JP3996520B2

JP3996520B2 - 二次元情報コードおよびその生成方法

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Publication number: JP3996520B2
Application number: JP2003021936A
Authority: JP
Inventors: 忠雄野尻
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: EP1443452B1; JP2004234318A; US20040182930A1; EP1443452A2; EP1443452A3; US7032823B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリクス状に配列された情報表示単位セルと、それらの情報表示単位セルの位置を特定するための位置基準となる特定パターンとを構成要素として有する二次元情報コードおよびその生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の二次元情報コードとしては、一般に白黒のセルをマトリクス状に配置してデータ値を表示するものがあるが、１つのセルを白か黒かのビット情報で表現することから、読み取り処理においては簡単な二値化処理で復号化することができるが、情報量としてはこれ以上密度を高くすることができない。
【０００３】
そこで、情報を表示する単位となるセルの表示をカラー化することで高密度の情報表示を行うようにすることが考えられている。その方式としては、例えば、１つのセルに白黒に加えて赤、青、緑などの色をデータ値に対応させて表示することで、セルのデータを「０」、「１」の２つの値であったのを、「０」〜「４」の５つの値に増やすようにしたものである。読取時にセルの色を判定してデータ値に対応させることで、読み取り処理を行うのである。
【０００４】
上記のカラー化においては、セルに表示された色を正確に読み取ることが重要な要素となり、これを確実に行うために、従来では、例えば色彩見本をマトリクスの近傍に配置することで実現させるものがある（例えば、特許文献１参照）。また、このようなカラーの情報コードを生成する方法についてはバーコードを対象としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２８３４４６号
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−６７１９１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の技術では、次のような点で技術的に十分なものが得られておらず、実用化に際しては問題となっていた。すなわち、多くの色を用いてデータを高密度で記録する場合に、第１に、二次元情報コードの存在領域の検出が難しい点、第２に、情報表示単位の色の判定に誤りが発生しやすい点などの問題がある。
【０００８】
このような問題が発生することから、その結果として、読み取りに要する時間が長くなると共に、誤り訂正の量が増えるという技術的課題が存在しており、これらを解決することが必要となっている。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、色を用いた表示をする場合に、その存在領域の検出を迅速に行うことができ、読み取りに要する時間を短縮することができると共に、誤り訂正の量を減少させることができるようにした二次元情報コードおよびその生成方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、構成要素として、マトリクス状に配列された情報表示単位セルと、それらの情報表示単位セルの位置を特定するための位置基準となる複数個の特定パターンとを備え、情報表示単位セル毎に示すデータ値に対応して光学的手段により読み取り可能な５個のデータ表示色を設定し、情報表示単位セルにデータ表示色の中からセル内に表示するデータ値に対応したデータ表示色を表示し、複数個の特定パターンのそれぞれを、情報表示単位セルにより構成した周辺部と残りの部分とし、周辺部および残りの部分の一方にデータ表示色の１個を割り当て、他方に残りの４個のデータ表示色のうちの少なくとも１個を割り当てることで当該二次元情報コードに含まれる複数個の特定パターンによって前記データ表示色を全て含んで表示しているので、この色基準セルを含んだ特定パターンを読みとってその位置とデータ表示色を取り込み、情報表示単位セルで用いているデータ表示色を確実に読取ることができるようになる。この結果、存在範囲を確実に認識することができると共に、情報表示単位セルに高い密度でデータを表示させることができるようになり、換言すれば、小さい二次元情報コードを用いて表示させることができるようになる。
