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JP3996014B2 - Image recognition processor - Google Patents

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JP3996014B2
JP3996014B2 JP2002233641A JP2002233641A JP3996014B2 JP 3996014 B2 JP3996014 B2 JP 3996014B2 JP 2002233641 A JP2002233641 A JP 2002233641A JP 2002233641 A JP2002233641 A JP 2002233641A JP 3996014 B2 JP3996014 B2 JP 3996014B2
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JP
Japan
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image
data
image data
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buffer
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JP2002233641A
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芳文 高橋
隆 安本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像認識処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
商品の単品毎の売上情報を収集,登録,蓄積および分析する販売時点情報管理システムでは、商品に印刷または貼付けされるバーコードが用いられている。バーコードは、商品に関する情報が太さの異なる棒線の組合せで表示される縞模様であり、画像認識処理装置の1種であるバーコード認識撮影システムによって、商品情報が読取られている。
【0003】
図6は、従来のバーコード認識撮影システム1の構成を簡略化して示すブロック図である。図6を参照して従来のバーコード認識撮影システム1について説明する。バーコード認識撮影システム1は、カメラ機構部2と、イメージセンサ3と、クロック発生器4と、画像処理部5と、信号処理部6と、中央処理回路7(略称CPU)と、メモリ8と、表示部9と、前述の各部を接続するCPUバス10とを含む構成である。
【0004】
カメラ機構部2は、たとえば光学レンズを備え、被写体であるバーコード11を撮影する。カメラ機構部2で撮影されたバーコード11の光学情報は、イメージセンサ3で光電変換される。イメージセンサ3は、たとえばCCD(Charge Coupled Device)からなり、クロック発生器4から出力されるイメージセンサ制御信号12に従って、1画素毎にイメージセンサ読出しアナログ信号13として画像処理部5に出力する。画像処理部5は、クロック発生器4から出力される画像サンプリングクロック14に従って、イメージセンサ3から出力されるイメージセンサ読出しアナログ信号13を1画素毎にアナログ/デジタル変換し、デジタル化された画像データ信号15を信号処理部6へ出力する。
【0005】
画像データ信号15は、まず信号処理部6に備わるフォーマット変換部16においてデータフォーマットが変換される。たとえば画像処理部5から出力される画像データ信号15のデータフォーマットが、液晶パネルの画像表示に用いられるRGB888であるとき、フォーマット変換部16は、データフォーマットRGB888を、同じく液晶パネルの画像表示に用いられるRGB565,JPEG(Joint Photographic Experts Group)形式の中間フォーマットであるYUV422またはYUV420などのデータフォーマットに変換する。従来のバーコード認識撮影システム1では、このフォーマット変換部16によって変換されて出力される画像データのデータフォーマットは、信号処理部6に備わるレジスタ17からのレジスタ制御信号18によって1種類が設定される。フォーマット変換部16で変換されて出力される画像データ信号19のデータフォーマットが、たとえばYUV422であるとする。
【0006】
フォーマット変換部16から出力された画像データ信号19は、一時バッファC20にストアされる。バッファC20は、非同期かつ間欠的に行われるCPU7の読出処理に対する時間的なずれを吸収するために設けられる緩衝用のメモリである。
【0007】
CPU7は、バッファC20から1画面分のデータフォーマットYUV422の画像データを、CPUバス10を介してメモリ8に一旦転送する。CPU7は、メモリ8に転送したデータフォーマットYUV422による画像データを展開し、輝度信号であるY信号と色差信号であるU信号およびV信号とに分離し、Y信号によってバーコード認識アーキテクチャに従いバーコードの画像を認識する。
【0008】
またCPU7は、バーコード11を正確に認識するために、商品に表示されているバーコードの位置に、カメラ機構部2の撮像距離を調整し易いように、ユーザーインターフェイスとして、たとえば液晶ディスプレイ(LCD)からなる表示部9にバーコード11の画像をリアルタイムで表示する。この表示部9への画像表示に際し、CPU7は、データフォーマットYUV422を、LCDからなる表示部9に適するデータフォーマットであるRGB565に変換処理して出力する。
【0009】
このように従来のバーコード認識撮影システム1では、信号処理部6から出力される画像データのデータフォーマットが予め選択設定される1種類であるので、CPU7での処理において、バーコード11の画像認識のためにY信号を抽出するとともに、画像表示のためにデータフォーマットの変換を行わなければならず、長い処理時間を要するという問題がある。処理速度を短縮するために、高性能のCPU,メモリおよび圧縮アルゴリズム専用ハードウェア等を用いることも考えられるけれども、ハードウェアの性能アップに伴い、その価格も急騰することから、コストアップが避けられないという問題がある。
【0010】
