JP4000316B2 - 埋め込み型図形符号化を用いたハーフトーン化による図形コードの生成 - Google Patents
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Description
この発明は、埋め込み型図形符号化（embedded graphical encoding）を用いたハーフトーン化によって図形バーコードを生成するシステムおよび方法に関する。
［関連出願の相互参照］
この出願は、以下の同時係属中の出願に関連している。
これらの出願のそれぞれは、参照により本明細書に援用される。
・Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「A Method and Apparatus for Generating and Decoding a Visually Significant Bar Code」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７９，０１０号、
・Renato Kresch他によって１９９９年１０月２８日に出願された「System and Method for Counterfeit Protection」という発明の名称の米国特許出願第０９／４２９，５１５号、
・Jonathan Yen他によって２０００年１２月１日に出願された「Authenticable Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／７２８，２９２号、
・Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「Geometric Deformation Correction Method and System for Dot Pattern Images」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７８，８４３号、
・Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号、
・Jonathan Yen他によって２００１年６月７日に出願された「Automatically Extracting Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５８１号、
・Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Fiducial Mark Patterns for Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１７号、
・Doron Shaked他によって２００１年１０月１０日に出願された「Graphically Demodulating Graphical Bar Codes Without Foreknowledge of the Original Unmodulated Base Image」という発明の名称の米国特許出願第０９／９７５，２７８号、および
・Niranjan Damera-Venkaraによって２００１年８月２３日に出願された「System and Method for Embedding Information within a Printed Image Using Block Error Diffusion Halftoning」という発明の名称の米国特許出願第０９／９３５，４５７号。
この出願は、以下の同時係属中の出願に関連している。
これらの出願のそれぞれは、参照により本明細書に援用される。
・Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「A Method and Apparatus for Generating and Decoding a Visually Significant Bar Code」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７９，０１０号、
・Renato Kresch他によって１９９９年１０月２８日に出願された「System and Method for Counterfeit Protection」という発明の名称の米国特許出願第０９／４２９，５１５号、
・Jonathan Yen他によって２０００年１２月１日に出願された「Authenticable Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／７２８，２９２号、
・Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「Geometric Deformation Correction Method and System for Dot Pattern Images」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７８，８４３号、
・Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号、
・Jonathan Yen他によって２００１年６月７日に出願された「Automatically Extracting Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５８１号、
・Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Fiducial Mark Patterns for Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１７号、
・Doron Shaked他によって２００１年１０月１０日に出願された「Graphically Demodulating Graphical Bar Codes Without Foreknowledge of the Original Unmodulated Base Image」という発明の名称の米国特許出願第０９／９７５，２７８号、および
・Niranjan Damera-Venkaraによって２００１年８月２３日に出願された「System and Method for Embedding Information within a Printed Image Using Block Error Diffusion Halftoning」という発明の名称の米国特許出願第０９／９３５，４５７号。
デジタルハーフトーン化（または空間的ディザリング）は、２値絵素の配列で連続トーン映像のイリュージョンを描写する方法である。
インクジェットプリンタやレーザプリンタなどのデジタル出力デバイスで連続トーン画像を描写する場合に、デジタルハーフトーン化には、ドットの群またはドットのセルで連続トーン画像をシミュレートすることが必要となる。
インクジェットプリンタやレーザプリンタなどのデジタル出力デバイスで連続トーン画像を描写する場合に、デジタルハーフトーン化には、ドットの群またはドットのセルで連続トーン画像をシミュレートすることが必要となる。
一般に、ハーフトーン化には、連続トーン画像、すなわちコントーン画像またはグレースケール画像から２値画像、すなわちツートーン画像を生成することが必要となる。
グレースケール画像は、連続トーンの黒（または他のある単一カラー）および白の画像であるのに対して、コントーン画像は、フルカラー画像またはモノクロ画像のいずれであってもよい。
いずれの場合も、ハーフトーン画像は、さまざまなハーフトーン化技法のいずれか１つを使用して、コントーン（フルカラーまたはグレースケール）画像から生成される。
さまざまなハーフトーン化技法には、閾値配列またはディザリング（例えば、クラスタ化ドット、分散ドット、および確率的スクリーン（stochastic screen））、適応型プロセス（例えば誤差拡散）、ならびに対話型プロセス（例えば、最小２乗および直接２分探索）が含まれる。
グレースケール画像は、連続トーンの黒（または他のある単一カラー）および白の画像であるのに対して、コントーン画像は、フルカラー画像またはモノクロ画像のいずれであってもよい。
いずれの場合も、ハーフトーン画像は、さまざまなハーフトーン化技法のいずれか１つを使用して、コントーン（フルカラーまたはグレースケール）画像から生成される。
さまざまなハーフトーン化技法には、閾値配列またはディザリング（例えば、クラスタ化ドット、分散ドット、および確率的スクリーン（stochastic screen））、適応型プロセス（例えば誤差拡散）、ならびに対話型プロセス（例えば、最小２乗および直接２分探索）が含まれる。
画像に情報を埋め込むための多くの異なる方法が提案されてきた。
例えば、バーコードは、符号化された情報を人間の観察者に見える方法を考慮せずに、小さな画像空間にデジタル情報を高密度に符号化するための文書または画像のマーキング技法の既知のカテゴリーである。
バーコードシンボルは、データ要素または文字を表すさまざまな幅の平行なバーおよびスペースのパターンである。
バーは、２値の１の文字列を表し、スペースは、２値の０の文字列を表す。
従来の「１次元」バーコードシンボルは、単一の次元でのみ変化する一連のバーおよびスペースを含む。
１次元バーコードシンボルの情報記憶容量は、比較的小さい。
「２次元」バーコードは、１次元バーコードシンボルよりも多くの情報を含むマシン可読シンボルの必要性が増加したことに対処するために開発されたものである。
２次元バーコードシンボルの情報記憶容量は、バーコードパターンを２次元で変化させることにより１次元バーコードに比べて増加している。
共通の２次元バーコードの標準規格には、ＰＤＦ４１７、コードワン（Code 1）、およびマキシコード（Maxicode）がある。
１次元バーコードシンボルおよび２次元バーコードシンボルは、通常、印刷されたバーコードシンボルを電気信号に変換する光学式スキャン技法によって（例えば、機械的にスキャンされるレーザビームまたは自己走査型電荷結合素子（ＣＣＤ）によって）読み取られる。
この電気信号は、デジタル化されて復号され、印刷されたバーコードシンボルに符号化されたデータが復元される。
バーコードシンボルは、データ要素または文字を表すさまざまな幅の平行なバーおよびスペースのパターンである。
バーは、２値の１の文字列を表し、スペースは、２値の０の文字列を表す。
従来の「１次元」バーコードシンボルは、単一の次元でのみ変化する一連のバーおよびスペースを含む。
１次元バーコードシンボルの情報記憶容量は、比較的小さい。
「２次元」バーコードは、１次元バーコードシンボルよりも多くの情報を含むマシン可読シンボルの必要性が増加したことに対処するために開発されたものである。
