JP6144585B2 - 多次元カラーバーコードおよび方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、一般に、多次元カラーバーコードに関する。より具体的には、本発明は、多次元カラーバーコードを生成するための方法に関する。

発明の背景
白黒バーコードは、印刷物上の小さいスペースにおいて装置によって読み取り可能なデジタル情報を記録するために非常に広く用いられる。しかしながら、そのような白黒バーコードは、長い文書または写真のような大規模なデータを含む情報を記録する点において限定された能力を有する。

最初は、白黒バーコードは、平行線の幅および間隔を変化させることによってデータを系統的に表現し、リニアまたは一次元と呼ばれた。現在は、二次元バーコードが普及しており、二次元バーコードは、長方形、点、六角形、および他の幾何学模様のようないろいろな種類の記号を用いて情報を記憶する。

カラーバーコードは白黒バーコードよりもより多くの情報を記憶し得るので、記録要求が増大するにつれて、カラーバーコードが導入された。白黒バーコードはバイナリエンコーディングを用いて情報を記録するが、カラーバーコードは多値記録によるいくつかのカラーを用いて情報をエンコードする。

カラーバーコードから情報をデコードするために、スキャナはカラーバーコードの様々なカラーをスキャンする。しかしながら、カラーバーコードがそれらの経年および／または持続的な使用による通常の摩耗および引き裂きを経験するにつれて、スキャナを用いてカラーバーコードのカラーを識別することが困難となる。さらに、時々、カラーバーコードのデータ内にエンコードされた情報をデコードするために用いられる、カラーバーコードに関連するリファレンスも時間を経て劣化し、これは情報のデコードにおけるエラー／問題を招く。

そのため、信頼性がある情報のデコーディングを可能とし、耐久性がある改善されたカラーバーコードのニーズがある。

本特許または本出願ファイルは、カラーで作成された少なくとも１つの図面を含む。カラー図面を有するこの特許または特許出願公報のコピーは、請求および必要な手数料の支払いのうえで庁によって提供されるだろう。

付随する図面は、以下の詳細な説明とともに明細書の部分を形成し、様々な実施の形態をさらに説明するとともに本発明に従う全ての様々な原理および利点を説明するのに役立つ。

本発明の１つの実施の形態に従う多次元カラーバーコードの構造を説明する図である。 本発明の様々な実施の形態に従う多次元カラーバーコードにおいてカラーパレット内にパレットセルを配置する方法を説明する図である。 本発明の様々な実施の形態に従う多次元カラーバーコードにおいて情報をエンコードする方法についてのフローチャートを説明する図である。 本発明の様々な実施の形態に従う多次元カラーバーコードにおいて情報をデコードする方法についてのフローチャートを説明する図である。

発明の詳細な説明
本発明に従う詳細な実施の形態を説明する前に、実施の形態が、第一に、多次元カラーバーコードを生成することに関連した方法ステップにあることに注意すべきである。したがって、図面内に従来のシンボルを充てて方法ステップが表現されており、本明細書における記載の利益を受ける当業者に容易に明らかであろう詳細な開示を不必要に分かりにくくしないように、本発明の実施の形態を理解することに関連する具体的詳細のみが示されている。

この文書においては、第１、第２、上端、および下端などの関係語は、１つのエンティティまたは動作を他のエンティティまたは動作から区別するために単独で用いられ、そのようなエンティティまたは動作の間のいかなる実際のそのような関係または順序を必ずしも必要とすることなく、または暗示することもない。「備える（comprises）」、「備えている（comprising）」、または、それらの他の任意の変形は非排他的な包含を含むことが意図され、それによって、要素のリストを備えるプロセス、方法、項目、装置または組成は、それらの要素のみを含むのではなく、明確にリスト化されない他の要素、またはそのようなプロセス、方法、項目、装置、または組成に固有の他の要素を含み得る。「．．．を備える（comprises）」で始められる要素は、より多くの制約を伴わずに、その要素を備えるプロセス、方法、項目、装置、または組成における追加的な同一の要素の存在を除外しない。

