KR100385459B1

KR100385459B1 - 씨아이이표색계를 이용한 알.지.비 바코드의 디코딩 알고리즘

Info

Publication number: KR100385459B1
Application number: KR10-2000-0037462A
Authority: KR
Inventors: 천지득
Original assignee: 천지득
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2003-05-27
Also published as: KR20000058832A

Abstract

본 발명은 기존의 바코드가 가지고있는 표현의 한계성을 해소시키며, 한정된 제한적인 바코드의 심볼로지(Symbology)의 복잡성을 통합 심볼로지(Symbology)로 응용 가능토록 하며, 전자기계적으로 검출가능한 국제조명위원회 "씨아이이(CIE (Commission International Eclairage))표색계"를 기본으로 알.지.비(레드,그린,블루(R.G.B(Red,Green,Blue)) 데이타(Data)로 구성된 변수값을 대웅시켜 표현 방법의 한계성을 벗어날 수 있도록 다양한 배열구성이 가능한점을 응용하여 단순한 흑색, 백색의 이진수 논리로 표현되는 한계성을 탈피함으로 각 정보 산업 분야와 특수 분야에 응용할수 있는 코딩방법으로서 전자문서화 되어진 기존의 전자문서를 제2의 바코드로 문서화 할 수 있으며, 유통분야 및 각 산업분야에 사용되는 한정적인 바코드방식을 호환성 있도록 통합시킬 수 있는 기술적 방법이다.

Description

씨아이이표색계를 이용한 알.지.비 바코드의 디코딩 알고리즘{ Decoding Algorithm of R.G.B Barcode using CIE Color chart }

본 발명은 "씨아이이표색계를 이용한 알.지.비 바코드의 디코딩알고리즘" 으로서 현재 산업의 발달로 인하여 무한한 정보처리의 양과 방대해져 가는 정보처리 기술의 필요에 의하여 기존의 바코드가 개발되어 왔으며 즉, 전자언어로서의 역할을 하는 바코드 심볼로지(Symbology)는 필요에 의하여 다양하게 개발되어 왔으며 각 산업계의 유통정보 처리의 표준으로 지정되어 다양하게 사용되고 있는 실정이다.

그 예로서 응용분야를 볼때,

코드39(Code39)는 자동차, 국방, 의료, 항공화물, 공조, 제지, 알미늄 등의 분야에 사용되며, 유피씨/이에이엔(UPC/EAN)은 포스(POS)분야, 코드128(Code128)은 의류분야, 코다바(Codabar)는 혈액분야, 2어브5 코드(2 of 5 Code)는 항공티켓 분야등 코드93(Code93), 코드11(Code11)등과 같이 여러 표현방법 및 알고리즘의 특성을 개발하여 각산업계의 표준으로 지정하여 사용되고 있는것이 현실인 것이다.

이러한 여러 가지 심볼로지가 개발되는 이유는 한정된 이진수의 표현논리에 제한된 알고리즘의 구현방법의 한계성으로 인한 것이며, 상호 호환성을 지닐수 없다는 것이 현실인 것이다.

바코드(Barcode)의 정의로서는 단순한 흑과백색의 검은선과 스페이스 간격을 감지 토록하여 스케너(Scaner)의 발광부로 부터 반사된 광원을 수광부에서 아날로그 신호를 증폭신호 처리화 한후 디지탈 신호로 변환된 데이터를 각각 개발된 디코딩(Decoding) 알고리즘에 전송되어 산업계의 표준에 맞도록 디코딩 출력검출 한다는 기본 원리의 방법에 불과한 것이다.

이러한 간단한 이진수 변환 논리에서 방대한 각 산업별 정보의 양을 처리하기 위해서는 통일된 통합 바코드를 만들수 없는 불가피한 한정된 표현방법의 문제점이 있기에 바코드의 개발초기부터 현재까지 산술적 배열방법의 차이로 알고리즘을 해석해온 것이 사실이다.

본 발명은 기존의 바코드의 1차원적 표현방법은 유지토록하며 단지 태양계에 존재하는 광학적 광원을 응용하여 무한한 광원의 전자파장 값을 그 데이터(Data)의 기본값으로 산정토록하여 바코드에 적용시킴을 목적으로 한다.

그리하여 추후 전자기기의 개발로부터 얻을 수 있는 현실가능한 전자광학기기의 기술의 장비를 보완하여 시스템을 구성시킬 것이며 본 알고리즘의 응용값으로 무한히 방대해지는 바코드의 체계를 통합 시키고져 하며, 전자문서화된 기존 문서 또한 보관이 용이한 바코드화 시킬 수 있는 광학적인 표현방법의 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)의 알고리즘인 것이다.

도 1. 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K)칼라모드

도 2. 알.지.비(R.G.B)칼라모드

도 3. 광원의 전자파장 종류의 구분도

도 3-1. 프리즘에 의한 백색광원의 분해와 스팩트럼.

도 3-2. 가시광선의 파장과 색영역

도 4. 빛의 3원색도와 물감의 3원색도

도 5. 분광분석기의 광학계 및 전자계 계략도

도 6. 씨아이이(CIE)표색계의 엘스타에이스타비스타(L*a*b*)색계 좌표구성도

도 7. 물리적 측색방법의 알.지.비(R.G.B)측색 원리

도 8. 알.지.비(R.G.B) 칼라좌표계

도 8-1. 에취.에스.아이(H.S.I) 칼라솔리드 트라이앵글 구성도

도 8-2. 에취.에스.아이(H.S.I) 원형각 360°에 대한 입체도

도 8-3. 색상값의 원형 모형도

도 9. 각 파장별 분광 감응도 교정인자 비교표

도 9-1. 알.지.비(R.G.B) 광원의 색도 좌표값

도 10. 씨아이이(CIE)표색계를 이용한 알.지.비(R.G.B) 바코드씨스템(Barcode System) 사용 예시 사시도

도 11. 바코드 리더의 구조(Structur of Barcode reader)

