3)作為基本構成?？刂破?的前面設置2個攝影機連接用的連接器8a，此外，還設置有連接監(jiān)視器4、控制臺5(都在圖3中示出)的連接器8b，8c等。上述照明燈6被容納在攝影機3內(nèi)部。
為了進行讀取安裝在上述印刷布線基板上的零部件9的表面上刻記的二維碼7而設置該實施例的二維碼讀出器1。上述攝影機3設置在零部件傳送用的傳送器10(下面簡稱傳送器10)上方?？刂破?設置在該傳送器10附近，連接在上述的上位系統(tǒng)11上。控制器2接受來自該上位系統(tǒng)11的指令，使攝影機3動作，拍攝上述二維碼7后，對該圖象中具有二維碼的光學信息進行解碼。
上述控制器2最終得到的解碼結(jié)果被發(fā)送到上位系統(tǒng)11。上述二維碼7中存儲零部件種類、零部件號、零部件的傳送目的地、組裝零部件的基板的序號等組裝處理所必要的種種信息。上位系統(tǒng)11使用這些信息切換上述傳送器10的路徑，控制把命令送到未示出的組裝機器人等。
圖3是以上述控制器2為中心的二維碼讀出器1的硬件框圖。該實施例的控制器2主要結(jié)構包括CPU21、主存儲器22、輸入輸出控制器23、圖象處理器24、模型存儲器25、圖象存儲器26等。上述攝影機3、監(jiān)視器4、控制臺5和攝影機3內(nèi)的照明燈6分別經(jīng)接口電路203、204、205、206連接到輸入輸出控制器23。攝影機接口電路203中包含上述的A/D變換器107。
CPU21經(jīng)通信接口電路201執(zhí)行與上述上位系統(tǒng)11的數(shù)據(jù)或指令的交換。上述圖1的觸發(fā)脈沖輸入部106具有接受通信接口電路201和CPU21中的觸發(fā)脈沖信號的功能。
上述輸入輸出控制器23和圖象處理器24經(jīng)CPU總線27連接到CPU21，同時，經(jīng)圖象總線28相互能進行圖象數(shù)據(jù)交換。從攝影機3輸出的圖象從輸入輸出控制器23提供給圖象處理器24，并存儲在圖象存儲器26中。該圖象存儲器26對應于圖1的圖象存儲部108。圖象處理器24根據(jù)來自CPU21的指示讀出存儲在該圖象存儲器26中的圖象，提供給輸入輸出控制器23。
輸入輸出控制器23能對監(jiān)視器4切換顯示上述圖象處理器24提供的圖象和從攝影機3輸入的實時圖象。輸入輸出控制器23從CPU21接受用于顯示表示圖象的評價值隨時間的變化的曲線(后面詳細說明)的數(shù)據(jù)的提供，把該曲線顯示在上述監(jiān)視器4上。
主存儲器22除存儲CPU21動作所必要的程序外，還用來暫時保存處理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、存儲與后述的評價值和警告輸出相關的設定數(shù)據(jù)、順序存儲讀取處理過程中得到的評價值等。
模型存儲器25登錄二維碼的尋像器圖形的檢測中使用的模型，與圖象存儲器26一起連接在圖象處理器24上。圖象處理器24具有圖象處理專用的處理器或數(shù)字運算電路，對應于上述圖1的圖象處理部109。
上述主存儲器22中存儲與上述圖1的拍攝控制部104、照明控制部105、解碼處理部110、評價值計算部111、判定處理部112、輸出處理部113等各處理部對應的程序。CPU21執(zhí)行基于這些程序的處理就能具有各處理部的功能。
因為該實施例的二維碼讀出器1必須順序讀取并輸出上述傳送器10上傳送的零部件9的二維碼7，所以控制器2設定得能高速反復執(zhí)行使攝影機3動作并取入二維碼7的圖象的處理和讀取該圖象的二維碼的處理。上述二維碼7在傳送器10的上游由未示出的刻記裝置刻記下來，但由于該刻記裝置的零部件消耗，被傳送的零部件的二維碼的刻記狀態(tài)可能逐漸惡化。有可能引起上述照明燈6消耗、拍攝對象的區(qū)域變暗等的變化。一旦引起這這些變化，取入控制器2內(nèi)的圖象中的二維碼的質(zhì)量也會逐漸降低，放任這一點，解碼時的糾錯頻度就變高。再繼續(xù)放任，最終將不能進行解碼，并且印刷布線基板的裝配作業(yè)中有可能發(fā)生故障。
為了應對上述問題，該實施例的控制器2每次取入二維碼的圖象執(zhí)行圖象處理和解碼處理時，都求出處理對象圖象的二維碼評價值。
這里所謂的評價值表示圖象中的二維碼多大程度地適合于讀取處理。所謂“讀取處理”不僅指的是解碼處理，還意味著包含取入二維碼的圖象數(shù)據(jù)的一連串的圖象處理。
該實施例中，準備圖4所示的多種評價項目，讀取處理開始之前，用戶選擇作為上述警告處理或曲線的顯示對象的評價項目。之后，開始讀取處理時，控制器2對作為讀取處理對象的各圖象(除解碼失敗的圖象外)求出分別與選擇的評價項目對應的評價值，同時在監(jiān)視器4上顯示表示該評價值隨時間變化的曲線。
控制器2比較上述評價值和規(guī)定的警告電平，評價值在該警告電平以下的狀態(tài)產(chǎn)生了規(guī)定次數(shù)時，向上述上位系統(tǒng)11輸出警告信號(下面把該處理稱為“警告輸出”)。一旦上位系統(tǒng)11接受該警告輸出，就使上述傳送器10停機，同時執(zhí)行使蜂鳴器鳴響等的錯誤處理，中止零部件的傳送處理。
圖5表示示出了評價值隨時間變化的曲線的顯示例。
圖5(1)中，橫軸是讀取處理的次數(shù)，縱軸是上述評價值的大小，表示過去多次評價值的推移(圖中沿著箭頭方向表示較新的評價值)。該曲線中二維碼的質(zhì)量降低到某基準時的評價值示為警告電平。
圖4所示的評價值都把處理對象圖象中的二維碼的質(zhì)量好的狀態(tài)作為“100”，二維碼的質(zhì)量越接近可讀取的界限電平，其值就越低。圖5(1)的曲線中，評價值從某時刻開始降低，第N次的評價值到達警告電平。因此，用戶通過上述曲線的顯示能夠確認二維碼質(zhì)量下降了，從而采取替換刻記裝置的消耗品或照明燈6等對應措施。該實施例中，假設用戶不關心二維碼質(zhì)量的降低，產(chǎn)生多次評價值在警告電平以下的狀態(tài)時，向上位系統(tǒng)11進行警告輸出，因此用戶就可知道必須更換部件或照明燈6。
圖5(2)是選擇了多個評價項目(圖中用A，B表示)時的顯示例，對每個評價項目表示出評價值隨時間的變化。該曲線中表示出每個評價項目的警告電平，因此用戶容易判斷各評價值合適與否。
根據(jù)該曲線，評價值到達警告電平的定時因評價項目不同而不同。因此，用戶通過選擇適合于使用的刻記裝置的種類或照明等周圍環(huán)境的評價項目可更確實地檢測出二維碼質(zhì)量的降低。
