JP4915125B2 - 画像生成装置、情報読取り装置、画像生成方法、及びプログラム - Google Patents
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このうち、特許文献1では、コードシンボルを媒体上にマトリクス状に並べ、コードシンボルには、その座標情報や、その媒体に印刷された文書の情報をエンコードしている。
また、特許文献2でも、2次元コードパターンをマトリクス状に配置しており、紙面上のコード位置を表す座標情報と、2次元コードパターンとともに印刷される文書ページの識別情報とを、2次元コード内にドットを使って符号化している。
まず、特許文献1の技術では、コードシンボルが媒体上に周期的に印刷されている。従って、可視の色材を使用してコードシンボルを印刷すると、コードシンボルの構造が目に付き、非常に違和感がある印刷文書となってしまうという問題点があった。
また、本発明の他の目的は、情報を符号化した画像を媒体に印刷する場合に、媒体内でのトナーの偏りの発生を防止することにある。
図1は、本実施の形態が適用されるシステムの構成を示したものである。このシステムは、端末装置10と、文書リポジトリ20と、識別情報管理サーバ30と、画像形成装置40とがネットワーク90に接続されることにより構成されている。また、このシステムは、印刷文書50と、スキャナ付きペン60とを含む。
文書リポジトリ20は、電子文書を保存するサーバである。ユーザが端末装置10を用いて行った要求に応じて電子文書を提供する。
識別情報管理サーバ30は、印刷文書50に埋め込む2次元コード画像における識別情報を管理するサーバである。また、このような2次元コード画像を生成する機能も備える。
画像形成装置40は、2次元コード画像が重畳された電子文書の画像を印刷する。
印刷文書50は、画像形成装置40によって画像が印刷された紙等の媒体である。画像としては、2次元コード画像が重畳された電子文書の画像が印刷されている。
スキャナ付きペン60は、印刷文書50に文字又は図形を記録する際の筆跡情報を読み取るペンデバイスである。
まず、ユーザが、端末装置10に対し、文書リポジトリ20にアクセスしてその管理する電子文書の情報を取得するよう指示する。これにより、端末装置10は、例えば、表示装置上に電子文書の情報を表示する。そして、ユーザは、表示された電子文書のうち印刷を希望するものを選択する。文書リポジトリ20は、この選択を受けると、選択された電子文書を識別情報管理サーバ30に送信する。このとき、ユーザは、端末装置10上で印刷に対する各種パラメータ(印刷パラメータ)を指定し、これを識別情報管理サーバ30へ送信するよう指示してもよい。ここで、印刷パラメータには、用紙サイズ、印刷部数、印刷方向(縦/横)等がある。
更に、識別情報管理サーバ30は、各ページに印刷すべき位置情報群を生成し、これら位置情報と識別情報とを表す2次元コード画像を生成する。そして、2次元コード画像と電子文書とを画像形成装置40に送信する。
尚、本明細書では、赤外光を照射することにより2次元コード画像から情報を読み取るようにしているが、その他の特定波長光、例えば、紫外光を照射することにより情報を読み取るようにしてもよい。
また、不可視トナーを用いない構成として、黒トナーを用いることもできる。通常のプリンタや複写機で使用されている黒トナーは、赤外光を吸収するカーボンが含まれているため、赤外吸収剤として黒トナーを利用することができる。黒トナーを利用した場合、2次元コード画像が不可視トナーに比べ、より視認されやすくなるため、本発明の効果がより有効に作用する。また、2次元コード画像の形成に黒トナーを使用した場合は、電子文書画像の形成は、黒トナーに比べて赤外吸収率が低いトナー(イエロー、マゼンタ、シアン)で形成することが好ましい。また、赤外光を吸収しない黒トナーを用いて電子文書画像を形成する構成としてもよい。電子文書画像上での軌跡再現が不要な場合は、電子文書画像の形成にも黒トナーを用いることができる。
これにより、スキャナ付きペン60は、その識別情報に対応する電子文書を特定し、例えば、端末装置10に表示することができる。また、識別情報の付与単位がページの場合は、その識別情報に対応する電子文書中のページを特定することもできる。この場合は、その電子文書における識別情報が示すページに対し、書込みの軌跡のデータを、例えばオーバーレイのプレーンの画像として追加することができる。また、電子文書そのものではなく、その識別情報に対応する電子文書の属性情報を取得することもできる。この場合は、その属性情報に含まれる格納場所から電子文書のデータを取得し、そのデータに書込みの軌跡データを追加することができる。