そして、表示しようとする９ビットのデータをデータ表示色の個数に対応するように５値化した４桁の値に変換し各桁の値を情報表示単位セルのそれぞれに割り当てて５値化された数値に対応するデータ表示色で示すことで情報表示単位セルを４個組み合わせてなるデータブロックを単位としてデータ値を表示するように構成し、そのデータブロック内に含まれる情報表示単位セルが背景部分の色に相当する「白」と異なるデータ表示色を有するように４個の情報表示単位セルに５個のデータ表示色から異なる４個のデータ表示色を割り当てて得られる値で且つ５値化した４桁の値で表現できるデータの範囲と表示しようとする９ビットのデータの最大値との差の値を超えない値を嵩上げ値として設定し、データブロックのそれぞれに対して、設定した嵩上げ値を加算することでシフトさせたものとして設定したので、データ値によって情報表示単位セルの多くが連続して同じデータ表示色になることを避けて、ゼロの場合でも各情報表示単位セルの境界が判別できようにしたので、読み取り処理が安定するようになり、確実な読み取りをすることができるようになる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、上記発明において、複数個の特定パターンの一つとして、情報表示単位セルの配置領域の周辺部の所定位置に位置決めパターンを設け、この位置決めパターンを構成する周辺部および残りの部分のそれぞれに光学的なコントラストが大きい第１および第２のデータ表示色を割り当てるように設定したので、位置決めパターンを読み取ることで、存在範囲を認識すると共に、簡単にデータ表示色のコントラストの大きい第１および第２のデータ表示色を読み取ることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、上記請求項２の発明において、位置決めパターンを除いた残りの特定パターンについて、周辺部および残りの部分の一方に第１もしくは第２のデータ表示色を割り当て、他方にデータ表示色のうちの第１および第２のデータ表示色を除いた残り３個のデータ表示色のうちの少なくとも１個を各特定パターンに割り当てることでその二次元情報コードに含まれる複数個の特定パターンによってデータ表示色を全て含めて表示するように設けているので、特定パターンを検出することで、位置決めパターンの他のものから残りのデータ表示色を読み取ることができる。これによって、全てのデータ表示色について特定パターンから読み取ることができ、位置を特定すると共に色の基準を読み取ることができるので、迅速に読み取り処理を進めることができるようになる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、上記請求項２または３の発明において、第１および第２のデータ表示色を、黒色と白色とに設定しているので、もっともコントラストの大きい黒色と白色とに基づいて他のデータ表示色についても読み取り処理を進めることができるようになる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、マトリクス状に配列された情報表示単位セルと、それらの情報表示単位セルの位置を特定するための位置基準となる複数個の特定パターンとを構成要素として有する二次元情報コードの生成方法において、
前記情報表示単位セル毎に示すデータ値に対応して光学的手段により読み取り可能な５個のデータ表示色を設定し、
前記情報表示単位セルにより構成した周辺部と残りの部分とからなる複数個の特定パターンであって、それら複数個の特定パターンのそれぞれについて、前記周辺部および前記残りの部分の一方に前記データ表示色の１個を割り当て、他方に残りの４個の前記データ表示色のうちの少なくとも１個を割り当てることで当該二次元情報コードに含まれる複数個の特定パターンによって前記データ表示色を全て含んで表示されるように構成された前記複数個の特定パターンに応じた特定パターン画像データを生成する過程と、
前記特定パターンをマトリクス状に配列された情報表示単位セルの所定位置に配置して２次元コードの画像データを生成する過程と、
