画像認識装置およびプログラム
【課題】画像認識装置において、認識対象の撮像不良が発生することを抑制する。
【解決手段】実施形態の画像認識装置は、撮像部と、照明部と、照明制御部と、認識部と、を備える。前記撮像部は、認識対象の画像を撮像する。前記照明部は、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する。前記照明制御部は、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能である。前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する。
【解決手段】実施形態の画像認識装置は、撮像部と、照明部と、照明制御部と、認識部と、を備える。前記撮像部は、認識対象の画像を撮像する。前記照明部は、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する。前記照明制御部は、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能である。前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像認識装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）撮像素子等のエリアイメージセンサによりコードシンボル（認識対象）の画像を撮像して商品コードを出力する画像認識装置には、撮像に必要な明るさを確保するために、コードシンボルに対して光源から光を照射しているものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の画像認識装置においては、被写体からの反射光によって、コードシンボルの画像に白飛びが発生してしまい、撮像不良となってしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態の画像認識装置は、撮像部と、照明部と、照明制御部と、認識部と、を備える。前記撮像部は、認識対象の画像を撮像する。前記照明部は、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する。前記照明制御部は、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能である。前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する。
【０００５】
実施形態のプログラムは、画像認識装置のコンピュータを、照明制御部として機能させる。前記画像認識装置は、撮像部と、照明部と、認識部と、を備える。前記撮像部は、認識対象の画像を撮像する。前記照明部は、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する。前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する。前記照明制御部は、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる画像認識装置を備えたチェックアウトレーンシステムの構成を概略的に示す外観斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を概略的に示す外観斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、第１の実施形態にかかる白飛びが発生した画像を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態にかかる照明制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、全てのＬＥＤが点灯した状態を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、（ａ）は第１ないし第６のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図、（ｂ）は第３ないし第８のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、（ａ）は第１ないし第４のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図、（ｂ）は第５ないし第８のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、（ａ）は第１および第２のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図、（ｂ）は第７および第８のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態にかかる照明制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態にかかる照明部の点灯遷移例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
まずは、第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態にかかる画像認識装置を備えたチェックアウトレーンシステムの構成を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、チェックアウトレーンシステム４は、商品を入れた買い物かごを戴置するためのサッカー台１と、サッカー台１の略中央に立設された画像認識装置２と、画像認識装置２と図示しない伝送路によって相互通信可能に接続されたＰＯＳ端末３とを備えている。
【０００９】
ＰＯＳ端末３は、客が購入する商品の販売登録を行うものである。図１に示すように、ＰＯＳ端末３には、キーボード３１、オペレータ用の表示器３２、客用の表示器３３、レシート印字等を行うプリンタ３４、現金等を収容するためのドロワ３５等が設けられている。キーボード３１には、商品代金の決済に必要な締めキー等が配設されている。ＰＯＳ端末３は、この種のチェックアウトレーンシステムで標準的に使用されているＰＯＳ端末と同様の構成と機能とを備えている。
【００１０】
画像認識装置２は、商品に貼付された認識対象としてのバーコードを読み取り認識して、バーコードが含む商品情報をＰＯＳ端末３に出力するための装置（画像読取装置）である。図１に示すように、画像認識装置２は、読取窓２１と、キーボード２２と、第１のディスプレイ２３と、第２のディスプレイ２４と、ブザー２５と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２６とを主に備えている。
【００１１】
キーボード２２は、バーコードで登録不能な商品の登録を行う場合に、各種キーによる入力を受付ける。第１のディスプレイ２３は、登録された商品の品名や価格等を買い物客または店員に対して表示する。第２のディスプレイ２４は、登録された商品の品名や価格、その他のエラーメッセージ等をオペレータの店員に対して表示する。
【００１２】
読取窓２１が設けられた画像認識装置２の内部には、撮像部としての撮像素子２０３（図２参照）が内蔵されている。撮像素子２０３は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いた撮像装置であってもよいし、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などその他の撮像素子を用いた撮像装置であってもよい。撮像素子２０３は、読取窓２１に相対する撮像領域にかざされたバーコードの画像を撮像する。
【００１３】
図２は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を概略的に示す外観斜視図である。図２に示すように、画像認識装置２は、その正面２ａに、撮像素子２０３および照明部２０１を備えている。画像認識装置２の正面２ａ側には、オペレータの手によって商品２０８が対峙される。商品２０８には、バーコード２０９が印字された用紙２１０が貼り付けられている。オペレータは、バーコード２０９を画像認識装置２において読み取る際、手の動きによって商品２０８に貼り付けられた用紙２１０のバーコード２０９が、撮像素子２０３の撮像領域に入るように調整する。なお、本実施形態では、画像認識装置２における認識対象がコードシンボルであるバーコード２０９の例について説明するが、認識対象はこれに限るものではなく、２次元バーコードや商品そのもの等であってもよい。
