JP3448120B2 - デジタル情報記録担体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、記録面にデジタル情
報を２次元パターンとして記録するデジタル情報記録担
体に関する。また、そのようなデジタル情報記録担体を
作成できるデジタル情報記録方法および装置に関する。
また、そのようなデジタル情報記録担体に記録されたデ
ジタル情報を読み取って解読することができるデジタル
情報解読方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録面に２次元的にマトリクスを並べて
デジタル情報を記録する方式として、例えば図５０に示
すような２次元データコードが知られている（特開平０
２−０１２５７９号公報）。この２次元データコード
は、記録担体の記録面２２０にビットに対応する行列状
の枡目を仮想的に設定し、各枡目にデータを表す白色ま
たは黒色を付してデジタル情報を記録するものである。

【０００３】一般に、このような記録方式では、読み取
りの便宜のために、記録面２２０に情報記録領域２１９
の向きや枡目の大きさ（データ密度）を表す制御情報が
設けられる。図５０の例では、制御情報として、矩形の
情報記録領域２１９の外周のうち隣り合う２辺２２１に
黒の枡目を連結してなる直線部２１２を設けるととも
に、残りの２辺２３１に白の枡目と黒の枡目とが交互に
連なるクロッキング情報部２１６を設けている。読み取
り時には、直線部２１２によって情報記録領域２１９の
向きが検出され、クロッキング情報部２１６によって枡
目の大きさが検出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のデジタル情報記録方式では、クロッキング情報部２
１６が情報記録領域２１９の外周に沿って設けられてい
るため、情報記録領域２１９の面積が大きくなるとクロ
ッキング情報部２１６とデータとの距離が離れる。この
ため、情報記録領域２１９の中央近傍では、記録面２２
０の歪みや読取装置（スキャナやＣＣＤカメラなど）の
特性などによって、記録時と読取時のデータ位置のずれ
が大きくなり、読み取りエラーが生ずることがある。例
えば、５行目４列目の桝目の情報を読み出す予定が、誤
って６行目５列目の桝目の情報を読み取ってしまうこと
になる。このため、従来のデジタル情報記録方式では、
情報記録領域２１９の面積を大きくして記憶容量を増大
することができないという問題がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、情報記録領域
の面積を大きくしても情報記録領域全域について読み取
りエラーが発生するのを防止でき、したがって記憶容量
を増大することができるデジタル情報記録担体を提供す
ることにある。また、そのようなデジタル情報記録担体
を作成できるデジタル情報記録方法および装置を提供す
ることにある。また、そのようなデジタル情報記録担体
に記録されたデジタル情報を読み取って解読することが
できるデジタル情報解読方法および装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載のデジタル情報記録担体は、平面状
の記録面内に設けられた情報記録領域に、ビットに対応
する行列状の桝目を仮想的に設定し、記録すべきデジタ
ル情報に応じた光学的に認識可能なマークを上記各桝目
にその桝目を単位として付与して、上記記録すべきデジ
タル情報を２次元パターンとして記録したデジタル情報
記録担体であって、上記情報記録領域の外周から離間し
た内部に、複数の枡目に上記マークを、上記記録すべき
デジタル情報と見分けることが可能な所定のパターンで
付してなる特定パターンが配置されていることを特徴と
している。ここで「桝目を単位として付与」とは、デジ
タル情報に応じた光学的に認識可能なマークを、各桝目
の全域を占めるように付与することを意味する。

【０００７】また、請求項２に記載のデジタル情報記録
担体は、請求項１に記載のデジタル情報記録担体におい
て、上記情報記録領域の全域にわたって上記特定パター
ンが複数個分散して配置されていることを特徴としてい
る。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【作用】請求項１のデジタル情報記録担体では、本来記
録すべきデジタル情報と見分けることが可能な特定パタ
ーンが情報記録領域の外周から離間した内部に配置され
ているので、情報記録領域の中央近傍が歪んだとして
も、上記特定パターンの位置に基づいて上記情報記録領
域の中央近傍の枡目の位置が精度良く求められる。した
がって、情報記録領域の面積を大きくしても、情報記録
領域の中央近傍で読み取りエラーが発生することがな
い。また、情報記録領域の周辺部では、従来と同様にク
ロッキング情報を設けたり、上記特定パターンを設ける
ことによって、読み取りエラーの発生が防止される。し
たがって、情報記録領域の面積を大きくして記憶容量を
増大することが可能となる。

【００２４】請求項２のデジタル情報記録担体では、上
記情報記録領域の全域にわたって上記特定パターンが複
数個分散して配置されているので、上記情報記録領域の
全域で任意の枡目の位置が精度良く求められる。したが
って、情報記録領域の面積を大きくして記憶容量を増大
することが可能となる。

【００２５】上記デジタル情報記録担体では、上記特定
パターンは、正方形状に連結され、上記マークとして明
が付された４個の枡目からなる中央閉領域と、この中央
閉領域の周囲を連なって取り囲み、上記マークとして暗
が付された１２個の枡目からなる環状部とからなってい
てもよい。これによって、情報記録領域内で特定パター
ンを見つけることが容易になる。また、特定パターンを
構成する枡目の数が比較的少なくなる。また、上記特定
パターンは、近傍に同一又は類似のパターンが本来の記
録情報として現れた場合に、そのパターンと重なりにく
い。また、上記特定パターンは印刷時の汚れやインクの
にじみなどの影響を受けにくい。また、特定パターンを
見つけるアルゴリズムが簡単になる。

【００２６】上記デジタル情報記録担体では、上記特定
パターンは、上記マークとして暗が付された１個の枡目
からなる中心部と、この中心部の周囲を連なって取り囲
み、上記マークとして明が付された８個の枡目からなる
第１環状部と、この第１環状部の周囲を連なって取り囲
み、上記マークとして暗が付された１６個の枡目からな
る第２環状部とからなっていてもよい。これによって、
上記と同様に、情報記録領域内で特定パターンを見つけ
ることが容易になる。また、特定パターンを構成する枡
目の数が比較的少なくなる。また、上記特定パターン
は、近傍に同一又は類似のパターンが本来の記録情報と
して現れた場合に、そのパターンと重なりにくい。ま
た、上記特定パターンは印刷時の汚れやインクのにじみ
などの影響を受けにくい。また、特定パターンを見つけ
るアルゴリズムが簡単になる。

【００２７】上記デジタル情報記録担体では、上記特定
パターンは、上記情報記録領域の内部に比して上記情報
記録領域の周辺部に高密度に配置されることにより、読
取装置の特性上歪みが生じやすい周辺部の読み取り精度
が高まり、読み取りエラーの発生が防止される。

【００２８】上記デジタル情報記録担体では、上記特定
パターンは、上記情報記録領域の周辺部に比して上記情
報記録領域の内部に高密度に配置されることにより、上
記情報記録領域の中央近傍の読み取り精度が高まり、読
み取りエラーの発生が防止される。

【００２９】上記デジタル情報記録担体では、上記情報
記録領域は矩形状の領域であり、この情報記録領域の四
隅に上記特定パターンが配置されることにより、この四
隅の特定パターンを探索することによって、記録面内で
情報記録領域が占める範囲が容易に判別される。

【００３０】上記デジタル情報記録担体では、上記四隅
に配置された特定パターンは、上記情報記録領域に配置
された他の特定パターンに対して形状や明暗が異ならせ
ることにより、この異なった特定パターンを探索するこ
とによって、記録面内で情報記録領域が占める範囲が容
易に判別される。

【００３１】上記デジタル情報記録担体では、上記四隅
に配置された特定パターンの一部は、この四隅の特定パ
ターンの組が上記記録面の面内での９０°、１８０°又
は２７０°の回転に対して非対称となるように、上記四
隅に配置された残りの特定パターンに対して形状や明暗
が異ならせることにより、上記情報記録領域の天地左右
が容易に認識される。

【００３２】上記デジタル情報記録担体では、上記情報
記録領域に、上記マークとして一定の明暗を持つ特定パ
ターンと、本来の記録情報を表す周囲の枡目とコントラ
ストをなすように上記特定パターンの明暗を反転してな
る特定パターンとが配置することにより、上記特定パタ
ーンと本来の記録情報を表す周囲の枡目との境界が容易
に認識される。この結果、各特定パターンが容易に探索
される。

【００３３】ここで、平面状の記録面内に設けられた情
報記録領域に、ビットに対応する行列状の桝目を仮想的
に設定し、上記各桝目に記録すべきデジタル情報に応じ
た光学的に認識可能なマークを付与して、上記記録すべ
きデジタル情報を２次元パターンとして記録するデジタ
ル情報記録方法であって、上記情報記録領域の外周から
離間した内部に、特定の形状に連結した複数の枡目に上
記マークを所定のパターンで付してなる特定パターンを
配置するとともに、上記情報記録領域のうち上記特定パ
ターンを配置すべき領域以外の領域に、本来記録すべき
デジタル情報を記録するといった、デジタル情報記録方
法によれば、請求項１，２や上記に記載のデジタル情報
記録担体が簡単に作成され得る。

【００３４】ここで、上述のデジタル情報記録方法にお
いて、上記情報記録領域のうち上記特定パターンを配置
すべき領域以外の領域に、本来記録すべきデジタル情報
を記録した後、上記特定パターンを配置すべき領域の周
囲の枡目の明暗と、上記特定パターンのうち上記周囲の
枡目に隣接する部分の明暗とを比較して、比較した明暗
が一致するとき、上記特定パターンを配置すべき領域
に、上記特定パターンに代えて、上記特定パターンの明
暗を反転してなる特定パターンを配置することによっ
て、作成したデジタル情報記録担体の記録面で、上記特
定パターンと本来の記録情報を表す周囲の枡目との境界
が容易に認識される。この結果、各特定パターンが容易
に探索される。

【００３５】ここで、請求項１、２や上記に記載のデジ
タル情報記録担体に記録された情報を解読するデジタル
情報解読方法であって、上記情報記録領域内で上記特定
パターンを探索してその位置を求め、上記探索した特定
パターンのうち、特定の２行および２列に位置する４個
の特定パターンの位置に基づいて、本来の情報が記録さ
れた任意の桝目の位置を比例配分によって算出し、上記
算出した位置の枡目が表すビット情報を読み取り、この
ビット情報に基づいて上記記録面に記録されたデジタル
情報を再現するといったデジタル情報解読方法によれ
ば、デジタル情報記録担体の記録面に記録されたデジタ
ル情報が簡単に再現され得る。