表示しようとする９ビットのデータを前記データ表示色の個数に対応するように５値化した４桁の値に変換し各桁の値を前記情報表示単位セルのそれぞれに割り当てて５値化された数値に対応する前記データ表示色で示すことで前記情報表示単位セルを４個組み合わせてなるデータブロックを単位としてデータ値を表示するように構成し、前記データブロック内に含まれる前記情報表示単位セルが前記背景部分の色すなわち「白」に相当する色と異なるデータ表示色を有するように前記４個の情報表示単位セルに前記５個のデータ表示色から異なる４個のデータ表示色を割り当てて得られる値で、且つ、５値化した４桁の値で表現できるデータの範囲と前記表示しようとする９ビットのデータの最大値との差の値を超えない値を嵩上げ値として設定し、前記データブロックのそれぞれに対して、前記設定した前記嵩上げ値を加算することでシフトさせたものとして設定する過程とを実行するようにしたので、上述した請求項１ないし４に記載の二次元情報コードについてデータ表示色を用いたものを生成することができる。
【００１９】
請求項１０の発明によれば、上記請求項１ないし７に記載の二次元情報コードを読み取る場合に、位置決めパターンに割り当てられているデータ表示色を検出色として設定する過程と、検出色に基づいて画像データに対して第１段階の二値化を行う過程と、二値化した画像データ内において、位置決めパターンを検出する過程と、検出した位置決めパターンに含まれる第１および第２の色基準セル位置を算出して第１および第２の基準色を検出して記憶手段に記憶する過程と、検出した前記位置決めパターンの位置およびサイズに基づいて、他の色の色基準セルを含む特定パターンの位置を割り出す過程と、それぞれの特定パターンに含まれる色基準セルの位置を算出してそれぞれの基準色を検出して記憶手段に記憶する過程と、記憶手段に記憶した検出した基準色に基づいて情報表示単位セルのデータ表示色を特定する過程と、情報表示単位セルのデータ表示色に基づいて記録されたデータを復元する過程と、復元されたデータの誤りチェックを行い、誤りがあれば訂正処理を行う過程とを実施するので、特定パターンから読み取ったデータ表示色の情報にもとづいて迅速且つ確実に存在範囲を検出してその情報表示単位セルの情報を読み取ることができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、ここでは、二次元情報コードの説明について、まず、さまざまな二次元情報コードの例を示し、その後、その読取方法について説明する。
【００２１】
（１）二次元情報コードの概要説明
（１−１）二次元情報コードの例
図１（ａ）には、本発明でいうところの二次元情報コードの一例である二次元情報コード１を示している。二次元情報コード１は、一般的なバーコードなどと同様にラベル等に印刷などの方法によって表示され、物品に貼付される。この二次元情報コード１には、例えば、商品の製造番号や品名、固有の識別番号あるいは製造年月日、製造メーカなどの種々の情報が記録されるようになっている。
【００２２】
図に示すように、この二次元情報コード１は、特定パターンとしての位置決めパターン２ａ〜２ｅ、データ領域３などから構成されている。データ領域３は、データ値と、このデータ値の読み取り時に誤り訂正をするための訂正コードを所定領域に表示するように設定されている。
【００２３】
二次元情報コード１は、正方形をなす多数の情報表示単位セル（以下単にセルと称する）４を例えば縦横に２６セルずつマトリクス状に配置してなるもので、その一部を位置決めパターン２ａ〜２ｅとして利用し、残りの部分をデータ領域３としている。
【００２４】
各セル４は、第１〜第５の５つのデータ表示色のいずれかを用いて表されるようになっている。データ表示色は、第１から第５がそれぞれ「白」、「黒」、「赤」、「緑」、「青」の各色が割り当てられている。第１のデータ表示色「白」と第２のデータ表示色「黒」とは、最もコントラストが大きいものを選んでいる。また、第３〜第５のデータ表示色は、光学的読み取りを考慮して光の三原色を選んでいる。なお、これらのデータ表示色の選択設定は、本実施形態のものに限らず、光学的に読み取って色の識別が可能な色であればどんな色を用いることもできる。
【００２５】
さて、位置決めパターン２ａ〜２ｅは、図示のように左上に配置された大きいサイズのメインとなる第１の位置決めパターン２ａと、左下、右下、右上、中央のそれぞれに配置された小さいサイズのサブの第２〜第５の位置決めパターン２ｂ〜２ｅとからなる。第１の位置決めパターン２ａは、外枠，中枠，中心部の３つの部分から構成され、他の位置決めパターン２ｂ〜２ｅは外枠と中心部とから構成されている。
【００２６】
そして、各位置決めパターン２ａ〜２ｅは、次の表１のように各部の色が設定されている。この実施形態においては、中枠あるいは中心部が「白」に設定され、外枠が順次他の色に設定されている（図示では、網掛けで表示しているが、対応するデータ表示色を図中に示している）。
【００２７】
【表１】

【００２８】
