(57)【要約】【課題】レリーフ状の二次元記号のような記号を撮像してデコードするための方法および装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様では、少なくとも１つの識別可能なエッジを含みかつエンコードされた情報を表すレリーフパターンに基づいて記号画像を判別することができる。一般に、レリーフパターンのエッジを判別し、判別されたエッジのエッジ解析を実行することにより判別されたエッジの有効性を検証することで、記号画像を判別することができる。レリーフパターンにエンコードされた情報を少なくとも部分的に表す記号画像のデータセルは、記号画像をデコードしてレリーフパターンにエンコードされた情報を提供できるように、判別することができる。
2005533303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの識別可能なエッジを備えたデータセルを有しかつエンコードされた情報を表すレリーフパターンに基づいて記号の特徴を判別するための方法であって、
前記レリーフパターンの識別可能なエッジの存在を判別し、前記識別可能なエッジを含むエッジ画像を表す情報を編成するステップと、
少なくとも１つの前記識別可能なエッジのエッジ解析を実施して、前記エッジ画像の有効性を検証するステップと、
前記記号をデコードして前記記号のレリーフパターンにエンコードされた情報を提供できるように、前記エッジ画像から前記記号のデータセルを判別するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レリーフパターンの識別可能なエッジの存在を判別するステップは、撮像デバイスで前記記号の前記レリーフパターンを撮像することを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レリーフパターンを撮像することは、前記レリーフパターン上に斜めに光を投射することを含んでいる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記レリーフパターンを撮像することは、さらに、認識可能なエッジの存在を判別するために反射光のコントラストを利用することを含んでいる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記有効性を検証するステップは、複数の識別可能なエッジの交差部分に、前記識別可能なエッジの有効性を示す記号値を割り当てることを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記記号値は、数値を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の識別可能なエッジの交差部分に割り当てられる前記識別可能なエッジの有効性を示す数値は、前記複数の識別可能なエッジの交差部分を形成する前記識別可能なエッジの数に基づいていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記有効性を検証するステップは、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含んでいる第１の識別可能なエッジの交差部分に割り当てられた数値に基づいて、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記有効性を検証するステップは、さらに、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含んでいる第２の識別可能なエッジの交差部分に割り当てられた数値に基づいて、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記有効性を検証するステップは、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含んでいる第１の複数の識別可能なエッジの交差部分から延びる前記識別可能なエッジの数を判別することによって、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記有効性を検証するステップは、さらに、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含みかつ前記第１の複数の識別可能なエッジの交差部分に隣接する、第２の複数の識別可能なエッジの交差部分から延びる前記識別可能なエッジの数を判別することによって、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記データセルを判別するステップは、前記記号がデコードできるように少なくとも１つのデータセルに２進値を割り当てることを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記割り当てられる２進値は、０または１を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記割り当てられる２進値は、黒または白を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記割り当てられる２進値は、オンまたはオフを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記データセルを判別するステップは、前記エッジ画像を第１の方向に走査して少なくとも１つのデータセルに２進値を割り当てることを含んでいる請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の方向は、前記エッジ画像の行を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記行は、左から右の方向に走査されて少なくとも１つのデータセルに２進値が割り当てられ、また、前記行は、右から左の方向にも走査されて少なくとも１つのデータセルに２進値が割り当てられることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記データセルを判別するステップは、さらに、前記エッジ画像を第２の方向に走査して、前記第１の方向への走査による少なくとも１つのデータセルに２進値を割り当てることを含んでいる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の方向は、前記エッジ画像の列を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記列は、上から下の方向に走査されて少なくとも１つのデータセルに２進値が割り当てられ、また、前記列は、下から上の方向にも走査されて少なくとも１つのデータセルに２進値が割り当てられることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのデータセルに割り当てられた複数の２進値を解析して、前記少なくとも１つのデータセルに対する１つの２進値が決定されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記記号にエンコードされた情報を提供するために、前記割り当てられた２進値に基づいて前記エッジ画像をデコードするステップをさらに含んでいる請求項１２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの識別可能なエッジを有しかつエンコードされた情報を表すレリーフパターンに基づいて記号の特徴を読み取るための装置であって、
反射光のパターンを検知し、前記レリーフパターンからの反射光に基づいてエッジ画像を生成する手段と、
前記記号をデコードして前記レリーフパターンにエンコードされた情報が提供できるように、前記エッジ画像の前記識別可能なエッジの有効性を検証し、かつ、前記レリーフパターンに基づいて前記記号のデータセルを判別する手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２５】