一般的に言えば、様々な実施の形態に従って、本発明は、多次元カラーバーコードの構造を提供する。多次元カラーバーコードは、情報をエンコードするための複数のデータセルと、カラーパレットを形成する複数のパレットセルとを含む。複数のパレットセルは、カラーパレット内に所定の順序で配置される。パレットセルは、複数のパレットセルの所定の順序に基づいてパレット値が割り当てられる。さらに、複数のパレットセルは、所定の順序に従って多次元カラーバーコードの各辺に配置される。カラーパレットおよびカラーパレット内の複数のパレットセルの所定の順序を参照することによって、多次元カラーバーコードの複数のデータセルに関連するカラーを用いて情報がエンコード／デコードされる。

図１Ａは、本発明の１つの実施の形態に従う多次元カラーバーコード１００の構造を図示する。図示されるように、多次元カラーバーコード１００は、データセル１０２−１、データセル１０２−２、データセル１０２−３、データセル１０２−４、データセル１０２−５、データセル１０２−６、およびデータセル１０２−７のような複数のデータセル１０２−ｎと、パレットセル１０４−３、パレットセル１０４−４、パレットセル１０４−５、パレットセル１０４−６、およびパレットセル１０４−７のような複数のパレットセル１０４−ｎとを含む。図示されるように、多次元カラーバーコード１００は、交互白黒チックマーク１０６も含む。多次元カラーバーコード１００は、限定されないが、たとえば、三次元カラーバーコードおよび四次元カラーバーコードとされ得る。

本発明の様々な実施の形態によれば、複数のデータセル１０２−ｎには、情報がエンコードされる。複数のデータセル１０２−ｎの各データセルは、データセルにエンコードされた情報に基づいてカラーが割り当てられる。たとえば、データセル１０２−１、データセル１０２−２、データセル１０２−３、データセル１０２−４、データセル１０２−５、データセル１０２−６、およびデータセル１０２−７には、複数のパレットセル１０４−ｎから選択されたパレットセル１０４−１、パレットセル１０４−２、パレットセル１０４−３、パレットセル１０４−４、パレットセル１０４−５、パレットセル１０４−６、およびパレットセル１０４−７を用いて情報がエンコードされる。

さらに、図１Ａに示されるように、複数のパレットセル１０４−ｎは、カラーパレットを形成する。複数のパレットセル１０４−ｎは、カラーパレット内に所定の順序で配置される。したがって、（パレットセル１０４−１のような）パレットセルには、パレット値が割り当てられる。このように、カラーパレットは、カラーのインデックスとして考慮され得る。各カラーは、対応するパレット値を用いて参照される。１つの例示的な実施の形態においては、カラーパレットは、７つの異なるパレットセルを含み、第１のパレットセルのカラーが黒色であり、最後のパレットセルのカラーが黄色であるように所定の順序でカラーが配置される。たとえば、パレットセル１０４−１は黒色であり、パレットセル１０４−２はピンク色であり、パレットセル１０４−３はオレンジ色であり、パレットセル１０４−４は灰色であり、パレットセル１０４−５は茶色であり、パレットセル１０４−６は緑色であり、パレットセル１０４−７は黄色である。もう１つの実施の形態においては、カラーパレットは、多次元カラーバーコード１００の周辺（辺）に沿って配置される。カラーパレットの複数のパレットセル１０４−ｎは、繰り返されるとともに多次元カラーバーコード１００の各辺に配置される。したがって、あるパレットセルが損傷されると、デコーダは、多次元カラーバーコード１００の周辺に沿って配置されるもう１つのカラーパレットのもう１つのパレットセルから参照カラーを取得し得る。これは、図１Ｂの説明と併せてさらに説明される。

様々な実施の形態によると、複数のデータセル１０２−ｎには、２つ以上の二次元バーコードに対応する情報がエンコードされる。したがって、データセル１０２−１内にエンコードされた情報が２つ以上の桁の２進数に対応するときは、２進数の各桁は、二次元バーコード内の対応するセルについての値を表現する。たとえば、データセル１０２−１が０１０（２進数）を記憶するときは、０は第１の二次元バーコード上の対応するデータセルを表現し、１は第２の二次元バーコード上の対応するデータセルを表現し、０は第３の二次元バーコード上の対応するデータセルを表現する。

同様に、データセルは、データセル内にエンコードされた２進数に基づくカラーに関連付けられる。２進数に対応する１０進数は、パレット値を取得するために用いられる。その後、パレット値は、カラーパレットから対応するパレットセルを選択するために用いられる。続いて、データセルは、対応するカラーに関連付けられる。多次元カラーバーコード１００内に情報をエンコードする方法は、図２の説明と併せてさらに詳細に説明される。

