JP6513646B2 - 光学式コードを用いたデータ送信 - Google Patents

Description

本開示は、光学式コードを用いたデータ送信に関する。

光学式コードは、データを送信するために使用されることが多い。例えば、光学式コードスキャナでは、バーコードやＱＲコード（登録商標）（Ｑｕｉｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｏｄｅ）へと符号化されたデータを読み取ることができる。しかし、光学式コードのうち、少なくとも幾つかのタイプのものは、読み取りに比較的長い時間を要する。一部の光学式コード技術では、相対させる必要のあるコードとリーダの位置および角度の範囲は、比較的狭いものとなる。時には、光学式コードリーダが、光学式コードを持つ物体に対し、まず焦点を合わせることも必要となる。

ＥＰ１７０５５９５Ａ２では、パスワード情報をパスワードモーションピクチャ信号として送信するシステムが説明されている。このパスワードモーションピクチャ信号は、パスワード情報に従って、所定のフレーム間隔で、あるフレームの同一色を変化させる。

データを光学的に送信するための更なる選択肢は、有益なものとなろう。これについては、特許請求の範囲が対象とする実施形態のうち、その少なくとも一部によって扱われる。

データは、視覚的に区別可能な特徴の組み合わせを用いて、光学式コードへと符号化することができる。場合によっては、データは２つ以上の特徴の比率を用いて表される。

欧州特許出願公開第１７０５５９５号明細書

方法の実施形態のうち、幾つかのものは、画像へと符号化するデータ値を受信するステップと、画像を生成するステップであって、画像が、複数の符号化領域を含み、符号化領域の各々が、データ値のそれぞれの表現を含み、データ値が、複数の符号化領域のいずれか１つに基づいて識別可能であり、符号化領域が、画像内に選択された密度で少なくとも２つ配置される、生成するステップとを含む。画像を生成するステップは、データ値に基づき、符号化画像のセットから符号化画像を選択するステップを含む。選択された符号化画像には、グリッド内に配置された複数の要素を含めることができ、要素は、同一の要素、または異なる要素である。複数の要素は、正方形、長方形、円形、十字形、三角形、楕円形、菱形、星形、およびトライグラムなど、着色された形象とすることができる。着色された形象は、赤、青、および緑のうちの少なくとも１色とすることができる。複数の要素は、グリッド内において繰り返しパターンで配置することができる。場合によっては、選択された画像が、データ値の表現内の第１の要素を含み、画像を生成するステップが更に、データ値に基づき、符号化画像のセットから追加画像を選択するステップであって、選択された追加画像がデータ値の表現内の第２の要素を含む、選択するステップと、選択された画像と選択された追加画像とを合成するステップとを含む。データ値の表現は、符号化領域のうちの１つにおける第１の要素と符号化領域のうちの１つにおける第２の要素との比率に基づくものとすることができる。比率は、第１の要素の数と第２の要素の数との比率とすることができる。比率はまた、第１の要素が占める表面積と第２の要素が占める表面積との比率とすることもできる。場合によっては、画像が、復号のための画像のシーケンス内の１つであり、画像のシーケンス内の各画像が、情報の一部を符号化する。画像のシーケンスは、電子ディスプレイ上に表示された時変シーケンスとすることができる。

方法の実施形態のうち、別のものは、画像センサを使用して、表面上に表示された像の少なくとも一部の画像を取得するステップであって、像が、複数の符号化領域を含み、領域の各々が、共通のデータ値のそれぞれの表現を含み、符号化領域が、像内に選択された密度で少なくとも２つ配置される、取得するステップと、領域のうちの少なくとも１つにおける第１および第２の要素を識別するステップと、識別された第１および第２の要素に基づき、共通のデータ値を決定するステップとを含む。場合によっては、共通のデータ値のそれぞれの表現の各々が、表現内の第１の要素と表現内の第２の要素との比率に基づくものであり、共通のデータ値を決定するステップが、比率を決定するステップと、比率について関連付けられた値を決定するステップとを含む。

システムの例示的実施形態には、画像センサと、画像センサに結合されたコンピュータベース制御ユニットであって、画像センサを使用して、表面上に表示された像の少なくとも一部の画像を取得し、像が、複数の符号化領域を含み、領域の各々が、共通のデータ値のそれぞれの表現を含み、符号化領域が、画像内に選択された密度で少なくとも２つ配置され、領域のうちの少なくとも１つにおける第１および第２の要素を識別し、識別された第１および第２の要素に基づき、共通のデータ値を決定するように構成された、制御ユニットとが含まれる。画像センサは、表面に合焦することなく画像を読み取るように構成することができる。

方法の実施形態のうち、別のものは、画像内の第１の色の量を識別するステップであって、画像が、ポータブル電子デバイスのディスプレイからキャプチャされたものである、識別するステップと、画像内の第２の色の量を識別するステップと、第１の色の量と第２の色の量との比率を決定するステップと、決定された比率に基づき、画像へと符号化された値を求めるステップとを含む。一部の実施形態において、第１の色および第２の色の量は、画像内のそれぞれの表面積である。

別の実施形態には、開示する方法の１つまたは複数を実行するように構成された、コンピュータベースデバイスが含まれる。

開示する方法の実施形態のうち、その少なくとも一部は、１つまたは複数の方法動作を実行するコンピュータまたはコンピュータベースデバイスを使用して実装することができ、このコンピュータまたはコンピュータベースデバイスは、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体から、方法動作を実行するための命令を読み込んだものである。コンピュータ可読記憶媒体には、例えば、１つまたは複数の光学式ディスク、揮発性メモリコンポーネント（ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭなど）、または不揮発性メモリコンポーネント（例えば、ハードドライブ、Ｆｌａｓｈ ＲＡＭまたはＲＯＭなど）を含めることができる。コンピュータ可読記憶媒体には、純粋な一時的信号は含まれない。本明細書に開示する方法は、人間の頭脳内だけで実行されるものではない。