また1種類のデータフォーマットからなる画像データのみによって、バーコード画像の認識と表示部への表示とを実現するために、バーコードの画像認識用に抽出したY信号を用いてモノクロ階調表示することが試みられている。しかしながら、モノクロ階調表示では、バーコードの表示位置および表示位置に対するカメラ機構部の撮像距離の判別が難しいという問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な構成で、画像の認識処理と画像の表示処理とを高速で実行することのできる画像認識処理装置を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像を撮影するためのカメラ機構部と、
前記カメラ機構部によって撮影される画像データを光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される画像データの電気信号をアナログ/デジタル変換処理する画像処理部と、
前記画像処理部から出力される画像データを、この画像データのデータ量よりもそれぞれが小さなデータ量となり、RGBおよび輝度(Y)でそれぞれ表される2つのデータフォーマットの画像データに変換する信号処理部であって、変換されたデータのうち一方のデータフォーマットの画像データを記憶する第1バッファと、変換されたデータのうち他方のデータフォーマットの画像データを記憶する第2バッファと、第1および第2バッファにそれぞれ接続されるセレクタとを有する信号処理部と、
前記信号処理部によって変換された画像データをストアするメモリと、
前記画像データを表示する表示手段と、
前記セレクタを制御して、第1バッファおよび第2バッファから画像データを前記メモリに転送させ、前記メモリにそれぞれのフォーマットでストアされている画像データを読出し、輝度で表されるデータフォーマットの画像データを画像認識するとともにRGBで表されるデータフォーマットの画像データを前記表示手段に表示する制御手段とを含むことを特徴とする画像認識処理装置である。
【0013】
本発明に従えば、カメラ機構部で撮像され、撮像素子で光電変換され、画像処理部でデジタル化されて出力される画像データを、信号処理部は、液晶ディスプレイ(LCD)に対する画像表示に適するRGBと、輝度信号であるY信号を用いたバーコード認識に適する輝度(Y)とにそれぞれ適するRGBおよび輝度(Y)でそれぞれ表される2つのデータフォーマットの画像データに変換する。これらの2つのデータフォーマットに変換された画像データは、第1および第2バッファそれぞれ記憶される。制御手段は、セレクタを制御することによって、異なるデータフォーマットに変換された画像データをデータフォーマット毎に切換えて出力することができる。このことによって、制御手段は、画像認識および画像表示に適するように異なるデータフォーマットに変換された画像データのいずれをも任意のタイミングでメモリに転送することができる。制御手段は、異なるデータフォーマットでメモリにストアされる画像データを読出し、画像認識に適する輝度(Y)で表されるデータフォーマットの画像データに基づいて画像認識するとともに、画像表示に適するRGBで表されるデータフォーマットの画像データに基づいて表示手段に画像表示する。このように、制御手段は、画像認識と画像表示とにそれぞれ適するように予め信号処理部で変換されたデータフォーマットに基づいて、画像認識と画像表示との処理を行うので、処理時間が短縮される。
【0014】
また本発明は、前記制御手段は、前記メモリにストアされている画像データを異なるデータフォーマットで同時に読出しすることを特徴とする。
【0016】
本発明に従えば、制御手段は、メモリにストアされる画像データを異なるデータフォーマットで同時に読出しすることが可能であり、読出した画像データに基づいて画像認識処理と画像表示処理とを実行するので、処理時間が短縮される。
【0021】
また本発明は、前記カメラ機構部による結像位置を可変に設定することができる結像位置設定手段をさらに含むことを特徴とする。
【0022】
本発明に従えば、カメラ機構部による結像位置を可変に設定することができる結像位置設定手段をさらに含むので、被写体とカメラ機構部との撮影距離を短くし、撮像素子に結像される被写体の画像を拡大することが可能になる。このことによって、撮像素子の有効画素の効率的利用が実現されるので、画像認識の精度を一層向上することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本実施の形態では、画像認識処理装置の1つであるバーコード認識撮影システムについて例示する。図1は、本発明の実施の一形態であるバーコード認識撮影システム30の構成を簡略化して示すブロック図である。
【0024】
バーコード認識撮影システム30は、被写体であるバーコード31の画像を撮影するためのカメラ機構部32と、カメラ機構部32によって撮影される画像データを光電変換する撮像素子33と、撮像素子33から出力される画像データの電気信号をアナログ/デジタル変換処理する画像処理部34と、撮像素子33と画像処理部34とに画像データ採取および画像データ変換に関する制御信号を出力するクロック発生器35と、画像処理部34から出力される画像データを異なるデータフォーマットに変換する信号処理部36と、異なるデータフォーマットに変換された画像データを、ストアするメモリ37と、画像データを表示する表示手段38(図中では表示部と表記する)と、メモリ37にストアされる画像データを読出し、画像認識するとともに表示手段38に表示する制御手段39である中央処理回路(CPU)と、前述の各部を接続するCPUバス59とを含む。
【0025】
カメラ機構部32は、光学レンズを備え、バーコード31を撮影しバーコード画像に関する光学信号を撮像素子33に与える。撮像素子33は、CCDによって構成され、カメラ機構部32から与えられるバーコード31の画像に関する光学信号を光電変換し、クロック発生器35からの撮像素子制御信号40に従って1画素毎に撮像素子読出しアナログ信号41として画像処理部34に出力する。なお撮像素子33は、CCDに限定されるものではなく、たとえばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの固体撮像素子であってもよい。画像処理部34は、クロック発生器35からの画像サンプリングクロック42に従い、撮像素子読出しアナログ信号41を1画素毎にアナログ/デジタル変換し、デジタル化した画像データ信号43を信号処理部36に出力する。本実施の形態では、デジタル化された画像データ信号43のデータフォーマットは、RGB888である。