様々な実施の形態によると、複数のデータセル１０２−ｎからのデータは、スキャナのようなデータデコーディング装置を用いて読み取られる。スキャナは、複数のデータセル１０２−ｎの各データセルに割り当てられるカラーを読み出す。その後、読み出しから取得されたカラーは、カラーパレット内に含まれる対応する参照カラーと照合される。続いて、カラーに関連するパレット値が、多次元カラーバーコード１００の各データセルに関連する２進数を取得するために用いられる。デコーディングプロセスは、図３の説明と併せてさらに詳細に説明される。

図１Ｂは、本発明の様々な実施の形態に従う多次元カラーバーコード１００においてカラーパレット内に複数のパレットセル１０４−ｎを配置する方法を説明する。１つの実施の形態においては、複数のパレットセル１０４−ｎは、多次元カラーバーコード１００の各辺に繰り返し配置される。前に説明されたように、複数のパレットセル１０４−ｎは、カラーパレット内に所定の順序で配置される。１つの例示的な実施の形態においては、カラーパレットは、７つの異なるパレットセルを含み、第１のパレットセルのカラーが黒色であり、最後のパレットセルのカラーが黄色であるように所定の順序でカラーが配置される。たとえば、パレットセル１０４−１は黒色であり、パレットセル１０４−２はピンク色であり、パレットセル１０４−３はオレンジ色であり、パレットセル１０４−４は灰色であり、パレットセル１０４−５は茶色であり、パレットセル１０４−６は緑色であり、パレットセル１０４−７は黄色である。カラーパレット内にパレットセルを配置する所定の順序は、各カラーパレットについて繰り返される。各カラーパレットは、多次元カラーバーコード１００の周辺に配置される。連続的なカラーパレットは、多次元カラーバーコード１００内の１つのセルのギャップを保持することによって、多次元カラーバーコード１００の周辺に沿って隣同士に繰り返して配置される。

１つの実施の形態においては、多次元カラーバーコード１００の垂直方向において、カラーパレット内の複数のパレットセル１０４−ｎは、下から上へ配置されるが、多次元カラーバーコード１００の水平方向においては、カラーパレット内の複数のパレットセル１０４−ｎは、右から左へ配置される。これは、データデコーディング装置がデータセルのカラーを参照カラーと照合するのを助ける。想定においては、不十分な光のせいで多次元カラーバーコード１００の水平な辺上のカラーパレットに配置される第１の参照カラーをデータデコーディング装置が検出できないときは、データデコーディング装置は、多次元カラーバーコード１００の垂直な辺上に配置されるもう１つのカラーパレットをチェックすることによって参照カラーを取得し得る。

そのような配置は、多次元カラーバーコード１００の冗長性を改善し、それによって、多次元カラーバーコード１００の信頼性および耐久性を改善する。たとえば、たとえ多次元カラーバーコード１００の１つの辺がなんらかの要因で劣化したとしても、情報をデコーディングする目的のために他の辺を用いてカラーパレット内の１つ以上のカラーが参照され得る。

図２へ進んで、図２は、本発明の様々な実施の形態に従う多次元カラーバーコード１００において情報をエンコードする方法についてのフローチャートを説明する。ステップ２０２にて、多次元カラーバーコード１００にエンコードされる情報が３つ以上のサブセットに等しく分割される。これは、多次元カラーバーコード１００内に情報をエンコードするための層を形成する。多次元カラーバーコード１００のための層デザインは、エンコードを安定させる。続いて、ステップ２０４にて、情報の３つ以上のサブセットの各サブセットについて二次元バーコードが生成される。したがって、いくつかの二次元バーコードが生成され、各二次元バーコードは、サイズが等しい。１つの実施の形態においては、二次元バーコードは、限定されないが、白黒バーコード、データマトリクス、クイックレスポンス（ＱＲ）コードのうちの１つである。