도11-1. 디코더 과정(Decoding Processing)

도11-2. 알.지.비(R.G.B)바코드 판독기의 구성도

도 12. 씨아이이(CIE)표색계를 이용한 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)의 파장에 따른 알고리즘(Alogrithm) 대응변수 예시표

도 13. 코드39(Code 39) 심볼문자 적용패턴

도 14. 알.지.비(R.G.B) 포토다이오드 필터구조

도 15. 포토다이오드의 스케너의 광학계구조

도 16. 바코드(Barcode)의 일반적인 필드구조

도 17. 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)의 필드구조

도 18. 색체학 이론의 광파장과 색명의 관계

[도10]의 예시 사시도의 부호

1.알.지.비 바코드전용스켄 2.알.지.비 바코드 알고리즘 프로그램

3.분광측색 광학기기 4.알.지.비 전송코드 젝

본 발명의 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)의 알고리즘을 이해하기 위하여는 광학적 원리의 논리를 분석하여야 할 것이므로 우선, 빛이라함은 자연광 즉, 태양을 의미하고, 인공광 즉, 백열등, 형광등, 촛불, 성냥과 같은 일반적인 매체를 빛이라 정의하며 뉴턴(Newton)의 "광립자설"과 휴건스(Huygens)의 "빛의파동설", 아인슈타인(Einstein)의 광량자설 등이 과학적으로 증명 되었듯이 즉, 빛은 에너지를 가진 입자라는 과학적 근거하에 색을 구분할 수 있는 가시광선의 영역(도3),(도3-1),(도3-2)을 응용하여 각 알.지.비(R.G.B)의 반사파장 나노메타(nm)의 대응값을 분석하여 감지토록 한후 분광계를 이용하여 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K)모드(도1)로 인쇄되는 표색계열에서 알.지.비(R.G.B)모드(도2)의 값을 추출하는 것이다그러므로 알.지.비(R.G.B)모드(도2)의 광전자적 채널(Channel)의 방식에서는 8비트(Bit) 채널로서 전자기계적 표현으로 한 채널당 8비트(Bi)t의 색상을 즉 2의 8승의 256색을 사용 한다는 뜻이며, 따라서 알.지.비(R.G.B(Red,Green,Blue))의 각채널의 표현 가능한 범위는 R(Red)256 * G(Green)256 * B(Blue)256 = 16,777,216색상을 전자기계적으로 표현되는 것이 가능하다는 것은 광학이론의 기초인것이다 이것은 인간의 눈으로 구분할 수 있는 최대의 색상인 것이며 사실상 전자기계적 표현으로는 16비트(Bit) 채널(Channel)로서 2의16승인 65,536색상값을 알.지.비(R.G.B)모드에 대응 시키면 281,474,976,710색상 표현이 가능하다는 수치적 산술 논리가 계산될 수 있으나 기계적 표현 방법이 8비트(Bit) 채널(Channel) 이상의 표현이 필요치 않기에 굳이 16비트(Bit) 채널(Channel)을 사용할 필요는 없는 실정이다.그러나 앞으로 더욱 방대한 데이타(Data)의 요구가 있을 시에는 전자기계적 표현이 가능토록 16비트(Bit) 채널을 응용 할수도 있는 것이다.본 발명은 발광부를 통하여 반사광을 받아 들인 수광부의 통일성을 주기 위하여는 우선 색의 표준측정 기준을 정하여야 하며 국제조명위원회"CIE"의 표준광을 분광측정 기준광으로 정하였으며 그중 바코드(Barcode)를 측정할 표준광을 D65(색온도 6,504°K(캘빈))과 인쇄전용 색온도 D50(5,000°K(캘빈))을 측정기준 광원으로 정한다.-참고문헌-"김용훈[저자명], 혁신된 색채메카니즘[서명], 법문사[발행처], 1998.1.10[발행일] 41,66^∼83,93,97[페이지]"에서 서술 하였듯이,빛의 3원색 알.지.비(R.G.B)와 물감의 3원색 씨.엠.와이(C.M.Y)의(도4)는 상호 보색 및 여색관계로서 상관 관계를 이루고 있으며 분광측정계를 이용하여 씨아이이(CIE)기준 엘스타에이스타비스타(L*a*b*)표색계로 물체의 색광을 측정하였을 경우 (예시, 사과의 경우는 L*=43.31, a*=47.63, b*=14.12의 좌표값을 나타내며, 레몬의경우는 L*=75.34, a*=4.11, b*=68.54)라는 측색분광 분포의 값을 평균 좌표값으로 측색할 수 있다.현재의 광학기기 로서는 "분광측정, 측색기기"가 나날이 개발되고 있고 소형화를 이루는 현실이며, 휴대 및 정밀화되어 가고 있다.-참고문헌-"유성규,정기룡,전병혁,김창순[연구원], 칼라영상처리를위한 색측정 기술개발[서명], 한국 표준과학 연구원[발행처], 1997[발행일]"에서 기술하였듯분광측색 분석기기는(도5)에서 보는바와같이 Light source의 발광체(표준광원)를 받아 옵티컬 화이버(Optical fiber)의 수광부로 받아 들여진 광원을 스펙토그래프(Spectorgraph)에의해 분광 시킨후 이것을 1,024 채널 어레이 디토어(Channel Array Detor)로 디텍팅(Detecting)시킨다음 엠플리피어(Amplifier)로 증폭시킨다 증폭된 Data값은 12비트(Bit) 에이/디 컨버터(A/D Converter)로 디지타이징(Digitizing)된후 디엔에이(DMA)에 저장하여 컴퓨터(Computer)로 데이터(Data)를 전송 시킨다는 스펙트럼(Spectrum)측정 흐름도를 볼 수 있다-참고문헌-"박필제,백숙자[저자명], 칼라코디네이터를 위한 색채학 입문[서명],형설출판사[발행처], 1999.1.10 [발행일] 7~26[페이지]"에서 서술 하였듯이, 국제조명기구위원회 "씨아이이(CIE)"는 엘스타에이스타비스타(L*a*b*)표색계를 학계에서 가장 널리 사용되는 표준 색차용 표색의 기준으로 삼고 있으며 ,(도6)에서 볼수 있듯이 색차의 계산방법은 ,△E*ab=[ △(L*)²+ △(a*)²+ △(b*)²](△는 2색간의 차이를 나타냄)으로 계산되며, 국내에서는 KSA0067로 규정하고 있다.