また、図1のシステムは、文書リポジトリ20と識別情報管理サーバ30と画像形成装置40とを別々の装置として含む構成としたが、これもあくまで一例である。文書リポジトリ20と識別情報管理サーバ30とを1つのサーバにまとめた構成や、識別情報管理サーバ30と画像形成装置40とを1つの装置にまとめた構成等、この他にも様々なシステム構成を採ることができる。
そこで、以下では、前者を第1の実施の形態、後者を第2の実施の形態として、詳細に説明する。
図2は、第1の実施の形態における識別情報管理サーバ30内の画像生成部の構成を示した図である。
識別情報符号化部31は、入力された識別情報を符号化して識別符号を出力する。この識別情報符号化部31は、識別符号を取得するという観点から、識別符号取得手段としての機能を有していると考えることができる。
ここで、識別情報としては、その識別情報を含む2次元コード画像が印刷される媒体を識別するための情報が考えられる。また、その2次元コード画像と共に印刷される文書画像の元となる電子文書又は電子文書のページを識別する情報とすることもできる。
ここで、このような位置情報の符号化には、前述した誤り検出符号や、誤り訂正符号を使用することもできるが、本実施の形態では、位置情報をM系列符号により符号化するものとする。
M系列符号は、以下に示すp次の漸化式から生成される系列のうちで周期が最大(2p−1)のものをいう(疑似ランダム系列とも呼ばれる)。
例えば、M系列の1ビットを0.3mmの画像パターンで表現したとする。この場合、用紙サイズA4の長手方向の297mmを表現するためには、以下に示すように、10次のM系列で符号化できる。
(210−1)×0.3mm=1023×0.3mm=306.9mm
このM系列を、X方向とY方向に埋め込むことで、平面の位置を符号化することができる。
符号配置部33aは、識別符号と位置符号とを符号平面に配置する。ここで、符号平面とは、2次元配列で表現される平面であり、2次元配列の各要素には、識別符号と位置符号の符号値が格納される。
位置取得部33bは、符号平面上での識別符号の配置位置を取得し、その配置位置が変換条件に合致するかどうかを判定する。ここで、変換条件とは、例えば、「X方向に偶数番目でY方向に奇数番目、又は、X方向に奇数番目でY方向に偶数番目」といった条件であり、システムにおいて予め決めておく。
同期符号配置部33dは、符号平面の回転を検出するために、回転検出用の同期符号を配置する。尚、同期符号を配置しなくても識別符号及び位置符号の読取りに支障がない場合は、同期符号配置部33dは必ずしも設けなくてよい。
符号参照部34aは、符号平面生成部33が生成した符号平面を構成する符号値を取得する。
パターン格納部34bは、符号値を画像で表すための画像パターンを複数種類格納する。
パターン選択部34cは、符号参照部34aが取得した符号値を参照して、符号値に対応する画像パターンをパターン格納部34bから取り出す。
画像変換部34dは、パターン選択部34cが選択した画像パターンを用いて、画像平面に画像パターンを配置する。
図3は、符号平面の一部を模式的に示したものである。尚、図では、横方向をX方向とし、縦方向をY方向としている。
まず、図3(a)は、符号変換部33cによる変換前の符号平面を示したものである。
このうち、左側の図は、符号平面における識別符号、位置符号、同期符号の配置の様子を示している。即ち、符号平面においては、同期符号3aが、X方向、Y方向に所定の間隔で配置される。そして、X方向に配置された同期符号3aに挟まれた領域に、X方向用位置符号3bが配置される。また、Y方向に配置された同期符号3aに挟まれた領域に、Y方向用位置符号3cが配置される。更に、同期符号3aの右下の領域に、識別符号3dが配置される。
このうち、左側の図は、図3(a)と同様、符号平面における識別符号、位置符号、同期符号の配置の様子を示している。
図4は、位置取得部33b及び符号変換部33cの動作を示したフローチャートである。尚、以下では、図3におけるブロックのX方向の順番を表すインデックスをXとし、Y方向の順番を表すインデックスをYとする。
その結果、(X,Y)が変換条件を満足すると判定された場合は、符号変換部33cに対し、識別符号の変換を指示する。これにより、符号変換部33cは、(X,Y)のブロックにおける識別符号に対し、所定の変換処理を施す(ステップ304)。そして、位置取得部33bは、Xに1を加算する(ステップ305)。
一方、(X,Y)が所定の条件を満足しないと判定された場合、位置取得部33bは、符号変換部33cに対し、識別符号の変換を指示せず、Xに1を加算する(ステップ305)。
