JP6088957B2 - Imaging apparatus and object recognition scanner - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、撮像装置およびオブジェクト認識スキャナに関する。 Embodiments described herein relate generally to an imaging apparatus and an object recognition scanner.
CCD(charge coupled device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などを用いた撮像ユニットによって商品を撮像した画像からバーコードの抽出および解析またはオブジェクト認識によって商品を認識する商品認識装置が提案されている。 There has been proposed a product recognition apparatus that recognizes a product by extracting and analyzing a barcode from an image obtained by imaging the product with an imaging unit using a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), or by object recognition. .
この種の商品認識装置においては、撮像ユニットを収容した筐体の内部に光源を備え、この光源が発した光によって商品を照明することがある。 In this type of product recognition apparatus, a light source may be provided inside a housing that houses an imaging unit, and the product may be illuminated by light emitted from the light source.
このように構成された商品認識装置では、光源が発した光が筐体の内壁などにより反射して撮像ユニットに入射することがある。そしてこのような反射光の入射が生じると、商品についての画質の低下を来たし、認識精度が低下する恐れがある。特に、物体を認識するオブジェクト認識においては、商品の特徴の微妙な違いを見分けることが必要である場合もあり、商品を高画質に撮像できることが、認識精度の向上に有効である。 In the product recognition apparatus configured as described above, the light emitted from the light source may be reflected by the inner wall of the housing and enter the imaging unit. When such reflected light is incident, the image quality of the product is lowered, and the recognition accuracy may be lowered. In particular, in object recognition for recognizing an object, it may be necessary to distinguish a subtle difference in product characteristics. It is effective to improve the recognition accuracy that a product can be imaged with high image quality.
このような事情から、余計な光の入射を抑制し、商品を高画質に撮像できることが望まれていた。 Under such circumstances, it has been desired to suppress the incidence of extra light and to image products with high image quality.
本発明が解決しようとする課題は、余計な光の入射を抑制し、商品を高画質に撮像できる撮像装置およびオブジェクト認識スキャナを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an imaging device and an object recognition scanner capable of suppressing the incidence of extra light and imaging a product with high image quality.
実施形態の撮像装置は、筐体、基板、発光デバイス、撮像デバイスおよび遮光部材を備える。筐体は、一面に撮像窓を形成している。基板は、筐体の内部に配置され、撮像窓に向く面の少なくとも一部に光の反射を防ぐ処置が施される。発光デバイスは、基板に取り付けられ、筐体の外部へと撮像窓を通して照明光を放射する。撮像デバイスは、照明光によって照明された物体を撮像窓を通して撮像する。遮光部材は、筐体の内部に設けられ、撮像を妨げることなく、かつ筐体の内部の各所における反射光の少なくとも一部が前記撮像窓を通ることなく撮像デバイスに入射することを遮る。 The imaging apparatus of the embodiment includes a housing, a substrate, a light emitting device, an imaging device, and a light shielding member. The housing forms an imaging window on one side. The substrate is disposed inside the housing, and at least a part of the surface facing the imaging window is treated to prevent light reflection. The light emitting device is attached to the substrate and emits illumination light through the imaging window to the outside of the housing. The imaging device images an object illuminated by illumination light through an imaging window. The light shielding member is provided inside the housing, and prevents at least part of the reflected light from entering the imaging device without passing through the imaging window without interfering with imaging.
以下、撮像装置およびその撮像装置を備えたオブジェクト認識スキャナの実施形態について、図面を用いて説明する。この実施形態は、スーパーマーケット等の店舗に設けられた会計カウンタに立設される縦型の商品認識装置に適用した場合である。 Hereinafter, embodiments of an imaging apparatus and an object recognition scanner including the imaging apparatus will be described with reference to the drawings. This embodiment is a case where the present invention is applied to a vertical product recognition apparatus installed on an accounting counter provided in a store such as a supermarket.
図1は本実施形態に係る商品認識装置を含んだ店舗システムの外観図である。この店舗システムは、商品認識装置100およびPOS(point of sales)端末200を含む。商品認識装置100は、会計カウンタ300の上に取り付けられる。POS端末200は、レジ台400に載置されたドロワ500の上に設置される。商品認識装置100とPOS端末200とは、図示しない通信ケーブルにより電気的に接続される。ドロワ500に代えて、自動釣銭機が設置される場合もある。 FIG. 1 is an external view of a store system including a product recognition apparatus according to this embodiment. This store system includes a merchandise recognition device 100 and a POS (point of sales) terminal 200. The merchandise recognition apparatus 100 is attached on the accounting counter 300. The POS terminal 200 is installed on the drawer 500 placed on the cash register 400. The product recognition apparatus 100 and the POS terminal 200 are electrically connected by a communication cable (not shown). An automatic change machine may be installed in place of the drawer 500.