【００１４】
撮像素子２０３は、画像認識装置２の正面２ａに位置するバーコード２０９を含む画像、すなわちバーコード２０９およびこのバーコード２０９が印字された用紙２１０が貼り付けられた商品２０８から反射光を受光し、商品２０８からの反射光を電気情報に変換して商品２０８の画像情報を出力する。なお、本実施形態では、撮像素子２０３は、解像度が１０２４×７６８画素であるＸＧＡ（Extended Graphics Array）の画像情報を出力するものとする。
【００１５】
照明部２０１は、撮像素子２０３により画像を撮像する撮像領域に対して、光を照射する。ここで、図３は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。図３に示すように、照明部２０１は、光源として８個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０４を有している。８個のＬＥＤ２０４は、詳しくは、第１のＬＥＤ２０４ａ、第２のＬＥＤ２０４ｂ、第３のＬＥＤ２０３ｃ、第４のＬＥＤ２０４ｄ、第５のＬＥＤ２０４ｅ、第６のＬＥＤ２０４ｆ、第７のＬＥＤ２０４ｇ、第８のＬＥＤ２０４ｈである。第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈは、相互に異なる位置に配置されている。第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈは、撮像素子２０３の上方において、画像認識装置２の幅方向（左右方向）に沿って一列状に配置されている。各第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈは、画像認識装置２の前方に向けて光を照射することで、撮像素子２０３の撮像領域に光を照射する。なお、以下では、第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈのそれぞれを、単にＬＥＤ２０４として説明する場合もある。照明部２０１は、撮像素子２０３の撮像領域と略同一の光の照射範囲、または撮像素子２０３による画像の撮像領域よりも大きな光の照射範囲を有しているものとする。また、本実施形態では、照明部２０１は、撮像素子２０３により画像が撮像される時間と同期して所定時間光を照射する。即ち、照明部２０１は、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて所定時間光を照射する。
【００１６】
このように照明部２０１は、相互に異なる位置に配置された複数の光源としてのＬＥＤ２０４を有している。照明部２０１では、これらの複数のＬＥＤ２０４において点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで光の射出位置が変更可能となっている。光の射出位置は、光を射出するＬＥＤ２０４の位置である。この光の射出位置は、照明部２０１の照射条件に含まれる。
【００１７】
図４は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を示すブロック図である。画像認識装置２には、レンズ３０１が設けられている。撮像素子２０３は、所定周期毎（例えば、１／３０（秒）毎）に入力されるストローブ信号に従って、レンズ３０１に結像された商品２０８の画像を入射し、レンズ３０１に結像された画像を撮像して画像情報を出力する。
【００１８】
バーコードデコーダ３０２は、撮像素子２０３に接続されている。バーコードデコーダ３０２は、撮像素子２０３から出力された画像情報を取得する。バーコードデコーダ３０２は、取得した画像情報に含まれるバーコード２０９の画像を抽出する。バーコードデコーダ３０２は、この抽出したバーコード２０９の画像から商品２０８に関する商品情報を読み取ることで認識する。本実施形態では、バーコードデコーダ３０２が認識部に相当する。
【００１９】
制御部３０３は、撮像素子２０３による画像の撮像および照明部２０１による光の照射を制御するものである。制御部３０３は、主制御部３０４、および照明駆動回路３０５などを備えている。主制御部３０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｏポートなどを備えている。そして、主制御部３０４には、撮像素子２０３および照明駆動回路３０５が接続されている。主制御部３０４は、撮像素子２０３および照明駆動回路３０５をそれぞれ動作制御する。具体的には、主制御部３０４は、所定周期毎に、画像の撮像を指示するストローブ信号を撮像素子２０３に出力して、撮像素子２０３による画像の撮像を制御する。また、主制御部３０４は、光の照射を指示する光制御信号を照明駆動回路３０５に出力して、照明駆動回路３０５を介して、照明部２０１による光の照射を制御する。照明駆動回路３０５は、主制御部３０４から出力された光制御信号に従って、照明部２０１から光を照射させる。
【００２０】
次に、主制御部３０４のＣＰＵがプログラムを実行することで実現される、画像認識装置２の機能構成について説明する。図５は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の機能構成を示すブロック図である。主制御部３０４のＣＰＵは、ＲＡＭに展開されたＲＯＭが記憶するプログラムに従って動作することで、図５に示すように、撮像制御部４０１、画像取込部４０２、および照明制御部４０３として機能する。
【００２１】
撮像制御部４０１は、外部回路で作成された水平駆動信号（ＨＤ）の立下りに同期して、ストローブ信号を撮像素子２０３に出力して、撮像素子２０３による画像の撮像を制御するものである。
【００２２】
画像取込部４０２は、外部回路で作成された水平駆動信号（ＨＤ）および垂直駆動信号（ＶＤ）に同期して、撮像素子２０３により撮像された画像を取り込む。具体的には、画像取込部４０２は、垂直駆動信号の立下りに同期して、撮像素子２０３からの１フレーム分の画像の取り込みを開始する。撮像素子２０３から画像を取り込む際、画像取込部４０２は、水平駆動信号の立下りに同期して、１ライン単位で画像を取り込む。本実施形態では、撮像素子２０３により解像度が１０２４×７６８画素の画像が撮像されるため、画像取込部４０２は、水平駆動信号の立下りに同期して、少なくとも７６８ライン分（例えば、７９１ライン分）の画像を取り込む。なお、１ライン分の画像を取り込む際、画像取込部４０２は、水平駆動信号の立下りと立下りの間に入力されるクロック信号（少なくとも１０２４画素分（例えば、１２７０画素分）のクロック信号）に同期して、１２７０画素分の画像を取り込むものとする。
【００２３】
照明制御部４０３は、撮像制御部４０１からストローブ信号が出力している時間（つまり、撮像素子２０３により画像の撮像が行われている撮像時間）の少なくとも一部と同期して、光制御信号を照明駆動回路３０５に出力して、照明部２０１による光の照射を制御する。即ち、照明制御部４０３は、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて照明部２０１に所定時間光を照射させる。
【００２４】
また、照明制御部４０３は、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて（同期して）
照明部２０１の照射条件を変更可能である。本実施形態では、照明部２０１の照射条件として照明部２０１の光の出射位置が採用されており、照明制御部４０３は、照明部２０１の光の出射位置を変更可能である。照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで照明部２０１の照射条件を変更する。この際、照明制御部４０３は、画像取込部４０２によって１フレーム分の画像が取り込まれると、取り込まれた画像の認識結果に白飛びが発生しているかを判定する白飛び判定処理を実行する。ここでの認識結果は、撮像部２０１によって撮像された画像（画像取込部４０２によって取り込まれた画像）に対する照明制御部４０３による認識の結果である。ここで、白飛びとは、図６に例示するように、画像の中で、規定の明るさ以上に明るい部分がすべて真っ白になる現象である。白飛び判定処理では、照明制御部４０３は、画像取込部４０２によって１フレーム分の画像が取り込まれると、まず、画像の認識処理として、取り込まれた画像内に含まれる白画素（例えば、ＲＧＢそれぞれの明度が２５０以上）の数を計数する。そして、照明制御部４０３は、計数した白画素の数（画素数）が予め設定された規定数（規定画素数）以上である場合に、撮像素子２０３により撮像された画像に白飛びが発生したと判定する。上記規定数は、例えば、１０２４×７６８画素の１／６４や、１０２４×７６８画素の１／４などである。
