TWI692724B - 二維碼、二維碼之作成系統及解析程式 - Google Patents

二維碼、二維碼之作成系統及解析程式 Download PDF

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Abstract

揭露一種可附加任意影像，提升設計性的二維碼。揭露的二維碼，係將以二進位碼表示之資料予以格子化，成為二維矩陣狀的圖案而配置，具有位置偵測圖案的二維碼，其特徵為，具有圖畫嵌埋領域，其係表示，是否有可配置任意圖畫之圖畫領域及若有圖畫領域時的圖畫領域之位置。

Description

二維碼、二維碼之作成系統及解析程式
本發明係有關於二維碼。
二維碼相較於一維碼，可在較窄面積帶有較多資訊，被廣泛運用於物品管理、使用行動電話的網頁引導等各種用途。
一般的二維碼，係將以二進位碼表示之資料予以格子化，成為二維矩陣狀的圖案而配置，具有為了重現碼內的座標所需的位置偵測圖案、和資料部。資料部係還具有：版本資訊、格式資訊、位置補正圖案及錯誤訂正碼等、和實際資料部，實際資料部中係記錄有代碼化的訊息資料。因此，二維碼係僅記錄了格子化的資料。
現在有在二維碼中放入任意圖畫的需求。例如，在雜誌或海報等被要求設計性之媒體上印出二維碼的情況下，或是進行物品管理之際，讓操作員即使不使用讀取機也能判別的情況等。
專利文獻1係記載了被廣泛使用的一般之二維碼。可是，專利文獻1關於圖畫之嵌埋，沒有任何記 載。
專利文獻2係記載了，在末端圖案之後的填空字部分，放置設計過的碼，形成明暗格子的嵌埋影像的手法。可是，讀取機所讀取到的影像進行解析之時，會發生不慎將明暗格子之嵌埋影像當成無意義之字串而讀取，或是嵌埋影像的位置是被限定成二維碼中央等問題。
專利文獻3係揭露了，填空字的編碼圖案所被配置的不使用資料領域，係只不過表示了編碼圖案之資料是空的，利用這件事情，把不使用資料領域的黑模組與白模組之配置，構成為有設計，生成此種二維碼的技術。可是，設計部分係被限定在二維碼的中央，或設計被限定成明暗等，會有這類對明暗造成限制的問題。
專利文獻4係記載了，將RS碼的錯誤訂正儘可能加大，即使圖畫重合於符碼仍可讀取資料的手法。可是，在該手法中，為了重疊某種程度大小之圖畫，RS碼的錯誤訂正會變大，隨之而來的是能夠儲存的資料量會變小，或錯誤訂正的一部分已經被使用了，因此會有對於二維碼的損傷、讀取時的模糊的耐性較弱之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平7-254037號公報
[專利文獻2]日本特開2007-241328號公報
[專利文獻3]日本特開2009-163720號公報
[專利文獻4]日本特開2009-075873號公報
如上記，雖然附加有由格子所成之設計資料的二維碼已經為人所知，但為了在原本放入資料的部分輸入設計圖案，位置補正圖案等碼之構成上所必須之資料，必須要以格子的形式來設置，而且能夠附加之設計也受到限制，存在如此問題。
本發明目的在於，實現可附加任意影像，提升設計性的二維碼。
為了實現上記目的，本發明的二維碼，係將以二進位碼表示之資料予以格子化，成為二維矩陣狀的圖案而配置，具備位置偵測圖案的二維碼，其特徵為，具備圖畫嵌埋領域，其係表示，是否有可配置任意圖畫之圖畫領域及若有圖畫領域時的圖畫領域之位置。
二維矩陣的位置偵測圖案以外之領域，係被分割成複數區塊，圖畫嵌埋資訊領域係具有表示圖畫領域之有無的格式資訊區塊、和將圖畫領域之位置以區塊單位加以表示的圖畫嵌埋資訊區塊，較為理想。
若依據本發明，則可藉由圖畫嵌埋資訊，判定圖畫領域之有無及圖畫領域之位置，因此可使該領域不 被解析(解碼)，即使配置任意的影像，仍不會對解析處理造成不良影響。
任意的圖畫，係不限定於由明暗格子所成的碼影像，可為比碼影像(格子影像)解析度更高的影像，也可為彩色影像。二維碼係經常會被印表機等所印刷，但近年來低價格的高解析度印表機已經普及，比碼影像還高解析度之影像的印刷是很容易進行的，因此從印刷的觀點來看，圖畫已經沒有限定成由明暗格子所成之碼影像的限制。可是，由於圖畫係為任意，因此有可能隨著圖畫的內容而對解析造成不良影響，但二維碼係基本上被要求要能確實辨識，因此因為圖畫的內容而影響辨識精度並非理想，要從圖畫嵌埋資訊領域的資料明確地表示圖畫領域而將其從解析對象範圍除外。藉此，就可使得圖畫不會對二維碼的解析造成影響。
甚至，二維碼也有可能是用印刷機來印刷，此種情況下，就可以設置更為精密的圖畫。甚至，亦可在預先於圖畫領域對應位置印刷有圖畫的用紙上，以印表機等印刷二維碼。甚至，圖畫亦可被彩色印刷。甚至，二維碼係不限定於被印刷者，亦可為被顯示在顯示器者。
如以上所述，藉由可嵌埋任意圖畫，可提升二維碼的設計性，提升對第三者的表現力，可擴大二維碼的使用範圍。尤其是，若嵌埋彩色影像之圖畫，這些效果會更加揚升。又，雖然二維碼並非使用者能夠直接理解，但是可以附加使用者能夠理解的資訊來作為圖畫。
作成具有格式資訊區塊和圖畫嵌埋資訊區塊的本發明的二維碼的作成系統，係具備：判定手段，係用以判定二維碼中是否配置有圖畫；和圖畫嵌埋資訊附加手段，係用以在有配置圖畫之判定結果的情況下，對格式資訊區塊附加有圖畫之資訊，並且對圖畫嵌埋資訊區塊附加將圖畫領域之位置以區塊單位加以表示之資訊。
控制電腦將具有格式資訊區塊和圖畫嵌埋資訊區塊的本發明的二維碼予以解析的解析程式，係控制電腦以使其：根據所偵測到的位置偵測圖案來偵測出格式資訊區塊之位置，判定圖畫領域之有無；若有圖畫領域，則偵測出圖畫嵌埋資訊區塊之位置，然後偵測出圖畫領域之區塊位置；從圖畫領域之區塊除外的二維碼之資料領域中，取出訊息資料。
藉此，就可將圖畫領域從二維碼的生成及解析處理中分離而自由操作，因此可使用任意圖畫。
本發明的二維碼，係可以不會對已代碼化之資料的解析造成影響的形式，附加任意圖畫，因此可提升設計性、辨識的容易性。
1‧‧‧二維碼
2‧‧‧位置偵測圖案
2a‧‧‧正方形
2b‧‧‧正方形的框
2c‧‧‧正方形
3‧‧‧資料領域
4‧‧‧定位圖案
12A‧‧‧第1位置偵測圖案
12B‧‧‧第3位置偵測圖案
12C‧‧‧第4位置偵測圖案
12D‧‧‧第2位置偵測圖案
13‧‧‧區塊
15‧‧‧版本資訊區塊(縱)
16‧‧‧版本資訊區塊(橫)
17‧‧‧格式資訊區塊
18A-18B‧‧‧圖畫嵌埋資訊區塊(縱)
19A-19B‧‧‧圖畫嵌埋資訊區塊(橫)
22‧‧‧實際資料區塊
23‧‧‧分離空間
31‧‧‧資料區塊
32‧‧‧位置偵測圖案
52A‧‧‧第1位置偵測圖案
52B‧‧‧第2位置偵測圖案
52C‧‧‧第3位置偵測圖案
52D‧‧‧第4位置偵測圖案
52E‧‧‧第5位置偵測圖案
54A‧‧‧位置補正圖案
54B‧‧‧位置補正圖案
55‧‧‧縱版本資訊區塊
56‧‧‧橫版本資訊區塊
57‧‧‧格式資訊區塊
58‧‧‧縱圖畫嵌埋資訊區塊
59‧‧‧橫圖畫嵌埋資訊區塊
61‧‧‧使用者處理裝置
62‧‧‧記憶裝置
65‧‧‧系統處理裝置
66‧‧‧記憶裝置
70‧‧‧讀取部
71‧‧‧透鏡
72‧‧‧影像感測器
73‧‧‧類比．數位轉換器
74‧‧‧電腦
75‧‧‧顯示器
76‧‧‧通訊介面
[圖1]圖1係專利文獻1所記載之二維碼的圖示。
[圖2]圖2係第1實施形態的二維碼的圖示。
[圖3]圖3係第1實施形態的二維碼中的複數區塊之配置的圖示。
[圖4]圖4係具有分離空間的二維碼、和不具有分離空間的二維碼中，隨著資料而變成明或暗時的圖案之例子的圖示。
[圖5]圖5係第1實施形態中的資料區塊的資料種別的說明圖。
[圖6]圖6係20圖案表現的資料種別的說明圖。
[圖7]圖7係依照第1實施形態的二維碼所作成的二維碼之例子的圖示。
[圖8]圖8係依照第1實施形態的二維碼所作成的二維碼之另一例子的圖示。
[圖9]圖9係第2實施形態的二維碼的圖示。
[圖10]圖10係依照第2實施形態的二維碼所作成的二維碼之例子的圖示。
[圖11]圖11係將第2實施形態的二維碼的位置偵測圖案，適用於尺寸及形狀不同的二維圖案的變形例之圖示。
[圖12]圖12係變形例的4個位置偵測圖案之例子的圖示。
