JP2020502612A - 機械読取物品用の階層的光学要素の組 - Google Patents

Abstract

いくつかの実施例では、物品は、基材を含み、基材は、物理的表面を含み、親光学要素の組と子光学要素の組の階層が物理的表面に組み込まれ、親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、第１の符号化された値と第２の符号化された値は異なり、第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い距離から復号可能ではなく、第１の符号化された値は、閾値距離よりも長い距離から復号可能である。

Description

本開示は、物品の物理的表面上に情報を符号化すること、並びにそのような情報を符号化及び復号するためのシステムに関する。

バーコードは、一般的に、データ又は情報の光学的機械可読表現である。一部のバーコードは、平行な線の幅及び間隔を体系的に変化させることによってデータを表していた。これらの種類のバーコードは、一般に、線形又は１次元（１Ｄ）バーコードと呼ばれる。バーコードに符号化されたデータ又は情報は、バーコードが付されている対象に関連することもある。

後に、２次元（２Ｄ）バーコードが開発された。これらのバーコードは、データを符号化するために２次元の幾何学的パターンを用いていた。一般的な種類の２Ｄバーコードは、クイックレスポンス（ＱＲ）コードであり、これは正方形の形状のマトリックス型コードである。ＱＲコードは、多くの場合、コードの境界と向きを画定する、角にある３つの特有な正方形と、大きさ、向き、及び視野角について画像を正規化するために用いられる第４の角の近くにあるより小さい正方形を含む。

情報は、８ビットコードワード又はブロックを用いてＱＲコードに符号化され、各ビットは、白又は黒の正方形のいずれかによって表される。ビットは、基本的なマトリックス又は格子パターンに配置され、各ビットは同じ大きさの正方形である。マトリックスが作成されるとき、コードワードは、右下の角からコード内で右から左へとジグザグに上下してコードの他の要素の周りを移動して行く２画素幅のストリップをたどる。ＱＲコードでは、符号化された情報は、典型的には、復号する装置が符号化された情報を確実に回復することを可能にするように、標準化されたレイアウト配列体系に従う。ＱＲコードに符号化できる文字の数は、各ビットの大きさ、ＱＲコード自体の大きさ、文字の字母の大きさ、及び使用される誤り訂正のレベルに依存する。一般的に、誤り訂正のレベルが高いほど、保存容量は小さくなる。バーコードに関連する既存の技術の点からみて、バーコード及びそのようなバーコードを含む標識又は他の物品には、様々な欠点が存在する。

本開示の物品、技術及びシステムは、光学要素の組の階層内に符号化された１つ以上の値を含む機械可読コードを対象とし、機械可読コードは、物品上に組み込まれ、コードの画像を受け取る計算装置によって復号可能である。光学要素の組の階層は、Ｎレベルの親−レベル及び子−レベルの光学要素の組に構造化されることができ、子光学要素の組の光学要素は、親光学要素の組の光学要素よりも小さい。いくつかの例では、親光学要素の符号化された値及び子光学要素の符号化された値は、それぞれの符号化された値は異なるが、子及び親光学要素内の同じ光学要素位置に基づくことができる。同じ子光学要素の画像の解像度は、物品と画像取り込み装置との間の異なる距離に基づいて異なる階調度値を提供することができるので、異なる階調度値は、異なる符号化された値に関連づけられることができる。親光学要素は（その大きさに起因して）、子光学要素に比べて物品と画像取り込み装置との間のより長い距離から復号可能であることができるので、一つの同じ光学要素を用いて、光学要素の階層の異なるレベルにおいて異なる情報を表すことができる。このようにして、機械可読コードの階層構造は、物品の有限の表面スペースの中により多くの情報が符号化されることを可能にすることができる。したがって、画像取り込み装置と物品との間の距離が減少するにつれて、階層構造内の異なる光学要素の組からの異なる情報が、機械可読コードから復号されることができる。

いくつかの実施例では、物品は、物理的表面を有する基材と、上記物理的表面に組み込まれた親光学要素の組と子光学要素の組の階層であって、上記親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、上記子光学要素の組は、それぞれが上記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含む、親光学要素の組と子光学要素の組の階層を含み、上記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、上記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、上記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記第１の符号化された値と上記第２の符号化された値は異なり、上記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い距離から復号可能ではなく、上記第１の符号化された値は、上記閾値距離よりも長い上記距離から復号可能である。

いくつかの実施例では、物品は、物理的表面を含む基材と、上記物理的表面に組み込まれた親光学要素の組と子光学要素の組の階層であって、上記親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、上記子光学要素の組は、それぞれが上記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含む、親光学要素の組と子光学要素の組の階層を含み、上記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、上記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、上記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記第１の符号化された値と上記第２の符号化された値は異なり、上記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い距離から復号可能ではなく、上記第１の符号化された値は、上記閾値距離よりも長い上記距離から復号可能である。

いくつかの実施例では、方法は、物理的表面を含む基材を有する物品の画像を、計算装置によって受け取ることであって、親光学要素の組と子光学要素の組の階層が、上記物理的表面に組み込まれ、上記親光学要素の組は、第１の複数のそれぞれ第１の大きさの光学要素を含み、上記子光学要素の組は、それぞれが上記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含み、上記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、上記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、上記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記第１の符号化された値と上記第２の符号化された値は異なり、上記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い第１の距離から復号可能ではなく、上記第１の符号化された値は、上記閾値距離よりも長い上記第１の距離から復号可能である、ことと、上記閾値距離よりも長い上記第１の距離において取り込まれた上記画像を用いて、上記第２の符号化された値を復号することなく上記第１の符号化された値を復号することと、上記第１の符号化された値に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの動作を実行することを含む。

いくつかの実施例では、システムは、画像取り込み装置と、上記画像取り込み装置に通信可能に結合された計算装置と、を備え、上記計算装置は、１つ以上のコンピュータプロセッサと、命令を含むメモリと、を備え、命令は、上記１つ以上のコンピュータプロセッサによって実行されたときに上記１つ以上のコンピュータプロセッサに、物理的表面を含む基材を有する物品の画像を受け取らせ、ここで、親光学要素の組と子光学要素の組の階層が、上記物理的表面に組み込まれ、上記親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、上記子光学要素の組は、それぞれが上記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含み、上記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、上記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、上記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、上記第１の符号化された値と上記第２の符号化された値は異なり、上記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い第１の距離から復号可能ではなく、上記第１の符号化された値は、上記閾値距離よりも長い上記第１の距離から復号可能であり、上記命令は上記１つ以上のコンピュータプロセッサに、上記閾値距離よりも長い上記第１の距離において取り込まれた上記画像を用いて、上記第２の符号化された値を復号することなく上記第１の符号化された値を復号させ、上記第１の符号化された値に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの動作を実行させる。

１つ以上の実施例の詳細が、添付の図面及び以下の説明において明らかにされる。本開示の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面から及び特許請求の範囲から明らかであろう。

例示的なコンテンツ及びコンテキスト光学要素を有する機械可読光学コードである。

標識上の機械可読光学コードの例示的な図である。

赤外線スペクトルで見られる標識上の機械可読光学コードの例示的な図である。

本開示に整合する例示的な標識構成である。

入れ子状のコンテンツ光学要素を有する例示的な機械可読光学コードである。

入れ子状のコンテンツ光学要素を有する機械可読光学コードのセクションを示す。

多次元機械可読光学コードを読み取るシステムの一例である。

多次元機械可読光学コードを読み取るシステムにおいて使用する計算装置の一例である。

本開示の１つ以上の技術に従う、計算装置によって実行される動作の例を含むフロー図を表す。

本開示の技術に従う、再帰性反射物品並びに例示的なヨー、ピッチ、及びロール軸を表す。

本開示の技術に従う、光学コードの例示的な構成を表す。

本開示の技術に従う単一解像度の光学コードを表す。

本開示の技術に従う複数解像度の光学コードを表す。

本開示の技術に従う異なるクロッキングパターンを表す。 本開示の技術に従う異なるクロッキングパターンを表す。

本開示の１つ以上の技術に従う、光学コードに含まれ得る循環するビット又は反復ビットを表す。

本開示の技術に従う、リファレンス復号アルゴリズムを表す。

本開示の技術に従う、物品上に組み込まれた光学コードのモジュールクリアランスを表す。 本開示の技術に従う、物品上に組み込まれた光学コードのモジュールクリアランスを表す。

本開示の技術に従う、固定パターン情報を有する光学コードを表す。

図１は、例示的なコンテンツ光学要素及びコンテキスト光学要素を有する機械可読光学コード１００（又は「コード１００」）を表す。本開示のいくつかの実施例では、機械可読コード１００は、人間にとって読み取り可能でない、及び／又は意味をもつ情報を含まないことがある、バイナリ又はｎ進数の情報を表す光学要素を含む。例えば、ｎ進数の情報は、基数ｎの文字又は数の体系を用いて表されることができる。図１では、コード１００は、行と列を含む構造に配置された正方形又は光学要素からなる多次元データマトリックスである。いくつかの実施例では、用語「光学要素」及び「モジュール」は、互いに置き換えて用いられることができる。本開示の機械可読光学コードはＱＲコードではなく、本開示から明らかになるようにＱＲコードを上回る１つ以上の利点を提供することができる。本開示の物品、システム及び技術は交通標識に関して記載されているが、他の物品は、ナンバープレート、衣類、又はデカールを含むことができる。

図１に示されたように、コード１００は、いくつかの光学要素が、データのビットを表し、白か黒の何れかであり、白及び黒の色がそれぞれ「０」及び「１」に対応して、コード内の機械可読情報を符号化するバイナリコードを表すことができる。前述の実施例におけるバイナリなどの任意の可能な符号化体系が用いられることができる。より一般的には、光学要素は、その視覚的外観（例えば、階調度値）に基づいて、符号化された値の組のうちの符号化された値を表すことができる。ここで、符号化された値の組の大きさは、特定の光学要素に割り当てられることができる多数の異なる可能な階調度値に対応する。アルファベット文字、数字文字又は任意の他の記号などの、符号化された値の任意の数の異なる組が、用いられることができる。図１に示されたように、符号化された値は、それぞれの光学要素の視覚的区別性可能性に基づいて区別可能である。図示の目的のために、図１に示された正方形は、コード１００において異なる符号化された値をｎ進数の符号化された値として表すｎ階調のシェーディングを含む。

いくつかの実施例では、符号化された値の組は、Ｎ個の符号化された値を含む。光学要素の組は、Ｍ個の光学要素を含むことができ、ここで、光学要素の組は、光学要素の組のそれぞれの光学要素に割り当てられたぞれぞれの視覚的階調度値に少なくとも部分的に基づいて、符号化された値のＮ^Ｍの組み合わせの組の符号化された値の組み合わせを表す。いくつかの実施例では、それぞれの階調度値は、それぞれ、Ｍ個の視覚的に区別可能な階調度値の組に含まれる。図１の光学要素は正方形として示されているが、本開示に整合する光学要素は任意の形状であってよい。

いくつかの実施例では、コード１００は、３種類の光学要素、すなわち、ファインダ光学要素、コンテキスト光学要素及びコンテンツ光学要素を含むことができる。図１のファインダ光学要素は、行Ｄ及び列４の光学要素（合計１３個の光学要素）である。具体的には、光学要素Ａ４、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ７及びＧ４は「０」であり、ファインダ光学要素の残りは「１」である。ファインダ光学要素は、マシンビジョンシステムが画像内の２Ｄバーコードを認識することを可能にするか、又はコード１００の外縁を含む、画像内の光学コードの場所を突き止めることを可能にすることができる。

ファインダコード又は光学要素は、光学コードが空間的に開始する及び終了する場所を決定するために、画像に現れる様々な線及び他の視覚的特徴を通して、機械又はマシンビジョンシステムが区分けすることを可能にする。ファインダコード又は光学要素は、典型的には、所定の位置に固定され、十分に視覚的に区別可能であるか又は通常は全く発生しないように複雑である。ファインダコード又は光学要素をこのように設計することにより、マシンビジョンは復号すべき２Ｄコードを識別したことをかなり確実視することができる。より複雑なファインダコードは、マシンビジョンシステムが２Ｄコードを見つけて復号する可能性を増大させる。より視覚的に複雑なファインダコードは、コードを実装するために必要とされるファインダ光学要素の数の増加を必要とすることもあり、結果的により小さい光学要素大きさ（これは光学要素のオクルージョン及び誤読の可能性を増大させることができる）となり、データ又は情報を符号化するために用いる残りの光学要素がより少なくなり得る。

いくつかの構成では、ファインダ光学要素は、マシンビジョンシステムが２Ｄバーコードの向きを決定することを可能にする。しかし、他の用途では、２Ｄバーコードの向きは、２Ｄバーコードの画像を処理する計算装置によって推測されることができる（２Ｄバーコードが標識又は静止した物体上にあるときなど）。これらの用途では、向きの情報が計算装置によって符号化される必要がないので、必要とされるファインダ光学要素（及び情報のビット）がより少ない。コード１００に示されたようなファインダ光学要素は、ラスタスキャンを通して迅速に識別されることができる。一例では、本開示に整合する光学コードは、３６よりも少ないファインダ光学要素を含む。別の例では、本開示に整合する光学コードは、例えば、２５、２３、２１、１９、１７、１５、又は１３よりも少ないファインダ光学要素を含む。

以下の表は、本開示に整合する様々な大きさの光学コードに符号化されることができる、ファインダ光学要素、コンテキスト光学要素、コンテンツ光学要素、全光学要素及びデータのビットの数を示す。これらはコード大きさの例であるが、本開示に整合する様々な大きさの他のコードが生成されて、以下の光学要素情報を外挿することができる。以下の表では、ファインダ光学要素の数は、ファインダ光学要素用の中心交差パターンに基づいている。使用されるパターンに応じて、より多い又はより少ないファインダ光学要素があってもよい。加えて、一覧にされたコンテンツ光学要素の数は、コンテンツ光学要素が標準の光学要素又はコンテキスト光学要素の面積の２５％であると仮定する。コードは、所望の用途の必要性に応じて、より多くの又はより少ないコンテキスト光学要素又はコンテンツ光学要素を用いて設計されることができる。符号化されたデータのビットの数は、コンテンツ光学要素とコンテキスト光学要素との間の変動性を補償し、各標準ビット大きさが１ビットのデータを符号化する（ファインダ光学要素を除く）と仮定する。

ファインダ光学要素は、光学コード１００内に様々な方法で配置されることができる。ファインダ光学要素は、コード１００内の中央交差十字パターンに配置されているが、ファインダ光学要素の他の配置又は構成は、３つの白色光学要素をそれぞれの角に配置することを含む。追加の変形例は、隣接する角の光学要素間で１つ以上の縁に沿ってクロッキング画素（白、黒）を交互に配置することを含む。本開示に整合するコードにおけるファインダ光学要素のための他の場所は、本開示を読めば当業者には明らかであろう。

コンテキスト光学要素は、一般に、コード１００が載る、物品若しくは物体に関連する機械可読データ若しくは情報、又は物品若しくは物体の場所若しくは環境を符号化する、ビット又は光学要素である。一例では、コンテキスト光学要素は、ファインダ光学要素と同じ大きさであり、第１の距離、すなわち、ファインダ光学要素が検出可能である距離と同じ距離から、マシンビジョンシステムによって検出可能である。そのような距離は、２Ｄコードの大きさ、２Ｄコード内の光学要素の数、各光学要素の大きさ及び２Ｄコードを検出するマシンビジョンシステムの解像度に依存する。コンテキスト光学要素に符号化されたデータの例は、物品又は物体の場所、物品又は物体に関連する製造情報、コードが載る交通標識の分類、特定の領域、時間、日付又は気象条件に適用可能な法律又は他の運転制限、標識が適用される車線を含む。他の種類の情報は、本開示を読めば当業者には明らかであろう。図１では、光学要素Ａ２、Ａ３、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ５、Ｅ６、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ６、Ｇ５及びＧ６は、全てコンテキスト光学要素である。これらの光学要素のうち、図示のみを目的として、光学要素Ａ２、Ｂ２、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｃ２、Ｅ６、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ６、及びＧ６は「１」に対応し、コンテキスト光学要素の残りは「０」に対応する。なぜならば、１に対する階調度の色又はシェーディングの間のマッピングは、光学要素Ａ２、Ｂ２、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｃ２、Ｅ６、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ６、及びＧ６に対する階調度の色又はシェーディングに対応するからである。