【0026】
信号処理部36は、前述の画像データ信号43を2つの異なるデータフォーマットに変換するフォーマット変換部44と、変換された一方のデータフォーマットからY信号のみを分離抽出するY信号分離部45と、Y信号を任意のビットレートに選択するデコード部46と、バッファA47と、バッファB48と、2つの異なるデータフォーマットに変換された画像データをデータフォーマット毎に切換えて出力する切換手段であるセレクタ49と、レジスタ50とを含む構成である。
【0027】
フォーマット変換部44は、データフォーマットRGB888で入力される画像データ信号43を、バーコード31の画像認識に適するデータフォーマットYUV422と、バーコード31の画像表示に適するデータフォーマットRGB565とにフォーマット変換する。データフォーマットRGBからデータフォーマットYUVへの変換は、R信号,G信号,B信号のそれぞれにある定められた係数を乗算し、乗算結果を加算するという線形変換によって、輝度信号であるY信号,色差信号であるU信号およびV信号を得ることができる。これらの変換されたデータフォーマットYUV422とデータフォーマットRGB565とは、画像サイズがそれぞれ異なる。
【0028】
なお、データフォーマットYUV422に変換された画像データ信号を便宜上第1画像データ信号51と呼び、データフォーマットRGB565に変換された画像データ信号を便宜上第2画像データ信号52と呼ぶ。このフォーマット変換部44で変換されるデータフォーマットは、本実施の形態では、データフォーマットYUV422とデータフォーマットRGB565とであるけれども、レジスタ50から出力されるレジスタ制御信号53によって、前述以外のデータフォーマットを選択することもできる。
【0029】
Y信号分離部45は、16bitのデータフォーマットYUV422に変換された第1画像データ信号51から、U信号およびV信号を削除し、8bitのY信号54を分離抽出する。デコード部46は、レジスタ50による設定に従って、Y信号54を1〜8bitの任意のbit数に変換し、デコード信号55として出力する。
【0030】
以下にY信号分離部45とデコード部46とにおける信号処理について説明する。図2は2n画素のデータフォーマットYUV422の画像データ信号を16bitのCPUバス59を介して出力する場合のデータ配列を示す図であり、図3は分離されたY信号54のデータ配列を示す図であり、図4はY信号54を4bitにデータ圧縮した場合のデータ配列を示す図である。
【0031】
CPU39が、データフォーマットYUV422に変換されたY信号,U信号およびV信号からなる画像データを読出すには、2n回の読出し動作が必要とされる。しかしながら、Y信号分離部45によって第1画像信号51からU信号およびV信号を削除してY信号54のみを分離抽出すると、このY信号54を読出すには、n回の読出し動作で済む。さらにY信号54をデコード部46で4bitにデータ圧縮し、前述の図4に示すようなデータ配列のデコード信号55にすると、このデコード信号55を読出すには、n/2回の読出し動作で済む。このように、Y信号54のみを分離し、さらにY信号54をデコード部46でデータ圧縮することによって、CPU39による画像データの読出し処理時間が短縮され、バーコード画像の認識処理負荷が軽減される。デコード部46におけるY信号54のデータ圧縮には、データの下位bitを単純に間引く方法または任意の重み付けを行う方法など公知の方法が用いられる。
【0032】
再び図1に戻り、バッファA47およびバッファB48は、CPU39の処理タイミングに対する時間的なずれを吸収するためにそれぞれ設けられる緩衝用のメモリである。バッファA47には、Y信号54のデータ圧縮されたデコード信号55がストアされ、バッファB48には、データフォーマットRGB565の第2画像データ信号52がストアされる。
【0033】
バッファA47とバッファB48とは、セレクタ49に接続される。CPU39は、読出すべきデータフォーマットに応じ、レジスタ50を介してセレクタ49の切換動作を制御するもう一つのレジスタ制御信号56をセレクタ49に与え、バッファA47またはバッファB48から、デコード信号55または第2画像データ信号52を読出してメモリ37へ転送する。メモリ37へ転送されたデコード信号55と第2画像データ信号52とは、データフォーマット毎にストアされる。
【0034】
CPU39は、メモリ37にストアされるデコード信号55と第2画像データ信号52とを、同時に読出すことができ、読出したデコード信号55に基づいてバーコード31の画像認識を実行し、同じく読出したデータフォーマットRGB565の画像データである第2画像データ信号52に基づいてLCDで構成される前述の表示手段38にバーコード画像を表示する。
【0035】
このようにCPU39は、予めフォーマット変換部44によって2種類の異なるデータフォーマットYUV422とRGB565とに変換された画像データ信号のそれぞれに基づいて、バーコード31の画像認識と画像表示とを実行することができる。しかもデータフォーマットYUV422については、Y信号54のみを分離し、さらにY信号54をデータ圧縮したデコード信号55によって、バーコード画像認識を実行するので、データフォーマットYUV422ままのデータに比べてデータの読出し処理時間が短縮される。さらに、2種類のデータフォーマットに変換されてメモリ37にストアされている画像データ信号を、同時に読出してバーコード31の画像認識と画像表示とを同時に実行することができる。これらのことによって、CPU39の画像認識および画像表示処理に要する時間の短縮が実現される。
【0036】
図5は、本発明の実施の第2形態であるバーコード認識撮影システム60の構成を簡略化して示すブロック図である。本実施の形態のバーコード認識撮影システム60は、実施の第1形態のバーコード認識撮影システム30に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。バーコード認識撮影システム60において注目すべきは、カメラ機構部32による結像位置を可変に設定することができる結像位置設定手段61を含むことである。
