JP2004127297A - 拡張された視認品質を有するバーコード、および、そのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　視覚的に有意なバーコードを使用するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】　ここで開示されるものは、バックグラウンドと、そのバックグラウンド中に埋め込まれたフォアグラウンド画像とを有する拡張された視認品質を備えたバーコードである。埋め込まれた画像はバックグラウンドにブラックアウト領域を生じさせる。そして、そのブラックアウト領域を特定するためのメカニズムが提供される。
【選択図】　図１

Description

　本発明の技術分野は、視覚的に有意なバーコードを使用するシステムおよび方法に関連する。

　画像パターンは、情報の伝達に使用できる。パターンは、例えば、文書や製造品などの物品に印刷され、あるいは、添付され得る。そして、パターンは、バーコードを読み取る装置を使用して多様な制御や監視機能のために使用され得る。このようなパターンの一つはバーコードであり、最も一般的なバーコードは１次元であり、バーコードパターンが一方向（例えば、水平方向）にのみ変化し、他の次元（例えば、垂直次元）には固定すなわち不変である。１次元バーコードは、多量の情報をバーコードにより伝達することが必要とされない用途に使用される。このような少情報の用途の一例は、食料品店で販売される消費食料製品のバーコードである。１次元バーコードは、機械により描画されて機械により読み取られる。１次元バーコードを構成する、（通常）交互の太い鉛直バーと細い鉛直バーは、人による解読が不可能である。すなわち、人は、１次元バーコードを見ることで何らの情報も得ることができない。

　１次元バーコードより多くの情報を提供するために用いることのできる２次元バーコードが知られている。２次元バーコードは、水平方向、垂直方向の双方に変化する複雑なパターンを使用する。２次元バーコードシステムの例が米国特許第５，０６０，９８０号、第５，４８６，６８６号、第５，４５９，３０７号に記載されている。このシステムは、例えば、バーが鉛直から４５度傾斜するなど、鉛直面から外れた方を向くバーを使用する。結果としてのバーの２つの向きが、情報をバー中に符号化することを可能にする。

　視覚的に有意なバーコードは、より複雑なパターンがバーコード中に符号化されることを許容することで２次元バーコードを改良する。しかし、このような視覚的に有意なバーコードは、解像度が低く、視覚的に有意なバーコードのきめが粗く、粒子が粗くなり、このため、人により読み取りにくいものとなる。更に、これらの視覚的に有意なバーコードは、視覚的に有意なバーコードを復号するために、バーコードの生成に使用したオリジナルのビットマップを必要とする。このように、現在の視覚的に有意なバーコードは、多くのデータや文書制御機能のためには有効に使用できない。

　ここで開示されるものは、バックグラウンドと、そのバックグラウンド中に埋め込まれたフォアグラウンド画像とを有する拡張された視認品質を備えたバーコードである。埋め込まれた画像はバックグラウンドにブラックアウト領域を生じさせる。そして、そのブラックアウト領域を特定するためのメカニズムが提供される。

　拡張型の視覚的に有意なバーコードを組み込んだ物品に使用する方法も開示される。この方法は、その物品に関連するデータを有する２次元バーコードを生成することから開始する。続いて、画像がこの２次元バーコードに重ね合わされて(overlaid)、拡張型の視覚的に有意なバーコードが形成される。そして、拡張型の視覚的に有意なバーコードが物品上に配置される。

　更に、物品に拡張型の視覚的に有意なバーコードを使用する装置が開示される。この装置は、その物品に関連するデータを取得し、そのデータを拡張型の視覚的に有意なバーコードに組み込む。この装置は、また、拡張型の視覚的に有意なバーコードに組み込まれる画像を取得し、このデータおよび画像を暗号化し、暗号化されたデータおよび画像を変換し、もって、データに画像が重ね合わされた拡張型の視覚的に有意なバーコードを生成し、画像の位置を記憶し、物品上に拡張型の視覚的に有意なバーコードを配置する。

　また更に、拡張型の視覚的に有意なバーコードを符号化し復号するシステムであって、物品に関連するデータを有する第１のデータセットと、識別可能な画像を有する第２のデータセットと、上記第１、第２のデータセットに結合され、上記データに上記画像が重ね合わされた合成されたデータセットを生成する符号化装置であって、上記重ね合わされた画像が上記データの一部を不明瞭にする、該符号化装置を備えるシステムが開示される。ここで、合成されたデータセットが拡張型の視覚的に有意なバーコードである。このシステムは、更に、重ね合わされた画像により不明瞭とされたデータの部分を指示する機構と、合成されたデータセットを読み取り、上記指示する機構を使用して上記第１のデータセットから上記第２のデータセットを分離する復号器とを有する。

　発明を実施するための最良の形態は図面を参照する。図面において、同様の番号は同様の要素を示す。

　拡張された視認品質を備えるバーコード、および、拡張された視認品質を備えるバーコードを使用するための方法、システム、装置が開示される。この装置、システム、および、方法により、２セットまたはそれ以上のデジタルデータの結合、および、機械、人、または、その双方が描画されたデジタルデータセットから情報を抽出することを可能とする態様で、当該デジタルデータセットを描画することが可能となる。拡張された視認品質を有するバーコードは、例えば文書などの物品と組み合わせて使用することができる。