上記のような構成とすることで、セル４に用いるデータ表示色のすべてについて、位置決めパターン２ａ〜２ｅで示しているので、読み取り時には、これらを読み取って位置と範囲を特定する際に色情報もすべて得ることができるので、セル４のデータを確実に読み取ることができる。なお、具体的な読取処理については、後述する。
【００２９】
（１−２）二次元情報コードの変形例Ａ
次に、図１（ｂ）、（ｃ）には上述した二次元情報コード１の変形例について示している。この変形例では、位置決めパターンのデータ表示色を異なるように設定している。同図（ｂ）では、例えば、第２の位置決めパターン２ｂを示すデータ表示色を異なる色に設定している。
【００３０】
ここでは、例えば、第２の位置決めパターン２ｂの中心を第３の色である「赤」とし、周辺部を第２の色である「黒」に設定している。また、加えて他の位置決めパターン２ａ、２ｃ〜２ｅについても同様にして使用しているデータ表示色を他のものと交換設定することができる。なお、いずれにしても、位置決めパターン２ａから２ｅのいずれかには、第１の色（白）から第５の色（緑）まで含んだものとすればよい。
【００３１】
また、同図（ｃ）では、例えば二次元情報コードを表示する部分の背景部分Ｋの色が「黒」のように暗色の場合に、各位置決めパターン２ａ〜２ｅの外枠の部分に使用するデータ表示色を明色系例えば「白」に設定した二次元情報コードを用いる場合である。そして、この場合には、（１−１）で、第１の色である「白」を用いた部分である位置決めパターン２ａ〜２ｅの中枠あるいは中心部には、第２の色である「黒」を用いて表示する。つまり、「白」と「黒」とを反転させた表示とするものである。これによって、背景色とのコントラストを大きくして読取を確実にしようとするものである。
【００３２】
（１−３）二次元情報コードの変形例Ｂ
図２（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、異なる特定パターンを設定した二次元情報コード５，６，７を示している。まず、同図（ｄ）の二次元情報コード５は、セル数が縦横それぞれ１５個ずつをマトリクス状に配置したもので、特定パターンとして、位置決めパターン５ａ、４色基準パターン５ｂおよびタイミングパターン５ｃ，５ｄを設けたものである。
【００３３】
この二次元情報コード５では、左上に位置する位置決めパターン５ａを、前述同様にして「白」と「黒」により設定し、右下に位置する４色基準パターン５ｂには、「黒」を除いた他の４色（「白」、「赤」、「緑」、「青」）を各セル４に対応して配置した４個のセル４によりなるパターンである。
【００３４】
また、タイミングパターン５ｃ、５ｄは、それぞれ左縦一列と、上横一列を単位として設定している。これらのタイミングパターン５ｃ，５ｄでは、「白」と他の色を交互に配置してすべてのデータ表示色について示している。例えば、タイミングパターン５ｃは、左から順に、白、緑、白、赤、白、青、白、緑、白、赤のデータ表示色が各セル４に順に設定されている。
【００３５】
同図（ｅ）では、二次元情報コード６は、セル数が縦横それぞれ３１個ずつをマトリクス状に配置したもので、特定パターンとして、左上に配置した位置決めパターン６ａ、左下、右下、右上のそれぞれに配置させた３個の色基準パターン６ｂ〜６ｄ、および各辺部の中央と全体の中心部とに位置させた特定パターン６ｇ〜６ｋを設けたものである。
【００３６】
色基準パターン６ｂ〜６ｄは、それぞれ、外枠に「赤」、「緑」、「青」を配置し、中心部には「白」を配置している。また、特定パターン６ｇ〜６ｋについては外枠を「黒」中心部を「白」として配置している。
【００３７】
同図（ｆ）では、二次元情報コード７は、セル数が縦横それぞれ１９個ずつでこれらをマトリクス状に配置しており、上述した二次元情報コード５，６の中間的なサイズのものである。この二次元情報コード８にいても、上述と同様にして、左上部分に位置決めパターン７ａが配置され、他の隅には色基準パターンとし示されている。
【００３８】
（２）二次元情報コードのブロック構造
次に、二次元情報コード１について、そのブロック構造を簡単に説明する。この実施形態において用いる二次元情報コード１においては、図３（ｂ）に示すように、４個のセル４を１組としてブロックＢを構成している。このブロックサイズは、「白」と「黒」で表現していた従来方式のもので８セルを１ブロックとしたときのデータサイズをカバーできることを条件として設定している。つまり、４セルを単位として１つのデータを示すようにブロックＢが構成されているのである。
【００３９】
すなわち、「白」と「黒」の２色の場合には、８セルを用いると、データ値のとりうる範囲は、２^８で２５６である。一方、５色で示す本実施形態の場合には、４セルを用いているので、５^４で６２５である。このデータ値の範囲は、「白」と「黒」の表現に換算すると９セル（９ビット＝５１２のデータ値）に相当している。この対応を示したのが同図（ａ）のセル配置図である。