【0037】
結像位置設定手段61は、レンズを保持する保持部材62と、保持するレンズを矢符64方向すなわち被写体であるバーコード31に対して近接離反する方向に移動させる移動手段63とを含んで構成される。移動手段63は、たとえばすべりねじ棒にめねじの刻設された保持部材62を螺合させ、すべりねじ棒を回転させてレンズの保持された保持部材62を矢符64方向に進退させるすべりねじ機構などによって実現される。
【0038】
カメラ機構部32に備わるレンズは、レンズの光軸上における一方の側と他方の側との焦点距離:fが同一である単焦点レンズである。また被写体であるバーコード31とレンズとの前記光軸上における距離をaとし、バーコード31画像の結像されるべき像点に配置される撮像素子33とレンズとの前記光軸上における距離をbとすると、前述の焦点距離:fを用いた結像公式は、式(1)で与えられる。
1/a+1/b=1/f …(1)
【0039】
式(1)から、焦点距離:fが定められるとき、前記距離aを小さくすることによって、前記距離bを大きくできることが判る。すなわちカメラ機構部32に備わるレンズをバーコード31に近接させることによって、撮像素子33に結像されるバーコード31の画像を拡大することができるので、撮像素子33の有効画素を効率良く利用することが可能になり、画像認識の精度を一層向上することができる。
【0040】
以上に述べたように、本実施の形態では、認識するべき被写体画像は、バーコードであるけれども、これに限定されることなく、被写体の画像がたとえばマークシートなどであってもよい。したがって、画像認識処理装置は、バーコード認識撮影システムに限定されることなく、その他のたとえばマークシート認識撮影システムなどであってもよい。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、カメラ機構部で撮像され、撮像素子で光電変換され、画像処理部でデジタル化されて出力される画像データを、信号処理部は、液晶ディスプレイ(LCD)に対する画像表示に適するRGBと、輝度信号であるY信号を用いたバーコード認識に適する輝度(Y)とにそれぞれ適するRGBおよび輝度(Y)でそれぞれ表される2つのデータフォーマットの画像データに変換する。これらの2つのデータフォーマットに変換された画像データは、第1および第2バッファそれぞれ記憶される。制御手段は、セレクタを制御することによって、異なるデータフォーマットに変換された画像データをデータフォーマット毎に切換えて出力することができる。このことによって、制御手段は、画像認識および画像表示に適するように異なるデータフォーマットに変換された画像データのいずれをも任意のタイミングでメモリに転送することができる。制御手段は、異なるデータフォーマットでメモリにストアされる画像データを読出し、画像認識に適する輝度(Y)で表されるデータフォーマットの画像データに基づいて画像認識するとともに、画像表示に適するRGBで表されるデータフォーマットの画像データに基づいて表示手段に画像表示する。このように、制御手段は、画像認識と画像表示とにそれぞれ適するように予め信号処理部で変換されたデータフォーマットに基づいて、画像認識と画像表示との処理を行うので、処理時間が短縮される。
【0042】
また本発明によれば、制御手段は、メモリにストアされる画像データを異なるデータフォーマットで同時に読出しすることが可能であり、読出した画像データに基づいて画像認識処理と画像表示処理とを実行するので、処理時間が短縮される。
【0045】
また本発明によれば、カメラ機構部による結像位置を可変に設定することができる結像位置設定手段をさらに含むので、被写体とカメラ機構部との撮影距離を短くし、撮像素子に結像される被写体の画像を拡大することが可能になる。このことによって、撮像素子の有効画素の効率的利用が実現されるので、画像認識の精度を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるバーコード認識撮影システム30の構成を簡略化して示すブロック図である。
【図2】2n画素のデータフォーマットYUV422の画像データ信号を16bitのCPUバス60を介して出力する場合のデータ配列を示す図である。
【図3】分離されたY信号54のデータ配列を示す図である。
【図4】Y信号54を4bitにデータ圧縮した場合のデータ配列を示す図である。
【図5】本発明の実施の第2形態であるバーコード認識撮影システム60の構成を簡略化して示すブロック図である。
【図6】従来のバーコード認識撮影システム1の構成を簡略化して示すブロック図である。
【符号の説明】
30,60 バーコード認識撮影システム
31 バーコード
32 カメラ機構部
33 撮像素子
34 画像処理部
35 クロック発生器
36 信号処理部
37 メモリ
38 表示手段
39 制御手段
44 フォーマット変換部
45 Y信号分離部
46 デコード部
47 バッファA
48 バッファB
49 セレクタ
61 結像位置設定手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image recognition processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a point-of-sale information management system that collects, registers, stores, and analyzes sales information for each product, a barcode that is printed or pasted on the product is used. The barcode is a striped pattern in which information related to the product is displayed by a combination of bar lines having different thicknesses, and the product information is read by a barcode recognition photographing system which is one type of image recognition processing device.