商品認識装置100は、ハウジング101、キーボード102、タッチパネル103、客用ディスプレイ104および撮像部105を含む。 The product recognition apparatus 100 includes a housing 101, a keyboard 102, a touch panel 103, a customer display 104, and an imaging unit 105.
ハウジング101は、平型の箱状をなし、会計カウンタ300の上に立つ。ハウジング101は、上端においてキーボード102、タッチパネル103、客用ディスプレイ104を支持し、内部において撮像部105を支持する。ハウジング101は、撮像部105に対向して読取窓101aを有する。撮像部105は、読取窓101aを介して、読取窓101aの前の撮像領域に位置する物体(オブジェクト)を撮像する。 The housing 101 has a flat box shape and stands on the accounting counter 300. The housing 101 supports the keyboard 102, the touch panel 103, and the customer display 104 at the upper end, and supports the imaging unit 105 inside. The housing 101 has a reading window 101 a facing the imaging unit 105. The imaging unit 105 images an object (object) located in the imaging area in front of the reading window 101a through the reading window 101a.
POS端末200は、ハウジング201、キーボード202、オペレータ用ディスプレイ203、客用ディスプレイ204およびプリンタ205を含む。 The POS terminal 200 includes a housing 201, a keyboard 202, an operator display 203, a customer display 204, and a printer 205.
ハウジング201は、キーボード202をその一部を外部に露出する状態で支持し、オペレータ用ディスプレイ203および客用ディスプレイ204を外部に位置する状態で支持し、プリンタ205を内部にて支持する。 The housing 201 supports the keyboard 202 with a part of the keyboard 202 exposed to the outside, supports the operator display 203 and the customer display 204 positioned outside, and supports the printer 205 inside.
会計カウンタ300は、細長い天板300aを含む。会計カウンタ300は、天板の長手方向に沿った顧客通路(図1における奥側)とオペレータスペース(図1における手前側)とを分ける。ハウジング101は、天板300aの長手方向の略中央に位置し、キーボード102、タッチパネル103および読取窓101aをそれぞれオペレータスペース側に向けるとともに、客用ディスプレイ104を顧客通路側に向ける。天板300aの上面は、商品認識装置100を挟んで顧客移動方向の上流側の領域と下流側の領域とに区分される。上流側の領域は、買物客が購入しようとする商品のうちの売上登録が済んでいない商品を置くためのスペースとして使用される。下流側の領域は、売上登録が済んだ商品を置くためのスペースとして使用される。 The accounting counter 300 includes an elongated top plate 300a. The accounting counter 300 divides the customer passage (the back side in FIG. 1) and the operator space (the front side in FIG. 1) along the longitudinal direction of the top board. The housing 101 is positioned substantially at the center in the longitudinal direction of the top board 300a, and the keyboard 102, the touch panel 103, and the reading window 101a are directed to the operator space side, and the customer display 104 is directed to the customer passage side. The top surface of the top board 300a is divided into an upstream area and a downstream area in the customer movement direction with the product recognition apparatus 100 interposed therebetween. The upstream area is used as a space for placing products that are not registered for sales among products that the shopper intends to purchase. The downstream area is used as a space for placing products for which sales have been registered.
レジ台400は、顧客通路における顧客の移動方向に対して下流側の会計カウンタ300の端部に並ぶようにオペレータスペース側に位置する。 The cash register 400 is located on the operator space side so as to be aligned with the end of the counter counter 300 on the downstream side with respect to the moving direction of the customer in the customer passage.
図2は撮像部105の構造を一部破断して示す図である。 FIG. 2 is a partially broken view showing the structure of the imaging unit 105.
撮像部105は、筐体105a、基板105b,105c、撮像デバイス105d、発光デバイス105e,105fおよび遮光板105gを含む。 The imaging unit 105 includes a housing 105a, substrates 105b and 105c, an imaging device 105d, light emitting devices 105e and 105f, and a light shielding plate 105g.
筐体105aは、対向する2面を第1の開口OP1および第2の開口OP2とするとともに、第1の開口OP1から第2の開口OP2に向けて断面積が徐々に減少するような、断面が矩形の筒状をなす。第1の開口OP1に透明なガラス板またはアクリル板などを取り付けて読取窓101aが形成される。 The casing 105a has a cross section in which two opposing surfaces are a first opening OP1 and a second opening OP2, and the cross-sectional area gradually decreases from the first opening OP1 to the second opening OP2. Has a rectangular tube shape. A reading glass 101a is formed by attaching a transparent glass plate or an acrylic plate to the first opening OP1.