一旦３つ以上の二次元バーコードが生成されると、ステップ２０６にて、３つ以上の二次元バーコードが組み合わせられて多次元カラーバーコード１００の各セルに対応する２進数が取得される。２進数の各桁は、３つ以上の二次元バーコードの各々のデータセルの値を表現する。たとえば、２進数が１１１であるときには、第１の桁、１、は第１の二次元バーコード上の対応するデータセルを表現し、第２の桁、１、は第２の二次元バーコード上の対応するデータセルを表現し、第３の桁、１、は第３の二次元バーコード上の対応するデータセルを表現する。

先へ進んで、データセルに関連する２進数は、対応する１０進数に変換される。１０進数は、パレット値として考慮される。したがって、カラーパレットは、パレット値を有する対応するカラーを決定するために参照される。続いて、ステップ２０８にて、多次元カラーバーコード１００の各データセルに関連するカラーが割り当てられる。

図３は、本発明の様々な実施の形態に従う多次元カラーバーコード１００において情報をデコードする方法についてのフローチャートを説明する。ステップ３０２にて、多次元カラーバーコード１００の複数のデータセル１０２−ｎからのカラーが情報デコーディング装置を用いて抽出される。１つの実施の形態においては、情報デコーディング装置は、限定されないが、スキャナおよび画像取込装置のうちの１つである。１つの実施の形態においては、情報デコーディング装置は、多次元カラーバーコード１００のバイナリ化されたバージョンを取り込んで多次元カラーバーコード１００の一時的な白黒コードを取得する。一時的な白黒コードは、多次元カラーバーコード１００のＬ字型の辺および交互白黒チックマーク１０６を取得するために用いられる。多次元カラーバーコード１００のＬ字型の辺および交互白黒チックマーク１０６は、多次元カラーバーコード１００の複数のデータセル１０２−ｎからカラーを抽出することを助ける。

先に進んで、抽出されたカラーは、カラーパレット内の参照カラーと照合される。前に説明されたように、複数のパレットセル１０４−ｎは、カラーパレット内に所定の順序で配置される。さらに、各パレットセルは、所定の順序内の位置に基づいてパレット値に関連付けられる。抽出されたカラーは、抽出されたカラーに最も近いカラーパレット内の参照カラーと照合される。これは、データデコーディング装置が参照カラーを識別することを助ける。なぜなら、参照カラーはデータセルのカラーと同じライティング強度を有するからである。想定においては、特定のカラーパレット内の参照カラーが損傷されたときは、多次元カラーバーコード１００の他の辺に配置される他のカラーパレットから対応する参照カラーが参照される。たとえば、多次元カラーバーコード１００のデータセルから赤色が抽出されたときは、赤色は、データセルに最も近いカラーパレットからの対応する参照赤色と照合される。対応する参照赤色が損傷されたときは、もう１つのカラーパレットからの参照赤色が選択される。このプロセスは、データセルのカラーと同じライティング強度を有する参照赤色が取得されるまで継続する。

その後、ステップ３０４にて、所定の順序内の位置に基づいてカラーに対応するパレット値が決定される。ステップ３０６にて、パレット値に対応する２進数が取得され、２進数の各桁は、３つ以上の二次元バーコードの二次元バーコード内の対応するデータセルについての値を表現する。たとえば、データセルに関連するカラーが赤色であり、かつ、赤色の位置がカラーパレット内の５であるときは、赤色についてのパレット値は５である。したがって、１０進数５に対応する２進数は、１０１である。したがって、データセルは、２進数１０１に対応する情報をエンコードされた。本発明の実施の形態によると、２進数の各桁は、二次元バーコードの対応するデータセルの値に対応する。たとえば、２進数１０１について、第１の桁１は第１の二次元バーコードのデータセルの値を示し、第２の桁０は第２の二次元バーコードのデータセルの値を示し、第３の桁１は第３の二次元バーコードのデータセルの値を示す。これは、３つ以上の二次元バーコードの各々のデータセルの値を取得することを助ける。続いて、ステップ３０８にて、３つ以上の二次元バーコードの各々に対応する出力データが取得される。その後、ステップ３１０にて、３つ以上の二次元バーコードの各々に対応する出力データが組み合わせられて多次元カラーバーコード１００内にエンコードされた情報が取り出される。

本明細書に開示された本発明の様々な実施の形態は、改善された耐久性および信頼性を有する多次元カラーバーコード提供する。本発明の１つの実施の形態によると、１つ以上のカラーパレットがある期間に亘って劣化する場合に備えて信頼性のある情報のデコーディングを助けるために多次元カラーバーコードの各辺に１つ以上のカラーパレットが繰り返し配置される。