[圖13]圖13係根據委託而作成二維碼並提供的作成系統的硬體構成之圖示。
[圖14]圖14係使用者透過使用者硬體而向系統硬體 進行存取，作成所望之二維碼的編碼處理之程序的流程圖。
[圖15]圖15係使用者透過使用者硬體而向系統硬體進行存取，作成所望之二維碼的編碼處理之程序的流程圖。
[圖16]圖16係使用者透過使用者硬體而向系統硬體進行存取，作成所望之二維碼的編碼處理之程序的流程圖。
[圖17]圖17係讀取第1實施形態的二維碼，解析二維碼的二維碼解析裝置的硬體構成之圖示。
[圖18]圖18係將使用者所拍攝之二維碼進行解析的解碼處理之程序的流程圖。
[圖19]圖19係將使用者所拍攝之二維碼進行解析的解碼處理之程序的流程圖。
[圖20]圖20係將使用者所拍攝之二維碼進行解析的解碼處理之程序的流程圖。
[圖21]圖21係位置偵測圖案候補的形狀檢查的說明圖。
在說明本發明的實施形態之前，先說明目前廣泛使用的一般之二維碼。
圖1係專利文獻1所記載之二維碼的圖示。
如圖1所示，二維碼1係具有：被配置在3 個角落的3個位置偵測圖案(定位用符碼)2、和資料領域3。資料領域3，係從二維碼1的領域中，扣除掉3個位置偵測圖案2及其周圍之空間部分後的部分。各位置偵測圖案2係具有：暗部分之正方形框2a及配置在正方形框2a內的正方形2c，框2a與正方形2c之間的明部分之正方形框2b。所被拍攝之位置偵測圖案2，係在掃描線通過中心時，無論掃描線是何種方向，其長度之比率(頻率成分比)都會是暗：明：暗：明：暗=1：1：3：1：1。因此，無論是以哪個方向旋轉的狀態來拍攝二維碼，僅需一定方向的掃描處理，就可偵測出位置偵測圖案2所具有的特定頻率成分比。因此，可容易偵測出位置偵測圖案2的中心位置。
資料領域3係具有矩陣狀緊密配置的位元，位元矩陣係除了資料領域內的像點位置補正用的定位圖案(時序格子)4以外，還分成二維碼之格式資訊及其錯誤訂正訊號、和型號資訊及其錯誤訂正訊號、和資料部分。定位圖案4、二維碼之格式資訊及其錯誤訂正訊號、及型號資訊及其錯誤訂正訊號，係被配置在碼領域3的位元矩陣上的所定位置，剩餘部分是在記錄代碼化資料的資料部中，記錄必要的資料，而剩下的部分即為殘餘位元。進行記錄之資料位元和殘餘位元，是以資料位元的最後的結尾圖案來區別。殘餘位元，係被稱為填空字，係為明(“1”)的位元列，但一般在記錄時係實施所定處理而被轉換成明暗位元列。
定位圖案4，係資料領域內的像點位置補正用的明暗之位元(像點)列，如圖1所示，配置有多數個。定位圖案4，係有別於用來偵測二維圖案全體之基準位置的位置偵測圖案2。
專利文獻3及4係記載，利用身為填空字的資料領域3的位元，來設置位元影像。
以下，說明本發明的實施形態。
圖2係第1實施形態的二維碼的圖示。
第1實施形態的二維碼，係具有35×35格之大小，被分割成9×9的區塊，在相鄰區塊間具有1格的明亮的分離空間23。因此，分離空間係為，8×8列的1格子寬度之區塊間隔的格子狀圖案。右下的3×3區塊及3×3分離空間的部分係設置有第1位置偵測圖案12A，左上的2×2區塊及2×2分離空間的部分係設置有第2位置偵測圖案12D，右上的3(橫)×2(縱)區塊及3×2分離空間的部分係設置有第3位置偵測圖案12B，左下的2(橫)×3(縱)區塊及2×3分離空間的部分係設置有第4位置偵測圖案12C。因此，在二維碼的第1至第4位置偵測圖案以外的區塊中，不會出現第1至第4位置偵測圖案以上的圖案。
二維碼的碼部分的最小單位，係為格子(cell)。二維碼通常係為正方形或長方形之形狀。其他形狀也是可能的，但二維碼較多為四角形，第1實施形態的二維碼也是正方形，但並非限定於此，亦可為長方形或其他形狀。
一般而言，二維碼係以明暗的格子來代表資料，第1實施形態的二維碼也是，代碼部是以明暗的格子來代表資料。
甚至，第1實施形態的二維碼，係為35×35格之正方形，但亦可為尺寸比其還大的碼、或長方形這類縱橫大小不同形狀。35×35格之正方形的二維碼，稱之為版本2×2。此處，最小的版本係為1×1，此時的格子尺寸係為27×27。圖畫的嵌埋，係縱橫的版本皆為2以上時，才有可能。版本為1×1之際無法嵌埋圖畫的理由是，資料量已經很少了，若是嵌埋圖畫，則資料量會變得更少，即使辨識也得不到什麼資料，因此加入如上記之限制。第1實施形態的二維碼，係可分別往縱方向及橫方向延伸。橫版本為2、縱版本為3的情況，記作版本2×3。版本每上升1，格子尺寸就會增大8，區塊數會增大2。因此，版本3×4下，格子尺寸係變成43×51。版本係可在1至20中自由選擇，並不限定於此。
第1位置偵測圖案12A係具有，暗格子的部分是8×8格之1格寬度的正方形框、和正方形框之中心的2×2的正方形。第2位置偵測圖案12D係具有，暗格子的部分是4×4格之1格寬度的正方形框。第3位置偵測圖案12B係具有，暗格子的部分是8×4格之1格寬度的長方形框，係為橫長的長方形框。第4位置偵測圖案12C係具有，暗格子的部分是4×8格之1格寬度的長方形框，係為縱長的長方形框。
在第1實施形態中，在正方形的二維碼的4角，配置有4個不同的位置偵測圖案。此外，所謂位置偵測圖案為不同，係為形狀、大小、在二維碼上之配置方向為不同的情形，亦包含線寬的比率為不同的情形。但是，由於受到攝影條件等之影響，因此顏色的差異不被視為對象，是以明暗的二值影像為對象。
在第1實施形態中，位置偵測圖案係配置在正方形或長方形之各頂點附近。這是因為，與其配置在1處，不如盡量遠離配置，比較能夠分散髒污之影響。但是，位置偵測圖案的配置位置，並不限定於4角。如第1實施形態所示，位置偵測圖案係不只有正方形，也使用了長方形，因此可容易區別形狀、傾斜、大小，可高速地辨識。又，中空的長方形，係和其他攝入圖案容易區別，資料浪費較少。
配置4個位置偵測圖案的理由是，於解析中高精度計算資料座標之對映時所使用的二維的投影轉換中，為了計算碼的格子、和該格子所對應的攝影影像之座標，必須要把4組座標組，當作參數來給定。位置偵測圖案數只有2個或3個的情況下，仍藉由座標的內插，先算出4點也是可以進行投影轉換，但因為斜向攝影、或歪斜、模糊等而難以獲得正確的座標，大大影響資料抽出之精度，因此在第1實施形態中是配置了4個位置偵測圖案。
又，位置偵測圖案為不同的理由是，即使有找不到位 置偵測圖案的時候，仍可確實地特定出找不到的位置偵測圖案，可預測找不到之位置偵測圖案的座標，位置偵測圖案的訂正就成為可能。在使用全部相同之位置偵測圖案的情況下，找不到之位置偵測圖案的特定，係沒有使用全部不同之位置偵測圖案的時候來得容易，位置偵測圖案的訂正係為困難。
二維碼的4個位置偵測圖案以外的56區塊係為資料部，含有：實際資料區塊、錯誤訂正碼區塊、版本資訊區塊、格式資訊區塊、及圖畫嵌埋資訊區塊。
如上記，資料部係將3×3格當作1區塊，以區塊單位來嵌入資料。資料部係具有：版本資訊區塊15及16、格式資訊區塊17、圖畫嵌埋資訊區塊18A、18B、19A及19B；剩餘的區塊係為實際資料區塊22。此外，如後述，在第1實施形態中，實際資料區塊22的一部分，係被當成錯誤訂正碼、位置補正圖案來利用。
因此，除去了位置偵測圖案、版本資訊區塊、格式資訊區塊、圖畫嵌埋資訊區塊、設置位置補正圖案的區塊、還有錯誤訂正碼區塊以外，剩餘的區塊22係為實際資料區塊。若有被進行圖畫之嵌埋，則圖畫嵌埋資訊區塊所指示的圖畫嵌埋區塊也被排除在實際資料區塊之外。實際資料，係針對隸屬於實際資料區塊中的區塊，從左上起往右依序填入資料，填滿了就從1區塊下方的左邊起開始填入，用這種方式依序記錄之。
區塊係具有3×3格，各格子係代表明和暗的1 位元，因此1區塊係具有最大9位元的資訊(9位元表現)，但此處為了提高對影像之模糊、晃動的耐性，將每1區塊的資料量，設定成比9位元之資料量還小。此外，在第1實施形態中，雖然將區塊設成3×3格之尺寸，但區塊尺寸並非限定於此，亦可為最小1×1格之尺寸，或縱和橫之格子尺寸不同等等的區塊尺寸。