【００２５】
そして、照明制御部４０３は、画像取込部４０２により取り込んだ画像に対する認識結果に白飛びが発生したかを判定し、画像に白飛びが発生したと判定した場合に、照明部２０１の射出位置を変更する射出位置変更処理（照射条件変更処理）を行う。射出位置変更処理では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで照明部２０１の射出位置を変更する。具体的には、照明制御部４０３は、全て（８個）のＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らす。より具体的には、照明制御部４０３は、全てのＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を、６個、４個、２個と徐々に減らす。このとき、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。一方、照明制御部４０３は、画像に白飛びは発生していないと判定した場合には、照明部２０１の射出位置を変更しない。即ち、全てのＬＥＤ２０４を点灯する。
【００２６】
次に、主制御部３０４がプログラムに従って実行する照明制御処理を図７に示すフローチャートに沿って説明する。
【００２７】
まず、照明制御部４０３は、全て（８個）のＬＥＤ２０４を点灯させる（ステップＳ５０１）。この場合のＬＥＤ２０４の点灯状態を図８に示す。なお、図面では、点灯しているＬＥＤ２０４をハッチングで示している。そして、この点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれると、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が、１０２４×７６８画素の１／６４以上であるかを判定する（ステップＳ５０２）。照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻る。
【００２８】
一方、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４以上であると判定した場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／４以上であるかを判定する（ステップＳ５０３）。照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、８個のＬＥＤ２０４のうち６個のＬＥＤ２０４だけを点灯させる（ステップＳ５０４）。照明制御部４０３は、８個のうちの２個のＬＥＤ２０４は点灯させずに消灯状態とする。つまり、全てのＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らす。この状態を図９の（ａ）に示す。図９の（ａ）の例では、第１ないし第６のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｆが点灯して、第７および第８のＬＥＤ２０４ｇ，２０４ｈが消灯している。そして、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。つまり、点灯させるＬＥＤ２０４の数を８個から６個に減らした状態において、点灯させる６個のＬＥＤ２０４を変更する。この変更するＬＥＤ２０４は、例えば予め決められていても良いし、ランダムに決定してもよい。この状態を図９の（ｂ）に示す。図９の（ｂ）の例では、第３ないし第８のＬＥＤ２０４ｃ〜２０４ｈが点灯して、第１および第２のＬＥＤ２０４ａ，２０４ｂが消灯している。なお、点灯させるＬＥＤ２０４の変更は、１回に限ることなく複数回行ってもよい。
【００２９】
そして、ステップＳ５０４の点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれると、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が、１０２４×７６８画素の１／６４以上であるかを判定する（ステップＳ５０５）。そして、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０５：Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻る。
【００３０】
一方、ステップＳ５０３において、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／４以上であると判定した場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）や、ステップＳ５０５において、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４以上であると判定した場合（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、照明制御部４０３は、８個のＬＥＤ２０４のうち４個のＬＥＤ２０４だけを点灯させる（ステップＳ５０６）。照明制御部４０３は、８個のうちの４個のＬＥＤ２０４は点灯させずに消灯状態とする。この状態を図１０の（ａ）に示す。図１０の（ａ）の例では、第１ないし第４のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｄが点灯して、第５ないし第８のＬＥＤ２０４ｅ〜２０４ｈが消灯している。そして、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。つまり、点灯させるＬＥＤ２０４の数を４個に減らした状態において、点灯させる４個のＬＥＤ２０４を変更する。この変更するＬＥＤ２０４は、例えば予め決められていても良いし、ランダムに決定してもよい。この状態を図１０の（ｂ）に示す。図１０の（ｂ）の例では、第５ないし第８のＬＥＤ２０４ｅ〜２０４ｈが点灯して、第１ないし第４のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｄが消灯している。なお、点灯させるＬＥＤ２０４の変更は、１回に限ることなく複数回行ってもよい。
【００３１】
そして、ステップＳ５０６の点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれると、照明制御部４０３は、取り込んだ画像に含まれる白画素の数が、１０２４×７６８画素の１／６４以上であるかを判定する（ステップＳ５０７）。そして、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０７：Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻る。
【００３２】
一方、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４以上であると判定した場合（ステップＳ５０７：Ｙｅｓ）、照明制御部４０３は、８個のＬＥＤ２０４のうち２個のＬＥＤ２０４だけを点灯させる（ステップＳ５０８）。照明制御部４０３は、８個のうちの６個のＬＥＤ２０４は点灯させずに消灯状態とする。この状態を図１１の（ａ）に示す。図１１の（ａ）の例では、第１および第２のＬＥＤ２０４ａ，２０４ｂが点灯して、第３ないし第８のＬＥＤ２０４ｃ〜２０４ｈが消灯している。そして、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。つまり、点灯させるＬＥＤ２０４の数を２個に減らした状態において、点灯させる２個のＬＥＤ２０４を変更する。この変更するＬＥＤ２０４は、例えば予め決められていても良いし、ランダムに決定してもよい。この状態を図１１の（ｂ）に示す。図１１の（ｂ）の例では、第７および第８のＬＥＤ２０４ｇ，２０４ｈが点灯して、第１ないし第６のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｆが消灯している。なお、点灯させるＬＥＤ２０４の変更は、１回に限ることなく複数回行ってもよい。このステップＳ５０８の点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれる。そして、ステップＳ５０１以降の処理が繰り返し行われる。
【００３３】