[0003]
FIG. 6 is a block diagram showing a simplified configuration of a conventional barcode recognition photographing system 1. A conventional barcode recognition photographing system 1 will be described with reference to FIG. The barcode recognition photographing system 1 includes a camera mechanism unit 2, an image sensor 3, a clock generator 4, an image processing unit 5, a signal processing unit 6, a central processing circuit 7 (abbreviated as CPU), a memory 8, and The display unit 9 and the CPU bus 10 connecting the above-described units are included.
[0004]
The camera mechanism unit 2 includes, for example, an optical lens, and photographs the barcode 11 that is a subject. Optical information of the barcode 11 photographed by the camera mechanism unit 2 is photoelectrically converted by the image sensor 3. The image sensor 3 is composed of, for example, a CCD (Charge Coupled Device), and outputs the image sensor reading analog signal 13 to the image processing unit 5 for each pixel in accordance with the image sensor control signal 12 output from the clock generator 4. The image processing unit 5 performs analog / digital conversion for each pixel of the image sensor read analog signal 13 output from the image sensor 3 in accordance with the image sampling clock 14 output from the clock generator 4, and digitized image data The signal 15 is output to the signal processing unit 6.
[0005]
The image data signal 15 is first converted in data format by a format conversion unit 16 provided in the signal processing unit 6. For example, when the data format of the image data signal 15 output from the image processing unit 5 is RGB888 used for image display on the liquid crystal panel, the format conversion unit 16 uses the data format RGB888 for image display on the liquid crystal panel as well. Are converted into a data format such as YUV422 or YUV420, which is an intermediate format of RGB565, JPEG (Joint Photographic Experts Group) format. In the conventional barcode recognition photographing system 1, one type of data format of the image data converted and output by the format conversion unit 16 is set by the register control signal 18 from the register 17 provided in the signal processing unit 6. . Assume that the data format of the image data signal 19 converted and output by the format converter 16 is, for example, YUV422.
[0006]
The image data signal 19 output from the format conversion unit 16 is stored in the temporary buffer C20. The buffer C20 is a buffer memory provided to absorb a time lag with respect to the reading process of the CPU 7 performed asynchronously and intermittently.
[0007]
The CPU 7 once transfers the image data of the data format YUV422 for one screen from the buffer C 20 to the memory 8 via the CPU bus 10. The CPU 7 develops the image data in the data format YUV422 transferred to the memory 8 and separates it into a Y signal that is a luminance signal and a U signal and a V signal that are color difference signals. Recognize images.
[0008]
In order to accurately recognize the barcode 11, the CPU 7 has, for example, a liquid crystal display (LCD) as a user interface so that the imaging distance of the camera mechanism unit 2 can be easily adjusted to the position of the barcode displayed on the product. The image of the barcode 11 is displayed in real time on the display unit 9 consisting of When the image is displayed on the display unit 9, the CPU 7 converts the data format YUV422 into RGB565, which is a data format suitable for the display unit 9 composed of an LCD, and outputs the converted data.
[0009]
As described above, in the conventional barcode recognition photographing system 1, since the data format of the image data output from the signal processing unit 6 is one type selected in advance, the image recognition of the barcode 11 is performed in the processing by the CPU 7. For this reason, the Y signal must be extracted and the data format must be converted for image display, which requires a long processing time. Although it is possible to use a high-performance CPU, memory, and dedicated hardware for compression algorithms in order to reduce the processing speed, the price will rise rapidly as the performance of the hardware increases. There is no problem.
[0010]
Also, in order to realize barcode image recognition and display on a display unit using only image data of one type of data format, monochrome gradation display is performed using the Y signal extracted for barcode image recognition. It has been tried. However, in monochrome gradation display, there is a problem that it is difficult to determine the display position of the barcode and the imaging distance of the camera mechanism unit with respect to the display position.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an image recognition processing apparatus capable of executing an image recognition process and an image display process at high speed with a simple configuration.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a camera mechanism for taking an image,
An image sensor that photoelectrically converts image data captured by the camera mechanism;
An image processing unit that performs an analog / digital conversion process on an electrical signal of image data output from the image sensor;
Signal processing for converting image data output from the image processing unit into image data of two data formats each having a data amount smaller than the data amount of the image data and represented by RGB and luminance (Y). A first buffer for storing image data of one data format among the converted data, a second buffer for storing image data of the other data format among the converted data, a signal processing unit for chromatic and a selector which is connected to the second buffer,
A memory for store the converted image data by the signal processing unit,
Display means for displaying the image data;
The selector is controlled so that image data is transferred from the first buffer and the second buffer to the memory, the image data stored in the respective formats is read out from the memory, and the image data in the data format represented by luminance is read. And a control means for displaying image data in a data format represented by RGB on the display means.