本開示は、以下の各図を参照する。

光学式リーダの例示的実施形態を示すブロック図である。 光学式リーダで使用するシステムの例示的実施形態を示すブロック図である。 光学式コードを示す図である。 例示的画像を示す図である。 例示的画像を示す図である。 例示的画像を示す図である。 例示的画像を示す図である。 それぞれのパターンを有する例示的画像を示す図である。 例示的合成画像を示す図である。 光学式コードの一部分を示す図である。 光学式コードの一部分を示す図である。 要素がグリッド内に配置された例示的光学式コードを示す図である。 光学式コードを生成する方法の例示的実施形態を示す図である。 光学式コードを生成する別の方法の例示的実施形態を示す図である。 光学式コードを復号する方法の例示的実施形態を示す図である。 ポータブル電子デバイスの例示的実施形態を示す図である。 コンピュータの例示的実施形態を示すブロック図である。

図１は、光学式リーダ１１０の例示的実施形態を示すブロック図である。リーダ１１０には、リーダ制御ユニット１３０に結合された画像センサ１２０が含まれる。画像センサ１２０には、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）センサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ、または別種の光学式センサが含まれる。場合によっては、画像センサ１２０は、画像に焦点を合わせることが可能である。それ以外の場合、画像センサ１２０は、画像に焦点を合わせるための装備を持っていない。画像センサ１２０は、レンズを備えるか、もしくはレンズなしに機能することができる。リーダ制御ユニット１３０は、プロセッサを備えたコンピュータベースデバイスである。このプロセッサは、本出願で開示する方法動作のうちの１つまたは複数を実行するようにプログラムされる。このプロセッサは、自機のために対応する命令を記憶するメモリへと結合することができる。リーダ１１０は、画像１４０を記録する。画像１４０は、ポータブル電子デバイス（図示なし）のディスプレイ、または別の表面（例えば、紙）に表示される。

図２は、光学式リーダ２１０（図１のリーダ１１０など）で使用するシステム２００の例示的実施形態を示すブロック図である。システム２００の動作は、システム制御ユニット２０２によって制御される。この制御ユニット２０２は、プロセッサを備えたコンピュータベースデバイスである。このプロセッサは、本出願で開示する方法動作のうちの１つまたは複数を実行するようにプログラムされる。このプロセッサは、自機のために対応する命令を記憶するメモリへと結合することができる。

上述した通り、リーダ２１０は、ポータブル電子デバイス２２０のディスプレイから、または、紙など、非電子的な表面から、画像を読み取ることができる。ポータブル電子デバイス２２０は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、コンピュータ型腕時計（例えば、「スマートウォッチ」）、ポータブルコンピュータ、または別のデバイスなどの、画像を表示するためのディスプレイを備えたデバイスである。リーダ２１０によりポータブル電子デバイス２２０から読み取られた情報は、１つまたは複数の他コンポーネントに送信することができる。例えば、この情報は、アクセス制御システム２３０、エレベータ制御システム２４０、またはデータベース２５０へと送信することができる。リーダ２１０によって読み取られた情報はまた、この情報に基づく特定動作を実行可能な、他コンポーネントに送信することもできる。通例、リーダ２１０は、光学式コードを読み取ることによって取得した情報を処理するための、任意の知られているコンポーネントに対して、情報を送信するように構成することが可能である。システム２００のコンポーネントは、あらゆるタイプのネットワーク２６０に接続することができる。

実施形態によっては、ワイヤレス通信ネットワーク２７０により、システム２００がポータブル電子デバイス２２０に情報を送信することが可能となる。例えば、システム２２０は、光学式コード情報を、ポータブル電子デバイス２２０に送信することができる。システム２００は、光学式コード情報を送信するための命令を、コンピュータベースホストデバイス２８０から受信することができる。

本出願で説明される実施形態によって使用される光学式コードは、１次元または２次元の画像である。本出願で描かれる例示的光学式コードのうち、少なくとも幾つかは概して正方形であるが、他の光学式コードは、他の形状（例えば、長方形、円形、楕円形、三角形、または別の形状）を持つことができる。光学式コードに符号化される情報には、例えば、数、文字、文字と数の組み合わせ、またはその他あらゆるタイプの情報を含めることができる。

本出願で説明される光学式コードへと符号化された情報は、たとえコードの一部分が光学式リーダから見えなくとも、そのコードから抽出することができる。こうしたことは、符号化された情報が、そのコードの複数の領域において表されるために可能となる。具体的には、符号化された情報を表す特定の特徴が、コードの複数のエリアで繰り返される。（こうした特徴の例は、本出願の別項にて説明される。）

図３は、エリア３１０を持つ光学式コード３００を示す図である。（明瞭にするため、コード３００の特徴の細部は図３に示さない。）この例では、いわゆる符号化領域３１２が、符号化された情報を表すに十分な特徴を含んでいる。符号化領域３１４、３１６、３１８、および３２０もまた、それぞれが符号化された情報を表すに十分な特徴を含んでいる。この例から見て取れるように、符号化領域は、様々なサイズおよび位置を持つことができる。領域３１８、３２０のように、２つの符号化領域を部分的に重ねることもできる。領域３２２は、他の符号化領域を１つまたは複数含む符号化領域の例である。これらの領域３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２のいずれか１つに含まれる情報は、たとえ、その他のコードの部分が１箇所または複数箇所、光学式リーダから見えなくとも、光学式コード３００へと符号化された情報をリーダが復号するには十分なものである。コードの一部分が不可視となり得るのは、例えば以下の理由による。コードが部分的にある物体によって覆い隠される（例えば、コードを表示しているディスプレイの一部にユーザの指が重なっている）。光学式コードが光学式リーダの画像センサに近すぎるため、コードの一部がセンサの視野外となっている。画像センサが汚れているか損傷している。コードの表示されるディスプレイが汚れているか損傷している。これら以外の理由によることもあり得る。通例、コード内の符号化領域の数が多ければ多いほど、コードの読み取りに成功する可能性は高くなる。図３に示した符号化領域はいずれも円であるが、符号化領域は他の形状（例えば、長方形、円形、楕円形、三角形、または別の形状）を持つこともできる。図３に示した領域は各々が単一で隣接したエリアとなっているが、別の実施形態では、符号化領域は２つ以上の隣接しないエリアを含むことができる。これらの隣接しないエリアの各々は、それ自身で符号化された情報を表すに十分な特徴を含んでいても、いなくてもよい。しかし、それらを合わせると、十分な特徴が含まれる。