【００４０】
次にデータの表現方法について説明する。前述のように、データ表示色は、第１から第５がそれぞれ「白」、「黒」、「赤」、「緑」、「青」の各色が割り当てられており、データ値として、これらの各色に次の値が対応づけられている。すなわち、データ値「０」に対して第１の色「白」、データ値「１」に対して第３の色「赤」、データ値「２」に対して第５の色「緑」、データ値「３」に対して第４の色「青」、データ値「４」に対して第２の色「黒」がそれぞれ設定されている。
【００４１】
次にブロックＢのデータ値と色との関係について説明する。今、データ値を「０」の場合を考えると、同図（ａ）の場合には、全て「白」となる。同様に、本実施形態の場合においても４個のセル４のすべてが「白」に設定されることになる。しかし、この実施形態においては、二次元情報コード１のデータ領域３の各ブロックＢのすべてが「白」になっしまうことを避けるために、表示しようとするデータ値に対して一定値を加算して嵩上げしたデータを表示するようにしている。
【００４２】
これは、同図（ａ）で示した９ビットのデータ値の範囲「５１２」に対して、このブロックＢで表現できるデータ値の範囲が「６２５」であるから、嵩上げつまりいわゆるデータ値のシフトをして表現する余裕がある。そこで、データ値が「０」の場合でも、ブロック内の辺で接する各セル４が互いに異なる色となるように設定するために、嵩上げ値を「８６」つまり「１，２，３，０（下の桁から順に並べた場合）」を加算することで、「赤」、「緑」、「青」、「白」の各データ表示色が設定されるようになるのである。
【００４３】
この結果、同図（ｄ）に示すような従来方式のデータ値「２５５」の表現では、各セルのデータ値が「１，１，１，１，１，１，１，１，０」となるので、８個のセルが「黒」となり、残りの１個のセルが「白」となるのに対して、データ値「２５５」はそのまま変換すると、データ値「０，１，０，２」となり、これに「８６」つまり「１，２，３，０」を加算すると、データ値「１，３，３，２」となり、４個のセル４には「赤」、「青」、「青」、「緑」の各データ表示色が設定されるようになるのである。
【００４４】
この結果、従来方式の８セルに１セルを足した９セル（９ビット）分に相当するブロックと同じデータ量を表現することができるブロックＢを、４個のセル４を用いて表現することができ、さらに、データ値をシフト（嵩上げ）することで、表示される色が常に背景部分の色と異なるデータ表示色を含んだものとすることができ、情報表示単位セルの境界が判別しやすいので、読取処理もしやすくなる。
【００４５】
（３）二次元情報コードの生成処理
次に、上述した二次元情報コード１，５，６，７などを生成する場合の処理過程について図４を参照して説明する（簡単のために、二次元情報コード１を対象として説明する）。この生成処理にあたっては、コンピュータなどのデータ処理が可能な制御装置により行われる。
【００４６】
制御装置は、まず生成しようとする二次元情報コード１のデータ値に対する誤り訂正コードを計算により生成する（ステップＳ１）。次に、データおよび誤り訂正コードをブロックＢに分割し（ステップＳ２）、得られた各ブロックＢについてそのブロック毎の誤り検出コードを算出してこれを加算しブロックの値を算出する（ステップＳ３，Ｓ４）。
【００４７】
制御装置は、得られたブロックＢのデータ値について、その値に相当するデータ表示色を割り当て、二次元領域に配置して画像データを生成する（ステップＳ５，Ｓ６）。続いて、制御装置は、特定パターンとして設定されている位置決めブロックなどに対応して、それぞれ設定されているデータ表示色を用いて画像データを生成する（ステップＳ７）。
【００４８】
データ領域３内に空白のデータが存在する場合には、その領域にデータ値「０」に対応する嵩上げしたデータ「８６」を示すデータ表示色で設定したブロックを配置して画像データを生成する（ステップＳ８）。以上の処理を経ることにより、二次元情報コード１が得られ、制御装置は、その画像データを出力する。出力される画像データは、二次元情報コード１を印刷により表示する場合や、表示装置に電気的な手段をもって表示する場合などに対応して種々の表示をすることができる。
【００４９】
（４）二次元情報コードの読取処理
（４−１）読取装置の構成
次に、上記のように構成した二次元情報コード１、５、６、７などを読取装置１０により読み取る場合の処理について説明する。図４は二次元情報コードの読取装置１０の電気的構成を示している。
【００５０】