２次元バーコードシンボルの情報記憶容量は、バーコードパターンを２次元で変化させることにより１次元バーコードに比べて増加している。
共通の２次元バーコードの標準規格には、ＰＤＦ４１７、コードワン（Code 1）、およびマキシコード（Maxicode）がある。
１次元バーコードシンボルおよび２次元バーコードシンボルは、通常、印刷されたバーコードシンボルを電気信号に変換する光学式スキャン技法によって（例えば、機械的にスキャンされるレーザビームまたは自己走査型電荷結合素子（ＣＣＤ）によって）読み取られる。
この電気信号は、デジタル化されて復号され、印刷されたバーコードシンボルに符号化されたデータが復元される。
データグリフ（data glyph）技術は、情報埋め込み技法の別のカテゴリーであり、高密度の割合の埋め込みデータを必要とする画像の用途であって、この埋め込みデータが復号に関してローバストであることを必要とする画像の用途で使用するのに特に好都合である。
データグリフ技術は、２進数の１および０の形式でデジタル情報を符号化し、次いで、これらの２進数の１および０は、非常に小さな直線マークなどの区別可能な形状のマークの形式で描写される。
一般に、それぞれの小さなマークは、バイナリデータの数字を表し、特定のマークの直線の向きは、その特定の数字がデジタルの１であるのか、それとも０であるのかを決定する。
データグリフ技術は、２進数の１および０の形式でデジタル情報を符号化し、次いで、これらの２進数の１および０は、非常に小さな直線マークなどの区別可能な形状のマークの形式で描写される。
一般に、それぞれの小さなマークは、バイナリデータの数字を表し、特定のマークの直線の向きは、その特定の数字がデジタルの１であるのか、それとも０であるのかを決定する。
他の文書マーキング技法または画像マーキング技法としては、情報の信頼性ある復号を可能にしつつ、情報を人間の観察者にほぼ知覚できないように（すなわち、情報を埋め込むことにより生じる画像の歪みを同時に最小にする方法で）画像に情報を埋め込む技法が提案されている。
例えば、多くの異なるデジタルウォーターマーキング技法が提案されている。
一般に、デジタルウォーターマークは、不正変更を加えにくい埋め込み信号を生成しつつ、ウォーターマーキングされている画像の商品としての品質および価値を減少させないように、人間の観察者に知覚できない埋め込み信号を生成するよう設計されている。
例えば、多くの異なるデジタルウォーターマーキング技法が提案されている。
一般に、デジタルウォーターマークは、不正変更を加えにくい埋め込み信号を生成しつつ、ウォーターマーキングされている画像の商品としての品質および価値を減少させないように、人間の観察者に知覚できない埋め込み信号を生成するよう設計されている。
別の手法では、米国特許第６，１４１，４４１号が、符号化されたメッセージを運ぶ一連の小さな画像領域（「信号セル」と呼ばれる）として印刷カラー画像に符号化されているメッセージデータを復号する技法を開示している。
各信号セルは、総括して全体の平均色を有する有色の部分領域の空間パターンから構成される。
この部分領域の色は、多次元色空間における１つまたは複数の方向の平均色に対する変更（変調）として定義される。
復号技法は、１組の有効な信号ブロックを使用する。
これらの信号ブロックのそれぞれは、色変調された部分領域の一意のパターンである。
符号化方式で定義された有効なメッセージ値ごとに有効な信号ブロックが存在する。
復号操作は、まず、取得した画像において信号セルの位置を突き止め、次いで、各信号セルからそのセルの局所的な平均色を取り去って、受信信号ブロックを生成する。
復号操作は、この受信信号ブロックのそれぞれに対応するそれぞれの有効な信号ブロックを決定する。
この決定は、それぞれの有効な信号ブロックをそれぞれの受信信号ブロックと比較することにより行われる。
復号技法の一実施態様は、架空のグリッド類似構造を、信号セルのすべての最も可能性の高い位置と合わせることにより、取得した画像に配列されている信号セルを２Ｄ配列で復号する。
一実施の形態では、色変調用の色空間の方向が選択される。
この方向により、異なって色付けされた信号セルの部分領域は、人間の観察者にはほぼ知覚できなくなり、したがって、メッセージを運ぶパターンは、符号化画像においてほぼ知覚できなくなる。
米国特許第６１４１４４１号
各信号セルは、総括して全体の平均色を有する有色の部分領域の空間パターンから構成される。
この部分領域の色は、多次元色空間における１つまたは複数の方向の平均色に対する変更（変調）として定義される。
復号技法は、１組の有効な信号ブロックを使用する。
これらの信号ブロックのそれぞれは、色変調された部分領域の一意のパターンである。
符号化方式で定義された有効なメッセージ値ごとに有効な信号ブロックが存在する。
復号操作は、まず、取得した画像において信号セルの位置を突き止め、次いで、各信号セルからそのセルの局所的な平均色を取り去って、受信信号ブロックを生成する。
復号操作は、この受信信号ブロックのそれぞれに対応するそれぞれの有効な信号ブロックを決定する。
この決定は、それぞれの有効な信号ブロックをそれぞれの受信信号ブロックと比較することにより行われる。
復号技法の一実施態様は、架空のグリッド類似構造を、信号セルのすべての最も可能性の高い位置と合わせることにより、取得した画像に配列されている信号セルを２Ｄ配列で復号する。
一実施の形態では、色変調用の色空間の方向が選択される。
この方向により、異なって色付けされた信号セルの部分領域は、人間の観察者にはほぼ知覚できなくなり、したがって、メッセージを運ぶパターンは、符号化画像においてほぼ知覚できなくなる。
［概要］
本発明は、埋め込み型図形符号化を用いてハーフトーン化することにより、図形バーコードを生成するシステムおよび方法を特徴とする。
本明細書において、用語「図形バーコード」は、広く、埋め込み情報を符号化する目立たない図形変調を含んだ画像を指す。
ハーフトーン化プロセス内で図形符号化を行うことにより、本発明は、結果として生成される図形バーコードの外観を、図形バーコードの情報埋め込み容量を犠牲にすることなく改善させることができる。
本発明は、埋め込み型図形符号化を用いてハーフトーン化することにより、図形バーコードを生成するシステムおよび方法を特徴とする。
本明細書において、用語「図形バーコード」は、広く、埋め込み情報を符号化する目立たない図形変調を含んだ画像を指す。
ハーフトーン化プロセス内で図形符号化を行うことにより、本発明は、結果として生成される図形バーコードの外観を、図形バーコードの情報埋め込み容量を犠牲にすることなく改善させることができる。
本発明は、図形バーコードを生成する方法を特徴とする。
この本発明の方法によれば、原画像の領域がハーフトーン化される。
原画像の領域は、原画像の領域間に拡散された誤差であって、メッセージを図形符号化したものに対応した図形バーコードの変調に少なくとも部分的に基づいて計算された誤差、を組み込んでいる。
この本発明の方法によれば、原画像の領域がハーフトーン化される。
原画像の領域は、原画像の領域間に拡散された誤差であって、メッセージを図形符号化したものに対応した図形バーコードの変調に少なくとも部分的に基づいて計算された誤差、を組み込んでいる。
本発明のこの態様による実施の形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。
ハーフトーン化することは、図形バーコードのそれぞれの領域の量子化誤差を計算することを含むことができる。
いくつかの実施の形態において、計算された量子化誤差は、図形符号化メッセージに対して不変である。
平均ブロック誤差は、原画像の領域間に拡散されることができる。
いくつかの実施の形態において、計算された量子化誤差は、図形符号化メッセージに対して不変である。
平均ブロック誤差は、原画像の領域間に拡散されることができる。
いくつかの実施の形態において、ハーフトーン化は、原画像の領域を拡散された誤差で変更することであって、それによって、変更された原画像の対応する領域を生成する、原画像の領域を拡散された誤差で変更することを含む。
拡散される量子化誤差を計算するために、行列値誤差フィルタを適用することができる。
量子化誤差は、変更された原画像の領域と、図形バーコードの対応する領域との比較に少なくとも部分的に基づいて計算されることができる。
ベース画像の対応する領域を生成するために、変更された原画像の領域を量子化することができる。
量子化することは、変更された原画像の領域を閾値処理することを含むことができる。
変更された原画像の領域は、中間グレーレベルで閾値処理されることができる。
いくつかの実施の形態において、量子化することは、代表的な複数の可能なハーフトーン領域からなるサブセットから選択された、それぞれの代表的な量子化領域を、ベース画像の領域に割り当てることを含む。
代表的な複数の可能な量子化領域からなるサブセットは、すべてが黒の代表的な量子化領域およびすべてが白の代表的な量子化領域から成ることができる。
ベース画像の領域は、図形バーコードの対応する領域が生成されることができるように、メッセージを図形符号化したもので変調される。
拡散される量子化誤差を計算するために、行列値誤差フィルタを適用することができる。
量子化誤差は、変更された原画像の領域と、図形バーコードの対応する領域との比較に少なくとも部分的に基づいて計算されることができる。
ベース画像の対応する領域を生成するために、変更された原画像の領域を量子化することができる。
量子化することは、変更された原画像の領域を閾値処理することを含むことができる。
変更された原画像の領域は、中間グレーレベルで閾値処理されることができる。
いくつかの実施の形態において、量子化することは、代表的な複数の可能なハーフトーン領域からなるサブセットから選択された、それぞれの代表的な量子化領域を、ベース画像の領域に割り当てることを含む。
代表的な複数の可能な量子化領域からなるサブセットは、すべてが黒の代表的な量子化領域およびすべてが白の代表的な量子化領域から成ることができる。
ベース画像の領域は、図形バーコードの対応する領域が生成されることができるように、メッセージを図形符号化したもので変調される。
いくつかの実施の形態において、メッセージを図形符号化したものに対応する図形コードワード列を生成することができる。
ハーフトーン化は、原画像の対応する領域への誤差の伝搬に基づいてベース画像の領域を生成することができる。
図形バーコードの対応する領域を生成するために、図形コードワード列に基づいてベース画像の領域を変調することができる。
いくつかの実施の形態において、ベース画像の領域を変調することは、ベース画像の領域と図形コードワードとの間に可逆的な図形操作を適用することを含む。