少なくとも一部の実施形態において、光学式コードが持つ符号化領域の数および配置は、光学式リーダの知られている、または期待される感知エリアに従って選択される。「感知エリア」という用語は、光学式リーダによってキャプチャされる光学式コードのエリアを指す。異なる実施形態では、感知エリアが様々な形状（例えば、長方形、円形、楕円形、三角形、または別の形状）を持つことができる。「最小感知エリア」とは、光学式リーダがキャプチャ可能であり、なおかつ符号化された情報を復号するのに十分な特徴を持つ、光学式コードの最小エリアのことである。換言すると、最小感知エリアは、光学式コードの符号化領域を含む必要がある。したがって、光学式コードの符号化領域は、光学式コードのどの部分が光学式リーダによって読み取られるかにかかわらず、その部分が少なくとも最小感知エリアに等しい大きさである限り、リーダが光学式コードの範囲内のいずれの位置からでも符号化された情報を復号できるように、配置することが可能である。当然ながら、多くの場合、光学式リーダは、コードの一部分を可能な限り大きくキャプチャしてよく、よって、実際の感知エリアは、最小感知エリアよりも大きなものとすることができる。感知エリア、または最小感知エリアには、単一で隣接したエリアを含めることもできるし、２つ以上の隣接しないエリアを含めることもできる。

光学式コードを生成する際、最小感知エリアでは所望の復号しやすさを考慮しない場合があることを想定することができる。例えば、最小感知エリアが、コードを復号するのに十分な情報を提供しはするものの、その復号速度が所望の速度より遅々としたものであったり、または復号にかかる計算コストが所望の計算コストを上回ったりすることがある。こうした理由から、最小感知エリアより幾分大きな感知エリアを使用することができる（例えば、１％、５％、１０％、１５％、２０％だけ、またはこれら以外の分量だけ大きなエリア）。より大きなこの感知エリアを使用することにより、コードの復号をより容易なものとすることができる。

光学式コードは、１つまたは複数の画像を使用して生成することができる。一部の実施形態において、光学式コードは、単一の画像に基づくものとなる。別の実施形態では、光学式コードは、２つ以上の画像の組み合わせに基づくものとなる。

図４Ａは、複数の形状４１２、４１４、４１６、４１８、４２０、４２２を含む、例示的画像４１０を示す図である。線画からはわからないが、これらの形状の各々は、無地の同一色に塗りつぶされている。図４Ｂは、画像４１０のものと類似した複数の形状を含む、別の例示的画像を示す図である。しかし、ここでは、その表面を無地とする代わりに、あるパターンで満たされている。図４Ｃは、画像４１０のものと類似した複数の形状を含む、別の例示的画像４５０を示す図である。しかし、ここでは、その表面に追加的な形象、即ち、小さな三角形および小さな円形が満たされている。別の実施形態では、画像にグラデーションを用いることもでき、これには、グラデーションにより形作られることで明確な境界を持たないように見える、というような形状も含まれる。

図４Ｂの長方形４３２は、画像４３０を読み取る光学式リーダにとっての、最小感知エリアを表すものである。この場合、長方形４３２の範囲内となる、画像４３０の一部分は、画像４３０が持つパターン形状と、背景４３６との両方によって満たされている。この形状および背景が存在することにより、画像へと符号化された特定のデータが示される。長方形４３４は、画像４３０の別の最小感知エリアを表す。この場合も、長方形４３４の範囲内となる、画像４３０の一部分は、パターン形状と背景４３６の両方によって満たされている。最小感知エリア４３２、４３４より大きい感知エリアであっても、同様に背景とパターン形状の両部分をカバーすることになる。図４Ｂの場合、背景４３６は、例えば、無地とすることも、別のパターンとすることもできる。

多くの実施形態において、画像の背景は、データを符号化するためには使用されないが、光学式リーダの画像センサ較正を手助けするために使用される。背景は、装飾としての役割を果たすこともできる。

図４Ｃでは、長方形４５２、４５４の各々が、画像４５０を読み取る光学式リーダにとっての、最小感知エリアを表している。この特定画像において、問題となる特徴は、所定のエリア内にある、小さな三角形の数と、小さな円形の数との比率である。エリア４５２、４５４の各々において、小さな円形と、小さな三角形との比率は１：１である。光学式リーダは、この比率を認識し、それを用いて画像４５０を識別することができる（即ち、少なくとも他の１つの画像と、画像４５０とを区別することができる）。最小感知エリア４５２、４５４より大きい感知エリアであっても、同様に、小さな円形と小さな三角形の比率が１：１となっている、画像４５０の一部分をカバーすることになる。この特徴は、画像４５０の全体にわたって、概ね一貫しているからである。