基板105bは、第2の開口OP2をほぼ塞ぐように筐体105aに取り付けられている。基板105bには、撮像デバイス105dおよび発光デバイス105eなどが取り付けられる。基板105bのうちで、筐体105aの内部空間に向く面内の当該内部空間に露出する領域については、反射低減加工が施されている。反射低減加工としては、光の反射率の低い色での着色(例えばつや消しの黒色)、光の反射率の低い材料(吸光剤)の塗布、凹凸を形成するなどの機械的加工などのどのような手法を用いても良い。また、基板に形成されたシルク文字は、なるべく消すことが望ましい。シルク文字により表示されていた情報のうちで読み取れるようにしておく必要があるものについては、例えば刻印により表示する。このような基板105bは、第1の基板に相当することとなる。 The substrate 105b is attached to the housing 105a so as to substantially block the second opening OP2. An imaging device 105d, a light emitting device 105e, and the like are attached to the substrate 105b. In the substrate 105b, the region exposed to the internal space in the plane facing the internal space of the housing 105a is subjected to reflection reduction processing. How to reduce reflection, such as coloring with a color with low light reflectance (for example, matte black), application of a material with low light reflectance (light absorber), mechanical processing such as forming irregularities Various methods may be used. Further, it is desirable to erase the silk letters formed on the substrate as much as possible. Of the information displayed in silk characters, information that needs to be readable can be displayed by, for example, engraving. Such a substrate 105b corresponds to a first substrate.
基板105cは、筐体105aの天井の第1の開口OP1の近くの位置に取り付けられる。基板105cには、発光デバイス105fなどが取り付けられる。 The substrate 105c is attached to a position near the first opening OP1 on the ceiling of the housing 105a. A light emitting device 105f and the like are attached to the substrate 105c.
撮像デバイス105dは、CCDなどのイメージセンサと、読取窓から入射した商品の光像を上記のイメージセンサに結像するレンズ系などを備え、商品を表した画像データを生成する。 The imaging device 105d includes an image sensor such as a CCD and a lens system that forms an optical image of a product incident from a reading window on the image sensor, and generates image data representing the product.
発光デバイス105e,105fとしては、例えばLED(light emitting diode)などの周知のデバイスを利用できる。発光デバイス105e,105fはそれぞれ、読取窓101aを通して筐体105aの外部へと光を照射する。これにより発光デバイス105e,105fは、読取窓101aの前に翳された商品を照明する。なお、発光デバイス105eは、図示の2つの他に、撮像デバイス105dを挟んだ反対側に同様に2つが配置される。また発光デバイス105fは、図2の奥行き方向に並んで配置される。もちろん、発光デバイス105e,105fの数および配置は任意であって良い。例えば、発光デバイス105eが第1の発光デバイスに相当し、かつ発光デバイス105fが第2の発光デバイスに相当する。 As the light emitting devices 105e and 105f, known devices such as LEDs (light emitting diodes) can be used. Each of the light emitting devices 105e and 105f irradiates light to the outside of the housing 105a through the reading window 101a. As a result, the light emitting devices 105e and 105f illuminate the merchandise worn in front of the reading window 101a. In addition to the two illustrated, the two light emitting devices 105e are similarly arranged on the opposite side across the imaging device 105d. The light emitting devices 105f are arranged side by side in the depth direction of FIG. Of course, the number and arrangement of the light emitting devices 105e and 105f may be arbitrary. For example, the light emitting device 105e corresponds to a first light emitting device, and the light emitting device 105f corresponds to a second light emitting device.
遮光板105gは、筐体105aの内部空間に、読取窓101aとほぼ平行する状態で筐体105aに固定されている。 The light shielding plate 105g is fixed to the housing 105a in the internal space of the housing 105a so as to be substantially parallel to the reading window 101a.
図3は遮光板105gを図2中の左側より見た様子を示す平面図である。 FIG. 3 is a plan view showing a state where the light shielding plate 105g is viewed from the left side in FIG.
遮光板105gは、透明で、矩形をなす板体の中央付近にほぼ矩形の開口OP3を形成するとともに、ハッチングで示すような遮光領域を形成して構成される。板体の材質としては、アクリルが好適であるが、透明な材料であれば任意の材質であって良い。遮光板105gのうちの開口OP3および遮光領域以外の領域は、光を透過する。ちなみに,開口OP3の図3における側方は、図2における左側から右側に向かって間隔が狭まるような斜面SLをなしている。 The light shielding plate 105g is transparent and is configured by forming a substantially rectangular opening OP3 near the center of a rectangular plate and forming a light shielding region as shown by hatching. As the material for the plate, acrylic is suitable, but any material may be used as long as it is a transparent material. Areas other than the opening OP3 and the light shielding area in the light shielding plate 105g transmit light. Incidentally, the side of the opening OP3 in FIG. 3 forms a slope SL in which the interval is narrowed from the left side to the right side in FIG.