ハーフトーン化は、原画像の対応する領域への誤差の伝搬に基づいてベース画像の領域を生成することができる。
図形バーコードの対応する領域を生成するために、図形コードワード列に基づいてベース画像の領域を変調することができる。
いくつかの実施の形態において、ベース画像の領域を変調することは、ベース画像の領域と図形コードワードとの間に可逆的な図形操作を適用することを含む。
図形コードワードの１つまたは複数のものは、非情報を符号化したものであり、その残りの図形コードワードは、情報を符号化したものであることができる。
情報を符号化した図形コードワードおよび非情報を符号化した図形コードワードは、平均グレー値に基づいて区別することができる。
例えば、情報を符号化した図形コードワードは、選択されたグレー値の範囲内のグレー値を有することができる。
いくつかの実施の形態において、１つまたは複数の非情報を符号化した図形コードワードは、符号化中に、図形バーコードに対する変調を符号化しない。
１つまたは複数の非情報を符号化した図形コードワードは、符号化の際に、前記図形バーコードの領域を視覚的に強調することができる。
情報を符号化した図形コードワードおよび非情報を符号化した図形コードワードは、平均グレー値に基づいて区別することができる。
例えば、情報を符号化した図形コードワードは、選択されたグレー値の範囲内のグレー値を有することができる。
いくつかの実施の形態において、１つまたは複数の非情報を符号化した図形コードワードは、符号化中に、図形バーコードに対する変調を符号化しない。
１つまたは複数の非情報を符号化した図形コードワードは、符号化の際に、前記図形バーコードの領域を視覚的に強調することができる。
また、本発明は、上述した符号化方法に従って図形バーコードを生成するコンピュータプログラムも特徴とする。
別の態様において、本発明は、図形バーコードを復号する方法を特徴とする。
この本発明の方法によると、原画像を表すハーフトーン領域を有するベース画像が生成される。
メッセージを図形符号化したものに対応する図形コードワード列を得るために、ベース画像の領域と、１組の図形コードワードとが確率的に比較される。
図形コードワード列は、復号されたメッセージを生成するために復号される。
この本発明の方法によると、原画像を表すハーフトーン領域を有するベース画像が生成される。
メッセージを図形符号化したものに対応する図形コードワード列を得るために、ベース画像の領域と、１組の図形コードワードとが確率的に比較される。
図形コードワード列は、復号されたメッセージを生成するために復号される。
本発明のこの態様による実施の形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。
いくつかの実施の形態において、原画像は、原画像の領域間に拡散された誤差であって、事前に選択されたメッセージを図形符号化したものに対応した図形バーコードの変調に少なくとも部分的に基づいて計算された誤差、を組み込んだ原画像の領域をハーフトーン化することにより生成される。
量子化誤差は、好ましくは、図形符号化メッセージに対して不変である。
量子化誤差は、好ましくは、図形符号化メッセージに対して不変である。
いくつかの実施の形態において、ベース画像は、原画像を予知することなく生成される。
ベース画像は、図形バーコードの１つまたは複数の固有の特徴を計測すること、および固有の特徴の計測に基づいて、原画像の領域を表すことを可能にされた、事前に選択された１組のハーフトーン領域からハーフトーン領域列を選択すること、によって生成することができる。
いくつかの実施の形態において、代表的なハーフトーン領域列を選択することは、ベース画像の対応する領域と一致する可能性のある図形バーコードの各領域について代表的なハーフトーン領域を選択することを含む。
ベース画像は、図形バーコードの１つまたは複数の固有の特徴を計測すること、および固有の特徴の計測に基づいて、原画像の領域を表すことを可能にされた、事前に選択された１組のハーフトーン領域からハーフトーン領域列を選択すること、によって生成することができる。
いくつかの実施の形態において、代表的なハーフトーン領域列を選択することは、ベース画像の対応する領域と一致する可能性のある図形バーコードの各領域について代表的なハーフトーン領域を選択することを含む。
また、本発明は、上述した復号方法に従って図形バーコードを復号するコンピュータプログラムも特徴とする。
本発明の他の特徴および利点は、図面および特許請求の範囲を含めて、以下の説明から明らかになる。
［詳細な説明］
以下の説明では、同じ参照符号は、同じ要素を特定するために使用される。
さらに、図面は、例示の実施の形態の主要な特徴を図的に示すためのものである。
図面は、実際の実施の形態のすべての特徴を示すためのものであるとは限らず、また、図示した要素の相対的な寸法を示すためのものでもなく、図面は、一律の縮尺で描かれていない。
以下の説明では、同じ参照符号は、同じ要素を特定するために使用される。
さらに、図面は、例示の実施の形態の主要な特徴を図的に示すためのものである。
図面は、実際の実施の形態のすべての特徴を示すためのものであるとは限らず、また、図示した要素の相対的な寸法を示すためのものでもなく、図面は、一律の縮尺で描かれていない。
<概要>
図１を参照して、一実施の形態では、図形バーコード１０は、符号化モジュール１２によって生成することができ、文書ハンドリングチャネル１４を通じて処理することができ、復号モジュール１６によって復号することができる。
図１を参照して、一実施の形態では、図形バーコード１０は、符号化モジュール１２によって生成することができ、文書ハンドリングチャネル１４を通じて処理することができ、復号モジュール１６によって復号することができる。
符号化モジュール１２は、コードワード符号化ステージ１８および図形変調（graphic modulation）ステージ２０を含む。
符号化モジュール１２は、コンピュータまたは他のプログラマブルプロセッサ上で実行可能な１つまたは複数のプログラムモジュールとして実施することができる。
動作時に、符号化モジュール１２は、メッセージ２２を符号化メッセージ２４に符号化する。
例えば、情報２２は、従来の圧縮アルゴリズムに従って圧縮することができ、誤り訂正符号で符号化することができる。
誤り訂正符号化により、文書ハンドリングチャネル１４によって導入される劣化による誤りに対してローバスト性が提供される。
また、誤り訂正符号は、バースト誤りから保護するためにインターリーブすることもできる。
いくつかの実施の形態では、確証的書名入りメッセージ（corroborative signed message）を情報２２から生成するように、符号化モジュール１２をプログラムすることができる。
この確証的書名入りメッセージは、Jonathan Yen他によって２０００年１２月１日に出願された「Authenticable Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／７２８，２９２号に記載された符号化プロセスによるものである。
コードワード符号化ステージ１８の期間中、圧縮および誤り訂正符号化メッセージが、図形コードワード（またはテンプレート）の順序列に変換される。
図形変調ステージ２０の期間中、原画像２６が、この図形コードワードの順序列に従って変調され、図形バーコード１０が生成される。
原画像２６は、ロゴ（例えば企業ロゴ）、図形、映像、テキスト、画像、または視覚的な意味を有するあらゆるパターンを含めて、いずれの図形パターンであってもよい。
メッセージ２２は、ベース画像２６のテキスト、映像、画像、縁飾りの図形デザインまたは背景に埋め込まれて、図形バーコード１０を生成することができる。
メッセージ２２は、２値画像（例えば、黒および白のドットパターン）、多値レベル画像（例えば、グレーレベル画像）、または多値レベルカラー画像の形式で図形バーコード１０に埋め込むことができる。
符号化モジュール１２は、コンピュータまたは他のプログラマブルプロセッサ上で実行可能な１つまたは複数のプログラムモジュールとして実施することができる。
動作時に、符号化モジュール１２は、メッセージ２２を符号化メッセージ２４に符号化する。
例えば、情報２２は、従来の圧縮アルゴリズムに従って圧縮することができ、誤り訂正符号で符号化することができる。
誤り訂正符号化により、文書ハンドリングチャネル１４によって導入される劣化による誤りに対してローバスト性が提供される。
また、誤り訂正符号は、バースト誤りから保護するためにインターリーブすることもできる。
いくつかの実施の形態では、確証的書名入りメッセージ（corroborative signed message）を情報２２から生成するように、符号化モジュール１２をプログラムすることができる。
この確証的書名入りメッセージは、Jonathan Yen他によって２０００年１２月１日に出願された「Authenticable Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／７２８，２９２号に記載された符号化プロセスによるものである。
コードワード符号化ステージ１８の期間中、圧縮および誤り訂正符号化メッセージが、図形コードワード（またはテンプレート）の順序列に変換される。
図形変調ステージ２０の期間中、原画像２６が、この図形コードワードの順序列に従って変調され、図形バーコード１０が生成される。
原画像２６は、ロゴ（例えば企業ロゴ）、図形、映像、テキスト、画像、または視覚的な意味を有するあらゆるパターンを含めて、いずれの図形パターンであってもよい。
メッセージ２２は、ベース画像２６のテキスト、映像、画像、縁飾りの図形デザインまたは背景に埋め込まれて、図形バーコード１０を生成することができる。
メッセージ２２は、２値画像（例えば、黒および白のドットパターン）、多値レベル画像（例えば、グレーレベル画像）、または多値レベルカラー画像の形式で図形バーコード１０に埋め込むことができる。
文書ハンドリングチャネル１４では、図形バーコード１０を印刷ステージ２８によって１つまたは複数のハードコピー３０に変換することができる。
ハードコピー３０は、スキャンステージ３４によって電子スキャン画像３６に変換される前に、ハンドリングステージ３２を通じて処理することができる。
図形バーコード１０は、従来のプリンタ（例えば、米国カリフォルニア州パロアルトのHewlett-Packard Companyから入手可能なＬａｓｅｒＪｅｔ（登録商標）プリンタ）によって印刷することもできるし、専用のラベル印刷デバイスによって印刷することもできる。
ハードコピー３０は、多種多様な印刷材のいずれか１つの形式とすることができる。