少なくとも１つの前記識別可能なエッジが読み取り可能となるように、前記レリーフパターンを少なくとも部分的に照明することができる光源をシステムの一部に含むことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記反射光のパターンを検知して前記エッジ画像を生成する手段は、読取装置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記読取装置は、前記レリーフパターンからの前記反射光の少なくとも一部を検知することができる少なくとも１つのセンサを含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記読取装置は、さらに、命令セットおよびデコードされる画像を記憶するための記憶手段を含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記読取装置は、さらに、前記エッジ画像を解析するデコードアルゴリズムを制御するための中央処理装置を含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記読取装置は、さらに、前記検知された反射光のパターンを複数の電気信号に変換するための撮像デバイスを含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記撮像デバイスは、電荷結合素子を含むことを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３２】
前記撮像デバイスは、ＣＭＯＳ撮像デバイスを含むことを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコードされた情報を読み取りかつデコードするための方法および装置に関する。特に、本発明は、レリーフ状の二次元記号から生成された信号を読み取りかつデコードするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、対象物を識別するため、または、対象物に関連するデータを得るために、光学的イメージングシステムを使用して、対象物上に印刷されたデータ記号を判読することが行われる。バーコード記号は、一般的な一次元形式の記号体系であり、典型的には、様々な幅の間隔によって分離された様々な幅の縦線のパターンから構成される。バー要素およびスペース要素は異なる光反射特性を有するため、読取装置は、記号からの反射光を解析することにより、記号を電気信号に変換することができる。次いで、電気信号を解析してデコードし、対象物についての特定の情報を含む、記号の英数字での表現を得ることができる。この種のバーコードは、現在、在庫管理、ＰＯＳ情報の識別、または物流追跡システム等の様々な用途で使用されている。
【０００３】
従来の一次元記号体系は、相当に小さなデータを表すために比較的大きなスペースを要するため、いわゆる二次元バーコード記号体系が開発された。二次元記号体系は、ほぼ長方形または正方形の均一なスペースを占めるマトリックスから構成することができる。バーとスペースの代りに、マトリックスの特定の行および列に配置された円形または正方形のマークが、表されるデータに対応する。その結果、二次元マトリックス型の記号体系では、従来の一次元バーコードと比較して、所定のスペース内により多量のデータを保持することができる。
【０００４】
多くのバーコード記号は、対象物や箱等に貼着されるラベル上に印刷される。その代りに、バーコードを、レリーフとして組み込むかまたは対象物の表面に形成することができる。これは、スタンプ、彫刻、エッチング、ミリング、モールド、または他の周知の方法によって実施することができる。記号は、表面から浮き出るものであっても、または、表面から沈み込むものであってもよい。このようなレリーフ状の記号は、耐久性に優れ、安価であり、通常のバーコードラベルにはない利点を有するものである。しかしながら、このようなレリーフ状の記号は、通常、記号の凸部と凹部との間のコントラストが低いため、現在使用可能な非接触方式の走査技術では、読み取りが困難である。例えば、レーザースキャナーを使用してレリーフ状の記号を走査すると、記号の凸領域と凹領域の両方が走査ビームをほぼ同等に反射するため、凸領域と凹領域とを区別することは非常に難しい。
【０００５】
二次元記号体系の一例として、フラットパネルディスプレイのようなマイクロエレクトロニクスデバイスの製造において使用される二次元記号がある。典型的には、この記号は、適切なインクを使用して印刷するかまたは他の適切な方法によって、通常はガラスであるディスプレイ基板上に直接形成される。あるいは、レーザーエッチングまたは他の適切な高精度レリーフ形成工程によって、基板上に直接形成することもできる。二次元記号体系では、多量のデータを比較的小さなスペース内に圧縮することができるため、この記号に、シリアル番号、ロット番号、バッチ番号、モデル番号、および顧客コードのような情報を含む、基板に固有の識別コードを保存することができる。したがって、この記号を使用することによって、製造工程または試験工程を自動化することができ、また、部品の盗難や偽造を防止することもできる。
【０００６】
一般に、通常の基板上に形成されるこのような記号は、公知の装置を使用して読み取ることができる。しかし、例えば液晶ディスプレイのような特定のフラットパネルディスプレイの製造における初期的な工程では、クロム等の高反射性の金属からなる薄膜コーティングによって、記号を含む基板全体を覆う必要がある。このような金属コーティングは、通常、形状適合性がありかつ非常に薄いため、基板上に形成された記号のレリーフ構造が薄膜内で保持されて、埋め込まれたレリーフ記号を形成する。このような埋め込まれたレリーフ記号の顕著な欠点は、反射光のコントラストが殆どあるいは全く存在せず、その結果、撮像が非常に困難になることである。記号のキャラクタが金属薄膜下に埋められているため、記号を撮像するためにキャラクタと基板との間の色の違いを利用することはできない。この問題を悪化させる要因として、金属薄膜は、鏡面仕上げされた表面を有しており、それによって記号のキャラクタがさらに不明瞭なものとなる。
【特許文献１】米国特許第５，６１２，５２４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９２４，０７８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、レリーフ状の二次元記号のような特定の記号の撮像およびデコードのための方法および装置を提供することによって、先行技術の欠点を克服するものである。特に、本発明は、記号内の任意の数のデータセルの１つ以上のエッジが少なくとも部分的に識別可能である場合に、その記号を読み取りかつデコードするための装置および方法を提供するものである。また、本発明に従った方法および装置は、記号のデコードにおいて、そのようなエッジの有効性を判別するエッジ解析を実行するために有利に使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様では、少なくとも１つの識別可能なエッジを含みかつエンコードされた情報を表すレリーフパターンに基づいて記号画像を判別することができる。一般に、レリーフパターンのエッジを判別し、判別されたエッジのエッジ解析を実行することにより判別されたエッジの有効性を検証することで、記号画像を判別することができる。レリーフパターンにエンコードされた情報を少なくとも部分的に表す記号画像のデータセルは、記号画像をデコードしてレリーフパターンにエンコードされた情報を提供できるように、判別することができる。
【０００９】