물리적 측정방법으로 인쇄된 바코드를 발광기를 통해 반사된 광원을 수광부에서 각 알.지.비(R.G.B)의 (x,y,z)값을 산출토록하여 필터의 총합 분광특성이 "씨아이이(CIE)표색계" 등색함수에 비례하는 값을 엘스타 에이스타 비스타(L*a*b*)로 산출토록한다(도7).씨아이이(CIE)표색계의 기준으로 다양하게 표현되는 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)를 고해상도의 스케너(Scaner)로 수광하여 분광 측색한 후 수광된 벡터(Vector)값을 이미지(Image)확대하면 인간의 눈으로 볼 수 없는 비일치로 인한 잔여색이 나타나게 될 수있다.이러한 현상은 배경색의 난반사로 인한 색의 왜곡 현상이 있을수 있으며 인쇄 바탕의 재질에 따라서 여러 가지 잡영이 발생할 가능성이 존재하는 것이다칼라벡터 이미지의 이러한 특징으로 인하여 기존의 이진영상이나 계조영상을 이진화하는 방법이 아닌 전처리 알고리즘이 필요한 것이다.즉, 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K)의 인쇄에 의한 측정 알.지.비(R.G.B)의 값으로 영상처리를 할 경우에는 인간의 눈으로는 밝기와 색동이 알.지.비(R.G.B)의값 모두에 관련되어 있기 때문에 알.지.비(R.G.B)값 각각을 인간의 눈의 감각과 같이 독립적으로 측정하여 처리가 매우 어려우므로 알.지.비(R.G.B)값으로 표현되는 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)를 입력받아 인간의 눈의 감각과 같은 에치.에스.아이(H.S.I(Heu,Satauration, Intensity))값을 좌표계로 변환 시킨후 주어진 이미지(Image)에서 색상을 측색하며, 주변 배경의 영역들과 명확한 구분을 할 수 있는 것이며 측색을 위해 별도의 알고리즘을 이용하여 각각의 알.지.비 바코드 바(R.G.B BacodeBar)의 색에서 이웃한 칼라바(Color Bar)와 상호분리 측색토록하여야 하며 "에치.에스.아이(H.S.I) 좌표계"를 이용하여 두 색상 간의 유사도를 측색하기 위해 색의 거리함수를 통해 단순한 수치적 비교가 아닌 보다 정확한 함수값을 구함으로서 "씨아이이(CIE)표색계"의 위치값에 대응토록 하는 광학적 측색 분석 이론 함수계산법을 사용한다.-참고문헌-"충남대학 대학원-송황동[저자명],칼라문서에서 문자영역 추출을위한 클러스터링에관한 연구[서명],충남대학 대학원 석사학위논문[발행처], 1996년 2월 [발행일]"에서 서술 하였듯이,따라서 "알.지.비(R.G.B)모델"(도8) 좌표계를 기준으로 "에치에스아이 칼라 솔리드(H.S.I Color Solid)"(도8-1)의 구조를 모델링 할 수 있으며 "에치에스아이 칼라(H.S.I Color)"의 특징은 색상과 채도의 컴포넌트가 사람이 인식하는 칼라인식 방법과 유사하게 연관되어 있기에 스케너의 수광부로 받아들인 알.지.비(R.G.B) 값을 에치.에스.아이(H.S.I)값으로 변환이 필요한 것이다.그 변환공식은I=⅓(R+G+B), S=1-[3÷(R+G+B)]min(R.G.B),H=Cos¹{((R-B)+(R-G))]÷[((R-G)+(R-B)(R-G))]}와 같은 식을 응용하여R.G.B값은 [0,1]의 범위를 가지며 I, S역시[0,1], H는 [0,2π]의 범위를 갖는다.-참고문헌-"충남대학 대학원-최적민[저자명],칼라좌표계 관계성을 이용한 오프라인 문자인식 전처리 연구및 시스템구현[서명], 충남대학 대학원 석사학위논문[발행처], 1995년10월 [발행일] 5~7[페이지] "에서 서술 하였듯이,Heu값은 0˚, R(Red)는 360˚, G(Green)는 120˚, B(Blue)는 240˚로 나타내어진다.(도8-1),(도8-2)에서 알수있듯이 색상(Hue)값이 가지는 색상은 채도(Saturation)값이 감소 할수록 백색(White)에 가깝게 되며, 명도(Intensity)값이 감소 할 수록 검정색(Black)값을 갖는다고 논하였고,예외적으로 Intensity값이 "0"인 경우에는 Hue값은 정의되지 않으며 또한 Hue의 경우 "B/I 가 G/I 보다 크면 H = 2π- H가 된다"라는 분석 결과를 나타내며, 따라서 H.S.I를 R.G.B로도 변환할 수 있는 것 이므로 도표(도8-2),(도8-3)에서 볼 수 있듯이 변환값은0˚< H ≤ 120˚일 때b=⅓(1-S), r=⅓{1+[S cos H ÷cos(60˚-H)]}, g=1-(r+b)이며120˚< H ≤ 240˚일 때H=H-120˚, r=⅓(1-S), g=⅓{1+[S cos H ÷cos(60˚-H)]}, b=1-(r+g)이며240˚< H ≤ 360˚일 때H=H-240˚, g=⅓(1-S), b=⅓{1+[S cos H ÷cos(60˚-H)]}, r=1-(g+b)이며(각, r.g.b는 [0,255]의 범위를 갖도록 R=3Ir, G=3Ig, B=3Ib를 계산할 수 있다)지금까지 적용 하여온 바코드는 흑색, 백색의 구분으로 빛의 반사율을 이진화하여 응용 하여온 것이 한계성이라 할 수 있으며 칼라 벡터의 분할로 칼라이미지(Color image) 분할(Segmentation)에서 바코드벡터(Barcode Vector)를 분리하여 기준화 되어진 영역값을 알고리즘의 데아타(Data)값에 계산 되도록 함이 현실 가능한 영역임을 광학분석 이론에서 익히 정립화 되어있는 분석이론인 것이다.