　図１は、結合、または、合成されたデータセット４を生成するために第２のデジタルデータセット３と結合され得る第１のデータセット２を含むデータシステム１を示している。第１のデータセット２はメッセージを符号化できる。第２のデータセット３は、認識可能な画像８を符号化できる。第２のデータセット３は、第１のデータセット２中の個々のデータ要素を不明瞭にし、上書きし得る態様で、第１のデータセット２に結合される。認識可能な画像８は、機械のみ、人の視覚系、または、機械と人の視覚系の双方により認識され得る。

　一実施形態では、第１のデータセット２は、第１のデータセット２のデータ要素がどこで不明瞭とされる、または、不明瞭とされる予定であるかを指示するマーカー５を使用して、第２のデータセット３に結合され得る。この実施形態では、符号化装置６は、マーカー生成器９を使用して第２のデータセット３に基づいてマーカー５を生成する。あるいは、マーカー５は第２のデータセット３に包含されていてもよい。復号器７は、マーカー５を読み取って、合成されたデータセット４から第２のデータセット３を抽出する。代替実施形態では、第２のデータセット３は、復号装置７により既知、または、アクセス可能であり（説明の目的で、オプションとしての第２のデータセットのデータ経路１１により示されている）、復号装置７はその後、第１のデータセット２から第２のデータセット３を分離することができる。例えば、第２のデータセット３は、画像８を規定するビットマップ３Ａを包含できる。その後、復号器７は、第１のデータセット２のデータと等価な出力を提供できる。

　上記の議論、および、以下の議論では、本方法、システム、装置は、２つのデータセットに関連して説明される。しかし、本方法、システム、装置は、２つのデータセットのみの使用に限定されず、任意の数のデータセットが使用できる。

　デジタルデータセット２、３は、結合されて描画された場合に、認識可能なパターンを生成し得る。このようなパターンは、機械、人、または、双方により認識され、そのような認識から情報抽出され得る。一実施形態では、デジタルデータセットは、第１のデータセット２として、２次元バーコードなどのバーコード、および、第２のデータセット３として、例えば、人のサイン、ロゴ、図面、または、写真などの視覚認識可能な画像を有する。

　２次元バーコードは、バーコードが付される物に関連する情報を伝達することに使用できる。文書にバーコードが付された例では、バーコードは、コードや他の索引手段、著作者情報などの文書の素性、文書作成の日付、その他の情報など、文書を特定する情報を含み得る。バーコードはまた、サイン、識別コード、ＵＲＬ（universal resource locator）コード、暗号化あるいは解読データ、および、ロゴや他の画像など、多様なデータを埋め込むことに使用され得る。一実施形態によるバーコードは、人に可読であるデータを提供する利点を提供する。サインの例では、人は、サインを人のサインとして判読して認識し得る。後述するように、バーコードは、例えば、起こり得る文書の偽造を識別することに使用できるデータをも含み得る。

　バーコードに含められる情報やデータは、手作業で入力され得る。あるいは、符号化装置６が、バーコードが付される物品の分析に基づいてバーコードデータを生成しても良い。例えば、符号化装置は、電子版の文書を分析しその分析に基づいてバーコードを生成する分析エンジンを備えても良い。

　例示的なバーコードシステム、および、これに対応する方法は、符号化と復号の２つの基本機能を有する。符号化機能は、符号化アルゴリズムを使用して、バーコードを生成しこのように生成されたバーコードを物品上に配置する。復号は、復号アルゴリズムを使用したバーコードの機械読み取りを含む。復号アルゴリズムは、バーコードの生成に使用したオリジナルのビットマップによって、あるいは、よらずに動作し得る。更に、バーコードは、バーコード中の符号化された情報の少なくとも一部を人に判読可能とする態様で拡張され得る。

　以降、拡張型の視覚的に有意なバーコード（ＥＶＳＢＣ）と称されるバーコードは、（例えば、グレイカラーにビット１、白にビット０を使用した）グレイ／白のバックグラウンドに埋め込まれた白黒画像で符号化され得る。ＥＶＳＢＣは、視認品質を改善し、または、データ密度を増大させるためにカラーのバックグラウンドを使用して符号化することもできる。一般的には、グレイ／白のバックグラウンドの使用、または、カラーのバックグラウンドの使用は、画像（すなわち、フォアグラウンド）をバックグラウンド（すなわち、バーコード）から視覚的に目立たせる。上記したように、符号化のプロセスで、埋め込まれた画像に同調マーク（例えば、図１に示すマーカー５）を付加してもよい。その場合、同調マークは復号プロセスに用いられる。同調マークの例には、埋め込まれた画像の復号プロセスを開始する前に復号され得るＥＶＳＢＣの先頭（top part）に配置された埋め込まれた画像情報、埋め込まれた画像の周縁に沿って配置されたドットパターン、バックグラウンド中の情報のランダムな空間分散が含まれる。上記の方法のうちの１つまたは複数に従う同調マークの使用は、復号プロセスにおける局在するエラーの低減を促進する。