様々な符号化技術が、情報をコード１００の中に符号化するために使用されることができる。１つのそのような例示的な技術は、当業者によって理解されるように、及び参照により本明細書に組み込まれる、ｈｔｔｐ：／／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ．ｂｂｃ．ｃｏ．ｕｋ／ｒｄ／ｐｕｂｓ／ｗｈｐ／ｗｈｐ−ｐｄｆ−ｆｉｌｅｓ／ＷＨＰ０３１．ｐｄｆにおいて入手可能である、２００２年７月の、Ｃ．Ｋ．Ｐ．Ｃｌａｒｋｅによる、Ｒ＆Ｄ Ｗｈｉｔｅ Ｐａｐｅｒ ＷＨＰ０３１、「リードソロモン誤り訂正」に記載されているように、リードソロモン符号である。本開示と整合して用いられることができる他の種類の誤り訂正符号は、ゴレイ符号、低密度パリティ検査符号及びターボ符号を含む。他の種類のコードは、当業者に明らかであろう。コード１００では、ベース３拡張リードソロモン符号を用いて、コンテキスト光学要素は、２４個の全コンテキスト光学要素に１２ビットの情報を埋め込むことができる。光学要素は２つまでオクルージョンされ又は失われてもよく、コンテキスト光学要素に符号化されたデータは依然として回復可能である。本明細書に記載されたコード１００用の符号化を用いて、コンテキスト光学要素が標識の種類を表す場合、４０９６個までの独特の標識が区分されることができる。

コード１００はまた、３６個のコンテンツ光学要素を含み、４つずつが、より大きい光学要素Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｅ７、Ｆ７、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、及びＧ７内にある。コンテンツ光学要素は、第２の距離からマシンビジョンシステムによって検出可能であり（しかし、第１の距離においてはマシンビジョンシステムによって検出可能ではない）、第２の距離は第１の距離よりも短い。コンテンツ光学要素は、一般的に、コード１００が載る、物品若しくは物体に関連する機械可読データ若しくは情報、又は物品若しくは物体の場所及び環境を符号化する、ビット又は光学要素である。コンテンツ光学要素は、コンテキスト光学要素に符号化された情報を拡張するために用いられることができる。例えば、コンテキスト光学要素が物品は速度制限標識であることを示す場合、コンテンツ光学要素は、速度制限がその標識が位置する区間内で時速５５マイルであることを示すために用いられてもよい。このようにして、コンテンツ情報は、コンテキスト情報を記述することができる。コンテンツ光学要素がマシンビジョンシステムによって読み取られることができる距離は、コード１００の大きさ、コード１００内の光学要素の数、各光学要素の大きさ及びマシンビジョンシステムの解像度に依存する。

Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｅ７、Ｆ７、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、及びＧ７におけるコンテンツ光学要素は、速度制限、指示情報、ＧＰＳ座標又は資産番号などの、標識に固有の情報を含む、様々な種類の情報を符号化することができる。コンテンツ光学要素はまた、コンテキスト光学要素に対して更なる誤り訂正として動作するように使用されることができる。

データは、様々な方法で又は様々なアルゴリズムを用いて、コンテンツ光学要素に符号化されることができる。１つのそのようなアルゴリズムは、１２ビットのデータがコンテンツ光学要素に符号化されることを可能にする、ベース６リードソロモン符号である。コンテンツコードは一般的にコンテキストコードよりも小さいので、コンテンツ光学要素がマシンビジョンシステムの視界から誤読される又はオクルージョンされる可能性が増大する。ベース６リードソロモン符号化体系を用いることで、コンテキスト光学要素について、ベース３リードソロモン符号と比較して追加の冗長度又は誤り検査を提供することができる。１２個までの隣接するコンテンツ光学要素が、この特定の構成ではオクルージョンされることができ、コンテンツ光学要素からのデータは正確に読み取られることができる。

光学要素Ａ５、Ａ６及びＡ７は、設置時にカスタムデータを標識に追加するために用いられることができる。一例では、それらは全て白に見えてもよく、標識が適用される車線などの情報は、設置者によって所望の光学要素の上に赤外線遮光材料を加えることにより示されることができる。

コード１００は、ファインダ光学要素の大きさによって決定され、７×７行列として示されているが、他のコードが本開示の範囲内にある。例えば、コードは、８×８、９×９、１０×１０、１１×１１、１２×１２、１３×１３、Ｎ×Ｎ、又はＮ×Ｍであってもよい。いくつかの構成では、本開示に整合するコードは、正方行列でなくてもよい。光学コードは、円形、三角形、多角形、矩形又は任意の所望の不規則な形状であってもよい。そのような光学コードの大きさは、単一の光学要素の標準の大きさを決定するファインダ光学要素の大きさを用いて、標準の光学要素の総数を計算することによって決定されることができる。

図２Ａは、本開示に従う、機械可読光学コードを含むことができる標識２０の例示的な図である。標識２０は、米国中の多くの道路に配置された交通標識の一例である。本開示に整合する光学コードは、一例として、任意の標識に、又は任意の他の物品に、応用されることができる。図２Ａなどの、一例では、光学コードは、赤外スペクトルにおいてのみ可視であるように作成されてもよく、それによって、光学コードは、視覚的な光ではドライバ又は人間の目によっては見られないが、ＩＲ光でマシンビジョンシステムによって読み取られることができる。本開示に整合する光学コードを実装するための他の方法は、全体を通して論じられており、本開示を読めば当業者には明らかであろう。

図２Ｂは、赤外線スペクトルにおいて見られる、標識（例えば、図２Ａの標識２０）上の機械可読光学コード２２の例示的な図である。光学コード２２は、光学コード２２がどこで開始し終了するかを検出する際にマシンビジョンシステムを支援する移行縁２３を有する。移行縁は、本明細書で論じられる再帰性反射表面又は標識上に様々な方法で作成されることができる。標識２０の部分２４は、光学コード２２が標識２０とは異なる形状であるので、光学コード２２を取り囲んでいる。光学コード２２は、大きさの計算のための最初（又はコンテキスト光学要素）の大きさを用いて、７×７マトリックスの大きさを有する。光学コード２２は、ファインダ、コンテンツ、クロッキング、タイミング及びコンテキスト光学要素を含む、「１」（２５）及び「０」（２６）の両方を表す光学要素を含む。

図３は、本開示に従う、例示的な標識構成３００である。本開示に整合する光学コードは、移動するものか静止したものかを問わず任意の物品に適用することができるが、図４は、光学コードが、その上に組み込まれた再帰性反射シートを有する標識に適用される実施形態を表す。図３は、本明細書に記載されたような複数の層、再帰性反射シート及び光学コードを有する標識の断面を示す。層４１０は、基材である。典型的には、基材４１０は、金属などの、剛体の又は非可撓性の及び耐久性のある材料である。１つのそのような好適な金属は、アルミニウムである。他の実施形態では、基材４１０は、任意の剛体の、半剛体の、若しくは可撓性のある表面であってもよく、又はそれを含んでいてもよい。

再帰性反射シート３２０は、本開示に記載されたような再帰性反射シートであってもよい。接着剤の層（図示されていない）が、再帰性反射シート３２０と基材３１０との間に設けられて、再帰性反射シート３２０を基材３１０に接着してもよい。本開示に整合して用いられることができる再帰性反射シートの一例は、ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌの３Ｍ社から入手可能な、３Ｍ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｇｒａｄｅ（商標）ＤＧ^３反射シートシリーズ４０００である。

層３３０は、典型的には層３２０上に印刷される、メッセージ又は画像を含む。層３３０は、図２Ａに示された一時停止標識などの、交通標識画像であってもよい。層３３０は、可視光スペクトルにおける任意のメッセージ若しくは画像、又は層３４０内の光学コード以外の波長において可視であるメッセージ若しくは画像を含んでもよい。単一の標識、ライセンスプレート又は他の基材における異なる波長において可視である情報又は画像を含む例は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる米国特許第８，８６５，２９３号に、より詳細に記載されている。

層３４０は、図２Ｂに示された光学コードなどの、本開示に整合する光学コードを含む。層３４０における光学コードは、様々な方法で形成することができる。例えば、光学コード３４０が、可視スペクトルにおいて可視であるように設計されている場合、それは、明るい（又は白）基材上に暗い色（黒など）で印刷されることができる。層３４０における光学コードがＩＲスペクトルで可視であるように設計される場合（典型的には７００〜１０００ｎｍの範囲であるが、いくつかの例では８５０ｎｍ又は９００ｎｍなどの波長が使用されることもある）、層４４０における光学コードは、様々な方法で作成することができる。具体的には、層３４０の下の再帰性反射層３２０を用いると、赤外スペクトルにおいて再帰性反射を吸収する、散乱する、又はその他の形で阻害する材料又は物質で覆われていない層３２０の部分はいずれも、白く、又は明るく見えることになる。したがって、赤外スペクトルにおける再帰性反射を吸収する、散乱する、又はその他の形で消す材料を利用することは、層３４０における黒の光学要素及び光学コードの周囲の境界を形成するために用いることができる。

使用することができる材料の例は、ＩＲ吸収黒インクを用いて黒い又は暗いことが望ましい標識の部分を印刷することを含む。他の例では、ＩＲ吸収多層光学フィルム（ＭＯＦ）は、白であることが望ましい標識の何れかの部分が除去され、フィルムが層３３０上に重ねられるように、選択的に切断されることができる。赤外線スペクトルで見られたとき、フィルムは、白になることが意図されている光学コードの領域における再帰性反射のみを可能にすることになる。赤外線（ＩＲ）スペクトルが本明細書で論じられているが、近赤外スペクトル（約９５０ｎｍの波長を有する光）などの、他のスペクトルが使用されることもできる。層３４０における光学コードが９５０ｎｍ光吸収フィルムに作成されるとき、９５０ｎｍの光が光学コードを照らすとき、黒に印刷された部分は、光を吸収し、マシンビジョンシステムには黒に見え、印刷されていない部分は、明るく又は白に見える。

標識３００は、それが層３４０の上に形成され又は接着されるオーバーラミネート３５０を任意選択的に含んでもよい。オーバーラミネート３５０は、限定されずに、多層光学フィルムなどの、視覚的に透明な赤外線透過材料で構成されてもよい。

標識３００の構成における再帰性反射層の使用は、いくつかの利点を提供することができる。例えば、情報が主に赤外スペクトルにおいて取り込まれ、画像内の唯一の可視領域が、再帰性反射シート３２０から反射する光によって生成された明るい又は白い光学要素であるとき、カメラに戻される光の当たり方の状態は、画像取り込み装置及び／又は計算装置が画像内でＩＲ再帰性反射性でない何れかの物体を識別するための困難性を生じさせることがある。これは、標識又は光学コードの周囲の背景、及び個人の顔、画像、又は他の識別情報などの、他の個人情報を含む。

更に、光学コードの白い又は明るい部分を発生させる層３４０からの再帰性反射光は、結果的に、光学コードと周囲の画像との間の自然な境界又は遷移を含む、画像における黒い領域の間に著しいコントラストを有する画像をもたらすことができる。そのような遷移は、図２Ｂの項目２３として示されている。いくつかの既存のＱＲコードでは、黒の光学要素が、マシンビジョンシステムに対してＱＲコードがどこで開始及び終了するかを図で表すコードの境界の全体又は一部の周りに必要であることがある。対照的に、標識３００上の光学コードを取り囲む領域はＩＲスペクトルで黒に見えることになるので、いくつかの実施例では、追加の境界光学要素が必要とされず、より大きな符号化効率を可能にする。

図４Ａは、入れ子状のコンテンツ光学要素を有する機械可読光学コード４００を表す。いくつかの実施例では、入れ子状又は「子」光学要素は、親光学要素内に含まれることができる。例えば、親光学要素の組４０２は、少なくとも１つの親光学要素４０６を含むことができ、親光学要素４０６は、子光学要素の組（例えば、図４Ａのセル［Ａ、１］内の４つの光学要素を含む）を更に含み、子光学要素の組は、子光学要素４０６などの、光学要素の対応する組を含む。

いくつかの実施例では、親光学要素の少なくとも１つの光学要素に対応する第１の符号化された値は、閾値距離よりも長いか又は等しい、画像取り込み装置と物品との間の特定の距離において、復号可能である。子光学要素の組の中の光学要素の組にそれぞれ対応する子の符号化された値は、画像取り込み装置と物品との間の特定の距離において復号可能でないことがある。いくつかの実施例では、特定の距離は、第１の距離であり、子光学要素の組の中の光学要素の組にそれぞれ対応する子の符号化された値は、画像取り込み装置と物品との間の、第１の距離よりも短い、第２の距離において復号可能である。いくつかの実施例では、閾値距離は、画像取り込み装置によって取り込まれた画像の解像度が、子光学要素の組のうち視覚的に異なる１つ以上の光学要素同士を、区別可能性閾値を超えて、視覚的に区別しない距離である。いくつかの実施例では、区別可能性閾値は、ユーザ定義されるか、ハードコードされるか、又は機械生成されてもよい。

いくつかの実施例では、光学コードは、コンテンツ光学要素とコンテキスト光学要素の両方を含むことができる。入れ子状のコンテンツ光学要素は、それぞれデータのビットとして個別に読み取られることができる、又は単一のコンテキスト光学要素として一緒に読み取られることができる４つのコンテンツ光学要素のブロックである。第１の距離から、光学コード４００は、行Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆ、Ｇ−Ｈ、Ｉ−Ｊ、Ｋ−Ｌ及びＭ−Ｎ、並びに列１−２、３−４、５−６、７−８、９−１０、１１−１２及び１３−１４を有する、７×７コードとして見える。図１に示された画像と同様に、行Ｇ−Ｈ及び列７−８の光学要素は、ファインダ光学要素である。図４Ａの機械可読光学コードは、それが入れ子状のコンテンツ光学要素を可能にする光学要素内の階調度の使用を示す点において、図１とは異なる。

図４Ｂは、入れ子状のコンテンツ光学要素を有する機械可読光学コードの部分を示す。多くのマシンビジョンシステムでは、システムは、画像内の最も明るい明暗及び画像内の最も暗い明暗を検出することによって光学要素が「白」か又は「黒」かどうかを決定する。機械は、次に、検出された白と黒との間の中間である明暗よりも暗い何れのものも黒であると決定されると決定することよって、画像を「二値化する」。中間（又は５０％）の明暗よりも明るいものはいずれも、白であると決定される。この同じ原理は、コンテンツ光学要素の複数の層が入れ子にされたとき適用されることができる。

図４Ｂは、物理的表面に組み込まれた親光学要素の組及び子光学要素の組の階層を更に表す。例えば、光学要素の組４２４（異なる詳細さのレベルで４２５及び４２６として描かれている）は、４つの子光学要素Ａ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２を有する親光学要素の組であることができる。親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素（例えば、Ａ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２）を含む。子光学要素の組４２７は、それぞれが第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素Ａ１２ａ、Ａ１２ｂ、Ａ１２ｃ、及びＡ１２ｄを含む。図４Ｂの例では、親光学要素の組４２４によって表される第１の符号化された値（「１」）は、子光学要素の組のうち特定の光学要素Ａ１２ｂ（例としてＡ１２ｂを用いる）の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、部分的に特定の光学要素Ａ１２ｂによって表される第２の符号化された値（「０」）は、特定の光学要素Ａ１２ｂの視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、第１と第２の符号化された値は異なる。光学要素Ａ１２に対する第２の符号化された値（「０」）は、閾値距離よりも長い距離からは復号可能でないことがあり、第１の符号化された値（「１」）は閾値距離よりも長い距離から復号可能である。図４Ｂに示されたように、子光学要素の組の各光学要素は、親光学要素の組の１つの光学要素内に含まれることができる。他の実施例では、子光学要素の組は、親光学要素の組と重ならなくてもよく又は親光学要素の組に含まれていなくてもよい。

図４Ｂに示されたように符号化された値を階層的に配列することによって、より重要な情報（例えば、「ＳＴＯＰ」標識の存在）は、画像取り込み装置と光学要素を含む物品との間の距離から更に離れた距離から復号されることができる、より高いレベルの階層（例えば、親光学要素の組）における光学要素に符号化されることができる。重要性がより小さい情報（例えば、物品の製造日）は、画像取り込み装置が光学要素を含む物品により近いときにのみ復号されることができる、より低いレベルの階層における光学要素（例えば、子光学要素の組）に符号化されることができる。図４Ｂの３つのレベルなどの、光学要素の組の任意のＮ個の階層レベルが使用されることができる。

層状にされたコンテンツ光学要素の他の例が、ブロック１１−１２、列Ｃ−Ｄに示されている。コード４００を生成するとき、ブロック１１−１２、列Ｃ−Ｄからなるブロック４１１は、単一のブロックとして（コンテキスト光学要素として）一緒に読み取られるとき、累積的に「０」として復号される。マシンビジョンシステムは、尺度４１０で示された陰影０、０を領域内で最も明るい色であると検出し、尺度４１０で示された陰影１、１を最も暗い色として検出するので、光学要素Ｃ−Ｄ、１１−１２内の全てのブロックが「０」として読まれるようにするために、４１１内の４つのブロックのそれぞれにおける陰影は、尺度４１０上で５０％のラインを下回っていなければならない。

ブロック４１１において４つのコンテンツ光学要素のそれぞれに入れ子状にされた情報を読み取るかそうでなければ復号するために、マシンビジョンシステムは、ブロック４１１を分離し、ブロック４１１内のみの陰影にその二値化器の目盛を調整することができる。陰影は尺度４１０の５０％ラインを下回るので、二値化器は、次に、２５％ラインを下回る黒レベル（例えば、輝度に基づいて）を有する領域は何れも「０」であり、２５％ラインを上回るものは何れも「１」であると決定する。したがって、４１１及び４１２における４つのブロックが単一の光学要素として一緒に読み取られたときに「０」として読み取られることにたとえなっても、コンテンツ光学要素として、個別に読み取られたときに、Ｃ１１とＤ１２は、「０」であり、一方Ｃ１２及びＤ１１は「１」である。