【００３６】ここで、上述のデジタル情報解読方法にお
いて、上記情報記録領域内で請求項３に記載の特定パタ
ーンを探索する場合、上記特定パターンの中央閉領域が
存在すべき基準位置の明暗を調べて、上記基準位置の明
暗が明であるとき上記基準位置が上記中央閉領域に含ま
れていると判断するステップと、上記基準位置を含む明
が連結された領域について、この領域の面積、幅および
高さがそれぞれ一定範囲内にあるか否かを調べて、この
領域が上記中央閉領域であることを確認するステップと
によって、上記特定パターンを認識するようにしたデジ
タル情報解読方法によれば、上記情報記録領域内で、た
とえば、上記段落番号００２５に記載の特定パターンを
探索する場合、その特定パターンが簡単かつ容易に認識
される。

【００３７】ここで、上述のデジタル情報解読方法にお
いて、上記情報記録領域内で請求項４に記載の特定パタ
ーンを探索する場合、上記特定パターンの中心部が配置
されているべき基準位置の明暗を調べて、上記基準位置
が暗であるとき上記基準位置が上記中心部に含まれてい
ると判断するステップと、上記基準位置を含む暗が連結
された領域について、この領域の面積、幅および高さと
がそれぞれ一定範囲内にあるか否かを調べて、この領域
が上記中心部であることを確認するステップと、上記領
域から明領域を経て上下左右いずれか一定距離以内に暗
領域が現れ、かつ、上記明領域と暗領域の境界に沿って
一周できたとき、上記明領域が上記第１環状部であるこ
とを確認するステップとによって、上記特定パターンを
認識するようにしたデジタル情報解読方法によれば、上
記情報記録領域内で、たとえば、段落番号００２６に記
載の特定パターンを探索する場合、その特定パターンが
簡単かつ容易に認識される。

【００３８】ここで、デジタル情報記録装置として、平
面状の記録面内に設けられた情報記録領域に、ビットに
対応する行列上の桝目を仮想的に設定し、上記各桝目に
記録すべきデジタル情報に応じた光学的に認識可能なマ
ークを付与して、上記記録すべきデジタル情報を２次元
パターンとして記録するデジタル情報記録装置であっ
て、上記記録すべきデジタル情報を入力するための入力
手段と、上記情報記録領域の外周から離間した内部に、
特定の形状に連結した複数の枡目に上記マークを所定の
パターンで付してなる特定パターンを配置するととも
に、上記情報記録領域のうち上記特定パターンを配置す
べき領域以外の領域に、本来記録すべきデジタル情報を
配置して、上記記録面に印刷すべき２次元パターンを生
成するパターン生成手段と、上記パターン生成手段によ
って生成された２次元パターンを記録面に印刷する印刷
手段を備えることにより、まず、入力手段が記録すべき
デジタル情報を入力する。次に、パターン生成手段が情
報記録領域の外周から離間した内部に、特定の形状に連
結した複数の枡目に上記マークを所定のパターンで付し
てなる特定パターンを配置するとともに、上記情報記録
領域のうち上記特定パターンを配置すべき領域以外の領
域に、本来記録すべきデジタル情報を配置して、上記記
録面に印刷すべき２次元パターンを生成する。そして、
印刷手段が、上記パターン生成手段によって生成された
２次元パターンを記録面に印刷する。したがって、請求
項１、２や上記に記載のデジタル情報記録担体が簡単に
作成され得る。

【００３９】ここで、デジタル情報解読装置として、の
デジタル情報記録担体からデジタル情報を読み取って解
読するデジタル情報解読装置であって、上記記録面に記
録された２次元パターンを読み取って、上記２次元パタ
ーンを表す情報を出力する読取手段と、上記読取手段の
出力情報が表す２次元パターン内で上記特定パターンを
探索してその位置を求め、上記探索した特定パターンの
うち、特定の２行および２列に位置する４個の特定パタ
ーンの位置に基づいて、本来の情報が記録された任意の
桝目の位置を比例配分によって算出し、上記算出した位
置の枡目が表すビット情報を読み取り、このビット情報
に基づいて上記記録面に記録されたデジタル情報を再現
する情報解読手段と、上記情報解読手段が再現したデジ
タル情報を出力する出力手段を備えることにより、ま
ず、読取手段が、デジタル情報記録担体の記録面に記録
された２次元パターンを読み取って、上記２次元パター
ンを表す情報を出力する。次に、情報解読手段が、上記
読取手段の出力情報が表す２次元パターン内で上記特定
パターンを探索してその位置を求め、上記探索した特定
パターンのうち、特定の２行および２列に位置する４個
の特定パターンの位置に基づいて、本来の情報が記録さ
れた任意の桝目の位置を比例配分によって算出し、上記
算出した位置の枡目が表すビット情報を読み取り、この
ビット情報に基づいて上記記録面に記録されたデジタル
情報を再現する。そして、出力手段が、上記情報解読手
段が再現したデジタル情報を出力する。したがって、請
求項１、２や上記記載のデジタル情報記録担体に記録さ
れたデジタル情報が簡単に解読され得る。

【００４０】

【実施例】以下、この発明を実施例により詳細に説明す
る。

【００４１】（１）デジタル情報記録担体の基本構成に
ついて 図１はこの発明の一実施例のデジタル情報記録担体の態
様を示し、図２はこの記録担体を模式的に示している。

【００４２】このデジタル情報記録担体の記録面２０に
は、デジタル情報のビットに対応する行列状の正方形の
桝目が仮想的に設定され、上記各桝目には、光学的に認
識可能なマークとして“０”を表す白（明）または
“１”を表す黒（暗）が付されている（なお、黒は便宜
上ハッチングを施して表している。）。これにより、記
録面２０にデジタル情報が２次元パターンとして記録さ
れている。

【００４３】上記記録面２０内で、実際に情報が記録さ
れている情報記録領域２３内には、本来の記録情報を表
す領域２１の隙間に、特定の形状に連結した複数の枡目
に特定のパターンで白黒を付してなる特定パターン２２
が複数配置されている。この例では、矩形の情報記録領
域２３内に、縦４×横３の合計１２個の特定パターン２
２が縦横一定間隔で行列状に配置されている。図２によ
って良く分かるように、特定パターン２２の配列で最上
段、最下段、左列、右列に属する１０個の特定パターン
２２は情報記録領域２３の外周に沿って配置され、残り
の２個の特定パターン２２は情報記録領域２３の外周か
ら離間した内部（中央部近傍）に配置されている。な
お、この例では、特定パターン２２として図７に示す特
定パターン２２Ｂが採用されている（特定パターン自体
については後に詳述する）。

【００４４】このように、情報記録領域２３の外周から
離間した内部に特定パターン２２が配置されている場
合、記録されているデジタル情報を読み取るとき、記録
面２０に多少歪みがあったとしても、デジタル情報を正
確に読み取ることができる。

【００４５】例えば、図３(b)に示すように、従来の如
く情報記録領域２３の外周に沿ってクロッキング情報３
１を設けただけでは、記録面２０に歪みが生じた場合、
情報記録領域２３の外周から離間した内部で、例えば第
５行第４列目の枡目の情報を読み取る予定が、誤って第
６行第５列目の枡目の情報を読み取ることがある。これ
に対して、上述の如く情報記録領域２３の外周から離間
した内部に特定パターン２２が配置されている場合、図
３(a)に示すように、記録面２０に歪みが生じたとして
も、その歪みに応じて、特定パターン２２が例えば本来
の位置５３から位置５４へ移動する。したがって、ある
桝目（本来は位置５５に存在する）の情報を読み出す場
合に、近傍の特定パターン２２の移動量５１（図中、矢
印で示す）に基づいて、その桝目の実際の位置５６を知
ることができる。したがって、その枡目に記録されてい
る情報を正確に読み取ることができる。

【００４６】ここで問題となるのは、読み取るべき桝目
の移動量５２と、その近傍の特定パターン２２の移動量
５１との差である。この差が大きい（例えばこの差が１
桝目分を超える場合）には読み取り誤りが生じてしまう
が、特定パターン２２，２２間の間隔を狭くして、読み
取るべき桝目と特定パターンとを接近させることによ
り、そのような読み取り誤りを低減することができる。

【００４７】逆にいえば、特定パターン２２の移動量に
基づいて、読み取るべき桝目の位置ずれを修正できる程
度に、特定パターン２２，２２間の間隔を狭く設定すべ
きである。しかし、あまりに特定パターン２２，２２間
の間隔を狭くしすぎると、情報記録領域２３に占める特
定パターン２２の数が多くなり過ぎて、記録できる情報
量が少なくなる。したがって、その両方の観点から、特
定パターン２２，２２間の間隔は適当な値に設定され
る。

【００４８】この情報記録担体から例えばラインセンサ
やＣＣＤカメラを用いて情報を読み取ろうとする場合、
ラインセンサの両端やＣＣＤカメラの視野の周辺部は歪
みが生じやすい傾向にある。このような場合、図４に示
すように、特定パターンを情報記録領域２３の周辺部に
高密度に配置する。つまり、読取装置の特性に応じて、
比較的大きな読み取り歪みの生じやすいところに特定パ
ターン２２を高密度に配置するのである。これにより、
読み取り誤りを低減することができる。

【００４９】また逆に、図５に示すように、情報記録領
域２３の内部に特定パターン２２が配置され、かつ情報
記録領域２３の周囲にクロッキング情報３１が設けられ
る場合は、特定パターン２２はクロッキング情報３１の
補完的な役割が期待されている。したがって、クロッキ
ング情報３１のみに基づく読み取りでは誤りを生じやす
い部分、すなわち情報記録領域２３の中央部に特定パタ
ーン２２を高密度に配置するのが望ましい。

【００５０】これらの場合に、特定パターン２２，２２
間の縦方向の間隔と横方向の間隔は同じであっても異な
っていても良い。

【００５１】但し、情報記録領域２３内で特定パターン
２２，２２間の間隔を変える場合には、読み取りを行う
とき、特定パターン２２の配置を予め知っておくか、ま
たは、読み取り処理の最初の段階で知り得るようにして
おく必要がある。特定パターン２２の配置を読み取り処
理の最初の段階で知るためには、例えば最上段の特定パ
ターン２２の配置は決まっており、最上段の特定パター
ン２２近傍の枡目から特定パターン２２の配置について
の情報を読み出せるようにしておけば良い。

【００５２】なお、解読装置が予め特定パターン２２の
配置を知っているような場合には、特定パターン２２が
情報記録領域２３の外周に接している必要はなく、特定
パターン２２が格子状に並んでいる必要もない。特定パ
ターン２２を自由に配置することができる。

【００５３】（２）特定パターンの好ましい例について 特定パターン２２が好ましいものであるために具備すべ
き条件として、次の〜が挙げられる。すなわち、 情報記録領域２３内で見つけることが容易な特徴（特
定の白黒パターン）を持つこと、 構成する桝目の数が比較的少ないこと、 近傍に同一又は類似のパターンが本来の記録情報とし
て現れた場合に、その現れたパターンと重なりにくいこ
と、 印刷時の汚れやインクのにじみなどの影響を受けにく
いこと、 見つけるためのアルゴリズムが簡単であることであ
る。