以上説明したとおり、本実施形態では、照明制御部４０３が、照明部２０１の照射条件としての光の射出位置を変更する。ここで、画像の白飛びは、被写体の位置や姿勢と光の射出位置との関係等で、発生したり発生しなかったりする。したがって、ある射出位置で光が射出されたときに撮像素子２０３が撮像した画像に白飛びが発生しても、別の射出位置での光によって撮像素子２０３が撮像した画像には白飛びが発生しない場合がある。また、射出位置を変更しても白飛びが発生する場合もあるが、この場合には白飛びの位置が変わる。つまり、照明制御部４０３が、照明部２０１の光の射出位置を変更することで、白飛びの発生を抑制できたり、白飛びの位置を変更することができるので、画像におけるバーコード２０９の部分が白飛びすることを抑制することができる。よって、バーコード２０９の撮像不良が発生することを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、画像に白飛びが発生したかを判定し、画像に白飛びが発生したと判定した場合に照明部２０１の光の射出位置（照射条件）を変更する。したがって、バーコード２０９の撮像不良が発生することを効率的に抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで光の射出位置（照射条件）を変更する。したがって、光の射出位置を瞬時に変更することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、全てのＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らす。したがって、光の射出位置を瞬時に変更することができる。また、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らすことで、光量が減るので、これより、白飛びの発生を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。したがって、点灯させるＬＥＤ２０４の数を規定数（本実施形態では２個や４個、６個）だけ減らした、ある状態において、光量を維持した状態で、光の射出位置を変更することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。本実施形態は、照明部２０１および照明制御処理が第１の実施形態に対して異なる。
【００３９】
図１２は、第２の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。図１２に示すように、照明部２０１は、上光源部２０１ａと、左光源部２０１ｂと、右光源部２０１ｃと、を有する。
【００４０】
上光源部２０１ａは、第１の実施形態で説明した第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈからなり、撮像素子２０３の上方に配置されている。左光源部２０１ｂは、第９のＬＥＤ２０４ｉと第１０のＬＥＤ２０４ｊとからなり、撮像素子２０３の一側方（左方）に配置されている。第９のＬＥＤ２０４ｉと第１０のＬＥＤ２０４ｊとは、上下方向に沿って配置されている。右光源部２０１ｃは、第１１のＬＥＤ２０４ｋと第１２のＬＥＤ２０４ｌとからなり、撮像素子２０３の他側方（右方）に配置されている。第１１のＬＥＤ２０４ｋと第１２のＬＥＤ２０４ｌとは、上下方向に沿って配置されている。各第１ないし第１２のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｌは、画像認識装置２の前方に向けて光を照射することで、撮像素子２０３の撮像領域に光を照射する。
【００４１】
次に、主制御部３０４がプログラムに従って実行する照明制御処理を図１３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００４２】
照明制御部４０３は、まず、上光源部２０１ａだけを点灯する（ステップＳ６０１）。このとき、左光源部２０１ｂおよび右光源部２０１ｃは消灯状態である。次に、照明制御部４０３は、左光源部２０１ｂだけを点灯する（ステップＳ６０２）。このとき、上光源部２０１ａおよび右光源部２０１ｃは消灯状態である。次に、照明制御部４０３は、右光源部２０１ｃだけを点灯する（ステップＳ６０３）。このとき、上光源部２０１ａおよび左光源部２０１ｂは消灯状態である。そして、照明制御部４０３は、ステップＳ６０１に戻って、上記の処理を繰り返し行う。各ステップＳ６０１〜Ｓ６０３での点灯は、撮像素子２０３により画像が撮像される時間と同期して行われる。即ち、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて照明部２０１の光の射出位置（照射条件）が変更される。これにより、各ステップＳ６０１〜Ｓ６０３毎に、相互に異なる射出位置から射出された光を用いて撮像素子２０３が画像を撮像する。このときの照明部２０１の点灯状態は、図１４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に変化する。このように、本実施形態では、照明制御部４０３は、白飛びが発生しているか否かにかかわらず点灯させるＬＥＤ２０４を常に変更する。
【００４３】
以上説明したとおり、本実施形態では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を常に変更する。よって、第１の実施形態と同様に、白飛びの発生を抑制できたり、白飛びの位置を変更することができるので、画像におけるバーコード２０９の部分が白飛びすることを抑制することができる。よって、バーコード２０９の撮像不良が発生することを抑制することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供されるが、これに限定するものではない。例えば、本実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００４５】
さらに、本実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００４６】
また、上記各実施形態では、照明制御部が、点灯させる光源を変更することで照明部の光の射出位置を変更する例を示したが、これにかぎるものではない。例えば、照明部の光源を撮像素子回りに移動可能に設け、駆動源の駆動力によって光源を駆動する構成とし、照明制御部が駆動源を制御して光源を撮像素子回りに移動させることで、光源の位置、即ち光の射出位置を変更するようにしてもよい。
【００４７】
以上説明したとおり、上記各実施形態によれば、画像認識装置において、認識対象の撮像不良が発生することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
２ 画像認識装置
２０１ 照明部
２０３ 撮像素子（撮像部）
２０４ａ〜２０４ｌ ＬＥＤ（光源）
２０９ バーコード（認識対象）
３０２ バーコードデコーダ（認識部）
４０３ 照明制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開２００９−２０６１１号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像認識装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）撮像素子等のエリアイメージセンサによりコードシンボル（認識対象）の画像を撮像して商品コードを出力する画像認識装置には、撮像に必要な明るさを確保するために、コードシンボルに対して光源から光を照射しているものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の画像認識装置においては、被写体からの反射光によって、コードシンボルの画像に白飛びが発生してしまい、撮像不良となってしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態の画像認識装置は、撮像部と、照明部と、照明制御部と、認識部と、を備える。前記撮像部は、認識対象の画像を撮像する。前記照明部は、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する。前記照明制御部は、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能である。前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する。
【０００５】