本発明の別の態様では、少なくとも１つの識別可能なエッジを有しかつエンコードされた情報を表すレリーフパターンに基づいて記号の特徴を読み取るための装置が提供される。一般に、この装置は、反射光のパターンからエッジ画像を生成する手段と、エッジ画像のエッジの有効性を検証する手段とを含む。エッジ画像は、好ましくは、レリーフパターンからの反射光により生成される。エッジ画像の有効性は、好ましくは、レリーフパターンに基づいて記号画像のデータセルをデコードし、レリーフパターンにエンコードされた情報が提供できるように、判別される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の上述した特徴およびその他の特徴は、以下の好適な実施形態についての詳細な説明を、添付図面に関連させて読むことによって明らかになるであろう。添付図面において、いくつかの図面を通じて同一または同様の部分を示すために、同一の符号が使用される。添付図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部をなすものであり、本発明の原理を説明するための実施形態の記述と共に、本発明のいくつかの態様を例示するものである。
【００１１】
本発明は、レリーフ記号のような特定の画像または記号を効果的に読み取りかつデコードするための方法および装置に関する。特に、本発明は、記号の画像を解析するために開発されたものであり、その記号の画像には、記号内に含まれる幾何学的形状からなる任意の数のデータセルの１つ以上のエッジが含まれる。本発明に従って読み取ることができるエンコードされた情報は、通常、このデータセルに備えられている。本発明に従った方法および装置は、記号のデコードにおいて、そのようなエッジの有効性を判別するエッジ解析を実行するためにも有利に使用することができる。
【００１２】
本発明の原理は、任意の直線または直線が積層された領域（stacked area）からなる任意の記号、または他の記号体系に適用することもできるが、好ましくは、以下に説明するように、エリア型のレリーフパターンとして形成された記号に適用される。本明細書で使用されるエリア型記号体系（area symbology）とは、バーとスペースからなる１または複数の行ではなく、Ｖｅｒｉｃｏｄｅ、ＤａｔａＭａｔｒｉｘ、ＣｏｄｅＯｎｅ等の商標で知られている記号のような、データセルのマトリックスを使用する任意の記号体系を指すものである。また、本明細書で使用されるスタック型記号体系（stacked symbology）とは、ＰＤＦ４１７のような、通常、隣接する複数の行を使用し、それぞれの行が、様々な幅のバーとスペースのグループによって定義されるいくつかのキャラクタを有している任意の記号体系を指すものである。
【００１３】
エリア型記号体系は周知であり、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されている。そのようなエリア型記号体系における典型的な記号１０を、図１に示す。一般に、記号１０は、マトリックス状に配列された内部データセル１４を備える内部データフィールド１２を有しており、データフィールド１２およびデータセル１４は、好ましくは、図示されるように四角形である。ただし、任意の他の形状を考えることもできる。図示されるように、内部データフィールド１２は、「オン」を示す特定のデータセル１４、および、「オフ」を示す特定のデータセル１４を有している。図示の例では、「オン」セルは黒色（符号１６、１８、２０、２２で示されるセル）であり、「オフ」セルは白色（内部データフィールド１２内の残りのセル）である。オンとオフのような名称は、記号１０のような記号のデコードで使用される。データセル１４を区別するために、黒色と白色と共に、オンとオフ、０と１を含む任意の２値的な名称が使用できる。
【００１４】
図示されるように、内部データフィールド１２は、好ましくは、定位および／またはタイミング用のデータセル境界２４によって囲まれおり、通常、タイミングおよび記号の向きを定めるために使用される。この境界は、図示されるように、通常「オン」データセルから形成される。境界２４を囲む外部データフィールド２６を設けてもよく、外部データフィールドは、向き、タイミング、または記号の識別についての付加的な情報を備える外部データセル（図示せず）を含んでいてもよい。好ましくは、境界２４または外部データフィールド２６の周囲は、それが存在する場合、「オフ」データセルからなる１つ以上の同心の矩形状リングに相当するクワイエットゾーンであり、「オン」セルパターンの最外縁を囲むものである。クワイエットゾーンを構成するために必要な同心の矩形状リングの数は、記号が使用される環境要因によって決まる。あるいは、外部データフィールド２６がクワイエットゾーンとして機能するものであっても、または、外部データフィールドがさらにクワイエットゾーンに囲まれるものであってもよい。
【００１５】
記号１０は、印刷、あるいは、インクまたは他のコーティング材の制御された堆積工程によって、基板２８上に直接形成することができる。または、印刷または他の適切な方法によってステッカーまたはラベル上に形成し、その後、基板に貼着または固着してもよい。あるいは、記号１０は、エッチング、彫刻、または他の方法によって、適切な基板または対象物上にレリーフパターンとして形成することもできる。たとえば、基板２８はガラス基板であり、記号１０は、適切なインク等を使用して、レリーフ記号を形成し得る任意の適切な厚みを有するように基板２８上に印刷することもできる。レリーフ記号を形成できるために必要な記号の厚みは、以下に説明するように、実行されるエッジ解析中に識別可能なものであればよい。
【００１６】
図２は、図１に示す記号１０の断面図である。一般に、境界２４およびデータセル１８のようなデータセル１４は、記号１０がレリーフ記号として形成される際に、基板２８の表面３０に対する凸領域として形成される。あるいは、境界２４およびデータセル１４は、基板２８の表面３０に対する凹領域として形成されるものであってもよい。そのような凸領域または凹領域には、１つ以上の識別可能なエッジが含まれている。図示されるように、境界２４の左側の部分はエッジ３２、３４を、データセル１８はエッジ３６、３８を、境界２４の右側の部分はエッジ４０、４２を有している。図示された記号１０には、図２の断面図には示されていないエッジも含まれており、例えば、図１を参照すると、データセル１８は、エッジ４４、４６を有している。
【００１７】
特定の用途では、記号１０の全体、あるいは、データセル１４または境界２４のような記号の一部を、基板２８の表面３０と記号１０との間で反射光のコントラストを殆どまたは全く有さないように形成してもよい。例えば、記号１０のような記号は、記号の色と基板の色とがほぼ同一になるように、印刷または他の方法で基板上に形成することができる。基板上に直接エッチングまたは形成されたレリーフ記号の場合、その記号は基板のバルク中に直接形成されており、色の違いは存在しないため、コントラストは殆どまたは全く存在しない。
【００１８】
あるいは、記号１０のような記号は、意図的か偶発的かを問わず（少なくとも部分的に）コーティング材によって覆われており、本来は存在したかも知れない記号と基板との間のコントラストが実質的に消失している場合もある。そのようなコーティング材には、筆記装置または他のマーキング装置からのインクまたはペイント、または、堆積工程による他のコーティング材が含まれる。
【００１９】