同様に、ブロック４１３は、コンテキスト光学要素として第１の距離から読み取られたときに、「１」として読み取られる必要がある。これを達成するために、コンテキスト光学要素４１３が第１の距離から読み取られるとき、マシンビジョンシステムが、４つのブロック全てが階調度尺度上の５０％ラインを上回るので、４つのブロック全てが「暗い」又は「黒」であると決定するように、尺度４１０上の５０％ラインよりも大きい陰影のみが用いられる。ブロック４１４内のコンテンツ光学要素が個別に読み取られるとき、ブロック４１４を分離して読み取るときに５０％ラインを上回る階調度範囲のみを見ているマシンビジョンシステムに基づくと、Ｅ１１は「０」であり、Ｅ１２、Ｆ１１、及びＦ１２は「１」である。いくつかの実施例では、視覚的外観は、異なる度合の輝度を有する階調度値の範囲内における輝度の度合を示す視覚的階調度値によって表される、又は表されることができる。

ブロック又は光学要素４２１〜４２６は、３レベルの入れ子状のデータを用いた実装を例示している。ブロック４２１は、第１の距離から読み取られるとき、「１」であり、これは、全ての陰影が尺度４２０上の５０％ラインよりも大きいためである。しかし、第２のより近い距離から読み取られるとき、（ブロック４２２に示されたように）光学要素Ａ１１とＡ１２は、これらの光学要素のそれぞれの内の陰影が、ブロック４２２を二値化するために用いられる分割点となった、７５％ラインを下回るため、「０」として読み取られる。光学要素Ｂ１１とＢ１２は、１として読み取られる。ブロック４２３が第３の（及び最も近い）距離から読み取られるとき、マシンビジョンシステムは、光学要素Ａ１１、Ａ１２、Ｂ１１及びＢ１２のそれぞれが４つの入れ子状の光学要素からなっていることを検出することができる。光学要素Ａ１１及びＡ１２では、カラースペクトルは、尺度４２０上で１、０、０と１、０、１との間のみの範囲にあるため、Ａ１１内の４つの入れ子状の光学要素は、０、０、０、０として読み取られ、Ａ１２内の４つの入れ子状の光学要素は１、１、０、１として読み取られる。

光学要素４２４は、第１の距離において単一のコンテキスト光学要素として読み取られたときに、「０」として符号化され、そのため、光学要素４２４内で用いられた全ての陰影は、尺度４２０上の５０％の黒レベルを下回る。ブロック４２５が第２の距離において４つの別個のコンテンツ光学要素として読み取られるとき、光学要素Ａ１１は「１」であり、Ａ１２、Ｂ１１及びＢ１２はそれぞれ「０」である。ブロック４２６は、第１の距離又は第２の距離の何れよりも近い、第３の距離において読み取られることができ、ブロック４２５について述べられた各コンテンツ光学要素は、今度は４つの別個のコンテンツ光学要素として読み出されることができる。ブロックＡ１１内のコンテンツ光学要素は、１、１、０、０である。ブロックＡ１２内のコンテンツ光学要素は、１、０、１、０である。ブロックＢ１１内のコンテンツ光学要素は１、０、１、０であり、ブロックＢ１２内のコンテンツ光学要素は１、０、０、１である。５０％の黒レベルラインは一例として設けられているが、１００〜１％間の任意の値が可能である。

コンテンツ光学要素とコンテキスト光学要素を入れ子にする特定の方法が本明細書に記載されているが、本開示の範囲内の他の方法は、本開示を読めば当業者には明らかであろう。本開示は２レベルの入れ子及び３レベルの入れ子を具体的に記載しているが、任意の所望のレベルの入れ子にすることが、画像取り込み及び処理技術の制限に基づいて、達成されることができる。例えば、５レベルの入れ子を有するコードを実装するためには、階調度の尺度は、２^５又は３２の階調度の色（又は灰色）に分割される必要があることになる。

図５は、多次元機械可読光学コードを読み取るシステム５００の例である。システム５００は、標識５２０を含む。標識面５２２は、可視光スペクトルで見られることができる画像、一時停止画像５２２、及び可視光スペクトルの外側の可視光スペクトルにおいて可視であることができる、機械可読光学コード５３０を含む。標識５００は、基材を有し、光学コード５３０の後に再帰性反射シートの層も含むことができる。

光学コード５３０は、パターンに配置された、第１の距離から車両５１０に搭載されたマシンビジョンシステム５１２によって検出可能な複数のファインダ光学要素を含む。光学コード５３０はまた、コンテキスト情報を表す複数のコンテキスト光学要素を含み、コンテキスト光学要素は、第１の距離からマシンビジョンシステムによって検出可能である。光学コード５３０はまた、コンテンツ情報を表す複数のコンテンツ光学要素を含み、コンテンツ光学要素は、第１の距離においてマシンビジョンシステムによって検出可能ではないが、第２の距離からマシンビジョンシステムによって検出可能であり、第２の距離は第１の距離よりも短い。

車両５１０が標識５２０に近づくにつれ、マシンビジョンシステム５１２は、機械可読光学コードを検出し、処理する。マシンビジョンシステム５１２は図５において移動可能に車両５１０に装着されているように示されているが、マシンビジョンシステムは、静止していてもよく、又は他の機器や装置に取り付けられてもよい。マシンビジョンシステム５１２は、画像センサ及び光源を含む、赤外線カメラであってよい。いくつかの例では、マシンビジョンシステムは、ＩＲスペクトルに対する画像センサの感度を増大させるフィルタを含むことになる。他の種類のマシンビジョンシステムは、本開示を読めば当業者には明らかであろう。

マシンビジョンシステム５１２は、ネットワークを必要としない有線又は無線の接続を介して計算装置５４０と直接接続されるように、計算装置５４０を含むことができる。他の例では、マシンビジョンシステム５１２は、１つ以上の通信リンク５５０Ａ、５５０Ｂを用いて、計算装置５４０と通信可能に結合されることができる。計算装置５４０は、ネットワーク５５２によって車両５１０に接続されているように表されているが、他の実施例では、計算装置５４０は、車両５１０内に又は車両５１０に直接的に含まれて、車両の直接通信又は内部ネットワークを通して車両の構成部品と通信することができてもよい。

マシンビジョンシステム５１２は、光学コードの画像を計算装置５４０に送ることができる。通信リンク５５０Ａと５５０Ｂは、有線又は無線の接続であってもよい。例えば、通信リンク５５０Ａ及び５５０Ｂは、ＷｉＦｉプロトコルを用いる無線イーサネット接続であってもよく及び／又はカテゴリ５又はカテゴリ６のケーブルを用いる有線イーサネット接続であってもよい。何れの好適な通信リンクも可能である。いくつかの実施例では、マシンビジョンシステム５１２は、ネットワーク５５２によって計算装置５４０に通信可能に結合される。ネットワーク５５２は、パケット及び／又はフレーム型のデータの転送を提供するルータ、スイッチ、ハブ及び相互接続通信リンクを限定されることなく含む１つ以上の任意の数のネットワークに接続された装置を表することができる。例えば、ネットワーク５５２は、インターネット、サービスプロバイダのネットワーク、顧客のネットワーク又は任意の他の好適なネットワークを表することができる。他の実施例では、マシンビジョンシステム５１２は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）リンクなどの、直接接続によって計算装置５４０に通信可能に結合される。

計算装置５４０は、マシンビジョンシステム５１２に情報を送ること及びマシンビジョンシステム５１２から情報を受け取ることができる、１つ以上のデスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、メインフレーム、サーバ、クラウドコンピューティングシステム等などの、マシンビジョンシステム５１２を有する又はマシンビジョンシステム５１２から離れた単一の装置であってもよい、任意の好適なコンピューティングシステムを表す。いくつかの実施例では、計算装置５４０は、本開示の技術を実行する。

図５の実施例では、計算装置５４０は、符号化コンポーネント５４２、データ層６２６、サービスコンポーネント５４６及びユーザインタフェース（ＵＩ）コンポーネント５４８を含む。符号化コンポーネント５４２は、必要なデータ符号化体系又はアルゴリズムを光学コード５３０上のデータに適用することによって、光学コード５３０内の符号化されたデータを検出することができる。符号化コンポーネント５４２は、データ層６２６に問い合わせて、光学コード５３０から検出されたバイナリコードを機械可読情報に変換することができる。

サービスコンポーネント５４６は、１つ以上の動作を実行することによって、任意の数のサービスを提供することができる。例えば、サービスコンポーネント５４６は、光学コードから読み取られたデータを受け取ると、車両５１０上の自動運転コンポーネントを含む、１つ以上の他の計算装置に送られる１つ以上のアラート、レポート又は他の通信を生成することができる。かかるアラートは、電子メール、テキストメッセージ、リスト、電話呼又は他の好適な通信を、限定されることなく、含む。いくつかの実施例では、ユーザインタフェース（ＵＩ）コンポーネント５４８は、計算装置５４０のさまざまな構成要素及び光学要素の間の媒介として作動して、入力装置によって検出された入力を処理し他の構成要素及び光学要素に送信し、１つ以上の出力装置において提示されることができる、他の構成要素及び光学要素からの出力を生成することができる。例えば、ＵＩコンポーネント５４８は、アラート、報告又は他の通信の、データ及び／又はグラフィック表現を含むことができる、表示用の１つ以上のユーザインタフェースを生成することができる。

コンポーネント５４２、６２６、５４６、及び５４８は、計算装置５４０、及び／又は１つ以上の他の遠隔の計算装置に常駐して実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又は、ハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアの混合を使用して、本明細書で説明する動作を実行することができる。いくつかの実施例では、コンポーネント５４２、６２６、及び５４６は、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実装することができる。計算装置５４０は、コンポーネント６２６、５４６、及び５４８を１つ以上のプロセッサを用いて実行することができる。計算装置５４０は、基盤ハードウェア上で動作するバーチャルマシンとして、又はバーチャルマシン内で、コンポーネント５４２、６２６、５４６、又は５４８のいずれも実行することができる。コンポーネント５４２、６２６、５４６、５４８は、さまざまなやり方で実装することができる。例えば、コンポーネント５４２、６２６、５４６、又は５４８のいずれかも、ダウンロード可能な、又はプリインストールされているアプリケーション又は「アプリ」として実装することができる。別の実施例では、コンポーネント５４２、６２６、５４６、又は５４８のいずれも、計算装置５４０のオペレーティングシステムの一部として実装することができる。

例えば、図５において、マシンビジョンシステムは、車両５１０の一部として、又は車両５１０搭載されているものとして図示されている。車両５１０は、自動車、オートバイ、航空機、船舶、軍装備品、自転車、列車、又は任意の他の輸送車両とすることができる。他の実施例では、マシンビジョンシステム５１２は、ほんのいくつかの例を挙げれば、文書、衣類、ウェアラブル機器、建物、固定設備、又は任意の他の物体に取り付ける、含める、又は埋め込む、又は他のやり方でこれらを構成することができる。

光学コード５３０は、図５には標識として組み込まれて示されているが、光学コードは、いくつかの例のみを挙げると、文書、衣類、ウェアラブル機器、建物、固定設備、又は他の任意の物体に、設置する、取り付ける、含める、又は埋め込むことができる。

いくつかの実施例では、光学コード５３０、又は光学コード５３０が取り付けられる物品は、基板面に貼り付けられた反射性、非反射性、及び／又は再帰反射性シートを含むことができる。文字、画像、及び／又はその他の情報等の、ただし、それらに限定されない、可視メッセージが、光学コード５３０物品上に印刷、形成、又は他のやり方で組み込まれてもよい。反射性、非反射性、及び／又は再帰反射性シートは、機械的接着、熱接着、化学的接着、又は、再帰反射性のシートを基板面に取り付けるための任意の他の好適な技術を含むが、それらに限定されない、１つ以上の技術及び／又は材料を使用して、基板面に貼り付けることができる。基板面は、反射性、非反射性、及び／又は再帰反射性シートを取り付けることができる物体（上述のような、例えば、アルミ板など）の任意の表面を含むことができる。物品メッセージは、インク、染料、熱転写リボン、着色剤、顔料、及び／又は接着被覆フィルムのうちのいずれか１つ以上を使用して、シート材に印刷し、形成し、又は他のやり方で実現することができる。いくつかの実施例では、コンテンツは、多層光学フィルム、光学活性顔料あるいは染料を含む材料、又は光学活性顔料あるいは染料から形成されるか、又はそれらを含む。

最初に光学コード５３０を製造又は作成するために、製作デバイス５７０を、製作デバイス５７０の動作を制御する計算装置５６０ととともに使用することができる。いくつかの実施例では、製作デバイス５７０は、光学コード５３０及び／又は標識５２０を印刷、配置、又は別の方法で形成する任意のデバイスとすることができる。製作デバイス１３８の例としては、ニードルダイ、グラビア印刷機、スクリーン印刷機、熱転写印刷機、レーザプリンタ／刻印機、ラミネータ、フレキソ印刷機、インクジェットプリンタ、赤外線インクプリンタが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、光学コード５３０は、製作デバイス５７０、及び別の製作プロセス又はデバイスによって製作された再帰反射性シート材又は赤外線吸収あるいは散乱フィルムによって可能にされてもよく、いくつかのケースでは、計算装置５６０とは別のオペレータ又はエンティティによって操作される別の製作プロセス又はデバイスが、シート材に物品メッセージを、及び／又は基板層（アルミ板など）にシート材を、貼り付けてもよい。

製作デバイス５７０は、通信リンク５５０Ｄによって計算装置５６０に通信可能に結合してもよい。計算装置５６０は、製作デバイス５７０の動作を制御してもよい。例えば、計算装置５６０は、１つ以上の印刷仕様を備ええもよい。印刷仕様は、可視標識面５２２及び光学コード５３０の特性（例えば、位置、形状、サイズ、パターン、構成、又は他の空間的特性）を定義するデータを含んでもよい。いくつかの実施例では、印刷仕様は、人間のオペレータ又は機械によって作成することができる。いずれの場合にも、製作コンポーネント５６２は、製作デバイス５７０にデータを送信して、プリンタ仕様に従って、可視の画像又はメッセージ及び光学コードを製作デバイス５７０に印刷させてもよい。

いくつかの実施例では、製作コンポーネント５６２は、視覚的にオクルージョンされる可能性がある、標識の１つ以上の蓋然性の高い領域又はエリアを決定してもよい。そのような領域又はエリアは、少なくとも潜在的な視覚的オクルージョン又はオクルージョンの表現を含む１つ以上の画像に基づいて、ユーザによって定義されてもよく、ハードコードされてもよく、又は製作コンポーネント５６２によって決定されてもよい。いくつかの実施例では、製作コンポーネント５６２は、視覚的にオクルージョンされ得る特定の標識の異なる領域又はエリアをユーザが指定することができるグラフィカルユーザインターフェースを出力してもよい。視覚的にオクルージョンされ得る領域又はエリアの決定に基づいて、製作コンポーネント５６２は、物品上のブロックの形状、サイズ、及び／又は位置を構成して、潜在的な視覚的オクルージョンの１つ以上の領域又はエリアがオクルージョンされた場合に、光学要素の組に符号化されているメッセージがなお計算装置によって復号可能である蓋然性を高めることができる。一例として、光学コードの右上象限の領域又はエリアが視覚的にオクルージョンされる可能性が高い場合、製作コンポーネント５６２は、メッセージを表す光学要素の組を右上隅以外の位置に配置してもよいが、更に、右上象限の領域又はエリアに配置された光学要素の組にエラー訂正データを含んでもよい。機械可読コードの視覚的オクルージョンの既知の、又は蓋然性の高い、エリアに基づいて、光学要素のサイズ、形状、及び位置の、その他の任意の数の分布があり得る。

いくつかの実施例では、機械可読コード内のメッセージを復号するために、符号化コンポーネント５４２は、画像内の各光学要素の組のそれぞれの予め定められた場所を示す光学要素の組の場所データに少なくとも部分的に基づいて、光学要素の組を決定することができる。すなわち、光学要素の組の場所データは、異なる光学要素の組及び／又は個々の光学要素にマッピングされる座標又は他の位置値を示してもよい。符号化コンポーネント５４２は、光学要素の組のうちの各光学要素のそれぞれの予め定められた場所を示す光学要素の場所データに少なくとも部分的に基づいて、光学要素の各々について、それぞれの階調度値を決定してもよい。例えば、画像の予め定められた場所と光学要素の間の既知のマッピングを考えて、符号化コンポーネントは、（いくつかの実施例では、単一の点又は画素に対応する点のセットであってもよい）その予め定められた場所の階調度値を測定するか、又は別の方法で決定してもよい。符号化コンポーネント５４２は、階調度値と符号化された値の間のマッピングに少なくとも部分的に基づいて、メッセージの少なくとも一部分を決定してもよい。例えば、符号化コンポーネント５４２は、階調度値と符号化された値の間の１つ以上の記憶されたマッピングにアクセスし、光学要素の検知された階調度値に基づいて、メッセージの一部分を表す復号された値のストリングを再構成する。

