WO2006117869A1 - ドットパターンを用いた情報入出力方法 - Google Patents

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WO2006117869A1
WO2006117869A1 PCT/JP2005/008210 JP2005008210W WO2006117869A1 WO 2006117869 A1 WO2006117869 A1 WO 2006117869A1 JP 2005008210 W JP2005008210 W JP 2005008210W WO 2006117869 A1 WO2006117869 A1 WO 2006117869A1
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dots
virtual
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PCT/JP2005/008210
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Kenji Yoshida
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Kenji Yoshida
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    • G06K2019/06234—Aspects not covered by other subgroups miniature-code

Definitions

  • the present invention relates to an information input / output method using a dot pattern for inputting / outputting various information and programs by optically reading dot pattern information formed on a printed material or the like.
  • an information output method for reading a barcode printed on a printed matter or the like and outputting information such as sound has been proposed.
  • a method has been proposed in which information coincident with key information given to a brute force storage means is stored, and a key force read by a bar code reader is also retrieved to output information or the like.
  • a dot pattern in which fine dots are arranged according to a predetermined rule is generated, and the dot pattern printed on printed matter is captured as image data by a camera and digitalized.
  • a technique for outputting audio information has also been proposed.
  • a dot pattern is captured as image data by a camera, and the image data is digitized into 256 gray levels of achromatic color. Sharpen the edges.
  • 256-level data is converted into white or black. This binary conversion causes dot printing errors due to printing misalignment, blurring, and pixel misalignment when printing dots on paper.
  • printers were checked for errors by parity check.
  • error checks are based on data clusters obtained from multiple dots that are not obtained by the dot-by-dot printer check. There was a problem in that it was impossible to determine which dot caused the printer's error by checking the error, and to have a wide imaging range of the camera.
  • the imaged dot pattern is distorted due to lens distortion and oblique imaging, expansion and contraction of the paper surface, media surface curvature, and distortion during printing, and advanced technical skills are required to correct this. Then there was a problem.
  • the present invention has been devised in order to solve the problem.
  • the purpose of the present invention is to assign different information and functions to each dot of the dot pattern displayed on the printed matter, etc., so that a large amount of data can be defined in the dot pattern, and information from that dot pattern
  • a square or rectangular area on a medium surface of a printed matter or the like is used as a block, and vertical and horizontal straight lines constituting the frame of the block are used as reference grid lines.
  • Virtual reference lattice points are provided at predetermined intervals on the reference lattice line, reference lattice point dots are arranged on the virtual reference lattice points, and the virtual reference lattice points are connected to each other and a straight line parallel to the reference lattice line is latticed.
  • a dot pattern in which one or a plurality of information dots each having a distance and a direction based on the virtual grid point is arranged, and the dot pattern is generated as an image. This is an information input / output method using a dot pattern that is read as information by an optical reading means, digitizes the dot pattern, and reads and outputs information corresponding to the digitized information from the storage means.
  • the virtual reference grid points for each predetermined direction may be different from each other in the vertical direction and the horizontal direction.
  • Claim 2 of the present invention assumes an oblique grid line connecting virtual reference grid points in an oblique direction in the block, and an intersection of the diagonal grid lines is also a virtual grid point (second virtual point). 2.
  • Claim 3 of the present invention uses the dot pattern according to claim 1 or 2, wherein the dot pattern gives meaning to information depending on whether or not a dot is arranged based on the virtual lattice point. Information input / output method.
  • the outer frame of the mask separating the areas on the printing surface can be expressed by intentionally generating and arranging the areas where no dots are arranged. It is also possible to recognize as uniform background information by arranging dots on all virtual grid points in a predetermined area.
  • the first algorithm that defines information based on whether or not there is a dot on a virtual grid point can be mixed with the second algorithm that uses information dots at a position deviated from the virtual grid point. , More amount of information can be ensured.
  • Claim 4 of the present invention is characterized in that key dots defining the orientation of the block are arranged at positions shifted from at least one virtual reference grid point on a reference grid line constituting the block.
  • the direction of the block can be defined.
  • this key dot it is possible to detect the tilt in a predetermined direction with respect to the reading axis of the optical reading means, so that the read dot pattern image can be corrected or given a different meaning depending on the tilt angle. Can do.
  • Claim 5 of the present invention is that the information dot at a predetermined position in the block is a key dot, and the rectangular area to which the key dot belongs is rotated 90 degrees around the block center.
  • the information dots placed in each rectangular area in the 4. The information input / output method using a dot pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein information is defined by a direction or a distance excluding a direction necessary for defining a target.
  • the key dots may be arranged as a vector only in the virtual grid point force in the vertical and horizontal directions, and information may be defined in an oblique direction in another rectangular area at a position rotated every 90 degrees.