一部の実施形態において、光学式コードは、１つまたは複数の画像の組み合わせによって形成される。図５は、例示的画像５１０、５２０、５３０、５４０を示す図であり、これらの各画像が、形状のグループを含んでいる（画像５１０における形状５１２など）。画像５１０、５２０、５３０、５４０は、それらの形状が、異なるパターンで満たされているという点で互いに異なる。図６は、例示的画像６１０、６２０、６３０、６４０を示す図であり、これらの各画像が、それぞれのパターンで満たされている。図７は、光学式コードを作成するために、図５と図６から選択された画像を、どのようにして相互に合成することができるかを示す図である。例えば、画像７１０は画像５１０と６１０の合成であり、画像７２０は画像５４０と６２０の合成であり、画像７３０は画像５３０と６３０の合成であり、そして画像７４０は画像５３０と６４０の合成である。図７の画像の各々は、特定の値を表すために用いられてよい。例えば、画像７１０は「０」を示すことができ、画像７２０は「１」を、画像７３０は「３」を、画像７４０は「４」を示すことができる。図５と図６の画像に基づく更なる組み合わせを使用して、それぞれの値を割り当てることもできる。

一部の実施形態において、図５の画像は、図６のような、パターンを持つ背景の代わりに、無地の背景と合成することもできる。

別の実施形態では、光学式コードの要素は、スペースを持つグリッド内に配置される。グリッド内のスペースは、正方形とすることも、別の形状とすることもできる。これらのスペースは、その中身の周りに境界（例えば、黒線や別色の線）を設けることもできるし、または境界がなくても構わない。グリッドのスペース内に配置された各要素は、光学式リーダがこの要素を考えられる別の要素（実際にグリッド内に存在していてもいなくてもよい）から区別することを可能にする、可視的な特徴を持つ。考えられる特徴には、例えば、色、パターン、形象、グラデーション、文字、数、または他の特性を含めることができる。

図８Ａは、例示的光学式コード８１０の左上部分を示す図である。コード８１０は、要素８１２、８１４、８１６など、グリッド内に配置された要素を含んでいる。要素８１２、８１４、８１６は正方形であり、各々が異なるフィルパターンを持つ。グリッドの残りの正方形要素も、各々がこれらのフィルパターンのうちの１つを持っており、それにより、要素８１２、８１４、８１６は、光学式コード８１０上で連続的に繰り返される。使用される特定のパターン、コード８１０において見られる、これらのパターンを有する要素の相対比率、またはこの両方が、コード８１０に符号化された特定の情報を示している。

図８Ｂは、例示的光学式コード８２０の左上部分を示す図である。コード８２０もまた、要素８２２、８２４、８２６など、グリッド内に配置された要素を含んでいる。これらの要素は正方形であるが、様々な形象で満たされている。要素８２２は三角形を含み、要素８２４は円形を含み、要素８２６は星を含む。グリッドの残りの正方形要素も、各々がこれらの形象のうちの１つを含んでおり、それにより、要素８２２、８２４、８２６は、光学式コード８２０の表面上で連続的に繰り返される。使用される特定の形象、コード８２０において見られる、これらの形象を有する要素の相対比率、またはこの両方が、コード８２０に符号化された特定の情報を示している。

図９は、要素（色で塗りつぶされた正方形）がグリッド内に配置された例示的光学式コード９００を示す図である。グリッド内の要素はそれぞれ、赤、緑、または青の正方形である。（図９の線画では、図示されている通り、各色は異なるパターンによって表されている。）一実施形態では、その要素が約０．２−０．３ｃｍの正方形となるが、これ以外のサイズの要素を使用することもできる。図９の例では異なる３色の正方形を使用しているが、更なる実施形態では、任意の数の色（例えば、２色、４色、５色、６色、またはこれら以外の色数）、任意の数のフィルパターン、またはその両方を使用することができる。通例、使用する色またはパターンの数が減るということは、その色またはパターンが互いに一層違ったものとなり、よって光学式リーダがより区別しやすいものになり得る、ということを意味する。しかし、使用する色またはパターンの数を増やせば、光学式コードへと符号化することのできる情報量も増加する。

長方形９１０は、コード９００のある最小感知エリアを表す。この場合、長方形９１０は、おおよそ１要素×３要素のサイズを持つ。このエリアは、コード９００における赤、緑、および青の正方形の比率を決定するのに十分な大きさである。当然ながら、より大きな感知エリアを使用することもできる。例えば、３要素×３要素の感知エリアを使用することができる。実施形態によっては、比率は、正方形の数に基づいて、または正方形が占める表面積に基づいて求めることができる。

場合によっては、最小感知エリアのサイズが、少なくとも部分的に、利用可能な要素のタイプ数に関係している（例えば、この例では、正方形の色の種類数）。例えば、コード９００が、異なる５色または異なる１０色の正方形で構成される可能性があるとすれば、長方形９１０は、５色全てまたは１０色全ての比率を決定するには小さすぎるということになる。概して、最小感知エリアという概念は、本開示の技術を理解する際に有用なものとなり得るが、光学式リーダは、コードを復号するときに特定の光学式コードについての最小感知エリアを知る必要もなければ、使用する必要もない。特定の実施形態では、光学式リーダが、光学式コードの１つまたは複数の特徴を認識し、認識した特徴と、それらのサイズとに基づき、画像のサイズを決定するようにプログラムされる。必要があれば、リーダは次いで画像をスケーリングすることができる。画像のサイズに基づき、リーダは光学式コードについての最小感知エリアを決定することもできる。

コード９００は、色のセットの比率がコードへと符号化された値を決定する、というような実施形態と併せて使用することができる。以下の表１は、符号化方式の一例である。この表において、「Ｒ」は赤を、「Ｇ」は緑を、「Ｂ」は青を意味する。

表１の符号化方式をコード９００の例に当てはめると、コード９００は、１：１：１となるＲ：Ｇ：Ｂ比を含んでいることがわかる。したがって、コード９００は、０という値を符号化しているものと解釈される。

特定の実施形態では、グリッドのサイズ、グリッド要素に使用される色数、およびグリッド内の要素を配置する際に用いられるパターンなどの要因に応じて、光学式コードは、独立した正方形の要素ではなく、垂直または水平のカラーバーから構成されるように見える可能性もある。