いくつかの実施例では、車両の計算装置は、ドリフトを除去し、ＧＰＳ精度の不確実性を除去する、１組の基準（又はナビゲーションマーカ）を必要とするものとしてもよい。本開示の機械可読コード、及び、コードを含む物品に近接する物体又は危険についてのデータにマップされる一意又は準一意（例えば、特定のクラス又は属を示す）のＩＤが、そのような基準を提供してもよい。いくつかの実施例では、本開示の機械可読コードはまた、コンテンツとコンテキストの光学要素の間に冗長性の広がりを含むことができ、それにより、車両の計算装置は、データベースから参照されたデータが、その特定の交通標識又は物品に適用され、物品に関してエラー又は偽造の発生がなかったことを、十分な信頼度をもって（例えば、閾値を超えるなど）判定することができる。このような技術及び機械可読コードは、セキュリティにまで拡張されてもよく、それにより、冗長性情報がローカル及びベータベースに記憶され、この使用事例ではセキュリティの更なる尺度として計算装置によって比較又は検証され得る。

いくつかの実施例では、車両又はその他の計算装置は、標識が真正であること、及び／又は、機械可読コードに符号化されたメッセージが正しいことを検証してもよい。このようにして、このような検証は、標識があるべき所に配置されており、それが有効な符号化を有することについて、より高い信頼性を与えてもよい。例えば、機械可読コードに符号化されたＧＰＳ位置が、標識が読み取られた時に、車両によって判定されたＧＰＳ位置と比較されてもよい。他のこのような比較も可能であり、本開示の範囲及び趣旨の範囲内である。

図６は、多次元機械可読光学コードを読み取るためのシステムにおいて使用するための計算装置の一例である。図６は、図５に示すように、計算装置５４０の１つの特定の実施例のみを図示するものである。計算装置５４０の多くの他の実施例が、他の例において使用されてもよく、例示的な計算装置５４０に含まれるコンポーネントのサブセットを含んでもよく、又は、図６の例示的な計算装置５４０に示されていない追加のコンポーネントを含んでもよい。いくつかの実施例では、計算装置５４０は、アプリケーション６２０に含まれた機能のセット、サブセット、又はスーパーセットを実行してもよい、サーバ、タブレット計算装置、スマートフォン、手首、あるいは頭部装着型計算装置、ラップトップ、デスクトップ計算装置、又は任意の他の計算装置とすることができる。

図６の実施例に示すように、計算装置５４０は、ユーザ空間６０２、カーネル空間６０４、及びハードウェア６０６に論理的に分割してもよい。ハードウェア６０６は、ユーザ空間６０２及びカーネル空間６０４内で実行するコンポーネントのための動作環境を提供する１つ以上のハードウェアコンポーネントを備えてもよい。ユーザ空間６０２及びカーネル空間６０４は、メモリの異なるセクション又はセグメンテーションを表してもよく、カーネル空間６０４は、プロセス及びスレッドに対して、ユーザ空間６０２よりも高い権限を提供する。例えば、カーネル空間６０４は、ユーザ空間６０２内で動作するコンポーネントより高い権限を有して動作するオペレーティングシステム６２０を備えることができる。

図６に示すように、ハードウェア６０６は、１つ以上のプロセッサ６０８、入力コンポーネント６１０、ストレージデバイス６１２、通信ユニット６１４、及び出力コンポーネント６１６を備える。プロセッサ６０８、入力コンポーネント６１０、ストレージデバイス６１２、通信ユニット６１４、及び出力コンポーネント６１６は各々、１つ以上の通信チャネル６１８によって相互接続してもよい。通信チャネル６１８は、コンポーネント間通信のために、コンポーネント６０８、６１０、６１２、６１４、及び６１６の各々を（物理的に、通信によって、及び／又は動作可能に）相互接続することができる。いくつかの実施例では、通信チャネル６１８は、ハードウェアバス、ネットワーク接続、１つ以上のプロセス間通信データ構造、又は、ハードウェア及び／あるいはソフトウェア間でデータを通信するための任意の他のコンポーネントを備えてもよい。

１つ以上のプロセッサ６０８は、計算装置５４０内の機能を実現し、及び／又は、命令を実行することができる。例えば、計算装置５４０上のプロセッサ６０８は、カーネル空間６０４及びユーザ空間６０２に含まれるコンポーネントの機能を提供する、ストレージデバイス６１２によって記憶された命令を受信して実行してもよい。プロセッサ６０８により実行されるこれらの命令が、計算装置６１６に、プログラム実行中に、ストレージデバイス６１２内の情報を記憶及び／又は変更させてもよい。プロセッサ６０８が、カーネル空間６０４及びユーザ空間６０２内のコンポーネントの命令を実行して、本開示の技術に係る１つ以上の動作を行ってもよい。即ち、ユーザ空間６０２及びカーネル空間６０４に含まれるコンポーネントが、本明細書に記載されるさまざまな機能を実行するように、プロセッサ２０８によって操作可能であってもよい。

計算装置５４０の１つ以上の入力コンポーネント６４２が、入力を受信してもよい。入力の例としては、ほんのいくつかの例を挙げれば、触知入力、オーディオ入力、運動入力、及び光入力がある。１つの実施例では、計算装置６１６の入力コンポーネント６４２としては、マウス、キーボード、音声応答システム、ビデオカメラ、ボタン、制御パッド、マイクロホン、又は人間あるいは機械からの入力を検知するための任意のその他の種類のデバイスが挙げられる。いくつかの実施例では、入力コンポーネント６４２は、存在感知スクリーン、タッチ感知スクリーンなどを含むことができる存在感知入力コンポーネントとしてもよい。

計算装置６１６の１つ以上の出力コンポーネント６１６は、出力を生成することができる。出力の例としては、触知出力、オーディオ出力、及びビデオ出力がある。いくつかの実施例では、計算装置５４０の出力コンポーネント６１６には、存在感知スクリーン、サウンドカード、ビデオグラフィックアダプタカード、スピーカ、陰極線管（ＣＲＴ）モニタ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、又は人間あるいは機械への出力を生成するための任意のその他の種類のデバイスが含まれる。出力コンポーネントとしては、陰極線管（ＣＲＴ）モニター、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、又は触知出力、オーディオ出力、及び／あるいは視覚出力を生成するための任意のその他の種類のデバイスなどの、ディスプレイコンポーネントを挙げることができる。出力コンポーネント６１６は、いくつかの実施例では、計算装置５４０と一体であってもよい。他の実施例では、出力コンポーネント６１６は、計算装置５４０に対して物理的に外部にあり、かつ分離していてもよいが、有線又は無線通信を介して計算装置５４０に動作可能なように接続してもよい。出力コンポーネントは、計算装置５４０の外側筐体内に配置され、それに物理的に接続された、計算装置５４０の内蔵コンポーネント（例えば、携帯電話上のスクリーン）とすることができる。別の実施例では、存在感知ディスプレイ６０２は、計算装置５４０の筐体の外側に配置されて物理的に分離された、計算装置５４０の外部コンポーネント（例えば、タブレットコンピュータと有線及び／又は無線データ経路を共有するモニタ、プロジェクタなど）とすることができる。

計算装置５４０の１つ以上の通信ユニット６１４は、データを送信及び／又は受信することにより、外部デバイスと通信してもよい。例えば、計算装置５４０は、通信ユニット６１４を使用して、セルラ無線ネットワークなどの無線ネットワーク上で無線信号を送信及び／又は受信してもよい。一部の例では、通信ユニット６１４は、全地球測位システム（ＧＰＳ）ネットワークなどの衛星ネットワーク上で衛星信号を送信及び／又は受信してもよい。通信ユニット６１４の例としては、ネットワークインターフェイスカード（例えば、イーサネットカードなど）、光トランシーバー、無線周波数トランシーバー、ＧＰＳ受信機、又は情報を送信及び／あるいは受信することができる任意のその他の種類のデバイスが挙げられる。通信ユニット６１４の他の例としては、モバイルデバイスに見られるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＰＳ、３Ｇ、４Ｇ、及びＷｉ−Ｆｉ（登録商標）無線、並びにユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コントローラなどを挙げることができる。

計算装置５４０内の１つ以上のストレージデバイス６１２は、計算装置５４０の動作中に処理するための情報を記憶してもよい。いくつかの例では、ストレージデバイス６１２は、一時メモリであり、これはストレージデバイス６１２の主要目的が長期の格納ではないことを意味する。計算装置５４０上のストレージデバイス６１２は、情報の短期格納用に揮発性メモリとして構成されてもよく、したがって、動作停止されると格納された内容を保持しない。揮発性メモリの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、及び当該技術分野で既知の他の形態の揮発性メモリが挙げられる。

いくつかの実施例では、ストレージデバイス６１２はまた、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体を含む。ストレージデバイス６１２は、揮発性メモリより大量の情報を記憶するように構成することができる。ストレージデバイス６１２は、更に、情報の長期記憶用に不揮発性メモリスペースとして構成され、起動／停止サイクルの後、情報を保持してもよい。不揮発性メモリの例としては、磁気ハードディスク、光ディスク、フロッピィディスク、フラッシュメモリ、又は電気的プログラマブルメモリ（ＥＰＲＯＭ）あるいは電気的消去可能及びプログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）の形態が挙げられる。ストレージデバイス２１２は、ユーザ空間６０２及び／又はカーネル空間６０４に含まれるコンポーネントに関連付けられたプログラム命令及び／又はデータを記憶してもよい。

図６に示すように、アプリケーション６２８は、計算装置５４０のユーザ空間６０２で実行される。アプリケーション６２８は、プレゼンテーション層６２２、アプリケーション層６２４、及びデータ層６２６に論理的に分割することができる。プレゼンテーション層６２２は、アプリケーション６２８のユーザインターフェースを生成して表示するユーザインターフェース（ＵＩ）コンポーネント５４８を含んでもよい。アプリケーション２２８は、ＵＩコンポーネント５４８、符号化コンポーネント５４２、データ層６２６、及び１つ以上のサービスコンポーネント５４６を含んでもよいが、これらに限定はされない。プレゼンテーション層６２２は、ＵＩコンポーネント５４８を含むことができる。

データ層６２６は、１つ以上のデータストアを含んでもよい。データストアは、構造化形式又は非構造化形式でデータを記憶することができる。例示的なデータストアは、リレーショナルデータベース管理システム、オンライン解析処理データベース、テーブル、又はデータを記憶するための任意のその他の好適な構造、のうちのいずれか１つ以上であってよい。コンテンツデータストア６３４は、コンテンツ光学要素からのペイロードからなる一連のビット及びそれらの一連のビットに関連付けられた情報を含んでもよい。いくつかの実施例では、コンテンツデータストア６３４は、符号化又は復号された形式のメッセージを含んでもよい。コンテキストデータストア６３６は、コンテキスト光学要素からのペイロードからなる一連のビット、及びそれらの一連のビットに関連付けられた情報を含んでもよい。いくつかの実施例では、コンテキストデータストア６３４は、符号化又は復号された形式のメッセージを含んでもよい。エラー訂正データ６３２は、コンテンツ光学要素及びコンテキスト光学要素に見られるペイロードデータの再構成及び確認を支援する、エラー訂正アルゴリズムによって構築されたコードワードを形成する一連のビットを含んでもよい。サービスデータ６３８は、サービスコンポーネント５４６のサービスを提供するための、及び／又はその提供の結果として得られる、任意のデータを含んでもよい。例えば、サービスデータは、光学活性物品に関する情報（例えば、車両登録情報）、ユーザ情報、又は任意の他の情報を含むことができる。

マシンビジョンシステム５１０は、光学コード５３０を含む画像を取り込み、ファインダ光学要素を使用して、光学コード５３０が画像内に存在すると判定し、それをＵＩコンポーネント５４８又は通信チャネル５５０Ａ、及び５５０Ｂを通じて計算装置５４０に伝達してもよい。画像の受信に応答して、符号化コンポーネント５４２が、画像の特定の画像領域が光学コードを表すと判定してもよい。リード・ソロモン復号又はエラー検知技術などの１つ以上の復号技術を適用することによって、符号化コンポーネント５４２は、コンテンツデータストア６３６及びコンテキストデータストア６３４との通信を通じて、画像内の光学コードが、速度制限標識が前方にあり、その標識の速度制限が時速５０ｋｍであることを示す一連のデータを表すと判定してもよい。

サービスコンポーネント５４６は、ＵＩコンポーネント５４８に、アラート又はレポートを出力のために生成させる、ＵＩコンポーネント５４８へのデータを送信するなど、コードコンポーネント５４２によって生成されたデータに基づいて、１つ以上の動作を実行してもよい。いくつかの実施例では、１つ以上のコンポーネントは、復号された結果を示すメッセージ、又はその結果に基づいて処理された他のデータを記憶してもよい。いくつかの実施例では、サービスコンポーネント５４６は、車両の運転を変更することができる。例えば、サービスコンポーネント５４６が、速度、加速度、方向、サスペンション、ブレーキ、又は車両の任意のその他の機能を変更してもよい。ＵＩコンポーネント５４８は、出力コンポーネント６１６のうちの１つの出力コンポーネントにデータを送信して、その出力コンポーネントにアラートを表示させてもよい。本明細書にはコンピューティングシステムの１つの特定の実装が記載されているが、本開示の範囲に一致し、その範囲内のコンピューティングシステムの他の構成及び実施形態は、当業者にとって、本開示を読めば、明らかであろう。

図７は、本開示の１つ以上の技術に従って、計算装置によって実行される動作の例を含むフロー図７００を示す。例示目的でのみ、この例の動作は、図５及び図６の計算装置５４０によって実行されるものとして以下に記載される。図７のいくつかの技術は、１つ以上の画像キャプチャデバイス、計算装置、又はその他のハードウェアによって実行されてもよい。

図７では、計算装置５４０は、第１の距離において取り込まれた物品の画像を受け取り、ここで、親子光学要素の組の階層が物品の物理的表面に組み込まれ、親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、子光学要素の組は、それぞれが第２の大きさである第２の複数の光学要素を含む（７０２）。計算装置５４０は、閾値距離よりも大きい第１の距離において取り込まれた画像を使用して、第２の符号化された値を復号することなく第１の符号化された値を復号することができる（７０４）。計算装置５４０は、第１の符号化された値に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの動作を実行することができる（７０６）。

計算装置５４０は、第１の距離未満の第２の距離において取り込まれた物品の第２の画像を受け取ることができる（７０８）。計算装置５４０は、第２の距離において取り込まれた画像を使用して、第２の符号化された値を復号することができる（７１０）。計算装置５４０は、第２の符号化された値に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの動作を実行することができる（７１２）。

図８は、本開示の技術による、再帰反射性物品及び例示的なヨー、ピッチ、及びロール軸を示す。いくつかの実施例では、再帰反射性性物品（例えば、速度制限標識）は、本開示の技術による光学コードを含んでもよい。いくつかの実施例では、本開示の光学コードは、道路標示への適用など、インフラストラクチャ識別及びコンテキスト通信のために使用することができる。いくつかの実施例では、光学コードは、姿勢正規化の関連で配置される２次元バーコードのわずかな回転を考慮してもよい。したがって、オクルージョンに対する堅牢性が、可能な実装の中でも、インフラストラクチャへの適用において、そのような光学コードを実装する利点又は利益であり得る。いくつかの実施例では、光学コードは、所定のメッセージにマッピングされた可変ビットペイロードを可能にする。

いくつかの実施例では、本開示の光学コードは、道路標示インフラストラクチャにおいて利点を提供し得る多数の最適化を含むことによって、多くの他のブロックマトリックスコードから差別化される。本開示の光学コードは、一般的なコード破壊のメカニズムから、正確な検知、読み取り距離、及びエラー回復を最適化することができる。

インフラストラクチャの環境のゆえに、標識及びインフラストラクチャの材料は、特定の一般的な光学的オクルージョン及び変形のセットを有する。本開示の光学コードは、これらのタイプのオクルージョンに対してエラー訂正及びデータレイアウトを最適化又は改善してもよい。光学コードは、他のオクルージョン態様よりも、縁部のオクルージョンからのデータ回復を行うものとすることができる。縁部のオクルージョンは、典型的なインフラストラクチャのドライブのシナリオにおいて一般的であり得る。

いくつかの実施例では、本開示の光学コードの読み取り距離を増加させるために、これらの光学コードは、コードの発見及び姿勢推定に特化した、より少数のモジュールを有してもよい。このファインダの細目は、本開示において更に説明される。

いくつかの実施例では、本開示の光学コードは、メタデータ情報を有さなくてもよく、いくつかの例では、クワイエットゾーンを有さなくてもよい。これは、データマトリックス及びＱＲコードなどの他の一般的なコードから、光学コードを差別化する。このメタデータモジュールの減少は、本開示の光学コードが、データ伝送に関して空間効率を高めることを可能にし得る。標識の例で、物理的なコード寸法が標識のサイズによって限界を定められる場合、空間効率が重要であり得る。必要とされるモジュールの数を低減すると、コードをより大きくすることができるで、より遠くからデータを復号することが可能にされるか、又は、同じようなサイズのコードに、より多くのエラー訂正を配置することができることを意味する。