這里對于圖4所示的各評價項目，順序說明具體的評價值的內(nèi)容或計算方法。因為計算公式(A)～(F)表示在圖4中，所以省略了對本文中的公式的記載。
①尋像器圖形的提取精度本實施例的圖象處理器24執(zhí)行的處理是一面在處理對象圖象中掃描模型存儲器25內(nèi)的尋像器圖形的模型一面進行相關運算的圖形匹配。下面將通過該圖形匹配檢索尋像器圖形的處理叫做“相關檢索”。該檢索處理中，觀察對上述模型的相關值達到規(guī)定值以上的圖象區(qū)域時，圖象處理器24將該圖象區(qū)域作為尋像器圖形提取出來。該相關檢索中，一面旋轉(zhuǎn)模型偏開規(guī)定角度一面進行多次掃描，由此能特定尋像器圖形的位置和方向。
尋像器圖形的提取精度利用上述相關檢索中得到的相關值來取得，相關檢索時，把在模型中選中的位置處得到的相關值進行百分數(shù)換算得來的值R作為其評價值。
如果處理對象圖象的尋像器圖形處于與模型同樣良好狀態(tài)，相關檢索時的選中位置的相關值R就應表示高的值。另一方面，由于刻記裝置的零部件的消耗使尋像器圖形的形狀產(chǎn)生失真或?qū)は衿鲌D形的濃度分布離散增大等的惡化產(chǎn)生時，上述相關值R就表示為小的值。
②所提取的尋像器圖形的可靠性關于該評價項目，在上述相關檢索處理中，把尋像器圖形的提取數(shù)FN代入(A)式，算出評價值FNrat。該實施例中，因為必須逐個讀取處理在傳送器10上傳送來的二維碼，所以預先對1次讀取處理設定規(guī)定的限制時間。(A)式中的FNmax是該限制時間內(nèi)可執(zhí)行的解碼處理次數(shù)的上限值。
按照(A)式，評價值FNrat在提取數(shù)FN＝1時為最大值100，下面，F(xiàn)N值越大，取越小的值。FN＞Fmax時，F(xiàn)Nrat＝0。
上述二維碼讀出器1每次拍攝一個二維碼并進行讀取處理，因此圖象上出現(xiàn)的尋像器圖形本來應為1個。但是，由于刻記裝置的零部件惡化，在二維碼的寫入位置以外的部分形成圖形，或者碼內(nèi)產(chǎn)生傷痕，或者照明燈的惡化產(chǎn)生影子等，一旦圖象上產(chǎn)生類似尋像器圖形的形狀的噪聲，這些噪聲也可能作為尋像器圖形的候補被提取出來。
這樣，在提取了多個尋像器圖形的候補的情況下，CPU21對每個被提取出來的候補進行解碼處理，把解碼失敗的候補作為噪聲去除。因此，最終可輸出正確的尋像器圖形的解碼結(jié)果。但是，如上所述，1次讀取處理中設置規(guī)定的限制時間，因此噪聲增多時，尋像器圖形的相關檢索浪費時間。其結(jié)果是對正確的二維碼的解碼處理的時間不足，恐怕不能輸出正確的讀取結(jié)果。
上述(A)式的評價值FNrat隨著噪聲增多表示出越小的值。因此，根據(jù)上述圖5的方式，如果把評價值FNrat與規(guī)定的警告電平一起顯示出來，就能夠容易地判斷因噪聲增加是否有可能不可讀取二維碼。
③解碼處理的精度該評價項目中，把解碼處理時糾正碼字錯誤的比率P(糾了錯的碼字數(shù)Cw除以可糾錯的碼字數(shù)Cwmax的值，下稱“糾錯率P”)代入式(B)算出評價值Er。如果處理對象圖象中的二維碼的狀態(tài)良好，單元的黑白判定中產(chǎn)生錯誤的可能性就低，當然評價值Er的值就高。另一方面，由于刻記狀態(tài)的惡化或照明光量的減少等使糾錯率P增大時，評價值Er的值降低。
④單元大小用定時圖形的圖象數(shù)據(jù)進行該評價項目的評價。如圖12所示，定時圖形是在水平、垂直方向上分別交互配置白單元和黑單元的圖形，用來特定代碼內(nèi)部的各單元的位置。
該評價項目尤其適合于評價按照印章刻記的二維碼。印章刻記中，針刺與黑單元對應的位置，在零部件的表面形成圓形的凹部。一般把該圓形凹部識別為黑單元，所以表示出按點狀排列黑單元的二維碼。該實施例中，如圖6所示，沿著定時圖形的方向順序檢測出各單元的單元寬度Bn，Wn(n＝1，2，3…)后，求出各黑單元的單元寬度的平均值B和各白單元的單元寬度的平均值W。另外，在B＜W時把這些平均值B，W代入式(C)，在B≥W時代入式(D)，算出評價值S。按照該(C)(D)式，在B＝W時S為最大值100，B和W的差越大，S的值越小。
如果印章刻記中使用的針是良好的狀態(tài)，在拍攝所形成的二維碼時，如圖7(1)所示，生成與黑單元對應的點具有與本來的單元間隔相對應的間隔分布的圖象。另一方面，一旦由于連續(xù)使用使針尖磨損，如圖7(2)所示，黑單元加大，白單元部分被侵蝕，可能難以識別白單元。相反，產(chǎn)生黑單元面積漸漸小下來的變化時，白單元增大，恐怕就難以識別黑單元。
根據(jù)式(C)，黑單元越小，評價值S的值越小，根據(jù)式(D)，黑單元越大，評價值S的值越小。這樣，根據(jù)評價值S，可高精度檢測出單元大小的變化，從而能簡單地把握黑單元的增大傾向或極小化傾向。
⑤圖象對比度該評價項目中，用上述定時圖形內(nèi)側(cè)的區(qū)域內(nèi)的圖象數(shù)據(jù)算出評價值C1(該區(qū)域是具體的信息被編過碼的信息顯示區(qū)域)。圖象處理器24根據(jù)上述定時圖形提取出代碼內(nèi)部的全部單元的坐標位置后，可以從圖象存儲器26讀出信息顯示區(qū)域內(nèi)的與各單元對應的濃度值，用來計算評價值。該實施例中，提取各單元的濃度值后，分別求出黑單元的平均濃度值QB和白單元的平均濃度值QW，把這些平均濃度值QB和QW代入式(E)算出評價值C1。式(E)中，T是與圖象數(shù)據(jù)的灰度級對應的數(shù)值，例如如果圖象數(shù)據(jù)由8比特構成，T＝256?；叶燃墢暮陔娖匠虬纂娖綌?shù)值逐漸增大(第二實施例中也一樣)。
根據(jù)上述式(E)，平均濃度值QB和QW的差越小，即圖象的對比度越弱，評價值C1的值越小。
例如，用激光刻記方式的刻記裝置形成二維碼的情況下，向與黑單元對應的部分照射激光形成黑單元的圖形，但由于激光二極管的消耗使激光強度減弱時，黑單元不能明晰地顯現(xiàn)出來。此時，如圖8所示，生成黑單元的濃度值增大、對比度減弱的圖象，但根據(jù)上述式(E)，可簡單地檢測出這種圖象的變動。
照明隨時間變化而減弱使得圖象變暗的情況下，正好相反，白單元的濃度值減小，但此時，根據(jù)式(E)，也可以簡單地檢測出其濃度變化。重視照明變動造成的影響的情況下，最好不僅把與單元對應的圖象，還要把二維碼的周圍的背景圖象也加到評價值C1的計算要素中。