　第１の復号方法では、ＥＶＳＢＣの復号に、図１に示すビットマップ３Ａのようなオリジナルの画像ビットマップが利用可能であることが想定されている。そして、オリジナルの画像ビットマップは、信頼できるデータ引き出しのために、埋め込まれたビットストリーム（例えば、サイン）の位置を特定し、同調するアンカーとして使用される。より詳細には、画像は、バーコードの特定の開始ポイントに位置付けられ、または、重ね合わされ得る。開始ポイントは、符号化装置６により決定されても良いし、ビットマップを含むデータの一部として特定されても良い。ビットマップ自体は、それぞれが開始ポイントと固有のｘ−ｙ関係を有する一連、または、連続のデータポイントとして定義されて良い。開始ポイント、および、ｘ−ｙ関係が既知であれば、復号器７は、ビットマップを読み取って、バックグラウンドのバーコードからビットマップを「分離」することが出来る。すなわち、復号器７は、ビットマップにより定義されたエリアからは、一切、バーコードデータの読み取りを試みない。この方法を実行するために、復号器７は、図１に示すデータセット３などのオリジナルのビットマップを格納するデータベースにアクセスすることにより、または、オリジナルのビットマップの複製を格納する（図示されない）別個のデータベースにアクセスすることにより、オリジナルのビットマップへのアクセスを有することができる。ビットマップを使用してＥＶＳＢＣを復号する方法は、図７に詳細に示されている。

　第２の復号方法は、オリジナルのビットマップの使用を必要としない。代わりに、より精巧なメカニズムが、バックグラウンドデータ（すなわち、バーコード）から埋め込まれたフォアグラウンドデータ（すなわち、画像）を分離することに使用される。カラー検知アルゴリズムが、ｎ×ｍの行列中の各ブロックに黒、グレー、および、白を割り当てる第１の分離ステップを実行するために使用され得る。このようなｎ×ｍの行列の構成が、図４に関連してより詳細に示されている。続いて、エラー修正コードが、当業界において周知である手順に従って、一部、または、全部のカラー検知エラーを修正するために使用される。印刷機やスキャナ、複写機がＥＶＳＢＣに雑音を導入するため、ほとんどのカラーエラーは、埋め込まれた画像の周縁で発生する。結果として、復号プロセスは、同調マークを使用して、埋め込まれた画像の正確な読み取りを確実にすることができる。同調マークを使用してＥＶＳＢＣを復号する方法は、図７に関連してより詳細に説明される。

　ＥＶＳＢＣの使用は、デジタルサインの場合に特に有用である。コンピュータソフトウェアの市場は、ネットワーク上での電子商取引やデジタルコンテンツの配布に的を絞った新種のアプリケーションとともに急拡大している。インターネットなどのネットワーク上で行われる取引、特に、電子商取引は、窃盗や悪用が最小化されることを確実にするための十分な安全策を備えなければならない。ネットワーク取引に安全性を付与するために広く採用されているそのような安全策の一つがパブリックキー暗号法である。

　パブリックキー暗号法では、２つの異なるキー、すなわち、「パブリック」キーと「プライベート」キーがメッセージの符号化に使用される。パブリックキーが既知であれば、ユーザはメッセージを暗号化できるが、プライベートキーが既知でなければ、別のユーザはその同じメッセージを解読できない。取引において、メッセージの発信者と受信者が、広く用いられているリベスト−シャミール−アドレマン（ＲＳＡ）など、使用する特定のパブリックキー暗号法のシステムに合意する。そして、受信者が発信者に自身のパブリックキーを送信し、発信者がこれをもってメッセージを暗号化する。続いて、暗号化されたメッセージがネットワーク上で受信者に送信され、受信者は自身のプライベートキーを使用してメッセージを解読する。

　ネットワーク取引で利用される別のメカニズムは、送信されたメッセージがサイン者が必ず出所であることを認証、または、証明するデジタルサインである。発信者は、（例えば、コンピュータファイルやドキュメントなどの）サインすべきデータを一方向ハッシュ関数を通過させ、その後、発信者のプライベートキーを使用して結果としてのハッシュ値を暗号化することでデジタルサインを作成する。その後、発信者は、データ、発信者のパブリックキー、および、デジタルサインを受信者に送信する。受信者は受信したデータを同じ一方向ハッシュ関数を通過させてハッシュ値を取得する。受信者はその後、発信者のパブリックキーでデジタルサインを解読し、ハッシュ値を復元する。復元されたハッシュ値が受信者が生成したハッシュ値と一致する場合には、そのサインは有効である。上記の、あるいは、他のパブリックキーデジタルサインプロトコルは、デジタルサインについてあるレベルの真正性および安全性を保障するが、これらのプロトコルは、サインが不適切な目的のために使用されないように、サインとともにデジタルサインの目的を拘束するためのメカニズムを有さない。

　多くの電子通商やデジタルコンテンツの配布のためのアプリケーションには、デジタルサインを生成して証明するだけでなく、デジタルサインが生成され証明される目的を制御、強制することが必要とされる。例えば、電子商取引において、銀行がサービスを提供するクレジットカードの保持者の購入注文書に銀行が「サイン」をし、これを取引者に提出した場合、銀行は、勘定の過剰請求を防ぐために、クレジットカードの認証を決まった額に制限することを希望する場合がある。

　データや取引の安全性を確保するために、デジタルサインのメカニズムは多くの場合十分に機能するが、実際のデジタルサインは、電子の世界でのみ有効である。人が住む現実の世界では、デジタルサインは認識不能であり、解読することはできない。しかし、バーコードにフォアグラウンド画像としてサインを埋め込むことで、サインがその慣習的な電子世界での機能を履行することが可能となり、同時に、人に判読可能な表示が提供される。通貨の偽造の防止のための努力については、偽の取引を減少させ、あるいは、排除するためには、電子的手段は、（例えば、人の視覚系などの）人的手段を使った補助を必要とする場合がある。