  • the key dot has a predetermined vector length, and other rectangular areas at positions rotated every 90 degrees define information with vectors of different lengths.
  • the other information dots in the block may of course define information in any of the vertical and horizontal directions.
  • Claim 6 of the present invention arbitrarily limits the distance and direction of the virtual grid point force for each information dot depending on the position of the information dot in the block! 6.
  • information can be defined by arbitrarily limiting the distance and direction of the virtual lattice point force.
  • how information is defined by information dots can be changed, for example, for each industry that uses the dot pattern (for each manufacturing industry, each service industry, or each company that uses this dot pattern).
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a dot pattern of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing an example of information dots of a dot pattern.
  • FIG. 3 (a), (b), and (c) are explanatory views showing an arrangement state of key dots and information dots.
  • FIG.4 An example of information dot and bit display of data defined there.
  • FIG.5 An example of information dot and bit display of data defined in it.
  • FIG. 6 This is a diagram showing a block configuration example.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of checking information dot errors by assigning “0” and “1” to the lower bits.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the true value K, the security table scale, and the information dot I in order to explain the security of information dots.
  • FIG. 9 Shows dummy dots and empty dots
  • (a) —1 is an illustration of dummy dots
  • (a) —2 is an illustration of empty dots
  • (b) and (c) are examples of printed matter
  • (D) —1 is an example of a dot pattern arrangement that restricts the boundary between two masks with empty dots
  • (d) —2 is an arrangement of a dot pattern that restricts the boundary between the mask and the background with empty dots It is explanatory drawing which shows an example.
  • FIG. 10 (a) is an explanatory diagram showing the order of inputting information dots, and (b) is an explanatory diagram showing a method of reading a dot pattern and calculating X and Y coordinate values.
  • FIG. 11 is a diagram showing an arrangement relationship between a reference grid line and a reference grid point dot constituting an outer frame of a block.
  • FIG. 12 Diagram showing the arrangement relationship of grid lines, diagonal grid lines, virtual grid points, and information dots
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a search method for information dots 3 based on virtual lattice points.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between the block orientation and key dots.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the dot pattern of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged view showing an example of the dot pattern information dot and the bit display of the data defined in the dot pattern
  • FIGS. b) and (c) are explanatory diagrams showing the arrangement state of key dots and information dots.
  • the information input / output method using the dot pattern according to the present invention includes recognition of the dot pattern 1 and means for outputting information and a program from the dot pattern 1.
  • the dot pattern 1 is captured as image data by the camera, and first, the reference grid point dot 4 is extracted, determined to be the position of the virtual reference grid point 6, and these virtual reference grid points 6 are extracted.
  • the straight line connecting is defined as the reference grid line 7.
  • a dot is arranged at the position of the virtual reference grid point 6 where the reference grid point dot 4 should originally be.
  • dots around the virtual reference grid point 6 are extracted.
  • This is key dot 2 (the corners of the four corners of the block).
  • vertical and horizontal grid lines 8a and 8b connecting the virtual reference grid points 6 are set, and an intersection of the grid lines 8a and 8b is set as a virtual grid point 11 (first virtual grid point).
  • the dots around the virtual grid point 11 are searched, and the information dot 3 defined by the distance from the virtual grid point and the direction is extracted.
  • an oblique grid line 8c that connects the virtual reference grid points 6 in an oblique direction is assumed, and an intersection of the diagonal grid lines 8c is also set as a virtual grid point 12 (second virtual grid point). Then, the dots around the virtual grid point 12 are also searched, and the information dot 3 defined by the distance and direction from the virtual grid point 12 is extracted.
  • the direction of the block is determined by the direction of the key dot 2 from the virtual reference grid point 6 or the virtual grid point 11. For example, if the key dot 2 is shifted from the virtual grid point in the + y direction, the information dot 3 in the block can be recognized with the vertical direction as the normal position.
  • the direction in which the block is rotated 90 degrees clockwise around the block center is defined as the normal position. Then, information dot 3 in the block may be recognized.
  • the central processing unit (CPU) of the optical reading unit analyzes the dot of the frame buffer and determines each information dot 3
  • the numerical value defined for each information dot 3 is decoded according to the distance and direction from the virtual grid points 11 and 12. These numerical values are collated with the information stored in the optical reading means or the memory of the personal computer as xy coordinates or codes, and read by voice, image, video, character, program, etc. corresponding to the xy coordinates or codes. And output from the display means, audio / image output means, etc.
  • the dot pattern 1 of the present invention is generated by fine dots, that is, key dots 2, information dots 3, and reference grid dot dots 4, in order to recognize information such as speech by a dot code generation algorithm. Arrange according to the rules.
  • a rectangular area of a square or a rectangle on the surface of a medium such as a printed material is referred to as a block 1.