⑥不良單元的比率該評價項目中，與上述的⑤同樣，使用信息顯示區(qū)域內(nèi)的各單元的圖象數(shù)據(jù)及其解碼結(jié)果算出評價值C2。該處理中，首先從各白單元的濃度值中提取最小值Wmin，接著對各黑單元按順序把其濃度值與上述Wmin相比，提取高于Wmin的單元。并且，把最終提取的黑單元的數(shù)U代入式(F)，算出評價值C2。
上述白單元、黑單元數(shù)據(jù)都基于糾錯后的最終的判定結(jié)果。式(F)中，M是全部單元數(shù)(構成二維碼的單元總數(shù))。如圖9所示，圖象上的二維碼中，1個單元由多個像素構成，因此上述黑單元與Wmin的比較處理中，最好把黑單元內(nèi)的最大濃度值或濃度平均值與上述Wmin相比較。
黑單元的濃度值高于白單元的最小濃度值Wmin意味著處理對象圖象上的黑單元和白單元的濃度值關系倒轉(zhuǎn)。例如，因照明燈6惡化而在部分區(qū)域產(chǎn)生影子時，就有可能產(chǎn)生上述的倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。解碼處理中，通過糾錯可修正上述倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象并能正確解碼光學信息，但這里可糾正的范圍有限。
根據(jù)式(F)，如果U＝0，則評價值C2為最大值100。U值越大，換言之，倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象的比率越高，評價值C2的值越小。
上述的糾錯率P僅表示碼字單位的糾錯比率，僅用評價值Er難以把握單元單位中的錯誤產(chǎn)生頻度。對于此，根據(jù)式(F)，可得到反映了對數(shù)據(jù)顯示區(qū)域內(nèi)的各個單元的誤識別比例的評價值。因此，如果求出評價值Er，C2二者，就能夠詳細判斷解碼處理中的裕度。
⑦單元內(nèi)的濃度分布該評價項目中，使用二維碼內(nèi)的特定單元的圖象數(shù)據(jù)算出評價值V。如上所述，圖象上的二維碼中，1個單元用多個像素表示。該處理中，對于這些像素生成圖10(1)(2)所示的濃度分布直方圖，把該直方圖的寬度(分散值)Var代入式(G)算出評價值V。求出分散值Var不限于1個單元，也可以對多個單元求分散值，把這些值的平均值代入式(G)。
為高精度進行單元的黑白判定，如圖10(1)所示，最好是單元內(nèi)的各像素的濃度離散小的狀態(tài)。根據(jù)上述式(G)，單元內(nèi)的各像素的濃度完全均勻時(Var＝1時)，評價值V為最大值100，下面，分散值Var越大，評價值V的值越小。
因此，根據(jù)上述評價值V，隨著刻記裝置的零部件或照明燈6的消耗，單元內(nèi)的濃度離散變大的情況下(圖10(2)的狀態(tài))，可簡單檢測出該變化。
圖11表示使用上述二維碼讀出器1的用戶執(zhí)行的步驟(S101～107)。
首先，裝置引入時，把攝影機3、控制器2定位在適當位置，把監(jiān)視器4或控制臺5連接到控制器2上。完成了該設置時，監(jiān)視器4上顯示包含上述圖4所示的各種評價項目的列表等的初始設定畫面。用戶使用控制臺5等在上述設定畫面上選擇希望的評價項目，把評價值的計算處理對象的評價項目登錄在控制器2中(ST101)。
接著在ST102，對于上述所選擇的評價項目，進行警告電平的設定。例如，控制器2內(nèi)對各種評價項目設定缺省的警告電平的情況下，在ST102，在上述監(jiān)視器4上顯示該缺省值，可進行對其確定或修正的操作。也可設定為從后述的模型圖象求出評價值，由此自動登錄只有規(guī)定電平那么低的值。
另外，在ST103，進行執(zhí)行警告的條件(下稱“警告條件”)的設定。該實施例中，評價值在警告電平以下的狀態(tài)(下稱“不良狀態(tài)”)產(chǎn)生了規(guī)定次數(shù)的情況下進行警告輸出，對每個評價項目登錄不良狀態(tài)的產(chǎn)生次數(shù)。如上所述，其理由是本實施例的二維碼讀出器1中為對應由于刻記裝置的零部件或照明燈6的惡化造成的二維碼隨時間而變化，即便引起偶爾的(限于1次的)變化，最好也不進行警告輸出。
這樣，一旦關于圖象評價的設定結(jié)束，就在ST104，在拍攝區(qū)域拍攝模型的二維碼，用所得到的模型圖象進行提取尋像器圖形的模型的登錄處理。
此后，通過控制臺5進行設定結(jié)束操作等，來結(jié)束控制器2的設定，開始對二維碼的讀取處理(ST105)。然后，經(jīng)過規(guī)定期間，從控制器2輸出警告時，用戶根據(jù)上述監(jiān)視器4的曲線顯示等判斷產(chǎn)生了不完備的零部件，執(zhí)行更新零部件等的維修處理(ST106，107)。
圖11的步驟中，進行了警告輸出的情況下，進行維修處理后返回讀取處理，但如上所述，即便到達了警告電平，并非不能進行讀取處理，所以不必在警告輸出后立刻中止讀取處理。例如，如果在由于處理工序的中斷等停止傳送流水線時進行維修處理，則在實際運行時可不停止傳送流水線，而返回到得到良好圖象的環(huán)境。
圖12表示上述控制器2中對1個二維碼的圖象數(shù)據(jù)的讀取處理的步驟(ST1～17)。
首先，輸入來自上位系統(tǒng)11的讀取開始信號時，驅(qū)動上述攝影機3并拍攝處理對象的二維碼。如上所述，來自攝影機3的圖象從輸入輸出控制器23傳遞到圖象處理器24后，存儲在圖象存儲器26中(ST1～3)。
接著在ST4，圖象處理器24使用模型存儲器25內(nèi)的模型對上述圖象存儲器26中存儲的圖象進行相關檢索，提取尋像器圖形。從圖象處理器24把該相關檢索中得到的相關值和尋像器圖形的提取數(shù)傳送到CPU21，暫時保存在主存儲器22中。
一旦尋像器圖形的提取成功，就進到ST6的解碼處理。圖13表示該解碼處理的具體步驟，首先，檢測出定時圖形后，根據(jù)該檢測結(jié)果提取代碼內(nèi)部的各單元的位置(ST61，62)。然后，對每個單元，將提取位置的濃度值進行2值化等，判別單元是白還是黑，根據(jù)該判別結(jié)果編碼各單元表示的光學信息(ST63)。進而在接下來的ST64，把這些代碼進行糾錯處理并進行解碼(ST64)。然后，在ST65，編輯排列了解碼結(jié)果的最終形式的讀取數(shù)據(jù)。編輯好的讀取數(shù)據(jù)或由上述ST64的處理得到的糾錯率P暫時保存在主存儲器22中。