【００５４】図６は特定パターン２２の好ましい例２２
Ａを示している。この特定パターン２２Ａは、白が付さ
れた２行×２列の４個の枡目からなる中央閉領域４４
と、その周囲を環状に取り囲む黒が付された１２個の枡
目からなる環状部４５とで構成されている。全体として
４行×４列の合計１６個の桝目を含む正方形のブロック
となっている。

【００５５】図７は特定パターン２２の好ましい別の例
２２Ｂを示している。この特定パターン２２Ｂは、黒が
付された１個の枡目からなる中心部４１と、その周囲を
環状に取り囲む白が付された８個の枡目からなる第１環
状部４２と、さらにその周囲を環状に取り囲む黒が付さ
れた１６個の枡目からなる第２環状部４３とで構成され
ている。全体として５行×５列の合計２５個の枡目を含
む正方形のブロックとなっている。

【００５６】図８(a)〜(g)は特定パターン２２の多様な
例２２Ｃ〜２２Ｉを示している。

【００５７】同図(a)に示す特定パターン２２Ｃは、黒
が付された１個の枡目からなる中心部と、その周囲を環
状に取り囲む白が付された８個の枡目からなる環状部と
で構成されている。全体として３行×３列の合計９個の
枡目を含む正方形のブロックとなっている。

【００５８】また、同図(b)に示す特定パターン２２Ｄ
は、５行×５列の合計２５個の枡目を含む正方形のブロ
ックであり、ブロック内の枡目には黒と白とが交互に付
されて市松模様をなしている。

【００５９】また、同図(c)に示す特定パターン２２Ｅ
は、５行×５列の合計２５個の枡目を含む正方形のブロ
ックであり、ブロック内の対角線上の枡目に黒が付され
てＸ字状の模様をなしている。

【００６０】また、同図(d)に示す特定パターン２２Ｆ
は、白が付された３行×３列の９個の枡目からなる中央
閉領域と、その周囲を環状に取り囲む黒が付された１６
個の枡目からなる環状部とで構成されている。全体とし
て５行×５列の合計２５個の枡目を含む正方形のブロッ
クとなっている。

【００６１】また、同図(e)に示す特定パターン２２Ｇ
は、同図(c)に示した特定パターン２２Ｅにおいて、上
下左右の各辺中央の枡目を除去したものである。

【００６２】また、同図(f)に示す特定パターン２２Ｈ
は、５行×７列の合計３５個の枡目を含む正方形のブロ
ックであり、ブロック内で黒が付された枡目がＳ字状の
模様をなしている。

【００６３】また、同図(g)に示す特定パターン２２Ｉ
は、白が付された１個の枡目からなる中心部と、その周
囲を環状に取り囲む黒が付された８個の枡目からなる環
状部とで構成されている。全体として３行×３列の合計
９個の枡目を含む正方形のブロックとなっている。

【００６４】このように特定パターン２２としては多様
なものを採用し得るが、図６，図７に示した特定パター
ン２２Ａ，２２Ｂが他の特定パターン２２Ｃ〜２２Ｉよ
りも好ましい。その理由を、上記各条件〜に関連し
て、次の（ｉ）〜（ｖ）で説明する。

【００６５】（ｉ）第１に、情報記録領域２３中から特
定パターン２２Ａ，２２Ｂを抽出することが比較的容易
であるという利点がある。図８(b)のような市松模様の
特定パターン２２Ｄは、情報記録領域２３中に埋没して
しまって見つけられないのに対し、特定パターン２２
Ａ，２２Ｂは例えば肉眼でもその存在が分かる。特に、
特定パターン２２Ａ，２２Ｂが格子状に配置されている
ことが予め分かっているような場合には、さらに容易に
見つけることができる。

【００６６】（ii）第２に、特定パターン２２Ａ，２２
Ｂを構成する桝目の数が特定パターン２２Ａでは１６
個、特定パターン２２Ｂでは２５個と比較的少ないとい
う利点がある。

【００６７】（iii）第３に、特定パターン２２Ａ，２
２Ｂの近傍に同一のパターンが本来の記録情報として現
れた場合に、特定パターン２２Ａ又は２２Ｂとそのパタ
ーンとが重なりにくいという利点がある。

【００６８】図９は図８(b)で示した市松模様の特定パ
ターン２２Ｄを用いた場合に、その近傍に同一のパター
ンが本来の記録情報として現れた例を示している。この
特定パターン２２Ｄの場合、縦方向に１桝目、横方向に
１桝目ずれた位置に同一のパターンが出現する可能性が
ある。桝目の１辺の長さ１として計算すると、特定パタ
ーン２２Ｄとその同一パターンとの最小の距離は２^1/2
となる。

【００６９】これに対して、図１０は特定パターン２２
Ａを用いた場合に、その近傍に同一のパターンが本来の
記録情報として現れた例を示している。この特定パター
ン２２Ａの場合、縦または横に３桝目ずれた位置にしか
同一のパターンは現れ得ない。また、図１１は特定パタ
ーン２２Ｂを用いた場合に、その近傍に同一のパターン
が本来の記録情報として現れた例を示している。この特
定パターン２２Ｂの場合、縦または横に４桝目ずれた位
置にしか同一のパターンは現れ得ない。このように、特
定パターン２２Ａ，２２Ｂは、その近傍に同一又は類似
のパターンが本来の記録情報として現れたとしても比較
的重なり方が少なく、ある程度互いに位置がずれた状態
となる。このことから、特定パターン２２Ａ，２２Ｂ
は、読取装置にとって本来の記録情報と見分けることが
比較的容易なパターンであるということが言える。

【００７０】なお、特定パターン２２とこれに同一のパ
ターンとが重なった場合の対処は、後述する解読方法の
項で詳しく説明する。

【００７１】（iv）第４に、特定パターン２２Ａ，２２
Ｂは、汚れやインクのにじみなどの影響を受けにくいと
いう利点がある。

【００７２】一般的に言って、紙への印刷ではインクの
にじみにより黒桝目が広がり、白枡目が侵食される傾向
にある。例えば図８(g)に示した特定パターン２２Ｉで
は、１個の白桝目が黒桝目に取り囲まれているが、白桝
目がつぶれる傾向にある。図１２に示すように、インク
のにじみの影響を、黒桝目４７の各辺が１．４倍に広が
ると仮定して計算してみると、特定パターン２２Ｉの中
央の白桝目４６の面積は正常時の３６％にすぎなくな
る。

【００７３】これに対して、特定パターン２２Ａでは、
図１３に示すように、中央閉領域（４個の白桝目）４４
の面積は正常時の６４％を確保できる。また、特定パタ
ーン２２Ｂでは、図１４に示すように、第１環状部（８
個の白枡目）４２の面積は正常時の６０％を確保でき
る。また、特定パターン２２Ａの場合、図１５に示すよ
うに、汚れなどによって中央閉領域４４を構成する４個
の白桝目のうちの１個が全くつぶれてしまった（黒桝目
に変わってしまった）ときでも、「黒枠に囲まれた白の
閉領域」という特徴が保持されているため、この特徴を
利用した読取方法を採用することによって、汚れの影響
を回避することができる。

【００７４】（ｖ）第５に、特定パターン２２Ａ，２２
Ｂは、読み取りアルゴリズムが簡単であるという利点が
ある。

【００７５】一般的な読み取りアルゴリズムとしては、
記録面から桝目の大きさを決めて切り出し、切り出した
各枡目の値（この例では白か黒）を調べる方法が用いら
れる。したがって、特定パターン２２を認識する場合
も、その特定パターン２２を構成する桝目を切り出し、
その特定パターン２２に含まれる全ての枡目の値を調べ
る方法が考えられる。

【００７６】これに対して、桝目単位の切り出しを行な
うことなしに特定パターン２２を調べる方法も考えられ
る。例えば図７に示した特定パターン２２Ｂの場合は、
まず中心部（黒枡目）４１が白枡目に囲まれた閉領域を
構成しており、かつ第１環状部（白枡目）４２が黒枡目
に取り囲まれた閉領域を構成しているかどうかを調べる
ことにより見つけることができる。また、図６に示した
特定パターン２２Ａの場合は、中央閉領域４４が４桝目
分の面積をもっているかを調べることにより見つけるこ
とができる。いずれも読み取った部分が特定パターン２
２Ａ，２２Ｂの特徴に合致しているか否か、換言すれば
特定パターンの必要条件を満たすか否かを調べるにすぎ
ず、各枡目の値を調べるわけではない。しかしながら、
実用上はこの方法で十分であり、仮に別のパターンを特
定パターンと誤認識したとしても、例えば特定パターン
を全て抽出した後に各特定パターンが格子状に並んでい
るかなどのチェックを行なうことによって、誤認識した
ものを無視することができる。また、その際に誤認識の
可能性が高いと思われる特定パターンに対してのみ、よ
り高精度なチッェクを行うこともできる。このように特
定パターン２２Ａ，２２Ｂは簡単なアルゴリズムによっ
て認識することができる。

【００７７】このように特定パターン２２Ａ，２２Ｂは
他の特定パターンに比して有利な点が多く、好ましいパ
ターンであると言える。

【００７８】（３）特定パターンの認識について 図１６は、図７に示した特定パターン２２Ｂを認識する
ための処理フローの一例を示している。

【００７９】認識処理は、読取装置から読み込んだビッ
トマップデータに対して行うものとする。

【００８０】まず、情報記録領域２３内で特定パターン
２２Ｂが予め定められた配置に従って配置されている場
合に、ビットマップデータの中で特定パターン２２Ｂが
現れるべき位置を予測して（Ｓ６１）、ビットマップデ
ータの中で探索の基準となる位置Ｐを定める（Ｓ６
２）。基準位置Ｐのドットが黒であるかどうかを調べる
（Ｓ６３）。そのドットが黒である場合には、そのドッ
トが中心部４１を構成すると想定してステップＳ６６へ
進む。

【００８１】一方、Ｓ６３で基準位置Ｐのドットが黒で
ない場合は、基準位置Ｐから一定の範囲内で次の探索位
置を決定し（Ｓ６４）、再びその探索位置のドットが黒
であるかどうかを調べる。但し、基準位置Ｐから一定の
範囲内を全て探索したが、特定パターン２２Ｂの中心部
４１に相当する黒ドットを見つけることができなかった
場合（Ｓ６５）には、探索が失敗した（Ｓ７６）ものと
して処理を終了する。