これらの多種多様な印刷材には、引き出し認証署名の図形バーコードを保持する銀行為替手形（または小切手）、認証証明書の図形バーコードを保持する株券または債権、および郵便料金印の図形バーコードを保持する封筒が含まれる。
ハードコピー３０は、従来のデスクトップ光学式スキャナ（例えば、米国カリフォルニア州パロアルトのHewlett-Packard Companyから入手可能なＳｃａｎＪｅｔ（登録商標）スキャナ）、ポータブルスキャナ（例えば、米国カリフォルニア州パロアルトのHewlett-Packard Companyから入手可能なＣａｐＳｈａｒｅ（登録商標）ポータブルスキャナ）、またはデジタルカメラによってスキャンすることができる。
スキャナによって取得され、復号モジュール１６に取り入れられた、スキャンされた図形バーコード画像３６は、原図形バーコード１０の劣化したものである。
これらの劣化は、印刷ステージ２８、ハンドリングステージ３２（例えば、劣化、染み、しわ、ホッチキスの針、およびマーキングのコピー）、ならびにスキャンステージ３４を含めて、文書ハンドリングチャネルステージの１つまたは複数のものにおいて生成されることがある。
ハードコピー３０は、スキャンステージ３４によって電子スキャン画像３６に変換される前に、ハンドリングステージ３２を通じて処理することができる。
図形バーコード１０は、従来のプリンタ（例えば、米国カリフォルニア州パロアルトのHewlett-Packard Companyから入手可能なＬａｓｅｒＪｅｔ（登録商標）プリンタ）によって印刷することもできるし、専用のラベル印刷デバイスによって印刷することもできる。
ハードコピー３０は、多種多様な印刷材のいずれか１つの形式とすることができる。
これらの多種多様な印刷材には、引き出し認証署名の図形バーコードを保持する銀行為替手形（または小切手）、認証証明書の図形バーコードを保持する株券または債権、および郵便料金印の図形バーコードを保持する封筒が含まれる。
ハードコピー３０は、従来のデスクトップ光学式スキャナ（例えば、米国カリフォルニア州パロアルトのHewlett-Packard Companyから入手可能なＳｃａｎＪｅｔ（登録商標）スキャナ）、ポータブルスキャナ（例えば、米国カリフォルニア州パロアルトのHewlett-Packard Companyから入手可能なＣａｐＳｈａｒｅ（登録商標）ポータブルスキャナ）、またはデジタルカメラによってスキャンすることができる。
スキャナによって取得され、復号モジュール１６に取り入れられた、スキャンされた図形バーコード画像３６は、原図形バーコード１０の劣化したものである。
これらの劣化は、印刷ステージ２８、ハンドリングステージ３２（例えば、劣化、染み、しわ、ホッチキスの針、およびマーキングのコピー）、ならびにスキャンステージ３４を含めて、文書ハンドリングチャネルステージの１つまたは複数のものにおいて生成されることがある。
一般に、復号モジュール１６は、前処理ステージ４０、アラインメントステージ４２、幾何学補正ステージ４４、光学式確率的解析ステージ４６、図形復調ステージ４８、およびコードワード復号ステージ５０を含む。
復号モジュール１６は、コンピュータまたは他のプログラマブルプロセッサ上で実行可能な１つまたは複数のプログラムモジュールとして実施することができる。
前処理ステージ４０の期間中、スキャンされた図形バーコード画像５２をスキャン画像３６において見つけることができ、スキャン画像（または入力画像）３６からバーコードでない領域をクロッピングしてトリミングすることができる。
これについては、Jonathan Yen他によって２００１年６月７日に出願された「Automatically Extracting Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５８１号を参照されたい。
アラインメントステージ４２の期間中、基準マーク（fiducial mark）が、スキャンされたバーコード画像５２において検出される。
検出された基準マークの構成は、文書ハンドリングチャネル１４を通じて図形バーコード１０を伝送している間に、図形バーコードに導入された可能性のある大域変形（global deformation）の種類を示す。
これらの大域変形（例えば、並進歪み、回転歪み、アフィン歪み、およびスキュー歪み）は、Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「Geometric Deformation Correction Method and System for Dot Pattern Images」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７８，８４３号に記載されているように、幾何学補正ステージ４４の期間中に補正することができる。
確率的解析ステージ４６の期間中、一実施の形態では、アラインメントおよび幾何学補正を受けた、スキャンされたバーコード画像５４から得られたピクセル値の測定値に対して、確率モデルが適用され、１組の確率パラメータ５６が生成される。
これらの確率パラメータ５６は、図形復調ステージ４８の期間中に使用され、それによって、原画像２６に最初に符号化された図形コードワード列に対応する最も可能性の高い図形コードワード列を選択することができる。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号を参照されたい。
選択された図形コードワード列は、符号化メッセージ５８に変換される。
この符号化メッセージ５８は、コードワード復号ステージ５０によって復号メッセージ６０に復号される。
後に詳述するように、いくつかの実施の形態では、復号モジュール１６は、未変調の原画像２６を予知することなく、導出されたベース画像６２に基づいて、スキャンされた図形バーコード３６を自動的に復号するように構成することができる。
復号モジュール１６は、コンピュータまたは他のプログラマブルプロセッサ上で実行可能な１つまたは複数のプログラムモジュールとして実施することができる。
前処理ステージ４０の期間中、スキャンされた図形バーコード画像５２をスキャン画像３６において見つけることができ、スキャン画像（または入力画像）３６からバーコードでない領域をクロッピングしてトリミングすることができる。
これについては、Jonathan Yen他によって２００１年６月７日に出願された「Automatically Extracting Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５８１号を参照されたい。
アラインメントステージ４２の期間中、基準マーク（fiducial mark）が、スキャンされたバーコード画像５２において検出される。
検出された基準マークの構成は、文書ハンドリングチャネル１４を通じて図形バーコード１０を伝送している間に、図形バーコードに導入された可能性のある大域変形（global deformation）の種類を示す。
これらの大域変形（例えば、並進歪み、回転歪み、アフィン歪み、およびスキュー歪み）は、Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「Geometric Deformation Correction Method and System for Dot Pattern Images」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７８，８４３号に記載されているように、幾何学補正ステージ４４の期間中に補正することができる。
確率的解析ステージ４６の期間中、一実施の形態では、アラインメントおよび幾何学補正を受けた、スキャンされたバーコード画像５４から得られたピクセル値の測定値に対して、確率モデルが適用され、１組の確率パラメータ５６が生成される。
これらの確率パラメータ５６は、図形復調ステージ４８の期間中に使用され、それによって、原画像２６に最初に符号化された図形コードワード列に対応する最も可能性の高い図形コードワード列を選択することができる。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号を参照されたい。
選択された図形コードワード列は、符号化メッセージ５８に変換される。
この符号化メッセージ５８は、コードワード復号ステージ５０によって復号メッセージ６０に復号される。
後に詳述するように、いくつかの実施の形態では、復号モジュール１６は、未変調の原画像２６を予知することなく、導出されたベース画像６２に基づいて、スキャンされた図形バーコード３６を自動的に復号するように構成することができる。
本明細書で説明するシステムおよび方法は、どの特定のハードウェア構成にも、どの特定のソフトウェア構成にも限定されるものではなく、逆に、デジタル電子回路部またはコンピュータのハードウェア、ファームウェア、もしくはソフトウェアを含めて、どのコンピューティング環境または処理環境でも実施することができる。
符号化モジュールおよび復号モジュールは、その一部を、マシン可読記憶デバイスに有体物として具体化されてコンピュータプロセッサによって実行されるコンピュータプログラム製品で実施することができる。
いくつかの実施の形態では、これらのモジュールは、高級手続型プログラミング言語または高級オブジェクト指向型プログラミング言語で実施されることが好ましい。
一方、アルゴリズムは、必要に応じて、アセンブリ言語またはマシン言語で実施することもできる。
いずれの場合も、プログラミング言語は、コンパイラ型言語であってもよいし、インタープリタ型言語であってもよい。
本明細書で説明する符号化方法および復号方法は、コンピュータプロセッサが実行する命令によって行われる。
これらの命令は、例えば、プログラムモジュールに編成され、入力データに対する操作および出力の生成を行うことによりこれらの方法を行う。
適したプロセッサには、例えば汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサの双方が含まれる。
一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリおよび／またはランダムアクセスメモリから命令およびデータを受け取る。
コンピュータプログラム命令を有体物として具体化するのに適した記憶デバイスには、すべての種類の不揮発性メモリが含まれる。
この不揮発性メモリには、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、内部ハードディスクや着脱可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、およびＣＤ−ＲＯＭが含まれる。
上記技術のいずれも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完することもできるし、このＡＳＩＣに組み込むこともできる。