無故障地進行上述一連串的讀取處理、解碼成功時，圖12的ST7為“是”，進到ST8以后的處理。另一方面，解碼或上述的尋像器圖形提取失敗時，進到ST17，向上位系統(tǒng)11輸出表示解碼失敗的錯誤信號并結(jié)束處理。
解碼成功的情況下，執(zhí)行評價值的計算處理。這里選擇上述圖4的評價項目①②③中的至少1個時，從ST8進到ST9，使用暫時保存在主存儲器22中的數(shù)據(jù)算出評價值。
即，選擇評價項目①時，把上述尋像器圖形的相關檢索中得到的相關值進行百分數(shù)換算，求出評價值R。選擇評價項目②時，使用尋像器圖形的提取數(shù)FN算出評價值FNrat。選擇評價項目③時，使用上述ST64的糾錯處理得到的糾錯率P算出評價值Er。
接著選擇評價項目④～⑦中的至少1個時，ST10為“是”，進到步驟ST11。在ST11，使用圖象處理器24的功能從圖象存儲器26讀出與各個單元對應的圖象數(shù)據(jù)，算出應用于上述運算式(C)(D)(E)(F)(G)中的參數(shù)。使用這些參數(shù)進行運算，算出評價值S，C1，C2，V。
算出與這樣選擇的評價項目對應的評價值時，在ST12，把上述評價值存儲在主存儲器22的評價值存儲區(qū)中，進行與警告電平的比較處理。這里任一評價值滿足上述圖11的ST103設定的警告條件時，ST13為“是”，進到ST14，執(zhí)行警告輸出。不管有無警告輸出，在ST15，都執(zhí)行使用所算出的評價值更新監(jiān)視器4的曲線顯示的處理。在ST16，把上述解碼處理中編輯的讀取數(shù)據(jù)輸出到上位系統(tǒng)11。
這樣，每次進行二維碼的讀取處理，都算出與選擇的評價項目對應的評價值，同時顯示表示該評價值隨時間變化的曲線。另外，對于規(guī)定的評價項目，得到警告電平以下的評價值的狀態(tài)產(chǎn)生了規(guī)定次數(shù)時，執(zhí)行向上位系統(tǒng)11的警告輸出。
根據(jù)上述步驟，即便假設進行警告處理，但二維碼自身的讀取處理仍成功，所以即使輸出讀取數(shù)據(jù)，也不用擔心上位系統(tǒng)11的處理產(chǎn)生故障。警告處理后，在規(guī)定時間進行維修處理來去除不完備，從而即便假設由于刻記裝置的零部件消耗產(chǎn)生了圖象惡化，也不會把刻記裝置繼續(xù)使用到惡化至不能讀取二維碼的狀態(tài)。因此，能夠防止零部件浪費和組裝工序中頻繁產(chǎn)生錯誤，可順利地進行二維碼的讀取處理。
上述實施例中，為算出評價值，用戶可從多個評價項目①～⑦中自由選擇與使用的刻記裝置的種類或照明條件對應的評價項目，所以可對應現(xiàn)場狀況進行檢查。尤其是在選擇多種評價項目的情況下，警告輸出時，明確該警告涉及的評價項目，就可容易推定圖象惡化原因，并快速采取應對措施。
(3)第二實施例接著所示的實施例的裝置構成與上述第一實施例大致相同，但評價值的計算方法和算出后的處理方法不同。因此，省略了對硬件構成和基本讀取處理的說明，僅詳細說明與第一實施例不同的處理。
首先，該實施例中，提取尋像器圖形時，替代上述的相關檢索，執(zhí)行利用圖象上的邊緣點或其濃度梯度方向的處理。
簡單說明該尋像器圖形的提取處理。首先，對處理對象圖象執(zhí)行提取邊緣的微分處理。接著在所提取的各邊緣點中，沿著與其濃度梯度方向(從黑朝向白的方向)正交的方向設定規(guī)定長度的線段。
印章刻記的二維碼中，因為黑單元為點的圖形，所以認為這些點的輪廓線上的各邊緣點上設定的線段近似點的連接線。例如，數(shù)據(jù)矩陣的尋像器圖形中，由于黑單元按L字形狀排列，著眼于表示這些黑單元的點的邊緣上設定的線段的重合程度時，認為沿著上述黑單元的排列方向的重合程度最大。
根據(jù)該原理，該實施例中，按照提取在上述每個邊緣點上設定的線段的重合程度為規(guī)定值以上的圖象區(qū)域、提取其中近似尋像器圖形的形狀的圖象區(qū)域的方法，就可特定尋像器圖形的位置和方向。
接著，該實施例中，每次處理二維碼時，對圖14所示的6種評價項目求出評價值。把這些評價值與圖中的中央欄的警告電平相比，評價值在警告電平以下時，在監(jiān)視器4上顯示右欄的警告時注釋，并向上位系統(tǒng)11輸出同樣的警告信息。
下面順序說明圖14的評價項目及其評價值的計算方法。因為在圖中記載著求出各評價值的公式(a)～(f)，因此本文中省略記述，任一公式都以處理8比特構成的圖象數(shù)據(jù)為前提。
(1)照明該評價項目中，由處理對象圖象中的二維碼的對比度的狀態(tài)表示照明狀態(tài)的合適程度，算出評價值Li。使用由解碼處理時的糾錯最終確定的白單元、黑單元的圖象數(shù)據(jù)算出對比度。(a)式中，w是判別為白單元的每個單元的濃度值中的最小值，b是判別為黑單元的每個單元的濃度值中的最大值。
前面的第一實施例的式(E)中，將用灰度級把白單元和黑單元之間的濃度值標準化的結(jié)果作為對比度的評價值。對于此，本實施例中，前提是圖象上的濃度值最低也表示50左右的值，并設定在假定對比度的變化的范圍中評價值Li在1～100的范圍內(nèi)變化。上述最低濃度值受到CCD的散粒噪聲等的影響。
具體說，如果(w-b)的值為200以上，則對比度視為足夠，另一方面，(w-b)的值為10時，可能無法進行單元的識別。根據(jù)式(a)，w-b＝200時，評價值Li為100，w-b＝10時，評價值Li為l。
在Li的值為6以下時即(w-b)的值為20以下時設定對該評價值Li的警告電平。評價值Li達到該警告電平時，通常顯示出通知照明選擇有誤的注釋。相反，b的值到達最大值“255”時，顯示出通知需要把照明變暗的注釋。
(2)聚焦該評價項目的評價值Fc表示上述攝影機3的聚焦調(diào)整的合適程度。該實施例中，用對定時圖形的圖象處理結(jié)果提取黑單元和白單元之間出現(xiàn)濃度變化的范圍的大小E，設定使用該E值的計算公式(b)。
對把定時圖形的圖象一次微分的結(jié)果進行二次微分來得到上述(b)式的E。該實施例中，識別定時圖形的單元的排列狀態(tài)時進行一次微分，將其結(jié)果保存在主存儲器22內(nèi)，從而算出評值Fc時可從二次微分處理開始。