【００８２】ステップＳ６６では、基準位置Ｐのドット
に対して上下左右及び斜め方向に連結している黒ドット
を再帰的に探す。そして、連結された黒ドットの数が一
定範囲内の数であるか否かを判断する（Ｓ６７）。連結
された黒ドットの数が一定個数を上回っている場合は、
黒ドットの連結された領域が閉じていないか、あるいは
閉じていても中心部４１としては面積が大き過ぎると判
断する。また、連結された黒ドットの数が一定個数に満
たない場合は、中心部４１ではなく単なるノイズである
と判断する。これらの、連結された黒ドットの数が一定
範囲内にない場合は、Ｓ６４に戻って処理をやり直す。

【００８３】一方、連結された黒ドットの数が一定範囲
内の数である場合（Ｓ６７）は、Ｓ６８に進んで、黒ド
ットの連結された領域の幅及び高さが一定の範囲内にあ
るかを調べて、その領域の形状に関するチェックを行
う。連結された領域の幅とは連結された領域のＸ座標の
最大値から最小値を引いたもの、連結された領域の高さ
とは同じくＹ座標に最大値から最小値を引いたものとし
て表される。黒ドットの連結された領域の幅及び高さが
一定の範囲内にない場合は、Ｓ６４に戻って処理をやり
直す。

【００８４】一方、黒ドットの連結された領域の幅及び
高さが一定の範囲内にある場合（Ｓ６８）は、その黒ド
ットの連結された領域が中心部４１であると判断してＳ
６９へ進む。

【００８５】次に、Ｓ６９では第１環状部４２に関する
チェックを開始する。中心部４１であると判断した黒ド
ットの連結された領域の最底面にある黒ドット（Ｙ座標
の一番小さいもの）を１個選択する（Ｓ６９）。そし
て、図１７中に矢印で示すように、その領域４１から下
へ向かって探索を行い、白ドット（第１環状部４１を構
成する白ドットと考えられる）の次に現れる黒ドット
（第２環状部４２を構成する黒ドットと考えられる）を
探す（Ｓ７０）。白ドットの領域に入って一定距離以内
に次の黒ドットが見つからなかった場合は、その白ドッ
トの領域が特定パターン２２Ｂの第１環状部４２ではな
いと判断して（Ｓ７１）、Ｓ６４に戻って処理をやり直
す。一方、白ドットの領域に入って一定距離以内に次の
黒ドットが見つかった場合（Ｓ７１）は、その黒ドット
が特定パターン２２Ｂの第２環状部４３を構成している
と考える。そして、図１７中に矢印で示すように、第２
環状部４３と思われる領域の内周、すなわち黒ドットと
白ドットとの境界に沿って左手法（左手を壁につけなが
ら迷路の壁をたどる方法）により、一周する（Ｓ７
２）。一定のステップ以内で一周できなかった場合は、
白ドットの領域が閉じていないか、あるいは閉じていて
も大き過ぎると判断する（Ｓ７３）。また、左手法によ
る一周が反時計廻りに行われた場合は、白ドットの領域
が閉じているのではなく、図１８に示すように、何らか
の黒ドットの閉領域を探索していると考えられる（Ｓ７
４）。これらの場合はＳ６４に戻って処理をやり直す。
そして、上記ステップＳ６１〜Ｓ７４をすべてクリアす
ることによって、特定パターン２２Ｂを認識することが
できる（Ｓ７５）。

【００８６】このように、特定パターン２２Ｂは簡単な
アルゴリズムによって認識することができる。

【００８７】図１９は、図６に示した特定パターン２２
Ａを認識するための処理フローの一例を示している。

【００８８】まず、情報記録領域２３内で特定パターン
２２Ａが予め定められた配置に従って配置されている場
合に、ビットマップデータの中で特定パターン２２Ａが
現れるべき位置を予測して（Ｓ４１）、ビットマップデ
ータの中で探索の基準となる位置Ｐを定める（Ｓ４
２）。基準位置Ｐのドットが白であるかどうかを調べる
（Ｓ４３）。そのドットが白である場合には、そのドッ
トが中央閉領域４４を構成すると想定してステップＳ４
６へ進む。

【００８９】一方、Ｓ４３で基準位置Ｐのドットが白で
ない場合は、基準位置Ｐから一定の範囲内で次の探索位
置を決定し（Ｓ４４）、再びその探索位置のドットが白
であるかどうかを調べる。基準位置Ｐから一定の範囲内
を全て探索したが、特定パターン２２Ａの中央閉領域４
４に相当する白ドットを見つけることができなかった場
合（Ｓ４５）には、探索が失敗した（Ｓ５０）ものとし
て処理を終了する。

【００９０】ステップＳ４６では、基準位置Ｐの白ドッ
トに対して上下左右及び斜め方向に連結している白ドッ
トを再帰的に探す。そして、連結された白ドットの数が
一定範囲内の数であるか否かを判断する（Ｓ４７）。連
結された白ドットの数が一定個数を上回っている場合
は、白ドットの連結された領域が閉じていないか、ある
いは閉じていても中央閉領域４４としては面積が大き過
ぎると判断する。また、連結された白ドットの数が一定
個数に満たない場合は、中央閉領域４４ではなく単なる
ノイズであると判断する（Ｓ４８）。これらの、連結さ
れた白ドットの数が一定範囲内にない場合は、Ｓ４４に
戻って処理をやり直す。そして、上記ステップＳ４１〜
Ｓ４８をすべてクリアすることによって、特定パターン
２２Ａを認識することができる（Ｓ４９）。

【００９１】このように、特定パターン２２Ａは簡単な
アルゴリズムによって認識することができる。

【００９２】図１６，図１９に示した処理フローは、特
定パターン２２Ａ，２２Ｂを構成する必要条件のいくつ
かをチェックしているにすぎないが、実用上はほとんど
問題なく特定パターン２２Ａ，２２Ｂを認識することが
できる。しかも効率的である。

【００９３】（４）枡目の形状について ところで、これまで情報記録領域２３を構成する桝目の
形状を正方形として説明したが、桝目の形状は正方形に
限られるものではない。

【００９４】後述するように、記録情報を読取装置から
読み取ってビットマップデータを構成してそのビットマ
ップデータを解析するような読み取り方法を用いる場合
には、１個の桝目がビットマップ上で４×４または３×
３ドット程度以上の広がりを持つ必要がある。このよう
な場合は、枡目の形状を正方形とすることによって、そ
のビットマップの解析にとって最も小面積の桝目を実現
することができる。したがって正方形の枡目が有利であ
る。

【００９５】しかしながら、それはビットマップデータ
上の話であり、例えば主走査方向２００ｄｐｉのライン
センサをもつスキャナであって紙送りモータの速度を調
節することにより副走査方向４００ｄｐｉを実現してい
るようなものを用いる場合には、ビットマップ上で正方
形の桝目として読み取ることができるように、記録但体
上で縦対横の比率が１対２であるような長方形の桝目を
用いた方が有利である。

【００９６】また、枡目の形状として、平行四辺形のよ
うに辺が直交しないもの、あるいは三角形や六角形など
の多角形を採用することもできる。要するに記録面２０
を隙間なく埋めることができる形状であれば良いのであ
る。例えば図２０は、記録面２０に平行四辺形を桝目と
して情報記録領域７３を構成し、この情報記録領域７３
内に一定間隔で特定パターン７２を配置した例を示して
いる。特定パターン７２としては図７の特定パターン２
２Ｂを一方向に変形して平行四辺形としたものを用いて
いる。７１は本来の記録情報を表す枡目を示している。

【００９７】また、図２１は、記録面２０に六角形を桝
目として情報記録領域６３を構成し、この情報記録領域
６３に一定間隔で特定パターン６２を配置した例を示し
ている。特定パターン６２としては、図２２に示すよう
に、白が付された１個の正六角形の枡目からなる中心部
６４と、その周囲を環状に取り囲む黒が付された６個の
正六角形の枡目からなる環状部６３とで構成されてい
る。全体として７個の枡目を含むブロックとなってい
る。６１は本来の記録情報を表す枡目を示している。

【００９８】（５）記録情報のマッピングについて 図１に示したデジタル情報記録担体を例として、情報記
録領域２３に記録情報をマッピングする仕方を、特定パ
ターン２２の配置と関係させて説明する。

【００９９】図１のデジタル情報記録担体では、情報記
録領域２３は仮想的に設定された横３５×縦５０＝１７
５０個の桝目を備えている。情報記録領域２３内には、
１２個（横方向３個×縦方向４個）の特定パターン２
２，２２，…が横１５桝目おき、かつ縦１５桝目おきに
配置されている。既に述べたように、特定パターン２２
の配列で最上段、最下段、左列、右列に属する１０個の
特定パターン２２は情報記録領域２３の外周に沿って配
置され、残りの２個の特定パターン２２は情報記録領域
２３の外周から離間した内部（中央部近傍）に配置され
ている。特に、特定パターン２２の配列中で四隅に存す
るものは情報記録領域２３の四隅に配置されている。各
特定パターン２２は２５個（横５×縦５）の桝目によっ
て構成されているので、情報記録領域２３全体の桝目１
７５０個のうち特定パターンに用いられる桝目の数は３
００個である。したがって、残り１４５０個の桝目２１
が本来の記録情報を表すために用いられ、１４５０ビッ
トの情報（２¹⁴⁵⁰通りの情報）を表すことが可能であ
る。

【０１００】図２４は、図１に示した情報記録領域２３
の一部（上部）に相当する横３５×縦２０の桝目の部分
２３Ａを示している。この情報記録領域２３Ａには、６
個（横方向３個×縦方向２個）の特定パターン２２が、
横１５桝目おき、かつ縦１５桝目おきに配置されてい
る。情報記録領域２３Ａの桝目７００個のうち特定パタ
ーン２２に用いられる桝目の数は１５０個であり、残り
５５０個の桝目２１が本来の記録情報を表すために用い
られている。本来の記録情報を表す枡目２１にはアドレ
ス番地１，２，…，５５０（簡単のため一部の番地のみ
示す）が付されている。アドレス番地は、左上隅の特定
パターン２２に接する第１行の左端の枡目から右へ向か
って１番地から１０番地、さらに最上段中央の特定パタ
ーン２２を越えて１１番地から２０番地となっている。
第２行〜第５行まで同様に番地付けがなされ、第５行の
右端の特定パターンに接する枡目が１００番地となって
いる。第６行〜第１５行までは、各行左端の枡目から右
へ向かって１ずつ番地が増加している。第１６行から第
２０行までは、第１行〜第５行までと同様に、中央の特
定パターン２２を越えて番地付けがなされている。この
ようにして、行の中央に特定パターン２２が配置されて
いるときはその特定パターン２２を越えて番地付けがな
されている。アドレス番地１の桝目に記録情報の１番目
のビット情報が対応し、ビット情報の値が“１”の場合
は黒、“０”の場合には白がその桝目に付される。以下
同様に記録情報が記録され、この結果、情報記録領域２
３Ａの５５０個の桝目２１に５５０ビットのデジタル情
報がマッピングされ得る。