開口OP3は、所定の視野内から到来する光を遮ることなく撮像デバイス105dに入射させるように、その位置および大きさが定められる。 The position and size of the opening OP3 are determined so that light coming from within a predetermined field of view enters the imaging device 105d without being blocked.
遮光領域は、光の透過を遮るとともに、反射も低減するような加工が施されている。当該加工としては、光の反射率の低い色での着色、光の反射率の低い材料(吸光剤)の塗布、凹凸を形成するなどの機械的加工などのどのような手法を用いても良い。そして遮光領域は、発光デバイス105eが発した光が、読取窓101aの前に翳された商品に、それを照明するのに充分な光量で到達するように定める。かつ遮光領域は、撮像デバイス105dに反射光が入射しないよう光の経路を断つ。かくして遮光板は、遮光部材としての機能を有する。 The light shielding region is processed so as to block light transmission and reduce reflection. As the processing, any method such as coloring with a color with low light reflectance, application of a material with low light reflectance (light absorber), or mechanical processing such as forming irregularities may be used. . The light shielding area is determined so that the light emitted from the light emitting device 105e reaches the product hung in front of the reading window 101a with a sufficient amount of light to illuminate the product. The light shielding area cuts off the light path so that the reflected light does not enter the imaging device 105d. Thus, the light shielding plate has a function as a light shielding member.
図4は商品認識装置100における電気的要素のブロック図である。なお、図4に示される要素のうちで図1および図2に示されるのと同一の要素には同一の符号を付する。 FIG. 4 is a block diagram of electrical elements in the product recognition apparatus 100. 4 that are the same as those shown in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals.
商品認識装置100は電気的要素として、キーボード102、タッチパネル103、客用ディスプレイ104、撮像デバイス105d、発光デバイス105e,105fのほかに、CPU(central processing unit)106、ROM(read-only memory)107、RAM(random-access memory)108、キーボードインタフェース(キーボードI/F)109、パネルインタフェース(パネルI/F)110、表示インタフェース(表示I/F)111、撮像インタフェース(撮像I/F)112、駆動部113、POS端末インタフェース(POS端末I/F)114およびバスライン115を含む。なお、バスライン115は、アドレスバスおよびデータバスなどを含み、CPU106、ROM107、RAM108、キーボードインタフェース109、パネルインタフェース110、表示インタフェース111、撮像インタフェース112およびPOS端末インタフェース114を互いに接続する。 In addition to the keyboard 102, the touch panel 103, the customer display 104, the imaging device 105d, and the light emitting devices 105e and 105f, the merchandise recognition apparatus 100 includes a CPU (central processing unit) 106, a ROM (read-only memory) 107 as electrical elements. , RAM (random-access memory) 108, keyboard interface (keyboard I / F) 109, panel interface (panel I / F) 110, display interface (display I / F) 111, imaging interface (imaging I / F) 112, A drive unit 113, a POS terminal interface (POS terminal I / F) 114, and a bus line 115 are included. The bus line 115 includes an address bus, a data bus, and the like, and connects the CPU 106, ROM 107, RAM 108, keyboard interface 109, panel interface 110, display interface 111, imaging interface 112, and POS terminal interface 114 to each other.
キーボード102は、複数のキースイッチを含み、これらのキースイッチに対するオペレータによる操作の内容を表したコマンドをCPU106へ出力する。 The keyboard 102 includes a plurality of key switches, and outputs a command representing the contents of operations by the operator to these key switches to the CPU 106.
タッチパネル103は、例えばLCD(liquid crystal display)などの表示デバイスと、この表示デバイスの表示画面に重ねて配置された透明な二次元タッチセンサとを含む。タッチパネル103は、CPU106の制御の下に任意の画像を表示デバイスにおいて表示する。タッチパネル103は、表示デバイスの表示画面におけるオペレータのタッチ位置を二次元タッチセンサにて検出し、そのタッチ位置を表す座標データを出力する。タッチパネル103は、オペレータに対して提示するべき各種の情報を表した画像を表示したり、オペレータの操作を入力するために利用される。 The touch panel 103 includes, for example, a display device such as an LCD (liquid crystal display) and a transparent two-dimensional touch sensor arranged on the display screen of the display device. The touch panel 103 displays an arbitrary image on the display device under the control of the CPU 106. The touch panel 103 detects an operator's touch position on the display screen of the display device with a two-dimensional touch sensor and outputs coordinate data representing the touch position. The touch panel 103 is used to display images representing various types of information to be presented to the operator and to input operator operations.