いくつかの実施例では、本開示の光学コードは、１個のインフラストラクチャの、典型的な想定される方向を利用する。図８は、任意の物品を使用することができるが、標識の軸を示す。いくつかの実施例では、車両は、小量のロール回転、小量のピッチ回転、及び潜在的に顕著なヨー回転を、最大として有する、光学コードを有する標識に遭遇する。

いくつかの実施例では、以下のような様々な用語が参照され得る。

いくつかの実施例では、「アライメントパターン」は、マトリックス記号において、定義された位置の固定基準パターンとすることができ、これは、復号ソフトウェアが、画像の歪みの量が中程度である場合、画像モジュールの座標マッピングを再同期することを可能にする。

いくつかの実施例では、「ブロブ」は、象限に含まれる抽出された画像を意味することがある。

いくつかの実施例では、「クロッキングエッジ」は、タイミング情報が符号化されている光学コードの縁部を指すことがある。

いくつかの実施例では、「クロッキングパターン」は、タイミング又はクロッキングモジュールを指すことができる。

いくつかの実施例では、「輪郭抽出」は、湾曲面又は輪郭面を、適正又は有効なモジュール／コードの遠近法を可能な限り小さい歪み、又は歪み閾値未満の歪みを持つものに維持する働きをしつつ、それを平坦化し、２次元平坦な画像に変換するプロセスであってもよい。

いくつかの実施例では、「符号化領域」が、オーバーヘッドパターンによって占有されず、データ及びエラー訂正コードワードの符号化のために利用可能な、シンボルの領域であってもよい。いくつかの実施においては、符号化領域は、バージョン及びフォーマット情報を含み得る。

いくつかの実施例では、「ファインダパターン」は、光学コードシンボルの存在を識別／認識するために使用されるモジュールのパターンであってもよい。多解像度コードでは、ファインダ及びクロッキングパターンは、最大モジュールから作成されてもよい。

いくつかの実施例では、「固定パターン」は、位置が固定された光学コードシンボルの一部、部分、又はセクションであってもよい。これは、ファインダパターン、タイミングパターン、及び近くのクワイエットゾーンモジュールを含む。

いくつかの実施例では、「カーネルサイズ」は、ピクセル数又は他の測定値を尺度として定義されるサンプルウィンドウのサイズであってもよい。このカーネルは、数理形態学的操作を実行するために利用することができる。

いくつかの実施例では、「モジュール間隔」は、コードの周囲の空間を指すことができる。モジュール間隔は、いかなるコードも存在し得ない、必要なクワイエットゾーンを定義することができる。一部の標識類の実装（明るい地に暗い標識）では、モジュール間隔は明るい画素のスペースであってもよい。

いくつかの実施例では、構造化要素Ｂによる集合Ａの浸食作用の「形態学的開化」膨張作用は、

であり、ここで、

は、それぞれ、浸食作用と膨張作用を意味する。開化作用は、画像の（通常は明るい画素として取られる）フォアグラウンドから小さい物体を除去し、それらをバックグラウンドに配置することができる。

いくつかの実施例では、「形態学的閉示」は、構造化要素Ｂによる集合（２値画像）Ａの閉示作用であり、その集合の膨張作用の浸食作用であり、

ここで、

は、それぞれ、膨張作用と浸食作用を意味する。閉示作用は、フォアグランドにある小孔を除去し、バックグラウンドの小さな島を、フォアグラウンドに変更してもよい。

いくつかの実施例では、「多解像度」は、単一のコード内の複数のモジュールサイズクラスを有する光学コードシンボルを意味してもよく、このコードは、単一解像度光学コードと異なっていてもよい。

いくつかの実施例では、「オクルージョン」は、障害物のせいで標識のセクションを読み取れないことを意味し得る。これは、部分でも全体でもあり得る。

いくつかの実施例では、「オーバーヘッドパターン」は、シンボルの位置及びサイズ特性のために必要なファインダパターン及びタイミングパターンを含むシンボルのオーバーヘッドコンポーネントであってもよい。

いくつかの実施例では、「クアド」は、光学コードの場所を画定する平行四辺形の四隅であってもよい。

いくつかの実施例では、「クワイエットゾーン」は、バックグラウンドから光学コードを分離するために使用されるバッファエリアであってもよい。クワイエットゾーンのサイズは、バッファ又はモジュール間隔を構築するために必要とされる空間のモジュールの数で指定されてもよい。

いくつかの実施例では、「レイマー−ダグラス−プッカーアルゴリズム」は、線分（ポリライン）から構成された曲線を考慮して、より少ない点を有する相似曲線を見つけるための、１つ以上の動作を指定することができる。このアルゴリズムは、元の曲線と単純化された曲線との間の最大距離に基づいて、「非相似」を定義する。単純化された曲線は、元の曲線を画定する点の下位集合からなる。

いくつかの実施例では、「繰り返しビット」は、ブロック内のセクションを冗長に表すビットを位置づける、又は配置することができ、したがって、オクルージョン回復を可能にする。

いくつかの実施例では、「再帰反射性」は、最小の散乱量で、広範囲の進入角度から、いっそう多くの光量を、光源に向けて反射し返すように、設計された表面又は材料を指し得る。

いくつかの実施例では、「単一解像度」とは、１つのモジュールサイズのみを有する光学コードの実装を指すことができ、これは、多解像度光学コードとは異なっていてもよい。

いくつかの実施例では、「タイミングパターン」は、シンボルにおけるモジュール座標の決定を可能にする暗いモジュールと明るいモジュールの交互配列とすることができる。

いくつかの実施例では、数式及び等式で使用される数学的シンボルは、それらが現れる数式又は等式の後に定義される。本文書においては、以下の数学的操作が適用される。

図９は、本開示の技術による光学コードの例示的な構造を示す。参照を容易にするために、モジュール位置は、（ｉ，ｊ）形式のシンボルの行列座標によって定義され、この形式は、０から始まって、ｉは、モジュールが位置する行（上から下へ数える）を、ｊは、それが位置する列（左から右へ数える）を指定する。したがって、モジュール（０，０）は、シンボルの左上隅に位置する。いくつかの実施例では、多解像度光学コードにおいては、２つ以上のモジュールサイズが存在する。サイズは、分類され、モジュールサイズによって参照されてもよい。したがって、最大モジュールクラスは、１とラベル付けされてもよい。サイズ１は、サイズ２よりも大きいモジュールを有し、サイズ２は、サイズ３よりも大きいモジュールを有し、以下同様に続く。

いくつかの実施例では、バージョン情報は、光学コードに符号化されず、その代わりに、全てのファインダテンプレートが候補画像に対してチェックされる。他の例では、バージョン情報は、光学コードに符号化されてもよい。

いくつかの実施例では、本開示に従って実装される光学コードは、以下の特性を含んでもよい。

ａ）フォーマット：

１）オクルージョン回復能力とデータ容量の所定のバランスを有する単一解像度コード。

２）複数の層の符号化された情報、及び各層のオクルージョン回復能力とデータ容量のバランスを含む、多解像度コード。

ｂ）符号化可能なデータ：

１）単一解像度：数値データのみ。有効数の範囲は、１〜２^{（＃データビット）}であってもよい。

２）多解像度コード：各層に１つの数値データ。有効な数字の範囲は、その層について、１〜２^{（＃データビット）}であってもよい。２層の多解像度光学コードの１つの実施においては、第１の層は、米国の標識については、（連邦高速道路局の発行する）ＭＵＴＣＤ：統一交通管理装置数に関するマニュアルを表す。

ｃ）データの表現：

暗いモジュールは、名義的に、２進数「０」であり、明るいモジュールは、名義的に、２進数「１」である。この表現は、特定のアプリケーションについて、逆転させることができる。

ｄ）シンボルサイズ（クワイエットゾーンを含まない）

１）単一解像度コード：少なくとも、幅方向に５個のモジュールと、高さ方向に５個のモジュールであるが、０を超える任意の数が可能であり得る。いくつかの実施例では、コードには上部の境界はないが、例示的な最大サイズは、高さ方向又は幅方向において、２１個のモジュールである。いくつかの実施例では、そのような寸法に使用される最大サイズは、０よりも大きい任意の数であってもよい。

２）多解像度コード：層１のモジュールによって定義される、少なくとも、幅方向に７個のモジュールと高さ方向に７個のモジュール、ただし、０を超える任意の数であってよい。いくつかの実施例では、定義された上部境界は存在しない。いくつかの実施例では、そのような寸法に使用される最大サイズは、０よりも大きい任意の数であってよい。

ｅ）コードタイプ：マトリックス

ｆ）方向独立性：

ありいくつかの実施例では、光学コードは方向独立性を有する。他の実施例では、光学コードは方向依存性であってもよい。いくつかの実施例では、固定方向が、コード設計及び復号アルゴリズムにおけるいくつかの利点を可能にすることができる。

いくつかの実施例では、光学コードは反射率反転を使用してもよい。シンボルは、画像が明るい地に暗い画像又は暗い地に明るい画像となるように表示されたときに、読み取られるように意図されてもよい。いくつかの実施例では、本明細書は、明るいバックグラウンド上の暗い画像に基づくが、これが当てはまらない場合、明るいモジュールは暗いモジュールとして、そして、暗いモジュールは明るいモジュールとして取得されてもよい。いくつかの復号技術は、標準的なコード及び反射率反転コードの両方を復号することを試みないこともあるが、両方を同時に復号することも、他の実施例では、実行されてもよい。

いくつかの実施例では、繰り返しビットが、光学コードとともに使用されてもよい。例えば、オクルージョン回復の潜在能力を更に増加させるために、光学コードは繰り返しビットを利用することができる。

図９に示すように、光学コードは、コードスタイルとデータペイロードによって定まる規則に従って、位置決め又はレイアウトされた正方形モジュールの集合からなる矩形行列とすることができる。

図１０は、本開示の技術による単一解像度の光学コードを示す。単一解像度の光学コードは、クワイエットゾーンを含まずに、少なくとも、幅方向に５個のモジュールと高さ方向に５個のモジュールとすることができるが、０を超える任意の数であってよい。いくつかの実施例では、コードのサイズに絶対的上限はない。

図１１は、本開示の技術による多解像度光学コードを示す。多解像度光学コードは、様々なサイズのモジュールで構成されてもよい。モジュールは、なお、形状が正方形であってもよく、特定の解像度データペイロードの全てのモジュールが同じサイズであるように、作成されてもよい。いくつかの実施例では、サイズに関する参照モジュールは、最大モジュールに関する。いくつかの実施例では、データペイロードは、分類され、モジュールサイズによって参照される。いくつかの実施例では、データペイロード１は、データペイロード２よりも大きいモジュールを有し、データペイロード２は、データペイロード３よりも大きいモジュールを有し、以下続くものとすることができる。

いくつかの実施例では、多解像度光学コードの最小サイズは、少なくとも、幅方向に７個のモジュールと高さ方向に７個のモジュールであるが、０を超える任意の数であってよい。いくつかの実施例では、多解像度光学コードについて最大サイズは存在しない。いくつかの実施例では、最大の数のデータペイロードは存在しない。いくつかの実施例では、コードは、サイズ上に１５個以下のモジュールとしてよく、２個のデータペイロードが、一般的に、使用される。

図１１は、２個のペイロードを有する多解像度コードの例示的レイアウトを示す。図１１では、最大のモジュール、したがって最大距離から読み取ることができるものは、番号付けされたブロックによって指示されている。モジュールの第２の解像度は、小文字のブロックによって示される。このコードでは、データペイロード１とデータペイロード２の両方とも８ビットのサイズであるが、これは必要条件ではない。各ペイロードのブロックサイズは、別のペイロードのブロックサイズとは無関係であってよい。実際には、データペイロード１のブロックサイズは、任意の他のデータペイロードブロックサイズと等しいか、又はそれより小さくてもよい。

いくつかの実施例では、光学コードのためのファインダ及びクロッキングパターンは、コードの発見と物体の姿勢の正規化の両方に必要とされるモジュールを、最小化又は閾値以下に低減するように選択されてもよい。いくつかの実施例では、このファインダ及びクロッキングパターンは、サイズを縮小して、データ及びエラー訂正に対して、より高い割合のコード空間をもたらしてもよい。

図１２及び図１３は、光学コードのためのファインダ及びクロッキングパターンを示す。光学コードのファインダパターンの隅は、クワイエットゾーンの反対の色であってもよい、又は常にそのようにする。クロッキングパターンは、上縁部に沿って配置され、白色モジュールと暗いモジュールの間に交互配置されてもよい。この動作の例外として、光学コードの幅が、モジュールの数にして偶数である場合とすることができる。その場合、中間の２つのモジュールは、両方とも同じ色である。いくつかの実施例では、ファインダ及びクロッキングパターンの規則は、単一解像度と多解像度の光学コードの両方に適用される。多解像度コードでは、ファインダ及びクロッキングパターンは、最大モジュールによって構成されてもよい。

いくつかの実施例では、クワイエットゾーンは、光学コードの全ての４つの辺にあって、全ての他のマーキングを含まないものとされる。ファインダパターンの幅は、少なくとも１個のモジュールとしてよいが、０を超える任意の数とすることができる。多解像度コードの場合、幅は、少なくとも光学コードに含まれる最大モジュールサイズの幅とすることができる。反転されたコードスタイルでは、クワイエットゾーンを含む、コードの全てのモジュールを反転させることができ、クワイエットゾーンは、コードの周囲の明るい帯となり、幅が少なくとも２個のモジュールまで増加するが、これは、０を超える任意の数とすることができる。

光学コードが再帰反射性物品（例えば、交通標識）に貼り付けられた場合、バックグラウンドは十分なファインダパターンとして機能し得る。このような例では、追加のファインダパターンが必要とされないこともある。光学コードは、再帰反射性物品の外側縁部のファインダ及びクロッキングパターンで作成されてもよい。

いくつかの実施例では、光学コードの繰り返しビットパターンは、ブロックに冗長性を追加することによってオクルージョンの影響を最小限に抑えるか、又は閾値未満に低減するように実装されてもよい。いくつかの実施例では、繰り返しビットは、特定のブロックの、より高いレベルのオクルージョンを可能にするように位置付けられてもよい。

図１２〜１３は、本開示の技術による、異なるクロッキングパターンを例示する。図１２は、偶数サイズのクロッキングパターンを例示する。図１３は、奇数サイズのクロッキングパターンを例示する。

図１４は、本開示の１つ以上の技術による、光学コードに含まれ得る、反復ビット又は繰り返しビットを例示する。例えば、図１４は、繰り返しビットを使用する例を実証する。図１４では、データ及びエラー訂正ブロックからの特定のビットが繰り返され、パディングビットで使用される。これは、復号において、より高い潜在的オクルージョン回復を可能にする効果を有する。

いくつかの実施例では、符号化手順は、１つ以上の計算装置によって実装されてもよい。符号化手順は、データを、光学コードに含まれるパターン又は他の視覚的しるしに変換してもよい。以下の動作は、単一解像度の光学コードの符号化の一例を提供し、多解像度は、各層データについてこの動作を繰り返すことによって作成することができる。

動作１：コード選択。計算装置は、例えば、データブロック及びエラー訂正ブロックの数などのパラメータ、又は任意のその他の好適なパラメータに基づいて、光学コードを選択する。

動作２：データ符号化。計算装置は、数又はその他の値をバイナリビットストリームに変換し、ビットストリームを選択されたブロックサイズに分割する。

動作３：計算装置は、誤り訂正符号を計算するが、これは符号化されたデータのエラー訂正データブロックの計算を含んでもよい。

動作４：計算装置は、各ブロックからのデータ及びエラー訂正コードを付加し、繰り返し又はパディングビットを追加することによって、最終メッセージを構造化する。

動作５：計算装置は、構成デバイスとともに、最終メッセージに基づいて、モジュールを配置してマトリックスにする。計算装置は、構成デバイスに、コードワードモジュールを、ファインダ及びクロッキングパターンとともに、このマトリックスに配置させる。多解像度の光学コードについては、ファインダ及びクロッキングパターンは、いくつかの実施例では、最大モジュール上にのみ配置されてもよい。

いくつかの実施例では、符号化手順は、１つ以上の動作を含み得る。例えば、計算装置は、所与の光学コードレイアウトのために計画的データペイロードを決定することができる。符号化される数字は、ビッグエンディアン２進数に変換されてもよい。次いで、計算装置は、データビット空間全体が使用され尽くされるまで、その数の前に０をパッドしてもよい。

いくつかの実施例では、計算装置は、得られたビットストリームを分割して、可変ビットコードワードにしてもよい。計算装置は、あるバージョンのために必要なデータコードワードの数を満たすように文字をパッドしてもよい。いくつかの実施例では、計算装置は、入力データストリングを分析してそのコンテンツを決定し、デフォルト又は他の適切な拡張チャネル解釈（ＥＣＩ）、及び本開示に記載する各シーケンスを符号化するための適切なモードを選択してもよい。

