JP2006235672A

JP2006235672A - 意匠改善に冗長コードを用いた表象コード及びそのコード化方法

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Publication number: JP2006235672A
Application number: JP2005044953A
Authority: JP
Inventors: Kiyoyuki Kagii; 清幸鍵井; Yusuke Ishida; 祐介石田
Original assignee: Nagoya Institute of Technology NUC
Current assignee: Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】二次元コードのエラー訂正コードを用いることによってより意匠形状の向上した二次元コードを提供する。
【解決手段】コードとして記憶すべき源泉情報をデータ入力装置３５によりデータ処理装置３１に入力する（ステップ６１）。次に図柄画像を画像入力装置３４から入力する（ステップ６２）。データ処理装置３１は入力された源泉情報を０，１の２値に符号化し（ステップ６３）、特殊な誤り訂正符号を付加し（ステップ６４）、２値化情報を得る。なお、特殊な誤り訂正符号とは既存の誤り訂正符号では誤りを含むが復元可能な誤り訂正符号である。データ処理装置３１のメモリにおいて、データ領域の座標（ｘ，ｙ）に対応したアドレスＡ＝ｗ×ｙ＋ｘ＋Ｆ（但し、ｗはデータ領域の１行当たりのセル数、Ｆはオフセットアドレス）に、順次、その２値化情報が記憶される。これにより、出力画像における各セル毎の明るさの２値化変数ｆ（ｘ，ｙ）を得る。
【選択図】図３

Description

本発明は、意匠改善に冗長コードを用いた表象コード及びそのコード化方法に関する。また、データ処理装置により機械認識可能なコードであり、コードのもつ情報の意味を人間にも認識できる形で表現できる表象コード及びそのコード化方法に関する。

従来、二次元コードによってデータを格納してきた。また、データの破損を軽減させるためにエラー訂正コードのような冗長コードを付加しエラー耐性を強めてきた。ISO/IEC 18004、JIS X 0510、JEIDA-55-1998等によって規格化されている。

二次元コードが報告されている（例えば、特許文献１参照。）。

表象コード及びそのコード化方法が報告されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、「QRコードとは」が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。

なお、発明者は、本発明に関連する技術内容を開示している（例えば、非特許文献２参照。）。
特許公開平０７−２５４０３７特許公開平１１−３５３４３６デンソーウェーブ、"QRコードとは"、[online]、[平成15年1月03日検索]、インターネット<URL:http://www.denso-wave.com/qrcode/aboutqr.html>

通常二次元コードは明暗で表現され、視覚的にはランダム状な点に見える。二次元コードにはエラー訂正コードが含まれている場合があり、一部が破損しても訂正して記録された情報（例えば、文字列や数値、ＩＤなど）を読み取ることができる。また、二次元コードには冗長コードが含まれている場合があり、一部が存在しなくても前記記録された情報を読み取ることができる。二次元コードを広告等に利用した場合デザイナーの意図に合わない意匠を強制せざるを得ない。そこで、二次元コードにエラー訂正コードのような冗長コードが含まれていることを利用し、意匠形状を組み込むことでコードそのものに視覚的な意味を持たすことが可能とする。

なお、ここではエラー訂正コードを冗長コードの一例にしているが、そのほかのコードも冗長コードとして用いることができる。

バーコードや二次元コードは２進データの表現であるため、その意味を人間が読み取ることが非常に困難である。そのため周辺に文字を配置するなどして、それが意味するものを補足する必要があるが、一部のバーコードや大部分の二次元コードのように情報量が多量になると、その方法では文字のための印字スペースが大きく取られることになり自ずと限界がある。

また、バーコードや二次元コードは白黒の単位図形の無機的な並びで表現されるため、意匠について考慮する余地が全くない。そのため特に雑誌、書籍などに印刷する場合に著者・出版者の意図に沿わない図案が盛り込まれることになり、美観を損ねるものとして問題視されている。

また、電子的な書類に署名やサインの画像を付加した上でその一部分を変形させることにより、人間には知覚しづらい形で認証情報としての機械読み取り情報を画像に含める方法が考案されている（特開平１０−１１５０９号）。しかし、この方法は復号の際に元になった画像の参照を必須としていることや誤り訂正の機能を持たないことから、従来の二次元コードのように紙に印刷されたコードとして表現するには可搬性・信頼性が低い。