客用ディスプレイ104は、CPU106の制御の下に任意の文字列または画像を表示する。客用ディスプレイ104は、客に対して提示するべき各種の文字列や画像を表示するために利用される。客用ディスプレイ104としては、例えば蛍光管表示器またはLCDが利用できる。 The customer display 104 displays an arbitrary character string or image under the control of the CPU 106. The customer display 104 is used to display various character strings and images to be presented to the customer. As the customer display 104, for example, a fluorescent tube display or an LCD can be used.
CPU106は、コンピュータの中枢部分に相当する。CPU106は、ROM107およびRAM108に記憶されたオペレーティングシステム、ミドルウェアおよびアプリケーションプログラムに基づいて、商品認識装置100としての各種の動作を実現するべく商品認識装置100の各要素を制御する。 The CPU 106 corresponds to the central part of the computer. The CPU 106 controls each element of the product recognition apparatus 100 to realize various operations as the product recognition apparatus 100 based on the operating system, middleware, and application program stored in the ROM 107 and the RAM 108.
ROM107は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。ROM107は、上記のオペレーティングシステムを記憶する。ROM107は、上記のミドルウェアやアプリケーションプログラムを記憶する場合もある。またROM107は、CPU106が各種の処理を行う上で参照するデータを記憶する場合もある。 The ROM 107 corresponds to the main storage portion of the computer. The ROM 107 stores the above operating system. The ROM 107 may store the above middleware and application programs. The ROM 107 may store data that is referred to when the CPU 106 performs various processes.
RAM107は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。RAM108は、CPU106が各種の処理を行う上で参照するデータを記憶する。さらにRAM108は、CPU106が各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶しておく、いわゆるワークエリアとして利用される。 A RAM 107 corresponds to a main storage portion of the computer. The RAM 108 stores data referred to when the CPU 106 performs various processes. Further, the RAM 108 is used as a so-called work area for storing data temporarily used when the CPU 106 performs various processes.
ROM107に記憶されるアプリケーションプログラムには、撮像デバイス105dにより生成された画像データに基づき、オブジェクト認識によって商品を認識する認識処理に関して記述したプログラムを含む。 The application program stored in the ROM 107 includes a program described regarding recognition processing for recognizing a product by object recognition based on image data generated by the imaging device 105d.
キーボードインタフェース109、パネルインタフェース110、表示インタフェース111、撮像インタフェース112およびPOS端末インタフェース114は、CPU106と、キーボード102、タッチパネル103、客用ディスプレイ104、撮像デバイス105dおよびPOS端末200とのデータの授受をそれぞれ仲介する。 The keyboard interface 109, the panel interface 110, the display interface 111, the imaging interface 112, and the POS terminal interface 114 transfer data between the CPU 106, the keyboard 102, the touch panel 103, the customer display 104, the imaging device 105d, and the POS terminal 200, respectively. Mediate.
駆動部113は、発光デバイス105e,105fをCPU106の制御の下に点灯させるべくそれぞれ駆動する。 The drive unit 113 drives the light emitting devices 105e and 105f to light up under the control of the CPU 106, respectively.
なお、POS端末200は、通信ネットワーク600を介してサーバ700と通信する機能を備える。 The POS terminal 200 has a function of communicating with the server 700 via the communication network 600.
次に商品認識装置100の動作について説明する。 Next, the operation of the product recognition apparatus 100 will be described.
商品認識装置100が、商品認識を行うべき動作状態にあるときにCPU106は、一定のフレームレートでの撮像が行われるように撮像デバイス105dを動作させるとともに、これに同期した適切なタイミングで商品が照明されるように発光デバイス105e,105fを発光させる。 When the merchandise recognition apparatus 100 is in an operation state in which merchandise recognition is to be performed, the CPU 106 operates the imaging device 105d so that imaging is performed at a constant frame rate, and the merchandise is received at an appropriate timing synchronized with this. The light emitting devices 105e and 105f are caused to emit light so that they are illuminated.
