JP3983774B2 - 光学デバイスおよび準備された表面に関するコーディングされたパターン - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、表面にエンコードされた情報を判定するために、表面と相互作用する光学デバイス(たとえば、光学イメージングセンサまたは光学読み取りデバイス)に関する。本発明の一実施形態で、光学デバイスは、マルチファンクションペンまたはマルチファンクションスタイラスとして実施することができる。本発明の態様に、ディスプレイフォーム(display form)内にシンボルのパターンを置くことも含まれる。シンボルのパターンは、位置データ、マルチメディア(たとえば、オーディオ、ビデオ、イメージなど)、セキュリティアプリケーション、バイオメトリックス、識別管理、他のバルクデータ、または他のデータへのリンクなどのエンコードされたデータを表すことができる。一実施形態で、ディスプレイフォームは、印刷された紙(または他の物理媒体)または、別のイメージもしくはイメージのセットに関するシンボルのエンコードされたパターンを投影するか含むディスプレイである。たとえば、シンボルのエンコードされたパターンを、紙の上の物理的イメージ、別の表示されたイメージの上または下にあるイメージ、あるいはディスプレイスクリーンと組み合わされるかその上にある(光学デバイスによって検出されるイメージをディスプレイスクリーン上で突き止められるように)物理的にエンコードされたパターン(たとえば、変更不能なパターン)として表すことができる。
Lsurface=Fs→p(Lsensor)
Lpentip=Fs→p(Lvirtual−pentip)
Lvirtual−pentip=Fp→s(Lpentip)
また、
Fp→s=[Fs→p]−1
である。
Lpentip=Fs→p(Lvirtual−pentip)
表面のシンボルのパターンとしてエンコードされるデータは、2進数{0,1}のシーケンスなど、デジット(digits)のシーケンスとして表現することができる。さまざまな種類のビットストリームを、このデジットのシーケンスとして使用することができる。たとえば、デジットのランダムシーケンスまたは擬似ランダムシーケンスを使用することができる。このランダムシーケンスまたは擬似ランダムシーケンスは、幅mのウィンドウ(たとえばシーケンシャルウィンドウ)が、シーケンスSmに沿ってスライドされる場合に、2m−1個の非0のm−タプルのそれぞれが1回見られるという特性を有する。言い換えると、デジットのシーケンスは、所定の長さの部分シーケンスのデジットのシーケンス内の位置が曖昧さなしに決定されるという特性を有する。本発明の一実施形態で、シンボルのパターンとしてエンコードされるデータは、表面の幾何形状(geometry)を使用する形で表面に分布する。たとえば、デジットのシーケンスを、長方形表面でのエンコードのために長方形の行列または配列として配置することができる。図2に、本発明の実施形態によるデジットの例示的な長方形の配列/行列を示す。
0100 0111 0111 0100 1000 1110 0111 0100 1100
0101 1100 0111 0010 0110 1001 1001 1110 0010
0110 0000 0101 0101 1000 0011 1111 1010 1110
1001 1000 1101 1111 1010 0010 0001 0110 0101
について、k=3かつm=12の場合に、オーバーラップしないシーケンシャルウィンドウは
100|110|001|101|111|110|100|010|000|101|100|101
になる。これを図3Aに示す。
(100,110,001,101,111,110,100,010,000,101,100,101)
これは、10進数などの別の記数法で、
(4,6,1,5,7,6,4,2,0,5,4,5)
になる。
(24,26,21,25,27,26,24,22,20,25,24,25)
これは、2進数などの別の記数法で、
(00010000,01000000,00000010,00100000,10000000,01000000,00010000,00000100,00000001,00100000,00010000,00100000)
になる。
図3Bおよび3Cに示されたシンボルのパターンは、人間の観察者にはランダムに見えるが、デコードシステムは、それがランダムなプロセスによって生成されたのではないことを知っている。シンボルのパターンが、上のプロセスでk=3およびm=6を用いてエンコードされた場合に、表面のシンボルの各行を、サイズ2kのm個のオーバーラップしない表面ウィンドウに分割することができる。たとえば、Y集合が、2進数の形であり、m個のオーバーラップしない表面ウィンドウのそれぞれに、1つの着色されたシンボル(またはピクセル)が含まれる。というのは、2nの形の2進数が、「1」の値を有する1つのデジットを有し、残りのデジットが「0」の値を有するからである。役に立つ例に、表面で2k位置より近くに見つかる2つの着色されたシンボルが含まれる。この場合に、共有される表面ウィンドウ境界が、図4Aに示されているように、表面上のシンボルの間の比較的少数の可能な位置にある。しかし、単一の表面ウィンドウ境界は、2つのシンボルが互いに2kを超える位置だけ離れている場合であっても、2つの着色されたシンボルの間にある可能性がある。さらに、表面の各連続する潜在的な表面ウィンドウは、図4Bに示されているように、表面の他の潜在的な表面ウィンドウ境界の可能な範囲または位置を制限する傾向がある。図4Bでは、山括弧<>の中のスペースが、潜在的な表面ウィンドウ境界の可能な範囲を表し、記号|が、確立された表面ウィンドウ境界を表す。