물체와 배경을 구분하기 위해서는 지금 까지는 흑,백 이미지(image)에서 단순히 밝기 정보만을 이용하여 왔던것이고, 칼라이미지(Color image)의 비슷한 밝기의 물체들이 있을 경우 칼라이미지(Color image)를 영역화 하기가 용이하지 않았었기에, 따라서 인간은 밝기를 구별하는 능력과 색상을 구별하는 능력이 뛰어나므로 이와 같은 특성을 "칼라이미지분할(Color image Segmentation)"하여 그 정보를 데이타(Data)화 할 수 있는 것이다.즉, 분광측색기로 부터 380nm ～ 760nm영역의 가시광선 파장을 1,024 채널어레이 디텍터(Channel Array Detctor)에 의한 Data값은 (도9)에서 볼 수 있듯이 측색된 가시광선의 파장별 교정인자 값이 구하여 지는 결과 값을 볼 수 있는 것이다."씨아이이 표색계를 이용한 알.지.비 바코드의 디코딩 알고리즘"의 흐름도는 대표도 (도10)의 예시도와 (도11-1)에서 볼수 있듯이 체계화하여 응용 가능한 것이다.장비의 개발은 기존의 응용분야의 광학기기, Data알고리즘, 스케너, 프린트등은 분리 개발된 응용분야에서 사용되는 각 장비들을 체계화하여 통합 시킬 수 있는 것 이며 스케너의 특성은 "씨아이이(CIE)표색계"를 응용하기에 광학적부분에서 표준광을 지정토록하여 빛의 간섭을 피하기 위해 발광기의 발광을 표준광으로 발광 시키도록 하여야 한다.단, "씨아이이(CIE)표색계"의 영역을 "알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)"의 영역에 접근 시키기 위해서는 1,677만 칼라의 표현이 가능하나 영역의 구분이 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K)값에 대응되는 측색으로 오차률을 가질 수 있는 점을 감안한다면 그표현 범위를 알고리즘 자체에서 축소시킬 수 도 있는 것이다그 예로서 "한국표준색도표(FAPA'S KOREA STANDARD COLOR CHART)"-참고문헌-"김석제[저자명], 한국표준 색채도표집[서명] 한국미술진행협회출판부[발행처] 1991.2.20[발행일] 1～77[페이지]"에서와 같은 기준으로 영역을 측색 기준값으로 할 때는 한국표준색도표의 색구분에서 알수 있듯이 인쇄되는 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K)값을 기준으로 사용된 혼색비율이 혼색 백분율에 의해 산정되어 있기에 더욱 근접한 알고리즘을 구현 할 수 있는 것이다.한국표준색도표(FAPA'S KOREA STANDARD COLOR CHART)에서 지정되어 있는 백분율의 혼색 "씨.엠.와이.케이 도표(C.M.Y.K CHART)"의 구분으로도 표현 가능한 범위가 9,317칼라를 표현하고 있는 것으로도 현재 기존의 바코드 표현 변수값 보다 엄연한 변수표현 범위가 다를수 있음을 알수있는 것이다.기존의 바코드 리더(Barcode Reader) 구조(도11)에서 보는바와 같이 본 발명의 주요 부분인광주사부와 수광부의 역할이 다르다는 것이며 증폭 되어진 신호를 디지탈 신호화 하여 변환되어 질 경우 알고리즘이 "씨아이이(CIE) 표준광(D65, D50)"등의 국제표준 인쇄용 광원을 체택 함으로서 주변의 빛의 간섭을 피할 수 있게 한다는 기술적 방법인 것이다일반적인 "바코드 판독과정(Barcode Decoding Processing)"(도11-1)과 유사토록 호환 시키며 스케너의 스폿(Spot)에 의해 읽혀지는 흑색,백색의 반사값에 대한 에러(Error)의 문제점을 해소시키며 판독률(FRR(First Read Rate))에 대한 오독률(SER(Substitution Error Rate))의 발생비율 또한 현격히 해소 시킬수 있다는 장점을 지닐수 있다판독률은 처음 스케닝된 데이터 수를 총 스케닝 회수로 나눈 값이며, 오독률은 오류문자에서 판독 문자수를 나눈 값을 나타내는 것이다.판독률(FRR)과 오독률(SER)의 원인의 현재까지 여러 가지 이유가 있겠지만 그 대표적인 것이 프린팅(Printing), 광학노이즈(주변의빛,표면반사율의 간섭, 표면 손상),동작자의 에러(Error), 디코딩(Decoding) 알고리즘의 오차률, 등이며 현재의 기술로서는 완벽하게 보완되어 있지 않은 실정이다본 발명의 "씨아이이 표색계를 이용한 알.지.비바코드의 디코딩알고리즘"은 판독률(FRR)과 오독률(SER)을 줄일수 있는 알고리즘으로 개발되며 단순히 알.지.비 바코드를 측색 함으로서 측색한 데이타(Data)값으로 변환시켜 주기 때문에 "씨아이이(CIE)표색계"의 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K) 값으로 정하여진 인쇄 방법과 인쇄 표준화만 구분하여주면 스케너의 스폿(Spot)지정 방향으로 Data를 읽을 경우 상기와 같은 복잡한 오차률에 대한 문제점을 현격히 해소시킬 수 있는 것이다또한, 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)의 각각의 바(Bar)를 벡터의 경계값을 검출하여 분할하는 것이 중요한 문제이나 칼라 바 벡터(Color Bar Vector)경계를 검출하여 분할 영역화 하는 것은"단국대학 대학원-이희규[저자명],칼라 지도 영상에서 블록추출 알고리즘의 구현 [서명],단국대학 대학원 석사학위논문[발행처], 1997년 [발행일] 6～9[페이지]"에서 서술 하였듯이,칼라 바 벡터(Color Bar Vector)정보를( I = 0.3R + 0.59G +0.11B )식을 이용하여 명도상태로 바꾼후C1 = R - IC2 = B - IH = Tan^l(C1 ÷C2) (색상 = 0 ～ 360도 사이값)S =(C1²+ C2²) (채도 = 0 ～ 255)의 조건식을 응용하여▽²F = {[∂²F ÷∂x²] + [∂²F ÷∂y²]}식과같이2차 미분 형태로 정의되는 "라플라시안(Laplacian) 필터"를 이용하면"라플라시안(Laplacian)"값은,"F(x,y)가 상수 이거나 선형적으로 변할 때 "0" 이다"라는 경계검출 가능한 알고리즘을 데이타(Data) 알고리즘에 적용시켜 칼라 바 벡터(Color Bar Vector)경계를 검출하여 분할 영역화 하는 것은 그리 어려운 문제는 아닌 이론인 것이다."