コーティングは、製造工程の一部として形成される場合もある。その一例は、フラットディスプレイパネルの製造技術のようなマイクロエレクトロニクスデバイスの製造技術に見出すことができる。図３を参照すると、記号１０のような記号が基板２８上に形成されており、記号１０には、シリアル番号、ロット番号、バッチ番号等のような情報を含む基板２８の固有の識別コードが含まれていてもよい。フラットパネルディスプレイの基板は、通常、ガラス製またはセラミック製の基板であり、記号１０は、フォトリソグラフィー等のような適切な方法により基板上に形成されている。液晶ディスプレイのような特定のマイクロエレクトロニクスデバイスの製造において、その工程の一部には、クロム等の金属薄膜のようなコーティング材４８で、基板の相当の領域を覆うことが含まれている。そのようなコーティング材は、通常、形状適合性がありかつ非常に薄いため、基板上に形成された記号のレリーフ構造は、薄膜コーティング中で実質的に保持される。このようなレリーフ記号の顕著な欠点は、一般に、反射光のコントラストが殆どまたは全く存在せず、その結果、従来の反射光の読取方法を使用して撮像し、デコードすることが非常に難しいことである。このような応用例では、記号のキャラクタは、金属薄膜下に埋められており、キャラクタと基板との間に存在する色の違いを利用して記号を認識または読み取ることはできない。この問題を悪化させる要因として、クロムのような金属薄膜は、鏡面仕上げされた表面または高反射性の表面を備えており、そのため、データセル１４のような記号のキャラクタを構成する幾何学的形状が、さらに不明瞭なものとなる。したがって、記号が保持する情報はこの空間的範囲に含まれており、公知の読取装置によって読み取ることはできない。本発明の特徴は、このような記号を撮像しかつデコードするための方法および装置を提供することにある。
【００２０】
次に、図４を参照すると、上述したレリーフ記号のような記号を読み取るためのイメージングシステム１００が図示されている。一般に、イメージングシステム１００には、１つまたは複数の光源１０２と読取装置１０４が含まれる。図示されるように、光源１０２からの光線１０１は、基板１０８の表面１０６に衝突し、そこで光線１０３として反射されて、読取装置１０４によって受光される。好ましくは、光源１０２は、レリーフパターンのエッジを照明することが可能なものである。詳しくは、光源１０２は、基板１０８の表面１０６上に形成された記号中の少なくともいくつかのエッジを、少なくとも部分的に照明することが可能であることが好ましい。エッジの照明のために適切な光源には、周知の暗視野顕微鏡および照明用光源で使用される光源が含まれる。いずれの場合においても、光源１０２は、白熱光源、発光ダイオード、レーザーダイオード等の、周知のまたは新規開発された任意の発光用デバイスを含んでいてもよい。
【００２１】
光源１０２は、少なくとも１つまたは複数のエッジが識別可能となる限り、どのような向きに配置されていてもよい。例えば、記号のエッジが基板に対してほぼ垂直な場合、エッジが見えるようにするために、光源１０２を少なくとも多少は傾けて配置する必要がある。図示されるように、読取装置１０４は、好ましくは、読取装置１０４によって解析される基板１０８の一部の上方に配置されており、光源１０２は、読取装置１０４から離れて配置されていてもよい。一例として、発光ダイオード等から構成されるリングライトを使用することができる。リングライトは、基板のすべての方向から光を斜めに投射し、それによって、エッジを照明することができる。読取装置１０４には、反射光の種類に応じた任意の光センサが使用でき、反射光を受光する１つまたは複数のセンサが配置されて、検知されたエッジパターンを表す信号を供給するものである。光源１０２または読取装置１０４あるいはその両方は、エッジを走査するために、基板に対してまたはお互いに移動可能なものであってもよい。
【００２２】
図５には、コーティング材４８によってコーティングされた図３に示す記号１０が、１つまたは複数の適切な光源によって照明された状態で示されており、前述したエッジ照明可能な光源１０２によって、記号１０のエッジ画像２００が形成されている。図から、レリーフ記号の凸部のエッジが読み取られていることが分かる。
【００２３】
図６には、本発明に従った読取装置１０４の例示的な実施形態が示されている。読取装置１０４は、記憶手段１１０、中央処理装置またはＣＰＵ１１２、撮像デバイス１１４、および出力部１１６を備えている。用途によっては、イメージングシステム１００は、撮像デバイス１１４によって生成される信号の出力レベルを制御するための利得制御部（図示せず）、および光レベル検知器（light level detector）を含んでいてもよい。
【００２４】
イメージングシステム１００は、その全体が単一の装置内に収容されていてもよい。あるいは、構成要素を分散して配置し、単純かつ軽量の装置を使用して画像データを生成し、そのデータを中央装置に送信して次段階の処理を実施するものであってもよい。次いで、画像データは、接続されたコンピュータに送信され、後の送信のためにそこに保存されるか、または、イメージングシステムに存在するアプリケーションプログラムに転送されるものであってもよい。
【００２５】
ＣＰＵ１１２は、好ましくは、例えばソフトウェアまたはファームウェアのような、記憶手段１１０に記憶された命令セットに従って、イメージングシステム１００の特定の動作を制御するものである。ＣＰＵ１１２は、例えば、記憶手段１１０に記憶された画像データのデコード、他のシステムへの画像データの送信、光源１０２の点灯、および記憶手段１１０へのデータの保存のような動作を制御するものであってもよい。デコードのような個別のタスクを実行するために、複数のＣＰＵを使用することもできる。
【００２６】
本発明において、任意の従来のＣＰＵ１１２またはマイクロプロセッサを使用することができる。記憶手段１１０は、好ましくは、半導体技術に基づく読取専用記憶装置（read only memory:ＲＯＭ）を含んでいる。ＲＯＭは、不揮発性であり、電源が遮断された後でも装置内に記憶された命令を保持できるため、好ましいものであるが、他の記憶装置を使用することもできる。
【００２７】
記憶された命令セットによって実行される機能は、従来の電気回路によって達成されるものであってもよいが、ソフトウェアまたはファームウェアによるシステムは、より単純かつ柔軟であって低コストであるため、好ましいものである。また、記憶手段１１０のようなＲＯＭ装置は、さらに消去可能またはプログラム可能なものであってもよく、それによって、ソフトウェアの所望の修正または改版を実施することができる。さらに、磁気ディスクまたは光ディスクのような他の永続的な保存媒体を、記憶手段１１０として使用することもできる。
【００２８】
本発明の一態様では、撮像デバイス１１４は、好ましくは、受光した光をその強度に対応する複数の電気信号に変換するものである。次いで、複数の電気信号を増幅し、読み取るべき記号を含む基板１０８の画像を表すデジタルデータに変換することができる。撮像デバイス１１４は、例えば、電荷結合素子（charge coupled device：ＣＣＤ）を含むものであってもよい。さらに、そのような撮像デバイスは、相補型金属酸化物半導体（complementary metal oxide semiconductor：ＣＭＯＳ）技術を使用するものであってもよい。通常、ＣＣＤは、隣接するフォトダイオードの一次元または二次元の配列を含み、それぞれのフォトダイオードが配列の異なる画素（またはピクセル）を形成するものである。ＣＣＤ撮像要素の配列は、特定のパターンに限定されるものではない。例えば、この配列は、直線状の行および列の通常の配列からなるものであってもよく、または、直線状の行と規則的な段差を有する列とからなるダイアモンド型の配列であってもよい。あるいは、複数のフォトダイオードを互いに整列させた任意の他のパターンに配列することができる。
【００２９】
ＣＣＤアレー中のそれぞれのフォトダイオードは、そのフォトダイオード上に反射した光の強度を表す電圧および／または電流を発生させるものである。ＣＣＤアレーは、各フォトダイオードからの電圧および／または電流のレベルを保持する出力信号を生成するために、個々のフォトダイオードを順次的に動作させることにより電子的に走査される。次いで、検知された電圧および／または電流のレベルは、好ましくは増幅されて、２進データ値に変換される。撮像デバイス１１４が、受光した光を記号の画像を表す２進データ値に変換した後、この２進データ値は、記憶手段１１０に送信されるものであってもよく、この場合、記憶手段１１０は、従来の半導体技術に基づくランダムアクセスメモリ（random access memory：ＲＡＭ）を含むものであってもよい。
【００３０】
