JP2006318507A - ドットパターンを用いた情報入出力方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 仮想的な格子線上において隣接する情報ドット毎にx方向、y方向へのずれを交互に生じるように配置したドットパターンとすることにより、ドット毎にx方向、y方向へのずれが交互に生じているため、1個おきの情報ドットは必ず同一の格子線上に配置されることになる。そのため、光学読取装置で読み取った場合に、画像メモリ上で仮想格子線の探索アルゴリズムが簡便となり、この結果画像メモリ上での格子点の探索も容易となる。その結果、複雑なプログラムを用いることなくドットパターンの読取速度を高速化できる。
【選択図】 図1
Description
(ドットパターンの基本原理)
本実施形態のドットパターンの基本原理について図1を用いて説明する。
(情報ドットの配置原則)
情報ドットは1つおきに格子点からx方向、y方向にずらした位置に配置されている。情報ドットの直径は好ましくは0.03〜0.05mm超であり、格子点からのずれ量は格子間距離の15〜25%程度とすることが好ましい。このずれ量も一例であるため必ずしもこの範囲でなくてもよいが、一般に25%よりも大きなずれ量とした場合には目視したときにドットパターンが模様となって表れやすい傾向がある。
(2)=1
(3)=0
(4)=0
(5)=0
(6)=1
(7)=0
(8)=1
(9)=0
(10)=1
(11)=1
(12)=0
(13)=0
(14)=0
(15)=0
(16)=1
(17)=1
なお、本実施形態では上記情報ビットに対して、さらに以下に説明する差分法による情報取得アルゴリズムを用いて値を算出するようにしたが、この情報ドットをそのまま情報ビットとして出力してもよい。また、この情報ビットに対して後述するセキュリティテーブルの値を演算処理して真値を算出するようにしてもよい。
(差分法による情報取得アルゴリズム)
次に、図4を用いて本実施形態のドットパターンに基づいて差分法を適用した情報取得方法を説明する。
[2]=(6)−(2)=1−1=0
[3]=(7)−(3)=0−0=0
次に、第4ビット[4]については、ベクトルドットの直下位置にある情報ドット(8)と情報ドット(5)との差分で求める。したがって、第4ビット[4]〜第6ビット[6]は+x方向に1格子、+y方向に1格子の位置にある情報ドットの値との差分をとる。
[5]=(9)−(6)=0−1=1
[6]=(10)−(7)=1−0=1
次に、第7ビット[7]〜第9ビット[9]については、+x方向に1格子、−y方向に1格子の位置にある情報ビットとの値の差分をとる。
[8]=(13)−(9)=0−0=0
[9]=(14)−(10)=0−1=1
次に、第10ビット[10]〜第12ビット[12]については、+x方向に1格子の位置にある情報ドットの差分をとり、以下のようになる。
[11]=(16)−(13)=1−0=1
[12]=(17)−(14)=1−0=1
最後に、第13ビット[13]と第14ビット[14]は、情報ドット(8)に対してx方向にそれぞれ+1、−1格子の位置にある情報ドットとの差分をとり、以下のように求める。
[14]=(11)−(8)=1−1=0
なお、第1ビット[1]〜第14ビット[14]をそのまま真値として読み取りデータとして採用してもよいが、セキュリティを確保するために、当該14ビットに対応するセキュリティテーブルを設けて、各ビットに対応する鍵パラメータを定義しておき、読取データに対して鍵パラメータを加算、乗算等することにより真値を得るようにしてもよい。
K1=0
K2=0
K3=1
K4=0
K5=1
K6=1
K7=0
K8=1
K9=1
K10=0
K11=0
K12=0
K13=1
K14=1
真値T1〜T14は、それぞれ以下のように求めることができる。
T2=[2]+K2=0+0=0
T3=[3]+K3=0+1=1
T4=[4]+K4=1+0=1
T5=[5]+K5=1+1=0
T6=[6]+K6=1+1=0
T7=[7]+K7=1+0=1
T8=[8]+K8=0+1=1
T9=[9]+K9=1+1=0
T10=[10]+K10=0+0=0
T11=[11]+K11=1+0=1
T12=[12]+K12=1+0=1
T13=[13]+K13=1+1=0
T14=[14]+K14=0+1=1
以上に説明した情報ビットと、セキュリティテーブルと真値との対応を図5に示す。