上述の認識された利点および本明細書に説明された他の利点が単なる例示であり、本発明の様々な実施の形態の利点のすべての完全な表現であることが意図されないことに当業者は気付くであろう。

前述の明細書においては、本発明の特定の実施の形態が説明された。しかしながら、当業者の一人は、以下の特許請求の範囲に述べられるように本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正および変更がなされ得ることを理解する。したがって、明細書および図面は、限定的というよりは例示的であり、すべてのそのような修正が本発明の範囲内に含まれると見なされるべきである。利益、利点、課題に対する解決、および任意の利益、利点、または解決を生じさせ得るもしくは顕著にし得る任意の要素は、任意のまたはすべての特許請求の範囲の必須の、必要な、または本質的な特徴または要素であると解釈されるべきではない。本発明は、この出願が係属している間になされる任意の補正を含む添付の特許請求の範囲、および公表される特許請求の範囲のすべての均等物によってのみ規定される。

Claims (6)

1. 多次元カラーバーコード内に情報をエンコードするための方法であって、
   前記多次元カラーバーコードは、
   複数のデータセルと、
   前記多次元カラーバーコードの全辺に配置されるカラーパレットとを含み、
   前記カラーパレットは、複数のパレットセルを含み、前記複数のパレットセルは、前記多次元カラーバーコードの各辺に周期的かつ連続的に配置され、前記パレットセルは、参照カラーを提供し、前記参照カラーは、互いに異なるカラーであり、前記多次元カラーバーコードはさらに、前記多次元カラーバーコードの２つの辺上の交互白黒チックマークをさらに備え、前記チックマークは、前記複数のカラーパレットに沿って外側に配置され、
   前記方法は、
   前記情報を少なくとも３つのサブセットに分割するステップと、
   前記少なくとも３つのサブセットの各々についての二次元バーコードを生成するステップと、
   少なくとも３つの二次元バーコードを組み合わせて前記多次元カラーバーコードのデータセルに対応する２進数を取得するステップと、
   前記データセルに関連する前記２進数に基づいて前記データセルにカラーを割り当てるステップとを含み、
   前記カラーは、前記カラーパレットから取得される、方法。
2. 前記複数のパレットセルは、所定の順序で配置され、
   パレットセルには、前記複数のパレットセルの前記所定の順序に基づいたパレット値が与えられる、請求項１に記載の方法。
3. データセルに関連する２進数は、１０進数に変換され、
   前記１０進数は、前記カラーパレットにおける前記パレットセルのパレット値に対応する、請求項２に記載の方法。
4. 二次元バーコードは、白黒バーコード、データマトリクス、およびＱＲコード（登録商標）のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
5. 多次元カラーバーコードから情報をデコードするための方法であって、
   前記多次元カラーバーコードは、
   複数のデータセルと、
   前記多次元カラーバーコードの全辺に配置されるカラーパレットとを含み、
   前記カラーパレットは、複数のパレットセルを含み、前記複数のパレットセルは、前記多次元カラーバーコードの各辺に周期的かつ連続的に配置され、前記パレットセルは、参照カラーを提供し、前記参照カラーは、互いに異なるカラーであり、前記多次元カラーバーコードはさらに、前記多次元カラーバーコードの２つの辺上の交互白黒チックマークをさらに備え、前記チックマークは、前記複数のカラーパレットに沿って外側に配置され、
   前記方法は、
   前記多次元カラーバーコードの少なくとも１つのデータセルからカラーを抽出するステップと、
   前記カラーパレットにおける前記複数のパレットセルの所定の順序に基づいてカラーに対応するパレット値を決定するステップと、
   パレット値に対応する２進数を得るステップとを含み、
   前記２進数の各桁は、少なくとも３つの二次元バーコードのうちの１つの二次元バーコードにおける対応するデータセルについての値を表現し、
   前記方法は、
   前記少なくとも３つの二次元バーコードの各二次元バーコードに対応する出力データを取得するステップと、
   前記少なくとも３つの二次元バーコードの各二次元バーコードに対応する出力データを組み合わせるステップとをさらに含む、方法。
6. 二次元バーコードは、白黒バーコード、データマトリクス、ＱＲコードのうちの１つである、請求項５に記載の方法。