用途によって、撮像デバイス１１４は、撮像デバイス１１４上に反射された光の強度レベルを検知するための光レベル検知器（図示せず）を有していてもよい。光レベル検知器は、撮像デバイス１１４上に反射された光の瞬時的な強度レベルを示すデジタル化された出力を、ＣＰＵ１１２に対して供給する。このような光レベル検知器は周知のものであり、本発明において、任意の適切な検知器を使用することができる。
【００３１】
本発明に従ってレリーフ記号を効果的に読み取るための好ましい方法は、図５に示すエッジ画像２００のような画像のエッジ解析を実行することを含むものである。好ましくは、複数のステップからなるエッジ解析が実行され、このエッジ解析は、レリーフ記号を効果的かつ高信頼に読み取ると共に、無効エッジを消去して、記号のデータセルに対して記号のデコードに使用するための２進値を割り当てるものである。このような画像に無効エッジが存在する要因には、様々なものがある。例えば、このような画像、特に、上述したような何らかのコーティング材によって覆われたレリーフ記号の画像は、撮像が困難であり、下に存在する記号のエッジのように見える擬信号（artifact）および／または特徴を含む場合がある。また、塵埃、汚れ、滲み、または他の異物がエッジのように見える場合もある。そのような画像を解析し、潜在的なエッジの有効性または無効性を判別するために有用な本発明の原理および概念を、図５に示す例示的なエッジ画像２００および図７に示す処理のフローチャートを参照して、以下で詳述する。
【００３２】
図７には、本発明に従って記号をデコードするための好適な処理３００が示されている。最初のステップ３０２において、図５に示すエッジ画像２００のような、解析する画像を取得する。画像は、例えば、従来のカメラの使用または上述したイメージングシステム１００の使用等の、任意の周知の技術または新規開発された技術を使用して取得することができる。画像は、デコードされる１つの記号を含むものであってもよく、あるいは、本発明に従って同時にまたは順次的にデコードされる複数の記号を含むものであてもよい。
【００３３】
次のステップ３０４において、ステップ３０２で取得した画像から対象物を抽出する。例えば、コントラスト領域を、解析の対象物として識別するものであってもよい。一般に、画像には、有効な記号だけでなく、滲みや異物、書込み、および情報がエンコードされていない他の記号のように、解析対象の記号のように見える対象物が含まれている。好ましくは、ステップ３０４において、解析対象の記号において記号全体または記号の一部を構成するすべての対象物が識別されるものである。このような識別は、コントラスト領域、色、形状等を判別して評価するための、周知のまたは新規開発された画像処理技術または画像解析技術を使用して達成することができる。このような画像解析技術は、周知であり、市販されている。記号内の複数の対象物には、特定の順序で解析を実行するための優先順位またはランクを付与することができる。例えば、対象物は、大きさまたは形状に基づいてランク付けされ、有効な記号である可能性が高い対象物を、そうではない対象物よりも先に解析するものであってもよい。
【００３４】
ステップ３０６において、ステップ３０４で識別された最初の対象物の解析が開始する。ただし、マルチ画像解析システム（multiple image analysis system）または他の同様な方法を使用して、ステップ３０４で識別されたすべての対象物を同時に解析してもよい。ステップ３０８では、図５に示すエッジ画像２００のように、解析されている対象物のエッジまたは外縁が抽出される。対象物のエッジを判別するために、任意の技術を使用することができる。好適な技術の一例は、直線を識別するハフ変換（Hough transform）を使用するものである。
【００３５】
例えば、図８には、エッジ画像２００が、座標軸２０２、２０４を備えた直交座標系中に示されている。座標系は、エッジ画像２００の特定の特徴部分の相対位置を決定するために使用することができ、特に、使用される任意の画像解析ソフトウェアで使用することができる。ただし、直交座標系に加えて、または、直交座標系とは別に、任意の座標系を使用することもできる。好ましくは、ステップ３０８では、エッジ画像２００のエッジ２０６、２０８、２１０、２１２が識別されるものである。エッジ２０６、２０８、２１０、２１２は、エッジ画像２００において記号の外縁を形成する。次のステップ３１０では、ステップ３０８で識別されたエッジの交差部分を考慮することによって、エッジ画像２００のコーナーが判別される。例えば、図８に示すように、エッジ２０６、２０８、２１０、２１２の交差は、（１，１）、（１，９）、（９，９）、（９，１）の各点で生じており、それによって、エッジ画像２００のコーナーが形成されている。
【００３６】
ステップ３１２では、エッジ画像２００のデータセルの中心位置が判別される。本発明の一態様では、この判別は、エッジ画像２００の大きさが既知である条件において、達成されるものであってもよい。例えば、図示されるように、エッジ画像２００が、エッジ２０６、２０８、２１０、２１１を外縁とする８×８のデータセルのマトリックスからなることが既知であるものとすることができる。したがって、マトリックスは６４個のデータセル（各データセルは、１×１）からなり、６４個の各データセルの中心座標は、容易に決定することができる。すなわち、セルの中心は、セルを構成するそれぞれの軸の中間に存在する。図９を参照すると、データセル２１４は、（１．５，１．５）に中心を有しており、別のデータセル２１６は、（４．５，４．５）に中心を有している。図９には、エッジ画像２００の６４個のデータセルのそれぞれの中心位置が、十字線で示されている。セルの中心位置は、エッジ画像の大きさまたはデコードすべき解析対象の記号が未知であるような任意の場合でも、判別することができる。すなわち、処理３００またはその一部のステップを、解が見つかるまで様々なマトリックス構成を試しつつ繰返すことができる。一般に、本発明の一態様において、記号がデコードされるまで処理を繰返すものであってもよい。さらに、この方法は、任意のエッジ画像または記号に適用することができ、四角形のマトリックス型の記号に限定されるものではない。
【００３７】
同様に、ステップ３１４において、座標系内におけるデータセルのコーナーの位置が判別される。上述したデータセルの中心位置の判別と同様に、データセルのコーナーの座標も、容易に決定することができる。例えば、データセル２１４は、（１，１）、（１，２）、（２，２）、および（２，１）にコーナーを有しており、また、データセル２１６は、（５，４）、（５，５）、（６，５）、（６，４）にコーナーを有している。
【００３８】
次に、ステップ３１６において、特定のデータセルがエッジを含んでいるかどうかが判別され、その際、エッジが有効か無効化は問われない。識別されたエッジの有効性を検証することについては後述する。ステップ３１６の目的は、エッジである可能性のある対象物をすべて識別することである。図９には、例示的なデータセル２１８が示されている。データセル２１８は、（３．５，３．５）に中心を有している。また、データセル２１８には、データセル２２０、２２２、２２４、２２６が隣接しており、それぞれのデータセルは、（２．５，５．５）、（３．５，６．５）、（４．５，５．５）、および（３．５，４．５）に中心を有している。ステップ３１６の好適な態様では、エッジが存在するかどうかを判別するために、解析対象のデータセルの中心と隣接するデータセルの中心との間が評価される。例えば、データセル２１８のエッジは、（３，５．５）、（３．５，６）、（４，５．５）、および（３．５，５）の各点を見ることによって、判別することができ、このようにして、データセル２１８のエッジ２２８、２３０、２３２、２３４が判別される。好ましくは、これがエッジ画像２００の各データセルに対して繰返され、エッジ画像のすべてのデータセルのすべての潜在的なエッジが識別される。このような評価は、視覚的またはグラフィカルに達成されるものであってもよく、好ましくは、周知の画像解析ソフトウェアを使用して達成されるものである。言い換えれば、エッジ画像２００は、好ましくはデジタル形式で作成されており、周知の適切なコンピュータ化された画像解析技術を使用して解析されるものであってもよい。