この読取装置１０は、例えば手持ち式や定置式のものがあり、それぞれ共通して光学的な読取部とデータ処理部とから構成されている。光学的な読取部としては、読取対象となる二次元情報コード１が記録されたシートなどの記録面Ｄに対して白色光を複数の方向から投光するＬＥＤ１１、１２と記録面Ｄの画像を撮影するためのレンズ１３およびＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子１４とが設けられている。
【００５１】
内部の全体の制御は制御部１５により行われる。制御部１５は、ＣＰＵを主体として内部メモリやインターフェースなどが設けられていると共に、読取処理のプログラムが記憶されている。上述したＣＣＤ撮像素子１４の出力端子は、増幅回路１６、Ａ／Ｄ変換回路１７を介してメモリ１８に接続されている。加えて、Ａ／Ｄ変換回路１７の出力端子は、特定比検出回路１９を介してメモリ１８に接続されている。
【００５２】
ＣＣＤ撮像素子１４により撮影された画像信号は、アナログ的に増幅回路１６にて増幅され、Ａ／Ｄ変換回路１７を経てデジタル信号に変換され、二値化された画像データとしてメモリ１８に記憶される。なお、この実施形態においては、ＣＣＤ撮像素子１４により撮影される二次元情報コード１の撮影画像はカラー画像として取り込まれ、デジタル信号に変換した後、明暗画像データ、Ｒ（赤）画像データ、Ｇ（緑）画像データ、Ｂ（青）画像データのそれぞれについてメモリ１８に記憶されるようになっている。
【００５３】
ＣＣＤ撮像素子１４、特定比検出回路１９は同期信号発生回路２０から同期信号が与えられるようになっている。同期信号発生回路２０は、アドレス発生回路２１にも同期信号を与えるようになっており、メモリ１８にアドレス信号を与える。ＬＥＤ１１，１２、増幅回路１６、Ａ／Ｄ変換回路１７、特定比検出回路１９メモリ１８および同期信号発生回路２０は、制御部１５から制御信号が与えられると共に情報の授受をおこなうように構成されている。
【００５４】
読取装置１０には、各種の操作入力を行うための操作スイッチ２２が設けられており制御部１５により入力が受け付けられる。また、制御部１５には、制御状態の表示や報知動作をするためのＬＥＤ２３、ブザー２４、液晶表示器２５などが配設されている。さらに、外部の機器との通信を行うための通信インタフェイス２６が接続されている。
【００５５】
（４−２）読取処理の説明
図６は読取処理プログラムの処理内容を示すもので、制御部１５は、各部に制御信号を与えて読み取り処理を実行する。まず、投光用のＬＥＤ１１，１２を点灯してＣＣＤ撮像素子１４で記録面Ｄの画像を撮影する。このとき、ＬＥＤ１１，１２から白色光が投光され、記録面Ｄに記録されているカラーで表示された二次元情報コード１を撮影する（ステップＰ１）。
【００５６】
ＣＣＤ撮像素子１４からの画像信号は、ＲＧＢの３つの信号に分けて入力されるが、このとき、これらの信号から明暗画像データを演算により求めて、ＲＧＢ画像データと共にメモリ１８に記憶する（ステップＰ２）。次に、制御部１５は、読み込んだ画像データに基づいて、二次元情報コード１の復号処理を行う。まず、明暗画像データから特定パターンすなわち位置決めパターン２ａ〜２ｅを探索する（ステップＰ３）。
【００５７】
制御部１５は、特定パターンの位置を検出したら、その位置に基づいて二次元情報コード１の存在領域を特定する（ステップＰ４）。次に、特定パターンの位置決めパターン２ａ〜２ｅに割り当てられている各色基準の値を取得して各データ表示色の判別のための閾値を設定する（ステップＰ５）。この原理については、後述する。
【００５８】
この後、制御部１５は、データ領域３内の各セルのデータ表示色について、上記したようにして得られた閾値に基づいて判定を行って特定する（ステップＰ６）。次に、データ領域３の各セル４について、設定されているブロックＢに分割をして（ステップＰ７）、各ブロック内に設定されているデータ値を求める（ステップＰ８）。このとき、同時に誤りの有無についても検査を行い、誤りが存在しているときには訂正コードを用いて誤り訂正の処理をおこなう（ステップＰ９）。以上の処理を繰り返し、全てのブロックについてデータ値が得られると、そのデータを出力する（ステップＰ１０）。
【００５９】
上述の場合、制御部１５のステップ５において行う閾値の設定処理では、次のようにして論理的な演算により求めることができる。図７はその原理を示している。すなわち、画像データは、アナログ信号からデジタル信号に変換する場合に、ＲＧＢの各信号を判別する必要があるが、例えば、Ｒ画像の信号レベルでは、「赤」の信号レベルと「白」の信号レベルとに大きな差がなく「明」に類するレベルになる。一方、このＲ画像の信号レベルでは、「黒」、「緑」、「青」の各信号レベルは大きな差がなく、「暗」に類するレベルになる。