　図２は、ＥＶＳＢＣ１００を使用する例示的なシステム１０を示している。このシステム１０は、ｅ−アプリケーション２０を備える。ｅ−アプリケーション２０は、文書の真正性が必要とされるアプリケーションを含む、任意のアプリケーションであり得る。例えば、ｅ−アプリケーション２０は、オンラインバンキングの動作に関連する場合がある。この例では、ｅ−アプリケーション２０は、インターネットウェブサイトから動作する場合がある。別の実施形態では、ｅ−アプリケーション２０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）のノードに存在し得る。ｅ−アプリケーション２０はまた、無線ネットワークを含む、デジタルデータを伝送できる任意のネットワークで使用され得る。ｅ−アプリケーション２０は、取引２１を特徴抽出器２２に提供する。一実施形態では、取引２１は、取引文書であり得る。特徴抽出器２２は、ＥＶＳＢＣ１００にデジタル化されて含まれ得る取引２１に関連する特徴を識別し得る。取引２１と抽出された特徴情報２２Ａは、符号化器２４に提供される。符号化器２４には、グラフィックエンジン２６、および、ブラックアウト分析器２８も接続されている。グラフィックエンジン２６は、視覚的に有意な画像２５を提供し、２次元バーコード上に重ね合わせてＥＶＳＢＣ１００を形成する。ブラックアウト分析器２８は、画像２５が２次元バーコード上に重ね合わされた場合に不明瞭となり、ブラックアウトするであろうＥＶＳＢＣ１００の領域を判断する。ブラックアウト分析器２８は、ブラックアウト領域がどのように符号化器２４に提供されるかを判断できる。例えば、ブラックアウト分析器２８は、画像２５に相当するビットマップにより画像２５が表示されることを判断できる。ビットマップは、符号化や復号の目的に利用できるファイルとして存在しても良い。ブラックアウト領域を規定するためのビットマップや他の方式の使用については、後に詳述する。

　符号化器２４は、識別された特徴と他の情報を符号化してＥＶＳＢＣ１００を生成する。そして、ＥＶＳＢＣ１００は、ＥＶＳＢＣ１００を取引文書に添付する合成モジュール３０に提供される。ＥＶＳＢＣ１００は、その後、電子ファイル３７として取引書類とともに提供されることができ、または、プリンタ３５に送信され、ＥＶＳＢＣ１００を含むプリントされた（ハードコピーの）文書４０が提供されても良い。

　ＥＶＳＢＣ１００を有するハードコピーの文書４０は、他の者に送信され、ＥＶＳＢＣ１００が復号されることができる。例えば、スキャナ４２がハードコピーの文書４０を走査して、復号器４４にデジタルビットストリーム４１を供給しても良い。復号器４４は、ＥＶＳＢＣ１００を含むデジタルビットストリームを読み取り、復号することができる。そして、復号器４４は、ＥＶＳＢＣ１００のデジタルデータを記録、表示できる電子ファイル、ハードコピーのファイル、あるいは、他の任意のタイプのファイルであり得る出力ファイル４５を生成する。復号器４４は、ハードコピーの文書４０の読み取りに加えて、復号のために電子ファイル３７を受信しても良い。

　スキャナ４２と復号器４４は、例えば、ネットワーク化されたパーソナルコンピュータなどの標準的なオフィス機器に組み込まれることができる。また、スキャナ４２と復号器４４は、デジタルカメラや携帯情報端末（ＰＤＡ）などの可搬型装置に組み込まれてもよい。

　図３Ａは、重ね合わされた画像１０１を有する（例えば、ＥＶＳＢＣなどの）２次元バーコード１００を示す。ＥＶＳＢＣを含むデータは、データベース１１１に格納され得る。バーコードリーダ、および、復号器１０５は、バーコード１００、および、画像１０１に含まれる情報を走査して復号するために使用される。図３Ａでは、例えばサインであり得る画像１０１がバーコード１００上に配置されている。バーコード１００上にサイン１０１を重ね合わせることは、バーコード１００を読み取る試みがなされた場合にエラーとして現れ得るブラックアウト領域１０２を生じさせる。すなわち、バーコード１００が走査された場合に、重ね合わされた画像１０１がバーコード１００の一部を不明瞭にする。この不明瞭さは復号器１０５にはエラーと認識され、バーコード１００から情報を復元するために、エラー修正ソフトウェアが必要となり得る。

　図３Ｂ〜図３Ｄは、バーコードから可能な限り多くの情報を復元するための視覚的に有意な画像を２次元バーコードに結合させる異なる実施形態を示す。図３Ｂでは、画像１０１’はビットマップ１１０として規定され、バーコード１００’を含むデータに、デジタルデータとしてビットマップ１１０のビットが付加され得る。例えば、データベース１１１（図３Ａ参照）は、多くの個人についてサインの例を格納することができる。これらのサインはビットマップとしてデータベース１１１に記録され、例えば、識別番号や他の手段により識別することができる。復号器１０５は、バーコード１００’の「読み取り」を試みる場合、まず、バーコード１００’と画像１０１’の結合のスキャンから画像（例えば、サイン）１０１’を識別する。そして、復号器１０５は、データベース１１１から画像１０１’に対応するビットマップ１１０を引き出す。復号器１０５は、バーコード１００’を復号するが、引き出されたビットマップ１１０で規定されるエリアのデータの読み取りは試みない。ビットマップ１１０で規定されるエリアを避けることで、復号器１０５は、読み取られたバーコード中の検知される「エラー」の数を減少させることができ、エラー修正コード（ＥＣＣ）に割り当てられることが必要とされるデータビットがより少なくなるという結果が得られる。読み取られたバーコード１００’中のランダムなエラーにより、なおもＥＣＣを使用した修正が必要となる場合がある点に留意すべきである。