図９の実施形態の更なる変化形態では、グリッドスペースが、着色された正方形の他にも、着色された形象によって占められる。例えば、長方形、円形、楕円形、三角形、十字形、菱形、トライグラム、またはこれら以外の形象を使用することができる。

図８Ａ、図８Ｂ、および図９の例は、要素（例えば、形象、フィルパターンを持つ正方形、色で塗りつぶされた正方形）が、グリッドと共に所与の順序で繰り返される、という実施形態を説明するものである。別の実施形態では、グリッド内の要素は、ある特定の順序で繰り返されない。例えば、これらの要素は、グリッド内でランダムに、または擬似ランダムに配置することができる。しかし、少なくとも幾つかの場合では、要素が所与の順序で繰り返されていると、画像の最小感知エリアをより小さいものとすることができる。こうすることにより、要素がその光学式コード全体にわたって、より均等に分布しているということを保証する助けとなり得るからである。

図８Ａ、図８Ｂ、および図９の例はまた、要素の所与のセットが、グリッド内で行または列に沿って繰り返される、という実施形態を説明するものでもある。例えば、図９は、グリッドの各行に沿って「赤の正方形、緑の正方形、青の正方形」と繰り返されるパターンを示している。別の実施形態では、要素の２つ以上のセットが、グリッド内で互いに直交するように繰り返される。一例では、着色された正方形のグリッドが、要素の第１のセット「赤の正方形、緑の正方形、青の正方形」と、要素の第２のセット「黒の円形、黄の星、緑のグラデーション正方形」とを含む。第１および第２のセットは、互いが直交するように配置された状態で、グリッド上に繰り返される。

図１０は、光学式コードを生成する方法１０００の例示的実施形態を示す図である。方法１０００は、コンピュータによって実行されるものであり、本明細書に論じる光学式コードの実施形態のいずれかを生成するために、広く使用できるものである。方法動作１０１０では、コンピュータが、光学式コードへと符号化するデータを受信する。このデータには、例えば、数、文字、言葉、またはこれら以外の情報が含まれる。方法動作１０２０では、コンピュータが、複数の符号化領域を有する画像を生成する。これらの領域の各々が、データについてのそれぞれの表現を含んでいる。換言すると、データは符号化領域の各々へと符号化され、それにより、上述した通り、データは領域のうちの任意の１つを使用して復号することができる。場合によっては、方法動作１０３０において、光学式コードはユーザへと送信される。次いで、ユーザは、そのコードをコードリーダに提示することができる。

図１１は、光学式コードを生成する別の方法１１００の例示的実施形態を示す図である。方法１０００と同様、方法１１００は、コンピュータによって実行されるものであり、本明細書に論じる光学式コードの実施形態のいずれかを生成するために使用できるものである。方法動作１１１０では、コンピュータが、光学式コードへと符号化するデータを受信する。このデータには、例えば、数、文字、言葉、またはこれら以外の情報が含まれる。

方法動作１１２０では、コンピュータが、符号化画像のセットから、ある画像を選択する。符号化画像とは、データを表すために使用可能な画像のことである。例えば、図９の画像、および図９の例に関連して説明されたその他の画像は、符号化画像のセットを形成することができ、そこから画像を選択することが可能である。図４Ａ−４Ｃの画像も、そのようなセットを形成することができる。場合によっては、選択された画像が、符号化されたデータを示す比率を表した、少なくとも２つの要素を含む。例えば、図４Ｃの光学式コード４５０は、小さな三角形と小さな円形を含んでいるが、これらは比率を表している。別の例としては、図９における、赤、緑、および青の正方形が、比率を表している。その他の場合では、特定要素（例えば、特定の色やパターンの要素）の存在が、符号化されたデータを示す。

一部の実施形態において、方法動作１１２０で選択された画像は、光学式コードを形成する。

一部の実施形態では、画像が選択された後、方法動作１１３０において、追加画像が符号化画像のセットから選択される。選択された画像は、方法動作１１４０において合成されて、光学式コードを形成する。図５および図６の画像は、２つの画像を選択可能な、画像のセットの例である。図７は、図５および図６の画像から作成された、合成画像の例である。

光学式コードが合成画像に基づいて生成されるか、それとも単一の画像に基づいて生成されるかは、特定の実施形態によって異なる。多くの場合、単一の画像と合成画像のどちらを使用しても、類似または同一の光学式コードを生成することができる。例えば、図９の画像は、各々が各自の色についての正方形のセットを含む、３つの画像を合成することによって、生成することができる。別の例としては、図７の画像は、使用時に２つの別個の画像から生成する必要がないように、それぞれを単一の画像として格納することもできる。

再び図１１を参照する。場合によっては、方法動作１１５０において、光学式コードはユーザへと送信される。次いで、ユーザは、そのコードをコードリーダに提示することができる。

図１２は、光学式コードを復号する方法１２００の例示的実施形態を示す図である。方法動作１２１０では、光学式リーダが、画像センサを使用して画像を取得する。通例、この画像は、ポータブル電子デバイスのディスプレイに表示される像の少なくとも一部分である。しかし、一部の実施形態では、この像が、紙、またはその他の非電子的な表面の上に存在する。像は、本明細書に開示する光学式コードのうち、いずれかの実施形態を含むものである。そのため、得られる画像には、少なくとも１つの符号化領域、可能であれば、複数の符号化領域が含まれる。所与の符号化領域は、複数の、隣接しない、より小さいエリアから成る可能性もある。一部の実施形態において、符号化領域の各々は、少なくとも第１および第２の要素を含み、これらの要素間の比率は、符号化された共通のデータ値を表す。その他の場合では、特定要素（例えば、特定の色やパターンの要素）の存在が、符号化されたデータを示す。