版本資訊區塊，係將有關於二維碼之尺寸的資訊予以記錄，存在有縱版本資訊區塊15、和橫版本資訊區塊16之2種類，分別記錄對應之版本資訊。縱版本資訊區塊15及橫版本資訊區塊16，係將分別記憶有相同資訊的2個區塊配置在分離的2處，藉此以分散髒污等造成缺損的風險。作為版本資訊，係配置了表示版本數(縱橫各1至20)之數值的區塊。
格式資訊區塊17，係將由圖畫嵌埋旗標(1位元)、和資料區塊種別資料(2位元)所成的格式資訊，予以記錄，將記憶有相同資訊的3個區塊，配置在分離的3處。圖畫嵌埋旗標，係表示圖畫嵌埋之有無，亦即是否設置有圖畫嵌埋領域。有圖畫嵌埋時，會設置圖畫嵌埋資訊區塊。資料區塊種別資料，係表示資料區塊的種別，所謂資料區塊的種別，是每1區塊之資料容量，會選擇6、7、9位元/區塊之任一者。資料量係9位元>7位元>6位元表現越來越少，但資料讀取的容易性，係依序為6位元>7位元>9位元，考慮模糊晃動的發生程度與資料量取捨，而選擇之。關於這點將於後述。
被嵌埋的圖畫，係以區塊單位而被嵌埋，若相鄰之複數區塊是圖畫嵌埋領域時，則其間的分離空間也被包含在圖畫嵌埋領域中。被嵌埋之圖畫的外形係為四角形，圖畫的影像係不限定於格子單位的2值影像，任何形式皆可。又，嵌埋圖畫的四角形之區塊，亦可有複數個。例如，圖畫係亦可為具有比格子的解析度還高的多值影像，也可為彩色影像，當然也可以是格子單位的2值影像。在第1實施形態中，作為圖畫嵌埋的限制，在碼的上側區塊2行、左側區塊2列、下側區塊3行、右區塊3列中，係不嵌埋圖畫。此範圍係由於二維碼的規格，在圖畫之嵌埋範圍外的部分會配置有具有影像資訊的圖畫嵌埋資訊區塊。
圖畫嵌埋資訊區塊，係縱橫地分別記錄有關於圖畫嵌埋領域的尺寸及區塊位置的資訊，存在有縱嵌埋資訊區塊18A及18B、和橫嵌埋資訊區塊19A及19B之2種類，分別記錄對應之版本資訊。縱嵌埋資訊區塊18A及18B，係記錄著圖畫嵌埋高度(3位元或6位元)及圖畫嵌埋偏置高度(3位元或6位元)。橫嵌埋資訊區塊19A及19B，係指定了圖畫嵌埋寬度(3位元或6位元)及圖畫嵌埋偏置寬度(3位元或6位元)。此外，要設成3位元還是6位元，係如後述是和版本資訊有關係，若版本為2~4則為3位元，若版本為5~20則需要6位元，版本2~4時，不需要縱嵌埋資訊區塊18B及橫嵌埋資訊區塊19B。
圖畫嵌埋資訊區塊，係只有在格式資訊區塊裡豎立了圖畫嵌埋旗標時，才會存在。第1實施形態係想定嵌埋圖畫的個數只有1個的情形，在想定複數嵌埋圖畫被嵌埋在複數領域的情況下，在格式資訊區塊中增加圖畫嵌埋旗標的位元數來表示圖畫嵌埋領域數，並且設置圖畫張數份的上記之圖畫嵌埋資訊區塊。圖畫的尺寸、偏置，係以區塊單位來指定。將區塊的座標以左上角之區塊為原點而表現成(n,m)，令橫區塊數為blW個，令縱區塊數為blH個。在第1實施形態中，圖畫之嵌埋領域，係被限定成左上(2,2)、右下((blW-4,blH-4)所成之矩形領域。圖畫的最大橫區塊數為blW-5個，最大縱區塊數為blH-5個。
圖畫的位置，係將起點(左上)的區塊座標、和區塊尺寸之資訊，當作圖畫嵌埋資訊區塊而嵌埋至碼內，藉此，在碼解析時，就可辨識圖畫是放在哪個位置。與版本資訊區塊同樣地，以橫和縱分別處置。橫係隨著blW-5為未滿8之時(橫版本2~4)、和其以外之情形(橫版本5~20)來劃分資料量，縱也同樣如此。blW、和blH之值，係藉由解析橫與縱的版本，就可求得。
blW未滿13時，橫的區塊尺寸係最小為1、最大為8區塊，8種情況可用3位元來表示，同樣地橫的偏置區塊數係為2至8共7種，這也可用3位元來表示，因此合計為6位元。因此，可將區塊以6位元表現，這些 可用1區塊表現。縱也同樣如此。blW為13以上時，橫的區塊尺寸係以6位元來表示，同樣地橫的偏置區塊數也是以6位元來表示。藉此，就使用2區塊來表現。縱也同樣如此。
橫嵌埋資訊區塊19A及19B，係配置在左上及右下的橫版本資訊區塊之外側(上側及下側)，縱嵌埋資訊區塊18A及18B，係配置在左下及右下的縱版本資訊區塊之外側(左側及右側)。
若沒有嵌埋圖畫，亦即格式資訊區塊的圖畫嵌埋旗標是表示「無」的時候，則不需要圖畫嵌埋資訊區塊及圖畫嵌埋領域，因此碼變得比較有效率。
位置補正圖案，係實際資料區塊、錯誤訂正碼區塊、若有嵌埋圖畫時則係圖畫嵌埋資訊區塊的座標補正中所使用的目的之圖案。二維碼中的粗略座標係從位置偵測圖案就可取得，但因為紙張的髒污、彎曲、透鏡的失真、位置偵測圖案取得時的晃動而導致資料部的座標會有誤差，因此是為了修正其設置。位置補正圖案，係和位置偵測圖案不同，不需要和其他雜訊做區別，只要能夠算出位置偵測圖案，位置補正圖案的位置就可容易地判明。因此，位置補正圖案係為容易細膩地補正座標之形狀，較為理想。
在第1實施形態中，位置補正圖案係將所被決定之格子之組合所成之區塊(位置補正區塊)，當作實際資料的取代而等間隔配置。將區塊的中心1格設成暗、 其周圍設成明的區塊，若區塊座標(7n,7m)(n,m係0以上之整數)是資料部則進行配置。但是，若該座標中必須存在有位置偵測區塊、版本資訊區塊、格式資訊區塊、圖畫嵌埋資訊區塊及圖畫時，就不配置。此處，區塊座標，係將區塊的左上之座標基準座標表現成(0,0)，右鄰之區塊表現成(1,0)。此外，設置位置補正圖案的區塊，係不限於上記。
實際資料係將訊息、和修飾訊息的標頭(訊息種類(訊息的編碼)、訊息大小)所合起來的區段，排列達訊息數量之個數。又，作為特殊的區段，是不含訊息，準備僅放入末端旗標的區段，若實際資料的容量還有剩餘時則配置末端旗標的區段，其後配置填空字。實際資料係依照資料區塊種別資料所示之每1區塊的資料容量，分割成區塊單位。同樣地，錯誤訂正碼也分割成區塊單位。
若錯誤訂正碼是使用所羅門編碼，則錯誤訂正係以碼字單位來進行，因此將1碼字當成1區塊，較為理想。若1碼字跨過複數區塊，則1個區塊發生髒污的情況下，仍因該區塊所關連的所有碼字都變成錯誤訂正之對象，因而訂正的效率變差。訂正原因的髒污、或閃光燈所致的光班，通常會集中在1處，但藉由分成區塊就會有使得同時訂正對象的資料集中在1處的效果，可有效率地訂正，提高讓使用者辨識的可能性。
如上記，第1實施形態的二維碼，係具有被 設在區塊間的1格寬的分離空間23。因此，位置偵測圖案及區塊，係全部都是周圍被明亮格子所圍繞。
圖3係第1實施形態的二維碼中的複數區塊之配置的圖示。各區塊係具有3×3之格子，周圍是以1格寬的分離空間23所隔開。
圖4係具有分離空間23的二維碼、和不具有分離空間23的二維碼中，隨著資料而變成明或暗時的圖案之例子的圖示。圖4的(A)係具有分離空間23的二維碼，且為將4個區塊的4個3×3格，設計成中央及4角為暗、其以外為明的圖案3個，和與這3個圖案明暗相反的圖案1個，所組成的二維碼，圖4(B)係圖示了，(A)所示的二維碼沒有分離空間23時的情形。如此，在沒有分離空間23的情況下，區塊間的交界不明確，有可能導致被暗格子包圍的明格子黑成一團。
相較於不具分離空間23的二維碼，具有分離空間23的二維碼是比較大的，資料效率會降低，但即使在攝影的影像中有模糊、晃動的情況下，也難以受到相鄰區塊之圖案的影響，因此各格子的明暗判定精度會提升。實際上，具有分離空間23的二維碼和不具分離空間23的二維碼的影像進行二值化處理時，不具分離空間23的二維碼容易發生黑成一團的情形。攝影的影像中有模糊、晃動的時候，各格子係會受到周圍格子之顏色的影響。圖4的(B)係周圍格子係大致隨機為明暗之任一者，周圍格子為不同顏色越大則影響越大，但若非如此則影響較小， 由於並非一樣，因此顏色的判定係為困難。若將圖3中構成區塊的格子令作a~i來說明，則圖4(A)係有分離空間23因此acgi係周圍8處中有5處是與分離空間銜接，bdfh係周圍8處中有3處是與分離空間銜接，因此e以外的格子係可說是不像圖4的(B)那樣容易受到周圍的影響。然後藉由設計成後述的6位元表現，就不必評估容易受影響的e的格子，acgi係周圍8處中有6處是與明格子銜接，bdfh係周圍8處中有4處是與明格子銜接，因此可說是更難受到模糊、晃動之影響。
如此，藉由設置分離空間23，就可降低格子因為模糊、晃動而無法正確辨識的風險。
此外，位置偵測圖案，係即使是尺寸最小的第2位置偵測圖案12D，仍為4×4格的正方形，3×3區塊是被分離空間23所分離，因此資料區塊中不會出現和位置偵測圖案相同的圖案。因此，藉由設置分離空間23，位置偵測圖案的偵測處理也變得容易。