【０１０１】なお、図２４ではビット情報の並びとして
各行ごとに左から右へと並べてあるが、ビット情報をど
のように桝目２１にマッピングするかに関しては、この
例に拘束されず自由に行うことができる。

【０１０２】（６）デジタル情報記録装置の構成および
基本動作について 図２３はこの発明一実施例のデジタル情報記録装置の概
略構成を示している。この装置は、入力手段としての入
力装置８２と、パターン生成手段としての情報記録装置
８１と、印刷手段としての印刷装置８３を備えている。
入力装置８２は、例えばキーボード、データベースなど
によって構成され、各種データを読み込むことができ
る。情報記録装置８１は、入力部８４と、データ変換部
８５と、出力部８６と、データ変換（コード化）アルゴ
リズム８７とを備えている。入力部８４は、入力装置８
２からのデータを入力情報として受けとり、データ変換
部８５へ渡す。データ変換部８５は、入力部８４から受
け取った入力情報を、データ変換（コード化）アルゴリ
ズム８７に基づいて、この発明の表現形式（フォーマッ
ト）に変換し、出力情報として出力部８６へ渡す。

【０１０３】出力部８６は、データ変換部８５から受け
取った出力情報を印刷装置８３へ出力する。なお、一般
的には、印刷装置８３に渡される出力情報はビットイメ
ージである。印刷装置８３は、必要な印刷精度に応じて
例えばドットプリンタ、レーザープリンタなどによって
構成されている。

【０１０４】この情報記録装置は、図２５に示すフロー
にしたがって、記録すべき各種データを記録担体の記録
面２０に記録することができる。

【０１０５】まず、入力装置８２が各種データを読み
込み（Ｓ０１）、読み込んだデータを情報記録装置８１
の入力部８４へ渡す。

【０１０６】情報記録装置８１では入力部８４を介し
てデータを受けたデータ変換部８５が、データ変換（コ
ード化）アルゴリズム８６に基づいて次の処理を行う。

【０１０７】まずデータの大きさに合わせて情報記録領
域２３の大きさを決定する（Ｓ０２）。情報記録領域２
３の大きさは、記録情報と、付加される特定パターン２
２の数によって決まる。情報記録領域２３の横幅を一定
の大きさにするとか、情報記録領域２３の形状を正方形
にするなどの制約が加わる場合もある。なお、予め記録
情報の大きさが決まっている場合には、この工程は必要
ない。

【０１０８】情報記録領域２３内の予め定められた位置
に特定パターン２２を配置する（Ｓ０３）。この配置と
しては、例えば縦１０桝目おき、横１５桝目おきに特定
パターン２２が現れるような格子状の配置を採用する。

【０１０９】情報記録領域２３内で本来の記録情報を表
す桝目２１に対して、予め定められたマッピングに従っ
てデータのビット情報を配する（Ｓ０４）。このマッピ
ングとしては、例えば図２４を用いて既に説明したよう
なマッピングを採用する。

【０１１０】そして、情報記録装置８１の出力部８６
から渡された記録情報を、印刷装置８３が記録面２０に
印刷する（Ｓ０５）。

【０１１１】このように、このデジタル情報記録装置に
よれば、記録担体の記録面２０にデジタル情報を記録す
ることができる。

【０１１２】(７)特定パターンの探索と特定パターンを
利用した情報の読み取りについて 図１に示したようなデジタル情報記録担体に記録された
記録情報を解読する方法について説明する。

【０１１３】記録情報は読取装置によって読み取られ
て、図２６に示すように、記録情報に対応した白黒の画
素からなるビットマップデータが得られる。なお、図２
６では、簡単のため図１の記録面２０上の要素と対応す
る要素に同一の符号を用い、さらに各特定パターン２２
を区別するためにａ００〜ａ４４の番号を用いている。
解読はこのビットマップデータに対して行うものとす
る。

【０１１４】まず、特定パターンを探索する。

【０１１５】まず、ビットマップデータの中から情報記
録領域２３に相当する矩形領域を判別し、その四隅を調
べる。この例では、四隅に特定パターンａ００，ａ０
４，ａ４０，ａ４４が配置されているため、その四隅の
特定パターンａ００，ａ０４，ａ４０，ａ４４を検出す
る。

【０１１６】各特定パターン２２は、図７に示した特定
パターン２２Ｂであって横５×縦５の桝目によって構成
されていることが予め分かっているため、四隅の特定パ
ターンａ００，ａ０４，ａ４０，ａ４４を分析すること
により情報記録領域２３に仮想的に設定された桝目のお
よその大きさを知ることができる。

【０１１７】続いて、情報記録領域２３の四辺に沿って
配置された特定パターン２２を探索する。情報記録領域
２３の上辺に沿った特定パターン２２の探索を例にとる
と、まず左上隅の特定パターンａ００の隣の特定パター
ンａ０１を探し、順次右へ向かってａ０２，ａ０３と探
していく。例えば特定パターンａ０１を探す場合、情報
記録領域２３内に特定パターンが横１５桝目ピッチで現
れることが予め分かっているため、ａ００からａ０４の
方向に向かって１５桝目分進んだ位置に特定パターンａ
０１が現れることが予想される。そこで、その予想位置
近傍を調べて、特定パターン２２と一致する形状（パタ
ーン）を探す。この操作を繰り返すことにより、情報記
録領域２３の上辺に沿った特定パターン２２を順次見つ
けることができる。同様にして、情報記録領域２３の他
の三辺に沿った特定パターン２２も順次見つけることが
できる。

【０１１８】情報記録領域２３の四辺に隣接していない
中央部近傍の特定パターンａ１１〜ａ１３，ａ２１〜ａ
２３，ａ３１〜ａ３３は、情報記録領域２３内に特定パ
ターンが格子状に並んでいることを利用して位置を予想
し、予想位置近傍を調べて、特定パターンと一致する形
状を探すことによって見つけることができる。

【０１１９】ここで、中央部近傍の特定パターンａ１１
〜ａ１３，ａ２１〜ａ２３，ａ３１〜ａ３３を探索する
方法として次の２通りの方法が考えられる。

【０１２０】第１の探索法は、図２７に示すように、左
右の対応する特定パターン２２同士を結ぶ直線と上下の
対応する特定パターン２２同士を結ぶ直線との交点を求
め、この交点の位置から中央部近傍の特定パターン２２
を探す方法である。すなわち、左辺に沿った特定パター
ンａ１０，ａ２０，ａ３０と右辺に沿った特定パターン
ａ４１，ａ４２，ａ４３とを対応させて直線で結ぶとと
もに、上辺に沿った特定パターンａ０１，ａ０２，ａ０
３と下辺に沿った特定パターンａ４１，ａ４２，ａ４３
とを対応させて直線で結び、これらの直線の交点ｂ１１
〜ｂ１３，ｂ２１〜ｂ２３，ｂ３１〜ｂ３３を求める。
この交点ｂ１１〜ｂ１３，ｂ２１〜ｂ２３，ｂ３１〜ｂ
３３付近に特定パターンａ１１〜ａ１３，ａ２１〜ａ２
３，ａ３１〜ａ３３が現れると予想する。そして、予想
位置近傍を調べて、特定パターン２２と一致する形状を
探す方法である。例えば、特定パターンａ１２を探す場
合には、ａ１０，ａ１４を結ぶ直線と、ａ０２，ａ４２
を結ぶ直線との交点ｂ１２を予想位置として設定し、そ
の位置近傍を調べて特定パターンａ１２を見つける。

【０１２１】第２の探索法は、図２８に示すように、既
知の隣り合う３つの特定パターン２２を利用して近傍の
特定パターン２２の位置を予想する方法である。一般に
図２９に示すように、３つの座標ｃ００，ｃ０１，ｃ１
０が既知であれば、その３つの座標と平行四辺形を構成
するもう１つの座標ｃ１１は、３つの座標ｃ００，ｃ０
１，ｃ１０からベクトルの合成を用いて求めることがで
きる（ベクトルｃ００→ｃ０１とベクトルｃ００→ｃ１
０を合成したものがベクトルｃ００→ｃ１１と等し
い。）。したがって、例えば特定パターンａ００，ａ０
１，ａ１０の座標を利用して特定パターンａ１１の位置
を予想し、その予想位置近傍を調べて、特定パターンと
一致する形状を探す。この新たに得た特定パターンａ１
１の座標と特定パターンａ０１，ａ０２の座標を利用し
て特定パターンａ１２の探索を行う。このようにして、
逐次的に中央部近傍の特定パターンａ１１〜ａ１３，ａ
２１〜ａ２３，ａ３１〜ａ３３を探すことができる。

【０１２２】記録面２０の歪みは、図３(b)に示したよ
うに記録面２０内で連続的に変化する。したがって、予
想位置については、隣接する特定パターン２２の位置情
報を利用して近傍の特定パターンの位置を決定する第２
の探索方法の方が、全体的に探索する第１の探索方法に
比して精度が高いと考えられる。しかし、第２の探索法
では、一旦特定パターンの位置を誤ってしまうと、その
誤差が次の隣接する特定パターンの予想位置を計算する
際に反映されてしまう。これに対して、第１の探索法で
はそのようなことがない。結局、どちらの探索法が有利
であるかは一概に言い切ることができない。

【０１２３】次に、探索した特定パターン２２の位置
（位置情報）を求める。

【０１２４】図３０は、図７に示した特定パターン２２
Ｂを読み取って得られたビットマップデータを例示して
いる。この特定パターン２２Ｂの位置は中心部４１の位
置によって示すことができ、中心部４１の位置はその重
心の位置によって代表させることが望ましい。

【０１２５】図３０のビットマップデータにおける中心
部４１の重心位置は、中心部４１を構成する全ての黒ビ
ットの位置を調べてそれらを平均すれば求めことができ
る。平均によって重心位置を求める場合、平均に用いる
サンプルの数が多ければ多いほど正しい重心位置が求め
られる。特定パターン２２Ｂは上下左右に対して対称な
形状をしているため、第１環状部４２の重心位置も中心
部４１の重心位置と一致するはずである。そのため、図
３０のビットマップデータにおいて、中心部４１を構成
する全ての黒ビットの位置と、第１環状部４２を構成す
る全ての白ビットの位置とをそれぞれ平均することによ
って、中心部４１の重心位置を精度良く求めることがで
きる。なお、さらに第２環状部４３の情報を利用するこ
とも考えられるが、第２環状部４３の外側に隣接する本
来の記録情報を表す桝目の値が黒の場合、第２環状部４
３の枡目と本来の記録情報を表す領域２１との境界を見
分けることが難しいため、第２環状部４３の情報を利用
することはあまり実用的でない。