いくつかの実施例では、計算装置は、エラー訂正コードワードを用いて符号化を実行することができる。計算装置は、単一解像度と多解像度の光学コードの両方について、データ及びエラー訂正コードワードを生成する、１つ以上の動作を実行してもよい。例えば、計算装置は、所与の光学コードレイアウトのための計画的データペイロードを決定することができる。符号化される数又は値は、計算装置によってビッグエンディアン２進数に変換されてもよい。その数は、計算装置によってデータビット空間全体が使い尽くされるまで、その前に０がパッドされてもよい。

シンボル印刷及びマーキングのための様々な技術が本明細書に記載される。単一解像度の光学コードに関して、Ｘ寸法、例えば、モジュールの幅は、読み取る距離、固定の物理的サイズのシンボルのために望まれるデータペイロード、使用される走査技術、及びシンボルを生成するために使用されるテクノロジー、又は任意のその他の好適なパラメータを含むが、これらに限定されないパラメータを指定する、ユーザ又は機械生成入力によって指定されてもよい。Ｙ寸法に関しては、モジュールの高さは、いくつかの実施例では、Ｘ寸法に等しくてもよく、他の実施例では、Ｘ寸法とＹ寸法は異なっていてもよい。一部の実施例では、最小限のクワイエットゾーンに関しては、コンピューティングデバイス計算装置は、クワイエットゾーン（暗い地に白色であって、不可視光スペクトルを有する）を定義しなくてもよいが、その他の場合では、最小限１個のモジュールのクワイエットゾーンを使用してもよく、最小限２個のモジュールのクワイエットゾーンを使用してもよく、又は、１より大きい任意の他の数とすることができる。

多解像度光学コードの場合、Ｘ寸法、例えば、最小モジュールの幅は、読み取り距離、固定の物理的サイズのシンボルのために望まれるデータペイロード、使用される走査技術、シンボルの製造に使用されるテクノロジー、又は任意のその他の好適なパラメータを含むが、これらに限定されないパラメータを指定する、ユーザ又は機械生成入力によって指定されてもよい。

いくつかの実施例では、各々の、より大きいモジュールサイズクラスは、最小モジュールサイズの倍数とすることができる。使用されるモジュールサイズクラスの数は、光学コードに符号化されるデータの量に基づくことができ、より大きい距離から復号可能な、より大きなモジュールクラスと、より高いデータ密度を含むことができる、より小さいモジュールクラスのバランスが、生成されてもよい。いくつかの実施例では、計算装置は、２つのモジュールクラスサイズを決定することができるが、これは、任意の定義されたクラスサイズが可能である。Ｙ次元に関して、モジュールの高さは、いくつかの実施例では、所与のモジュールクラスのＸ寸法と等しくてもよいが、他の実施例では、Ｘ及びＹ寸法は異なっていてもよい。

いくつかの実施例では、クワイエットゾーンのサイズは、光学コードのために計算装置によって利用される最大モジュールサイズに基づき、ファインダ、タイミング、及びその他のオーバーヘッドモジュールも同様である。最小限クワイエットゾーンは、１個のクラス１（最大）モジュールであってもよく、いくつかの実施例では、２個のモジュールのクワイエットゾーンバッファが存在してもよい。他の実施例では、最小限クワイエットゾーン及びクワイエットゾーンバッファのサイズは、０を超える任意の数とすることができる。

いくつかの実施例では、人間が読み取れる又は人間の解釈可能な記述が使用されてもよい。人間の解釈可能性は、人間の理解を意図した形式であること意味し得る。いくつかの実施例では、付随する人間の読み取り可能な記述を光学コードに付随させてもよい。しかしながら、他の実施例では、人間が読み取り可能なデータ文字の解釈は実用的ではないこともある。代替として、文字テキストではない記述的テキストを、光学コードに付随させてもよい。文字サイズ及びフォントは指定されなくてもよく、メッセージは、光学コードを取り囲む領域内のどこかに印刷されてもよい。いくつかの実施例では、人間の読み取り可能な解釈は、光学コード自体もクワイエットゾーンも邪魔しないものとすることができるが、機能性を妨げないようなやり方で印刷されるのであれば、光学コード又はそのクワイエットゾーンの上又は下に印刷されてもよい。

いくつかの実施例では、シンボル品質パラメータが定義され、使用されてもよい。グリッド不均一性については、グリッドは、本開示で提供される参照復号アルゴリズムの使用によって配置される、アンカー点として、ファインダパターン及びアライメントパターンを使用することによって計算してもよい。いくつかの実施例では、計算装置は、グリッドの均一性を評価するために、コードが曲面に巻かれた場合に、画像を平坦化してもよい。光学コードが曲面上に組み込まれる場合、グリッド不均一性測定は、既に平坦化された画像に対して計算装置によって実行されてもよい。

スキャングレードについて、スキャングレードを、シンボルの個々の画像における、シンボルコントラスト、変調、固定パターン損傷、復号、軸方向不均一性、グリッド不均一性、及び未使用エラー訂正についてのグレードのうちの最低（又は閾値未満）のものとする。全体的なシンボルグレードは、２つ以上の画像が分析される場合、個々のスキャンの平均であってもよい。

いくつかの実施例では、計算装置は、本明細書に記載されるように、１つ以上の復号動作を実行することができる。例えば、計算装置は、光学コードの画像を取得してもよい。計算装置は、画像内の光学コードの位置を特定（例えば、識別）し、明るいモジュールと暗いモジュールを１（明るい）と０（暗い）（又は反転コードについて逆）に変換してもよい。計算装置が、候補コードスタイルのためのファインダを探索することによって、コードサイズ／スタイルを認識してもよい。計算装置は、コードレイアウトマップを用いて、リード・ソロモンコードワードを抽出することができる。複数の解像度を含むスタイルでは、計算装置は、１つ以上の定義された解像度で、コードを再サンプリングし、１つ以上の定義されたレイアウトを使用して、追加のコードワードを抽出してもよい。いくつかの実施例では、計算装置は、各々の抽出されたコード解像度のための適切なコードワードのサイズ及びエラー訂正レベルのためのリード・ソロモン復号器を構成してもよく、次いで、計算装置は、各々について、エラーを検知及び訂正することができる。計算装置は、ペイロードを生成するか、又は他の方法で提供してもよく、それは、本開示に記載される１つ以上の動作において更なる処理のために、訂正可能であったか、又は、訂正を必要としなかったものである。

図１５は、本開示の技術による、参照復号アルゴリズムを示す。参照復号アルゴリズムは、認識されている光学コードが、周辺環境よりもコードを明るくするのに十分な光強度を有する、撮像センサと並置された光源によって照明され得る、再帰反射性パラダイムを実装することができる。

図１５に例示するように、参照復号は、クアド抽出を含む１つ以上の動作を含んでもよい。例えば、計算装置は、画像内の非再帰反射性要素（太陽又は他の光源からの周囲照明）より明るい画像について、１つ又は複数の閾値（例えば、８ビット画像について８０，５０，３３）を決定してもよい。計算装置は、この閾値を使用して、画像を閾値超の画素と閾値未満の画素の２値画像（又は複数画像）に変換することができる。反転されたコードの第２のパスのために、計算装置は、８ビット画像に対して２１０，２３０の画素値閾値を使用することができる。

計算装置は、画像内の点反射要素及び他の明るいアーチファクトを除去するために、小さいカーネルサイズ（例えば、３×３ｐｘの矩形、ただし、０より大きい任意の数とすることができる）で、形態学的開化を実行してもよい。いくつかの実施例では、この動作は、反転されたコード探索をともなう第１のパスについては省略されてもよい。計算装置は、光学コードモジュールを結合して単一のブロブにする、又は、反転されたコードが周囲の明るいクワイエットゾーン内の穴／欠陥を充填する、形態学的閉示動作を実行してもよい。反転されたコードについては、画像は、光学コードが組み込まれている物品の周囲に、ほとんど隣接する明るいクワイエットゾーンを有してもよいので、このカーネルサイズは、９×９ｐｘ（０よりも大きい任意の数が可能であるが）程度に小さいものとすることができる。非反転コードに関しては、計算装置は、異なるサイズ／スケール（例えば、１５×１５、４５×４５、９０×９０、ただし、０より大きい任意の数が可能である）で、複数の形態学的開化のカーネルのハンドルコードを使用することができる。

いくつかの実施例では、計算装置は、レイマー−ダグラス−プッカー・アルゴリズムを使用して、輪郭を四辺形に再近似してもよい。計算装置は、長縁部を単一のセグメント（例えば、輪郭周辺部の０．２％）に低減することができる近似正確度（ε）を使用することができる。いくつかの実施例では、４個を超えるセグメントが残っている場合（湾曲した隅を有する標識、クアドとしてはうまく表されない形状など）、計算装置は、それらの交点の計算とともに、最も長い４個のセグメントを用いて、境界クアドを引き出すことができる。代替的に（又は追加的に）、計算装置は、４つのセグメントのみが残る（境界ボックスを完成することなく、これらのみを用いると、より可変のクアド隅選択をもたらす傾向がある）まで、εを調整してもよい。いくつかの実施例では、計算装置は、得られた四辺形のアスペクト比（例えば、０．３〜３）及び隅角度（例えば、標準（角度）＜１０度）をチェックして、矩形と有意に異なる（例えば、閾値を超える）候補を破棄してもよい。

いくつかの実施例では、参照復号アルゴリズムは、ブロブ抽出を実行することができる。例えば、計算装置は、四辺形の四辺領域に対して透視変換を行って、標準化されたサイズ（例えば、様々なコードサイズの縁部長さの公倍数、１１×１１と９×９−＞９９×９９、ただし、０を超える任意の数とすることができる）にしてもよい。反転されたコードを探索する場合、超過解像度を提供して、物品上のモジュールについて、２ｐｐｍよりも有意に大きくなるようにしてもよい（例えば、２９７×２９７、ただし、０を超える任意の数が可能である）。８×８近傍にわたるランチョス補間などの高次補間を用いて、コード縁部を保存してもよい。

いくつかの実施例では、計算装置は、反転されたコードを探索する場合に使用し得る、第２の又は複数の追加のパスを実行してもよい。計算装置は、左縁部から５％の幅、右縁部から５％の幅、頂部から５％の高さ、底部から５％の高さをトリムしてもよい。本例では、５％は一例であるが、１％を超える任意の他の割合（例えば、１％〜２５％の範囲）が使用されてもよい。計算装置は、画像から５％のパーセンタイル値を減算してもよい（コードを暗くする）。いくつかの実施例では、計算装置は、最大値及び最小値を０〜２５５に正規化してもよい。計算装置は、クリップ限度１及び４×４グリッドを有するコントラスト制限適応ヒストグラム均等化を適用することができる。他の実施例では、クリップ限度及びグリッドサイズは、１を超える任意の数とすることができる。計算装置は、画像（例えば、２５５−（画素値））を反転させてもよい。計算装置は、平均値（後に形態閉示されるために用いられる最大のカーネルよりも大きい）を有する各縁部に、５５画素（又は、０よりも大きい任意のその他の好適な数）を、パッドしてもよい。

計算装置は、クアド及びブロブ抽出を繰り返して、次のファインダ探索のフェーズに進んでもよい。いくつかの実施例では、計算装置は、ブロブ抽出のために、クアド抽出における閾値を２１０及び２３０の画素値に置き換えてもよいが、ただし、０を超える他の例示的な閾値が可能である。計算装置は、３×３形態開化カーネルを用いることができるが、各次元で０を超える他の寸法も可能である。計算装置は、形態学的閉示のためのカーネルサイズを、２５×２５、３５×２４、４５×４５に置き換えてもよいが、各々、大きさが０を超える任意の他の寸法とすることが可能である。計算装置は、ブロブ抽出のために１０８×１０８の出力ブロブサイズを用いてもよいが、各々、大きさが１より大きい任意のその他の寸法とすることが可能である。計算装置は、直径３（０より大きい任意の直径が可能であるが）を有するバイラテラルフィルタを適用してもよく、空間及び色の両方についてσを４０とすることができるが、０を超える任意のσが可能であり得る。いくつかの実施例では、計算装置は、最大値及び最小値を０〜２５５に正規化してもよい。計算装置は、画像を反転してもよい（２５５−（画素値））。計算装置は、反転されたコードのみを探索する場合、第１のパスからソースブロブを落としてもよい。

いくつかの実施例では、参照復号アルゴリズムは、ファインダ探索を実行してもよい。例えば、計算装置によって実行されるファインダ探索は、（例えば、１１×１１、９×９、Ｎ×Ｎ、又はＮ×Ｍ）閾値について探索される光学コード形状にクアドを補間し、２値化し、回転を変えてファインダモジュール構成と比較してもよい。計算装置は、どれだけ多くのモジュールがファインダ領域に一致するかによって、候補にスコアを与えてもよい。

いくつかの実施例では、参照復号アルゴリズムは、光学コードからデータを復号してもよい。例えば、計算装置は、ファインダ探索から、最も高い、又は高い、スコアを得た候補から２値化された画像を使用して、対応するコードレイアウトに従ってコードワードを抽出してもよい。いくつかの実施例では、明るいセクションは、２値の１を反映し、暗いセクションは０を反映する（反転されたコードについては、元の画像キャプチャの反対である）。計算装置は、存在するコードの追加解像度のために、元の画像を補間し、２値化して適切なレイアウトマップを用いて、コードワードを抽出してもよい。計算装置は、対応するコードスタイルのブロックサイズ、訂正可能なブロックのためのリード・ソロモンエラー訂正を構成し、本開示に記載するエラー訂正を行ってもよい。いくつかの実施例では、計算装置は、本開示に記載する１つ以上の動作で使用するために、エラー訂正を使用して、正しい又は訂正可能なコードのペイロードを生成又は提供してもよい。

図１６〜１７は、本開示の技術による、物品上に組み込まれた光学コードのモジュール間隔を例示する。図１６は、縁部に１つのモジュール間隔を有する光学コードレイアウトの例を示す。図１７は、菱形物品形状（例えば、インフラストラクチャ物品）上の４５度反時計回りに回転された代替レイアウトを示す。

光学コードは、図１６〜１７に示す、コードのクロッキング縁部が標識の上部の方を向くように、物品又は標識上に組み込まれてもよい（例えば、図１６）。いくつかの実施例では、これは、計算装置がシーン内のコードの位置を発見し、それを復号するときに、追加の仮定が行われ得るように行われる。いくつかの実施例では、光学コードは、クワイエットゾーンを残すが、コード内のモジュールサイズを最大にするために、標識縁部から１モジュールまで延ばしてもよい。いくつかの実施例では、クワイエットゾーンに最大限及び／又は最小限はない。

反転されたコードスタイルの場合、クワイエットゾーン／縁部間隔は、最小２個のモジュールのサイズに増加してもよい。この構成では、最大限クワイエットゾーンは存在しなくてもよいが、第１パスの間のブロブ抽出は、復号のためにコードモジュールに十分な解像度（少なくとも２ｐｐｍであるが、潜在的にはより大きいこともあり得る）を残してもよい。

標識のサイズに対するコードの最大サイズを可能にするために、いくつかのバリエーションが可能であり、例えば、クロッキング縁部を（反時計回りに４５度回転させた図１７）標識の上左縁部と平行に向けることができる、菱形の標識などがある。しかしながら、光学コードが（クロッキングが上縁部に沿ってある）非回転レイアウトに少なくとも１個のモジュール間隔を有する標識上に配置することができるのであれば、それは、撮像性能を改善及び／又は最大化することができる。

いくつかの実施例では、計算装置は、エラー検知を実行してもよく、及び／又は訂正原始多項式を使用してもよい。リード・ソロモンエラー訂正は、ガロア体（ｇｆ）の下で動作するように計算装置によって実行してもよい。光学コードは、この体をタイプｇｆ（２^ｍ）とすることができる。いくつかの実施例では、ｍの値は６又は８である。ｍは０を超える任意の値であってよいが、６又は８などの値は、コード密度／コードサイズと復号偽陽性率との間のトレードオフとして選択することができる。いくつかの実施例では、ｍの値が増加するにつれて、光学コードは、より大きいサイズになり、より低い偽陽性復号率を有する。

表２は、最大ｇｆ（２^１６）の体サイズのための原始多項式を提供する。

いくつかの実施例では、計算装置は、本開示の光学コードを符号化及び／又は復号するために、ｇｆ（２^ｍ）の下で、リード・ソロモンエラー訂正アルゴリズムを使用してもよい。リード・ソロモンコードを復号するための多数の潜在的アルゴリズムが存在する。以下の動作は、本開示により計算装置によって使用される動作であるが、多くの他の動作も可能である。計算装置は、受信したコードワードメッセージ及びエラー訂正シンボルの数を所与として、シンドローム多項式を計算してもよい。計算装置は、削除が処理されていないと仮定して、元のシンドロームから、フォーニーシンドロームを計算してもよい。計算装置は、バーレカンプ・マッシアルゴリズムを使用して、エラーロケータ多項式を計算してもよい。計算装置は、エラー位置を計算するために、エラーロケータ多項式とともにチエン探索アルゴリズムを使用してもよい。エラー位置を考慮して、計算装置は、エラーを解決し、得られたデータを返してもよい。