実施形態のプログラムは、画像認識装置のコンピュータを、照明制御部として機能させる。前記画像認識装置は、撮像部と、照明部と、認識部と、を備える。前記撮像部は、認識対象の画像を撮像する。前記照明部は、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する。前記認識部は、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する。前記照明制御部は、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる画像認識装置を備えたチェックアウトレーンシステムの構成を概略的に示す外観斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を概略的に示す外観斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、第１の実施形態にかかる白飛びが発生した画像を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態にかかる照明制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、全てのＬＥＤが点灯した状態を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、（ａ）は第１ないし第６のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図、（ｂ）は第３ないし第８のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、（ａ）は第１ないし第４のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図、（ｂ）は第５ないし第８のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態にかかる照明部を示す正面図であって、（ａ）は第１および第２のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図、（ｂ）は第７および第８のＬＥＤが点灯した状態を示す正面図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態にかかる照明制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態にかかる照明部の点灯遷移例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
まずは、第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態にかかる画像認識装置を備えたチェックアウトレーンシステムの構成を概略的に示す外観斜視図である。図１に示すように、チェックアウトレーンシステム４は、商品を入れた買い物かごを戴置するためのサッカー台１と、サッカー台１の略中央に立設された画像認識装置２と、画像認識装置２と図示しない伝送路によって相互通信可能に接続されたＰＯＳ端末３とを備えている。
【０００９】
ＰＯＳ端末３は、客が購入する商品の販売登録を行うものである。図１に示すように、ＰＯＳ端末３には、キーボード３１、オペレータ用の表示器３２、客用の表示器３３、レシート印字等を行うプリンタ３４、現金等を収容するためのドロワ３５等が設けられている。キーボード３１には、商品代金の決済に必要な締めキー等が配設されている。ＰＯＳ端末３は、この種のチェックアウトレーンシステムで標準的に使用されているＰＯＳ端末と同様の構成と機能とを備えている。
【００１０】
画像認識装置２は、商品に貼付された認識対象としてのバーコードを読み取り認識して、バーコードが含む商品情報をＰＯＳ端末３に出力するための装置（画像読取装置）である。図１に示すように、画像認識装置２は、読取窓２１と、キーボード２２と、第１のディスプレイ２３と、第２のディスプレイ２４と、ブザー２５と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２６とを主に備えている。
【００１１】
キーボード２２は、バーコードで登録不能な商品の登録を行う場合に、各種キーによる入力を受付ける。第１のディスプレイ２３は、登録された商品の品名や価格等を買い物客または店員に対して表示する。第２のディスプレイ２４は、登録された商品の品名や価格、その他のエラーメッセージ等をオペレータの店員に対して表示する。
【００１２】
読取窓２１が設けられた画像認識装置２の内部には、撮像部としての撮像素子２０３（図２参照）が内蔵されている。撮像素子２０３は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いた撮像装置であってもよいし、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などその他の撮像素子を用いた撮像装置であってもよい。撮像素子２０３は、読取窓２１に相対する撮像領域にかざされたバーコードの画像を撮像する。
【００１３】
図２は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を概略的に示す外観斜視図である。図２に示すように、画像認識装置２は、その正面２ａに、撮像素子２０３および照明部２０１を備えている。画像認識装置２の正面２ａ側には、オペレータの手によって商品２０８が対峙される。商品２０８には、バーコード２０９が印字された用紙２１０が貼り付けられている。オペレータは、バーコード２０９を画像認識装置２において読み取る際、手の動きによって商品２０８に貼り付けられた用紙２１０のバーコード２０９が、撮像素子２０３の撮像領域に入るように調整する。なお、本実施形態では、画像認識装置２における認識対象がコードシンボルであるバーコード２０９の例について説明するが、認識対象はこれに限るものではなく、２次元バーコードや商品そのもの等であってもよい。
【００１４】
撮像素子２０３は、画像認識装置２の正面２ａに位置するバーコード２０９を含む画像、すなわちバーコード２０９およびこのバーコード２０９が印字された用紙２１０が貼り付けられた商品２０８から反射光を受光し、商品２０８からの反射光を電気情報に変換して商品２０８の画像情報を出力する。なお、本実施形態では、撮像素子２０３は、解像度が１０２４×７６８画素であるＸＧＡ（Extended Graphics Array）の画像情報を出力するものとする。
【００１５】
照明部２０１は、撮像素子２０３により画像を撮像する撮像領域に対して、光を照射する。ここで、図３は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。図３に示すように、照明部２０１は、光源として８個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０４を有している。８個のＬＥＤ２０４は、詳しくは、第１のＬＥＤ２０４ａ、第２のＬＥＤ２０４ｂ、第３のＬＥＤ２０３ｃ、第４のＬＥＤ２０４ｄ、第５のＬＥＤ２０４ｅ、第６のＬＥＤ２０４ｆ、第７のＬＥＤ２０４ｇ、第８のＬＥＤ２０４ｈである。第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈは、相互に異なる位置に配置されている。第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈは、撮像素子２０３の上方において、画像認識装置２の幅方向（左右方向）に沿って一列状に配置されている。各第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈは、画像認識装置２の前方に向けて光を照射することで、撮像素子２０３の撮像領域に光を照射する。なお、以下では、第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈのそれぞれを、単にＬＥＤ２０４として説明する場合もある。照明部２０１は、撮像素子２０３の撮像領域と略同一の光の照射範囲、または撮像素子２０３による画像の撮像領域よりも大きな光の照射範囲を有しているものとする。また、本実施形態では、照明部２０１は、撮像素子２０３により画像が撮像される時間と同期して所定時間光を照射する。即ち、照明部２０１は、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて所定時間光を照射する。
