JP2008544336A - カメラ内装式モバイルデバイスのビジュアルコードシステムおよびその応用例 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明はビジュアルコードシステムを開示し、カメラ内蔵式の携帯電話(または無線PDAなどの同様のデバイス)が、1以上の「ビジュアルコード」を含む画像を特定しデコードするのに利用される。コードタグを認識することにより、デバイスは、タグ(コード値)に符号化されたビットパターンまたは整数、対象とするオブジェクトまたは画像要素、およびカメラの視角などの追加的なパラメータを決定する。コード認識は、モバイルデバイス自体で行われる。モバイルデバイスに無線通信チャネルが組み込まれている場合、モバイルデバイスは、検知されたコードおよびパラメータに基づいて、オンラインコンテンツを検索し、インターネット上の情報にアクセスする。次いで、検索されたコンテンツはモバイルデバイス上に表示できる。
【選択図】図2
Description
本出願は、2004年4月19日に出願された暫定出願第60/563,669に基づいて2005年4月13日に出願された米国特許出願第11/105,150の利益を主張すると共に、これらの出願は、その全体が本明細書に組み込まれており、これらの出願に基づく優先権が主張されている。
携帯電話またはPDAが現実世界の対象物用のセンサとして機能するように強化された場合、新規のインタラクションの可能性が広がる。ユーザを取り囲む物理的な世界とバーチャル世界とのギャップは、日常生活のデータを「ピックアップ」する自然な方法を提供することにより埋められる。情報は、物理的な実体と結びつけられ、現実世界のコンテキストに付けられ配置される。携帯電話は、どこでも利用でき、常にユーザの手元にあるデバイスであるため、この目的に貢献するのに優位な位置にある。コードを認識するのに必要とされる短いインタラクション時間は、携帯端末の設定の有用性に不可欠である。
ノキア7650の一体型カメラの場合、手動のテストにより、k=6×10−7が許容可能であることが分かった。比較的新しいノキア6600,7610,および6630の場合、補正の必要はなかった。ノキア7650の場合であっても、コード認識は、補正することなく機能した。
ここで、pnは、現在のピクセルのグレー値を意味しており、sは、移動平均の範囲を示している。gsは、
により初期され、ここで、cはグレー値の取り得る最大値である。次いで、閾値化されたピクセルT(n)の色が、以下の式に基づいて選択される。
tおよびsの推奨値は、t=15で、S=1/8Wであり、ここで、wは画像の幅である。
を有する領域の2次モーメントは、以下の式により決まる。
ここで、
これらのモーメントから、領域と同じ長軸および短軸を有する楕円E={(x,y)|dx2+2exy+fy2≦1}は、以下の設定により決定できる。
長軸および短軸の長さの比率は、領域の「偏心率」を測定するのによく、完全な円形および四角形は、比率が1と同じであるのに対し、線分は比率が0に近い。これは、バーのような形状を有する領域を特定するのに非常に役に立つ。さらに、領域の長軸の方向ベクトルは、以下のように算出できる。
ここで、
射影変換マトリックス)が存在する。射影写像は、4つの対応位置が分かると算出できる。アルゴリズムでは、3つのコーナーストーン107,109,および111と、小さなガイドバー105の中心が相当する。これは、コードの左上の角を原点とするコード座標系を含む。
パラメータa乃至hは、以下のような4つの参照位置(xi,yi)、i∈{0,・・・,3}により算出される。
前述した写像への逆写像は、画像内の目に見えるアイテムを選択する応用例にとっては重要である。ピクセル座標の場合、コードにより生成される座標系内の対応する候補が取得できる。画像座標(x,y)は、以下のようにコード座標(u,v)にマップされる。
ここで、
いくつかの特定の事例を考慮すべきである。
A.回転角および傾斜の決定
画像を中心とするコード座標に加え、認識アルゴリズムは、コードに対するモバイルデバイスの向きを提供する。特に、アルゴリズムは、画像内のコードの回転、(左、右、上、下からの)観察位置、コード面に対する画像面の傾斜の量、およびコードからカメラまでの距離を提供する。認識アルゴリズムが実装する画像面とコード面との間の射影写像(平らなモノグラフィ)は、画像座標内の任意の位置をコード座標の対応する位置にマッピングさせることを可能にし、同様にその逆も可能である。
コード座標系および向きの決定の特徴により、印刷された書類内のアイテムの選択に関連する多くの興味あるアプリケーションシナリオが可能になる。一例は、印刷された通信販売のカタログに記載された記事の選択である。単一のコードは、周知のアイテムのコード座標と同様に十分に長い。これは、コードおよび関連する感度領域の「画像マップ」を生成するコンテンツ作成用ソフトウェアにより実現できる。したがって、通信販売のカタログ中の記事は、スキャンされてモバイルデバイス内に格納され、記事に関する最新の情報を取り出すことができる。注文は、モバイルデバイスにより提供される無線通信チャネルを利用して行うことができる。
ビジュアルコードはまた、フォーム入力を簡素化するために印刷されたフォームに組み合わせることができ、このフォームにより、モバイルデバイスは、入力されたデータを簡単に安価で返信する無線通信チャネルを提供する。このフォームのフィールドは、チェックボックス、罫線、およびフリーハンドによる文字または図形入力用のキャンバスフィールドとすることができる。フォームの周囲のフレームを印として用いることにより、個々のフォーム要素を正確に配置できる。認識アルゴリズムの射影写像により、画像全体と同様に部分的な画像を「補正」できる。
Claims (28)
- ビジュアルコードを復号する方法であって、
デジタルカメラを装備するモバイルデバイスを利用して、ビジュアルコードの画像を取得するステップと、
前記ビジュアルコード画像をグレースケール化するステップと、
前記ビジュアルコード画像を閾値化するステップと、
前記ビジュアルコード画像内の関心のある領域を特定するステップと、
前記ビジュアルコード内の異なる領域の向きおよび形状を算出するステップと、
前記ビジュアルコード画像内の前記ビジュアルコードの位置を特定するステップと、
前記ビジュアルコード画像内の位置が特定された前記ビジュアルコードを評価するステップとを備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載のビジュアルコードを復号する方法がさらに、
前記ビジュアルコード画像をグレースケール化する前に、前記画像のレンズによる放射状の歪みを修正するステップを備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコードを評価するステップが、
画像座標系からビジュアルコード座標系への前記ビジュアルコードの射影写像を演算するステップと、
前記ビジュアルコード座標系から前記画像座標系への前記ビジュアルコードの射影写像を演算するステップと、
前記ビジュアルコード画像内の位置が特定された前記ビジュアルコードの回転角を演算するステップと、
前記ビジュアルコードの水平および垂直傾斜値を演算するステップと、
前記モバイルデバイスからの前記ビジュアルコードの距離を演算するステップと、