また、上述した従来の表象コード及びそのコード化方法では、色と濃淡値を用いて一意に表象コードを作成してしまうため、もともと濃淡値は二次元コードによって決定されているために人間に知覚しづらい表象コードになってしまうという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、二次元コードのエラー訂正コードを用いることによってより意匠形状の向上した表象コード及びそのコード化方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、２次元に配置された複数の単位図形からなり、各単位図形に与えた情報の集合によって伝達すべき内容を表わす機械読み取り可能なコードであって、各単位図形の冗長コードを利用することにより、機械読み取り情報と意匠形状を同時に表し且つ前記機械読み取り情報の上に重ねて表現した表象コードにある。

請求項２に記載の発明は、２次元に配置された複数の単位図形からなり、各単位図形に与えた情報の集合によって伝達すべき内容を表す機械読み取り可能なコードのコード化方法であって、各単位図形の冗長コードを利用することにより、機械読み取り情報と意匠形状を同時に表し且つ前記機械読み取り情報の上に重ねて表現するコード化方法にある。

請求項１に記載の発明では、データ領域５１にエラー訂正コードや冗長コードを持たせた二次元コードを構成する単位図形である各セル２１を配置し、エラー耐性や冗長性を持たせ、そのエラー耐性や冗長性の限界に着目し、エラー訂正コードのような冗長コードを用いて機械が情報を読み取るために利用し、同時に人間が意匠形状を認識するために利用することを特徴とする二次元コードを提供する。より具体的には、機械が読み取る情報（従来の二次元コードが持つ情報）（以下、機械読み取り情報という）を表すためにエラー訂正コードを複数レベルに離散的に変化させ、人間が読み取る意匠形状情報を表すためにエラー訂正コードを複数レベルに離散的に変化させる。したがって、機械読み取り情報を表現した二次元コードでありながら、任意の意匠形状が表現できる二次元コードを提供することができる。これにより、紙等の印刷物に二次元コードを印刷した場合でも目障りとなることはなく、機械読み取り情報として大量の情報をカメラやスキャナ等で容易に読み取ることができるとともに、人間にも容易に内容が認識できる二次元コードが得られる。

請求項２に記載の発明では、データ領域５１にエラー訂正コードや冗長コードを持たせた二次元コードを構成する単位図形である各セル２１を配置し、エラー耐性や冗長性を持たせ、そのエラー耐性や冗長性の限界に着目し、エラー訂正コードのような冗長コードを用いて機械が情報を読み取るために利用し、同時に人間が意匠形状を認識するために利用することを特徴とする二次元コードを表現する方法を提供する。より具体的には、機械読み取り情報を表すためにエラー訂正コードを複数レベルに離散的に変化させ、人間が読み取る意匠形状情報を表すためにエラー訂正コードを複数レベルに離散的に変化させる。したがって、この方法によれば、機械読み取り情報を表現した二次元コードに、任意の意匠形状を表現することができる。これにより、二次元コードが、紙等の印刷物に印刷された場合でも目障りとなることなく、機械読み取り情報として大量の情報をカメラやスキャナ等で容易に読み取ることができるとともに、人間にも容易に内容が認識できる効果が得られる。

以下、意匠改善に冗長コードを用いた表象コード及びそのコード化方法にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。

共通の前提として、コード作成者は意図する意匠形状を各セルが白と黒の２種類の階調で表現される図２のような図柄２３の形で用意しておく。また、作成される表象コードのデータ領域５１は複数のセル２１に分割されている。

機械読み取り情報と任意の意匠形状をエラー訂正コードにより表し且つ機械読み取り情報の上に重ねて表現する表象コード及びそのコード化方法を示す。

図３に本発明を実施するための装置を示したブロック図を示す。データ処理装置３１は表象コードを作成、読み取るための装置で一般にはコンピュータなどの計算装置であり、表示装置３２、印刷装置３３、画像入力装置３４、データ入力装置３５及び外部記憶装置３６が接続されており、各装置の管理を行っている。表示装置３２はデータ処理装置３１に接続されており一般にはディスプレイなどである。印刷装置３３はデータ処理装置３１に接続されており一般にはプリンタなどである。画像入力装置３４はデータ処理装置３１に接続されており一般にはスキャナやデジタルカメラなどである。データ入力装置３５はデータ処理装置３１に接続されており一般にはキーボードなどである。外部記憶装置３６はデータ入力装置３５に接続されており一般にはハードディスクなどである。