【００１６】
このように照明部２０１は、相互に異なる位置に配置された複数の光源としてのＬＥＤ２０４を有している。照明部２０１では、これらの複数のＬＥＤ２０４において点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで光の射出位置が変更可能となっている。光の射出位置は、光を射出するＬＥＤ２０４の位置である。この光の射出位置は、照明部２０１の照射条件に含まれる。
【００１７】
図４は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の構成を示すブロック図である。画像認識装置２には、レンズ３０１が設けられている。撮像素子２０３は、所定周期毎（例えば、１／３０（秒）毎）に入力されるストローブ信号に従って、レンズ３０１に結像された商品２０８の画像を入射し、レンズ３０１に結像された画像を撮像して画像情報を出力する。
【００１８】
バーコードデコーダ３０２は、撮像素子２０３に接続されている。バーコードデコーダ３０２は、撮像素子２０３から出力された画像情報を取得する。バーコードデコーダ３０２は、取得した画像情報に含まれるバーコード２０９の画像を抽出する。バーコードデコーダ３０２は、この抽出したバーコード２０９の画像から商品２０８に関する商品情報を読み取ることで認識する。本実施形態では、バーコードデコーダ３０２が認識部に相当する。
【００１９】
制御部３０３は、撮像素子２０３による画像の撮像および照明部２０１による光の照射を制御するものである。制御部３０３は、主制御部３０４、および照明駆動回路３０５などを備えている。主制御部３０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｏポートなどを備えている。そして、主制御部３０４には、撮像素子２０３および照明駆動回路３０５が接続されている。主制御部３０４は、撮像素子２０３および照明駆動回路３０５をそれぞれ動作制御する。具体的には、主制御部３０４は、所定周期毎に、画像の撮像を指示するストローブ信号を撮像素子２０３に出力して、撮像素子２０３による画像の撮像を制御する。また、主制御部３０４は、光の照射を指示する光制御信号を照明駆動回路３０５に出力して、照明駆動回路３０５を介して、照明部２０１による光の照射を制御する。照明駆動回路３０５は、主制御部３０４から出力された光制御信号に従って、照明部２０１から光を照射させる。
【００２０】
次に、主制御部３０４のＣＰＵがプログラムを実行することで実現される、画像認識装置２の機能構成について説明する。図５は、第１の実施形態にかかる画像認識装置の機能構成を示すブロック図である。主制御部３０４のＣＰＵは、ＲＡＭに展開されたＲＯＭが記憶するプログラムに従って動作することで、図５に示すように、撮像制御部４０１、画像取込部４０２、および照明制御部４０３として機能する。
【００２１】
撮像制御部４０１は、外部回路で作成された水平駆動信号（ＨＤ）の立下りに同期して、ストローブ信号を撮像素子２０３に出力して、撮像素子２０３による画像の撮像を制御するものである。
【００２２】
画像取込部４０２は、外部回路で作成された水平駆動信号（ＨＤ）および垂直駆動信号（ＶＤ）に同期して、撮像素子２０３により撮像された画像を取り込む。具体的には、画像取込部４０２は、垂直駆動信号の立下りに同期して、撮像素子２０３からの１フレーム分の画像の取り込みを開始する。撮像素子２０３から画像を取り込む際、画像取込部４０２は、水平駆動信号の立下りに同期して、１ライン単位で画像を取り込む。本実施形態では、撮像素子２０３により解像度が１０２４×７６８画素の画像が撮像されるため、画像取込部４０２は、水平駆動信号の立下りに同期して、少なくとも７６８ライン分（例えば、７９１ライン分）の画像を取り込む。なお、１ライン分の画像を取り込む際、画像取込部４０２は、水平駆動信号の立下りと立下りの間に入力されるクロック信号（少なくとも１０２４画素分（例えば、１２７０画素分）のクロック信号）に同期して、１２７０画素分の画像を取り込むものとする。
【００２３】
照明制御部４０３は、撮像制御部４０１からストローブ信号が出力している時間（つまり、撮像素子２０３により画像の撮像が行われている撮像時間）の少なくとも一部と同期して、光制御信号を照明駆動回路３０５に出力して、照明部２０１による光の照射を制御する。即ち、照明制御部４０３は、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて照明部２０１に所定時間光を照射させる。
【００２４】
また、照明制御部４０３は、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて（同期して）
照明部２０１の照射条件を変更可能である。本実施形態では、照明部２０１の照射条件として照明部２０１の光の出射位置が採用されており、照明制御部４０３は、照明部２０１の光の出射位置を変更可能である。照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで照明部２０１の照射条件を変更する。この際、照明制御部４０３は、画像取込部４０２によって１フレーム分の画像が取り込まれると、取り込まれた画像の認識結果に白飛びが発生しているかを判定する白飛び判定処理を実行する。ここでの認識結果は、撮像部２０１によって撮像された画像（画像取込部４０２によって取り込まれた画像）に対する照明制御部４０３による認識の結果である。ここで、白飛びとは、図６に例示するように、画像の中で、規定の明るさ以上に明るい部分がすべて真っ白になる現象である。白飛び判定処理では、照明制御部４０３は、画像取込部４０２によって１フレーム分の画像が取り込まれると、まず、画像の認識処理として、取り込まれた画像内に含まれる白画素（例えば、ＲＧＢそれぞれの明度が２５０以上）の数を計数する。そして、照明制御部４０３は、計数した白画素の数（画素数）が予め設定された規定数（規定画素数）以上である場合に、撮像素子２０３により撮像された画像に白飛びが発生したと判定する。上記規定数は、例えば、１０２４×７６８画素の１／６４や、１０２４×７６８画素の１／４などである。
【００２５】
そして、照明制御部４０３は、画像取込部４０２により取り込んだ画像に対する認識結果に白飛びが発生したかを判定し、画像に白飛びが発生したと判定した場合に、照明部２０１の射出位置を変更する射出位置変更処理（照射条件変更処理）を行う。射出位置変更処理では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで照明部２０１の射出位置を変更する。具体的には、照明制御部４０３は、全て（８個）のＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らす。より具体的には、照明制御部４０３は、全てのＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を、６個、４個、２個と徐々に減らす。このとき、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。一方、照明制御部４０３は、画像に白飛びは発生していないと判定した場合には、照明部２０１の射出位置を変更しない。即ち、全てのＬＥＤ２０４を点灯する。
【００２６】
次に、主制御部３０４がプログラムに従って実行する照明制御処理を図７に示すフローチャートに沿って説明する。
【００２７】
まず、照明制御部４０３は、全て（８個）のＬＥＤ２０４を点灯させる（ステップＳ５０１）。この場合のＬＥＤ２０４の点灯状態を図８に示す。なお、図面では、点灯しているＬＥＤ２０４をハッチングで示している。そして、この点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれると、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が、１０２４×７６８画素の１／６４以上であるかを判定する（ステップＳ５０２）。照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻る。
【００２８】