図5に、本発明の一実施形態による、光学デバイスの位置を判定する例示的な処理を示す。入力は、光学デバイスによって検出されたイメージであり、出力は、イメージ全体と比較した、検出されたイメージの位置座標とすることができる。また、出力に、検出されたイメージの回転角度を含めることができる。
図6に、2進数の順序付きシーケンスなどのデジットの順序付きシーケンスをエンコードする例示的な処理を示す。602で、デジットの順序付きシーケンスを、プロセッサによって定義するか受け取る。604で、デジットの順序付きシーケンスを、シンボルのパターンとしてエンコードする。具体的に言うと、デジットの順序付きシーケンスを、1つまたは複数のシーケンシャルウィンドウに分割し(たとえば表面の幾何学的形状に基づいて)、ここで、各シーケンシャルウィンドウには、デジットの順序付きシーケンスの部分シーケンスが含まれる。この部分シーケンスは、別の記数法に変換される(たとえば、8進、10進、16進など)。たとえば、部分シーケンスを、10進数として表すことができる。変換された部分シーケンスに数学関数を適用する。本発明の一実施形態では、部分シーケンスが10進数として表される場合に、数学関数に、10進数の値だけ所定の数(たとえば2)を累乗することが含まれる。次に、数学関数を適用された10進数を、所定の長さの2進数表現などの別の記数法に変換する。次に、2進数表現の長さの中での選択されたデジットタイプ(たとえば2進数の「1」)の位置に基づいて、表面の1つまたは複数の表面ウィンドウ内でシンボル(たとえば、ドットまたはピクセル)を配置する。表面の各表面ウィンドウが、シーケンシャルウィンドウの1つに対応する。したがって、表面の対応する表面ウィンドウ内のシンボルの位置は、データ(たとえば表面の一意の位置)を示す。
本明細書に記載のシンボルのパターンは、複数の形で使用することができる。本発明の一実施形態では、シンボルのパターンが、既存のイメージと組み合わされるイメージとして、または紙に印刷されるイメージとして、印刷された紙に組み込まれる。シンボルのパターンを表すイメージは、空白の紙に印刷することができ、あるいは、既に他の情報を含む紙(たとえばスプレッドシート)に印刷することができる。イメージに組み込み情報を追加する処理に、文書またはページのウォーターマーキングが含まれる。これに、さらに、イメージにウォーターマークを埋め込むこと、埋め込まれたウォーターマークを紙に印刷すること、ウォーターマークを別のイメージと組み合わせ、印刷すること、およびこれらのさまざまな組み合わせを含めることができる。たとえば、シンボルのパターンを、人間の読者による解釈のためのテキストおよびグラフィックスを含む紙の文書の背景に印刷することができる。しかし、このシンボルのパターンは、文書の可読性を劣化させず、少量のプリンタインクを使用してプリンタによって作ることができる。
図7に、コンピュータ130の形の汎用コンピューティングデバイスの一例を示す。本発明の一実施形態で、コンピュータ130などのコンピュータは、ペン102または他の図に示され本明細書で説明したものなどの光学デバイスでの使用に適するものとすることができる。コンピュータ130は、1つまたは複数のプロセッサまたは処理ユニット132およびシステムメモリ134を有する。図示の実施形態では、システムバス136が、システムメモリ134を含むさまざまなシステムコンポーネントをプロセッサ132に結合する。バス136は、メモリバス、メモリコントローラ、周辺バス、AGP(accelerated graphics port)、およびさまざまなバスアーキテクチャのいずれかを使用するプロセッサバスまたはローカルバスを含む、任意の複数のタイプのバス構造のうちの1つまたは複数を表す。制限ではなく例として、そのようなアーキテクチャに、ISA(Industry Standard Architecture)バス、MCA(マイクロチャネルアーキテクチャ)バス、EISA(Enhanced ISA)バス、VESA(Video Electronics Standards Association)ローカルバス、およびメザニンバスとも称するPCI(Peripheral Component Interconnect)バスが含まれる。
134 システムメモリ
136 システムバス
138 ROM
140 RAM
142 BIOS
144 オペレーティングシステム
146 アプリケーションプログラム
148 他のプログラムモジュール
150 プログラムデータ
166 不揮発性メモリインターフェース
184 ユーザ入力インターフェース
186 ネットワークインターフェース
170 オペレーティングシステム
172 アプリケーションプログラム
174 他のプログラムモジュール
176 プログラムデータ
190 ビデオインターフェース
192 リモートアプリケーションプログラム
196 ローカルエリアネットワーク
198 広域ネットワーク
Claims (15)
- エンコードされたデータを表す2進数の順序付きシーケンスを複数のシーケンシャルウィンドウに分割するステップであって、
前記シーケンシャルウィンドウのそれぞれが、デジットの前記順序付きシーケンスの部分シーケンスを含む、
そのような分割するステップと、
各シーケンシャルウィンドウに含まれる前記部分シーケンスを一連のデジットに変換するステップであって、
各シーケンシャルウィンドウに含まれる前記部分シーケンスを10進数として表すステップと、
所定の数「2」を前記10進数の値で累乗したものを用いるステップを含む、前記10進数に数学関数を適用するステップと、
前記10進数に数学関数を適用したものを2進表現に変換するステップと
を含み、かつ、
前記2進表現が前記一連のデジットを示す、
そのような変換するステップと、
前記表面上の複数の表面ウィンドウ内でシンボルを配置するステップであって、