【００３９】
次に、ステップ３１８において、エッジ画像のデータセルの各コーナーに数値が割り当てられ、この数値を使用して無効エッジを消去することができる。好ましくは、各データセルの各コーナーに、そのコーナーから延びるエッジの数に基づいて数値が割り当てられる。本発明に従って、無効エッジが延びるコーナーを識別可能な数値の組を定めることができる。そのコーナーから延びるエッジを有さないコーナーには、値０を割り当てるものであっても、あるいは、この解析において全く無視するものであってもよい。例えば、あるコーナーから第１の方向に延びるエッジに値１を割り当て、第２の方向に延びるエッジに値２を割り当て、第３の方向に延びるエッジに値４を割り当て、そして、第４の方向に延びるエッジに値８を割り当てることができる。次いで、特定のコーナーに対して、そのコーナーから伸びるエッジの値を加算した和を割り当てることができる。本実施形態では、添付図面に関連させて、上述した方向をそれぞれ上、左、下、および右という。
【００４０】
図１０には、そのコーナーから延びるエッジを有する各コーナーが、上述した方法に従って割り当てられた値でラベル付けされて示されている。例えば、データセル２１８は、（３，５）、（３，６）、（４，６）、および（４，５）の各点にコーナーを有している。（３，５）のコーナーは、上に延びるエッジ（値１が割り当てられる）と右に延びるエッジ（値８が割り当てられる）とを有しており、したがって、このコーナーには値９が割り当てられる。（３，６）のコーナーは、下に延びるエッジ（値４が割り当てられる）と右に延びるエッジ（値８が割り当てられる）とを有しており、したがって、このコーナーには値１２が割り当てられる。（４，６）のコーナーは、下に延びるエッジ（値４が割り当てられる）と左に延びるエッジ（値２が割り当てられる）とを有しており、したがって、このコーナーには値６が割り当てられる。最後に、（４，５）のコーナーは、下に延びるエッジ（値４が割り当てられる）、左に延びるエッジ（値２が割り当てられる）、上に延びるエッジ（値１が割り当てられる）、および右に延びるエッジ（値８が割り当てられる）を有しており、したがって、このコーナーには値１５が割り当てられる。図示されるように、エッジ画像２００に含まれるエッジはすべて有効なものであり、エッジ画像２００中のセルのコーナーに割り当てられた数値は、そこから有効エッジが延びる有効コーナーを示すために使用できる。すなわち、本発明の一態様において、有効エッジが延びるコーナーに割り当てられる数値には、少なくとも３、５、６、９、１０、１２、および１５が含まれる。
【００４１】
図１１には、いくつかの無効エッジが含まれるエッジ画像４００が示されており、図１１を使用して、このような無効エッジを消去するために、処理３００のステップ３１８がどのように使用されるのかについて説明する。第１の無効エッジ４０２は、（５，７）に位置するセルコーナー、および、（６，７）に位置するセルコーナーから延びていることが分かる。このエッジ４０２は、このようなエッジがレリーフパターンまたは地形的（topographical）パターンでは物理的に不可能であるため、無効と判別される。さらに、エッジ４０２は、このようなエッジが特定のコードの態様において不当なものであることから、無効であると指定することもできる。すなわち、各セルコーナーに割り当てられる数値は、それぞれ８および２であり、数値８および２は、無効エッジが延びるコーナーを示すものである。特定のエッジが無効かどうかを判別するために隣接するコーナーを共に考慮し、両方のコーナーに無効な数値が指定されている場合、その両方のコーナーが共有するエッジを無効エッジとして識別することができる。
【００４２】
図１１には、別の例示的な無効エッジ４０４が示されている。無効エッジ４０２に関連して上述したように、エッジ４０４は、レリーフパターンにおいて物理的に不可能なものである。エッジ４０４は、（５，５）のコーナーと（５，４）のコーナーに共有されており、したがって、（５，５）のコーナーには値１４を割り当て、（５，４）のコーナーには値１１を割り当てることができる。図１１には、さらに、同様に無効エッジであるエッジ４０６、４０８、４１０が図示されている。エッジ４０６、４０８、４１０によって、数値１、４、７、１３が追加され、これらの数値も、無効エッジを識別するために使用することができる。したがって、本発明の一態様において、無効エッジが延びるコーナーに割り当てられる数値には、少なくとも１、２、４、７、８、１１、１３、１４が含まれる。
【００４３】
ステップ３２０において、上述した検証に加えて、または、上述した検証とは別に、奇数本のエッジが延びるコーナーを識別することで、無効エッジを消去するための別のテストを実施することができる。すなわち、本発明において、奇数本のエッジが延びるコーナーはエラーを示すものである。図１１を参照すると、（２，４）、（３，４）、（５，４）、（５，５）、（５，７）、（６，７）、（７，６）、および（７，７）の各点におけるコーナーからは、それぞれ奇数本のエッジが延びている。詳しくは、例えば、（５，４）、（５，５）、および（２，４）におけるコーナーからは、それぞれ３本のエッジが延びており、他の無効エッジを有するコーナーからは１本のエッジが延びている。したがって、奇数本のエッジが延びるコーナーに共有されるエッジは、無効であると識別することができる。例えば、（５，４）および（５，５）におけるコーナーからは、それぞれ３本のエッジが延びており、また、これらのコーナーは、エッジ４０４を共有している。したがって、エッジ４０４は、無効であると識別することができる。また、同様の解析によって、エッジ４０２、４０６、４０８を無効エッジとして識別することができる。
【００４４】
記号またはエッジ画像（例えば、エッジ画像４００）に保持されたメッセージをデコード可能にするために、それぞれのデータセルに論理値またはコードが割り当てられる。好ましくは、数値０および数値１のような、オンまたはオフ、あるいは、黒または白等を示す２進値が使用される。このようにして、次のステップ３２２において、行の走査を実行して各データセルに２進値を割り当て、次に、ステップ３２４において、列の走査を実行して各データセルに２進値を割り当てることができる。図１３に示すように、ステップ３２２およびステップ３２４は、以下に説明する更なるエラーチェック機能を備えるために、互いに反対方向への複数の走査を含むものであってもよい。行および列の走査は、同時を含む任意の順序で走査することができる。また、デコードステップ３２６は、セルに２進値を割り当てた後であれば、任意のタイミングで実行することができる。例えば、行または列のいずれかまたは両方の走査が実行された後に、デコードステップ３２６を実行することができる（図７に示すライン３２３参照）。さらに、デコードステップは、１つ以上のデータセルに対して２進値を割り合てることができる処理の任意の段階で、実行することができる。
【００４５】
ステップ３２２での走査は、まず、エッジ画像４００の各行に対して左から右の方向に実行するものであってもよい。好ましくは０または１のような２進値が各データセルに割り当てられ、適切に識別されて引き続いてデコードされるデータセルを備えた記号画像４００が生成される。まず、行の最初のデータセル（左端のデータセル）に、例えば１である初期値が割り当てられ、次に、隣接するデータセルに、その隣接するデータセルとの間にエッジがあるか否かに応じて、値が割り当てられる。エッジが存在する場合、隣接するデータセルには、前のデータセルとは反対の値が割り当てられる。エッジが存在しない場合、隣接するデータセルには、前のデータセルと同じ値が割り当てられる。走査につれて、２進値は、例えば図１２に示すように割り当てられる。ステップ３２２における左から右への走査を実行する際に、２進値は、各データセルの中心を示す十字線の右下象限に配置される。走査は、各行に対して反対方向すなわち右から左の方向に実行することもでき、その際、２進値は、各データセルの中心を示す十字線の右上象限に配置することができる。後述するように、ステップ３２４における列方向の走査によって取得される２進値は、上から下への走査に際には左上象限に、下から上への走査の際には左下象限に配置することができる。