また、位置取得部33bは、YがNを超えたかどうかを判定する(ステップ308)。ここで、YがNを超えていなければ、ステップ302〜307の処理を繰り返す。その後、YがNを超えると、処理を終了する。
図5は、情報読取りデバイスの1つであるスキャナ付きペン60の構成を示したものである。
図示するように、スキャナ付きペン60は、ペン全体の動作を制御する制御回路61を備える。また、制御回路61は、入力画像から2次元コード画像を検出する画像処理部61aと、2次元コード画像を復号して筆記情報を取得するデータ処理部61bとを含む。
そして、制御回路61には、スキャナ付きペン60による筆記動作をペンチップ69に加わる圧力によって検出する圧力センサ62が接続されている。また、媒体上に赤外光を照射する赤外LED63と、画像を入力する赤外CMOS64も接続されている。更に、筆記情報を記憶するための筆記情報メモリ65と、外部装置と通信するための通信回路66と、ペンを駆動するためのバッテリ67と、ペンの識別情報(ペンID)を記憶するペンIDメモリ68も接続されている。
スキャナ付きペン60による筆記が行われると、ペンチップ69に接続された圧力センサ62が、筆記動作を検出する。これにより、赤外LED63が点灯し、赤外CMOS64がCMOSセンサによって媒体上の画像を撮像する。
尚、赤外LED63は、消費電力を抑制するために、CMOSセンサのシャッタタイミングに同期させてパルス点灯する。
また、赤外CMOS64は、撮像した画像を同時に転送できるグローバルシャッタ方式のCMOSセンサを使用する。そして、赤外領域に感度があるCMOSセンサを使用する。また、外乱の影響を低減するために、CMOSセンサ全面に可視光カットフィルタを配置している。CMOSセンサは、70fps〜100fps(frame per second)程度の周期で、画像を撮像する。尚、撮像素子はCMOSセンサに限定するものではなく、CCD等、他の撮像素子を使用してもよい。
以下、このときの制御回路61の動作について詳細に説明する。
図6は、制御回路61の動作を示したフローチャートである。
まず、画像処理部61aは、画像を入力し(ステップ601)、画像に含まれるノイズを除去するための処理を行う(ステップ602)。ここで、ノイズとしては、CMOS感度のばらつきや電子回路により発生するノイズ等がある。このノイズ除去の処理の種類は、スキャナ付きペン60の撮像系の特性に合わせるべきだが、ぼかし処理やアンシャープマスキング等の先鋭化処理を適用することができる。
更に、データ処理部61bは、この符号平面上で同期符号を検出する(ステップ605)。そして、この同期符号により、識別符号と位置符号の位置を特定し、それらを取得する(ステップ606)。また、この取得した位置符号と、画像生成に使用したM系列とを照合することにより、位置情報を取得する(ステップ607)。
一方、変換条件を満足すると判定された場合は、識別符号に対して逆変換処理を施す(ステップ609)。ここで、逆変換処理とは、図4のステップ304で用いた変換処理とは逆の変換を行う処理である。そして、逆変換後の識別符号に対してRS復号処理を施し、識別情報を取得する(ステップ610)。
そして、最後に、データ処理部61bは、識別情報と位置情報とからなる筆記情報を、筆記情報メモリ65に格納する(ステップ611)。
これにより、通信回路66は、筆記情報メモリ65に格納された筆記情報を外部装置に送信する。
例えば、符号値の列と所定の係数との排他的論理和を求め、これを新たな符号値の列とする、というものである。その場合、図4のステップ303及び図6のステップ608における「変換条件」としては、上記と同様の条件を採用することができる。また、図4のステップ304における「変換処理」及び図6のステップ609における「逆変換処理」としては、「符号値の列と所定の係数との排他的論理和の算出処理」を採用することができる。
図7は、符号変換部33cにより符号値を反転しない場合に生成される2次元コード画像の例を示したものである。
図7(a)は、図3(a)の右側に示した各ビット値を、ドットのON/OFFで表したものである。この図7(a)では、識別符号の符号値が反転されていないため、識別符号配置領域におけるドットのON/OFFは、全て同じパターンとなっている。
また、図7(b)は、図7(a)のドットパターンが実際に媒体に印刷された場合におけるコードパターンの見え方を示した図である。特に、識別符号配置領域に対応する部分において、同じドットパターンが周期的に印刷されているため、ユーザに不快感を与える画像となっている。