【０１２６】図６に示した特定パターン２２Ａに関して
も、中央閉領域４４を構成する全ての白ビットの位置を
平均することによってその重心位置を求めることができ
る。但し、この重心位置は、その中央閉領域４４を構成
する４つの桝目の真中の位置を表しており、いずれかの
桝目を代表する点ではないことに注意する。

【０１２７】次に、本来の記録情報を表す桝目２１の
値を得る。

【０１２８】その方法を図３１を用いて説明する。図３
１は、情報記録領域２３のうち隣り合う４個の特定パタ
ーン２２を含む領域（Ｍ行Ｎ列の桝目を含む領域）を模
式的に示している。記録面２０全体に対して図３(b)に
示したような不均一な歪みが生じた場合であっても、こ
のように隣接する４個の特定パターンに囲まれた小さな
領域に対して生じる歪みはほぼ比例的な歪みに近似され
る。

【０１２９】図３１において、左上（０行０列目）の特
定パターン２２の位置をＰ₀₀、右上（０行Ｎ列目）の特
定パターン２２の位置をＰ_0N、左下（Ｍ行０列目）の特
定パターン２２の位置をＰ_M0、右下（Ｍ行Ｎ列目）の特
定パターン２２の位置をＰ_MNとし、これら４個の特定パ
ターン２２に囲まれた領域内のｍ行ｎ列目（ｍ，ｎは任
意の整数）の桝目の位置をＰ_mnとする。

【０１３０】Ｐ₀₀とＰ_0Nとをｎ：（Ｎ−ｎ）に内分した
点をＰ_0n、Ｐ_M0とＰ_MNとをｎ：（Ｎ−ｎ）に内分した点
をＰ_Mn、Ｐ₀₀とＰ_M0とをｍ：（Ｍ−ｍ）に内分した点を
Ｐ_m0、Ｐ_0NとＰ_MNとをｍ：（Ｍ−ｍ）に内分した点をＰ
_mNとすると、求める桝目Ｐ_mnの位置は、Ｐ_0nとＰ_Mnとを
結ぶ直線Ｌ１と、Ｐ_m0とＰ_mNとを結ぶ直線Ｌ２との交点
として表される。直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点Ｐ_mnは、
直線Ｌ１をｍ：（Ｍ−ｍ）に内部した点または直線Ｌ２
をｎ：（Ｎ−ｎ）に内分した点としても表される。上記
４個の特定パターン２２の位置Ｐ₀₀，Ｐ_0N，Ｐ_M0，Ｐ_MN
を用いて、これら４個の特定パターン２２に囲まれた領
域内の枡目の位置Ｐ_mnを表すと、

【数１】 となる。

【０１３１】なお、隣り合う４個の特定パターン２２の
位置Ｐ₀₀，Ｐ_0N，Ｐ_M0，Ｐ_MNから比例的に本来の記録情
報を表す桝目の位置Ｐ_mnを求めるという観点からいえ
ば、内分点に限らず、外分点を使用することも可能であ
る。したがって、図３２に示すように、目的の枡目Ｐ_mn
を囲む４個の特定パターン２２のうちいずれかの特定パ
ターン（×を付したもの）が見つからない場合であって
も、例えば右隣の４個の特定パターン２２の組を用い
て、同じく比例分割（外分）を用いた手法により目的の
桝目の位置Ｐ_mnを求めることができる。

【０１３２】また、４個の特定パターン２２として必ず
しも隣り合うものを選択する必要はない。図３３に示す
ように、隣り合う４個の特定パターンのうちいずれかの
特定パターン（×を付したもの）が見つからない場合に
は、例えば上下に隣り合い、左右に離間した４個の特定
パターン２２の組を用いて、同様の比例分割処理が可能
である。

【０１３３】さらに、この４個の特定パターンから任意
の桝目の位置を求める手法は、情報記録領域が矩形であ
る場合だけでなく、例えば平行四辺形である場合（図２
０）にも適用することができる。

【０１３４】このようにして目的の枡目の位置Ｐ_mnを求
めて、求めた枡目の値を得ることができる。

【０１３５】（８）デジタル情報解読装置の構成および
基本動作について 図３４はこの発明の一実施例のデジタル情報解読装置の
概略構成を示している。この装置は、読取手段としての
読取装置９２と、情報解読手段としての情報解読装置９
１と、出力手段としての出力装置９３を備えている。読
取装置９２は、必要な読み取り精度に応じて、例えばイ
メージスキャナ、ＣＣＤ（チヤージ・カップルド・デバ
イス）カメラなどによって構成され、紙などの記録面２
０に印刷された記録情報を読み取ることができる。

【０１３６】情報解読装置９１は、入力部９４と、デー
タ変換部９５と、出力部９６と、データ変換（解読）ア
ルゴリズム９７とを備えている。入力部９４は、読取装
置９２からのデータを入力情報として受けとり、データ
変換部９５へ渡す。なお、一般的には、読取装置９２か
ら入力部９４に渡される入力情報はビットイメージであ
る。データ変換部９５は、入力部９４から受け取った入
力情報を、データ変換（解読）アルゴリズム９７に基づ
いて解読し、出力情報として出力部９６へ渡す。出力部
９６は、データ変換部９５から受け取った出力情報を出
力装置９３へ出力する。出力装置９３は、例えばディス
プレイ、データベースなどによって構成され、読み取っ
た情報を表示または格納する。

【０１３７】ここで、図２３中のデータ変換（コード
化）アルゴリズム８７と、図３４中のデータ変換（解
読）アルゴリズム９７とは、互いに逆の変換を行う。し
たがって、図２３の記録装置によって記録面２０に印刷
された記録情報を図３４の解読装置によって読み取るこ
とができ、元のデータと同じものを得ることができる。

【０１３８】この情報解読装置は、図３５に示すフロー
にしたがって、記録担体の記録面２０に記録された情報
を読み出すことができる。なお、ここでは、図１に示し
たように、情報記録領域２３内に特定パターン２２が一
定間隔で格子状に配置され、かつ情報記録領域２３の四
隅に特定パターン２２が配置されている記録情報を解読
するものとする。

【０１３９】まず、読取装置９２が記録担体の記録面
２０に記録された情報を読み取り（Ｓ１１）、情報解読
装置９１の入力部９４へ渡す。

【０１４０】情報解読装置９１では入力部９４を介し
てデータを受けたデータ変換部９５が、データ変換（解
読）アルゴリズム９６に基づいて次の処理を行う。

【０１４１】まず、情報記録領域２３内の四隅に配置さ
れた特定パターン２２を抽出する（Ｓ１２）。

【０１４２】次に、四隅の特定パターン２２の情報をも
とに、１つの桝目の大きさを決定する（Ｓ１３）。

【０１４３】次に、予め定められた配置情報とをもと
に、残りの特定パターンを抽出する（Ｓ１４）。ここ
で、予め定められた配置情報とは、例えば縦１０桝目お
き、横１５桝目おきに特定パターンが現われるように格
子状に配置されているなどの、特定パターン２２の配置
についての情報である。

【０１４４】次に、抽出された特定パターンの位置につ
いての情報（位置情報）をもとに、本来の記録情報を表
す桝目２１の位置を決める（Ｓ１５）。

【０１４５】次に、予め定められたマッピングに従っ
て、そのような桝目２１に記録された情報を読み出す
（Ｓ１６）。ここで、予め定められたマッピングとは、
例えば図２４を用いて既に説明したような、各枡目２１
とビット情報と対応づけのことである。

【０１４６】そして、情報記録装置９１の出力部９６
から渡された出力情報を、出力装置９３が出力する（Ｓ
１７）。

【０１４７】このように、このデジタル情報解読装置に
よれば、記録担体の記録面２０に記録されたデジタル情
報を解読することができる。

【０１４８】（９）情報記録領域の四隅の特定パターン
について この発明では、情報記録領域２３内に特定パターン２２
を複数配置しているが、情報記録領域２３の四隅に配置
された特定パターン２２はその他の特定パターンよりも
重要な意味をもっている。

【０１４９】（ｉ）図３５の処理フローで示した情報解
読方法では、Ｓ１２に示した通り、情報記録領域２３の
四隅の特定パターン２２をその他の特定パターンに先行
して探索している。これは、四隅の特定パターン２２が
その他の特定パターンに比して見つけやすいという理由
のほかに、四隅の特定パターン２２をまず見つけること
によって、記録面２０内で情報記録領域２３が占める範
囲を決めることができるという理由がある。

【０１５０】すなわち、情報記録領域２３の四隅に特定
パターン２２が存在することによって、読み取り時に記
録面２０内で情報記録領域２３が占める範囲を容易に認
識する（いわゆる切り出す）ことが可能である。例え
ば、図１の例で、情報記録領域２３を構成する桝目が全
て白であったとしても、四隅に特定パターン２２が存在
することによって、情報記録領域２３が占める範囲を容
易に判別することができる。情報記録領域２３を構成す
る桝目が全て黒であったとしても同様である。なお、特
定パターンが全て白の桝目で構成されているような場合
は考えないものとする。これに対して、情報記録領域２
３の四隅に特定パターン２２が存在しない場合には、情
報記録領域２３内の白と情報記録領域２３外の白とを区
別することができない。情報記録領域２３の外周に沿っ
た桝目に全て白が付されたような場合もあるからであ
る。

【０１５１】（ii）図３７は記録情報を構成するビット
マップデータから情報記録領域２３の四隅の特定パター
ン２２を探す方法を模式的に示している。左上隅の特定
パターン２２を探す場合、ビットマップデータの左上隅
から、斜め方向（図中に矢印で示す）にスキャンを行
う。情報記録領域２３の外側は白ビットで構成されいる
とすれば、斜め方向のスキャンで最初に黒ビットが現わ
れるのは、左上隅の特定パターン２２を構成する黒ビッ
トである。これにより、左上隅の特定パターン２２を見
つけることができる。もちろん、情報記録領域２３の右
上隅、左下隅、右下隅の特定パターン２２も、それぞれ
ビットマップデータの右上隅、左下隅、右下隅から斜め
方向にスキャンすることによって、同様に見つけること
ができる。

【０１５２】（iii）情報記録領域２３の四隅に判別マ
ークを付すことによって、記録面２０内で情報記録領域
２３が占める範囲を判別する技術自体は、従来より知ら
れている。しかしながら、従来は図３６(b)に示すよう
に、判別マーク２９を矩形の情報記録領域２３の外側に
配置しているため、判別マーク２９，２９間の領域が無
駄な領域となっている。これに対して、図３６(b)に示
すように情報記録領域２３内の四隅に特定パターン２２
を配置した場合、図３６(a)の配置に比して本来の記録
情報を表す領域を拡大でき、記録面２０を無駄なく使う
ことができる。