라플라시안(Laplacian)"경계 검출에서 색상의 분리라 함은 칼라 바 벡터(Color Bar Vector)에서 측색 부분에서 경계를 추출한 후 추출된 경계를 확정하여 클러스터링 과정시에 확정된 칼라벡터이미지(Color Vector image)를 입력 이미지 마스킹(image Masking)함으로서 불균일성을 제거시킬 수 있으며 정확하게 분리된 클러스터링 중심값에 주변 배경이 제거된 이미지(image)를 최소 함수거리를 갖도록 분배하여 정확하게 이진수 이미지(image)를 분리할 수 있는 것은 익히 칼라벡터 이미지 검출 이론에서 다루고 있는 것이 현실이다경계라 함은 상대적으로 서로 다른 그레이 레벨(level)을 갖는 두 영역이 접한 부분이며 정확하게 색상을 분리하기 위해서는 이러한 경계 부분에 존재하는 색의 불균일성을 제거 하거나 비슷한 색상으로 포함시키는 알고리즘을 의미하는 것이다상기에서 전술한 바와 같이 "씨아이이 표색계를 이용한 알,지.비 바코드의 알고리즘 디코딩"의 바코드 적응 방법은 매우 간단한 것이다.우리가 일반적으로 사용되고 있는 전자사전의 어휘,단어의 구성 으로서는 대략적으로,(컴퓨터, 정보통신 분야는 12만단어, 전기, 전자 분야는 4만단어,기계 분야는 6만단어, 토목,건축 분야는 4만단어,금속, 고분자 분야는 2만단어, 물리 분야는 5만단어,천문, 기상분야는 2만단어, 경제, 금융분야는 4만단어,무역, 비지니스 분야는 4만단어, 수학 분야는 3만단어,지명, 인명 분야는 10만단어, 의학 분야는 25만단어,약학 분야는 3만단어, 인터넷용어 분야는 5만단어,환경 분야는 3만단어, 군사, 방위 분야는 3만단어,항공, 우주 분야는 4만단어, 농업, 생물 분야는 4만단어,화학 분야는 7만단어, 원자력, 에너지 분야는 3만단어)등으로약 106만 단어와 어휘로 구성되어 있으며 표준화되어 있는 것이다알.지.비 벡터(R.G.B Vector)표현으로서는 1,677만 칼라벡터(Color Vector)를 이용할수 있다는 점에서 문장의 표현 영역으로서도 대략적 10분의1의 영역내에 한정될 수 있는 것으로 보아 각각의 어느 분야에서 이용이 가능한 알고리즘을 통합 구현할 수 있다는 것이다따라서 본 알.지.비 칼라 바코드 벡터(R.G.B Color Barcode Vector)값의 표현으로 각 국가별 단어 및 문장을 칼라벡터(Color Vector)값에 데이터(Data)화 하여 응용 연결시킬 수 있기에 단순한 유통정보의 바코드가 아닌 문장 문서화로서의 바코드를 구현시킬 수 있다는 무한한 영역의 표현을 이룰수 있다는 것이다본 발명의 의미는 무한한 정보문자의 영역을 최대한 짧은 데이타(Data)로 변환 처리코져 하는 목적이 있는바 현재의 바코드의 인쇄 기준으로볼 경우 각 심볼로지(Symbology)의 심볼(Symbol) 밀도를 고려하여 볼 때 고밀도라 함은 인치당 8문자이상 표현(0.23mm/unit이하)이며, 중밀도는 인치당 4 ～ 8문자 표현(0.5 ～ 0.23mm/unit)이며, 저밀도는 인치당 4문자이하 표현(0.5mm/unit이상)의 모듈 디멘젼을 갖는 것이 현재 사용되고 있는 모듈 디멘젼(Dimension)인 것이다따라서 본 발명의 알고리즘은 벡터(Vector)값은 "씨아이이(CIE)표색계"의 알.지.비(R.G.B)의 가시광선 반사광을 표준광파장 값에 대응토록 알고리즘 데이터(Data)에 각 단어 및 문장값을 갖도록 할 수 있으므로 (도12)의 예시와 같이 "굳모닝"("Good Morning")이라는 문장을 고밀도로 바코드화 한다하면 기존의 (도13) "코드39"("Code 39")의 심볼(Symbol) 문자패턴을 이용하여 표현 한다면,(G = 00011 0010, O = 10100 0001, O = 10100 0001, D = 00100 0010,Space = 01010 1000, M =11000 0001, O = 10100 0001, R = 10010 0001,N = 0010 0001, I = 01010 0010, N = 00100 0001, G = 00011 0010)이라는이진수 "엑스"디멘젼("X" Dimension)의 단위를 기준 단위 밀도로 할 경우 좌측 큐트죤(Quit Zone)영역에서 우측 큐트죤(Quiet Zone)영역내에 "시작문자"("Start Char") 12"엑스"디멘젼(12"X"Dimension)과 "끝문자"("Stop Char") 12"엑스"디멘젼(12"X"Dimension)을 기본 모듈로 할당해야 되며 따라서 넓은폭 비트(Bit)를 "1"로 좁은폭 비트(Bit)를 "0"으로 해독하기에 전체 "엑스"디멘젼("X"Demension) 합은,"문장" 144"엑스"디멘젼("X"Dimension)+ "시작문자"("Start Char") 12"엑스"디멘젼("X"Dimension)+ "끝문자"("Stop Char") 12"엑스"디멘젼("X"Dimension)= 168 "엑스"디멘젼("X"Dimension)을 필요로 하게 된다따라서 고밀도의 심볼로지(Symbology)의 심볼(Symbol)일경우라 하더라도0.23mm * 168 =38.64mm의 인쇄 영역을 필요로 하게 되며저밀도의 심볼로지(Symbology)의 심볼(Symbol)일경우는0.5mm * 168 = 84.00mm의 인쇄 디멘젼(Dimension)이 