図8(a)は、図7(a)におけるドットのON/OFFを、太線で囲んだビット反転識別符号配置領域についてのみ反転させたものである。
また、図8(b)は、図8(a)のドットパターンが実際に媒体に印刷された場合におけるコードパターンの見え方を示した図である。特に、識別符号配置領域に対応する部分において、同じドットパターンが周期的に印刷されなくなっているため、ユーザに与える不快感を軽減させる画像となっている。
第二に、所定形状の複数の画像要素(例えば、ドット)を異なる位置に配置した画像パターンを用いるようにしてもよい。例えば、情報埋め込みの最小単位において、9箇所に画像要素を配置可能とする。そして、その9箇所のうち2箇所を選択して画像要素を配置することにより、36通り(=9C2)の情報を表現可能とするものである。
図9は、第2の実施の形態における識別情報管理サーバ30内の画像生成部の構成を示した図である。
この画像生成部においては、符号平面生成部33が変換符号配置部33eを含む点で、第1の実施の形態における画像生成部の構成と異なる。この変換符号配置部33eは、符号平面に変換符号を配置する。ここで、変換符号とは、識別符号の変換に用いる変換規則を識別する情報を符号化したものである。
尚、変換符号配置部33eについても、識別情報管理サーバ30の図示しないCPUが、その機能を実現するプログラムを外部記憶装置から主記憶装置に読み込んで処理を行う。
図10は、符号平面の一部を模式的に示したものである。尚、図では、横方向をX方向とし、縦方向をY方向としている。
まず、図10(a)は、符号変換部33cによる変換前の符号平面を示したものである。
このうち、左側の図は、符号平面における識別符号、位置符号、同期符号、変換符号の配置の様子を示している。即ち、符号平面においては、同期符号3aが、X方向、Y方向に所定の間隔で配置される。そして、X方向に配置された同期符号3aに挟まれた領域に、X方向用位置符号3bが配置される。また、Y方向に配置された同期符号3aに挟まれた領域に、Y方向用位置符号3cが配置される。更に、同期符号3aの右下の領域に、識別符号3dが配置される。そして、本実施の形態では、これらの符号に加え、識別符号3dの右下の領域に、変換符号3eが配置される。
このうち、左側の図は、図10(a)と同様、符号平面における識別符号、位置符号、同期符号、変換符号の配置の様子を示している。
図11は、位置取得部33b、符号変換部33c、及び、変換符号配置部33eの動作を示したフローチャートである。
まず、位置取得部33b及び符号平面は、ステップ321〜324の処理を行う。但し、これらの処理は、図4のステップ301〜304と同じであるので、説明を省略する。
その後、位置取得部33bは、ステップ326〜329の処理を行うが、これらは、図4のステップ305〜308と同じであるので、説明を省略する。
スキャナ付きペン60による筆記が行われると、ペンチップ69に接続された圧力センサ62が、筆記動作を検出する。これにより、赤外LED63が点灯し、赤外CMOS64がCMOSセンサによって媒体上の画像を撮像する。
このように撮像した画像が制御回路61に入力されると、制御回路61は、撮像した画像から2次元コード画像を取得する。そして、それを復号し、2次元コード画像に埋め込まれている筆記情報(座標情報と識別情報)を取得する。
図12は、制御回路61の動作を示したフローチャートである。
まず、画像処理部61a及びデータ処理部61bは、ステップ621〜625の処理を行う。但し、これらの処理は、図6のステップ601〜605と同じであるので、説明を省略する。
次に、データ処理部61bは、ステップ625で検出した同期符号により、識別符号、位置符号、変換符号の位置を特定し、それらを取得する(ステップ626)。また、この取得した位置符号と、画像生成に使用したM系列とを照合することにより、位置情報を取得する。更に、変換符号に基づいて変換規則を求める(ステップ627)。
その結果、変換条件を満足しないと判定された場合は、その識別符号に対してRS復号処理を施し、識別情報を取得する(ステップ630)。
一方、変換条件を満足すると判定された場合は、識別符号に対し、ステップ627で求めた変換規則における変換処理に対する逆変換処理を施す(ステップ629)。そして、逆変換後の識別符号に対してRS復号処理を施し、識別情報を取得する(ステップ630)。
そして、最後に、データ処理部61bは、識別情報と位置情報とからなる筆記情報を、筆記情報メモリ65に格納する(ステップ631)。
これにより、通信回路66は、筆記情報メモリ65に格納された筆記情報を外部装置に送信する。