在第1實施形態中，每1區塊的資料容量，是可依照資料劣化之耐性分成各種種別而選擇之。
圖5係第1實施形態中的1區塊之資料種別的說明圖。
圖5的(A)係圖示了1區塊的3×3格分別分配a~i之位元，係為可表現9位元的資料種別。此時，1區塊係具有9位元的資訊量，可表現至29=0~511的值。
在進行圖5的(A)的解析之際，對從所被輸入之攝 影影像所作成的二值影像，計算各格子所對應的影像內之座標，判斷該座標的像素之值為明(“1”)還是暗(“0”)之哪一者，將每區塊當作9位元的值。將攝影影像轉換成二值影像的方法，將於後述。
圖5的(B)係圖示了，將1區塊的3×3之格子的中心固定成“1”(明)，周圍的8個格子j1~j8係設定成含有4個明(“1”)與4個暗(“0”)的資料種別。此時，1區塊係具有8C4=70圖案、大約6位元之資訊量。(6位元表現)
圖5的(C)係圖示了，將1區塊的3×3之格子的中心固定成“0”(暗)，周圍的8個格子j1~j8係設定成含有4個明(“1”)與4個暗(“0”)的資料種別。此時也是，1區塊係具有8C4=70圖案、大約6位元之資訊量。(6位元表現)
資料種別是6位元表現時，(B)與(C)之任一者均可使用，但必須使編碼側和解碼側一致。
在進行圖5的(B)(C)的解析之際，對從所被輸入之攝影影像所作成的灰階影像，計算j1~j8之格子在攝影影像內之座標，取得各格子的灰階的像素值，將像素值遞減排序。此時，像素值高之格子4個係為明，低的格子4個係為暗。將攝影影像轉換成灰階影像的方法，將於後述。
二維碼係在多樣的攝影環境下，都要求能被辨識。此時，光係對攝影影像，造成局部性顏色之變化、階段性顏 色之變化等不良影響，這些係為對攝影影像難以作成適切二值化影像的主要原因。
此方法的優點，係為不需要二值化閾值。即使不導出二值化閾值，藉由各格子的相對像素值之關係，仍可判定格子明暗，具有如此效果。又，對於閃光燈等造成局部性強烈色彩之變化，仍藉由設計成區塊而使得有關係之格子較為密集，因此全格子受到均勻影響的機率變高，即使格子全體泛白，相對性的像素值之大小關係仍會被維持，因此能夠辨識的可能性變高。
此外，圖5的(B)及(C)中，中心的格子係可任意設定成“1”(明)或“0”(暗)，可將周圍的8個格子j1~j8，設定成含有4個明(“1”)與4個暗(“0”)的資料種別，此時，1區塊係具有8C4×2=140圖案、大約7位元之資訊量。(7位元表現)
關於此解析方法，在周圍格子的解析方法，是和6位元的情形相同。除此以外，中心像素的解析，係令像素值較高的4點的其中像素值最小之格子的像素值為G1，令像素值較低的4點的其中像素值最大之格子的像素值為G2，計算出區塊中心格子在攝影影像內之座標，若所得到之像素值為(G1+G2)/2以上則認定中心格子為明格子，若非如此則認定中心格子為暗格子。
在此方法中，中心格子之評估會使用到從相鄰格子之解析所得的閾值，中心格子與相鄰格子受攝影環境之影響大致相同的可能性很高，因此可高精度地辨識。
圖5的(D1)~(D8)係於1區塊中，中心格子固定為明或暗(此處係固定成明(“1”))，周圍的8個格子係明暗各4格，但順時針地固定成明暗暗明明明暗暗，以孤立之明格子的位置，取出資料。此時，會取出8圖案，因此係為3位元的資料量。(3位元表現)此圖案中，偵測出孤立的明格子之位置，係從開始位置的格子起順時針地，將各格子的亮度值，進行加算、減算、減算、加算、加算、加算、減算然後減算的演算處理，將開始位置依序邊旋轉而邊進行之，求出演算結果為最大的開始位置。此係為孤立之明格子的位置。同樣地，亦可明暗相反來進行，此時則是求出演算結果為最小的開始位置。
如前述，在第1實施形態中，藉由格式資訊區塊17內的資料區塊種別資料(2位元)，選擇上記的9位元表現、7位元表現、及6位元表現之任一者。若有需要，亦可設計成能夠選擇3位元表現。
此外，在第1實施形態中，記錄重要資訊的版本資訊區塊及格式資訊區塊，係利用以下說明的20圖案表現之資料種別。
圖6係20圖案表現的資料種別的說明圖。
於圖6中，元件符號31係表示20圖案表現的資料區塊，32係表示第1至第4之任一位置偵測圖案。如圖6的(A)及(B)所示，被配置在位置偵測圖案32的下側或上側的資料區塊31，係將上下方向的中央列的格子，固定成暗明暗(010)，以兩側的2列之格子m1至m6之 6位元來表現資料。然後，藉由6位元之中把3位元設成明、3位元設成暗，就可表現6C3=20圖案。如圖6的(A)及(B)所示之區塊的格子資料之偵測，係藉由朝上下方向掃描而進行。又，如圖6的(C)及(D)所示，被配置在位置偵測圖案32的右側或左側的資料區塊31，係將橫方向的中央列的格子，固定成暗明暗(010)，以兩側的2列之格子m1至m6之6位元來表現資料。然後，藉由6位元之中把3位元設成明、3位元設成暗，就可表現6C3=20圖案。如圖6的(C)及(D)所示之區塊的格子資料之偵測，係藉由朝橫方向進行掃描而進行。
藉由該資料種別，即使解析之際，碼的版本、及格子尺寸為不確定之狀態下，仍只要判明位置偵測圖案在攝影影像內的位置，就可從資料區塊獲得資料。版本、及格子尺寸不明的情況下，即使位置偵測圖案在攝影影像內的座標為已知，仍無法算出區塊的座標。可是，藉由從位置偵測圖案，往相鄰之位置偵測圖案(第1位置偵測圖案和第2位置偵測圖案，係相鄰於第3位置偵測圖案和第4位置偵測圖案)之方向進行掃描，就可找到資料區塊。在圖6的(A)中，朝向資料區塊的中央列，對元件符號32之位置偵測圖案之下側的邊垂直地進行掃描。從位置偵測圖案的緊接著的下方起進行掃描，碰到中央列之上側之格子的暗格子。若繼續前進下去，則會碰到明格子，然後碰到暗格子，然後碰到分離空間的明格子。藉此，可算出中央列 之格子的座標、和資料區塊的每1格子的像素數。藉此，資料區塊的其他格子的座標也可容易判明，因此可獲得資料區塊所表示之資料。
版本資訊區塊及格式資訊區塊，係為解析處理中重要的資料區塊，對位置偵測圖案配置如圖6所示之位置關係，進行20圖案表現。資訊區塊係在2處、格式資訊係在3處保持相同資訊，藉此進行對髒污、閃光燈等局部性雜訊的對策。
圖7係依照第1實施形態的二維碼所作成的二維碼之例子的圖示。圖7的二維碼，係為43×43格、11×11區塊的二維碼，版本係為3×3。圖7的二維碼，係不具有圖畫領域，也沒有嵌埋圖畫。因此，也不需要圖畫嵌埋資訊區塊。
圖8係依照第1實施形態的二維碼所作成的二維碼之另一例子的圖示。圖8的二維碼，係為59×59格、15×15區塊的二維碼，版本係為5×5。圖8的二維碼，係具有以區塊座標(2,5)和(11,8)為對角的長方形之圖畫領域，附有記載了ID碼和物品名的影像。藉此，使用者係在辨識出碼以前就可判別辨識對象的概要。
位置偵測圖案，係可使用各種形狀者，二維碼之尺寸等也可採取各種值。
圖9係第2實施形態的二維碼的圖示。第2實施形態的二維碼與第1實施形態之二維碼不同點係如下。
(1)第1位置偵測圖案52A，係只有暗格子 的正方形框，內側不具有正方形。又，第2位置偵測圖案52B及第3位置偵測圖案52C，係為接近正方形的長方形。第4位置偵測圖案52D係和第1實施形態的12D相同形狀。
(2)區塊尺寸及區塊構成係為不同，尤其是橫方向及縱方向被位置偵測圖案所夾住的外側部分的區塊構成，係為不同。被排列在此部分的區塊係為1列，在該部分設置2個縱版本資訊區塊55、2個橫版本資訊區塊56、3個格式資訊區塊57、2個縱圖畫嵌埋資訊區塊58、2個橫圖畫嵌埋資訊區塊59、及位置補正圖案54A及54B。剩餘的區塊60係為實際資料區塊、錯誤訂正碼區塊、作為位置補正圖案的區塊、及圖畫嵌埋領域。
其他部分係與第1實施形態相同，因此省略說明。
圖10係依照第2實施形態的二維碼所作成的二維碼之例子的圖示。
圖10的(A)係為36×36格、8×8區塊的二維碼。圖10的(A)的二維碼，係具有以區塊座標(2,2)和(5,5)為對角的長方形之圖畫領域，附有高解析度的多值影像。藉此，可改善二維碼所帶來的印象，可集中矚目。