　図３Ｃは、バーコード１００’’を読み取る代替的な実施形態を示す。図３Ｃにおいて、バーコード１００’’は、画像１０１’’についての開始ポイント１３０を示す同調マークを含んでいる。開始ポイント１３０は、画像１０１’’に関連するブラックアウト領域１０２についての開始ポイントを規定し、バーコード１００’’を読み取る復号器１０５は、開始ポイント１３０から始まるバーコード１００’’の読み取りを試みない。開始ポイント１３０に関連するものは、バーコード１００’’上の画像１０１’’により生じたブラックアウト領域１０２を迂回するために、開始ポイント１３０から「ジャンプ」すべきビット数を示すジャンプデータフィールド１３１である。復号器１０５は、開始ポイント１３０においてバーコード１００’’の読み取りを停止し、ジャンプデータフィールド１３１により指定されたビット数を通過すればバーコード１００’’の読み取りを再開する。このように、開始ポイント１３０とジャンプデータフィールド１３１は画像１０１’’の境界を規定し、ブラックアウト領域１０２を構成するエリアを示す。図３Ｂに示す実施形態の場合と同様に、開始ポイント１３０とジャンプデータフィールド１３１の使用により「エラー」が除去され、より大量のデータをバーコード１００’’中のメッセージや情報に割り当て、より少ないデータをエラーの修正のために保有することが可能になる。この実施形態では、開始ポイント１３０は、ｘ座標とｙ座標により規定でき、ジャンプデータフィールド１３１は、ｘ方向のビット数とｙ方向のビット数で規定できる。

　図３Ｄは、バーコード１００’’’の読み取りのための更に別の実施形態を示している。図３Ｄにおいて、バーコード１００’’’には、画像１０１’’’が重ね合わされて、通常なら、例えば、ＥＣＣを使用した修正が必要となるであろう「エラー」を生成し得るブラックアウト領域１０２が形成されている。しかし、図３Ｄに示す実施形態は、画像１０１’’’がバーコード１００’’’上のどこに重ね合わされているかを示す開始ポイント１４０と停止ポイント１４１を含む同調マークを使用している。開始ポイント１４０と停止ポイント１４１を読み取ることで、復号器１０５は、ブラックアウト領域１０２におけるデータ処理を停止することができる。開始および停止ポイント１４０、１４１は、ｘ座標とｙ座標を特定できる。

　図３Ｂに示す実施形態では、復号器１０５は、ビットマップ１１０を引き出すために画像のビットマップ１１０を格納するデータベース１１１にアクセスしなければならない。バーコードに含まれる情報は、データベース１１１の位置や、データベース１１１中のビットマップ１１０の識別（位置）を示してもよい。図３Ｃ〜図３Ｄに示された実施形態では、復号器１０５は、画像を規定する別個のデータファイルにアクセスする必要がない。すなわち、復号器１０５は、バーコードから同調マークを取得する。

　ＥＶＳＢＣ１００は、偽造の検知にも使用され得る。図３Ｂに示した実施形態では、例えば、重ね合わされた画像１０１’は、サインや他の一意の識別が可能な画像を表示してもよく、バーコード１００’は、その真正性が保障されなければならな文書に添付されてもよい。バーコード１００’は、例えば、文書の頁数などのその文書に関連する情報を含んでもよい。偽造者になり得る者は、バーコード１００’に重ね合わされたサインを別のサインで置き換えることを試みる場合がある。あるいは、偽造は、別の文書へのバーコード１００’とサインのコピーの形態をとる場合がある。第１の代替形態では、サインの置き換えが、さもなければ復号器１０５で読み取れたであろうバーコード１００’のエリアが不明瞭となることにつながる場合がある。この場合、復号器１０５は、同調マークかビットマップのいずれかを使用してバーコード情報の復号を試みるが、偽造されたサインの存在が復号器に追加的なエラーを検知させることになる。このような追加的なエラーの検知は、偽造を示すことに使用できる。第２代替形態では、バーコードに符号化された情報は、オリジナルの文書に固有のものとでき、偽造された文書に関連する情報に適合しないであろう。この相違もまた、偽造を示すことに使用できる。

　図４は、図２のＥＶＳＢＣ１００の画像表示である。ＥＶＳＢＣ１００は、ｎ×ｍの行列１０８を含む。ｎおよびｍの値は、ＥＶＳＢＣ１００の解像度に関連する。一実施形態では、ｎ＝ｍである。他の実施形態では、ｍとｎの値は同一である必要はない。符号化の機能は、ｎ×ｍのブロックのどれが情報の１バイトの埋め込みに使用できるかを決定する所定のルールに従う符号化アルゴリズムを使用することを含む。潜在的なハッカーは、オリジナルのサインのビットマップを偽物に置き換えることはできないだろうから、この方式で進行することにより、ＥＶＳＢＣ１００は、デジタルサインを提供する安全なメカニズムとして使用できる。ＥＶＳＢＣは、データの信頼性を高めるために標準的なエラー修正コードとともに使用することもできる。