方法動作１２２０では、光学式リーダが、画像内の第１および第２の要素を識別する。この識別は、任意のコンピュータビジョンアルゴリズム、例えば、ＯｐｅｎＣＶなどのコンピュータビジョンライブラリ中のアルゴリズムを使用して行うことができる。

一部の実施形態において、リーダは、ことによるとコンピュータビジョンライブラリからの機能を用いて、画像内の各色の最大面積（複数可）を識別する。この技術は、例えば、図９の多色グリッドと併せて使用することができる。各色の面積が求められると、次いで、各色の面積の比率が求められる。この比率に基づき、符号化された値が求められる（例えば、参照テーブルを使用する）。このような実施形態（色を使用）のための擬似コードの一例を、以下に示す。
ａ＝ｆｉｎｄ＿ａｒｅａ（ｃｏｌｏｒ＝ｒｅｄ）
ｂ＝ｆｉｎｄ＿ａｒｅａ（ｃｏｌｏｒ＝ｇｒｅｅｎ）
ｃ＝ｆｉｎｄ＿ａｒｅａ（ｃｏｌｏｒ＝ｂｌｕｅ）
ｒ＝ｅｖａｌｕａｔｅ＿ｒａｔｉｏ（ａ，ｂ，ｃ）
ｅｎｃｏｄｅｄ＿ｖａｌｕｅ＝ｄｅｃｏｄｅ（ｒ）

このような実施形態（形象を使用）のための擬似コードの別の例を、以下に示す。
Ｎｕｍ＿ｓｈａｐｅ＿１＝ｃｏｕｎｔ（ｆｉｎｄｓｈａｐｅ（ｃｒｏｓｓ））
Ｎｕｍ＿ｓｈａｐｅ＿２＝ｃｏｕｎｔ（ｆｉｎｄｓｈａｐｅ（ｓｑｕａｒｅ））
ｒ＝ｅｖａｌｕａｔｅ＿ｒａｔｉｏ（Ｎｕｍ＿ｓｈａｐｅ＿１，Ｎｕｍ＿ｓｈａｐｅ＿２）
ｅｎｃｏｄｅｄ＿ｖａｌｕｅ＝ｄｅｃｏｄｅ（ｒ）

別の実施形態では、リーダが、光学式コード内の特定のパターンまたは形象を識別する。コード内にどのパターンまたは形象が存在するかに基づき、リーダは符号化された値を決定する。このような実施形態（パターンを使用）のための擬似コードの一例を、以下に示す。
ａ＝ｆｉｎｄ＿ｐａｔｔｅｒｎ（ｄｏｔｓ）
ｂ＝ｆｉｎｄ＿ｐａｔｔｅｒｎ（ｌｉｎｅｓ）
ｃ＝ｆｉｎｄ＿ｐａｔｔｅｒｎ（ｃｒｏｓｓｈａｔｃｈ）
ｅｎｃｏｄｅｄ＿ｖａｌｕｅ＝ｄｅｃｏｄｅ（ｉｓｔｒｕｅ（ａ），ｉｓｔｒｕｅ（ｂ），ｉｓｔｒｕｅ（ｃ））

画像要素間の比率を使用する実施形態では、方法動作１２３０において、画像の第１の要素と第２の要素の比率が求められる。この比率は、（１）第１および第２の要素のそれぞれの数、（２）画像内でこれらの要素が占めるそれぞれの表面積のサイズ、または（１）と（２）の混合に基づいたものとすることができる。比率を使用しない実施形態では、この方法動作は省略される。

方法動作１２４０では、光学式リーダが、求められた比率または求められた要素に基づき、符号化されたデータ値を決定する。この決定は、例えば、どのデータ値がどの比率またはどの要素ペアに対応するかを示す、データ構造を使用して行うことができる。その例が、上記の表１である。一部の実施形態において、求められたデータ値は、別のコンポーネント、またはアクセス制御システムなどのシステムに受け渡される。

方法１２００の方法動作は、光学式リーダによって実行されるものとして説明したが、これらの方法動作のうち、少なくとも幾つかは、コンピュータベース制御ユニットが代わりに実行可能である。

図１３は、ディスプレイ１３１０を備えたポータブル電子デバイス１３００の例示的実施形態を示す図である。この実施形態において、光学式コード１３２０は、フレーム１３３０によって囲まれたディスプレイ１３１０上に表示されている。フレーム１３３０は、コード１３２０の境界を見えやすくし、それにより、光学式リーダが、コード１３２０の外側のオブジェクトを、コードの一部として解釈する可能性が低くなる。図１３において、フレーム１３３０は太い黒線であるが、多くの実施形態では、フレーム１３３０に他の形状および色を持たせることができる。

特定の実施形態では、光学式リーダが、連続した複数の光学式コードを読み取る。リーダは、例えば、スマートフォンや他のデバイスが持つディスプレイ上、または紙などの非電子的な表面にある、これらのコードを視認することができる。コードは、モーションピクチャやスライドショーのような形式で、次々に表示される。これらのコードは、リーダが認識する機会を複数回得られるように、ループで表示することもできる。複数のコードを使用することで、光学式リーダがデバイスから読み取る情報量を増加させることが可能となる。一部の実施形態において、光学式コードのうちの１つは、パリティ情報として機能する（例えば、パリティビットとして、またはパリティ画像として）。更なる実施形態では、コードのうちの１つが、一連のコードの始まりを示すものとなる。

場合によっては、ポータブル電子デバイスが光学式コードのシーケンスを表示する際、各コード間に「ニュートラル」なフレームを表示することによって、個々のコードの可読性を向上させることができる。このニュートラルフレームは、光学式コード間の変わり目を示すために主に機能する画像である。例えば、ニュートラルフレームは、黒、灰、白、またはこれら以外の色などの無地フレームとすることができる。加えて、これらのコードは、光学式リーダのフレームレートよりも高速で表示することもできる。例えば、光学式リーダのおおよそ倍のフレームレートでコードを表示することが可能である（例えば、リーダのフレームレートが約３０ｆｐｓのところ、画像が約６０ｆｐｓで表示されるなど）。これにより、電子デバイスのディスプレイと光学式リーダの画像センサとが同期していない場合に起きる問題を回避することができる。