符号化モジュールおよび復号モジュールは、その一部を、マシン可読記憶デバイスに有体物として具体化されてコンピュータプロセッサによって実行されるコンピュータプログラム製品で実施することができる。
いくつかの実施の形態では、これらのモジュールは、高級手続型プログラミング言語または高級オブジェクト指向型プログラミング言語で実施されることが好ましい。
一方、アルゴリズムは、必要に応じて、アセンブリ言語またはマシン言語で実施することもできる。
いずれの場合も、プログラミング言語は、コンパイラ型言語であってもよいし、インタープリタ型言語であってもよい。
本明細書で説明する符号化方法および復号方法は、コンピュータプロセッサが実行する命令によって行われる。
これらの命令は、例えば、プログラムモジュールに編成され、入力データに対する操作および出力の生成を行うことによりこれらの方法を行う。
適したプロセッサには、例えば汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサの双方が含まれる。
一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリおよび／またはランダムアクセスメモリから命令およびデータを受け取る。
コンピュータプログラム命令を有体物として具体化するのに適した記憶デバイスには、すべての種類の不揮発性メモリが含まれる。
この不揮発性メモリには、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、内部ハードディスクや着脱可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、およびＣＤ−ＲＯＭが含まれる。
上記技術のいずれも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完することもできるし、このＡＳＩＣに組み込むこともできる。
<図形符号化>
図２Ａおよび図２Ｂを参照して、一実施の形態では、以下の図形符号化プロセスに従って原画像２６を図形変調することによって、図形バーコード１０を生成することができる。
符号化されるメッセージ２２は、メッセージ前処理モジュール６４によって前処理される。
このメッセージ前処理モジュールは、メッセージ２２を圧縮して、誤り訂正符号で符号化するように構成することができる。
いくつかの実施の形態では、確証的書名入りメッセージをメッセージ２２から生成するように、メッセージ前処理モジュール６４をプログラムすることができる。
コードワード列ジェネレータ６６は、所定の組の図形コードワード７０に基づいて、前処理されたメッセージ６８の図形符号化したものを表す図形コードワード列２４を生成する。
図形コードワード列２４は、図形変調モジュール２０に渡され、図形変調モジュール２０において、目立たない図形変調の形式で原画像２６に埋め込まれる。
図２Ａおよび図２Ｂを参照して、一実施の形態では、以下の図形符号化プロセスに従って原画像２６を図形変調することによって、図形バーコード１０を生成することができる。
符号化されるメッセージ２２は、メッセージ前処理モジュール６４によって前処理される。
このメッセージ前処理モジュールは、メッセージ２２を圧縮して、誤り訂正符号で符号化するように構成することができる。
いくつかの実施の形態では、確証的書名入りメッセージをメッセージ２２から生成するように、メッセージ前処理モジュール６４をプログラムすることができる。
コードワード列ジェネレータ６６は、所定の組の図形コードワード７０に基づいて、前処理されたメッセージ６８の図形符号化したものを表す図形コードワード列２４を生成する。
図形コードワード列２４は、図形変調モジュール２０に渡され、図形変調モジュール２０において、目立たない図形変調の形式で原画像２６に埋め込まれる。
図形変調モジュール１８は、画像ブロック列ジェネレータ７２、ハーフトーン化モジュール７４、および合成画像ジェネレータ７６を含む。
画像ブロック列ジェネレータ７２は、原画像２６を複数の部分行列（または部分画像）に区画するように動作できる。
例えば、原画像２６が、Ｍ×Ｎピクセルの画像である場合に、この画像は、Ｏ個のＫ×Ｋピクセルの部分行列の規則的な配列に区画することができる。
ここで、Ｏ＝Ｍ×Ｎ／（Ｋ×Ｋ）である。
任意選択で、１つまたは複数の原画像の部分行列を基準マーク用に予約しておくことができる。
予約されていない部分行列７８は、ハーフトーン化モジュール７４に渡され、２値バーコード行列８０に変換される。
これらの部分行列は、合成画像ジェネレータ７６によって収集され、図形バーコード１０に組み立てられる。
画像ブロック列ジェネレータ７２は、原画像２６を複数の部分行列（または部分画像）に区画するように動作できる。
例えば、原画像２６が、Ｍ×Ｎピクセルの画像である場合に、この画像は、Ｏ個のＫ×Ｋピクセルの部分行列の規則的な配列に区画することができる。
ここで、Ｏ＝Ｍ×Ｎ／（Ｋ×Ｋ）である。
任意選択で、１つまたは複数の原画像の部分行列を基準マーク用に予約しておくことができる。
予約されていない部分行列７８は、ハーフトーン化モジュール７４に渡され、２値バーコード行列８０に変換される。
これらの部分行列は、合成画像ジェネレータ７６によって収集され、図形バーコード１０に組み立てられる。
ハーフトーン化モジュール７４は、ハーフトーン化操作８２、図形操作８４、およびブロック誤り拡散操作８６を行うように構成される。
ハーフトーン化操作８２は、予約されていない部分行列７８から、ベース画像８８の対応する２値ブロックを生成することを含む。
一般に、従来のあらゆるハーフトーン化操作を使用して、予約されてない部分行列７８からベース画像８８を生成することができる。
この従来のあらゆるハーフトーン化操作には、従来のあらゆる誤差拡散、クラスタディザリング、または閾値処理ハーフトーン化プロセス、および複数の閾値処理プロセスを組み合わせた従来のあらゆるハイブリッドハーフトーン化プロセス（例えば、Zhigang Fan著「Dot-to-dot error diffusion」、Journal of Electronic Imaging, Vol. 2(1) (Jan. 1993)を参照されたい）が含まれる。
一実施の形態では、ハーフトーン化操作は、予約されていない部分行列７８を中間グレーレベルで閾値処理することを含む。
図形操作８４は、メッセージ２２の図形符号化したものをベース画像８８に埋め込む（または符号化する）ことを含む。
図形符号化の一実施の形態では、２×２ハーフトーンパターン（または行列）に基づく２ビット符号化プロセスにより、メッセージ２２を２値レベルのベース画像８８に符号化することができる。
これについては、Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「A Method and Apparatus for Generating and Decoding a Visually Significant Bar Code」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７９，０１０号を参照されたい。
図形符号化の別の実施の形態では、可逆的な図形操作（例えば、ＸＯＲ図形操作）が、図形コードワード列２４とベース画像８８のブロックとの間に適用される。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号を参照されたい。
また、基準マークパターンも、１つまたは複数の基準位置と、結果の図形バーコード全体にわたる局所変形（local deformation）とを追跡するように生成することができる。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Fiducial Mark Patterns for Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１７号を参照されたい。
図形符号化操作８４によって結果の図形バーコードブロック９０に導入された誤りは、ハーフトーン化操作８２にフィードバックされ、原画像２６の未処理ブロック７８の間に拡散される。
ハーフトーン化プロセス内で図形符号化を行うことにより、図形バーコード１０の情報埋め込み容量を犠牲にすることなく、結果の図形バーコード１０の外観を改善することができる。
ハーフトーン化操作８２は、予約されていない部分行列７８から、ベース画像８８の対応する２値ブロックを生成することを含む。
一般に、従来のあらゆるハーフトーン化操作を使用して、予約されてない部分行列７８からベース画像８８を生成することができる。
この従来のあらゆるハーフトーン化操作には、従来のあらゆる誤差拡散、クラスタディザリング、または閾値処理ハーフトーン化プロセス、および複数の閾値処理プロセスを組み合わせた従来のあらゆるハイブリッドハーフトーン化プロセス（例えば、Zhigang Fan著「Dot-to-dot error diffusion」、Journal of Electronic Imaging, Vol. 2(1) (Jan. 1993)を参照されたい）が含まれる。
一実施の形態では、ハーフトーン化操作は、予約されていない部分行列７８を中間グレーレベルで閾値処理することを含む。
図形操作８４は、メッセージ２２の図形符号化したものをベース画像８８に埋め込む（または符号化する）ことを含む。
図形符号化の一実施の形態では、２×２ハーフトーンパターン（または行列）に基づく２ビット符号化プロセスにより、メッセージ２２を２値レベルのベース画像８８に符号化することができる。
これについては、Doron Shaked他によって２０００年５月２５日に出願された「A Method and Apparatus for Generating and Decoding a Visually Significant Bar Code」という発明の名称の米国特許出願第０９／５７９，０１０号を参照されたい。
図形符号化の別の実施の形態では、可逆的な図形操作（例えば、ＸＯＲ図形操作）が、図形コードワード列２４とベース画像８８のブロックとの間に適用される。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号を参照されたい。
また、基準マークパターンも、１つまたは複数の基準位置と、結果の図形バーコード全体にわたる局所変形（local deformation）とを追跡するように生成することができる。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Fiducial Mark Patterns for Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１７号を参照されたい。