【０１５３】（iv）図３６(b)に示した判別マーク２９
として、図６に示した特定パターン２２Ａや図７に示し
た特定パターン２２Ｂを使用するという応用例が考えら
れる。

【０１５４】判別マーク２９として単に１個の枡目に黒
を付したものや、単に黒丸からなるものを用いた場合、
印刷時の汚れやインクのにじみの影響を受けて、情報記
録領域２３を構成する桝目の大きさなどの情報を得るこ
とは難しい。これに対して、判別マーク２９として図６
に示した特定パターン２２Ａや図７に示した特定パター
ン２２Ｂを用いた場合は、既に説明した通り、印刷時の
汚れやインクのにじみの影響を受けにくく、かつ情報記
録領域２３を構成する桝目の大きさなどの情報を容易に
得ることができる。

【０１５５】なお、判別マークとして図６の特定パター
ン２２Ａや図７の特定パターン２２Ｂを用いるが、情報
記録領域２３の桝目についての情報を得る必要がないよ
うな場合には、特定パターン２２Ａ，２２Ｂの大きさや
形は、情報記録領域２３を構成する桝目の大きさや形に
依存しない。例えば、図３８に示すように、情報記録領
域２３を構成する桝目の寸法に対して、判別マークとし
て用いられる特定パターン２２Ｂを構成する枡目の寸法
を１／２としても良い。

【０１５６】（ｖ）また、図３９に示すように、情報記
録領域２３の四隅の特定パターンとしてその他の特定パ
ターン２２Ｂと異なるパターン２２Ｆ（図８(d)参照）
を用いても良い。このように情報記録領域２３の四隅の
特定パターン２２Ｆとその他の特定パターン２２Ｂとを
異なるパターンとした場合、変形特定パターン２２Ｆを
探すことによって情報記録領域２３の四隅を簡単にみつ
けることができる。ただし、読取装置は２種類の特定パ
ターン２２Ｆ，２２Ｂを認識できるようにしておく必要
がある。

【０１５７】（vi）また、図４０は情報記録領域２３の
四隅の特定パターンを変形させた別の例を示している。
この例では、図４１（図４０の情報記録領域２３の上部
を拡大したもの）に示すように、四隅の特定パターンと
して、特定パターン２２Ｂの第２環状部４３の２辺を情
報記録領域２３の外側に向かってそれぞれ２枡目分だけ
拡張して構成されたパターン２２Ｊを用いている。この
ようにした場合、変形特定パターン２２Ｊ，２２Ｊの拡
張部４４Ｊに挟まれた領域が、本来の記録情報も特定パ
ターン２２Ｂも現れない静寂領域２９となる。したがっ
て、この静寂領域２９を検知することによって、情報記
録領域２３の外周を容易に検出することができる。

【０１５８】上記変形特定パターン２２Ｊは、図１６の
処理フローを用いて説明した特定パターン２２Ｂの探索
手法と同じ手法を用いて見つけることができる。図１６
の処理フローでは特定パターン２２Ｂの中心部４１と第
１環状部４２とを調べることによって特定パターン２２
Ｂを見つけたが、上記変形特定パターン２２Ｊも特定パ
ターン２２Ｂと全く同一の中心部４１，第１環状部４２
を有しているからである。

【０１５９】（vii）また、図４２に示すように、情報
記録領域２３の四隅の変形特定パターンを上下で異なる
ものとしても良い。この例では、四隅の変形特定パター
ンとして、左上隅と右上隅に図４０中に示した特定パタ
ーン２２Ｊ，２２Ｊを用いるとともに、左下隅と右下隅
に別の２つの特定パターン２２Ｋ，２２Ｋを用いてい
る。左下隅と右下隅の特定パターン２２Ｋは、特定パタ
ーン２２Ｊの２辺の拡張部４３Ｊ（図４１参照）をその
幅を保って情報記録領域２３の四隅に向かって延長した
ものである。このように、情報記録領域２３の四隅の変
形特定パターンを上下で異なるものとすることにより、
記録面２０の天地左右を認識することができる。

【０１６０】このことから分かるように、四隅に配置さ
れた特定パターンの一部を、この四隅の特定パターンの
組が記録面２０の面内での９０°、１８０°又は２７０
°の回転に対して非対称となるように、四隅に配置され
た残りの特定パターンに対して形状や明暗が異なるもの
とすれば、記録面２０の天地左右を容易に識別すること
ができる。例えば、四隅に配置された特定パターンのう
ち左側に配置された一対の特定パターンが右側に配置さ
れた残りの一対の特定パターンに対して形状や明暗が異
なるものとしても良いし、四隅に配置された特定パター
ンのうち一つの特定パターンが残りの三つの特定パター
ンに対して形状や明暗が異なるものとしても良い。

【０１６１】（viii）また、図４３に示すように、情報
記録領域２３の四隅の変形特定パターンとして、基本と
なるパターン部分（例えば特定パターン２２Ｂと同じも
の）に対して別の黒部分を離間した状態で付加して構成
されたパターン２２Ｌを採用することもできる。この変
形特定パターン２２Ｌは、図４５に示すように、特定パ
ターン２２Ｂと同様に中心部４１、第１環状部４２およ
び第２環状部４３を有するとともに、第２環状部４３の
外側の２辺に対向して、直線的に連結された５個の枡目
からなる黒棒状部４８，４８を有している。第２環状部
４３の外側の２辺と各黒棒状部４８との間には１枡目分
の白領域が設けられている。この変形特定パターン２２
Ｌは、全体として７×７の桝目により構成された特定パ
ターンであると考えることができる。

【０１６２】さらに、図４４に示すように、四隅の特定
パターンだけでなく、情報記録領域２３の外周に沿って
配置された特定パターン全てに対して、離間した状態で
黒部分を付加しても良い。この例では、情報記録領域２
３の外周に沿って配置された特定パターンのうち四隅の
特定パターン２２Ｌを除く特定パターン２２Ｍが、それ
ぞれ基本となるパターン部分（特定パターン２２Ｂと同
じもの）の外側に、１枡目分の白領域を挟んで、直線的
に連結された５個の枡目からなる黒棒状部が付加されて
いる。

【０１６３】図４３や図４４に示すように、変形特定パ
ターンの黒棒状部が情報記録領域２３からはみ出すよう
に設けた場合、四隅の特定パターン２２Ｌや外周の特定
パターンＭを容易に見つけることができる。

【０１６４】（１０）特定パターンの白黒反転について 図４６は、インクのにじみや記録担体につく汚れなどの
影響によって、図６に示した特定パターン２２Ａが変形
された様子を例示している。この例では、中央閉領域４
４の左側および上側には変形はないが、中央閉領域４４
の右側および下側が黒くなって変形している。このよう
な特定パターン２２Ａを読み取る場合、中央閉領域４４
の位置のみを利用して特定パターン２２Ａ全体の位置
（位置情報）を設定しようとすると、本来の位置よりも
左上にずれて設定されてしまうおそれがある。このよう
な位置ずれは、特定パターン２２Ａの環状部４５の位置
を利用することによって補正することができる。図４６
に示すような変形の場合、環状部４５では左側や上側に
対して右側や下側が太くなっているから、中央閉領域４
４の位置ずれとは逆に、環状部４５の位置ずれは右下に
向かう傾向があるからである。

【０１６５】しかしながら、このような補正を行うため
には環状部４５の外周（エッジ）を認識する必要があ
る。環状部（黒）４５の外側が白枡目で取り囲まれてい
れば環状部４５のエッジを認識することができるが、図
４７に示すように、周囲の桝目２１の値が全て黒である
ような場合には環状部４５のエッジを認識することがで
きず、上記補正を行うことができない。

【０１６６】そこで、このように特定パターン２２と、
それを取り囲む本来の記録情報を表す桝目２１とのコン
トラストがはっきりしない場合に、特定パターン２２の
位置を精度良く知る手段が必要となる。

【０１６７】その手段として、特定パターン２２とそ
れを取り囲む桝目とのコントラストがはっきりしない場
合に、次のように特定パターン２２の値を反転させて配
置する方法が考えられる。

【０１６８】すなわち、図４８に示すように、情報記録
領域２３内で、特定パターン（２２Ａとする）を配置す
べき縦４×横４の領域２５を除いて、まず本来の記録情
報を表す桝目２１の値を設定する。次に、領域２５に沿
った桝目（図４８中、「○」又は「△」を付した桝目）
の値を調べる。そして、例えば、「○」を付した桝目の
値が全て黒であるという条件が満たされるかどうかを判
断する。この条件が満たされたときは、図４９に示すよ
うに、特定パターン２２Ａの白黒を反転してなる特定パ
ターン２２Ａ＃を領域２５に配置する。図４９中、４４
＃は中央閉領域４４を反転した部分を示し、４５＃は環
状部４５を反転した部分を示している。一方、図４８に
おいて「○」を付した桝目の値が全て黒であるという条
件が満たされないときは、通常の特定パターン２２Ａを
領域２５に配置する。

【０１６９】このようにした場合、特定パターン２２Ａ
と、それを取り囲む本来の記録情報を表す桝目２１との
コントラストを明瞭にすることができる。

【０１７０】特定パターン２２Ａおよび２２Ａ＃が配
置された情報記録領域２３から、次のようにしてその特
定パターン２２Ａ，２２Ａ＃を探索する。なお、反転特
定パターン２２Ａ＃を探索するために新たなアルゴリズ
ムは必要でなく、通常の特定パターン２２Ａ探索のため
のアルゴリズムを共用する。

【０１７１】図１９に示した処理フローを用いて探索処
理を説明する。

【０１７２】まず、特定パターン２２として反転してい
ない通常の特定パターン２２Ａが使用されている想定し
て探索を行う。Ｓ４１より探索処理を開始し、通常の特
定パターン２２Ａが見つかれば、探索が成功（Ｓ４９）
したものとして処理を終了する。通常の特定パターン２
２Ａが見つからない場合には探索失敗（Ｓ５０）となる
が、Ｓ５０で処理を終了せず、Ｓ４２に戻って、引き続
き反転した特定パターン２２Ａ＃を探索する処理を行
う。このとき、Ｓ４２−Ｓ４９の全ての処理について、
「黒→白」「白→黒」とパラメータを変更して処理を行
う。すなわち、１回目の処理（通常の特定パターン２２
Ａを探す処理）では、白領域が黒領域に囲まれているよ
うなパターンを探したのに対して、２回目（反転した特
定パターン２２Ａ＃を探す処理）では、黒領域が白領域
に囲まれているようなパターンを探す。反転した特定パ
ターン２２Ａ＃が見つかれば、探索が成功（Ｓ５０）し
たものとして処理を終了する。一方、通常の特定パター
ン２２Ａも反転した特定パターン２２Ａ＃も見つからな
い場合は探索が失敗（Ｓ５０）したものとして処理を終
了する。このように、白および黒をパラメタとした特定
パターン探索アルゴリズムを設定しておくことにより、
通常の特定パターン２２Ａと反転した特定パターン２２
Ａ＃とを同じアルゴリズムで探索することができる。