圖15表示3個定時圖形的排列方向的濃度變化因聚焦調(diào)整狀態(tài)而不同的例子。這些例子中，把橫切白、黑、白各單元的方向的濃度變化與一次微分、二次微分的各結(jié)果一起顯示出來。濃度變化將從白向黑的變化對應于下方向(-方向)、將從黑向白的變化對應于上方向(+方向)。
圖15(1)是聚焦調(diào)整最佳的情況。進行最佳的調(diào)整時，一次微分提取的變化幾乎不具有寬度，接受該一次微分的二次微分的+方向的彎曲點和-方向的彎曲點在單元的排列方向上幾乎出現(xiàn)在相同位置。與此相反，聚焦的調(diào)整狀態(tài)惡化時，如(2)(3)所示，單元之間的濃度變化的寬度增大，二次微分的+、-的各彎曲點的間隔也隨之增大。
該實施例中，對應上述二次微分的+、-的各彎曲點之間的間隔的像素數(shù)為E。(b)式中的C是表示單元之間的間距的像素數(shù)(該實施例中，該C叫作“單元大小”)。單元大小C相當于用代碼大小S(與圖象上的二維碼的1邊對應的像素數(shù))除以符號大小M(與二維碼的1邊對應的單元數(shù))的值(S/M)。在提取尋像器圖形時，為識別以后的單元，測量代碼大小S，將其保存在主存儲器22中。符號大小M根據(jù)處理對象的二維碼的規(guī)格預先由用戶輸入，登錄在主存儲器22中。
根據(jù)式(b)，E＝2時評價值Fc為“100”。E＝2認為是相鄰的黑單元和白單元雙方僅最外側(cè)的一個像素產(chǎn)生濃度變化的情況。另一方面，在該實施例中，將E＝C時當作最差的聚焦狀態(tài)，此時的評價值Fc為1。將比該最差的狀態(tài)小1個像素的情況即E＝C-1時的評價值Fc取為警告電平，顯示通知聚焦調(diào)整不合適的注釋。
(3)刻記該評價項目的評價值Mk表示單元的識別處理的精度。該實施例中，對于定時圖形內(nèi)側(cè)的信息顯示區(qū)域、尋像器圖形和定時圖形，分別用式(c1)、式(c2)和式(c3)求出評價值，將其中最小值用作評價值Mk。
首先，式(c1)是對信息顯示區(qū)域的評價值的計算公式。該式(c1)中，CD是進行過糾錯的單元數(shù)，CD max是可糾錯的單元數(shù)。該CD max相當于在可糾錯的碼字數(shù)Cwmax上乘以構成1個碼字的單元數(shù)(例如8單元)的值(Cwmax×8)。
式(c2)是對尋像器圖形的評價值的計算公式。該式(c2)中的CF是在尋像器圖形的提取處理中未能作為對應于尋像器圖形的單元識別的單元數(shù)。CFmax相當于容許該單元的誤識別的數(shù)。
式(c3)是對定時圖形的評價值的計算公式。該式(c3)中的CT是在定時圖形的單元的識別處理中弄錯了黑白判別的單元數(shù)。CTmax相當于容許該單元的誤識別的數(shù)。
根據(jù)上述(c1)(c2)(c3)各式，CD、CF、CT都為0時，即二維碼內(nèi)的所有單元都能正確識別的情況下，評價值Mk為100。誤識別的單元越增加，評價值Mk越減小，到達CD、CF、CT中的某一個對應的最大值CDmax、CFmax、CTmax時，評價值Mk為0。
關于該刻記狀態(tài)，把達到比上述誤識別數(shù)CD、CF、CT對應的最大值僅小1時的評價值設為警告電平。并且，用作上述評價值Mk的評價值達到警告電平以下時，顯示出通知有不能識別的單元的注釋。
上述評價值Mk不限于二維碼的信息顯示區(qū)域，就二維碼整體而言，上述評價值Mk表示以單元為單位的誤識別的程度。因此，可以認為把處理圖象中的二維碼的質(zhì)量高精度地反映了出來。
(4)大小該評價項目的評價值Cs表示二維碼的大小對攝影機的視野的合適程度，用表示黑單元的點的大小和單元大小來計算。
前面的第一實施例中，考慮單元大?。近c大小，但該實施例中，也包含二者不同的情況。具體說，如圖16(1)所示，取單元大小為C，把點的寬度D設為點大小。如圖16(2)所示，點大小隨點的刻記狀態(tài)而變化。如說明式(b)時所述的那樣，單元大小C相當于代碼大小S除以符號大小M的值(S/M)，無論點大小如何，都為一定值。
圖16中，雖然表示出1個單元中刻記1個點的情況，但有時1個單元中可刻記多個點。這種情況下，這多個點構成的集合體的大小相當于點大小D。
該實施例中，關于點大小D和單元大小C，分別求出評價值，其中小的一方特定為大小的評價值Cs。
首先說明點大小D的評價值。該實施例中，為判別各個單元的黑白狀態(tài)，最低也必須把點大小D對應4像素大小。該點大小D的最小值隨CCD的分辨能力而變。
另外，為穩(wěn)定地識別各單元，考慮有必要把點大小D設為7個像素以上。但是，點過大時，恐怕會導致上述的單元龐大。增大構成點的像素數(shù)來使點內(nèi)的濃度偏差增大時，恐怕會產(chǎn)生黑白狀態(tài)的誤判。鑒于這一點，該實施例中，將點大小D的合適范圍定在7個像素到10個像素之間，將7＜D≤10時的評價值設為“100”。另一方面，在D≤7時，用式(d1)計算評價值，按照該式(d1)，D＝7時的評價值也設為“100”。以下，隨著D的值減小，評價值變小，識別所必須的最低限度的值(D＝4)時，評價值為1。
接著將單元大小C和符號大小M代入式(d2)計算出單元大小的評價值。
該式(d2)中，假定二維碼相對視野傾斜45度的狀態(tài)，設定二維碼的對角線的長度與視野的一邊相等時的評價值為“1”。為處理圖象中的二維碼，必須在周圍確保至少有1個單元的余量，因此，式(d2)中，代碼一邊的長度也包含兩端的余量，而設定為(C×(M+2))。因此，二維碼的對角線的長度為上述一邊的長度乘以2的平方根的大小(C×(M+2)×1.4)。
攝影機3的視野具有x軸方向512像素、y軸方向484像素的大小。這種情況下，上述二維碼的對角線長度超過y軸方向的像素數(shù)時，二維碼可能從視野中擠出，因此，式(d2)中，C＝345/(M+2)時，評價值為“1”。式(d2)中，對應點大小D的最佳數(shù)值范圍，C＝10時的評價值為“100”。
因此，對上述點大小D的評價值為判斷處理對象中的各點是否確保對應分辨能力的大小的指標。對單元大小C的評價值是判斷二維碼是否不從視野中擠出的指標。
該實施例中，點大小D降低到4時(即Cs＝1時)，或單元大小C達到345/(M+3)時，取為警告電平。點大小D為4以下時，由于圖象中的點不能確?？勺R別的大小，因此作為警告時注釋，顯示報告必須減小視野(即降低攝影機的位置)的信息。另一方面，單元大小C達到345/(M+3)以上的情況下，圖象中的二維碼接近從視野擠出的狀態(tài)，因此顯示報告必須增大視野(即升高攝影機的位置)的信息。