【００４６】
一例として、図１２に示すエッジ画像４００において、（５．５，１．５）、（５．５，２．５）、（５．５，３．５）、（５．５，４．５）、（５．５，５．５）、（５．５，６．５）、（５．５，７．５）、および（５．５，８．５）の各点に中心を有するデータセルを含む行について説明する。参照のため、各データセルは、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈのラベルが付されている。まず、最初のデータセルすなわちＡのラベルが付されたセルに、値１が割り当てられる。次に、データセルＡとデータセルＢとの間にはエッジが存在するため、データセルＢには、前のデータセルとは反対の値すなわち０が割り当てられる。再び、データセルＢとデータセルＣとの間にはエッジが存在するため、データセルＣには２進値１が割り当てられる。同様に、データセルＤには２進値０が割り当てられる。データセルＤとＥ、データセルＥとＦ、およびデータセルＦとＧの間にはエッジが存在しないため、データセルＥ、Ｆ、Ｇには２進値０が割り当てられる。最後に、データセルＧとデータセルＨとの間には境界が存在するため、データセルＨには２進値１が割り当てられる。
【００４７】
好ましくは、上述したように双方向に行を走査することによって、すべてのセルに２進値が割り当てられる。その結果、図１２に示すエッジ画像４００のように、右から左への走査および左から右への走査にそれぞれ対応して、各データセルの中心を示す十字線の右上象限および右下象限に２進値が配置される。同様に、好ましくはエッジ画像の各列についても走査され、上述したエッジ画像４００の行の走査と同様な方法で２進値が割り当てられる。その結果、上から下への走査および下から上への走査にそれぞれ対応して、各データセルの中心を示す十字線の左上象限および左下象限に２進値が配置される。
【００４８】
次に、ステップ３３６において、ステップ３２２およびステップ３２４で実行された４回の走査で割り当てられた２進値を解析することによって、各データセルに対する２進値が決定される。この解析は、４回の走査の正味の値を考慮することを含むものであってもよい。例えば、図１２に示すデータセルＡでは、セルＡに割り当てられた２進値の正味の値は４（１＋１＋１＋１）である。言い換えれば、すべての走査における値が一致しており、セルＡの２進値は、言わば満場一致で１に等しい。このように、ステップ３２２およびステップ３２４における４回の走査の正味の値が４に等しいことは、そのデータセルに値１を割り当て可能であることを示すために使用することができる。同様に、データセルＢには、４回の走査のそれぞれで２進値０が割り当てられている。したがって、同様の理由で、４回の走査の正味の値が０であることは、そのデータセルに値０を割り当て可能であることを示すために使用することができる。ステップ３３６においてすべてのデータセルに対する２進値が決定されたならば、ステップ３２６を実行することができ、ステップ３２６では、ステップ３３６で割り当てられた２進値に基づいてエッジ画像のデコードが試みられる。エッジ画像のデコードに成功した場合には、ステップ３２８においてメッセージを保存する決定がなされ、ステップ３３０に進行する。ステップ３３０では、ステップ３０４で識別された対象物が他にあるか否かが判別される。他の対象物がある場合、処理３００は、ステップ３３２に進行し、本発明に従って次の対象物の解析を開始する。解析すべき他の対象物がない場合には、ステップ３３４でこの処理が終了する。エッジ画像のデコードに失敗した場合には、ステップ３３０に進行し、任意の他の対象物を解析するものであっても、または、そのデコードを再試行するものであってもよい。そのデコードは、例えば、メッセージのデコードのために定義されたスレッショールドを変えた上で、再試行するものであってもよい。
【００４９】
上述した４回の走査において、図１２に示すエッジ画像４００のセルに割り当てられる２進値に関連して、図１２に示すエッジ画像４００には、無効エッジが含まれていなかった。図１４は、図１２に示すエッジ画像４００が何本かの無効エッジ（エッジ４０２、４０４、４０６、４０８、４１０）を有する状態で示されており、以下、図１４を使用して、ステップ３２２およびステップ３２４における走査において、エッジ画像のセルに対して、エッジ画像をデコードするために使用できる２進値を割り当てる方法について説明する。図１４において、参照のために、いくつかのデータセルには、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、およびＭのラベルが付されている。また、図１４は、ステップ３２２およびステップ３２４における４回の走査によって割り当てられた２進値を示すものである。まず、ステップ３２２およびステップ３２４の４回の走査によって割り当てられた２進値の正味の値が４であるデータセルには、２進値１を割り当てることができる（セルＩ参照）。同様に、正味の値が０であるデータセルには、２進値０を割り当てることができる（セルＬ参照）。セルの正味の値が１または３である場合、それは４回の走査のうちの３回で正しい２進値が割り当てられたことを示している。言い換えれば、行または列の走査のいずれか一方のみで、両方向の走査（前進および後退）で正しい値が割り当てられたことを示している。例えば、図１４に示すセルＭでは、正味の値として１が割り当てられている。列についての上から下への走査では２進値０が割り当てられており、一方、下から上への走査では異なる２進値である１が割り当てられている。しかし、右から左への走査と左から右への走査においては、一致して２進値０が割り当てられている。したがって、４回の走査のうちの３回で２進値０が割り当てられているため、このセルには２進値０を割り当てて、エッジ画像４００のデコードに使用することができる。同様の解析は、正味の値が３であるセルに対しても適用することができる。例えば、データセルＪは、正味の値で３を有しており、４回の走査のうちの３回で２進値１が割り当てられているため、このセルに２進値１を割り当てることができる。最後に、セルの正味の値が２である場合、それは行および列の反対方向の走査が一致しなかったことを示している。したがって、このようなセルには２進値を割り当てることができないため、不明として識別される。例えば、データセルＫは、正味の値で２を有しており、不明として識別されるものである。
【００５０】
上から下への列走査および左から右への行走査のみが実施される場合、例えば、データセルＫには２進値０が割り当てられてしまい、エラーになる（セルＫに割り当てるべき値は１である）。一般に、データセルは、不明として識別される方が、誤って識別されるよりも好ましいため、４回の走査を実行することによって、特定のセルには正しい２進値を割り当て、かつ、特定の他のセルは、特に無効エッジが存在する場合、不明として識別するために十分な情報を提供することができる。このようにして、セルに対する誤った２進値の割り当てを解消するかまたは最小限に抑制することできる。
【００５１】
以上、本発明の多くの利点および特徴を説明してきたが、本明細書において、本発明の特定の形式または実施形態が例示されたとしても、本発明の思想および範囲を逸脱することなく、形状の修正および部品の配置等を含む様々な修正を実施することが可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、基板上の例示的な二次元記号を示す図であり、詳しくは、記号の複数のデータセルを含む内部データセルを示す図である。
【図２】図２は、図１に示す記号の２−２線に沿った断面図であり、詳しくは、基板の表面からの凸部としてレリーフ記号を形成する記号の一部を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す記号がさらにその記号を覆うコーティングを含む場合における２−２線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図１、図２、および図３に示す記号のような記号を撮像してデコードするための、本発明に従った光源および読取装置を含む例示的なイメージングシステムのブロック図である。