図形符号化操作８４によって結果の図形バーコードブロック９０に導入された誤りは、ハーフトーン化操作８２にフィードバックされ、原画像２６の未処理ブロック７８の間に拡散される。
ハーフトーン化プロセス内で図形符号化を行うことにより、図形バーコード１０の情報埋め込み容量を犠牲にすることなく、結果の図形バーコード１０の外観を改善することができる。
図３を参照して、一実施の形態では、ハーフトーン化モジュール７４を次のように実施することができる。
原画像２６の未処理ブロック７８（ｘ（ｍ））は、総和ステージ１００を通じて処理される。
この総和ステージ１００は、拡散された誤差ｔ（ｍ）を原画像ブロックｘ（ｍ）に組み込んで、変更された画像ブロックｕ（ｍ）を生成する。
この変更された画像ブロックｕ（ｍ）は、閾値処理ステージ１０２でハーフトーン化され、ベース画像８８のブロックｂ（ｍ）が生成される。
特に、ハーフトーン化ステージ１０２では、それぞれの変更された画像ブロックｕ（ｍ）に、それぞれの代表的な量子化ブロックが割り当てられる。
この代表的な量子化ブロックは、代表的な複数の可能なハーフトーンブロック（または領域）からなるサブセットから選択される。
例えば、一実施の形態では、それぞれの変更された画像ブロックｕ（ｍ）を、すべてが白のピクセルブロック１１０（すなわち、すべてのピクセルが２５５に等しいブロック）またはすべてが黒のピクセルブロック１１２（すなわち、すべてのピクセルが０に等しいブロック）のいずれかによって表すことができる。
原画像２６の未処理ブロック７８（ｘ（ｍ））は、総和ステージ１００を通じて処理される。
この総和ステージ１００は、拡散された誤差ｔ（ｍ）を原画像ブロックｘ（ｍ）に組み込んで、変更された画像ブロックｕ（ｍ）を生成する。
この変更された画像ブロックｕ（ｍ）は、閾値処理ステージ１０２でハーフトーン化され、ベース画像８８のブロックｂ（ｍ）が生成される。
特に、ハーフトーン化ステージ１０２では、それぞれの変更された画像ブロックｕ（ｍ）に、それぞれの代表的な量子化ブロックが割り当てられる。
この代表的な量子化ブロックは、代表的な複数の可能なハーフトーンブロック（または領域）からなるサブセットから選択される。
例えば、一実施の形態では、それぞれの変更された画像ブロックｕ（ｍ）を、すべてが白のピクセルブロック１１０（すなわち、すべてのピクセルが２５５に等しいブロック）またはすべてが黒のピクセルブロック１１２（すなわち、すべてのピクセルが０に等しいブロック）のいずれかによって表すことができる。
図形変調ステージ１０４では、可逆的図形操作（例えば、ＸＯＲ図形操作）が、図形コードワードと、ベース画像８８のブロックｂ（ｍ）との間に適用され、図形バーコード１０の対応するブロック９０が生成される。
一般に、可逆的図形操作は、ベース画像の部分行列（ＢＩｉ）および図形テンプレート（Ｔｊ）から図形バーコード領域（ＧＢＣｉ）へのマッピング（ｆ）であって、これを逆（ｆ'）にすることにより、ベース画像の部分行列（ＢＩｉ）および図形バーコード領域（ＧＢＣｉ）から図形テンプレート（Ｔｊ）を復元できるマッピング（ｆ）を生成すべきである。
すなわち、
ｆ（ＢＩｉ，Ｔｊ）→ＧＢＣｉ （１）
ｆ'（ＢＩｉ，ＧＢＣｉ）→Ｔｊ （２）
一実施の形態では、可逆的図形操作は、ＸＯＲ図形操作に対応する。
このＸＯＲ図形操作は、１対の入力ピクセル値に対して操作を行い、以下のＸＯＲ関数に従って出力ピクセル値を生成する。
一般に、可逆的図形操作は、ベース画像の部分行列（ＢＩｉ）および図形テンプレート（Ｔｊ）から図形バーコード領域（ＧＢＣｉ）へのマッピング（ｆ）であって、これを逆（ｆ'）にすることにより、ベース画像の部分行列（ＢＩｉ）および図形バーコード領域（ＧＢＣｉ）から図形テンプレート（Ｔｊ）を復元できるマッピング（ｆ）を生成すべきである。
すなわち、
ｆ（ＢＩｉ，Ｔｊ）→ＧＢＣｉ （１）
ｆ'（ＢＩｉ，ＧＢＣｉ）→Ｔｊ （２）
一実施の形態では、可逆的図形操作は、ＸＯＲ図形操作に対応する。
このＸＯＲ図形操作は、１対の入力ピクセル値に対して操作を行い、以下のＸＯＲ関数に従って出力ピクセル値を生成する。
誤差計算ステージ１０６では、変更された画像ブロックｕ（ｍ）と、図形バーコード１０の対応するブロック９０との差に基づいて、量子化誤差ｅ（ｍ）が計算される。
この量子化誤差ｅ（ｍ）は、直線誤差フィルタ（linear error filter）１０８によってフィルタリングされ、拡散された誤差ｔ（ｍ）が生成される。
この直線誤差フィルタ１０８は、行列値係数を有し、以下の式に従って量子化誤差列ｅ（ｍ）に対する操作を行い、フィードバック信号列ｔ（ｍ）を生成する。
この量子化誤差ｅ（ｍ）は、直線誤差フィルタ（linear error filter）１０８によってフィルタリングされ、拡散された誤差ｔ（ｍ）が生成される。
この直線誤差フィルタ１０８は、行列値係数を有し、以下の式に従って量子化誤差列ｅ（ｍ）に対する操作を行い、フィードバック信号列ｔ（ｍ）を生成する。
上記式において、
は、Ｎ２×Ｎ２行列値列であり、Ｓはフィルタサポートである。
直線誤差フィルタ１０８は、拡散された誤差が、所与のブロックにおける特定のメッセージコードワードのビットパターンに対して不変であるように設計されることが好ましい。
図示した実施の形態では、直線誤差フィルタ１０８は、平均誤差を拡散するように構成される。
ブロック誤差拡散プロセスに関するさらに詳細な内容は、Niranjan Damera-Venkara他によって２００１年８月２３日に出願された「System and Method for Embedding Information within a Printed Image Using Block Error Diffusion Halftoning」という発明の名称の米国特許出願第０９／９３５，４５７号、ならびに、N. Damera-VenkataおよびB. L. Evans著「FM Halftoning Via Block Error Diffusion」、Proc. IEEE International Conference on Image Processing, Oct. 7-10, 2001, vol. II, pp. 1081-1084, Thessaloniki, Greeceから得ることができる。
これらは両方とも、参照により本明細書に援用される。
直線誤差フィルタ１０８は、拡散された誤差が、所与のブロックにおける特定のメッセージコードワードのビットパターンに対して不変であるように設計されることが好ましい。
図示した実施の形態では、直線誤差フィルタ１０８は、平均誤差を拡散するように構成される。
ブロック誤差拡散プロセスに関するさらに詳細な内容は、Niranjan Damera-Venkara他によって２００１年８月２３日に出願された「System and Method for Embedding Information within a Printed Image Using Block Error Diffusion Halftoning」という発明の名称の米国特許出願第０９／９３５，４５７号、ならびに、N. Damera-VenkataおよびB. L. Evans著「FM Halftoning Via Block Error Diffusion」、Proc. IEEE International Conference on Image Processing, Oct. 7-10, 2001, vol. II, pp. 1081-1084, Thessaloniki, Greeceから得ることができる。
これらは両方とも、参照により本明細書に援用される。
図４に示すように、図形符号化の一実施の形態では、１組の図形テンプレート１２０（またはハーフトーンパターン）に基づいて、メッセージ２２を図形バーコード画像に埋め込むことができる。
この実施の形態では、図形テンプレート１２０は、２×２パターンの黒のドットの可能な配置のサブセットに対応する２×２ピクセルパターンである。
他の実施の形態では、可能な図形テンプレートパターンのすべてを使用して、メッセージ２２を符号化することができる。
コードワード１２０の上の２つの行は、２×２パターンの単一の黒のドットまたは単一の白のドットの可能な配置のすべてに対応する。
いくつかの実施の形態では、情報を符号化したコードワードと容易に区別できる架空の（または非情報を符号化した）コードワードを原画像２６の一定の領域に使用して、結果の図形バーコードの画質を損なうことを回避することができる。
例えば、図４のコードワードの最後の行は、原画像２６のファインエッジ領域に対応する図形バーコード１０の領域を視覚的に強調するために符号化中に使用できるコードワードに対応する。
さらに、原画像のいくつかの領域は、すべてが黒のピクセルコードワードなど、符号化中に図形バーコードへの変調を符号化しないコードワードで符号化することができる。
これらの例では、情報を符号化したコードワードは、２５％（上段の行）または７５％（中段の行）の平均グレー値を有するのに対して、エッジを符号化したコードワード（下段の行）は、５０％の平均グレー値を有し、非変調コードワードは、１００％の平均グレー値を有する。
これにより、平均グレー値に基づいて、これらの例における架空のコードワードを、情報を符号化したコードワードと区別することが可能になる。
この実施の形態では、図形テンプレート１２０は、２×２パターンの黒のドットの可能な配置のサブセットに対応する２×２ピクセルパターンである。
他の実施の形態では、可能な図形テンプレートパターンのすべてを使用して、メッセージ２２を符号化することができる。
コードワード１２０の上の２つの行は、２×２パターンの単一の黒のドットまたは単一の白のドットの可能な配置のすべてに対応する。
いくつかの実施の形態では、情報を符号化したコードワードと容易に区別できる架空の（または非情報を符号化した）コードワードを原画像２６の一定の領域に使用して、結果の図形バーコードの画質を損なうことを回避することができる。
例えば、図４のコードワードの最後の行は、原画像２６のファインエッジ領域に対応する図形バーコード１０の領域を視覚的に強調するために符号化中に使用できるコードワードに対応する。
さらに、原画像のいくつかの領域は、すべてが黒のピクセルコードワードなど、符号化中に図形バーコードへの変調を符号化しないコードワードで符号化することができる。
これらの例では、情報を符号化したコードワードは、２５％（上段の行）または７５％（中段の行）の平均グレー値を有するのに対して、エッジを符号化したコードワード（下段の行）は、５０％の平均グレー値を有し、非変調コードワードは、１００％の平均グレー値を有する。