前記ビジュアルコード内の符号化されたビットをリードするステップとを含むことを特徴とする方法。 - 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法がさらに、
前記ビジュアルコードのエラー検出を実行するステップを備えることを特徴とする方法。 - 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコードが、3つのコーナストーンと、小さなガイドバーと、大きなガイドバーとで構成されることを特徴とする方法。
- 請求項5に記載のビジュアルコードを復号する方法において、個々のビジュアルコードは、前記コーナストーン、前記小さなガイドバー、および前記大きなガイドバーにより位置が特定されることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコードは、3つのコーナーストーンと、小さなガイドバーと、大きなガイドバーとで構成されており、前記小さなガイドバーおよび前記大きなガイドバーの向きは、前記ビジュアルコードの回転角を演算するステップと、前記ビジュアルコードの距離を演算するステップと、前記ビジュアルコードの傾斜を演算するステップとで利用されることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコード画像をグレースケール化するステップは、赤および緑のピクセルの値を平均して、各グレースケールピクセルの値を算出することにより実行されることを特徴とする方法。
- 請求項8に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記グレースケール化されたビジュアルコード画像は、加重移動平均アルゴリズムを用いて白黒画像に変換されることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記小さなガイドバーおよび前記大きなガイドバーは、所定の範囲の軸の比率を有する前記ビジュアルコード画像の位置を特定する領域であることを特徴とする方法。
- 請求項5に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記3つのコーナーストーンおよび前記大きなガイドバーは、(0,0)、(10,0)、および(0,10)の位置にあり、前記大きなガイドバーの中心は、前記ビジュアルコード座標系の(8,10)の位置にあることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記回転角と、水平傾斜値と、垂直傾斜値と、前記ビジュアルコードの距離とで構成されるグループのうちの少なくとも一つが、前記ビジュアルコードが配置されるメニューからオプションを選択するのに利用されることを特徴とする方法。
- 請求項5に記載のビジュアルコードを復号する方法において、複数のビジュアルコードがグリット上に整列されて、複数のビジュアルコードに含まれる、より多くのデータを蓄積し、前記ビジュアルコードを評価するステップがさらに、前記コードのグリッドを特定するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記復号はリアルタイムで行われ、前記復号の結果は、前記モバイルデバイスのディスプレイで見ることができることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記モバイルデバイスに対する前記ビジュアルコードの向きは、データベースからエントリを選択するパラメータとして利用されることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコードの復号値は、前記データベースからエントリを選択する追加的なパラメータとして利用されることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記データベースは、異なるURL(uniform resource locators)を少なくとも一つの向きの値と関連付けることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコードと前記モバイルデバイスとの距離が、データベースからエントリを選択するパラメータとして利用されることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記モバイルデバイスに対する前記ビジュアルコードの傾斜角は、データベースからエントリを選択するパラメータとして利用されることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記データベースは、向きの角度をフォームのエントリと関連付け、これにより、前記モバイルデバイスのユーザが、前記モバイルデバイスの向きを前記ビジュアルコードに変更することにより、フォームからエントリを選択できるようにすることを特徴とする方法。
- 請求項15に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記データベースは、映画の粗筋、ビデオクリップ、オーディオファイル、および映画評論記事で構成されるグループの少なくとも一つに前記向きの角度を関連付けることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコードは、赤外線インクを用いて印刷されるとともに、前記デジタルカメラは、前記赤外線のビジュアルコードを取得可能な赤外線カメラであることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載のビジュアルコードを復号する方法において、カメラ画像内の目に見える1以上のコードのコード座標系で表示される対象位置は、データベースからエントリを選択するパラメータとして利用されることを特徴とする方法。
- 請求項23に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記ビジュアルコードの復号値は、前記データベースからエントリを選択する追加的なパラメータとして利用されることを特徴とする方法。
- 請求項14に記載のビジュアルコードを復号する方法において、図形のオーバーレイがカメラ画像を覆い、前記オーバーレイは、前記モバイルデバイスが移動して、前記ビジュアルコードの向きが変わるのに伴い、常にカメラ画像内の対象物と幾何学的に整列されることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記デジタルカメラを前記ビジュアルコードに向けることは、前記モバイルデバイスのスクリーンに表示される十字線により容易になることを特徴とする方法。
- 請求項26に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記モバイルデバイスのスクリーンはタッチスクリーンであり、前記十字線の位置は、対象位置を特定するスタイラスを利用することにより特定されることを特徴とする方法。
- 請求項4に記載のビジュアルコードを復号する方法において、前記エラー検出は、リードソロモンエラー検出を用いて実行されることを特徴とする方法。
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