요구되는 것이다때문에 실제로 워드화되는 문자영역을 차지하는 단점이 있는 것이 현재의 바코드의 이진변환처리의 한계점인 반면에 본 발명의(도12)에서 볼수 있듯이 각 문장 영역의 값을 알고리즘 데이타(Data)에 대응시켜 적용하기 때문에 저밀도의 경우라도 "굳 모닝"("Good Morning")이라는 영어 문장을 "엑스"디멘젼("X"Demension)값에 적용할 경우( Good = L(n)*a(n)*b(n)* ,Space = L(n)*a(n)*b(n)* ,Morning = L(n)*a(n)*b(n)* )의 3"엑스"디멘젼("X"Dimension)으로 0.69mm 인쇄폭을 필요로하게 되며, 또한 문장 영역을 특정한 "씨아이이(CIE)표색계" 변수값으로 "굳 모닝"("Good Morning")을 "엘엔스타에이엔스타비엔스타"("L(n)*a(n)*b(n)*")의 데이타(Data) 적용할 시 에는 알.지,비 바코드(R.G.B Barcode)는 1"엑스"디멘젼("X"Demension)만 필요로 하므로 즉, 0.23mm ～ 0.5mm내의 바(Bar) "X"Dimension으로도 출력 표현이 가능토록 알고리즘을 구성할 수 있다는 장점이 있다.즉, "코드39"("Code 39")와 "씨아이이 표색계를 이용한 알.지.비 바코드의 디코딩 알고리즘"의 문장 표기 방법에서 디멘젼의 현격한 차이를 나타낼 수 있다는 것이다"굳 모닝"("Good Morning")이라는 문장에서 또한 "엑스"디멘젼("X"Dimension)의 모듈인쇄 길이가 840 : 69의 현격한 비율을 표현 방법의 차이를 볼수 있듯이,본 발명의 적용 분야는 각 빛의 파장영역을 구분하여 알고리즘에 데이타(Data)화 하는 방식에 따라 광범위하게 응용 가능하며 문서를 전자 문서화하는 즉, 컴퓨터의 디스켓에 저장하는 일반적 아이비엠 컴퓨터(IBM PC)등과 같은 호환성 있는 전자문서와 상호 혼환성을 지니도록하여 1차원적 문서의 바코드화를 이룰 수 있게 할수 있으며 획기적인 문서의 바코드화 알고리즘을 구현할 수 있는 장점이 있다또한 비밀을 보장하는 문서의 유출 관리 및 문서보관 전용 알고리즘을 구현시켜 정보통신 및 항공 , 군사 분야에 적용 가능할 수 있는 획기적 제3의 언어를 구현토록 할 수 있다기존의 문서 즉, 서류화 되어 있는 문서를 전산화, 자기장 디스켓에 저장하는 방식이 현재의 기술적 한계인 것이며 이 또한 보관 방법에 따라 자기장의 간섭 및 보관상의 문제로 데이타(Data)가 손상을 입거나 파손시에는 복구할 방법이 없는 것이 현재의 기술적 문제점인 것이다본 발명은 각 산업 및 정보분야에 이미 기록화 되어있는 즉, 전자문서화 되어 있는 문서나 데이타(Data)들을 바코드화 시킬수 있으며 데이타(Data) 보관방법에서도 기존의 문제점을 해소시킬 수 있는 획기적 방법이 될 수 있는 것이다.기존의 디코딩(Decoding)알고리즘의 예로서 심볼(Symbol)에 따라 다르기는 하지만 "2어브5코드"("2 of 5 Code")를 기준으로 비교한다면 디코딩 과정은 다음과 같이 이루어진다-자동 시스템(System)에 많이 사용되는 경우-Step 1. 전체 바(Bar)의 넓이를 측정Step 2. 측정 데이타(Data)를 이용하여 큰순서대로 결정Step 3. 측정된 값에서 가장큰 두 데이타(Data)를 "1"로하고 나머지를 "0"으로 정한다.Step 4. "1"과"0"으로된 이진수를 문자 단위로 조합하여 데이타(Data)로 구성한다-실시간 처리 데이타(Data)에 많이 사용되는 경우-Step 1. 전체 바(Bar)의 넓이를 측정Step 2. 이웃하는 바(Bar)의 넓이를 구하여 임계값을 구한다Step 3. 구하여진 임계값을 비교하여 바(Bar)가 크면"1" 작으면 "0"으로한다Step 4. 표시된 이진수를 문자단위로 조합하여 데이타(Data)로 구성한다본 발명의 시스템(System)에서의 디코딩 과정의 흐름은,Step 1. 주 컴퓨터의 (씨아이이(CIE)표색계의 입력된 데이터(Data)알고리즘의 아스키 코드(ASCII CODE))에서 바코드(Barcode)로 프린트할 데이터(Data)의 선정Step 2. 주 컴퓨터의 바코드(Barcode) 심볼에 맞도록 입력 데이터(Data)를 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K)값으로 변환 전송Step 3. 알.지.비(R.G.B)전용 바코드(Barcode) 프린터로 라벨을 바코드(Barcode) 인쇄Step 4. 라벨을 적용 상품에 부착Step 5. 스케너로 바코드(Barcode)를 읽어들인다Step 6. 발광기의 광신호(표준광)를 받아들인 수광부의 알,지.비 포토다이오드(R.G.B Photodiode)에서 광파장값 검출Step 7. 검출된 광파장값을 전송받아 시작여유공간(start margin), 끝 여유공간(stop margin), 시작문자(start character), 종료문자(stop character), 정보문자(data character), 정보검산문자(check character)를 확인Step 8. 광파장에 따라 씨아이이(CIE)표색계의 좌표값이 정해지고 그 좌표값이 정해짐에 따라 대응변수값이 설정Step 9. 측정값으로 임계치를 결정Step10. 임계치를 비교하여 오차율을 판단Step11. 구하여진 바코드의 데이타를 어드레싱(Addressing)하여 원하는 출력 데이타(Data)형태로 변환Step12. 이 데이타(Data)를 통신채널에 의해 전송출력한다기존의 방식과 다른 디코딩과정을 거치게되며 Step 6.의 알.지.