これにより、平均グレー値に基づいて、これらの例における架空のコードワードを、情報を符号化したコードワードと区別することが可能になる。
架空のコードワードを使用することにより、図形バーコード１０の情報埋め込み容量を画質と交換することが可能になる。
例えば、いくつかの実施の形態では、変更された画像ブロックの平均グレー値が、事前に選択されたグレー値の範囲外になるときはつねに、架空のコードワードを使用することができる。
図４のコードワードがグレースケールの原画像に対して使用される一実施の形態では、非変調コードワード（すなわち、すべてが黒のコードワードブロック）は、以下の式が成立するときはつねに使用される。
例えば、いくつかの実施の形態では、変更された画像ブロックの平均グレー値が、事前に選択されたグレー値の範囲外になるときはつねに、架空のコードワードを使用することができる。
図４のコードワードがグレースケールの原画像に対して使用される一実施の形態では、非変調コードワード（すなわち、すべてが黒のコードワードブロック）は、以下の式が成立するときはつねに使用される。
上記式において、ｘｉは、Ｎ×Ｎピクセルブロックのピクセルのグレー値である。
一般に、図４の図形符号化プロセスは、ｎビット符号化マッピングに拡張することができる。
ここで、ｎは１以上の整数値を有する。
例えば、一実施の形態では、情報は、３×３ハーフトーンパターンに基づいて、５ビット符号化プロセスにより符号化される。
さらに、テンプレートピクセルは、規則的な方形の配列に配置されるとは限らない。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号を参照されたい。
ここで、ｎは１以上の整数値を有する。
例えば、一実施の形態では、情報は、３×３ハーフトーンパターンに基づいて、５ビット符号化プロセスにより符号化される。
さらに、テンプレートピクセルは、規則的な方形の配列に配置されるとは限らない。
これについては、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号を参照されたい。
<図形復号>
図５Ａおよび図５Ｂを参照して、一実施の形態では、図形バーコード１０をスキャンしたもの３６を次のように復号することができる。
まず、ベース画像６２が、ベース画像生成ステージ１３０で生成される。
このベース画像６２は、原画像２６が利用可能である場合には、原画像２６から得ることもできるし（「ガイド復号（guided decoding）」という名称の小節を参照されたい）、スキャンされた図形バーコード３６から得ることもできる（「ブラインド復号（blind decoding）」という名称の小節を参照されたい）。
次に、架空のコードワードブロックのリスト１３２が生成される。
後に詳述するように、架空のコードワードブロックは、原画像２６（利用可能である場合）から特定することもできるし、スキャンされたバーコード画像ブロックの平均グレースケール値に基づいて特定することもできる。
導出されたベース画像６２と、架空のコードワードブロックのリスト１３２とは、図形復調ステージ４８に渡される。
図形復調ステージ４８では、導出されたベース画像６２の領域が、１組の可能な図形コードワードの各図形コードワードと確率的に比較され、原画像に符号化されたメッセージを図形符号化したものに対応する図形コードワード列が得られる。
このプロセス中、架空のコードワードに対応する領域は、無視されて、処理されない。
コードワードブロックを復号する確率的方法論に関するさらに詳細な内容は、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号から得ることができる。
結果として得られた図形コードワード列５８は、コードワード復号モジュール５０によって復号され、復号メッセージ６０（図１参照）を生成することができる。
図５Ａおよび図５Ｂを参照して、一実施の形態では、図形バーコード１０をスキャンしたもの３６を次のように復号することができる。
まず、ベース画像６２が、ベース画像生成ステージ１３０で生成される。
このベース画像６２は、原画像２６が利用可能である場合には、原画像２６から得ることもできるし（「ガイド復号（guided decoding）」という名称の小節を参照されたい）、スキャンされた図形バーコード３６から得ることもできる（「ブラインド復号（blind decoding）」という名称の小節を参照されたい）。
次に、架空のコードワードブロックのリスト１３２が生成される。
後に詳述するように、架空のコードワードブロックは、原画像２６（利用可能である場合）から特定することもできるし、スキャンされたバーコード画像ブロックの平均グレースケール値に基づいて特定することもできる。
導出されたベース画像６２と、架空のコードワードブロックのリスト１３２とは、図形復調ステージ４８に渡される。
図形復調ステージ４８では、導出されたベース画像６２の領域が、１組の可能な図形コードワードの各図形コードワードと確率的に比較され、原画像に符号化されたメッセージを図形符号化したものに対応する図形コードワード列が得られる。
このプロセス中、架空のコードワードに対応する領域は、無視されて、処理されない。
コードワードブロックを復号する確率的方法論に関するさらに詳細な内容は、Doron Shaked他によって２００１年６月７日に出願された「Generating and Decoding Graphical Bar Codes」という発明の名称の米国特許出願第０９／８７７，５１６号から得ることができる。
結果として得られた図形コードワード列５８は、コードワード復号モジュール５０によって復号され、復号メッセージ６０（図１参照）を生成することができる。
<ガイド復号>
図６Ａおよび図６Ｂを参照して、一実施の形態では、原画像２６が判明しており、利用可能である場合に、次のように、原画像を使用してベース画像６２を導出することができる。
架空のコードワードが、原画像２６から直接特定される（ステップ１４０）。
例えば、架空のコードワードが、式（４）に従って使用される場合に、スキャンされた図形バーコード３６の架空のコードワードブロックは、許容されたコードワードのグレー値の範囲外の平均グレー値を有する、原画像２６のブロックに対応することになる。
ベース画像６２は、事前に選択された任意のメッセージ１４２と共に原画像を符号化モジュール１２に通すことにより導出される（ステップ１４４）。
上述したように、拡散された誤差は、所与のブロックにおける特定のコードワードのビットパターンに対して不変である。
例えば、架空でないすべてのコードワードが、白ピクセルを１つだけ有する場合に、その平均誤差を拡散することにより、フィードバックは、メッセージコードワードに対して不変となる。
これにより、いずれの任意のメッセージ１４２を使用しても、ベース画像６２を導出することが可能になる。
図形コードワード列５８は、上述した確率的図形復号プロセスを使用して、導出されたベース画像６２から生成することができる（ステップ１４６）。
図６Ａおよび図６Ｂを参照して、一実施の形態では、原画像２６が判明しており、利用可能である場合に、次のように、原画像を使用してベース画像６２を導出することができる。
架空のコードワードが、原画像２６から直接特定される（ステップ１４０）。
例えば、架空のコードワードが、式（４）に従って使用される場合に、スキャンされた図形バーコード３６の架空のコードワードブロックは、許容されたコードワードのグレー値の範囲外の平均グレー値を有する、原画像２６のブロックに対応することになる。
ベース画像６２は、事前に選択された任意のメッセージ１４２と共に原画像を符号化モジュール１２に通すことにより導出される（ステップ１４４）。
上述したように、拡散された誤差は、所与のブロックにおける特定のコードワードのビットパターンに対して不変である。
例えば、架空でないすべてのコードワードが、白ピクセルを１つだけ有する場合に、その平均誤差を拡散することにより、フィードバックは、メッセージコードワードに対して不変となる。
これにより、いずれの任意のメッセージ１４２を使用しても、ベース画像６２を導出することが可能になる。
図形コードワード列５８は、上述した確率的図形復号プロセスを使用して、導出されたベース画像６２から生成することができる（ステップ１４６）。
<ブラインド復号>
図７Ａおよび図７Ｂを参照して、一実施の形態では、原画像２６が、判明しておらず、利用可能でない場合に、次のように、スキャンされた図形バーコード３６からベース画像６２を導出することができる。
スキャンされた図形バーコード３６の架空のコードワードが、図形バーコードブロックの平均グレー値に基づいて特定される（ステップ１５０）。
例えば、変更された画像ブロックの平均グレー値が、所定のグレー値の範囲外にあるときはつねに、架空のコードワードを使用すると仮定すると、架空のコードワードブロックは、平均グレー値がその範囲外となるブロック位置において特定することができる。
ベース画像６２は、スキャンされた図形バーコード画像３６内の代表的な量子化ブロック１５２を推定することにより生成される（ステップ１５４）。
許容される代表的な量子化ブロックのクラス数は、設計よって制限されるので（例えば、すべてが白のブロックまたはすべてが黒のピクセルブロックのいずれか）、確率的解析を使用して、代表的な量子化ブロックを容易に推定することができる。
例えば、デジタルグリッドを、印刷スキャングリッドと合わせることができる。
その結果、１群のスキャンされたピクセルは、符号化ハーフトーンピクセルブロックに対応し、この符号化ハーフトーンピクセルブロックから、ベース画像６２の対応するピクセルブロックが推定される。
この点について、線形判別器（例えば、光学式フィッシャー判別器）が、１群となったデータに適用されて、次元が削減される。
確率モデル（例えば、ガウス混合モデル）が、従来の期待値最大化アルゴリズムを使用して、データに適合される。
最適決定境界は、例えば、最尤基準またはベイズ基準を使用して選ばれる。
これらの境界が、ベース画像６２の可能なブロックをクラスに分類する。
コードワードが架空のコードワードクラスに入る場合には、そのピクセルブロックは、無視されるようにマークされる。
図形コードワード列５８は、上述した確率的図形復号プロセスを使用して、導出されたベース画像６２から生成することができる（ステップ１５６）。
図７Ａおよび図７Ｂを参照して、一実施の形態では、原画像２６が、判明しておらず、利用可能でない場合に、次のように、スキャンされた図形バーコード３６からベース画像６２を導出することができる。
スキャンされた図形バーコード３６の架空のコードワードが、図形バーコードブロックの平均グレー値に基づいて特定される（ステップ１５０）。