図１８は、本開示の技術による、固定パターン情報を有する光学コードを示す。光学コードへの固定パターン損傷については、（ａ）２個のモジュールと４個のクワイエットゾーンモジュールの上左ファインダパターン（ファインダ１Ｌ）、２個のモジュールと４個のクワイエットゾーンモジュールの上右ファインダパターン（ファインダ１Ｒ）、３個のモジュールと５個のクワイエットゾーンモジュールの下左ファインダパターン（ファインダ２Ｌ）、３個のモジュールと５個のクワイエットゾーンモジュールの下右ファインダパターン（ファインダ２Ｒ）を含む、ファインダパターン、及び、（ｂ）左と右のファインダの間のパターン化されたモジュール行（クロッキング）を含むタイミング情報が、評価されてもよい、との特徴を含むが、これに限定されない。

固定パターン損傷のグレード付けについては、固定パターンの各セグメントへの損傷は、そのセグメント内で不正確にスコア付与されたモジュールの数に基づいて、計算装置によってグレード付けされてもよい。次いで、全体的な固定パターン損傷のグレードは、任意の個々のセグメントの最低スコアに基づいて、計算装置によって付与されてもよい。

計算装置は、候補グレースケール画像に対して画像２値化を実行してもよい。（最小グレースケール値と最大グレースケール値との間の中点に基づいて閾値を計算する。計算装置は、中点を超えるいずれに対しても１をスコア付与し、その下にあるものについては０をスコア付与してもよい。

以下の手順に従ってスコアを付与される各セグメントについては、計算装置は、（ａ）得られた２値のモジュールを、所与のセグメントの各モジュールの予想値を比較し、（ｂ）不一致の数を数え、（ｃ）下の表３にスコア付けされた、エラーの数に基づいて、セグメントグレードを適用してもよい。

いくつかの実施例では、スキャングレードは、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５４１５に従って評価された標準パラメータのグレード、及び本開示に従って評価された固定パターン損傷のグレードのうちの最低のものとすることができる。

いくつかの実施例では、作業ゾーンなどの動的環境は、自律的又は半自律的車両に対して、より困難を与えることがあり得る。例えば、向上強化された地図及びＧＰＳに依存することは、危険又は作業者が分毎又は時間毎に動的に再配置され得るため、制限を有し得る。自律型、半自律型、又は視覚支援型車両などの車両に実装されたとき、計算装置５４０は、このような車両が、高い信頼度をもって、人及びデバイスの位置を特定し、コードの一部分が、その地域において他の物体又はオクルージョン物によって視覚的に閉塞されている場合でも、その地域を通って誘導することを可能にする、本開示に記載するコードを備えるリアルタイムのナビゲーションマーカーを提供してもよい。いくつかの実施例では、本開示に記載するように、コードは人間の目には見えないが、市販の機械センサにとっては特定の波長の光で可視である。作業ゾーンデバイスに取り付けることができる、これらの特有の機械可読コードは、自律的、半自律的、又は視覚支援型ナビゲーションを可能にするために、精密な物体検知及び高速処理を提供してもよい。したがって、本開示に記載するような計算装置及び画像キャプチャデバイスを含む車両は、１つ以上のコードで符号化された情報の判定に応答して、その動作を変更してもよい。

いくつかの実施例では、本開示におけるそのようなコードを読み取るための機械可読光学コード及びシステムは、既存の統一交通管理装置に関するマニュアル（ＭＵＴＣＤ）規則及び／又は従来の作業ゾーン資料に適合する。いくつかの実施例では、本開示の機械可読光学コードは、車両を誘導するための他のモダリティ（例えば、ＧＰＳ、地図など）よりも高速、かつ／又は、車両によるより正確な検知及び処理のための情報を提供してもよい。いくつかの実施例では、普遍的機械可読光学コードは、コードが組み込まれる各特定のタイプの物品について、標準化され、又は一定であってもよい。いくつかの実施例では、特定の作業ゾーン又はその他の有界領域又は地域内の異なるタイプの物品について、別個の機械可読コードを使用してもよい。いくつかの実施例では、機械可読コードは、人間又は作業者を表す光学要素及び／又はそこに符号化された情報の、特有の空間構成を含んでもよい。

いくつかの実施例では、位置特定データは、機械可読コードで符号化されてもよく、このような位置特定情報は、物品又は物品の周囲エリアに関する局所的な特有の情報を示し、いくつかの実施例では、コードが位置する環境が動的に変化するため、ＧＰＳ又は地図で利用できないこともある。標識の分類及びデータ品質の改善に加えて、インフラストラクチャ物品は、高精細地図作成によって提供される場所データを補完する機会を与えてもよい。地図作成会社は、運転者及び自動車両が経路を計画し、車両を道路上に適切に位置付けることを支援する、極めて詳細な動的地図を作成している。現在の高解像度（ＨＤ）地図作成は、ＳＩＦＴ（スケール不変特徴変換）特徴の連続解析に依存して、位置特定を提供する。信頼性のある特徴を開発するためには、データ高密度地図作成が発生し、車両によって参照のためにアクセス可能な方法で記憶されてもよい。いくつかの例では、これは、時間がかかり、かつコストがかかる（経済的及び計算上の両方の意味で）。いくつかの例では、ＳＩＦＴ特徴として使用されるランドマークが変化する可能性があり、車両にとっては難しい問題を生じるが、その一方、ＳＬＡＭ（同時位置特定及び地図作成）の実行を試みる。

本開示の技術は、高精度のＧＰＳ情報を与えるとともに、ＳＩＦＴ特徴を点群データと照合する、あいまい又はエラーを生じがちな動作を低減することができる、情報を標識に埋め込むことによって、計算費用を軽減してもよい。

いくつかの光学コードは、高精度のＧＰＳ座標、及び標識固有の識別子を含んでもよい。光学コード上のファインダ及びタイミングモジュールは、平面姿勢推定技術を用いて、正確な読み取り距離ベクトル判定を可能にし得る。計算装置は、この距離ベクトルと復号されたＧＰＳ座標とを組み合わせて、現在ＧＰＳ座標と比較する基準位置を指定し、オフセット／ドリフト／エラー訂正を、したがって、ＧＰＳデータが信頼できない（例えば）都市峡谷においてさえ、位置特定を提供する。

一例として、車両マシンビジョンシステムは、その埋め込まれた光学コードを露出させる赤外線光の中に、標識の画像をキャプチャする。ファインダモジュールのサイズ及びスキューは、計算装置により、その画像を正規化して、正方形に戻すことを可能にする。モジュールのサイズは、２つの分離されたファインダモジュール間に広がる多数のピクセルによって測定されてもよい。この画素計数は、画素サイズに相関し、画素サイズは距離に比例し、それは、画像の歪曲量に基づく計算装置によるベクトル決定を可能にし、画素サイズが、標識に対する特定の距離及び方向を示すことを可能にする。標識位置の高精度のＧＰＳ座標と、車両がカメラの車両上のどこにあるかを認識してさえいれば、カメラが在る場所の正確な投影により、そこで、計算装置により、提供された標識ＧＰＳ及び適切な並進ベクトルから、車両のＧＰＳ位置を決定することができる。

一意に識別された道路標識又は位置特定のためのその他の物品を用いることは、標識が座標位置及び標識のＩＤを能動的に確認し、それは、誤った又は偽の一致が生じる可能性を低くするので、ＳＩＦＴ特徴に依存するよりもおそらくは好ましい。点群データ又はスケール不変特徴のリストは、実際には、それらの形状自体以外には、固有の識別を何も有しないかもしれない。それは、しばしば、車両は、それが、地球上の特定の場所に相関させる点又は特徴の集合を選択したことを、合理的に確信し得るが、確実ではないという状態に置かれる。つまり、車両は、恐らくその識別においておそらくは正しかったであろうが、誤った可能性もあり、それは、誤って位置を特定した予想特徴を得られない状態が始まるまで分からない。位置特定のために光学コードを使用する本開示の技術は、信頼性及び／又は確実性の向上を実現することができる。

固有のＩＤ及び高精度の位置特定を有する標識又はその他の物品を使用することにより、正しい標識が識別され、その位置が確認される、確認又は追加の信頼性情報を提供することができる。車両が標識の記憶されたＧＰＳ座標を使用する必要がない場合であっても、車両は、ＧＰＳ座標を予想ＳＩＦＴ特徴に照合することができる。これは、そのＳＩＦＴ特徴の識別性を増強することができ、その関連性の信頼レベルの増大を可能にする。いくつかの実施例では、特定の標識が、それが示すとおりの標識であり、偽装でもなければ、無効でもないことを証明するために、セキュリティ要素が導入されてもよい。

いくつかの実施例では、光学コードは、他のシステム又はモデルを訓練するために、地上真データのソースとして使用されてもよい。例示的モデルは、ニューラルネットワーク、ＳＶＭ分類子、又は任意のその他の、教師あり学習モデルを含んでもよい。光学コードに符号化されたデータは、そのようなモデルを訓練するための、地上真情報として使用されてもよい。一例として、位置特定データなどの光学コードからのデータは、任意の他の特徴とともに、特徴ベクトルにおいて構造化され、例えば画像データを分類するために使用されてもよい。例示的な分類は、画像データが特定の道路標識を示すか否かを分類することを含んでもよい。モデルに適用される特徴ベクトルに地上真の情報を含むことによって、モデルは、画像データを、特定の道路標識を含むものとして、より正確に分類することができる。デジタル的な特定データ（例えば、いくつかのＥＣＣを有する光学コードデータ）は、非デジタル的な特定データ（例えば、不十分に解像度の画像データ）とともに使用されて、非デジタル的な特定データの分類を改善してもよい。道路標識の画像データの分類の関連で説明されているが、光学コードからの地上真データを使用する技術は、より一般的に、デジタル的な特定データを使用して非デジタル的な特定データの分類子をより正確なものにするシナリオに適用されてもよい。このような技術は、分類子のための追加信号を提供してもよく、又は、分類子の結果が正しいことを検証するチェックとして働いてもよい。

いくつかの実施例では、本開示の機械可読コードは、レーダー、光検知と測距（ＬＩＤＡＲ）、近遠赤外線、又は任意のその他の好適なテクノロジーなどの１つ以上のセンサに適合してもよい。いくつかの実施例では、本開示の技術を実装する１台以上の車両は、Ｖ２Ｘ、又はその他の好適な無線テクノロジーを用いて、本開示の機械可読コードから復号された情報を交換してもよい。いくつかの実施例では、本開示の機械可読コードは、物品製作の間に物品上に直接具体化されてもよく、又は、既存の物品に後付け適用されるデカール又はその他の層を後付けしてもよい。

本開示は、既存のバーコードテクノロジーに勝る様々な利点を提供する。例えば、本開示は、バーコードから異なる距離でマシンビジョンシステムによって読み取られる異なる情報を提供するものとすることができる。本開示は、従来のバーコードに符号化され得るものよりも、コンテンツ及びコンテキスト光学要素を使用することによって、２Ｄバーコードに符号化される、より多くの情報を提供することができる。本開示は、再帰反射性基板の使用によって、より単純で、より高密度の情報符号化を提供することができる。本開示のいくつかの実施形態は、偽符号の有意な増加を伴わずに、低減された数のファインダ光学要素を提供することができ、同時に、同じコードエリアに、より大きなデータペイロードを可能にする。本開示はまた、ファインダ光学要素の複雑性、コードワードのサイズ、コードの物理的エリア、符号化されるデータの量など、２Ｄコード設計の様々な面に優先順位をつけ、同時に、データの削減、有効なデータ回復の低減、又は偽陽性コードの識別の増加などの設計選択のコストを意図的に重み付けする、意図的な決定を行うことができるように、コード設計に柔軟性をもたせてもよい。本開示は、適用エリアのサイズを最大化するために、１：１（矩形）以外のアスペクト比を含む、様々な形状を有するコードの作成を提供することができる。

本開示は、１つの例において、多次元機械可読光学コードを含む。光学コードは、複数のファインダ光学要素と、複数のコンテキスト光学要素と、複数のコンテンツ光学要素と、を含む。ファインダ光学要素は、パターンに配置され、第１の距離からマシンビジョンシステムによって検知可能である。コンテキスト光学要素は、コンテキスト情報を表し、第１の距離からマシンビジョンシステムによって検知可能である。コンテンツ光学要素は、コンテンツ情報を表し、第１の距離からマシンビジョンシステムによって検知可能ではなく、第２の距離からマシンビジョンシステムによって検知可能であり、第２の距離は第１の距離よりも小さい。

いくつかの例では、光学コードは、行と列を含むマトリックス構成に配置された複数の光学要素を含む。

いくつかの例では、ファインダ光学要素は、マシンビジョンシステムが画像内の光学コードの位置を特定することを可能にする。

いくつかの例では、光学コードは、３６個未満のファインダ光学要素を含む。

いくつかの例では、ファインダ光学要素は、中心交差パターンに配置される。

いくつかの例では、コンテキスト光学要素及びコンテンツ光学要素は、リード・ソロモンエラー訂正を可能にするように配置される。

いくつかの例では、光学コードは、少なくとも７５６ビットのデータを表す。

いくつかの例では、コンテンツ光学要素は命令情報を含む。

いくつかの例では、コンテキスト光学要素は、インストール、位置、又は製造業者の情報を含む。

いくつかの例では、本開示は、本明細書に記する基板、フィルム層、及び２次元機械可読光学コードを含む標識を含む。いくつかの例では、標識は再帰反射性層を含む。

本開示は、２次元機械可読光学コードを読み取るためのシステムを更に含む。システムは、基板と、２次元機械可読光学コードとを含む標識を含む。光学コードは、パターンに配置され、第１の距離からマシンビジョンシステムによって検知可能な複数のファインダ光学要素を備える。光学コードはまた、コンテキスト情報を表す複数のコンテキスト光学要素を含み、コンテキスト光学要素は、第１の距離からマシンビジョンシステムによって検知可能である。光学コードはまた、コンテンツ情報を表す複数のコンテンツ光学要素を備え、コンテンツ光学要素は、第１の距離でマシンビジョンシステムによって検知可能ではなく、第２の距離からマシンビジョンシステムによって検知可能であり、第２の距離は第１の距離よりも小さい。システムは、２次元機械可読光学コードを検知し、処理するためのマシンビジョンシステムを更に含む。

本開示はまた、２次元機械可読光学コードを読み取る方法を含む。本方法は、第１の距離から、マシンビジョンシステムを用いて、パターンに配置された複数のファインダ光学要素を検知することを含む。本方法は、第１の距離から、マシンビジョンシステムを用いて、コンテキスト情報を表す複数のコンテキスト光学要素を検知することを更に含む。本方法は、第２の距離から、マシンビジョンシステムを用いて、コンテンツ情報を表す複数のコンテンツ光学要素を検知することを更に含み、コンテンツ光学要素は、第１の距離でマシンビジョンシステムによって検知可能ではなく、第２の距離は第１の距離よりも短い。

いくつかの例では、光学コードは、行と列を含むマトリックス構成に配置された複数の光学要素を含む。

いくつかの例では、ファインダ光学要素は、マシンビジョンシステムが画像内の光学コードの位置を特定することを可能にする。

いくつかの例では、光学コードは、３６個未満のファインダ光学要素を含む。

いくつかの例では、ファインダ光学要素は、中心交差パターンに配置される。

いくつかの例では、コンテキスト光学要素及びコンテンツ光学要素は、リード・ソロモンエラー訂正を可能にするように配置される。

いくつかの例では、光学コードは、７×７のサイズを有し、少なくとも６３ビットのデータを表す。

いくつかの例では、コンテンツ光学要素は命令情報を含む。

いくつかの例では、コンテキスト光学要素は、インストール、場所、又は製造業者の情報を含む。

バーコードは、様々な車両への適用に使用されてきた。車両への適用で使用される場合、バーコードは、ライセンスプレート又は標識上に置くことができる。バーコードは、いくつかの例では自動車両認識（ＡＶＲ）システムであってもよいマシンビジョンシステムを使用して読み取ることができる。そのようなシステムの例示的な用途には、例えば、自動料金徴収（例えば、電子料金徴収システム）、交通法執行（例えば、赤信号無視システム、速度取締りシステム）、交通標識又は輸送インフラストラクチャのその他の要素の情報検知、犯罪に関連する車両の捜査、アクセス制御システム、及び施設アクセス制御が含まれる。理想的なマシンビジョンシステムは、高い正確度（すなわち、１００％正確度）の結果を提供し、高い正確度で、距離を置いてバーコードを読み取ることができる。