読取窓101aの前に翳されて、発光デバイス105e,105fが発した光により照明された商品の光像は、読取窓101aおよび遮光板105gの開口OP3を通って撮像デバイス105dのレンズ系に入射し、撮像デバイス105dのイメージセンサに結像される。そしてイメージセンサは、結像された光像に応じた画像データを生成する。CPU101aは、イメージセンサにより生成された画像データをRAM108に取り込んだ上で、この画像データを対象とし、辞書に記憶される照合用データと比較し、物体を認識する認識処理を実行することによって、読取窓101aの前に翳されている商品を認識する。従ってCPU106は、認識手段として機能する。照合用データは特徴量や、基準画像であり、これらの照合用データは、予め辞書に記憶される。特徴量は、商品の標準的な形状、表面の色合い、模様、凹凸状況等の外観の特徴をパラメータ化したものである。辞書は、商品認識装置100、POS端末200、POS端末200と接続するサーバ(図示せず)のいずれかが備える。 An optical image of a product that is lit in front of the reading window 101a and is illuminated by light emitted from the light emitting devices 105e and 105f enters the lens system of the imaging device 105d through the opening OP3 of the reading window 101a and the light shielding plate 105g. Then, an image is formed on the image sensor of the imaging device 105d. The image sensor generates image data corresponding to the formed optical image. The CPU 101a captures the image data generated by the image sensor in the RAM 108, compares the image data with the comparison data stored in the dictionary, and executes recognition processing for recognizing the object. Recognize a product that has been trapped in front of the reading window 101a. Therefore, the CPU 106 functions as a recognition unit. The matching data is a feature amount or a reference image, and these matching data are stored in the dictionary in advance. The feature amount is a parameterization of appearance features such as the standard shape, surface color, pattern, and unevenness of the product. The dictionary is provided in any of the product recognition device 100, the POS terminal 200, and a server (not shown) connected to the POS terminal 200.
認識処理は、既存の同種の装置にて行われている処理と同様であって良い。なお、画像中に含まれる物体を認識することは一般物体認識(generic object recognition)と呼ばれている。このような一般物体認識については、下記の文献において各種認識技術が解説されている。 The recognition process may be the same as the process performed in an existing similar device. Note that recognizing an object included in an image is called generic object recognition. Regarding such general object recognition, various recognition techniques are described in the following documents.
柳井 啓司,“一般物体認識の現状と今後”,情報処理学会論文誌,Vol.48,No.SIG16 [平成22年8月10日検索],インターネット<URL: http://mm.cs.uec.ac.jp/IPSJ-TCVIM-Yanai.pdf >
また、画像をオブジェクトごとに領域分割することによって一般物体認識を行う技術が、下記の文献において解説されている。
Keiji Yanai, “Current Status and Future of General Object Recognition”, IPSJ Journal, Vol. 48, no. SIG16 [Search August 10, 2010], Internet <URL: http://mm.cs.uec.ac.jp/IPSJ-TCVIM-Yanai.pdf>
Further, techniques for performing general object recognition by dividing an image into regions for each object are described in the following documents.
Jamie Shottonら,“Semantic Texton Forests for Image Categorization and Segmentation”,[平成22年8月10日検索],インターネット<URL: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.145.3036&rep=rep1&type=pdf >
さて、発光デバイス105e,105fで発せられた光の多くは、読取窓101aを通って筐体105aの外部へと放射されるが、一部は筐体105aで反射し、その後に様々な経路を通って撮像デバイス105dに到達する可能性がある。また、商品からの光は、上述した直接的な経路以外にも、筐体105aでの反射し、その後にさまざまな経路を通って撮像デバイス105dに到達する可能性がある。
Jamie Shotton et al., “Semantic Texton Forests for Image Categorization and Segmentation”, [searched August 10, 2010], Internet <URL: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1. 1.145.3036 & rep = rep1 & type = pdf>
Now, most of the light emitted from the light emitting devices 105e and 105f is radiated to the outside of the housing 105a through the reading window 101a, but a part of the light is reflected by the housing 105a and then passes through various paths. There is a possibility that the imaging device 105d may be reached through. In addition to the direct path described above, light from the product may be reflected by the housing 105a and then reach the imaging device 105d through various paths.
しかしながら、これらの反射光のうちの基板105aに到達したものは、基板105aでは殆ど反射せずに大幅に減衰する。また反射光のうちで遮光板105gの遮光領域に到達したものは、遮光板105gを殆ど透過も反射もせずに大幅に減衰する。 However, the reflected light that has reached the substrate 105a is substantially not reflected by the substrate 105a and attenuates significantly. Of the reflected light, the light that reaches the light shielding region of the light shielding plate 105g is attenuated substantially without being transmitted or reflected by the light shielding plate 105g.
このようにして、反射光のうちの多くが撮像デバイス105dには入射しない。つまり、筐体105aで反射した上で撮像デバイス105dへと入射する光量は、基板105bおよび遮光板105gによって減じられることとなり、これにより余計な映り込みを軽減して、商品についての画質を向上することが可能となる。 In this way, much of the reflected light does not enter the imaging device 105d. That is, the amount of light incident on the imaging device 105d after being reflected by the casing 105a is reduced by the substrate 105b and the light shielding plate 105g, thereby reducing unnecessary reflection and improving the image quality of the product. It becomes possible.