　行列１０８に重ね合わされているものは、視覚的に有意な画像１２０であり、図４の図示例では、サインである。このように、ＥＶＳＢＣ１００は、行列１０８中に符号化された画像１２０（サインの表示）を含む。ハードコピーの文書に印刷された場合、画像１２０は、人による読み取りが可能であり、その場合にその者はその画像１２０を認証できる。

　図４には、画像１２０に関連するブラックアウト領域１０２も示されている。図４に示すように、ブラックアウト領域１０２は中実である必要はない。すなわち、ブラックアウト領域１０２中の影付き領域は、バックグラウンドのバーコードデータが読み取り可能であるエリアを示す。より詳細には、「黒」の画素と、その「黒」の画素の周縁のいくつかの「白」の画素のみがブラックアウト領域１０２に含まれる。ブラックアウト領域１０２は、画像１２０の形状に概ね応じて示されているが、ブラックアウト領域１０２は、画像１２０を取り囲む長方形を含む、他の形状を取ることができる。

　一実施形態では、行列１０８と画像１２０の双方が、データのデジタル表示である。すなわち、画像は、人のサインを示すビットマップである。あるいは、画像１２０は、ベクトル図形であってもよい。画像１２０を生成する他の技法もＥＶＳＢＣ１００に使用され得る。行列１０８は、画像１２０の周囲で符号化され、あるいは、画像１２０のバックグラウンドとして符号化される。このようにして、人が画像１２０を読み取ることができると同時に、ＥＶＳＢＣ１００を備える文書に関連する情報が復号器による復号に利用可能である。結果として、適当な復号器を使用して、人であるユーザは、その上にＥＶＳＢＣ１００が配置された文書を認証し、そのＥＶＳＢＣ１００が他の文書から、例えば、カットアンドペーストされていないことを確認することができる。ＥＶＳＢＣ１００を適切に復号するために、復号器はＥＶＳＢＣ１００に符号化された情報にアクセスする場合がある。サインの場合、復号器は、サインを表すビットマップにアクセスし得る。そのビットマップにアクセスするために、復号器は、例えば、そのデジタルサインに対応するパスワードと暗号化キーにアクセスし得る。

　図５Ａは、ＥＶＳＢＣ１００を生成する符号化器２４（図２参照）のブロックダイヤグラムである。図５Ａにおいて、符号化器２４は、取引２１から抽出された特徴情報を受信し、符号２０１を生成する符号化モジュール２００を備えて示されている。符号２０１は、変調器２１０に提供される。変調器２１０には、画像２５と対応するブラックアウト領域も提供される。画像２５、ブラックアウト領域、および、符号２０１を使用して、変調器２１０は、ＥＶＳＢＣ１００の形態の符号化された取引を生成する。その後、ＥＶＳＢＣ１００は、ハードコピーの文書４０や何らかの他の物理媒体上に複製されてもよい。あるいは、ＥＶＳＢＣ１００を表すデジタルデータは、コンピュータ読み取り可能な媒体３２に記録されてもよい。更に別の実施形態では、ＥＶＳＢＣ１００は、チャンネル３４上を伝送されて、ネットワーク３６で記録または使用されてもよい。

　図５Ｂは、ＥＶＳＢＣ１００の復号に使用され得る復号器４４（図２参照）のブロックダイヤグラムである。復号器４４は、デジタルビットストリーム４１を受信する配列モジュール２２０を含む。デジタルビットストリーム４１は、ＥＶＳＢＣ１００を備えるハードコピーの文書４０を読み取るスキャナ４２により生成され得る。あるいは、デジタルビットストリーム４１は、コンピュータ読み取り可能な媒体３２やネットワーク３６からのデジタルデータ３７であってもよい。配列モジュール２２０は、復号の前に、デジタルビットストリーム４１が適切に配列されていることを確実にする。すなわち、配列モジュール２２０は、オリジナルのデジタルビットマップ（埋め込まれた画像）の位置が特定できることを確実にする。配列モジュール２２０は、復調器２３０に供給されるデジタル出力２２１を提供する。復調器２３０は、オリジナルの特徴情報と画像データ２５を含む復調された出力２３１を生成する。復号モジュール２４０は、復調された出力２３１を受信し、復号して、ハードコピーの文書として描画され、あるいは、デジタル形式で記録され得る復号された出力ファイル４７を生成する。復号モジュール２４０もまた、ＥＶＳＢＣ１００中のエラーを解明するために必要に応じて、ＥＣＣを使用してもよい。

　図５Ａの符号化モジュール２００、および、図５Ｂの復号モジュール２４０は、デジタルビットマップ、および、画像情報をそれぞれ符号化し、復号するための特定のアルゴリズムを使用する。符号化のアルゴリズムは、乱数からバーコードを生成することからスタートする。一実施形態では、バーコードは、２次元のグレイ階調のバーコードである。別の実施形態では、バーコードは、１次元のグレイ階調のバーコードである。更に別の実施形態では、バーコードは、カラーバーコードである。１次元および２次元のバーコードは当業界で周知であり、ここで更に詳細に説明することを要さない。