ナンバープレート、標識、又は任意のその他の制御されない環境上のバーコードを読み取ることは、（１）ナンバープレート又は標識材料の反射特性を変化させること、（２）マシンビジョンシステムの解像度を変化させること、（３）マシンビジョンシステムが取り付けられている物体の、バーコードを有する物体と比較した相対速度、（４）周囲照明の幅広いばらつき、（５）ナンバープレート又は標識の設置位置及び／又は傾斜、（６）例えば、他の車両、汚れ、雪、道路上の物品、自然の障壁などによる、ナンバープレート又は標識のオクルージョン、（７）道路の垂直又は水平の湾曲などを含む、多様な難しい課題に直面する。

標識及びナンバープレート上のバーコードは、数多くの特許及び出願に記載されているように、既知である。いくつかの刊行物（例えば、欧州特許公開第０４１６７４２号、及び米国特許第６，８３２，７２８号）が、ナンバープレートの機械可読部分に、所有者情報、連続番号、車両タイプ、車両重量、プレートナンバー、州、プレートタイプ、及び郡のうちの１つ以上を含めることについて論じている。国際特許公開第ＷＯ ２０１３／１４９１４２号には、バーコードが記載されており、そこでは、フレーム化及び可変情報が、２つの異なる条件の下で得られる。いくつかの実施形態において、フレーム化情報は、人間により可読な情報によって提供され、可変情報は、機械可読情報によって提供される。欧州特許公開第０４１６７４２号、米国特許第６，８３２，７２８号、及び国際特許公開第ＷＯ ２０１３／１４９１４２号はすべて、その全体が本明細書に組み込まれる。

高コントラストナンバープレート及び標識を作成する、いくつかの従来技術の方法は、赤外波長範囲で吸収し、可視波長範囲で透過する材料を含むことを伴う。例えば、米国特許第６，８３２，７２８号には、可視光透過、赤外線不透過のしるしを含むナンバープレートが記載されている。米国特許第７，３８７，３９３号には、ナンバープレートにコントラストを生み出す赤外遮断材料を含むナンバープレートが記載されている。米国特許第３，７５８，１９３号には、再帰反射性シート材において使用するための赤外線透過、可視光吸収性の材料が記載されている。米国特許第３，７５８，１９３号及び第７，３８７，３９３号は、全体が、参照により本明細書に組み込まれる。

各々、２０１７年４月１４日に出願された代理人整理番号７６３５５ＵＳ００３及び７８８７４ＵＳ００３によって識別される米国特許仮出願は、全体が、参照により本明細書に組み込まれる。

ＡＬＰＲシステムで使用するための高コントラストナンバープレートを作成する、別の方法が、米国特許公開第２０１０−０１５１２１３号に記載されており、この方法は、赤外線反射材料を光学活性（例えば、反射性又は再帰反射性）基板に隣接して配置し、それにより、光学活性基板が赤外線放射源によって照明されたときに、赤外反射材料が、赤外線センサによって読取り可能なパターンを形成することを伴う。米国特許公開第２０１０−０１５１２１３号は、全体が、参照により本明細書に組み込まれる。

上記の実施形態のいずれかに関連して説明される特徴は、異なる実施形態の間で互換的に適用可能であることは、当業者には明らかであろう。上記の実施形態は、本開示の様々な特徴を例示するための実施例である。

本明細書の説明及び特許請求の範囲を通じて、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」という語、及びそれらの変形は、「含むが、これらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」を意味し、それらは、他の半分部分、付加、構成部分、整数、又はステップを排除することを意図するものではない（そして、除外しない）。本明細書の説明及び特許請求の範囲を通じて、単数形は、文脈が別に要求しない限り、複数を包含する。特に、不定冠詞が使用される場合、本明細書は、文脈が別に要求しない限り、単数性とともに、複数性も意図していると理解されるべきである。

本開示の特定の態様、実施形態、又は実施例と併せて説明される特徴、整数、特性、又は群は、そこで矛盾しない限り本明細書に記載の任意のその他の態様、実施形態、又は実施例に適用可能であると理解されるべきである。本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）に開示される全ての特徴、及び／又は、そこに開示される方法あるいはプロセスの全てのステップは、任意の組み合わせで、組み合わせてよいが、そのような特徴及び／又はステップの少なくともいくつかが相互排除的である組み合わせは除外される。本開示は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本開示は、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）に開示される特徴の任意の新規な１つ、又は任意の新規な組み合わせまで、又は、そこに開示される方法あるいはプロセスのステップの、新規な１つあるいは任意の新規な組み合わせまで、拡張される。

１つ以上の実施例において、記述された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせにより実現してよい。ソフトウェアで実現された場合、これらの機能は、１つ以上の命令又はコードとして、コンピュータ可読媒体に記憶されるか、又はそれを介して送信され、ハードウェアベースの処理ユニットによって実行してもよい。コンピュータ可読媒体としては、データ記憶媒体などの有形媒体に対応するコンピュータ可読記憶媒体、又は、例えば、通信プロトコルに従って１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの伝送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体を挙げることができる。このようにして、コンピュータ可読媒体は、一般的に（１）非一時的な有形コンピュータ可読記憶媒体、又は（２）信号あるいは搬送波などの通信媒体に対応してもよい。データ記憶媒体は、本開示に記述される技術の実現のための命令、コード、及び／又はデータ構造を検索取得するために、１つ以上のコンピュータ又は１つ以上のプロセッサによってアクセスすることができる、任意の利用可能な媒体とすることができる。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読媒体を含むことができる。

例として、このようなコンピュータ可読記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはその他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ、あるいはその他の磁気ストレージデバイス、フラッシュメモリ、又は、命令あるいはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを格納するのに用いることができるとともに、コンピュータによってアクセス可能な、その他の任意の媒体を含むことができるが、これらに限定されない。また、いかなる接続も、正しくは、コンピュータ可読媒体と呼ばれる。例えば、命令が、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は、赤外線、無線通信、及びマイクロ波などの無線テクノロジーを用いて、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信されるのであれば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は、赤外線、無線通信、及びマイクロ波などの無線テクノロジーは、媒体の定義に含まれる。しかし、コンピュータ可読記憶媒体及びデータ記憶媒体は、接続、搬送波、信号、又はその他の一時的媒体を含まず、代わりに、非一時的の有形記憶媒体を対象としていることを理解されたい。使用されるディスク（ｄｉｓｋ）及びディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ，ＣＤ）、レーザディスク（ｌａｓｅｒ ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ，ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｆｌｏｐｐｙ ｄｉｓｋ）、及びブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ）を含み、ｄｉｓｋは、たいていは、データを磁気的に再生し、ｄｉｓｃは、データをレーザによって光学的に再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれなければならない。

命令は、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブル論理アレイ（ＦＰＧＡ）、又は他の同等な集積あるいは離散型論理回路などの、１つ以上のプロセッサによって実行されてよい。したがって、使用される用語「プロセッサ」は、前述の構造のうちのいずれか、又は説明した技術の実装に適した任意のその他の構造を指すことができる。加えて、いくつかの態様では、記述された機能は、専用のハードウェア及び／又はソフトウェアモジュール内に設けることができる。また、その技術は、１つ以上の回路又は論理要素に完全に実装することができる。

本開示の技術は、無線ハンドセット、集積回路（ＩＣ）、又はＩＣのセット（例えば、チップセット）を含む、多様なデバイス又は装置に実装することができる。開示された技術を実行するように構成されたデバイスの機能的な側面を強調するために、様々なコンポーネント、モジュール、又はユニットを本開示で説明しているが、様々なハードウェアユニットによる具現化が必ずしも必要ではない。むしろ、上述したように、様々なユニットは、好適なソフトウェア及び／又はファームウェアと併せて、上述したような１つ以上のプロセッサを含む、ハードウェアユニットに組み合わされるか、又は相互動作するハードウェアユニットの集合によって提供されてもよい。

実施例により、本明細書で説明した方法のいずれかの特定の行為又はイベントは、異なる順序で実行することができ、追加、結合、又はまったく省略することができる（例えば、説明した行為又はイベントのすべてが方法の実践のために必要であるわけではない）ことを認識されたい。更に、特定の実施例では、行為又はイベントは、順次ではなく、例えば、マルチスレッド処理、割込処理、又は複数のプロセッサにより、同時に実行することができる。

いくつかの実施例では、コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的媒体を含む。用語「非一時的」とは、いくつかの実施例では、記憶媒体が搬送波又は伝搬信号に具現化されないことを示す。特定の実施例では、非一時的記憶媒体は、経時的に変化し得るデータを（例えば、ＲＡＭ又はキャッシュに）記憶する。

様々な実施例を説明した。これらの及び他の実施例は、以下の特許請求の範囲内である。

Claims (30)

1. 物理的表面を含む基材と、
   前記物理的表面に組み込まれた親光学要素の組と子光学要素の組の階層であって、前記親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、前記子光学要素の組は、それぞれが前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含む、親光学要素の組と子光学要素の組の階層と、
   を備え、
   前記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、前記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、前記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記第１の符号化された値と前記第２の符号化された値は異なり、前記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い距離から復号可能ではなく、前記第１の符号化された値は、前記閾値距離よりも長い前記距離から復号可能である、物品。
2. 前記子光学要素の組の各光学要素は、前記親光学要素の組の１つの光学要素内に含まれている、請求項１に記載の物品。
3. 前記視覚的外観は、異なる度合の輝度を有する階調度値の範囲内における輝度の度合を示す視覚的階調度値である、請求項１に記載の物品。
4. 前記親光学要素の組及び前記子光学要素の組の各それぞれの光学要素は、符号化された値の組のうちの符号化された値を表し、前記符号化された値の組は、前記それぞれの光学要素の視覚的な区別可能性に基づいて区別可能である、請求項１に記載の物品。
5. 前記親光学要素の組及び前記子光学要素の組はＱＲコードに含まれていない、請求項１に記載の物品。
6. 前記距離は第１の距離であり、前記第１の距離は、画像取り込み装置によって取り込まれた画像の解像度が、前記子光学要素の組のうち視覚的に互いに異なる１つ以上の光学要素同士を、区別可能性の閾値を超えて視覚的に区別しない距離である、請求項１に記載の物品。
7. 前記第１の複数の光学要素は、前記物品を記述するコンテキスト情報を表し、
   前記第２の複数の光学要素は、前記コンテキスト情報を記述するコンテンツ情報を表す、
   請求項１に記載の物品。
8. 前記第１の複数の光学要素は、前記第２の複数の光学要素と重ならない、請求項１に記載の物品。
9. 前記基材は複数のファインダ光学要素を含み、前記ファインダ光学要素は、マシンビジョンシステムが画像内の前記親光学要素の組又は前記子光学要素の組のうちの１つ以上の場所を突き止めることを可能にする、請求項１に記載の物品。
10. 前記物品は、交通標識、ナンバープレート、衣類、又はデカールのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の物品。
11. 物理的表面を含む基材を有する物品の画像を、計算装置によって受け取ることであって、
    親光学要素の組と子光学要素の組の階層が前記物理的表面に組み込まれ、前記親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、前記子光学要素の組は、それぞれが前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含み、
    前記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、前記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、前記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記第１の符号化された値と前記第２の符号化された値は異なり、前記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い第１の距離から復号可能ではなく、前記第１の符号化された値は、前記閾値距離よりも長い前記第１の距離から復号可能である、ことと、
    前記閾値距離よりも長い前記第１の距離において取り込まれた画像を用いて、前記第２の符号化された値を復号することなく前記第１の符号化された値を復号することと、
    前記第１の符号化された値に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの動作を実行することと、
    を含む方法。
12. 前記第１の符号化された値を復号することは、
    前記画像内のそれぞれの光学要素の組のそれぞれの予め定められた場所を示す光学要素の組の場所データに少なくとも部分的に基づいて、前記親光学要素の組を決定することと、
    前記親光学要素の組の中でのそれぞれの光学要素のそれぞれの予め定められた場所を示す光学要素の場所データに少なくとも部分的に基づいて、前記親光学要素の組の前記それぞれの光学要素各々に対応するそれぞれの階調度値を決定することと、
    前記それぞれの階調度値と符号化された値との間のマッピングに少なくとも部分的に基づいて、メッセージの少なくとも一部分を決定することと、
    を含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記子光学要素の組の各光学要素は、前記親光学要素の組の１つの光学要素内に含まれる、請求項１１に記載の方法。
14. 前記視覚的外観は、異なる度合の輝度を有する階調度値の範囲内における輝度の度合を示す視覚的階調度値である、請求項１１に記載の方法。
15. 前記親光学要素の組及び前記子光学要素の組の各それぞれの光学要素は、符号化された値の組のうちの符号化された値を表し、前記符号化された値の組は、前記それぞれの光学要素の視覚的区別可能性に基づいて区別可能である、請求項１１に記載の方法。
16. 前記親光学要素の組及び前記子光学要素の組はＱＲコードに含まれない、請求項１１に記載の方法。
17. 前記距離は第１の距離であり、前記第１の距離は、画像取り込み装置によって取り込まれた画像の解像度が、前記子光学要素の組のうち視覚的に互いに異なる１つ以上の光学要素同士を、区別可能性の閾値を超えて視覚的に区別しない距離である、請求項１１に記載の方法。
18. 前記第１の複数の光学要素は、前記物品を記述するコンテキスト情報を表し、
    前記第２の複数の光学要素は、前記コンテキスト情報を記述するコンテンツ情報を表す、
    請求項１１に記載の方法。
19. 前記第１の複数の光学要素は、前記第２の複数の光学要素と重ならない、請求項１１に記載の方法。
20. 前記基材は複数のファインダ光学要素を含み、前記ファインダ光学要素は、マシンビジョンシステムが画像内の前記親光学要素の組又は前記子光学要素の組のうちの１つ以上の場所を突き止めることを可能にする、請求項１１に記載の方法。
21. 前記物品は、交通標識、ナンバープレート、衣類又はデカールのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
22. 前記少なくとも１つの動作を実行することは、
    出力用にアラートを生成すること、
    出力用にレポートを生成すること、
    前記メッセージを保存すること、又は
    車両の動作を変更すること、
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
23. 前記計算装置は車両内に含まれている、請求項１１に記載の方法。
24. 前記画像は第１の画像であり、前記方法は、
    前記閾値距離を下回るか又は前記閾値距離に等しい第２の距離において取り込まれた、前記物品の第２の画像を受け取ることと、
    前記第２の符号化された値を復号することと、
    前記第２の符号化された値を復号することに少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの動作を実行することと、
    を更に含む、請求項１１に記載の方法。
25. １つ以上のコンピュータプロセッサと、
    前記１つ以上のコンピュータプロセッサによって実行されたときに、前記１つ以上のコンピュータプロセッサに請求項１１〜２４のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含むメモリと、
    を含む計算装置。
26. 実行されたときに、計算装置の少なくとも１つのプロセッサに請求項１１〜２４のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令が符号化された、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
27. 請求項１１〜２４のいずれか一項に記載の方法を実行する手段を含む装置。
28. 画像取り込み装置と、
    前記画像取り込み装置に通信可能に結合された計算装置と、
    を備えるシステムであって、前記計算装置は、１つ以上のコンピュータプロセッサと、命令を含むメモリと、を備え、前記命令は、前記１つ以上のコンピュータプロセッサによって実行されたときに前記１つ以上のコンピュータプロセッサに、
    物理的表面を含む基材を有する物品の画像を受け取らせ、
    親光学要素の組と子光学要素の組の階層が前記物理的表面に組み込まれ、前記親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、前記子光学要素の組は、それぞれが前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含み、
    前記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、前記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、前記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記第１の符号化された値と前記第２の符号化された値は異なり、前記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い第１の距離から復号可能ではなく、前記第１の符号化された値は、前記閾値距離よりも長い前記第１の距離から復号可能であり、
    前記命令は前記１つ以上のコンピュータプロセッサに、
    前記閾値距離よりも長い前記第１の距離において取り込まれた画像を用いて、前記第２の符号化された値を復号することなく前記第１の符号化された値を復号させ、
    前記第１の符号化された値に少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの動作を実行させる、
    システム。
29. 前記メモリは、前記１つ以上のコンピュータプロセッサによって実行されたときに前記１つ以上のコンピュータプロセッサに請求項１１〜２４のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含む、請求項２８に記載のシステム。
30. 物理的表面を含む基材を有する物品を構築する方法であって、
    親光学要素の組と子光学要素の組の階層とを特定する印刷仕様を受け取ることであって、前記親光学要素の組は、それぞれが第１の大きさである第１の複数の光学要素を含み、前記子光学要素の組は、それぞれが前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさである第２の複数の光学要素を含む、ことと、
    前記印刷仕様に少なくとも部分的に基づいて、前記親光学要素及び前記子光学要素が前記物理的表面に組み込まれた前記物品を構築することであって、前記親光学要素の組によって表される第１の符号化された値は、前記子光学要素の組のうち特定の光学要素の視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記特定の光学要素によって表される第２の符号化された値は、前記視覚的外観に少なくとも部分的に基づいており、前記第１の符号化された値と前記第２の符号化された値は異なり、前記第２の符号化された値は、閾値距離よりも長い第１の距離から復号可能ではなく、前記第１の符号化された値は、前記閾値距離よりも長い前記第１の距離から復号可能である、ことと、
    を含む方法。

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