【００６０】
この傾向は、Ｇ画像の信号レベルでは、「緑」と「白」が「明」レベルになり、「黒」、「赤」、「青」が「暗」レベルになる。同様にして、Ｂ画像の信号レベルでは、「青」と「白」が「明」レベルになり、「黒」、「赤」、「緑」が「暗」レベルになる。したがって、全ての判定において「明」の信号レベルである場合は「白」、「暗」の信号レベルである場合には「黒」、そして、自身のデータ表示色の画像データのときにのみ「明」で他の画像データでは「暗」となる場合には、そのデータ表示色として判定することができる。以上のようにして閾値を定めておくことにより、各画像データに基づいてセル毎のデータ表示色を確実に判定することができるようになる。
【００６１】
各データ表示色は、特定パターン内の所定位置に配置されているので、データ表示色の判別を行う閾値を設定する場合には、これを参照して閾値を設定する。例えば、赤と白の明るさのレベルと青、緑、黒の明るさのレベルの中間を設定する。これを各データ表示色について行うことで確実に判定をすることができる閾値を設定することができるようになる。
【００６２】
（５）二次元情報コードの分割表示の説明
図８は、二次元情報コード１，５，６，７などを分割表示する場合の表示例を示している。これは、例えば、二次元情報コード１のサイズが大きい場合で、これを表示するための表示領域が制限されているときなどに有効となる表示方法である。すなわち、予めもしくは生成されたデータについて、これを表示する領域が狭く、一度に全セルを表示することができなような場合に、大きく構成された二次元情報コードを分割して順次表示するようにしたものである。
【００６３】
その分割表示の方法について簡単に説明する。いま、表示しようとしている二次元情報コードの本来のセル数に対応したサイズに対して、表示可能なセル数のサイズを設定する。このとき、対応するセル数から分割個数（例えば４個）を決める。
【００６４】
次に、元の二次元情報コードのデータ値を、上記した分割個数に分割してその順序にしたがって序列を付ける（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）。各分割されたデータ値毎に、上記のように設定したセル数の対応する部分二次元情報コードに変換する（同図（ｂ）参照）。これにより、１組の部分二次元情報コードが生成される。表示を行う際には、序列順に所定タイミングで切り替えて表示する（同図（ａ）参照）。
【００６５】
読取処理時には、順次取り込まれる二次元情報コードを復号し、序列があることを認識すると、所定の個数だけ取り込むとこれを１組の二次元情報コードのデータとして取り込むようになる。これにより、コンパクトな表示領域でも、大きいサイズに対応した二次元情報コードの表示を行うことができる。また、この実施形態では、前述したように、二次元情報コードをカラーで表示したものとして設定しているので、さらにコンパクトな表示が行え、換言すれば情報量を多くした効率のよい表示を行うことができるようになる。
【００６６】
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
データブロックＢには、誤り検出コードのみを付加するようにしたが、誤り訂正機能をもった誤り訂正コードを含めるようにしても良い。これによって、誤り箇所を訂正する機能を個別ブロックで達成できるので、迅速且つ正確に認識することができるようになる。
【００６７】
データ表示色は、上記した５色以外にも、光学的に読取が可能であれば種々の色を用いることができるし、５色に限らず、３色以上の可能な範囲のデータ表示色をしようすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す二次元情報コードの表示例
【図２】異なるパターンで示す二次元情報コードの表示例
【図３】データブロックを説明するための図
【図４】二次元情報コードの生成処理プログラム
【図５】二次元情報コードの読取装置の電気的構成図
【図６】二次元情報コードの読取処理プログラム
【図７】画像信号のレベル判定の説明図
【図８】二次元情報コードの分割表示の説明図
【符号の説明】
１，５，６，７は二次元情報コード、２ａ〜２ｅは位置決めパターン（特定パターン）、３はデータ領域、４は情報表示単位セル、５ｃ，５ｄはタイミングパターン、１０は読取装置、１１，１２はＬＥＤ、１４はＣＣＤ撮像素子、１５は制御部、１８はメモリ、１９は特定比検出回路である。

Claims

マトリクス状に配列された情報表示単位セルと、それらの情報表示単位セルの位置を特定するための位置基準となる複数個の特定パターンとを構成要素として有する二次元情報コードにおいて、