비 포토다이오드(R.G.B Photodiode)의 필터는 (도14)의 각 알R(Red),지G(Green),비B(Blue)의 선택적 필터링 스켄되어 (도15)의 스켄과정으로 광신호파장을 종합하여 데이터(Data) 전송처리 된다(도18)에서 볼수 있듯이 색체학 이론에서는 색명을 명명하기 위하여 광파장 영역값을 인간의 눈으로 근접하게 구분 가능하도록 기호화 하였기 때문에 전자기기적 구분이 어려운 명확하지 않은 광범위한 영역을 분할영역화 하여 색명을 지정하고 있다-참고문헌-"한국과학기술처 유성규[저자명],칼라영상처리를위한 색측정기술개발[서명],한국과학기술처[발행처], 1993년 5월 [발행일] 18～22,28,29,51～55[페이지]"에서 서술 하였듯이,전자 광학적 표현으로는 (도9)에서와 같이 분광감응도의 교정인자값을 구분할수 있는 것이다. 분광감응도를 측정하기 위해서는Step 1. "1,024 채널 어레이 디텍터(Channel array detector)"로 발광체에서 발광 반사된 빛의 분광강도를 1,024개의 데이터(Data)로 측정한다Step 2. 측정된 1,024개 데이터(Data)는 각 채널(Channel)에 대한 데이터(Data)이므로 이것을 380nm ～ 780nm까지의 광파장에 대한 값으로 대응시켜준다Step 3. 각 파장에 대응된 측정값에 "어레이 디텍터(array detector)"의 분광강도 교정인자를 보정하여 준다Step 4. 최종 얻어진 값을 그래프화 한다Step 5. 색값 kX, kY, kZ와 색좌표 x,y를 구한다라는, 과정을 거치게 되며, 반사파장의 정확도를 구하기 위해 반사광파장을 색도좌표와 스펙트럼에 적용하기 위하여는 광파장의 교정이 필요한 것이다광파장의 교정은 광학계에서 응용되는 광파장 교정법을 적용시키면 가시광선의 광파장 값에 따른 (도9)과 같이 "각 파장별 분광감응도 교정인자"값을 구할 수 있는 것이다따라서 (도17)의 R.G.B 바코드의 배열은 기존 바코드방식에서와 같이 "시작여유공간"("Start Margin")과 "종료여유공간"("Stop Margin")내에 바코드의 시작을 알리는 "사작문자"("Start Character")와 끝을 알리는 "종료문자"("Stop Character")를 특정 칼라(Color)로 알고리즘에 적용시킨후 인쇄시 지정되어진 알고리즘 Data값을 (도9)에서와 같이 교정인자 값에 숫자나 문자 또는 문장화되어 있도록 지정된 Data 변수값으로 칼라(Color)알.지.비 바코드(R.G.B Barcode) 인쇄되어 있도록한다 간단히 (도9)에서 보는 바와 같이 교정인자 값을 기준으로 하여 전자분광측색 비율을 "씨아이이(CIE)표색계" 비율로 색 지정 되도록 하여 광파장 1나노메타(nm) 단위로 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)를 표현한다 하면 가시광의 광파장값 380nm ～ 780nm의 400가지의 칼라코드(Color code)값을 지정할 수 있으며, 본 "명세서"에서는 도식화 하여야 한다는 문제점으로 (도18)의 색명을 이용하여 표식화 하여 설명하자 한다면 (도17)의 S1은 Bar의 시작을 나타내며, S2는 바(Bar)의 끝을 알리는 색을 지정하며, 그예로 S1과 S2는 흑색(Black color)로 지정하며 (도18)의 C1은 색 기호로서 "bP"블러쉬 퍼플(bluish Purple)"청색기미의 자색"이라는 한정된 표기로서 광파장영역을 380nm ～ 430nm로 광범위하게 지정 사용 한다는 것이므로 본 설명의 표현상 문자표기화 하기 위하여 "C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15"로 기호화하여 구분 표현하면 다음과같은 문장을 (도17)의 표현 방식인 것이다만약 다음과 같은 영어문장을 알.지.비 바코드(R.G.B Barcode)화 할 경우는, "Four score and seven years ago our fathers brought forth on this continent a new nation"을 각 단어별로 데이타(Data) 값을 알고리즘에 대응시켰을 경우 알고리즘의 데이타(Data)가 다음과 같다는 가정하에"S1 - C1=Four - C2=score - C3=and - C4=seven - C5=years - C6=ago - C7=our - C8=fathers - C9=brought - C10=forth - C11=on - C12=this - C13=continent - C14=a - C15=new - C16=nation"이라는 알고리즘이 적용된다고 가정할 시에 (도17)의 알.지비 칼라(Color) 바코드의 배열은"Black-bP-pB-B-gB-BG-bG-G-yG-YG-gY-Y-yO-O-rO-R-Check color-Black"으로 나타난다 그러나 이러한 문장을 표현하기 위하여는 현재로서는 다층형 바코드인 "피디에프-417"("PDF-417")을 사용하여 표현하고 있으나 이 또한 많은양의 인쇄폭의 디멘젼(Dimension)이 요구되며 스켄 리더를 할 수 있는 것과 문서의 바코드화 된다는 의미로서 만족하는 실정에 불과하다상기와 같은 문장을 "알.지.비 칼라(Color) 바코드"로 표현 한다면 17"엑스"디멘젼("X"Dimension)이면 표현이 가능하며 고밀도 인쇄시에는 0.23mm * 17"엑스"디멘젼("X"Dimension) = 3.91mm의 폭으로 표현이 가능하게 되는 것이다여기서 칼라(Color)배열의 검색칼라(Check color)라함은 S1의 흑색(Black Color)와 S2의 흑색(Black Color)사이의 읽혀진 Data의 특성을 숫자나 문자화된 알고리즘 영역내에 저장된 데이타(Data)를 기록하여 인쇄값을 지정 인쇄토록하여 알고리즘의 디코딩(Decoding)시에 임계치산출값을 비교토록 하여 판독오류를 검출할 수 있도록 알고리즘을 구현 시키도록 한다.