【図５】図５は、図４に示すイメージングシステムを使用する等の本発明の一態様に従って撮像された図１に示す記号のエッジ画像であり、詳しくは、記号の凸部のエッジを示す図である。
【図６】図６は、図５に示すエッジ画像のような記号を処理するために本発明に従って使用可能であり、本発明の一態様に従った撮像デバイスおよび出力部を有する読取装置を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明に従ったエッジ解析アルゴリズムのフローチャートである。
【図８】図８は、図５に示すエッジ画像を直交座標系中に示す図である。
【図９】図９は、図８に示すエッジ画像において、さらに記号のデータセルの中心を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示すエッジ画像において、さらに、本発明の一態様に従ってデータセルの特定のコーナーに割り当てられた数値を示す図である。
【図１１】図１１は、図９に示すエッジ画像において、さらに、本発明の一態様に従って判別できる例示的な無効エッジを示す図である。
【図１２】図１２は、図９に示すエッジ画像において、さらに、本発明の別の態様に従ってエッジ画像のデータセルに割り当てられる２進値を示す図である。
【図１３】図１３は、図７に示すフローチャートのステップ３２２および／またはステップ３２４で使用できる、本発明のエッジ解析アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１１に示すエッジ画像において、さらに、本発明の別の態様に従ってエッジ画像のデータセルに割り当てられる２進値を示す図である。
【図１】
2005533303.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年3月17日(2005.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの識別可能なエッジを備えたデータセルを有しかつエンコードされた情報を表すレリーフパターンに基づいて記号の特徴を判別するための方法であって、
前記レリーフパターンの識別可能なエッジの存在を判別し、前記識別可能なエッジを含むエッジ画像を表す情報を編成するステップと、
少なくとも１つの前記識別可能なエッジのエッジ解析を実施して、前記エッジ画像の有効性を検証するステップと、
前記記号をデコードして前記記号のレリーフパターンにエンコードされた情報を提供できるように、前記エッジ画像から前記記号のデータセルを判別するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レリーフパターンの識別可能なエッジの存在を判別するステップは、撮像デバイスで前記記号の前記レリーフパターンを撮像することを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有効性を検証するステップは、複数の識別可能なエッジの交差部分に、前記識別可能なエッジの有効性を示す記号値を割り当てることを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記記号値は、数値を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の識別可能なエッジの交差部分に割り当てられる前記識別可能なエッジの有効性を示す数値は、前記複数の識別可能なエッジの交差部分を形成する前記識別可能なエッジの数に基づいていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記有効性を検証するステップは、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含んでいる第１の識別可能なエッジの交差部分に割り当てられた数値に基づいて、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記有効性を検証するステップは、さらに、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含んでいる第２の識別可能なエッジの交差部分に割り当てられた数値に基づいて、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記有効性を検証するステップは、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含んでいる第１の複数の識別可能なエッジの交差部分から延びる前記識別可能なエッジの数を判別することによって、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記有効性を検証するステップは、さらに、有効性を検証する前記識別可能なエッジを含みかつ前記第１の複数の識別可能なエッジの交差部分に隣接する、第２の複数の識別可能なエッジの交差部分から延びる前記識別可能なエッジの数を判別することによって、前記識別可能なエッジの有効性を検証することを含んでいる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記データセルを判別するステップは、前記記号がデコードできるように少なくとも１つのデータセルに２進値を割り当てることを含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記データセルを判別するステップは、前記エッジ画像を第１の方向に走査して少なくとも１つのデータセルに２進値を割り当てることを含んでいる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記データセルを判別するステップは、さらに、前記エッジ画像を第２の方向に走査して、前記第１の方向への走査による少なくとも１つのデータセルに２進値を割り当てることを含んでいる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
上から下の方向に列が走査されて少なくとも１つのデータセルに２進値が割り当てられ、また、前記列は、下から上の方向にも走査されて少なくとも１つのデータセルに２進値が割り当てられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのデータセルに割り当てられた複数の２進値を解析して、前記少なくとも１つのデータセルに対する１つの２進値が決定されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記記号にエンコードされた情報を提供するために、前記割り当てられた２進値に基づいて前記エッジ画像をデコードするステップをさらに含んでいる請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの識別可能なエッジを有しかつエンコードされた情報を表すレリーフパターンに基づいて記号の特徴を読み取るための装置であって、
反射光のパターンを検知し、前記レリーフパターンからの反射光に基づいてエッジ画像を生成する手段と、
前記記号をデコードして前記レリーフパターンにエンコードされた情報が提供できるように、前記エッジ画像の前記識別可能なエッジの有効性を検証し、かつ、前記レリーフパターンに基づいて前記記号のデータセルを判別する手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの前記識別可能なエッジが読み取り可能となるように、前記レリーフパターンを少なくとも部分的に照明することができる光源をシステムの一部に含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【国際調査報告】
2005533303.tif 000017