　図６は、ＥＶＳＢＣの符号化の例示的な工程３００を示すフローチャートである。符号化の工程３００は、ブロック３０５から開始する。ブロック３１０において、符号化器２４は、符号化すべきデータを取得する。そのデータは、文書に関連する場合があり、文書の後のユーザが、その保全性や真正性などを証明することを可能にする。文書に関連するデータは、ランダムであり、文書の特定の側面に関連し、証明可能な任意の形態であり得る。例えば、オリジナルの文書は、それぞれの語数が異なる４つのパラグラフを有することができる。チェックサム技法が、トータルのパラグラフ数を明らかにし（チェックサムは４になる）、他のチェックサムが、各パラグラフ中の語数を明らかにするために使用できる。例えば、パラグラフ１が９５の語を含む場合、チェックサムは１４となる。他の技法は、文書に関連する特定の情報の記録を含む。符号化されるデータは、スキャナや適当なアルゴリズムなどの何らかの自動的な手段を使用して、文書から集めることができる。あるいは、符号化されるデータは、全体の符号化プロセスに関連するアプリケーションプログラムに手動で入力してもよい。

　オプションのブロック３１５において、符号化器２４は、文書データを暗号化して数字を生成する。ブロック３２０において、符号化器２４は、データが暗号化されている場合にはその数字をバーコードに変換し、オプションの暗号化が使用されていない場合には文書データを直接バーコードに変換する。一実施形態では、このように生成されたバーコードは２次元バーコードであり、黒と白で描画されている。別の実施形態では、バーコードは、１次元バーコードであってよい。更に他の実施形態では、バーコードは、グレイスケール形式で描画されている。更に別の実施形態では、バーコードはカラーで描画されている。

　ブロック３２５において、符号化器２４は、例えば、サインの表示であり得る画像２５を取得する。サインは、例えば、信用機関にあって、プライベートキー基盤を使用してアクセスされるものであってよい。サインは、デジタルビットマップとして、あるいはその代わりに、人のサインのベクトル近似として、符号化プロセスに提供される。画像２５とともに、符号化器２４は、バーコード上に画像２５が重ね合わされた場合に生じるブラックアウト領域に関連する情報を受信する。

　ブロック３３０において、符号化器２４は、ブラックアウト領域を明らかにするためにバーコードに情報を追加する。例えば、符号化器２４は、バーコードに参照ポイントを追加することができる。参照ポイントは、開始および停止ポイントや画像２５のベクトル表示などの同調マークであり得る。参照ポイントの使用により、後の復号プロセスが、バーコードを完全に復号する一方でデジタルサインの存在を明らかにすることを可能にし、バーコードの復号の際のエラー修正コードの必要性が排除され得る。

　ブロック３３５において、符号化器２４は、バーコード上に画像２５を重ね合わせる。ブロック３４０において、符号化器２４は、対象の文書上にバーコードのスタンプ（ＥＶＳＢＣ１００）を配置する。ブロック３４５において、工程３００は終了する。

　図７は、ＥＶＳＢＣ１００を復号するための例示的な工程４００を示すフローチャートである。工程４００は、ブロック４０５から開始する。ブロック４１０において、バーコードのスタンプが付された文書が印刷される。オプションのブロック４１５において、ＥＶＳＢＣ１００のバーコード部に重ね合わさったサイン（画像２５）を人が視覚的に証明する。ブロック４２０において、ＥＶＳＢＣが走査されて、ＥＶＳＢＣ１００（バーコードおよびサイン）のデジタル表示が生成される。ブロック４２５において、画像２５を表すビットマップを取得するために、プライベートキーが使用される。

　ブロック４３０において、復号器４４は、バーコード読取アルゴリズムを使用してバーコードを読み取って数字を生成し、ＥＶＳＢＣ１００から画像２５を取り除く。読取ステップの一部として、復号器４４は、画像２５により不明瞭にされたエリアを修正し、または、雑音を明らかにするためにエラー修正コード（ＥＣＣ）を使用し得る。より詳細には、復号器４４は、ｎ×ｍの行列の各ブロック（図４参照）に黒、グレイ、白を割り当てる第１の分離ステップを実行するためにカラー検知アルゴリズムを使用し得る。続いて、当業界で周知の手順に従って、カラー検知エラーの一部または全部の修正にＥＣＣが使用される。印刷機、スキャナ、あるいは、複写機がＥＶＳＢＣに雑音を導入するため、ほとんどのカラーエラーは埋め込まれた画像２５の周縁で発生する。

　ブロック４３０において、ビットマップが使用される場合には、復号器４４は、画像２５の位置を特定し、バーコードから画像２５の影響を取り除くために同調マークを使用できる。あるいは、復号器４４は、サインのおおよその位置を明らかにし、その存在を明らかにするために画像ベクトルデータを使用し得る。その後、復号器４４は、バーコード読取アルゴリズムを使用してバーコードを読み取る。

　ブロック４４５において、復号器４４は、符号化されたデータを解読する。ブロック４５０において、解読されたデータは、オリジナルの文書データと比較される。比較は、復号器４４または付属の要素において自動化され得る。あるいは、比較は手動で達成されてもよい。ブロック４５５において工程４００は終了する。