전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 본 발명은 기존의 바코드가 가지고 있는 표현의 한계성을 해소 시키며, 한정적이며 제한적인 현재의 바코드의 심볼로지(Symbology)의 복잡성을 탈피하여 추후 사용되어질 모든 바코드를 통합 심볼로지(Symbology)로서 응용 가능토록 하였고, 전자 기계적으로 검출가능한 국제조명위원회 CIE(Commission International Eclairage)표색계를 기본으로 알.지.비(R.G.B) 데이타(Data)로 구성된 변수값에 대응시켜 적용 표현하기에 기존의 한계성을 벗어날 수 있도록 다양한 배열구성이 가능한 점을 응용하여 단순한 흑색, 백색의 이진수 논리로 표현되는 한계성을 탈피함으로 각 정보, 산업분야와 특수분야에 응용할수 있는 코딩 방법으로서 전자 문서화되어진 기존의 전자문서를 제2의 전자언어로서 바코드의 문서화 할 수 있으며, 유통분야 및 각 산업분야에 사용되는 한정적 바코드 방식을 호환성 있도록 통합시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 것이다.

따라서 본 발명의 응용분야는 무한할 것이며, 기존의 정보처리 방식에 지대한 효과를 이룰 것이다

Claims

주 컴퓨터가 바코드로 프린트할 데이터를 선정하는 단계와,

상기 주 컴퓨터의 바코드 심볼에 맞도록 입력 데이터를 씨.엠.와이.케이(C.M.Y.K)값으로 변환하여 전송하는 단계와,

알.지.비(R.G.B) 전용 바코드 프린터로 라벨을 바코드 인쇄하여 그 라벨을 적용 상품에 부착하는 단계와,

스케너로 바코드를 읽어들이는 단계와,

발광기의 광신호를 받아들인 수광부의 알.지.비 포토다이오드에서 광파장값을 검출하는 단계와,

검출된 광파장값을 전송받아 시작여유공간(start margin), 끝 여유공간(stop margin), 시작문자(start character), 종료문자(stop character), 정보문자(data character), 정보검산문자(check character)를 확인하는 단계와,

광파장에 따라 씨아이이(CIE)표색계의 좌표값이 정해지고 그 좌표값이 정해짐에 따라 대응변수값이 설정되는 단계와,

측정값으로 임계치를 결정하는 단계와,

임계치를 비교하여 오차율을 판단하고 구해진 바코드의 데이타를 어드레싱하여 원하는 출력 데이타 형태로 변환하는 단계와,

상기 데이타를 통신채널에 의해 전송출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨아이표색계를 이용한 알.지.비 바코드의 디코딩 알고리즘.
제 1 항에 있어서, 상기 시작여유공간(start margin), 끝 여유공간(stop margin), 시작문자(start character), 종료문자(stop character), 정보문자(data character), 정보검산문자(check character)를 확인하는 단계와 광파장에 따라 씨아이이(CIE)표색계의 좌표값이 정해지고 그 좌표값이 정해짐에 따라 대응변수값이 설정되는 단계 사이에는,

1,024 채널 어레이 디텍터(Channel array detector)가 발광체에서 발광 반사된 빛의 분광강도를 1,024개의 데이터로 측정하는 단계와,

상기 측정된 1,024개 데이터를 380nm ~ 780nm 까지의 광파장에 대한 값으로 대응시켜주는 단계와,

각 파장에 대응된 측정값에 어레이 디텍터의 분광강도 교정인자를 보정하여주는 단계와,

상기 보정된 최종 얻어진 값을 그래프화 하는 단계와,

색값 kX, kY, kZ와 색좌표 x,y를 구하는 단계가 부가됨을 특징으로 하는 씨아이표색계를 이용한 알.지.비 바코드의 디코딩 알고리즘.