[2]=0−0=0
[3]=1−1=0
そして、第1ビット[1]〜第3ビット[3]は、以下の差分式により表される。
[2]=(6)−(2)
[3]=(7)−(3)
ここで、(1)=1、(2)=1、(3)=0という初期値を与えると、以下のようにドット(5)〜(7)を求めることができる。
(6)=(2)+[2]=1+0=1
(7)=(3)+[3]=0+0=0
以下の説明は省略するが、同様にドット(8)〜(14)の値も求めることができ、この値に基づいてドットを配置すればよい。
(光学読取装置でのドットパターン読取手順)
(ステップ1)
図6に示すように、光学読取装置801(図8参照)で読み取ったデータをVRAM(画像メモリ)上にビットマップ展開し、撮影中心からスパイラル状に画像メモリ上の二値化したドットを探す。最初に見つかったドットを基準ドットPoとする。
(ステップ2)
次に、基準ドットPoから右回りスパイラル状にドットの有無を検索する。ここで見つかったドットについて下記の判定を行い、条件を満足しなかった場合は(ステップ2)に戻り、これまでに探したドットから前記スパイラル方向の次に検討対象とするドットを探す。
(ステップ3)
撮影中心鉛直方向に対して、基準ドットPoから検討対象ドットの方向がなす角度θと基準ドットPoからの距離Lを測り、メモリ上に設けられたテーブルに前記距離Lの短い順に登録する。なお、新しいドットが見つかる度に、その順序をソーティングする。なぜなら、スパイラル状に探す場合、基準ドットPoを中心とする正方形状にドットを探すことになり、後に探したドットの方が、距離が短くなる場合があるためである。図6は、光学読取装置801を傾けて、読取面に対する鉛直線に対して斜め方向からドットパターンを読み取り、ドットパターンが長方形に変形した例である。
(ステップ4)
新しい検討対象ドットPlとテーブルに既に登録されているドットPsとの角度の差▲θを計算する(図7参照)。
(ステップ5)
前記ステップ4において、▲θ>tan-10.4であれば、(ステップ1)に戻る。
(ステップ6)
前記ステップ4において、▲θ≦tan-10.4であれば、既登録(短い)ドットPsまでの距離をLs、検討対象(長い)ドットPlまでの距離をLlとし、2.4>Ll2/Ls2、7.0<Ll2/Ls2、であれば、ドットPlに対して前記テーブル上で検討対象外のフラグを立てて、(ステップ2)に戻る。
(ステップ7)
前記ステップ6において、2.4≦Ll2/Ls2≦7.0であれば、基準ドットPoからPlの正反対方向に対して、その角度θ’が▲θ’≦tan-10.4となる範囲で基準ドットPoから最も距離の短いドットPs’を探す。
(ステップ8)
前記ステップ7でドットが見つからなければ、テーブル上のPlに検討対象外のフラグを立てて、(ステップ2)に戻る。
(ステップ9)
ステップ7でドットが見つかった場合、基準ドットPoからPlの正反対方向で、Ps’よりさらに遠くにあるドットPl’を探し、(ステップ6)、(ステップ7)の条件を満足すれば、Pl-P0-Pl’を基準第1方向格子ラインの候補とする。見つからなければ、Plに検討対象外のフラグを立てて、ステップ2に戻る。
(ステップ10)
基準第1方向格子ライン候補Pl-Po-Pl’を見つけた後、基準ドットから最も距離の短い10個のドットを選ぶため、基準ドットPoを中心にドットPlの次のドットから続けてスパイラル状に計15個までドットを探し、基準ドットP0からの距離を測りテーブルに距離の短い順に登録する。なお、余分にドットを探すのは(ステップ3)と同一の理由による。
(ステップ11)
基準第1方向格子ライン候補Pl-P0-Pl’に対して、基準ドットPoを中心にPlからPl’に右回り方向及びPlからPl’に左回り方向で、それぞれPs、Ps’を除いて両方向で最も基準ドットPoからの距離の短い5個のドットをそれぞれ選ぶ。
(ステップ12)
5個のドットの内、基準ドットPoから最も距離の短いドットを省き、残りの4個のドットから基準ドットPoからPl-P0-Pl’までの距離を測り、距離の等しい2個のドットを結んだラインが準第1方向格子ラインの候補となり、その距離(ライン間距離)が第2方向格子間距離D2となる。ただし、Pl-Po-Pl’までの距離が等しい2個のドットが2組ある場合、その距離が短い2個のドットを選ぶ。(図9参照)
(ステップ13)