　以下に本発明の実施態様の例を列挙する。
　　〔実施態様１〕　物品に拡張型の視覚的に有意なバーコードを使用する方法であって、
　前記物品に関連するデータを含む２次元バーコードを生成することと、
　前記２次元バーコード上に画像を重ね合わせることであって、これにより、前記拡張型の視覚的に有意なバーコードが形成される、重ね合わせることと、
　前記物品上に前記拡張型の視覚的に有意なバーコードを配置することとを含む方法。
　　〔実施態様２〕　前記２次元バーコードを生成するステップは、
　前記物品に関連するデータを取得することと、
　取得した前記データを前記２次元バーコードに符号化することとを含む実施態様１に記載の方法。
　　〔実施態様３〕　前記画像を重ね合わせるステップは、前記２次元バーコード上の前記画像の位置を規定する前記画像上の参照ポイントを指定することを含む実施態様１に記載の方法。
　　〔実施態様４〕　前記参照ポイントは、同調マークである実施態様３に記載の方法。
　　〔実施態様５〕　前記参照ポイントは、前記画像のベクトル表示である実施態様３に記載の方法。
　　〔実施態様６〕　拡張型の視覚的に有意なバーコードを符号化し、復号するシステムであって、
　物品に関連するデータを有する第１のデータセットと、
　識別可能な画像を有する第２のデータセットと、
　前記第１、第２のデータセットに結合され、前記データ上に重ね合わされた前記画像を有する合成されたデータセットを生成する符号化装置であって、前記重ね合わされた画像は前記データの一部を不明瞭にし、前記合成されたデータセットは、前記拡張型の視覚的に有意なバーコードを有する、該符号化装置と、
　前記重ね合わされた画像により不明瞭にされるデータの部分を指示する手段と、
　前記合成されたデータセットを読み取り、前記指示する手段を使用して、前記第１のデータセットから前記第２のデータセットを分離する復号器とを備えるシステム。
　　〔実施態様７〕　前記符号化装置は、前記画像の境界を示すマークを生成するマーキング生成器を備え、前記指示する手段は前記マークを含む実施態様６に記載のシステム。
　　〔実施態様８〕　前記指示する手段は前記画像のビットマップを含み、前記復号器が前記ビットマップを読み取る実施態様６に記載のシステム。
　　〔実施態様９〕　前記拡張型の視覚的に有意なバーコードは２次元バーコードを含む実施態様６に記載のシステム。
　　〔実施態様１０〕　前記拡張型の視覚的に有意なバーコードはカラーバーコードを含む実施態様６に記載のシステム。

情報伝達のための画像データを含むデジタルデータセットの使用を示す図である。 拡張型の視覚的に有意なバーコード（ＥＶＳＢＣ）を使用する例示的なシステムを示す図である。 画像データを有するバーコードの読み取りの実施形態を示す図である。 画像データを有するバーコードの読み取りの実施形態を示す図である。 画像データを有するバーコードの読み取りの実施形態を示す図である。 画像データを有するバーコードの読み取りの実施形態を示す図である。 ＥＶＳＢＣの例を示す図である。 図２のシステムの要素のブロックダイヤグラムである。 図２のシステムの要素のブロックダイヤグラムである。 ＥＶＳＢＣを符号化する例示的な方法を示すフローチャートである。 ＥＶＳＢＣを復号する例示的な方法を示すフローチャートである。

Claims (10)

1. 物品に拡張型の視覚的に有意なバーコードを使用する方法であって、
   　前記物品に関連するデータを含む２次元バーコードを生成することと、
   　前記２次元バーコード上に画像を重ね合わせることであって、これにより、前記拡張型の視覚的に有意なバーコードが形成される、重ね合わせることと、
   　前記物品上に前記拡張型の視覚的に有意なバーコードを配置することとを含む方法。
2. 前記２次元バーコードを生成するステップは、
   　前記物品に関連するデータを取得することと、
   　取得した前記データを前記２次元バーコードに符号化することとを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記画像を重ね合わせるステップは、前記２次元バーコード上の前記画像の位置を規定する前記画像上の参照ポイントを指定することを含む請求項１に記載の方法。
4. 前記参照ポイントは、同調マークである請求項３に記載の方法。
5. 前記参照ポイントは、前記画像のベクトル表示である請求項３に記載の方法。
6. 拡張型の視覚的に有意なバーコードを符号化し、復号するシステムであって、
   　物品に関連するデータを有する第１のデータセットと、
   　識別可能な画像を有する第２のデータセットと、
   　前記第１、第２のデータセットに結合され、前記データ上に重ね合わされた前記画像を有する合成されたデータセットを生成する符号化装置であって、前記重ね合わされた画像は前記データの一部を不明瞭にし、前記合成されたデータセットは、前記拡張型の視覚的に有意なバーコードを有する、該符号化装置と、
   　前記重ね合わされた画像により不明瞭にされるデータの部分を指示する手段と、
   　前記合成されたデータセットを読み取り、前記指示する手段を使用して、前記第１のデータセットから前記第２のデータセットを分離する復号器とを備えるシステム。
7. 前記符号化装置は、前記画像の境界を示すマークを生成するマーキング生成器を備え、前記指示する手段は前記マークを含む請求項６に記載のシステム。
8. 前記指示する手段は前記画像のビットマップを含み、前記復号器が前記ビットマップを読み取る請求項６に記載のシステム。
9. 前記拡張型の視覚的に有意なバーコードは２次元バーコードを含む請求項６に記載のシステム。
10. 前記拡張型の視覚的に有意なバーコードはカラーバーコードを含む請求項６に記載のシステム。
    

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