例えば、変更された画像ブロックの平均グレー値が、所定のグレー値の範囲外にあるときはつねに、架空のコードワードを使用すると仮定すると、架空のコードワードブロックは、平均グレー値がその範囲外となるブロック位置において特定することができる。
ベース画像６２は、スキャンされた図形バーコード画像３６内の代表的な量子化ブロック１５２を推定することにより生成される（ステップ１５４）。
許容される代表的な量子化ブロックのクラス数は、設計よって制限されるので（例えば、すべてが白のブロックまたはすべてが黒のピクセルブロックのいずれか）、確率的解析を使用して、代表的な量子化ブロックを容易に推定することができる。
例えば、デジタルグリッドを、印刷スキャングリッドと合わせることができる。
その結果、１群のスキャンされたピクセルは、符号化ハーフトーンピクセルブロックに対応し、この符号化ハーフトーンピクセルブロックから、ベース画像６２の対応するピクセルブロックが推定される。
この点について、線形判別器（例えば、光学式フィッシャー判別器）が、１群となったデータに適用されて、次元が削減される。
確率モデル（例えば、ガウス混合モデル）が、従来の期待値最大化アルゴリズムを使用して、データに適合される。
最適決定境界は、例えば、最尤基準またはベイズ基準を使用して選ばれる。
これらの境界が、ベース画像６２の可能なブロックをクラスに分類する。
コードワードが架空のコードワードクラスに入る場合には、そのピクセルブロックは、無視されるようにマークされる。
図形コードワード列５８は、上述した確率的図形復号プロセスを使用して、導出されたベース画像６２から生成することができる（ステップ１５６）。
<他の実施の形態>
他の実施の形態も、特許請求の範囲内に含まれる。
他の実施の形態も、特許請求の範囲内に含まれる。
例えば、ブロック誤差拡散アルゴリズムのベクトル拡張を使用することによって、上記に具体化した方策をカラー画像バーコードの符号化に拡張することができる。
したがって、例えば、各ステップにおいて、ＸＯＲ変調の前に、３つの画像ブロック（ＲＧＢの場合）が、８つの可能な色のブロックに量子化されることになる。
次いで、カラー量子化誤差を、プリンタの特性を考慮して、合わせてまたは個別に拡散することができる。
色ごとに１つの３つのコードワードブロック（３色の場合）の組を選ぶので、より多くの情報をカラー画像に埋め込むことができる。
これは、２×２ブロックが使用された場合に、１つの２×２カラー画像ブロックにつき多くとも１２ビットを埋め込むことができることを意味する（ただし、画質およびローバスト性のために、これを例えば６ビットに制限することもできる）。
これは、グレースケール画像に埋め込むことができる情報の３倍である。
同じ埋め込みビット率に対して画質を向上するために、例えば、イエロー平面においてより多くのコードワードの変化を可能にすることができる。
画像をカラースキャンしたものについては、色平面を分離して、画像平面のそれぞれに対して上述した復号プロセスを使用することにより復号することができる（パラメータは、対応する色観察の統計に適合するように変更される）。
したがって、例えば、各ステップにおいて、ＸＯＲ変調の前に、３つの画像ブロック（ＲＧＢの場合）が、８つの可能な色のブロックに量子化されることになる。
次いで、カラー量子化誤差を、プリンタの特性を考慮して、合わせてまたは個別に拡散することができる。
色ごとに１つの３つのコードワードブロック（３色の場合）の組を選ぶので、より多くの情報をカラー画像に埋め込むことができる。
これは、２×２ブロックが使用された場合に、１つの２×２カラー画像ブロックにつき多くとも１２ビットを埋め込むことができることを意味する（ただし、画質およびローバスト性のために、これを例えば６ビットに制限することもできる）。
これは、グレースケール画像に埋め込むことができる情報の３倍である。
同じ埋め込みビット率に対して画質を向上するために、例えば、イエロー平面においてより多くのコードワードの変化を可能にすることができる。
画像をカラースキャンしたものについては、色平面を分離して、画像平面のそれぞれに対して上述した復号プロセスを使用することにより復号することができる（パラメータは、対応する色観察の統計に適合するように変更される）。
さらに他の実施の形態も、特許請求の範囲内に含まれる。
１０・・・図形バーコード、
１２・・・符号化モジュール、
１４・・・チャネル、
１６・・・復号モジュール、
１８・・・コードワード符号化モジュール、
２０・・・図形変調、
２２・・・メッセージ、
２６・・・原画像、
２８・・・印刷、
３２・・・ハンドリングステージ、
３４・・・スキャン、
３６・・・図形バーコード画像、
４０・・・前処理、
４２・・・アラインメント、
４４・・・幾何学補正、
４６・・・確率的解析、
４８・・・図形復調、
５０・・・コードワード復号、
５８・・・図形コードワード列、
６０・・・復号メッセージ、
６２・・・導出されたベース画像、
６４・・・メッセージ前処理、
６６・・・コードワード列ジェネレータ、
６２・・・導出されたベース画像、
７０・・・図形コードワード、
７２・・・画像ブロック列ジェネレータ、
７４・・・ハーフトーン化モジュール、
７６・・・合成画像ジェネレータ、
８２・・・ハーフトーン化操作、
８４・・・図形操作、
８６・・・誤差拡散、
１３０・・・ベース画像生成、
１４２・・・コードワード列、
１２・・・符号化モジュール、
１４・・・チャネル、
１６・・・復号モジュール、
１８・・・コードワード符号化モジュール、
２０・・・図形変調、
２２・・・メッセージ、
２６・・・原画像、
２８・・・印刷、
３２・・・ハンドリングステージ、
３４・・・スキャン、
３６・・・図形バーコード画像、
４０・・・前処理、
４２・・・アラインメント、
４４・・・幾何学補正、
４６・・・確率的解析、
４８・・・図形復調、
５０・・・コードワード復号、
５８・・・図形コードワード列、
６０・・・復号メッセージ、
６２・・・導出されたベース画像、
６４・・・メッセージ前処理、
６６・・・コードワード列ジェネレータ、
６２・・・導出されたベース画像、
７０・・・図形コードワード、
７２・・・画像ブロック列ジェネレータ、
７４・・・ハーフトーン化モジュール、
７６・・・合成画像ジェネレータ、
８２・・・ハーフトーン化操作、
８４・・・図形操作、
８６・・・誤差拡散、
１３０・・・ベース画像生成、
１４２・・・コードワード列、
Claims (12)
- ハーフトーン化により図形バーコードを生成する方法であって、
原画像の領域間に拡散された誤差であって、図形符号化されたメッセージに対応した前記図形バーコードに基づいて計算された誤差を組み込んだ該原画像の領域をハーフトーン化すること
を含み、
前記ハーフトーン化することは、
前記図形バーコードのそれぞれの領域の量子化誤差を計算すること
を含み、
前記計算された量子化誤差は、前記図形符号化メッセージに対して不変であり、
平均ブロック誤差が、前記原画像の領域間に拡散される
図形バーコードを生成する方法。 - 前記ハーフトーン化は、
前記原画像の領域を前記拡散された誤差で変更することであって、変更された原画像の対応する領域を生成すること
を含む
請求項１に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 行列値誤差フィルタを適用することであって、拡散される量子化誤差を計算する、行列値誤差フィルタを適用すること
をさらに含む請求項２に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 前記量子化誤差は、前記変更された原画像の領域と、前記図形バーコードの対応する領域との比較に基づいて計算される
請求項２に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 前記変更された原画像の領域を量子化することであって、図形バーコードの１つまたは複数の固有の特徴を計測すること、および、固有の特徴の計測に基づいて、原画像の領域を表すことを可能にされ、事前に選択された１組のハーフトーン領域からハーフトーン領域列を選択することによって生成されるベース画像の対応する領域を生成すること、
をさらに含む請求項２に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 前記量子化することは、
前記変更された原画像の領域を閾値処理すること
を含む
請求項５に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 前記変更された原画像の領域は、中間グレーレベルで閾値処理される
請求項６に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 前記ベース画像の領域は、前記メッセージを図形符号化したもので変調され、前記図形バーコードの対応する領域が生成される
請求項５に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 図形符号化された前記メッセージに対応し、情報を符号化して得られる図形コードワード列を生成すること
をさらに含む請求項１に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 前記ハーフトーン化は、
前記原画像の対応する領域への誤差の伝搬に基づいて、図形バーコードの１つまたは複数の固有の特徴を計測すること、および、固有の特徴の計測に基づいて、原画像の領域を表すことを可能にされ、事前に選択された１組のハーフトーン領域からハーフトーン領域列を選択することによって生成されるベース画像の領域を生成すること
を含み、
前記図形コードワード列に基づいて前記ベース画像の領域を変調することであって、前記図形バーコードの対応する領域を生成すること
をさらに含む、
請求項９に記載の図形バーコードを生成する方法。 - 前記ベース画像の領域を変調することは、
前記ベース画像の領域と前記図形コードワードとの間に可逆的な図形操作を適用すること
を含む
請求項１０に記載の図形バーコードを生成する方法。 - ハーフトーン化により図形バーコードを生成するプログラムであって、
原画像の領域間に拡散された誤差であって、図形符号化されたメッセージに対応した前記図形バーコードのに基づいて計算された誤差を組み込んだ該原画像の領域をハーフトーン化すること
をコンピュータに実行させ、
前記ハーフトーン化することは、
前記図形バーコードのそれぞれの領域の量子化誤差を計算すること
を含み、
前記計算された量子化誤差は、前記図形符号化メッセージに対して不変であり、
平均ブロック誤差は、前記原画像の領域間に拡散される
プログラム。
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