また、本実施の形態においても、変換後の符号値を画像化する際には、第1の実施の形態と同様、種々の画像パターンを用いることができる。
Claims (15)
- 異なる2方向に拡がりを持つ媒体上の各位置を示す情報を符号化した位置符号を取得する位置符号取得手段と、
前記媒体上に印刷される文書データを識別する情報、又は、当該媒体を識別する情報を符号化した識別符号を取得する識別符号取得手段と、
前記位置符号が所定の間隔で前記2方向に沿って2次元配置されると共に、前記識別符号が当該位置符号に隣接して2次元配置され、かつ、当該位置符号又は当該識別符号がその配置位置に応じて変換された符号平面を生成する符号平面生成手段と、
前記符号平面を画像化して符号画像を生成する符号画像生成手段と
を備えたことを特徴とする画像生成装置。 - 前記符号平面生成手段は、前記位置符号又は前記識別符号を構成する符号値が変換された前記符号平面を生成することを特徴とする請求項1記載の画像生成装置。
- 前記符号画像生成手段は、複数の画像パターンの中から前記符号値に対応する画像パターンを選択し、当該画像パターンを用いて当該符号値を画像化することを特徴とする請求項2記載の画像生成装置。
- 前記複数の画像パターンは、画素を配置しない画像パターンを含むことを特徴とする請求項3記載の画像生成装置。
- 前記複数の画像パターンは、所定形状の1つの画像要素を基準位置から同じ量だけ異なる方向にずらした位置に配置した画像パターンを含むことを特徴とする請求項3記載の画像生成装置。
- 前記複数の画像パターンは、所定形状の複数の画像要素を異なる位置に配置した画像パターンを含むことを特徴とする請求項3記載の画像生成装置。
- 前記画像要素は、ドット形状を有していることを特徴とする請求項6記載の画像生成装置。
- 前記符号平面生成手段は、前記識別符号に隣接する前記位置符号に基づいて特定された前記配置位置に応じて当該識別符号が変換された前記符号平面を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像生成装置。
- 前記符号平面生成手段は、前記位置符号又は前記識別符号の変換規則を識別する情報を符号化した変換符号が更に配置された前記符号平面を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像生成装置。
- 符号画像が印刷された媒体から当該符号画像を読み取る画像読取り手段と、
前記画像読取り手段が読み取った前記符号画像から、当該符号画像が表す符号を取得する符号取得手段と、
前記符号取得手段が取得した前記符号を、当該符号の元となる前記符号画像の前記媒体上の印刷位置に応じて変換する符号変換手段と、
前記符号変換手段による変換後の符号から所定の情報を取得する情報取得手段と
を備えたことを特徴とする情報読取り装置。 - 前記符号変換手段は、前記符号取得手段が取得した前記符号の一部を、当該符号の他の一部により特定された変換規則に基づいて変換することを特徴とする請求項10記載の情報読取り装置。
- 異なる2方向に拡がりを持つ媒体上の各位置を示す情報を符号化した位置符号を取得するステップと、
前記媒体上に印刷される文書データを識別する情報、又は、当該媒体を識別する情報を符号化した識別符号を取得するステップと、
前記位置符号が所定の間隔で前記2方向に沿って2次元配置されると共に、前記識別符号が当該位置符号に隣接し、かつ、当該位置符号に応じて変換された状態で2次元配置された符号平面を生成するステップと、
前記符号平面を画像化して符号画像を生成するステップと
を含むことを特徴とする画像生成方法。 - 前記符号平面を生成するステップでは、前記識別符号の変換規則を識別する情報を符号化した変換符号が更に配置された前記符号平面を生成することを特徴とする請求項12記載の画像生成方法。
- コンピュータに、
異なる2方向に拡がりを持つ媒体上の各位置を示す情報を符号化した位置符号を取得する機能と、
前記媒体上に印刷される文書データを識別する情報、又は、当該媒体を識別する情報を符号化した識別符号を取得する機能と、
前記位置符号が所定の間隔で前記2方向に沿って2次元配置されると共に、前記識別符号が当該位置符号に隣接し、かつ、当該位置符号に応じて変換された状態で2次元配置された符号平面を生成する機能と、
を実現させるためのプログラム。 - 前記符号平面を生成する機能では、前記識別符号の変換規則を識別する情報を符号化した変換符号が更に配置された前記符号平面を生成することを特徴とする請求項14記載のプログラム。
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