ポータブル電子デバイスは、様々なソフトウェアプログラムを使用して、光学式コードを表示することができる。そのようなソフトウェアプログラムの例としては、ウェブブラウザ、メディアビューア（例えば、グラフィック用、フィルム用、またはその両者に向けたもの）、専用アプリケーション、またはこれら以外のプログラムが挙げられる。

開示する実施形態のうち、その少なくとも一部において、光学式コードの特徴は、肉眼でも見分けられる十分な大きさを持つ。

開示する実施形態のいずれにおいても、フィルパターンには、数、文字、またはその他の記号を含めることができる。別の実施形態では、光学式コードを形成する画像には、その画像の少なくとも一部を横切って延びる、１本または複数本のバー（直線のバー、波状のバー、グラデーションを持つバー）が含まれる。

図１４は、本明細書に開示した技術の１つまたは複数と併せて使用可能な、コンピュータ１４００（例えば、システム制御ユニットの一部、光学式リーダの一部、データベースの一部、ポータブル電子デバイスの一部）の例示的実施形態を示すブロック図である。コンピュータ１４００は、１つまたは複数のプロセッサ１４１０を含む。プロセッサ１４１０はメモリ１４２０に結合され、メモリ１４２０は、ソフトウェア命令１４３０を記憶する、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体を含む。プロセッサ１４１０によって実行されると、ソフトウェア命令１４３０は、プロセッサ１４１０に、本明細書に開示した方法動作の１つまたは複数を実行させる。コンピュータ１４００の別の実施形態には、１つまたは複数の追加コンポーネントを含めることができる。コンピュータ１４００は、入出力コンポーネント（図示なし）を通じて、１つまたは複数の他のコンピュータまたは電子デバイスに接続することができる。少なくとも一部の実施形態において、コンピュータ１４００は、ネットワーク１４４０を通じて、他のコンピュータまたは電子デバイスに接続することができる。特定の実施形態では、コンピュータ１４００が１つまたは複数の他のコンピュータ（ローカル、リモート、またはその両方に位置するもの）と共に稼働する。よって、開示した方法の１つまたは複数が、分散型のコンピューティングシステムを使用することによって実行可能である。

全体として、開示した実施形態は、たとえ光学式コードの一部が読み取り不可、または利用不可であったとしても、光学式リーダがその光学式コードから情報を読み取ることを可能にするものである。したがって、光学式リーダの堅牢性が向上する。

開示した実施形態のうち、少なくとも一部は、他の光学式コード（例えば、ＱＲコード）よりも迅速な読み取りが可能な光学式コードを実現するものである。

開示した光学式コードはいずれも、その一部が光学式リーダから見えなくとも、読み取ることができる。

全体として、開示した実施形態は、光学式リーダに対して移動している光学式コードの読み取りを可能にするものであり、これにより、コード読み取りプロセスがより堅牢なものとなる。例えば、リーダに近づいている、またはリーダから遠ざかっているコードを読み取ることができる。別の例としては、リーダに対して回転しているコードや、リーダに対してある角度で固定されているコードを読み取ることができる。これらの態様により、ユーザが光学式コードを読み取り中に固定しない状況（例えば、年齢やハンディキャップのために、ユーザが物理的にそうしたことができない場合）での可読性を向上させることができる。

別の実施形態では、光学式コードが表示されている表面に合焦するための画像センサを必要としない。よって、画像センサは、焦点調節を実行できなくともよい。焦点調節を実行可能な場合も、センサは依然、焦点調節が行われる前に、適切にコードを読み取ることができよう。これにより、とりわけコードが表示される表面が読み取り中に動く場合に、コードのより迅速な読み取りが可能となる。

開示した実施形態は、光学式コードのあらゆる適用に、広く使用することができる。適用形態の一例が、アクセス制御である。ゲストはホストから光学式コードを受信することができ、この光学式コードは、ホストの要求により送信されている。場合によっては、この要求に対して料金が請求される。ゲストのスマートフォンは、ことによるとワイヤレスネットワークを介して、光学式コードを受信することができる。光学式コードには、単一の画像、または複数の画像の時変シーケンス（例えば、フィルム）を含めることができる。ゲストがホストの建物のセキュリティゲートに近づいたとき、そのゲストは、スマートフォンを使用して光学式コードを表示し、そのスマートフォンを光学式リーダに提示する。リーダは電話からコードを読み取って、それをアクセス制御システムへと送信する。コードを確認した後、アクセス制御システムは、ゲストに建物への入場を許可する。

本明細書では、特定のデータが表または別のデータ構造に格納されるものとして説明したが、そのようなデータは、通常、適切なタイプのデータ構造のいずれにも格納することができ、データを格納する構造は、アルゴリズムを使用することによって生成され得る。

本明細書に開示した様々な方法の実施形態の一部は、一定数の方法動作を含むものとして説明したが、所与の方法の別の実施形態には、本明細書に明示的に開示したものより多数の、または少数の方法動作が含まれ得る。更なる実施形態では、方法動作が本明細書に開示したものとは異なる順序で実行される。場合によっては、２つ以上の方法動作を、１つの方法動作になるように組み合わせることもできる。場合によっては、１つの方法動作を、２つ以上の方法動作になるように分割することもできる。

本明細書における「ユーザ」とは、一個人、個人の集まり、機械、または動物のことであり得る。

別段の断りがない限り、項目のリストのうちの「少なくとも１つ」を指す表現は、単一の要素も含めた、それらの項目のあらゆる組み合わせのことを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」という表現は、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ａおよびｂ」、「ａおよびｃ」、「ｂおよびｃ」、そして「ａ、ｂ、およびｃ」をカバーすることが意図されている。別の例として、「ａ、ｂ、およびｃのうちの少なくとも１つ」という表現は、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ａおよびｂ」、「ａおよびｃ」、「ｂおよびｃ」、そして「ａ、ｂ、およびｃ」をカバーすることが意図されている。