圖10的(B)係為36×36格、8×8區塊的二維碼。圖10的(B)的二維碼，係具有以區塊座標(2,3)和(5,4)為對角的長方形之圖畫領域，附有數字之影 像。
二維碼的尺寸及形狀係有各種，都可以適用本發明的二維碼。
圖11係將第2實施形態的二維碼的位置偵測圖案，適用於尺寸及形狀不同的二維圖案的變形例之圖示。元件符號53係表示資料領域。
圖11的(A)係表示正方形的小型二維碼之例子。
圖11的(B)係表示與第2實施形態類似的二維碼之例子。
圖11的(C)係表示長方形的二維碼之例子。
圖11的(D)係表示長方形的二維碼，且在中心部追加第5位置偵測圖案52E的二維碼之例子。第5位置偵測圖案52E係具有正方形框、和在其內部具有正方形的和第1實施形態之第1偵測圖案12A類似之形狀。
此處，針對作為位置偵測圖案而為理想的形狀，進行探討。
本發明中的位置偵測圖案，係(1)4種位置偵測圖案彼此的形狀、大小、二維碼上之配置方向之任一者係為可區別；(2)位置偵測圖案彼此的種類之區別，是可藉由簡易的演算法就能實現；(3)關於區別的位置偵測圖案，組合的篩選較為容易(對高速化有貢獻)；(4)壓低位置偵測圖案的格子尺寸；(5)與二維碼以外的攝入圖案影像容易區別；及(6)在二維碼內沒有標示其他位 置偵測圖案，較為理想。
圖2及圖9的位置偵測圖案，係可說是滿足以上事項。
此處，以正方形及長方形的位置偵測圖案，針對框的寬度及識別空間的寬度、亦即格子尺寸，作成各種組合的位置偵測圖案，對刻意產生模糊、晃動而拍攝的影像進行二值化，進行是否能夠區別位置偵測圖案的實驗。其結果得知，以框內部是否有識別空間來區別位置偵測圖案和其他攝入圖案影像，係可容易實施，1格的空間、其中1格的正方形係容易受到模糊之影響，而外框的粗細對模糊耐性的影響不大。
從如此結果可以判明，正方形或長方形的框，且在內部具有識別空間，識別空間是2格的有用性。其理由係可想成如下。在最小格子是代表1位元的二維碼中，若發生了1格以上的模糊、晃動，則即使能夠偵測出位置，仍無法取得資料。若為通常的攝影條件，則較少發生1格以上的模糊、晃動，因此若識別空間是2格，就能夠對應1格份的任何方向之模糊、晃動。
第1實施形態中所示的格子尺寸為4×4之正方形亦即第2位置偵測圖案，係具有上記的空間，係為最小格子尺寸之構成。
針對第1位置偵測圖案，係1格的框和2格的空間和2格的正方形所重合而成。若為該位置偵測圖案，則可不隨著其方向，只要掃描中心就會獲得暗明暗明暗之圖案， 與第2位置偵測圖案、或雜訊的差異係為明確。
第3位置偵測圖案及第4位置偵測圖案的形狀，係在位置偵測圖案的框的延長線上存在有位置偵測圖案的框，較為理想。藉此，在欠缺位置偵測圖案之際，可獲得提升欠缺位置偵測圖案之座標預測精度的效果。
符合這些條件的形狀，係第1實施形態的第3位置偵測圖案、及第4位置偵測圖案。分別都是90度傾斜，與第1位置偵測圖案、及第2位置偵測圖案的縱橫比不同，因此容易區別。
第2實施形態係被位置偵測圖案所佔有之格子尺寸為最少的構成，第1位置偵測圖案和第2位置偵測圖案，係為相同形狀，大小互異，將第2位置偵測圖案設計成5×5格，基於和上記同樣的理由而作成第3位置偵測圖案、第4位置偵測圖案。
這些位置偵測圖案的格子尺寸，在第1實施形態中係為16+64+32+32=144格，在第2實施形態中係為16+25+20+20=81格。
圖1所示的二維碼，雖然只有3處有位置偵測圖案，但為7×7×3=147格，是比本實施例的格子尺寸還大。
第1實施形態係相較於第2實施形態，格子尺寸是變大，但相對於在第2實施形態中所有的位置偵測圖案的面積是較為相近，斜向攝影時較容易對精度造成影響，第1實施形態係第1位置偵測圖案與第2位置偵測圖案是不同形狀，第3位置偵測圖案與第4位置偵測圖案是 不同方向，第1偵測圖案．第2位置偵測圖案、和第3偵測圖案．第4位置偵測圖案係縱橫比不同。這些係即使從斜向攝影，仍可充分區別，是對位置偵測圖案的區別為有用的構成。
又，圖2的位置偵測圖案係在周圍2格中配置作為留白的明格子。圖1的二維碼的辨識之際，在碼被印刷的周圍必須要有淨空區，其係被認為是碼的一部分。相對於此，第1實施形態的二維碼，在碼的周圍無論進行何種印刷，都不會影響精度。又，如圖9的第2實施形態所示，留白係亦可和圖1的碼同樣地配置在碼的外面。
可是，從本發明的主旨來看，亦可使用其他形狀的位置偵測圖案，可以有各種變形例。
圖12係變形例的4個位置偵測圖案之例子的圖示。
圖12的(A)係為大圓框、方向不同的2個橢圓框及小圓框的4個位置偵測圖案的例子。
圖12的(B)係為內部有小圓形的大圓框、方向不同的2個橢圓框及小圓框的4個位置偵測圖案的例子。
圖12的(C)係為大十字形、延長方向為不同的僅一方延長的2個十字形及小十字形的4個位置偵測圖案的例子。
圖12的(D)係為大L字形、延長方向為不同的僅一方延長的2個L字形及小L字形的4個位置偵測圖案的例子。此處，L字係為相同方向，可根據角的位置 來判定旋轉方向。此外，L字的方向亦可各自旋轉90度而錯開。
圖12的(E)係為大三角框、延長方向為不同的僅一方延長的2個三角框及小三角框的4個位置偵測圖案的例子。
圖12所示的例子係為一部分的例子，其他還有各種形狀可當作位置偵測圖案。
接著，說明作成第1及第2實施形態之二維碼的處理(編碼處理)。
圖13係根據委託而作成二維碼並提供的作成系統的硬體構成之圖示，是客戶端．伺服器構成之例子。
作成系統，係具有：決定規格而委託二維碼之作成的使用者所操作的使用者硬體、和接受委託而作成二維碼並提供之系統硬體。
使用者硬體係具有：電腦等之使用者處理裝置61、磁碟等之記憶裝置62。
系統硬體係具有：電腦等之系統處理裝置65、磁碟等之記憶裝置66。
使用者處理裝置61與系統處理裝置65，係以通訊線路等連接，構成為可通訊。
此處，印刷係在使用者側進行，但亦可由系統側或其他印刷場所來為之。印刷二維碼的媒體可為任意，例如紙、樹脂板、框體表面等。此處，作為媒體係可為預先就印刷好嵌埋圖畫者，先將其設置成使得已被印刷之嵌埋圖 畫會納入二維碼之圖畫領域之後，再來印刷二維碼。
印刷裝置，係只要能對這些媒體印刷二維碼者即可，例如簡易印表機、精密印表機、印刷裝置等，不只單色印刷，亦可為彩色印刷者。又，作成的二維碼，亦可不印刷，透過通訊線路而以二維碼之資料的方式，發送給使用者。使用者係因應需要而對第三者的顯示器等發送資料，使其顯示出所作成的二維碼。
此外，雖然圖13係表示客戶端．伺服器構成的作成系統之例子，但作成系統係不限定於此，例如：以客戶端PC上的編碼軟體來發行，從USB連接之印表機來發行的構成，或是從手持型的終端、印表機來發行之構成等，可有各種變形例。
圖14至圖16係使用者透過使用者硬體而向系統硬體進行存取，作成所望之二維碼的編碼處理之程序的流程圖。
步驟S10中，使用者開始編碼的主要處理。
步驟S11中，使用者輸入要記錄至二維碼的訊息。
步驟S12中，使用者決定是否對二維碼進行圖畫之嵌埋，若要進行圖畫之嵌埋則前進至步驟S13，若不進行則前進至在系統側進行的步驟S15。此時，使用者處理裝置61係向系統處理裝置65通知已被輸入之訊息、及不進行圖畫之嵌埋這件事情。
步驟S13中，使用者係輸入嵌埋圖畫的區塊位置(圖畫嵌埋偏置寬度、圖畫嵌埋偏置高度、圖畫嵌埋 寬度及圖畫嵌埋高度)。使用者處理裝置61係向系統處理裝置65通知已被輸入之訊息、進行圖畫之嵌埋、及圖畫嵌埋區塊位置。
步驟S14中，在系統側，基於所被發送之區塊位置來決定圖畫的區塊尺寸。
步驟S15中，決定所要記錄被發送之訊息的區塊尺寸。
步驟S16中，針對所有橫版本而計算最小縱版本。此係為計算出，從縱及橫之區塊數的乘積，扣除了位置偵測圖案、版本資訊區塊、格式資訊區塊、嵌埋圖畫時的圖畫嵌埋資訊區塊及相應於圖畫嵌埋領域之區塊、位置補正圖案之區塊後，剩下的區塊。然後，對此區塊數，在會變成一定錯誤訂正率之錯誤訂正碼區塊之數目除外後剩餘之區塊中，能夠收容記錄訊息之實際資料區塊的尺寸，是以表格形式而被提示。系統處理裝置65，係將所計算之表格的資料，發送至使用者處理裝置61。