各表面ウィンドウは、それぞれ、前記シーケンシャルウィンドウの1つに対応するものであり、
各表面ウィンドウ内の前記シンボルの位置は、前記変換された一連のデジットの1つに基づくものであり、
前記表面ウィンドウ内の前記シンボルの位置が、前記エンコードされたデータを示す、
そのような配置するステップと
を備えることを特徴とする、表面上のシンボルのパターンとしてデータをエンコードする方法。 - 前記エンコードされたデータは、前記表面上の一意の位置を示し、その結果、各表面ウィンドウ内の前記シンボルの位置は、前記表面上の前記一意の位置を示すことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- デジットの前記順序付きシーケンスを分割する前記ステップは、デジットの前記順序付きシーケンスを複数のオーバーラップしない等しいサイズのシーケンシャルウィンドウに分割するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記所定の数は2であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記10進数を変換する前記ステップは、前記10進数に数学関数を適用したものを所定の長さを有する2進表現に変換するステップを含み、
前記表面上の前記表面ウィンドウ内で前記シンボルを配置する前記ステップは、前記2進表現の前記長さ内での選択された2進数タイプの位置を判定するステップと、前記選択された2進数タイプの前記判定された位置に基づいて前記表面ウィンドウ内で前記シンボルを配置するステップとを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記選択された2進数タイプは「1」であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記表面の幾何形状の関数としてデジットの前記順序付きシーケンスを配置するステップをさらに備え、
デジットの前記順序付きシーケンスを分割する前記ステップは、前記表面の前記幾何形状に基づいてデジットの前記順序付きシーケンスを前記複数のシーケンシャルウィンドウに分割するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記表面の前記幾何形状は長方形であり、
デジットの前記順序付きシーケンスを配置する前記ステップは、長方形配列としてデジットの前記順序付きシーケンスを配置するステップを含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - デジットの前記順序付きシーケンスは、所定の長さの各部分シーケンスのデジットの前記順序付きシーケンス内の位置が曖昧さなしに決定されるようになる特性を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 1つまたは複数のコンピュータ読み取り可能な媒体が請求項1に記載の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- エンコードされたデータを表す2進数の順序付きシーケンスを複数のシーケンシャルウィンドウに分離するコンピュータ実行可能命令であって、
シーケンシャルウィンドウのそれぞれが、デジットの前記順序付きシーケンスの部分シーケンスを含む、
そのようなコンピュータ実行可能命令と、
各シーケンシャルウィンドウに含まれる前記部分シーケンスを一連のデジットに変換するコンピュータ実行可能命令であって、
各シーケンシャルウィンドウに含まれる前記部分シーケンスを10進数として表すコンピュータ実行可能命令と、
所定の数「2」を前記10進数の値で累乗したものを用いるコンピュータ実行可能命令を含む、前記10進数に数学関数を適用するコンピュータ実行可能命令と、
前記10進数に数学関数を適用したものを2進表現に変えるコンピュータ実行可能命令とを含み、かつ、
前記2進表現が前記一連のデジットを構成する、
そのような各シーケンシャルウィンドウに含まれる前記部分シーケンスを変換する前記コンピュータ実行可能命令と
を実行するように構成されたプロセッサと、
前記表面上の複数の表面ウィンドウ内でシンボルを配置するための手段であって、
各表面ウィンドウは、それぞれ、前記シーケンシャルウィンドウの1つに対応し、
各表面ウィンドウ内の前記シンボルの位置は、前記変換された一連のデジットの1つに基づくものであり、
前記表面ウィンドウ内の前記シンボルの位置が、前記エンコードされたデータを示す、
そのような配置するための手段と
を備えることを特徴とする、表面上のシンボルのパターンとしてデータをエンコードするシステム。
- 前記エンコードされたデータは、前記表面上の一意の位置を示し、その結果、各表面ウィンドウ内の前記シンボルの位置は、前記表面上の前記一意の位置を示すことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記所定の数は2であることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記2進表現は、所定の長さを有するものであり、前記2進表現の前記長さ内での選択された2進数タイプの位置を判定し、かつ、前記選択された2進数タイプの前記判定された位置に基づいて前記表面ウィンドウ内で前記シンボルを置くことによって、前記シンボルが、各表面ウィンドウ内で配置されることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記選択された2進数タイプは「1」であることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
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