前記情報表示単位セル毎に示すデータ値に対応して光学的手段により読み取り可能な５個のデータ表示色が設定され、
前記情報表示単位セルは、前記データ表示色の中からセル内に表示するデータ値に対応したデータ表示色が表示されるように設けられ、
前記複数個の特定パターンは、それぞれ前記情報表示単位セルにより構成した周辺部と残りの部分とからなり、当該複数個の特定パターンのそれぞれに、前記周辺部および前記残りの部分の一方に前記データ表示色の１個を割り当て、他方に残りの４個の前記データ表示色のうち少なくとも１個を割り当てることで当該二次元情報コードに含まれる複数個の特定パターンによって前記データ表示色を全て含んで表示されるように設けられ、
表示しようとする９ビットのデータを前記データ表示色の個数に対応するように５値化した４桁の値に変換し各桁の値を前記情報表示単位セルのそれぞれに割り当てて５値化された数値に対応する前記データ表示色で示すことで前記情報表示単位セルを４個組み合わせてなるデータブロックを単位としてデータ値を表示するように構成し、
前記データブロック内に含まれる前記情報表示単位セルが前記背景部分の色に相当する「白」と異なるデータ表示色を有するように前記４個の情報表示単位セルに前記５個のデータ表示色から異なる４個のデータ表示色を割り当てて得られる値で且つ５値化した４桁の値で表現できるデータの範囲と前記表示しようとする９ビットのデータの最大値との差の値を超えない値を嵩上げ値として設定し、前記データブロックのそれぞれに対して、前記設定した前記嵩上げ値を加算することでシフトさせたものとして設定されていることを特徴とする二次元情報コード。
請求項１に記載の二次元情報コードにおいて、
前記複数個の特定パターンの一つとして、前記情報表示単位セルの配置領域の周辺部の所定位置に位置決めパターンを設け、この位置決めパターンを構成する前記周辺部および前記残りの部分のそれぞれに光学的なコントラストが大きい第１および第２のデータ表示色を割り当てるように設定されていることを特徴とする二次元情報コード。
請求項２に記載の二次元情報コードにおいて、
前記位置決めパターンを除いた残りの前記特定パターンについて、前記周辺部および前記残りの部分の一方に前記第１もしくは第２のデータ表示色を割り当て、他方に前記データ表示色のうちの第１および第２のデータ表示色を除いた残り３個のデータ表示色を各特定パターンのそれぞれに少なくとも１個ずつ割り当てることで当該二次元情報コードに含まれる複数個の特定パターンによって前記データ表示色を全て含んで表示されるように設けられていることを特徴とする二次元情報コード。
請求項２または３に記載の二次元情報コードにおいて、
前記第１および第２のデータ表示色は、黒色と白色とに設定していることを特徴とする二次元情報コード。
マトリクス状に配列された情報表示単位セルと、それらの情報表示単位セルの位置を特定するための位置基準となる複数個の特定パターンとを構成要素として有する二次元情報コードの生成方法において、
前記情報表示単位セル毎に示すデータ値に対応して光学的手段により読み取り可能な５個のデータ表示色を設定し、
前記情報表示単位セルにより構成した周辺部と残りの部分とからなる複数個の特定パターンであって、当該複数個の特定パターンのそれぞれについて、前記周辺部および前記残りの部分の一方に前記データ表示色の１個を割り当て、他方に残りの４個の前記データ表示色のうちの少なくとも１個を割り当てることで当該二次元情報コードに含まれる複数個の特定パターンによって前記データ表示色を全て含んで表示されるように構成された前記複数個の特定パターンに応じた特定パターン画像データを生成する過程と、
前記特定パターンをマトリクス状に配列された情報表示単位セルの所定位置に配置して２次元コードの画像データを生成する過程と、
表示しようとする９ビットのデータを前記データ表示色の個数に対応するように５値化した４桁の値に変換し各桁の値を前記情報表示単位セルのそれぞれに割り当てて５値化された数値に対応する前記データ表示色で示すことで前記情報表示単位セルを４個組み合わせてなるデータブロックを単位としてデータ値を表示するように構成し、前記データブロック内に含まれる前記情報表示単位セルが前記背景部分の色すなわち「白」に相当する色と異なるデータ表示色を有するように前記４個の情報表示単位セルに前記５個のデータ表示色から異なる４個のデータ表示色を割り当てて得られる値で、且つ、５値化した４桁の値で表現できるデータの範囲と前記表示しようとする９ビットのデータの最大値との差の値を超えない値を嵩上げ値として設定し、前記データブロックのそれぞれに対して、前記設定した前記嵩上げ値を加算することでシフトさせたものとして設定する過程と
を含むことを特徴とする二次元情報コードの生成方法。