そして、高画質な商品の画像に対する認識処理により、精度の高い商品認識が可能となる。 And the recognition process with respect to the image of a high quality product enables highly accurate product recognition.
この実施形態は、次のような変形実施が可能である。 This embodiment can be modified as follows.
遮光板105gに代えて、それぞれ異なる遮光領域を形成した複数の遮光板を設けても良い。 Instead of the light shielding plate 105g, a plurality of light shielding plates each having a different light shielding region may be provided.
遮光板105gに代えて、板状ではない遮光部材を設けても良い。 Instead of the light shielding plate 105g, a non-plate light shielding member may be provided.
筐体105aの内部空間に露出する面を有する基板が基板105b以外に設けられる場合には、その基板105b以外の基板に、基板105bと同様に反射防止加工を施しても良い。例えば、基板105cが筐体105aの内部空間に露出するように配置されているとするならば、基板105cの読取窓101aに向く側の面に反射防止加工を施しても良い。この場合は、基板105cが第2の基板に相当することとなる。 In the case where a substrate having a surface exposed to the internal space of the housing 105a is provided in addition to the substrate 105b, antireflection processing may be performed on the substrate other than the substrate 105b in the same manner as the substrate 105b. For example, if the substrate 105c is arranged so as to be exposed in the internal space of the housing 105a, the surface of the substrate 105c facing the reading window 101a may be subjected to antireflection processing. In this case, the substrate 105c corresponds to the second substrate.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記1] 一面に撮像窓を形成した筐体と、
前記筐体の内部に配置され、前記撮像窓に向く面の少なくとも一部に光の反射を防ぐ処置が施された基板と、
前記基板に取り付けられ、前記筐体の外部へと前記撮像窓を通して照明光を放射する発光デバイスと、
前記照明光によって照明された物体を、前記撮像窓を通して撮像する撮像デバイスと、
前記筐体の内部に設けられ、前記撮像を妨げることなく、かつ前記筐体の内部の各所における反射光の少なくとも一部が前記撮像デバイスに入射することを遮る遮光部材とを具備したことを特徴とする撮像装置。
[付記2] 遮光部材は、前記撮像デバイスに向かう反射光を遮る処理を一部領域に施した透明な板材であることを特徴とする付記1に記載の撮像装置。
[付記3] 前記基板は、前記基板に形成されたシルク文字の少なくとも一部に関して、当該シルク文字での光の反射を防ぐ処置が施されていることを特徴とする付記1または2に記載の撮像装置。
[付記4] 前記基板とは異なるものであり、前記筐体の内部に配置され、前記撮像窓に向く面の少なくとも一部に光の反射を防ぐ処置が施された第2の基板と、
前記第2の基板に取り付けられ、前記筐体の外部へと前記撮像窓を通して照明光を放射する第2の発光デバイスとをさらに具備したことを特徴とする付記1−3のいずれか一項に記載の撮像装置。
[付記5] 一面に撮像窓を形成した筐体と、
前記筐体の内部に配置され、前記撮像窓に向く面の少なくとも一部に光の反射を防ぐ処置が施された基板と、
前記基板に取り付けられ、前記筐体の外部へと前記撮像窓を通して照明光を放射する発行デバイスと、
前記照明光によって照明された物体を前記撮像窓を通して撮像する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスによって得られた画像に表れた前記物体の特徴に基づいて前記物体を認識する認識手段と、
前記筐体の内部に設けられ、前記撮像を妨げることなく、かつ前記筐体の内部の各所における反射光の少なくとも一部が前記撮像デバイスに入射することを遮る遮光部材とを具備したことを特徴とするオブジェクト認識スキャナ。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
The invention described in the scope of the original claims of the present application will be added below.
[Appendix 1] A housing having an imaging window formed on one surface;
A substrate that is disposed inside the housing and on which a treatment for preventing reflection of light is applied to at least a part of a surface facing the imaging window;
A light-emitting device attached to the substrate and emitting illumination light through the imaging window to the outside of the housing;
An imaging device that images the object illuminated by the illumination light through the imaging window;
A light-shielding member provided inside the housing, which blocks the imaging and prevents at least a part of reflected light from entering the imaging device at various locations inside the housing. An imaging device.
[Supplementary Note 2] The imaging apparatus according to Supplementary Note 1, wherein the light shielding member is a transparent plate member that is partially subjected to a process of shielding the reflected light toward the imaging device.