図６に第１の発明のコード作成の手順を示す。本手順は、データ処理装置３１で行われる。まず、コードとして記憶すべき源泉情報（例えば、文字列や数値、ＩＤなど）をデータ入力装置３５によりデータ処理装置３１に入力する（ステップ６１）。データ処理装置３１は入力された源泉情報を０，１の２値に符号化し（ステップ５２）、誤り訂正符号を付加し（ステップ５３）、２値化情報を得る。２値化情報はデータ領域の各セル上へ配置される（ステップ５４）。すなわち、データ処理装置３１の有するメモリにおいて、図４に示すデータ領域の座標（ｘ，ｙ）に対応したアドレスＡ＝ｗ・ｙ＋ｘ＋Ｆ（但し、ｗはデータ領域の１行当たりのセル数、Ｆはオフセットアドレス）に、順次、その２値化情報が記憶される。これにより、明るさと色合いを重畳させた出力画像における各セル毎の明るさの２値化変数α（ｘ，ｙ）が決定されたことになる。

図６にコード作成の手順を示す。本手順は、データ処理装置３１で行われる。まず、コードとして記憶すべき源泉情報（例えば、文字列や数値、ＩＤなど）をデータ入力装置３５によりデータ処理装置３１に入力する（ステップ６１）。次に図柄画像を画像入力装置３４から入力する（ステップ６２）。なお、前記図柄画像は、画像入力装置３４から入力する代わりに、データ入力装置３５で作成してもよい。データ処理装置３１は入力された源泉情報を０，１の２値に符号化し（ステップ６３）、特殊な誤り訂正符号を付加し（ステップ６４）、２値化情報を得る。なお、特殊な誤り訂正符号とは既存の誤り訂正符号では誤りを含むが復元可能な誤り訂正符号である。２値化情報はデータ領域の各セル上へ配置される（ステップ６５）。すなわち、データ処理装置３１の有するメモリにおいて、図４に示すデータ領域の座標（ｘ，ｙ）に対応したアドレスＡ＝ｗ×ｙ＋ｘ＋Ｆ（但し、ｗはデータ領域の１行当たりのセル数、Ｆはオフセットアドレス）に、順次、その２値化情報が記憶される。これにより、出力画像における各セル毎の明るさの２値化変数ｆ（ｘ，ｙ）が決定されたことになる。

次に、出力を行う（ステップ６６）。上記のｆ（ｘ，ｙ）に基づいて、入力されるコントラスト、出力明度等のデータを用いて、印刷装置３３を駆動するためのデータが生成される。そして、このデータに基づいて、印刷装置３３から出力され、図５に示すように、出力画像が得られる。出力画像が、コンピュータに対する情報となる機械読み取り情報であり、人間に認識される意匠形状となる。なお、前記出力方法は印刷装置３３から出力する代わりに、表示装置３２で出力してもよい。

なお、上述した図柄画像を入力して明るさを２値化する場合には、各セルごとに取得した明るさの値の分布をもとにクラスタ分析などの統計的な手法を用いることができる。

読み取られる表象コードは、画像入力装置３４によってデータ処理装置３１に読み込まれる。データ処理装置３１は読み込まれた表象コードの画像から対象となるデータ領域を切り出す。次にデータ領域の各セルの明るさの値を取得し、明るさを２値化し、復調する。この２値化においても、読み取られた明るさの値に関し、前述したようにクラスタ分析などの手法を用いることができる。さらに、２値化情報の誤り訂正符号により、誤りを検出し、データの誤りを訂正する。以上の結果得られたデータを、必要により、文字列や数値、ＩＤなどの情報に変換し、表示装置３２に表示し、あるいはファイルとして外部記憶装置３６に出力する。