一方、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４以上であると判定した場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／４以上であるかを判定する（ステップＳ５０３）。照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、８個のＬＥＤ２０４のうち６個のＬＥＤ２０４だけを点灯させる（ステップＳ５０４）。照明制御部４０３は、８個のうちの２個のＬＥＤ２０４は点灯させずに消灯状態とする。つまり、全てのＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らす。この状態を図９の（ａ）に示す。図９の（ａ）の例では、第１ないし第６のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｆが点灯して、第７および第８のＬＥＤ２０４ｇ，２０４ｈが消灯している。そして、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。つまり、点灯させるＬＥＤ２０４の数を８個から６個に減らした状態において、点灯させる６個のＬＥＤ２０４を変更する。この変更するＬＥＤ２０４は、例えば予め決められていても良いし、ランダムに決定してもよい。この状態を図９の（ｂ）に示す。図９の（ｂ）の例では、第３ないし第８のＬＥＤ２０４ｃ〜２０４ｈが点灯して、第１および第２のＬＥＤ２０４ａ，２０４ｂが消灯している。なお、点灯させるＬＥＤ２０４の変更は、１回に限ることなく複数回行ってもよい。
【００２９】
そして、ステップＳ５０４の点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれると、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が、１０２４×７６８画素の１／６４以上であるかを判定する（ステップＳ５０５）。そして、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０５：Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻る。
【００３０】
一方、ステップＳ５０３において、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／４以上であると判定した場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）や、ステップＳ５０５において、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４以上であると判定した場合（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、照明制御部４０３は、８個のＬＥＤ２０４のうち４個のＬＥＤ２０４だけを点灯させる（ステップＳ５０６）。照明制御部４０３は、８個のうちの４個のＬＥＤ２０４は点灯させずに消灯状態とする。この状態を図１０の（ａ）に示す。図１０の（ａ）の例では、第１ないし第４のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｄが点灯して、第５ないし第８のＬＥＤ２０４ｅ〜２０４ｈが消灯している。そして、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。つまり、点灯させるＬＥＤ２０４の数を４個に減らした状態において、点灯させる４個のＬＥＤ２０４を変更する。この変更するＬＥＤ２０４は、例えば予め決められていても良いし、ランダムに決定してもよい。この状態を図１０の（ｂ）に示す。図１０の（ｂ）の例では、第５ないし第８のＬＥＤ２０４ｅ〜２０４ｈが点灯して、第１ないし第４のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｄが消灯している。なお、点灯させるＬＥＤ２０４の変更は、１回に限ることなく複数回行ってもよい。
【００３１】
そして、ステップＳ５０６の点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれると、照明制御部４０３は、取り込んだ画像に含まれる白画素の数が、１０２４×７６８画素の１／６４以上であるかを判定する（ステップＳ５０７）。そして、照明制御部４０３は、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４より少ないと判定した場合（ステップＳ５０７：Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻る。
【００３２】
一方、取り込まれた画像に含まれる白画素の数が１０２４×７６８画素の１／６４以上であると判定した場合（ステップＳ５０７：Ｙｅｓ）、照明制御部４０３は、８個のＬＥＤ２０４のうち２個のＬＥＤ２０４だけを点灯させる（ステップＳ５０８）。照明制御部４０３は、８個のうちの６個のＬＥＤ２０４は点灯させずに消灯状態とする。この状態を図１１の（ａ）に示す。図１１の（ａ）の例では、第１および第２のＬＥＤ２０４ａ，２０４ｂが点灯して、第３ないし第８のＬＥＤ２０４ｃ〜２０４ｈが消灯している。そして、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。つまり、点灯させるＬＥＤ２０４の数を２個に減らした状態において、点灯させる２個のＬＥＤ２０４を変更する。この変更するＬＥＤ２０４は、例えば予め決められていても良いし、ランダムに決定してもよい。この状態を図１１の（ｂ）に示す。図１１の（ｂ）の例では、第７および第８のＬＥＤ２０４ｇ，２０４ｈが点灯して、第１ないし第６のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｆが消灯している。なお、点灯させるＬＥＤ２０４の変更は、１回に限ることなく複数回行ってもよい。このステップＳ５０８の点灯状態で撮像制御部４０１の制御により撮像素子２０３が撮像した画像が、画像取込部４０２によって１フレーム取り込まれる。そして、ステップＳ５０１以降の処理が繰り返し行われる。
【００３３】
以上説明したとおり、本実施形態では、照明制御部４０３が、照明部２０１の照射条件としての光の射出位置を変更する。ここで、画像の白飛びは、被写体の位置や姿勢と光の射出位置との関係等で、発生したり発生しなかったりする。したがって、ある射出位置で光が射出されたときに撮像素子２０３が撮像した画像に白飛びが発生しても、別の射出位置での光によって撮像素子２０３が撮像した画像には白飛びが発生しない場合がある。また、射出位置を変更しても白飛びが発生する場合もあるが、この場合には白飛びの位置が変わる。つまり、照明制御部４０３が、照明部２０１の光の射出位置を変更することで、白飛びの発生を抑制できたり、白飛びの位置を変更することができるので、画像におけるバーコード２０９の部分が白飛びすることを抑制することができる。よって、バーコード２０９の撮像不良が発生することを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、画像に白飛びが発生したかを判定し、画像に白飛びが発生したと判定した場合に照明部２０１の光の射出位置（照射条件）を変更する。したがって、バーコード２０９の撮像不良が発生することを効率的に抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を変更することで光の射出位置（照射条件）を変更する。したがって、光の射出位置を瞬時に変更することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、全てのＬＥＤ２０４を点灯した後、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らす。したがって、光の射出位置を瞬時に変更することができる。また、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らすことで、光量が減るので、これより、白飛びの発生を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４の数を減らした状態において、点灯させるＬＥＤ２０４を変更する。したがって、点灯させるＬＥＤ２０４の数を規定数（本実施形態では２個や４個、６個）だけ減らした、ある状態において、光量を維持した状態で、光の射出位置を変更することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。本実施形態は、照明部２０１および照明制御処理が第１の実施形態に対して異なる。
【００３９】