步驟S17中，向使用者提示縱、橫版本的表格，讓使用者決定要使用哪一者。使用者處理裝置61，係將所決定之縱、橫版本，發送至系統處理裝置65。
步驟S18中，在系統側，根據所被發送之縱．橫版本、相應於圖畫嵌埋領域的區塊尺寸，來決定實際資料的區塊尺寸。
步驟S19中，在系統側，根據所被發送之縱．橫版本、相應於圖畫嵌埋領域的區塊尺寸，來決定錯 誤訂正碼區塊尺寸。
步驟S20中，在系統側，決定版本資訊區塊、格式資訊區塊、嵌埋圖畫時的圖畫嵌埋資訊區塊及圖畫嵌埋領域區塊之位置。
步驟S21中，在系統側，判定是否進行圖畫嵌埋，若要進行圖畫嵌埋則前進至步驟S22，若不進行則前進至步驟S23。
步驟S22中，將圖畫嵌埋資訊區塊，配置在碼影像部分的所定區塊位置。
步驟S23中，將位置偵測圖案、位置補正圖案，配置在影像部分。
步驟S24中，將版本資訊區塊、格式資訊區塊，配置在影像部分。
步驟S25中，每一訊息賦予訊息標頭。
步驟S26中，判定是否還有能放入資料的部分，若有則前進至步驟S27，若無則前進至步驟S29。
步驟S27中，將末端訊息標頭(末端旗標)，賦予至訊息資料的末尾。
步驟S28中，將填空字賦予至剩餘的實際資料部。
步驟S29中，將實際資料轉成區塊，配置在影像部分。
步驟S30中，將錯誤訂正碼區塊，配置在影像部分。
步驟S31中，系統處理裝置65係將如上記所 作成的碼影像予以輸出，發送至使用者處理裝置61。
步驟S32中，在使用者側，判定是否進行圖畫嵌埋，若要進行圖畫嵌埋則前進至步驟S33，若不進行則前進至步驟S34而結束。
步驟S33中，以所被發送之碼影像，合成嵌埋在圖畫嵌埋領域之區塊中的圖畫資料，而生成全體之影像。圖畫之嵌埋係亦可例如以資料添附的形式，在系統處理部中進行。
步驟S34中，編碼的主要處理係結束。
在上記例子中，雖然是在使用者側具有圖畫資料，但亦可為系統側具有圖畫資料，讓使用者來指定之。
圖17係讀取第1實施形態的二維碼，解析二維碼的二維碼解析裝置的硬體構成之圖示。
二維碼解析裝置係具有：讀取部70、電腦(二維碼解析處理部)74、顯示器75、通訊介面76。讀取部70係具有透鏡71、影像感測器72、類比．數位轉換器(AD)73，將所拍攝到的二維碼的數位影像資料，輸出至電腦74。圖17的二維碼解析裝置係被廣泛使用，近年來就算在行動終端上也能實現和二維碼解析裝置相同的機能。
圖18至圖20係將使用者所拍攝之二維碼進行解析的解碼處理之程序的流程圖。此解碼處理係想定為，在1畫面中拍攝有複數二維碼的情形。解碼處理係由解析主要處理、資訊取出處理所組成。首先，說明解析主 要處理。
步驟S101中，開始解析的主要處理。
步驟S102中，輸入二維碼的攝影影像。
步驟S103中，作成所被輸入之攝影影像的二值影像。二值化的方法，係若所被輸入之攝影影像是RGB影像等之彩色影像，則先將其轉換成灰階影像，將影像內的最大亮度值和最小亮度值的平均當作閾值，若為閾值以上則視為明，若為未滿則視為暗。從彩色影像轉換成灰階，係使用各像素的RGB之值，依照亮度(brightness)=0.299R+0.587G+0.114B之轉換式而進行轉換。彩色影像往灰階影像的轉換方法，還有往二值化影像的轉換方法，已經有各種方法被提出，不限於上記的轉換方法。
步驟S104中，偵測出位置偵測圖案候補。具體而言，以影像的左上點為起點，在X方向上掃描影像，若到達右端，則從數像素下的左端起在X方向上進行掃描。換言之，會跳略過數像素。此係對影像全體重複進行。跳略的像素數係為，(最大跳略量)=(位置偵測圖案的最小格子高度)×(攝影時的每格之像素數)。所謂位置偵測圖案的最小高度，係也考慮碼的旋轉，可能因為位置偵測圖案之旋轉而發生的Y方向之最小格子尺寸，在實施形態中係為左上之第2位置偵測圖案之未旋轉狀態下的4格為最小。攝影時的每一格子的像素數，係若低於每1格1像素，則即使是理想影像也難以判別格子的明暗。若考慮實際的攝影影像中格子的偏移或旋轉，則至少每1 格有3像素以上，較為理想。若為3像素，則上記情況的最大跳略量係為12像素，影像掃描次數係為全像素數的1/12，可大幅削減掃描數。
步驟S105中，檢查位置偵測圖案候補。具體而言，若在掃描中找到從明變暗的交界，則掃描暗部分的周圍。此時，分別求出最小、最大的X座標、Y座標。藉此，可取得暗塊的外接之長方形。將其的左上座標表示成(x1,y1)、右下座標表示成(x2,y2)。若1次掃描完周圍，則以後就可不必掃描。
此外，即使進行周圍探索，仍可充分減少影像掃描次數。周圍探索處理時間最長的最糟案例的一例係為，將1像素的縱條紋每1像素地加以配置的案例，但原本這種案例就不可能會發生，而且就算發生了，周圍長的探索係可抑制成和將全像素掃描1次相同之次數，不會增加掃描次數。這在其他最糟案例中也是同樣如此。
圖1的二維碼的情況下，藉由找出暗明暗明暗為1：1：3：1：1之比率的部分就可偵測出位置偵測圖案，可用1次的掃描，就能找到位置偵測圖案。此處，拍攝到的碼是呈45度傾斜之際的掃描中，會獲得1：1：3：1：1之比率的，只有對角線上的掃描。許多情況下，攝影的方向係為自由，因此所拍攝的碼的方向可為360度任意之旋轉位置。此種情況下，能夠跳略的量係較少，由於實際的旋轉位置不明，因此無法加大跳略量。
圖21係位置偵測圖案候補的形狀檢查的說明 圖。
接著，檢查位置偵測圖案候補的形狀。第1實施形態的二維碼的位置偵測圖案，係均具有框、亦即孔形狀。於是，首先確認是否有孔。進行起點為外接長方形之左側中點(x1,(y1+y2)/2)、終點為(x2,(y1+y2)/2)的x軸方向之掃描。此處，確認符合以下的(1)或(2)之條件。
(1)確認有暗明暗排列之存在。確認從第1個暗的左端(lx1)到第2個暗的右端(rx1)為止之中心的像素係為明。
(2)找出暗明暗明暗之圖案。確認從第1個暗的左端(lx2)到第3個暗的右端(rx2)為止之中心的像素係為暗。
若為(1)則再如圖21的(A)所示，從中心座標((lx1+rx1)/2,(y1+y2)/2)起上下掃描，確認上為明暗明(終點：((lx1+rx1)/2),y1-1))、下為明暗明(終點：((lx1+rx1)/2),y2+1))，上側掃描之暗與明之交界的y座標ty1與下側掃描之暗與明之交界的y座標by1的中點，係與明的中心座標大致一致。
若為(2)亦則再如圖21的(B)所示，從中心座標((lx2+rx2)/2,(y1+y2)/2)起上下掃描，確認上為暗明暗明(終點：((lx2+rx2)/2),y1-1))、下為暗明暗明(終點：((lx2+rx2)/2),y2+1))，上側掃描的第2個暗與明之交界的y座標ty2和下側掃描的第2個暗與明之交界的y座標by2的中點是與明的中心座標大致一致。
藉由以上處理，框內具有暗部的第1位置偵測圖案(正方形框內有正方形)，和只有框的第2至第4位置偵測圖案(正方形框或長方形框：口字型)，就可區別。
不符合(1)或(2)者，就不是位置偵測圖案。
接著，探索各位置偵測圖案候補的頂點。從外接之長方形的左上座標(x1,y1)起在X軸方向上掃描至(x2,y1)為止。最初接觸到的暗點之座標，令作vertex1：(vx1,vy1)。接著從右上座標(x2,y1)起在Y軸方向上掃描至(x2,y2)為止。最初接觸到的暗點之座標，令作vertex2：(vx2,vy2)。從右下座標(x2,y2)起在X軸的相反方向上掃描至(x1,y2)為止。最初接觸到的暗點之座標，令作vertex3：(vx3,vy3)。接著從左下座標(x1,y2)起在Y軸的相反方向上掃描至(x1,y1)為止。最初接觸到的暗點之座標，令作vertex4：(vx4,vy4)。vertex1~4應該為長方形(含正方形)。若非如此，則不是位置偵測圖案。圖21的(B)的說明係省略。
接著看長方形的縱橫比。以((vx1-vx2)×(vx1-vx2)+(vy1-vy2)×(vy1-vy2))1/2求出1邊的長度，以((vx2-vx3)×(vx2-vx3)+(vy2-vy3)×(vy2-vy3))1/2求出另1邊的長度。若邊的比率為(長邊)：(短邊)=1：1且若形狀是(1)則為第2位置偵測圖案，若為(2)則是第1位置偵測圖案，若為(長邊)：(短邊)=1：2且形狀 是(1)則為第3或第4位置偵測圖案。目前為止，可區別3種類的位置偵測圖案。