なお、図２の図柄では２つの階調で図案を表現しているが、３以上の階調の図柄に対しても、表象コードの意匠形状を作成することができる。

また、明るさを２値でなく、多値で表現することにより、機械読み取り情報の情報量を増加することができる。

第２の発明は、特殊な誤り訂正符号を用いることなく二次元コードの一部または全部を明るさの値を変更することによって図柄に近づけ、意匠形状を表現する。

図７に第２の発明のコード作成の手順を示す。まず、コードとして記録するべき源泉情報（例えば、文字列や数値、ＩＤなど）をデータ入力装置３５によりデータ処理装置３１に入力する（ステップ７１）。データ処理装置３１は入力された源泉情報を０，１の２値に符号化し（ステップ７２）、誤り訂正符号を付加し、２値化情報を得る（ステップ７３）。２値化情報はデータ領域上の各セル上へ配置される（ステップ７４）。次に図柄画像を画像入力装置３４から入力する（ステップ７５）。なお、前記図柄画像は、画像入力装置３４から入力する代わりに、データ入力装置３５で作成してもよい。二次元コード上での図柄画像の位置を決定し（ステップ７６）、図柄と二次元コードの算術演算を行い（ステップ７７）、結果を二次元コード上に描く（ステップ７８）。このとき得られた二次元コードを読み取り、記録された情報を読み出せなかった場合、再度二次元コード上での図柄画像の位置を決定し（ステップ７６）、図柄と二次元コードの算術演算を行い（ステップ７７）、結果を二次元コード上に描く（ステップ７８）。前記記録された情報を読み出せた場合は出力を行う（ステップ７９）（ステップ７A）。すなわち、図４に示すデータ領域のセル座標（ｘ，ｙ）に対応したアドレスＢ＝ｗ×ｙ＋ｘ＋Fに、順次、その２値化情報が記憶される。これにより、出力画像における各セル毎の明るさの２値化変数ｆ（ｘ，ｙ）が決定されたことになる。

なお、エラー訂正コードのエラー耐性や冗長性を向上させることによって表象コードに埋めこめられる任意の意匠形状を大きくすることができる。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

つぎに、本発明にかかる第１の実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。二次元コードにはQRコード（レベル5、誤り訂正レベルH）を用い、記録するべき源泉情報には数字「0123456789」とし、図柄には図２を用いた。図柄の位置を右下として実施した場合、１度目でエラー訂正コードのような冗長コードを用いて記録された情報は前記記録するべき源泉情報と一致し、復元することができた。作製した出力を図８に示す。

以上のことから、本実施例によれば、二次元コードの意匠を向上するため、本手法を用いることができる。

通常二次元コードは明暗で表現され、視覚的にはランダム状な点に見える。二次元コードにはエラー訂正コードのような冗長コードが含まれており、一部が破損しても訂正してデータを読み取ることができる。二次元コードを広告等に利用した場合デザイナーの意図に合わない意匠を強制せざるを得ない。そこで、二次元コードにエラー訂正コードが含まれていることを利用し、意匠形状を組み込むことでコードそのものに視覚的な意味を持たすことが可能とする。

意匠改善に冗長コードを用いた表象コード及びそのコード化方法にかかる発明の実施の形態を示す概念図である。表象コードに、コードの意味を人間が視認できるように意匠形状を与えるための図柄を示した平面図。本発明を実施するための装置を示したブロック図。意匠改善に冗長コードを用いた表象コード及びそのコード化方法の一例を示す平面図である。意匠改善に冗長コードを用いた表象コード及びそのコード化方法の一例を示す平面図である。表象コードを作成するためのデータ処理装置による処理手順を示したフローチャート。表象コードを作成するためのデータ処理装置による処理手順を示したフローチャート。本発明の実施例を示すための平面図。

符号の説明

１１二次元コード
１２絵または文字
２１セル
２２セル
２３図柄
３１データ処理装置
３２表示装置
３３印刷装置
３４画像入力装置
３５データ入力装置
３６外部記憶装置
４１表象コードの例
５１データ領域

Claims

２次元に配置された複数の単位図形からなり、各単位図形に与えた情報の集合によって伝達すべき内容を表わす機械読み取り可能なコードであって、各単位図形の冗長コードを利用することにより、機械読み取り情報と意匠形状を同時に表し且つ前記機械読み取り情報の上に重ねて表現した表象コード。
２次元に配置された複数の単位図形からなり、各単位図形に与えた情報の集合によって伝達すべき内容を表す機械読み取り可能なコードのコード化方法であって、各単位図形の冗長コードを利用することにより、機械読み取り情報と意匠形状を同時に表し且つ前記機械読み取り情報の上に重ねて表現するコード化方法。