[0013]
According to the present invention, the signal processing unit is suitable for image display on a liquid crystal display (LCD) , which is imaged by a camera mechanism unit, photoelectrically converted by an image sensor, and digitized by an image processing unit. The image data is converted into image data of two data formats respectively represented by RGB and luminance (Y) suitable for RGB and luminance (Y) suitable for barcode recognition using a Y signal which is a luminance signal . These image data converted into two data formats are stored respectively in the first and second buffer. The control means can control and output the image data converted into a different data format for each data format by controlling the selector. As a result, the control means can transfer any image data converted into a different data format suitable for image recognition and image display to the memory at an arbitrary timing. Control means reads the image data stored in the memory in different data formats, as well as image recognition based on image data of a data format represented by luminance (Y) suitable for image recognition, in RGB suitable for image display An image is displayed on the display means based on the image data of the represented data format. Thus, the control means, based on the converted de Tafoma' preparative image recognition and image display and the advance signal processing unit to be suitable, respectively, since the processing of image recognition and image display, shortening the processing time Is done.
[0014]
In the invention, it is preferable that the control unit simultaneously reads out the image data stored in the memory in different data formats.
[0016]
According to the present invention, the control means can be read out simultaneously the image data to be stored in memory in different data formats, executes image recognition processing and image display processing based on the read out image data Therefore, the processing time is shortened.
[0021]
In addition, the present invention is characterized by further including an imaging position setting means capable of variably setting an imaging position by the camera mechanism section.
[0022]
According to the present invention, the image forming apparatus further includes image forming position setting means capable of variably setting the image forming position by the camera mechanism unit, so that the shooting distance between the subject and the camera mechanism unit is shortened and the image is formed on the image sensor. It is possible to enlarge the image of the subject. As a result, efficient use of effective pixels of the image sensor is realized, so that the accuracy of image recognition can be further improved.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present embodiment, a barcode recognition photographing system that is one of image recognition processing apparatuses is illustrated. FIG. 1 is a block diagram showing a simplified configuration of a barcode recognition photographing system 30 according to an embodiment of the present invention.
[0024]
The barcode recognition photographing system 30 includes a camera mechanism unit 32 for photographing an image of a barcode 31 that is a subject, an image sensor 33 that photoelectrically converts image data photographed by the camera mechanism unit 32, and an image sensor 33. An image processing unit 34 that performs analog / digital conversion processing on the electrical signal of the output image data; a clock generator 35 that outputs a control signal related to image data collection and image data conversion to the image sensor 33 and the image processing unit 34; a signal processing unit 36 for converting image data outputted from the image processing unit 34 to a different data format, the image data converted to a different data format, a memory 37 for store, display means for displaying the image data 38 (referred to as the display portion in the drawing), reads the image data to be store in the memory 37, the image certification A central processing circuit (CPU) is a control means 39 to be displayed on the display unit 38 as well as, and a CPU bus 59 which connects the respective units described above.
[0025]
The camera mechanism unit 32 includes an optical lens, captures the barcode 31, and gives an optical signal related to the barcode image to the image sensor 33. The image sensor 33 is constituted by a CCD, photoelectrically converts an optical signal related to the image of the barcode 31 provided from the camera mechanism 32, and reads an image sensor for each pixel according to the image sensor control signal 40 from the clock generator 35. The signal 41 is output to the image processing unit 34. The imaging device 33 is not limited to a CCD, and may be a solid-state imaging device such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The image processing unit 34 performs analog / digital conversion on the image sensor read analog signal 41 for each pixel in accordance with the image sampling clock 42 from the clock generator 35, and outputs a digitized image data signal 43 to the signal processing unit 36. . In the present embodiment, the data format of the digitized image data signal 43 is RGB888.
[0026]
The signal processing unit 36 includes a format converter 44 for converting the image data signals 43 described above in two different data formats, the Y signal separation unit 45 that only the separating extracted Y signal from the transformed one of the data format, A decoder 46 that selects the Y signal at an arbitrary bit rate, a buffer A 47, a buffer B 48, and a selector 49 that is a switching means for switching and outputting image data converted into two different data formats for each data format; , And a register 50.
[0027]
The format conversion unit 44 converts the format of the image data signal 43 input in the data format RGB888 into a data format YUV422 suitable for image recognition of the barcode 31 and a data format RGB565 suitable for image display of the barcode 31. The conversion from the data format RGB to the data format YUV is performed by linear conversion of multiplying a predetermined coefficient in each of the R signal, the G signal, and the B signal, and adding the multiplication results, and thereby the Y signal and the color difference that are luminance signals. Signals U and V can be obtained. These converted data formats YUV422 and RGB 565 have different image sizes.
[0028]
The image data signal converted into the data format YUV422 is referred to as a first image data signal 51 for convenience, and the image data signal converted into the data format RGB565 is referred to as a second image data signal 52 for convenience. In this embodiment, the data format converted by the format conversion unit 44 is the data format YUV422 and the data format RGB565, but a data format other than the above is selected by the register control signal 53 output from the register 50. You can also
[0029]
The Y signal separation unit 45 deletes the U signal and the V signal from the first image data signal 51 converted into the 16-bit data format YUV422, and separates and extracts the 8-bit Y signal 54. The decoding unit 46 converts the Y signal 54 into an arbitrary number of 1 to 8 bits according to the setting by the register 50, and outputs it as a decoded signal 55.