(5)位置該評價項目的評價值Lo表示二維碼對攝影機3的視野的位置的合適程度。該實施例中，如圖17所示，用處理圖象中的二維碼的4個頂點a，b，c，d的坐標求出從各頂點到視野端的距離L1，L2，L3，L4。并且，將這些距離中的最小值設為L，把該L代入式(e)算出評價值Lo。
該實施例中，如果上述L值達到視野的1/3以上的大小，就認為二維碼位于視野的中央附近，按L＝161(像素)時評價值Lo為“100”來設定式(e)。上述的161像素近似上述的y軸方向的像素數(shù)484除以3的值。
該實施例中，如果形成上述的1個單元的余量，考慮不能讀取二維碼，上述距離L為1個單元的大小C(＝S/M)時，評價值Lo為“1”。
警告電平對應于距離L為3C時的評價值Lo。評價值Lo在該警告電平以下時，作為警告時注釋，顯示通知必須將二維碼設定在視野中央的信息。
(6)背景該評價項目的評價值Bg表示二維碼背景的合適程度。把尋像器圖形的提取處理時的提取數(shù)FN代入式(f)算出該評價值Bg。與上述第一實施例的(A)式同樣，式(f)中，F(xiàn)Nmax設定為在規(guī)定的限制時間內(nèi)可執(zhí)行的解碼次數(shù)的上限值。FNmin被設定為大于0而小于FNmax根據(jù)式(f)，F(xiàn)N＝FNmax時，評價值Bg為最小值“10”。式(f)中，F(xiàn)N＝FNmin時，評價值Bg為“100”，但FN的值小于FNmin時最好也把評價值Bg的值原樣維持在“100”。FN大于FNmax時，為解碼失敗。
關于該評價項目，僅表示出評價值Bg，不設定警告電平和警告時注釋。這是因為即便假設FN＝FNmax，解碼本身也是可行的。該實施例中，在向有凹凸或花紋的對象物體上附加二維碼的情況下，主要是為了把握背景狀態(tài)的離散或?qū)ψx取產(chǎn)生的影響而求出評價值Bg。其中，如第一實施例中所述，由于刻記裝置的零部件惡化等在二維碼的寫入位置以外形成噪聲，該噪聲的產(chǎn)生量的變化成為問題的情況下，例如也可以把FN對FNmax的差達到規(guī)定值時的Bg的值設定為警告電平。
與上述第一實施例中的各評價值一樣，也可以認為上述(1)～(6)的評價值反映了處理圖象中的二維碼在讀取處理中達到怎樣的合適程度。該第二實施例中，與第一實施例同樣，執(zhí)行從二維碼的拍攝到解碼的一連串的處理，解碼成功時，對上述的6種的評價項目分別算出評價值。
另外，該實施例中，對于向監(jiān)視器4的顯示，對應用戶的選擇可提示兩種顯示畫面。一種畫面是將各評價值的當前值和處理對象圖象或光學信息的解碼結(jié)果一起顯示的畫面。
圖18(1)表示上述評價值的當前值的顯示畫面的一例(下面將該畫面稱為“A畫面”)。圖中的30是處理對象的二維碼的圖象，31是從該圖象中的二維碼得到的讀取數(shù)據(jù)的顯示區(qū)域。各評價值作為具體數(shù)值顯示在該圖中的區(qū)域32內(nèi)，此外，還作為讀出流程顯示。表示誤識別的單元的位置的指針34顯示在處理對象圖象中的二維碼中。
另外，規(guī)定的評價值到達警告電平的情況下，如圖所示，顯示出警告標志35。與警告標志35相鄰的顯示對應于到達上述警告電平的評價值的警告時注釋(上述圖14所示)。
另一種顯示畫面是顯示評價值隨時間變化的畫面，圖18(2)中表示該例子(下面將該畫面稱為“B”畫面)。該B畫面中，顯示出規(guī)定的評價項目(圖示的例子中為照明)的評價值隨時間變化的曲線37。該B畫面中，還表示之前處理的二維碼的圖象30(這里僅用點劃線表示出其輪廓)和讀取數(shù)據(jù)的顯示區(qū)域31，此外，設定通常的處理次數(shù)或讀取成功的次數(shù)等的履歷數(shù)據(jù)的顯示區(qū)域36。
該實施例中，對照明、聚焦、刻記、位置等4個項目顯示評價值隨時間的變化。顯示的項目可由用戶的選擇操作適當變更。圖中的警告標志35與A的畫面的情況相同，對評價值的當前值進行顯示，除上述的4個項目外，對大小或背景的評價值也可成為顯示的對象。
該實施例中，每當算出評價值時，算出包含其最新的評價值的過去規(guī)定次數(shù)的評價值的平均值(所謂的移動平均值)。上述B畫面上顯示的曲線表示該平均值的變化，橫軸的“0”表示當前時刻。該實施例中，使用該平均值進行評價值的離散程度的評價處理或從評價值隨時間變化進行預測二維碼的變化傾向的處理。判斷為上述離散程度過大或預測為處于不能讀取二維碼的狀態(tài)的情況下，顯示或輸出明示了成為判斷對象的評價項目的警告信息。
評價值的離散程度的評價通過對過去規(guī)定次數(shù)的平均值Xn求出標準偏差σ并檢查(X0-3σ)的值來進行(X0是當前時刻得到的最新平均值)。該實施例中，X0-3σ≤0時，輸出規(guī)定的警告信息。
根據(jù)統(tǒng)計理論，構成母集合的高達99.7％的取樣包含在(X0±3σ)的范圍內(nèi)。因此，如果不輸出上述警告信息，用戶可判斷任一評價值都是穩(wěn)定狀態(tài)，可無故障地讀取二維碼。
接著，預測二維碼的變化傾向的處理中，例如，如圖19所示，提取從目前往前14次得到的平均值X1和由該平均值X1再向前1000次得到的平均值X2，由時間軸和平均值Xn的軸畫出曲線。并且，如下面的式(1)那樣，用這2點設定表示平均值Xn的變化的直線。
Xn=(X2-X1)1000×n+X2+7500(X2-X1)......(1)]]>這里取解碼失敗時的評價值為0，假定從當前時刻到進行了5000次的處理時為不能解碼。根據(jù)該假定，把上述式(1)的n取為5000，假定此時的Xn為0以下，那么，X1，X2的關系為下面的式(2)。
因此，X1，X2之間(2)式成立時，可判斷為不能讀取5000次后成為處理對象的二維碼。該實施例中，每次對二維碼進行處理時，對于每個項目的評價值，分別提取14次之前和1014次之前的評價值X1，X2，檢查它們之間上述(2)式的關系是否成立。并且，對任一項目，(2)式的關系成立時，把明示該項目的警告信息顯示在監(jiān)視器4上或輸出到上位系統(tǒng)11。
圖20表示該第二實施例的讀取處理的步驟。該讀取處理開始之前，用戶執(zhí)行選擇在監(jiān)視器4上顯示上述A畫面、B畫面之一的操作。另外，顯示B畫面的情況下，除進行選擇顯示對象的評價項目的處理外，選擇執(zhí)行上述的離散的評價或預測二維碼的變化傾向的處理之一。
圖20中，ST1～7的流程與上述第一實施例的圖12所示的相同。解碼失敗時進行錯誤輸出的步驟(該實施例中為ST20)也同樣。