接著求出面積。此處的面積，係為外側的長方形框的面積，亦包含內側的空間之面積。第1位置偵測圖案的情況，係也包含框之中的正方形。位置偵測圖案的面積，係外側的長方形面積減去包含4角的4個直角三角形之面積，就可求出。面積=(x2-x1)×(y2-y1)-(vx1-vx4)×(vy4-vy1)/2-(vx2-vx1)×(vy2-vy1)/2-(vx2-vx3)×(vy3-vy2)/2-(vx3-vx4)×(vy3-vy4)/2而求出。
接著求出旋轉角度。第1及第2位置偵測圖案，係因為是正方形所以無法偵測出90度以上的傾斜，所以只求到90度為止。角度係以順時針來看。
θ=arctan((vy2-vy1)/(vx2-vx1))
θ係為旋轉角度。
第3及第4位置偵測圖案，係求出0至180度為止。第3位置偵測圖案，係定義求出2點間座標之距離的函數length(x1,y1,x2,y2)=((x2-x1)2+(y2-y1)2)1/2，0~45度為止係為length(vx1,vy1,vx2,vy2)>length(vx4,vy4,vx1,vy1)且(x2-x1)>(y2-y1)，以θ=arctan((vy2-vy1)/(vx2-vx1))而求出。45~90度為止係為length(vx1,vy1,vx2,vy2)>length(vx4,vy4,vx1,vy1)及(x2-x1)<(y2-y1)，以θ=arctan((vy2-vy1)/(vx2-vx1))而求出。90~135度為止係為length(vx1,vy1,vx2,vy2)< length(vx4,vy4,vx1,vy1)及(x2-x1)<(y2-y1)，以θ=arctan((vy2-vy1)/(vx2-vx1))+90度而求出。135~180度為止係為length(vx1,vy1,vx2,vy2)<length(vx4,vy4,vx1,vy1)及(x2-x1)>(y2-y1)，以θ=arctan((vy2-vy1)/(vx2-vx1))+90度而求出。關於第4位置偵測圖案也同樣求出旋轉角度θ。
接著，偵測出位置偵測圖案候補的中心座標。中心座標係為外接長方形的中心((x1+x2)/2(y1+y2)/2)。
以上，位置偵測圖案候補的檢查就結束。
步驟S106中，將已經被區別成3種類的位置偵測圖案，按照每一區別，將位置偵測圖案以面積遞減而排序。
步驟S107中，作成4種位置偵測圖案之組合。首先，選擇出第1位置偵測圖案候補之中面積最大的位置偵測圖案候補。若令第1位置偵測圖案的面積為S，則找出面積為S/4的第2位置偵測圖案候補，且旋轉角度為相同的組合。若有找到，則找出第3及第4位置偵測圖案候補且面積為S/2的候補，然後找出角度為相同之候補、和90度不同之候補的組合。
此處，1畫面中照進複數二維碼的情況下，若考慮位置偵測圖案候補的所有組合，則會變成過於龐大的組合。如本發明藉由使位置偵測圖案全部不同而大幅減少組合，甚至藉由使用事前獲得之形狀、面積、旋轉等的特 徵，就可藉由簡單的比較演算，而更進一步過濾組合。關於這點將於後述。
步驟S107中，判定是否剩下未被探討的4種位置偵測圖案之組合，若有剩下則前進至步驟S108，若無剩下則前進至步驟S112。
步驟S108中，針對組合的位置偵測圖案，視為同一二維碼的位置偵測圖案而進行資訊的取出。關於此處理，將參照圖19及圖20而於後述。
步驟S109中，隨應於資訊取出是否成功的結果，若成功則前進至步驟S110，若失敗則進行將失敗的位置偵測圖案之組合予以排除之處理後，回到步驟S107。
步驟S110中，將成功取出之資訊的訊息，予以保存。
步驟S111中，將資料取出成功的二維圖案中所使用的候補，從位置偵測圖案候補中排除，回到步驟S107。此外，在資料取出成功之二維圖案的範圍中，若有尚未使用的位置偵測圖案候補，則其也被從候補中排除。
藉由重複步驟S107至S111，結束已被照到之二維碼的解析。此處，亦可為，若有未被排除之位置偵測圖案殘留時，則針對3種或2種的組合，嘗試進行步驟S108的資訊取出處理。關於這點將於後述。
步驟S112中，將解析結束的訊息，發送至呼叫源。
步驟S113中，結束解析主要處理。
接著參照圖19及圖20，說明步驟S108的資訊取出處理。
步驟S200中，開始資訊取出處理。
步驟S201中，檢查位置偵測圖案4種組合之關係。檢查係藉由判定是否滿足以下(a)(b)之條件來進行之，若有不滿足之項目，則視為有問題而結束處理。
首先，令前記第1位置偵測圖案的中心座標為pt1，令前記第2位置偵測圖案的中心座標為pt2，令前記第3位置偵測圖案的中心座標為pt3，令前記第4位置偵測圖案的中心座標為pt4，按照pt1、pt3、pt2、pt4、pt1之順序而連結各點。位置偵測的4種組合若正確，則獲得長方形。
(a)所有頂點的角度係為直角。
(b)彼此面對之邊的長度係為1：1。
步驟S202中，判定以上的檢查結果有沒有問題，若有則前進至步驟S203，豎立起表示資訊取出失敗的旗標，若無問題則前進至步驟S204。
步驟S204中，從任一位置偵測圖案，求出每1格的像素數。第2位置偵測圖案之情況下，面積係為4×4=16格的面積，以每1格的像素數=((面積)/16)1/2之式子而求出。
步驟S205中，縱橫分別計測相鄰位置偵測圖案的中心座標之距離，除以步驟S204所求出之值，就可 分別求出二維碼的縱．橫之格子尺寸。令所獲得之中心座標的橫的距離為d像素，令每1格的像素數為p像素每格，則獲得碼的橫格子尺寸=d/p+(4+6)。縱也是同樣的方法。
步驟S205中，根據步驟S205所求出之格子尺寸，暫時決定二維碼的版本。版本係每8格地階段性增大。由於碼的橫格子尺寸=橫版本×8+19而求出，因此將該式子變形而以橫版本=(格子尺寸-19)/8而求出。此處所得之橫版本之值，係為橫暫定版本。若沒有格子尺寸一致的版本，則指定格子尺寸最接近的版本。縱也是同樣的方法。視為暫定的理由是，考慮因為斜向攝影、或印字的紙張之扭曲等，而可能無法獲得正確值，藉由也一併利用版本資訊區塊，就可獲得正確的值。
步驟S206中，藉由從位置偵測圖案起，在相鄰之位置偵測圖案的方向上進行掃描，偵測出構成版本資訊區塊、格式資訊區塊之格子在攝影影像中的座標。
步驟S207中，進行版本資訊區塊的解析(縱橫)。藉此，就判明了縱橫的版本。若解析失敗，則結束處理。如前述，版本資訊區塊及格式資訊區塊，係以1區塊表示20種的值。版本資訊區塊，係縱、橫分別配置2處區塊，從縱、橫各2處的版本資訊區塊所讀取到的值，和根據碼寬度、高度和位置偵測圖案之尺寸而獲得的暫定版本資訊，若這3個值當中有獲得2個以上相同值，則會採用該值。
步驟S208中，進行格式資訊區塊的解析。決定圖畫嵌埋的有無、和每一區塊的資料嵌埋方式。若解析失敗，則結束處理。格式資訊區塊，係位於3處，若有2處以上相同則採用之。
步驟S209中，計算出位置補正圖案的座標，高精度地求出各格子在二維碼影像內的座標。雖然各格子的座標已經可以導出，但藉由位置補正圖案，可以減輕透鏡扭曲之影響。位置補正圖案在影像內的座標已經判明，因此可確認該點是暗。然後，以該點為起點，朝右方向進行掃描，找出暗與明的像素之交界，以和S105同樣的方法掃描周圍，令外接之長方形的左上座標為(x1,y1)、右下座標為(x2,y2)，中心座標係由((x1+x2)/2,(y1+y2)/2))而獲得。
步驟S210中，以格式資訊區塊判定是否有圖畫嵌埋，若判定有圖畫，則前進至步驟S211，若判定無圖畫則前進至步驟S212。
步驟S211中，藉由參照圖畫嵌埋資訊區塊，判明圖畫嵌埋區塊的縱橫各自的偏置寬度與高度、及圖畫區塊的寬度與高度。
步驟S212中，關於實際資料區塊、和錯誤訂正碼區塊，選出最靠近的位置偵測圖案的中心座標、或位置補正圖案的中心座標之任意4點，藉由投影轉換，求出攝影影像內的格子之座標。
步驟S213中，針對實際資料區塊、和錯誤訂 正碼區塊，依照格式資訊區塊的資料種別，偵測出複數個明(1)與暗(0)的資料。