開示した技術の原理が例示され、説明されたことにより、開示した実施形態は、そのような原理から逸脱することなく、その配置および細部において修正可能であることが、当業者には明らかであろう。開示した技術の原理を適用可能な、考えられる多数の実施形態に鑑み、例示した実施形態はその技術の例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものとして捉えるべきではない、ということを理解されたい。むしろ、本発明の範囲は、続く特許請求の範囲、およびその均等物によって定義される。したがって、本発明者は、自身の発明は全て、これらの特許請求の範囲内で実現するものと主張する。

Claims (16)

1. 光学式コードを用いたデータ送信における使用のための方法であって、
   画像（１４０）へと符号化するためのデータ値を受信するステップと、
   複数の符号化領域（３１２）を含む画像（１４０）を生成するステップであって、符号化領域（３１２）の各々が、データ値のそれぞれの表現を含み、データ値が、複数の符号化領域（３１２）のいずれか１つに基づいて識別可能であり、符号化領域（３１２）が、画像（１４０）内に少なくとも２つのうち選択された密度で配置され、データ値の表現が、符号化領域の１つにおける第１の要素と符号化領域のその１つにおける第２の要素との比率に基づく、生成するステップと
   を含む、方法。
2. 画像（１４０）を生成するステップが、データ値に基づき、符号化画像のセットから符号化画像を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 選択された符号化画像が、グリッド内に配置された複数の前記要素を含み、要素が、同一の要素、または異なる要素である、請求項２に記載の方法。
4. 複数の要素が、着色された形象を含む、請求項３に記載の方法。
5. 着色された形象が、正方形、長方形、円形、十字形、三角形、楕円形、菱形、星形、およびトライグラムのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
6. 着色された形象が、赤、青、および緑のうちの少なくとも１つである、請求項４に記載の方法。
7. 複数の要素が、グリッド内において繰り返しパターンで配置される、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 選択された符号化画像が、データ値の表現内に第１の要素を含み、画像を生成するステップが更に、
   データ値に基づき、符号化画像のセットから追加画像を選択するステップであって、選択された追加画像が、データ値の表現内に第２の要素を含む、選択するステップと、
   選択された画像と選択された追加画像とを合成するステップと
   を含む、請求項２から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 比率が、第１の要素の数と第２の要素の数との比率である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 比率が、第１の要素が占める表面積と第２の要素が占める表面積との比率である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
11. 画像が、復号のための画像のシーケンス内の１つであり、画像のシーケンス内の各画像が、情報の一部を符号化する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 画像のシーケンスが、電子ディスプレイ（１３１０）上に表示された時変シーケンスである、請求項１１に記載の方法。
13. データ送信における使用のための方法であって、
    表面上に表示された像の少なくとも一部の画像を取得する際に画像センサ（１２０）を使用するステップであって、像が、複数の符号化領域（３１２）を含み、領域（３１２）の各々が、データ値のそれぞれの表現を含み、データ値が、領域の各々で共通であり、符号化領域（３１２）が、像内に少なくとも２つのうち選択された密度で配置される、使用するステップと、
    領域（３１２）のうちの少なくとも１つにおける第１および第２の要素を識別するステップと、
    識別された第１および第２の要素に基づき、共通のデータ値を決定するステップであって、共通のデータ値のそれぞれの表現の各々が、表現内の第１の要素と表現内の第２の要素との間の比率に基づき、共通のデータ値を決定するステップが、比率を決定するステップと、比率について関連付けられた値を決定するステップとを含む、決定するステップと
    を含む、方法。
14. 光学式コードの捕捉のためのシステムであって、
    画像センサ（１２０）と、
    画像センサ（１２０）に結合されたコンピュータベース制御ユニット（１３０）であって、
    画像センサ（１２０）を使用して、表面（１３１０）上に表示された像の少なくとも一部の画像を取得し、像が、複数の符号化領域（３１２）を含み、領域（３１２）の各々が、共通のデータ値のそれぞれの表現を含み、符号化領域（３１２）が、画像内に少なくとも２つのうち選択された密度で配置され、
    領域（３１２）のうちの少なくとも１つにおける第１および第２の要素を識別し、
    識別された第１および第２の要素に基づき、共通のデータ値を決定し、共通のデータ値のそれぞれの表現の各々が、表現内の第１の要素と表現内の第２の要素との間の比率に基づき、共通のデータ値を決定することが、比率を決定することと、比率について関連付けられた値を決定することとを含む、
    ように構成された、制御ユニット（１３０）と
    を含む、システム（１１０）。
15. 画像センサ（１２０）が、表面（１３１０）に合焦することなく画像を読み取るように構成されたものである、請求項１４に記載のシステム（１１０）。
16. コンピュータ（１４００）によって実行されたときに、コンピュータ（１４００）に方法を実行させる命令（１４３０）を自身に符号化しているコンピュータ可読記憶媒体（１４２０）であって、方法が、
    画像（１４０）へと符号化するためのデータ値を受信するステップと、
    複数の符号化領域（３１２）を含む画像（１４０）を生成するステップであって、符号化領域（３１２）の各々が、データ値のそれぞれの表現を含み、データ値が、複数の符号化領域（３１２）のいずれか１つに基づいて識別可能であり、符号化領域（３１２）が、画像（１４０）内に少なくとも２つのうち選択された密度で配置され、データ値の表現が、符号化領域の１つにおける第１の要素と符号化領域のその１つにおける第２の要素との比率に基づく、生成するステップと
    を含む、コンピュータ可読記憶媒体（１４２０）。

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