図１２は、第２の実施形態にかかる画像認識装置の照明部等を示す正面図である。図１２に示すように、照明部２０１は、上光源部２０１ａと、左光源部２０１ｂと、右光源部２０１ｃと、を有する。
【００４０】
上光源部２０１ａは、第１の実施形態で説明した第１ないし第８のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｈからなり、撮像素子２０３の上方に配置されている。左光源部２０１ｂは、第９のＬＥＤ２０４ｉと第１０のＬＥＤ２０４ｊとからなり、撮像素子２０３の一側方（左方）に配置されている。第９のＬＥＤ２０４ｉと第１０のＬＥＤ２０４ｊとは、上下方向に沿って配置されている。右光源部２０１ｃは、第１１のＬＥＤ２０４ｋと第１２のＬＥＤ２０４ｌとからなり、撮像素子２０３の他側方（右方）に配置されている。第１１のＬＥＤ２０４ｋと第１２のＬＥＤ２０４ｌとは、上下方向に沿って配置されている。各第１ないし第１２のＬＥＤ２０４ａ〜２０４ｌは、画像認識装置２の前方に向けて光を照射することで、撮像素子２０３の撮像領域に光を照射する。
【００４１】
次に、主制御部３０４がプログラムに従って実行する照明制御処理を図１３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００４２】
照明制御部４０３は、まず、上光源部２０１ａだけを点灯する（ステップＳ６０１）。このとき、左光源部２０１ｂおよび右光源部２０１ｃは消灯状態である。次に、照明制御部４０３は、左光源部２０１ｂだけを点灯する（ステップＳ６０２）。このとき、上光源部２０１ａおよび右光源部２０１ｃは消灯状態である。次に、照明制御部４０３は、右光源部２０１ｃだけを点灯する（ステップＳ６０３）。このとき、上光源部２０１ａおよび左光源部２０１ｂは消灯状態である。そして、照明制御部４０３は、ステップＳ６０１に戻って、上記の処理を繰り返し行う。各ステップＳ６０１〜Ｓ６０３での点灯は、撮像素子２０３により画像が撮像される時間と同期して行われる。即ち、撮像素子２０３の撮像タイミングに合わせて照明部２０１の光の射出位置（照射条件）が変更される。これにより、各ステップＳ６０１〜Ｓ６０３毎に、相互に異なる射出位置から射出された光を用いて撮像素子２０３が画像を撮像する。このときの照明部２０１の点灯状態は、図１４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に変化する。このように、本実施形態では、照明制御部４０３は、白飛びが発生しているか否かにかかわらず点灯させるＬＥＤ２０４を常に変更する。
【００４３】
以上説明したとおり、本実施形態では、照明制御部４０３は、点灯させるＬＥＤ２０４を常に変更する。よって、第１の実施形態と同様に、白飛びの発生を抑制できたり、白飛びの位置を変更することができるので、画像におけるバーコード２０９の部分が白飛びすることを抑制することができる。よって、バーコード２０９の撮像不良が発生することを抑制することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供されるが、これに限定するものではない。例えば、本実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００４５】
さらに、本実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像認識装置２で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００４６】
また、上記各実施形態では、照明制御部が、点灯させる光源を変更することで照明部の光の射出位置を変更する例を示したが、これにかぎるものではない。例えば、照明部の光源を撮像素子回りに移動可能に設け、駆動源の駆動力によって光源を駆動する構成とし、照明制御部が駆動源を制御して光源を撮像素子回りに移動させることで、光源の位置、即ち光の射出位置を変更するようにしてもよい。
【００４７】
以上説明したとおり、上記各実施形態によれば、画像認識装置において、認識対象の撮像不良が発生することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
２ 画像認識装置
２０１ 照明部
２０３ 撮像素子（撮像部）
２０４ａ〜２０４ｌ ＬＥＤ（光源）
２０９ バーコード（認識対象）
３０２ バーコードデコーダ（認識部）
４０３ 照明制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開２００９−２０６１１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認識対象の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する照明部と、
前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能な照明制御部と、
前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する認識部と、
を備えた画像認識装置。
【請求項２】
前記照明制御部は、前記画像の認識結果に白飛びが発生したかを判定し、前記画像の認識結果に白飛びが発生したと判定した場合に前記照明部の照射条件を変更する請求項１に記載の画像認識装置。
【請求項３】
前記照明部は、相互に異なる位置に配置された複数の光源を有し、
前記照明制御部は、点灯させる前記光源を変更することで前記照明部の照射条件を変更する、請求項１または２に記載の画像認識装置。
【請求項４】
前記照明制御部は、全ての前記光源を点灯した後、点灯させる前記光源の数を減らす、請求項３に記載の画像認識装置。
【請求項５】
前記照明制御部は、点灯させる前記光源の数を減らした状態において、点灯させる前記光源を変更する請求項４に記載の画像認識装置。
【請求項６】
認識対象の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する照明部と、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する認識部と、を備えた画像認識装置のコンピュータを、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能な照明制御部として機能させるプログラム。
【請求項１】
認識対象の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する照明部と、
前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能な照明制御部と、
前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する認識部と、
を備えた画像認識装置。
【請求項２】
前記照明制御部は、前記画像の認識結果に白飛びが発生したかを判定し、前記画像の認識結果に白飛びが発生したと判定した場合に前記照明部の照射条件を変更する請求項１に記載の画像認識装置。
【請求項３】
前記照明部は、相互に異なる位置に配置された複数の光源を有し、
前記照明制御部は、点灯させる前記光源を変更することで前記照明部の照射条件を変更する、請求項１または２に記載の画像認識装置。
【請求項４】
前記照明制御部は、全ての前記光源を点灯した後、点灯させる前記光源の数を減らす、請求項３に記載の画像認識装置。
【請求項５】
前記照明制御部は、点灯させる前記光源の数を減らした状態において、点灯させる前記光源を変更する請求項４に記載の画像認識装置。
【請求項６】
認識対象の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部による画像の撮像領域に対して光を照射する照明部と、前記撮像部により撮像された画像から前記認識対象を認識する認識部と、を備えた画像認識装置のコンピュータを、前記撮像部の撮像タイミングに合わせて前記照明部の照射条件を変更可能な照明制御部として機能させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４２９０８（Ｐ２０１２−２４２９０８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９７４９（Ｐ２０１１−１０９７４９）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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