前記ステップ12において、4個のドットの内、Pl-Po-Pl’までの距離が等しい2個のドットが見つからなかった場合は、Pl及びPl’に検討対象外のフラグを立ててその次の検討対象ドットについてステップ4〜ステップ15の作業を行う。ただし、検討対象外のフラグが立っているドットは、基準第1方向格子ラインを形成しないから検討対象のドットにしない。
(ステップ14)
前記ステップ12において、右回り及び左回りの両側で準第1方向格子ラインの候補が見つかり、さらに右回り側及び左回り側のステップ12で省いた、距離の最も短いドット同士を結び基準第2方向格子ラインの候補とする。ここで右回り側及び左回り側の準第1方向格子ライン候補から、基準第1方向格子ライン候補までの距離が等しく(D2=D2’)、かつ、Ps及びPs’から基準第2方向格子ライン候補までの距離が等しい場合(D1=D1’)、基準第1方向格子ライン及び2つの準第1方向格子ラインと基準第2方向格子ラインが確定される。基準第2方向格子ラインと、基準第1方向格子ライン及び2つの準第1方向ラインとの交点を求め、格子点3G2、3G3、3G4とする。なお、Ps及びPs’から基準第2方向格子ラインまでの距離が第1方向格子間距離D1となる(図10参照)。
(ステップ15)
ステップ14において、それぞれの準格子ライン候補から基準格子ライン候補までの距離が等しくなかった場合もしくは、Ps及びPs’から基準第2方向の格子ラインまでの距離が等しくなかった場合は、Pl及びPl’に対象外のフラグを立て次の検討対象ドットについて、ステップ4〜ステップ15の作業を行う。ただし、対象外のフラグが立っているドットは、基準第1方向格子ラインを形成しないから検討対象のドットにしない。
(ステップ16)
第1方向格子ラインを形成するに至ったPs及びPs’から、基準第2方向格子ラインと同一の角度で準第2方向格子ライン候補を引き、第1方向格子ラインと2つの準第1方向格子ラインとの交点を求め、仮格子点2G’2、2G’3、2G’4及び4G’2、4G’3、4G’4とする。(図11)
(ステップ17)
ステップ14及びステップ16により、基準ドットPo近傍の格子点を囲む計9個の格子点及び仮格子点が求まる。上記、計9個の格子点及び仮格子点の周囲にある14個の格子点について、第1及び第2方向格子ライン間距離(D1、D2)を基に、それぞれの格子ライン方向でその位置を推測し仮格子点とする。その仮格子点を中心にスパイラル状に仮格子点から最も近い位置のドットを探し仮格子点近傍の14個のドットが見つかり、9個の格子点及び仮格子点近傍のドットと併せてmPnとする(図12参照)。
(ステップ18)
まず、2P1-2P3-2P5及び4P1-4P3-4P5をそれぞれ結んで準第2方向格子ラインとする。
(ステップ19)
次に、1P1-3P1-5P1及び1P5-3P5-5P5をそれぞれ結んで準々第1方向格子ラインとする。
(ステップ20)
次に、1P2-1P4及び5P2-5P4をそれぞれ結んで準々第2方向格子ラインとする。
(ステップ21)
5本の第1方向格子ラインと5本の第2方向格子ラインにより、仮格子点22個が格子点に替わり全ての格子点25個の位置が求まる。
(ステップ22)
基準ドットPoは基準第1方向ラインを形成し格子点から第1方向にオフセットすることから、他の全てのドットは、第1方向か、第2方向のいずれかに格子点からオフセットするかが定まり、そのオフセットする方向により1ビットの情報を有する。なお、コーナードット及びベクトルドットは格子点上にドットが重なる格子ドットとなる。
(ステップ23)
25個のドットの内、コーナードットとベクトルドットがそれぞれ1個以上あり、コーナードット、ベクトルドット含めて最小で2個以上、最大で5個の格子ドットが見つかる。
(ステップ24)
格子ドットの内、基準ドットPoから最も近い格子ドットと、その格子ドットから最も近い格子ドットの2個を選ぶ。この場合、必ずコーナードットとベクトルドットとなる。まず基準ドットPoから最も近い1個目の格子ドットと、その格子方向両隣の2個の情報ドットと結ぶラインが格子ラインと重なる方向を探す。この方向と上記両隣の2個の情報ドット近傍の格子点の内、2個目の格子ドットに近い格子点と2個目の格子ドットを結ぶ方向がもう1つの格子ライン方向であり、その間が2格子離れた位置にあるかどうか判定する。この条件を満足すれば、1個目の格子ドットがベクトルドットとなり、2個目のドットがコーナードットである。条件を満足しなければ、2個目の格子ドットについて同じ判定をする。もし2個のドットとも条件を満足しなければ、エラーとなる。なお、上記ベクトルドットとコーナードットが乗る2つの格子ラインが交わる格子点からベクトルドットへの向きがドットパターンの向きとなる(図13参照)