[0030]
Hereinafter, signal processing in the Y signal separation unit 45 and the decoding unit 46 will be described. FIG. 2 is a diagram showing a data arrangement in the case of outputting an image data signal of 2n pixel data format YUV422 via a 16-bit CPU bus 59, and FIG. 3 is a diagram showing a data arrangement of a separated Y signal 54. FIG. 4 is a diagram showing a data arrangement when the Y signal 54 is compressed to 4 bits.
[0031]
In order for the CPU 39 to read the image data composed of the Y signal, U signal and V signal converted into the data format YUV422, 2n reading operations are required. However, if the Y signal separation unit 45 deletes the U signal and the V signal from the first image signal 51 and separates and extracts only the Y signal 54, it is only necessary to read the Y signal 54 n times. Further, when the Y signal 54 is compressed to 4 bits by the decoding unit 46 and converted into the decoding signal 55 having the data arrangement as shown in FIG. 4, the decoding signal 55 is read out by n / 2 reading operations. That's it. In this way, by separating only the Y signal 54 and further compressing the Y signal 54 by the decoding unit 46, the time for reading out image data by the CPU 39 is shortened, and the barcode image recognition processing load is reduced. . For the data compression of the Y signal 54 in the decoding unit 46, a known method such as a method of simply thinning out lower bits of data or a method of performing arbitrary weighting is used.
[0032]
Returning to FIG. 1 again, the buffer A 47 and the buffer B 48 are buffer memories provided to absorb a time lag with respect to the processing timing of the CPU 39. The buffer A47 stores the decoded signal 55 of the Y signal 54 that has been compressed, and the buffer B48 stores the second image data signal 52 of the data format RGB565.
[0033]
Buffer A 47 and buffer B 48 are connected to selector 49. The CPU 39 gives another register control signal 56 for controlling the switching operation of the selector 49 to the selector 49 via the register 50 according to the data format to be read, and receives the decode signal 55 or the second signal from the buffer A47 or the buffer B48. Image data signal 52 is read and transferred to memory 37. The decode signal 55 which is transferred to the memory 37 and the second image data signals 52, is store for each data format.
[0034]
The CPU 39 can simultaneously read the decode signal 55 and the second image data signal 52 stored in the memory 37, execute image recognition of the barcode 31 based on the read decode signal 55, and read the same. Based on the second image data signal 52 which is image data of the data format RGB565, a bar code image is displayed on the display means 38 constituted by the LCD.
[0035]
As described above, the CPU 39 can execute image recognition and image display of the barcode 31 based on each of the image data signals converted into the two different data formats YUV422 and RGB565 by the format conversion unit 44 in advance. it can. In addition, for the data format YUV422, since only the Y signal 54 is separated and the barcode image recognition is executed by the decode signal 55 obtained by compressing the Y signal 54, the data reading process is compared with the data in the data format YUV422. Time is shortened. Furthermore, the image data signals converted into two types of data formats and stored in the memory 37 can be read simultaneously, and the image recognition and image display of the barcode 31 can be executed simultaneously. As a result, the time required for image recognition and image display processing of the CPU 39 can be reduced.
[0036]
FIG. 5 is a block diagram showing a simplified configuration of a barcode recognition photographing system 60 according to the second embodiment of the present invention. The barcode recognition imaging system 60 of the present embodiment is similar to the barcode recognition imaging system 30 of the first embodiment, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. What should be noted in the barcode recognition imaging system 60 is that it includes an imaging position setting means 61 that can variably set the imaging position by the camera mechanism section 32.
[0037]
The imaging position setting unit 61 includes a holding member 62 that holds the lens, and a moving unit 63 that moves the lens to be held in the direction of the arrow 64, that is, in the direction of approaching and moving away from the barcode 31 that is the subject. Is done. The moving means 63 is, for example, a sliding screw that engages a holding member 62 engraved with a female screw with a sliding screw rod and rotates the sliding screw rod to advance and retract the holding member 62 holding the lens in the direction of the arrow 64. It is realized by a mechanism.
[0038]
The lens provided in the camera mechanism unit 32 is a single focus lens having the same focal length: f on one side and the other side on the optical axis of the lens. Further, the distance on the optical axis between the barcode 31 as a subject and the lens is a, and the distance on the optical axis between the imaging element 33 and the lens arranged at the image point on which the barcode 31 image is to be formed. Where b is an imaging formula using the above-mentioned focal length: f is given by equation (1).
1 / a + 1 / b = 1 / f (1)
[0039]
From formula (1), it can be seen that when the focal length f is determined, the distance b can be increased by decreasing the distance a. That is, by bringing the lens of the camera mechanism unit 32 close to the barcode 31, the image of the barcode 31 imaged on the imaging device 33 can be enlarged, so that the effective pixels of the imaging device 33 are efficiently used. And the accuracy of image recognition can be further improved.