步驟S214中，根據實際資料區塊、錯誤訂正碼區塊的個數，計算出錯誤訂正碼區塊的個數。藉此，就判明了實際資料、錯誤訂正碼。
步驟S215中，使用錯誤訂正碼，針對資料部和錯誤訂正碼，偵測出錯誤的數目和位置。若錯誤為0，前進至步驟S219。若非如此則前進至步驟S216。
步驟S216中，判定是否為可訂正，若可訂正則前進至步驟S218，若不能訂正則前進至步驟S217。
步驟S217中，由於資訊取出失敗因此無法獲得訊息，結束處理。
步驟S218中，藉由錯誤訂正碼而進行實際資料的錯誤訂正。
步驟S219中，所獲得之實際資料，係由標頭(訊息種類(訊息的編碼)、訊息大小)、訊息、末端旗標、填空字所成。標頭和訊息合起來稱為區段。末端旗標係不含訊息，是特殊的區段。區段有時候會有複數。找不到末端旗標之際，視為其後全部都是填空字。從資料復原出訊息。
步驟S220中，結束資訊取出處理。
在投影轉換中，需要4組以上的座標。在上記解析處理中，雖然說明了成功偵測到4個位置偵測圖案的情形的例子，但有可能因為髒污或模糊、晃動等，而導 致只能偵測到3個或2個位置偵測圖案。在本發明中，在此種情況下，由於成功偵測到的3個或2個位置偵測圖案形狀不同，因此根據3個或2個的位置關係就可判明未偵測到之位置偵測圖案的種類，因此可容易預測位置。例如，以第1實施形態的二維碼，成功偵測到3個位置偵測圖案的情況下，由於可根據形狀而識別位於對角的2個位置偵測圖案，因此可以推測，未偵測到的1個，是落在相對於對角2個位置偵測圖案所連成之直線，而與另1個位置偵測圖案呈鏡像對稱之位置。又，甚至，若有2個位置偵測圖案未成功偵測時，可根據形狀來判明2個的位置關係。例如，若是相鄰的2個位置偵測圖案，則可預測為，從2個位置偵測圖案連結成之直線朝垂直方向而和該直線遠離相同長度之位置上，會有剩下的2個位置偵測圖案存在。又，若是對角的2個位置偵測圖案，則可預測為，在2個位置偵測圖案的邊的延長線上之交點，會有剩下的2個位置偵測圖案存在。例如，若找到第3位置偵測圖案和第4位置偵測圖案，則藉由將各自之2個短邊予以延長就可形成4個交點，但該交點係為第1位置偵測圖案的頂點，同樣地將長邊予以延長而形成的4個交點，係為第2位置偵測圖案。若找到第1位置偵測圖案和第2位置偵測圖案，也可用同樣的方法來預測。當然，相較於4個位置偵測圖案的情形，3個的時候精度會降低，2個的時候精度會更降低。無論如何，如上記般地暫時決定4個位置偵測圖案的位置，將其進行投影轉換，取得位置補正圖案的 位置資訊。然後，利用位置補正圖案來補正座標，基於所測出之位置偵測圖案的座標、和位置補正圖案所補正的座標，來最終決定4組位置偵測圖案的座標。
位置偵測圖案的個數係若考慮發生髒污等無法偵測的原因，則個數是越多越理想，但這不但會換來位置偵測圖案表示面積比率增加而導致資料效率降低，還會增加位置偵測圖案的偵測處理量，因此隨著二維碼的使用形態等來適宜決定，較為理想。
接著，針對在1畫面中拍攝有複數二維碼的情況，比較使用本發明的二維碼與圖1的二維碼的情形。例如，1畫面中拍攝到6個圖1的二維碼的情況下，相同位置偵測圖案會拍到18個。如前述，偵測出18個位置偵測圖案，針對其中3個組合之全部，檢查是否為同一二維碼。此情況下，組合係有18C3=816種。若1個二維碼中有4個相同的位置偵測圖案，則畫面的位置偵測圖案的個數係為24個，其組合係為24C4=10624種。如此，組合數龐大而導致處理時間增加。
相對於此，如本發明般地位置偵測圖案為不同的情況下，在3個不同的位置偵測圖案時係為6C1×6C1×6C1=216種，在4個不同的位置偵測圖案時係為6C1×6C1×6C1×6C1=1296種，組合大幅減少。
甚至，在上記解析處理中，雖然將畫面邊做跳略邊掃描而偵測出位置偵測圖案，但只要能夠發現1個位置偵測圖案候補，就可根據其形狀而某種程度地預測其 他位置偵測圖案所存在的方向及距離範圍，藉由將掃描限定在該領域就可改善位置偵測圖案的偵測效率。例如，第1及第2實施形態的二維碼中，可以預測長方形的第3及第4位置偵測圖案的長邊的延長方向上存在有第2位置偵測圖案，垂直於長邊的短邊的延長方向上有第1位置偵測圖案存在。2個位置偵測圖案被偵測到時及3個位置偵測圖案被偵測到時，被預測有剩下的位置偵測圖案存在的領域，就會更加限定。
此外，上述的二維碼係配置有4個不同的位置偵測圖案，但亦可為3個不同的位置偵測圖案、和1個以上的位置補正圖案，即使如此構成，也可抽出高精度的資料。此時的位置偵測圖案之配置，係從4個位置偵測圖案之配置，缺損1個位置偵測圖案而成的配置。
解析之際，係在偵測到3個位置偵測圖案後，將位置偵測圖案缺損部分的位置偵測圖案的座標，根據其他位置偵測圖案的位置關係而加以填補。只不過，若是從斜上進行攝影時，被填補的座標會有發生誤差的疑慮。於是，根據位置偵測圖案3組的座標、和填補的座標1組，總計4組座標，將缺損的位置偵測圖案的最靠近之位置補正圖案的座標，藉由投影轉換而加以取得。
然後，藉由掃描位置補正圖案，以進行位置補正圖案的座標補正。接著，使用3個位置偵測圖案、1個位置補正圖案的總計4組座標，進行資料座標之對映。位置補正圖案係具有減輕座標誤差的效果，可取得高精度 的座標，因此即使根據位置偵測圖案3個、和1個以上的位置補正圖案，仍可抽出高精度的資料。
位置補正圖案已被配置的情況下，由於位置偵測圖案減少1個，因此碼的效率較佳。另一方面，位置偵測圖案的冗長性減少，對抗髒污等的耐性會降低。
又，所被輸入的攝影影像係不限於1張，亦可考慮從複數影像輸入而成1張影像，來進行解析。例如，像是動畫這類在時間上連續的影像，從中生成1張影像來進行解析的情形，或是碼的影像被分割，分成複數張而被輸入的情形等。
甚至，亦可考慮以動畫來連續顯示不同的碼，而將這些碼全部加以辨識，然後才會獲得一筆資料的這種活用形態。此情況下，亦可不是藉由動畫，而是在紙上配置複數個碼。
此種情況下也能適用本發明的二維碼。
又，在上述實施形態中，雖然是設置有表示圖畫領域之有無的格式資訊區塊而成的二維碼，但打從一開始就決定要設置圖畫領域的情況下，就算不設置表示圖畫領域之有無的格式資訊區塊，也不會有問題。
以上雖然說明了本發明的實施形態，但記載之實施形態係用來說明發明，因此當業者可容易理解，在申請專利範圍中可以採取各種的變形例。

Claims (5)

  1. 一種二維碼，係將以二進位碼表示之資料予以格子化，成為二維矩陣狀的圖案所配置，具備用來計算格子之座標而被使用的位置偵測圖案，且可配置任意圖畫的二維碼，其特徵為，任意的圖畫是被配置在，未被配置前記格子及前記位置偵測圖案的圖畫領域中；具備表示前記圖畫領域之位置的圖畫嵌埋資訊；前記圖畫嵌埋資訊係為表示，是否有可配置任意圖畫之圖畫領域及若有前記圖畫領域時的前記圖畫領域之位置的圖畫嵌埋資訊。
  2. 如請求項1所記載之二維碼，其中，前記二維矩陣的前記位置偵測圖案以外的領域，係被分割成複數區塊；前記圖畫嵌埋資訊領域係具備：表示前記圖畫領域之有無的格式資訊區塊、和將前記圖畫領域之位置以區塊單位加以表示的圖畫嵌埋資訊區塊。
  3. 如請求項1或2所記載之二維碼，其中，前記二維矩陣的前記位置偵測圖案以外的領域，係被分割成複數區塊；前記圖畫領域係具有：比前記格子的解析度還高之影像。
  4. 一種二維碼之作成系統，係為如請求項2所記載之二維碼之作成系統，其係具備： 判定手段，係用以判定二維碼中是否配置有圖畫；和圖畫嵌埋資訊附加手段，係用以在有配置圖畫之判定結果的情況下，對前記格式資訊區塊附加有圖畫之資訊，並且對前記圖畫嵌埋資訊區塊附加將前記圖畫領域之位置以區塊單位加以表示之資訊。
  5. 一種解析程式，係控制電腦使其解析如請求項2所記載之二維碼的解析程式，其使電腦執行：判定步驟，係根據所偵測到的位置偵測圖案來偵測出前記格式資訊區塊之位置，判定前記圖畫領域之有無；和偵測步驟，係若有前記圖畫領域，則偵測出前記圖畫嵌埋資訊區塊之位置，然後偵測出前記圖畫領域之區塊位置；和控制步驟，係控制電腦使其從前記圖畫領域之區塊除外的前記二維碼之資料領域中，取出訊息資料。
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