[Supplementary Note 3] The supplementary note 1 or 2, wherein the substrate is subjected to a treatment for preventing reflection of light on the silk character, with respect to at least a part of the silk character formed on the substrate. Imaging device.
[Supplementary Note 4] A second substrate, which is different from the substrate, is disposed inside the housing, and has a treatment for preventing reflection of light on at least a part of a surface facing the imaging window;
The apparatus according to any one of appendix 1-3, further comprising: a second light emitting device attached to the second substrate and emitting illumination light to the outside of the housing through the imaging window. The imaging device described.
[Supplementary Note 5] A housing having an imaging window formed on one surface;
A substrate that is disposed inside the housing and on which a treatment for preventing reflection of light is applied to at least a part of a surface facing the imaging window;
An issuing device attached to the substrate and emitting illumination light to the outside of the housing through the imaging window;
An imaging device that images the object illuminated by the illumination light through the imaging window;
Recognizing means for recognizing the object based on characteristics of the object appearing in an image obtained by the imaging device;
A light-shielding member provided inside the housing, which blocks the imaging and prevents at least a part of reflected light from entering the imaging device at various locations inside the housing. An object recognition scanner.
100…商品認識装置、101a…読取窓、105…撮像部、105a…筐体、105b,105c…基板、105d…撮像デバイス、105e,105f…発光デバイス、105g…遮光板、200…POS端末、OP1,OP2,OP3…開口。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Product recognition apparatus, 101a ... Reading window, 105 ... Imaging part, 105a ... Case, 105b, 105c ... Substrate, 105d ... Imaging device, 105e, 105f ... Light emitting device, 105g ... Light-shielding plate, 200 ... POS terminal, OP1 , OP2, OP3 ... opening.
Claims (5)
前記筐体の内部に配置され、前記撮像窓に向く面の少なくとも一部に光の反射を防ぐ処置が施された基板と、
前記基板に取り付けられ、前記筐体の外部へと前記撮像窓を通して照明光を放射する発光デバイスと、
前記照明光によって照明された物体を、前記撮像窓を通して撮像する撮像デバイスと、
前記筐体の内部に設けられ、前記撮像を妨げることなく、かつ前記筐体の内部の各所における反射光の少なくとも一部が前記撮像窓を通ることなく前記撮像デバイスに入射することを遮る遮光部材とを具備したことを特徴とする撮像装置。 A housing with an imaging window on one side;
A substrate that is disposed inside the housing and on which a treatment for preventing reflection of light is applied to at least a part of a surface facing the imaging window;
A light-emitting device attached to the substrate and emitting illumination light through the imaging window to the outside of the housing;
An imaging device that images the object illuminated by the illumination light through the imaging window;
A light shielding member that is provided inside the housing and that blocks at least part of reflected light from various locations inside the housing from entering the imaging device without passing through the imaging window. An image pickup apparatus comprising:
前記第2の基板に取り付けられ、前記筐体の外部へと前記撮像窓を通して照明光を放射する第2の発光デバイスとをさらに具備したことを特徴とする請求項1−3のいずれか一項に記載の撮像装置。 A second substrate that is different from the substrate, disposed inside the housing, and subjected to a treatment for preventing reflection of light on at least a part of a surface facing the imaging window;
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a second light emitting device attached to the second substrate and emitting illumination light to the outside of the housing through the imaging window. The imaging device described in 1.
前記筐体の内部に配置され、前記撮像窓に向く面の少なくとも一部に光の反射を防ぐ処置が施された基板と、
前記基板に取り付けられ、前記筐体の外部へと前記撮像窓を通して照明光を放射する発光デバイスと、
前記照明光によって照明された物体を前記撮像窓を通して撮像する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスによって得られた画像に表れた前記物体の特徴に基づいて前記物体を認識する認識手段と、
前記筐体の内部に設けられ、前記撮像を妨げることなく、かつ前記筐体の内部の各所における反射光の少なくとも一部が前記撮像窓を通ることなく前記撮像デバイスに入射することを遮る遮光部材とを具備したことを特徴とするオブジェクト認識スキャナ。 A housing with an imaging window on one side;
A substrate that is disposed inside the housing and on which a treatment for preventing reflection of light is applied to at least a part of a surface facing the imaging window;
A light-emitting device attached to the substrate and emitting illumination light through the imaging window to the outside of the housing;
An imaging device that images the object illuminated by the illumination light through the imaging window;
Recognizing means for recognizing the object based on characteristics of the object appearing in an image obtained by the imaging device;
A light shielding member that is provided inside the housing and that blocks at least part of reflected light from various locations inside the housing from entering the imaging device without passing through the imaging window. An object recognition scanner characterized by comprising:
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