[0040]
As described above, in the present embodiment, the subject image to be recognized is a barcode, but is not limited to this, and the subject image may be, for example, a mark sheet. Therefore, the image recognition processing apparatus is not limited to the barcode recognition photographing system, but may be another mark sheet recognition photographing system, for example.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, the signal processing unit is suitable for displaying an image on the liquid crystal display (LCD) , which is imaged by the camera mechanism unit, photoelectrically converted by the imaging device, and digitized by the image processing unit. The image data is converted into image data of two data formats respectively represented by RGB and luminance (Y) suitable for RGB and luminance (Y) suitable for barcode recognition using a Y signal which is a luminance signal . These image data converted into two data formats are stored respectively in the first and second buffer. The control means can control and output the image data converted into a different data format for each data format by controlling the selector. As a result, the control means can transfer any image data converted into a different data format suitable for image recognition and image display to the memory at an arbitrary timing. Control means reads the image data stored in the memory in different data formats, as well as image recognition based on image data of a data format represented by luminance (Y) suitable for image recognition, in RGB suitable for image display An image is displayed on the display means based on the image data of the represented data format. Thus, the control means, based on the converted de Tafoma' preparative image recognition and image display and the advance signal processing unit to be suitable, respectively, since the processing of image recognition and image display, shortening the processing time Is done.
[0042]
According to the invention, the control means can be read out simultaneously the image data to be stored in memory in different data formats, executes the image recognition processing and image display processing based on the read out image data Therefore, the processing time is shortened.
[0045]
In addition, according to the present invention, the image forming apparatus further includes an image forming position setting unit capable of variably setting the image forming position by the camera mechanism unit, so that the shooting distance between the subject and the camera mechanism unit is shortened and the image is formed on the image sensor It is possible to enlarge the image of the subject to be viewed. As a result, efficient use of effective pixels of the image sensor is realized, so that the accuracy of image recognition can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a simplified configuration of a barcode recognition photographing system 30 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a data arrangement when an image data signal of a data format YUV422 with 2n pixels is output via a 16-bit CPU bus 60. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a data array of separated Y signals 54;
FIG. 4 is a diagram showing a data arrangement when Y signal 54 is compressed to 4 bits.
FIG. 5 is a block diagram showing a simplified configuration of a barcode recognition photographing system 60 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a simplified configuration of a conventional barcode recognition photographing system 1;
[Explanation of symbols]
30, 60 Barcode recognition imaging system 31 Barcode 32 Camera mechanism section 33 Image sensor 34 Image processing section 35 Clock generator 36 Signal processing section 37 Memory 38 Display section 39 Control section 44 Format conversion section 45 Y signal separation section 46 Decoding section 47 Buffer A
48 Buffer B
49 selector 61 imaging position setting means

Claims (3)

画像を撮影するためのカメラ機構部と、
前記カメラ機構部によって撮影される画像データを光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される画像データの電気信号をアナログ/デジタル変換処理する画像処理部と、
前記画像処理部から出力される画像データを、この画像データのデータ量よりもそれぞれが小さなデータ量となり、RGBおよび輝度(Y)でそれぞれ表される2つのデータフォーマットの画像データに変換する信号処理部であって、変換されたデータのうち一方のデータフォーマットの画像データを記憶する第1バッファと、変換されたデータのうち他方のデータフォーマットの画像データを記憶する第2バッファと、第1および第2バッファにそれぞれ接続されるセレクタとを有する信号処理部と、
前記信号処理部によって変換された画像データをストアするメモリと、
前記画像データを表示する表示手段と、
前記セレクタを制御して、第1バッファおよび第2バッファから画像データを前記メモリに転送させ、前記メモリにそれぞれのフォーマットでストアされている画像データを読出し、輝度で表されるデータフォーマットの画像データを画像認識するとともにRGBで表されるデータフォーマットの画像データを前記表示手段に表示する制御手段とを含むことを特徴とする画像認識処理装置。
A camera mechanism for taking an image;
An image sensor that photoelectrically converts image data captured by the camera mechanism;
An image processing unit that performs an analog / digital conversion process on an electrical signal of image data output from the image sensor;
Signal processing for converting image data output from the image processing unit into image data of two data formats each having a data amount smaller than the data amount of the image data and represented by RGB and luminance (Y). A first buffer for storing image data of one data format among the converted data, a second buffer for storing image data of the other data format among the converted data, a signal processing unit for chromatic and a selector which is connected to the second buffer,
A memory for store the converted image data by the signal processing unit,
Display means for displaying the image data;
The selector is controlled so that image data is transferred from the first buffer and the second buffer to the memory, the image data stored in the respective formats is read out from the memory, and the image data in the data format represented by luminance is read. And a control means for displaying image data in a data format represented by RGB on the display means.
前記制御手段は、
前記メモリにストアされている画像データを異なるデータフォーマットで同時に読出しすることを特徴とする請求項1記載の画像認識処理装置。
The control means includes
2. The image recognition processing apparatus according to claim 1, wherein the image data stored in the memory is simultaneously read out in different data formats.
前記カメラ機構部による結像位置を可変に設定することができる結像位置設定手段をさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像認識処理装置。Image recognition processing apparatus according to claim 1 or 2, further comprising an imaging position setting means capable of setting the imaging position of the camera mechanism variably.
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