上述處理中，解碼成功時，ST7為“是”，進到ST8，算出上述6種評價值。
接下來，在ST9，檢查上述顯示畫面的選擇。這里，在選擇顯示評價值的當前值的A畫面的情況下，進到ST10，與處理對象圖象或讀取數(shù)據(jù)一起顯示6種評價值。另外，這些評價值中有到達警告電平的評價值的情況下，ST11為“是”，進到ST12，顯示上述的警告標志35和警告時注釋。也向上述上位系統(tǒng)11輸出與警告時注釋一樣內(nèi)容的信息。
此后，在ST13，把所算出的各評價值中的Li，F(xiàn)c，Mk，Lo等4種評價值保存在主存儲器22中，結(jié)束讀取處理。在無到達警告電平的評價值的情況下，跳過ST12進到ST13。
接著，在選擇表示評價值隨時間變化的B畫面的情況下，從ST9進到ST14。在該ST14，對于選擇的評價項目，從主存儲器22讀出包含之前得到的評價值的過去規(guī)定次數(shù)的評價值，算出平均值X0。
之后，在ST15，將包含該平均值X0的過去規(guī)定次數(shù)的平均值從主存儲器22讀出來，顯示包含表示其隨時間變化的曲線的B畫面。在接下來的ST16，對應用戶的選擇，執(zhí)行評價評價值的離散的處理或預測二維碼的變化傾向的處理之一。該ST16的處理對象可以僅是選擇為B畫面的顯示對象的評價值，但不限于此，也可以處理可在B畫面顯示的所有4種評價值Li，F(xiàn)c，Mk，Lo。
在接下來的ST17，檢查ST16的處理結(jié)果是否達到了應警告的電平。如果該判定為“是”，進到ST18，在監(jiān)視器4上顯示規(guī)定的警告信息。另外，也可向上位系統(tǒng)11顯示同樣內(nèi)容的警告信息。
之后，在ST19，將上述ST8得到的評價值或ST14得到的平均值保存在主存儲器22中，結(jié)束讀取處理。在ST17中，處理結(jié)果未到達警告電平的情況下，跳過ST18進到ST19。
由于ST8以下的步驟僅在解碼成功時進行，所以即使假設進行ST12或ST18的警告顯示·輸出，也不必立刻中止對后續(xù)的二維碼的讀取處理。但是，在去除了使二維碼質(zhì)量降低的原因之前，每次執(zhí)行圖20的讀取處理時都要進行相同的警告顯示和輸出。
按照上述圖14的設定，對于照明、聚焦、刻記、位置的4種項目，在評價值Li，F(xiàn)c，Mk，Lo到達警告電平的情況下，顯示表示具體的應對方法的警告時注釋。因此，即使一般用戶也能容易采取正確對策，可提高二維碼的質(zhì)量。
按照這樣的設定，變更二維碼讀出器1的初始設定或讀取對象的二維碼7或零部件9的種類的情況下，試驗性地執(zhí)行圖20的讀取處理就能夠向用戶提示照明、聚焦、視野、二維碼的位置等的調(diào)整的不完備。因此，用戶可快速修正調(diào)整的不完備而設定適合于二維碼讀取的環(huán)境。如果選擇評價評價值的離散程度的處理，用戶就可判斷按何種程度的穩(wěn)定性進行二維碼的讀取。
此外，正式使用二維碼讀出器1時，每次解碼成功都要算出各種評價值并與警告電平比較，所以可快速檢測出二維碼的狀態(tài)朝向難以讀取的方向變化，并通知用戶。用戶通過選擇預測二維碼的變化傾向的處理就可判斷在經(jīng)過規(guī)定次數(shù)的讀取處理的時刻可否進行讀取。
按照本發(fā)明，反復執(zhí)行光學信息碼的讀取處理期間，每個時刻的圖象中的光學信息碼的質(zhì)量朝向不可解碼的方向變化的情況下，可向用戶通知該變化，因此光學信息碼的質(zhì)量降低到不能解碼的狀態(tài)之前，就可去除引起降低的原因。因此，即使在連續(xù)讀取光學信息碼的情況下，也可穩(wěn)定進行讀取處理，在解碼中不會發(fā)生故障。即便光學信息碼的質(zhì)量朝降低的方向變化，在不能解碼之前也可檢測出該變化，因此不必立刻停止讀取處理，可提高讀取處理的方便性。
權利要求
1.一種光學信息碼的讀取方法，順序執(zhí)行以下步驟拍攝可視覺識別的符號構成的光學信息碼；對由上述拍攝取得的圖象實施規(guī)定的圖象處理，并提取上述圖象中的上述光學信息碼；對由上述圖象處理提取的光學信息碼執(zhí)行與上述提取時不同的圖象處理，并根據(jù)該圖象處理結(jié)果對上述光學信息碼表示的光學信息進行解碼；上述光學信息解碼成功時，根據(jù)直到該解碼所執(zhí)行的處理為止的結(jié)果，對上述圖象中的光學信息碼得到規(guī)定的評價值；存儲該評價值；輸出用上述評價值和過去存儲的多個評價值表示評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學信息碼的讀取方法，在輸出表示上述評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)的步驟中，將上述數(shù)據(jù)與規(guī)定的警告電平對比并顯示出來。
3.一種光學信息碼的讀取方法，順序執(zhí)行以下步驟拍攝可視覺識別的符號構成的光學信息碼；對由上述拍攝取得的圖象實施規(guī)定的圖象處理，并提取上述圖象中的上述光學信息碼；對由上述圖象處理提取的光學信息碼執(zhí)行與上述提取時不同的圖象處理，并根據(jù)該圖象處理結(jié)果對上述光學信息碼表示的光學信息進行解碼；上述光學信息解碼成功時，根據(jù)直到該解碼執(zhí)行的處理為止的結(jié)果，對上述圖象中的光學信息碼得到規(guī)定的評價值；將該評價值與規(guī)定的警告電平進行比較；以上述評價值達到上述警告電平為條件，執(zhí)行規(guī)定形式的警告處理。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的光學信息碼的讀取方法，其特征在于提取上述光學信息碼的步驟包含如下步驟一面在由上述拍攝得到的圖象中掃描該光學信息碼中包含的特定圖形的模型一面進行相關運算；把由上述相關運算得到的相關值達到規(guī)定的閾值以上的位置特定為上述光學信息碼的提取位置；在得到上述評價值的步驟中，把在特定為上述碼的提取位置的位置處得到的相關值識別為上述評價值。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的光學信息碼的讀取方法，其特征在于在提取上述光學信息碼的步驟中，執(zhí)行從由上述拍攝得到的圖象提取上述光學信息碼中包含的特定圖形的處理；在得到上述評價值的步驟中，使用提取上述光學信息碼的步驟中的特定圖形的提取數(shù)算出上述評價值。