(ステップ25)
上記ベクトルドットとコーナードットにより、他のベクトルドットとコーナードットの位置を推測し、その位置に(ステップ23)で見つかった格子ドット全てが重なるかどうか確認する。もし重ならない格子ドットがある場合、エラーとなる。
(ステップ26)
以上から、ドットパターンの向きと全ての情報ドットが格子点からオフセットする方向がわかり、ドットパターンの向きとその向きの90°右方向を1、それらの逆方向を0とし、1ブロック分の情報が算定される。なお、撮影中心鉛直方向とドットパターンの向きがなす角度を求めることにより、この角度を情報パラメータとすることができる。なお、図14では、角度情報パラメータはφ=0°となっている。
(ステップ27)
図1〜9は、光学読取装置801を傾けて斜め方向からドットパターンを読み取り、ドットパターンが長方形に変形した例であるが、光学読取装置の撮影中心鉛直方向とドットパターンの向きに角度を持ち、ひし形状に変形した場合も上記ステップ1〜26が適正に実施できる(図15参照)。
(ステップ28)
1ブロック分のデータ算定は、コード形式のデータの場合、任意のエリアのどのブロックのデータも、全て同一のコードが記録されているため、必ずしも4個のコーナードットに囲まれているドットのビット情報を得る必要はなく、ブロックをまたいでも、1ブロック分の該当する各ドットのビット情報(1 or 0)が得られれば、1ブロック分のデータが算定できる。
Claims (6)
- 媒体上に形成されたドットパターンであって、xy方向に所定間隔毎に設けられた仮想的な格子点上でかつ格子点からx方向またはy方向に所定間隔だけずらした情報ドットを配置したドットパターンを、
光学読取装置で読み取り、
光学的に読み取った当該ドットパターンを画像メモリ上に展開し、
画像メモリ上のビットマップ計算により、各情報ドットについて前記格子点からのx方向またはy方向へのずれ方を認識し、
前記ずれ方向に対応させて各情報ドットに値を付与し、
隣接する情報ドット間の値の差分を算出してビット情報とし、
所定領域内のビット情報群を座標情報またはコード情報として出力するドットパターンを用いた情報入出力方法において、
あらかじめ定められた所定の仮想的な格子点から所定方向に所定間隔だけずらしたドットをベクトルドットとし、このベクトルドットによって光学読取装置の読取方向を認識するドットパターンを用いた情報入出力方法。 - 前記所定領域内のビット情報群の座標情報またはコード情報に加えて、前記ベクトルドットの位置から得られた向き情報に基づいて出力する情報を変化させる請求項1記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
- 前記ベクトルドットは、あらかじめ定められた所定の情報ドットで代用したものであることを特徴とする請求項1または2記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
- 前記で出力されたビット情報群に対して、各ビットに対応して鍵パラメータを格納したセキュリティテーブルを記憶装置内に備えており、各ビット情報を鍵パラメータで演算処理することで真値を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
- 媒体上に形成され光学読取装置で読み取られるドットパターンであって、xy方向に所定間隔毎に設けられた仮想的な格子点上でかつ格子点からx方向またはy方向に所定間隔だけずらした情報ドットを配置しており、
前記各情報ドットについて前記格子点からのx方向またはy方向へのずれ方で各情報ドットに値が定義されており、さらに、隣接する情報ドット間の値の差分でビット情報が定義され、所定領域内のビット情報群が座標情報またはコード情報として出力されるためのドットパターンであって、
光学読取装置の読取方向を認識するために、あらかじめ定められた所定の仮想的な格子点から所定方向に所定間隔だけずらしたドットをベクトルドットとしたドットパターン。 - 前記ベクトルドットは、あらかじめ定められた所定の情報ドットで代用されている請求項5記載のドットパターン。
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