【０１７３】このように、通常の特定パターン２２Ａと
反転した特定パターン２２Ａ＃とを使い分けることによ
り、特定パターン２２Ａの上下左右の少なくとも１辺に
おいて、黒桝目と白桝目との境界線（エッジ）を検出す
ることができる。この境界線を表すエッジ情報を利用し
て、特定パターン２２Ａの環状部４５のうち、上下左右
の少なくとも１辺の幅を検出することができる。図４６
に示したような、環状部４５の左側や上側に対して右側
や下側が太くなっている変形の場合、中央閉領域４４の
位置ずれとは逆に、環状部４５の位置ずれは右下に向か
う傾向があるから、その特定パターン２２Ａの位置情報
の誤りを検出したり補正したりすることができる。

【０１７４】特定パターン２２Ａとそれを白黒反転した
パターン２２Ａ＃の探索アルゴリズムをこのように「黒
→白」「白→黒」とパラメータを変更するだけで共用で
きる理由は、「中央閉領域が環状部によって囲まれてい
る」という構成が白黒反転によっては変化しないからで
ある。

【０１７５】このことから分かるように、図７に示した
特定パターン２２Ｂについても、本来の記録情報を表す
周囲の桝目とコントラストをなすように、この白黒を反
転する手法を適用することができる。特定パターン２２
Ｂでは、「第１環状部が第２環状部によって囲まれてい
る」という構成が白黒反転によっては変化しないからで
ある。

【０１７６】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１のデ
ジタル情報記録担体では、本来記録すべきデジタル情報
と見分けることが可能な特定パターンが情報記録領域の
外周から離間した内部に配置されているので、情報記録
領域の中央近傍が歪んだとしても、上記特定パターンの
位置に基づいて上記情報記録領域の中央近傍の枡目の位
置を精度良く求めることができる。したがって、情報記
録領域の面積を大きくしても、情報記録領域の中央近傍
で読み取りエラーが発生するのを防止できる。また、情
報記録領域の周辺部では、従来と同様にクロッキング情
報を設けたり、上記特定パターンを設けることによっ
て、読み取りエラーの発生を防止できる。したがって、
情報記録領域の面積を大きくして記憶容量を増大するこ
とができる。

【０１７７】請求項２のデジタル情報記録担体では、上
記情報記録領域の全域にわたって上記特定パターンが複
数個分散して配置されているので、上記情報記録領域の
全域で任意の枡目の位置を精度良く求めることができ
る。したがって、情報記録領域の面積を大きくして記憶
容量を増大することができる。

【０１７８】

【０１７９】

【０１８０】

【０１８１】

【０１８２】

【０１８３】

【０１８４】

【０１８５】

【０１８６】

【０１８７】

【０１８８】

【０１８９】

【０１９０】

【０１９１】

【０１９２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例のデジタル情報記録担体
の態様を示す図である。

【図２】 図１のデジタル情報記録担体を模式的に示す
図である。

【図３】 上記デジタル情報記録担体の記録面に歪みが
生じた状態を、従来のデジタル情報記録担体の記録面に
歪みが生じた状態と比較して示す図である。

【図４】 情報記録領域の周辺部に特定パターンを高密
度に配置した例を示す図である。

【図５】 情報記録領域の中央部に特定パターンを高密
度に配置した例を示す図である。

【図６】 特定パターンの好ましい例を示す図である。

【図７】 特定パターンの好ましい別の例を示す図であ
る。

【図８】 特定パターンの多様な例を示す図である。

【図９】 図８(b)に示した市松模様の特定パターン
が、その近傍に現れた同一のパターンと重なった状態を
示す図である。

【図１０】 図６の特定パターンが、その近傍に現れた
同一のパターンと重なった状態を示す図である。

【図１１】 図７の特定パターンが、その近傍に現れた
同一のパターンと重なった状態を示す図である。

【図１２】 図８(g)に示した特定パターンについて、
黒桝目の各辺が１．４倍に広がるようなにじみが起こっ
たときの態様を示す図である。

【図１３】 図６の特定パターンについて、黒桝目の各
辺が１．４倍に広がるようなにじみが起こったときの態
様を示す図である。

【図１４】 図７の特定パターンについて、黒桝目の各
辺が１．４倍に広がるようなにじみが起こったときの態
様を示す図である。

【図１５】 図６の特定パターンにおいて、中央閉領域
を構成する白桝目のうちの１つが黒桝目に変わってしま
ったときの態様を示す図である。

【図１６】 図７の特定パターンを認識するための処理
フロー例を示す図である。

【図１７】 図７の特定パターンを認識するとき、第１
環状部と第２環状部との境界を左手法によって一周し
て、第２環状部を確認する仕方を模式的に示す図であ
る。

【図１８】 図１７の左手法により、閉じた黒ドットの
領域を一周したときの様子を模式的に示す図である。

【図１９】 図６の特定パターンを認識するため処理フ
ロー例を示す図である。

【図２０】 平行四辺形を桝目とする情報記録領域に特
定パターンを配置した例を示す図である。

【図２１】 六角形を桝目とする情報記録領域に特定パ
ターンを配置した例を示す図である。

【図２２】 図２１の情報記録領域に配置した特定パタ
ーンを示す図である。

【図２３】 この発明の一実施例のデジタル情報記録装
置のブロック構成を示す図である。

【図２４】 情報記録領域において、特定パターンを配
置すべき領域以外の領域の桝目に、本来記録すべきビッ
ト情報を対応させるマッピングの仕方を説明する図であ
る。

【図２５】 この発明の一実施例のデジタル情報記録方
法を実施するための処理フローを概略的に示す図であ
る。

【図２６】 一実施例のデジタル情報記録担体を読取装
置によって読み取って得られたビットマップデータを示
す図である。

【図２７】 情報記録領域の外周に沿った特定パターン
の位置に基づいて、情報記録領域の中央近傍の特定パタ
ーンを探索する第１の探索方法を説明する図である。

【図２８】 情報記録領域の外周に沿った特定パターン
の位置に基づいて、情報記録領域の中央近傍の特定パタ
ーンを探索する第２の探索方法を説明する図である。

【図２９】 既知の３つの座標を利用して、平行四辺形
を構成するもう１つの座標をベクトルの合成を用いて求
める方法を説明する図である。

【図３０】 図７の特定パターンを読取装置で読み取っ
て得られたビットマップデータを示す図である。

【図３１】 ４つの特定パターンの位置に基づいて、情
報記録領域内の任意の桝目の位置を算出する方法を説明
する図である。

【図３２】 ４つの特定パターンの位置に基づいて、情
報記録領域内の任意の桝目の位置を算出する方法の変形
例を説明する図である。

【図３３】 ４つの特定パターンの位置に基づいて、情
報記録領域内の任意の桝目の位置を算出する方法のさら
なる変形例を説明する図である。

【図３４】 この発明の一実施例のデジタル情報解読装
置のブロック構成を示す図である。

【図３５】 この発明の一実施例のデジタル情報解読方
法を実施するための処理フローを概略的に示す図であ
る。

【図３６】 情報記録領域の四隅に特定パターンを配置
する場合に、情報記録領域の内部に配置する例と外部に
配置する例とを比較して示す図である。

【図３７】 情報記録領域の四隅の特定パターンを探索
する方法を説明する図である。

【図３８】 情報記録領域の左上隅に、情報記録領域内
の枡目と異なる寸法の枡目によって構成された特定パタ
ーンを配置した例を示す図である。

【図３９】 情報記録領域の四隅の特定パターンを、他
の特定パターンと異なるものとした例を示す図である。

【図４０】 情報記録領域の四隅の特定パターンを、他
の特定パターンと異なるものとした別の例を示す図であ
る。

【図４１】 図４０の情報記録領域の上部を拡大して示
す図である。

【図４２】 情報記録領域の四隅の特定パターンのう
ち、上側の一対の特定パターンを下側の一対の特定パタ
ーンと異なるものとした例を示す図である。

【図４３】 情報記録領域の四隅の特定パターンを、他
の特定パターンと異なるものとしたさらに別の例を示す
図である。

【図４４】 図４３の例で、さらに情報記録領域の外周
に沿った位置の特定パターンを情報記録領域内部の特定
パターンと異なるものとした例を示す図である。

【図４５】 図４３，図４４で情報記録領域の左上隅に
配置した特定パターンを拡大して示す図である。

【図４６】 図６の特定パターンの中央閉領域の右側お
よび下側が黒く変形した例を示す図である。

【図４７】 図６の特定パターンを取り囲む周囲の枡目
に全て黒が付されているときの態様を示す図である。

【図４８】 特定パターンの白黒を反転させて配置する
か否かの条件を説明する図である。

【図４９】 図６の特定パターンの白黒を反転させて配
置したときの態様を示す図である。

【図５０】 従来のデジタル情報記録担体の態様を示す
図である。

【符号の説明】

２０ 記録面 ２１ 本来の情報を記録すべき領域 ２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，…，２２Ｍ，６２，７
２ 特定パターン ２３ 情報記録領域 ４１ 中心部 ４２ 第１環状部 ４３ 第２環状部 ４４ 中央閉領域 ４５ 環状部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庭本 浩明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 山口 則正 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 神之門 司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−231466（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56091（ＪＰ，Ａ) 特表 平10−503304（ＪＰ，Ａ) 日刊工業新聞，日本，1994年 ９月27 日，９頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 19/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の記録面内に設けられた情報記録
   領域に、ビットに対応する行列状の多角形の桝目を仮想
   的に設定し、光学的に認識可能な明又は暗のマークを上
   記各桝目を単位として記録すべきデジタル情報に応じて
   付与して、上記記録すべきデジタル情報を２次元パター
   ンとして記録したデジタル情報記録担体であって、 上記情報記録領域の外周から離間した内部には、上記桝
   目に暗のマークを付してなる中心部と、該中心部の周囲
   を環状に取り囲む上記桝目に明のマークを付してなる第
   １の環状部と、さらにその周囲を環状に取り囲む上記桝
   目に暗のマークを付してなる第2の環状部とを有してな
   る特定パターンを配置し、 この特定パターンの第2の環状部の外周に接する桝目
   に、上記記録すべきデジタル情報を記録する構成とした
   ことを特徴とするデジタル情報記録担体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のデジタル情報記録担体
   において、上記特定パターンの中心部は、上記桝目1個で形成さ
   れ、 上記特定パターンの第１の環状部は、上記桝目8個で形
   成されると共に、 上記特定パターンの第2の環状部は、上記桝目１６個で
   形成されてな ることを特徴とするデジタル情報記録担
   体。