6.根據(jù)權利要求1或3所述的光學信息碼的讀取方法，其特征在于在對上述光學信息碼進行解碼的步驟中包含分別識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域的步驟；在得到上述評價值的步驟中，使用上述小區(qū)域的識別結(jié)果和包含上述光學信息碼的圖象區(qū)域內(nèi)的圖象數(shù)據(jù)算出拍攝光學信息碼時的聚焦調(diào)整、光學信息碼的對比度、小區(qū)域的大小、小區(qū)域內(nèi)的濃度分布、代碼位置中的至少一種評價值。
7.根據(jù)權利要求1或3所述的光學信息碼的讀取方法，其特征在于在對上述光學信息碼進行解碼的步驟中包含分別識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域的步驟；在得到上述評價值的步驟中，算出表示上述小區(qū)域的識別處理中的錯誤程度的評價值。
8.根據(jù)權利要求1或3所述的光學信息碼的讀取方法，其特征在于使用在拍攝上述光學信息碼的步驟、提取上述光學信息的步驟、對上述光學信息進行解碼的步驟的各步驟的處理執(zhí)行多個循環(huán)期間存儲的評價值，來預測把上述3個步驟的處理再執(zhí)行規(guī)定循環(huán)后可否進行解碼，并預測為不能解碼時，進行規(guī)定形式的警告處理。
9.一種光學信息碼讀取裝置，包括取得包含可視覺識別的符號構成的光學信息碼的圖象的圖象取得裝置；對上述取得的圖象執(zhí)行提取上述光學信息碼的圖象處理的圖象處理裝置；對由上述圖象處理裝置提取的光學信息碼執(zhí)行與上述提取時不同的圖象處理并根據(jù)該圖象處理結(jié)果對上述光學信息碼表示的光學信息進行解碼的解碼處理裝置；上述解碼處理裝置對光學信息的解碼成功時，根據(jù)上述圖象處理裝置和上述解碼處理裝置中至少之一執(zhí)行的處理的結(jié)果對上述取得的圖象中的光學信息碼得到規(guī)定的評價值的評價值取得裝置；保持上述評價值取得裝置取得的評價值的存儲裝置；使用上述存儲裝置中保持的多個評價值，作成并輸出表示評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)的隨時變化輸出裝置。
10.根據(jù)權利要求9所述的光學信息碼讀取裝置，其特征在于上述隨時變化輸出裝置包含將表示上述評價值隨時間變化的數(shù)據(jù)與規(guī)定的警告電平一起顯示的裝置。
11.一種光學信息碼讀取裝置，包括取得包含可視覺識別的符號構成的光學信息碼的圖象的圖象取得裝置；對上述取得的圖象執(zhí)行提取上述光學信息碼的圖象處理的圖象處理裝置；對由上述圖象處理裝置提取的光學信息碼執(zhí)行與上述提取時不同的圖象處理并根據(jù)該圖象處理結(jié)果對上述光學信息碼表示的光學信息進行解碼的解碼處理裝置；上述解碼處理裝置對光學信息的解碼成功時，根據(jù)上述圖象處理裝置和上述解碼處理裝置中至少之一執(zhí)行的處理的結(jié)果對上述取得的圖象中的光學信息碼得到規(guī)定的評價值的評價值取得裝置；判別上述評價值取得裝置取得的評價值是否達到規(guī)定的警告電平的判別裝置；在由上述判別裝置判斷為上述評價值達到上述警告電平時，輸出規(guī)定的警告信息的警告輸出裝置。
12.根據(jù)權利要求9或11所述的光學信息碼讀取裝置，其特征在于上述圖象處理裝置包含一面在上述圖象取得裝置取得的圖象中掃描上述光學信息碼中包含的特定的圖形的模型一面進行相關運算的裝置和把由上述相關運算得到的相關值在規(guī)定的閾值以上的位置特定為上述光學信息碼的提取位置的裝置；上述評價值取得裝置把在特定為上述光學信息碼的提取位置的位置處得到的相關值保持到上述解碼處理裝置的處理結(jié)束，上述解碼處理裝置對光學信息的解碼成功時將上述保持的相關值識別為上述評價值。
13.根據(jù)權利要求9或11所述的光學信息碼讀取裝置，其特征在于上述圖象處理裝置執(zhí)行從上述圖象取得裝置取得的圖象提取上述光學信息碼中包含的特定圖形的圖象處理；上述評價值取得裝置使用上述特定圖形的提取數(shù)算出上述評價值。
14.根據(jù)權利要求9或11所述的光學信息碼讀取裝置，其特征在于上述解碼處理裝置包含分別識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域的裝置；上述評價值取得裝置使用上述小區(qū)域的識別結(jié)果和包含上述光學信息碼的圖象區(qū)域內(nèi)的圖象數(shù)據(jù)算出拍攝光學信息碼時的聚焦調(diào)整、光學信息碼的對比度、小區(qū)域的大小、小區(qū)域內(nèi)的濃度分布、碼的位置中的至少一種評價值。
15.根據(jù)權利要求9或11所述的光學信息碼讀取裝置，其特征在于上述解碼處理裝置包含分別識別表示光學信息的最小單位的小區(qū)域的裝置；上述評價值取得裝置算出上述小區(qū)域的識別處理的錯誤程度。
16.根據(jù)權利要求9或11所述的光學信息碼讀取裝置，具有使用上述評價值取得裝置中保持的多個評價值預測使上述圖象取得裝置、圖象處理裝置、解碼處理裝置的各裝置的處理執(zhí)行規(guī)定循環(huán)后可否進行光學信息的解碼的預測裝置；在上述預測裝置預測為不能讀取上述信息時輸出規(guī)定形式的警告信息的警告信息輸出裝置。
全文摘要
在反復進行常規(guī)的讀取處理期間，能夠判斷每個時刻的圖象中的光學信息碼的性質(zhì)是否未向不可解碼的方向變化?？刂破?2)反復執(zhí)行使攝影機(3)拍攝二維碼(7)的處理和對所得到的圖象上的二維碼的光學信息進行解碼的處理。該讀取處理中，解碼成功時，控制器(2)使用解碼處理過程進行處理的結(jié)果或二維碼的圖象數(shù)據(jù)算出處理對象的二維碼的評價值，同時執(zhí)行顯示表示該評價值隨時間變化的曲線的處理?？刂破?2)進一步把評價值與規(guī)定的警告電平相比較，對應于產(chǎn)生規(guī)定次數(shù)的評價值在警告電平以下的狀態(tài)，輸出警告信號。
文檔編號G06K7/10GK1479246SQ0314943
公開日2004年3月3日 申請日期2003年6月17日 優(yōu)先權日2002年6月18日
發(fā)明者中島克起, 坂頂幸治, 村田卓也, 也, 治 申請人:歐姆龍株式會社