  • the vertical and horizontal straight lines constituting the frame of the block 1 are set as reference grid lines 7 (lines shown by bold lines in FIG. 1), and virtual reference grid points are set at predetermined intervals on the reference grid lines 7. 6 is provided, and the reference grid point dot 4 is arranged on the virtual reference grid point 6.
  • a straight line connecting the virtual reference grid points 6 and parallel to the reference grid line 7 is set as grid lines 8a and 8b, and an intersection of the grid line lines 8a and 8b is set as a virtual grid point 11 (first Virtual lattice points).
  • an oblique grid line 8c that connects the virtual reference grid points 6 in an oblique direction is set, and an intersection of the diagonal grid lines 8c is also set as a virtual grid point 12 (second virtual grid point).
  • One or a plurality of information dots 3 having a distance and a direction with reference to the grid points set in this way are arranged to generate a dot pattern.
  • the image data obtained by capturing the dot pattern 1 with the camera corrects the distortion caused by the camera, so a lens with a high distortion rate is attached. It can be accurately recognized when capturing image data of dot pattern 1 with a popular camera. Also, even if the camera is tilted with respect to the surface of dot pattern 1, the dot pattern 1 can be accurately recognized.
  • the key dot 2 is a dot arranged by a distance and a direction with reference to one virtual lattice point 11 at a substantially central position of the virtual lattice points arranged in a rectangular shape.
  • This key dot 2 is a representative point of dot pattern 1 for one block representing a group of information dots.
  • the dot pattern 1 is arranged at a position shifted 0.2 mm upward from the virtual lattice point at the center of the block. Therefore, when information dot 3 is defined by the ⁇ and ⁇ coordinate values from the virtual grid point, the position at a distance of 0.2 mm below key dot 2 is the virtual grid point (coordinate point).
  • this numerical value (0.2 mm) is not limited to this, and can be changed according to the size of the dot pattern 1 block.
  • the information dot 3 is a dot for recognizing various information.
  • this information dot 3 is arranged around the key dot 2 as a representative point, and the center surrounded by four virtual grid points 11 (first virtual grid points) is the virtual grid.
  • Point 12 (second virtual grid point) is placed at the end point represented by a vector with this point as the start point.
  • this information dot 3 is surrounded by virtual grid points 11 and 12, and as shown in FIG. 2, a dot whose virtual point force is also 0.2 mm away has a direction and length expressed by a vector. Therefore, it is rotated 45 degrees clockwise and arranged in 8 directions to represent 3 bits.
  • the power of expressing 3 bits by arranging in 8 directions is not limited to this. It is also possible to express 4 bits by arranging in 16 directions, and various changes can be made. Of course.
  • the dot diameter of key dot 2, information dot 3 or reference grid point dot 4 is about 0.1 mm in consideration of appearance, printing accuracy with respect to paper quality, camera resolution, and optimal digital color. Degree is desirable.
  • the interval between the reference grid point dots 4 is preferably about 1 mm vertically and horizontally.
  • the displacement of key dot 2 is preferably around 20% of the grid spacing.
  • the distance between the information dot 3 and the virtual lattice points 11 and 12 is preferably about 15 to 30% of the distance between the adjacent virtual lattice points 11 and 12. This is because if the distance between the information dot 3 and the virtual grid points 11 and 12 is longer than this distance, the dots are visually recognized as a large lump and become unsightly as the dot pattern 1 immediately. Conversely, if the distance between the information dot 3 and the virtual grid points 11 and 12 is closer than this distance, the information dot having the vector direction around any one of the adjacent virtual grid points 11 and 12 will be used. This is because it becomes difficult to determine whether it is 3.
  • FIG. 3 shows the reading order of information dots 3 in the block, and the numbers in the figure indicate the arrangement of information dots 3 arranged for the virtual grid points 11 and 12, respectively. It means an area.
  • the center of the block is (1) (meaning the number "1" circled in the figure, the same shall apply hereinafter), and from there the clock Around (1) to (25) are arranged.
  • Fig. 3 (b) shows the information arranged at the intersection of grid lines in the vertical and horizontal directions after the information dots (1) in the rectangular area at the upper left of the block are arranged in the vertical direction until (4). Dots (5) to (7) are arranged.
  • Fig. 3 (c) shows information dots (1) in the upper left rectangular area of the block, arranged in order from the vertical direction to (16), and then arranged at the intersections of the vertical and horizontal grid lines ( 17) to (25) are arranged.
  • FIG. 4 is an example of information dot 3 and the bit display of the data defined therein, and shows another form.
  • the information dot 3 is long from the virtual grid points 11 and 12 surrounded by the reference grid point dot 4.
  • the information dot 3 surrounded by the four virtual lattice points 11 and 12 is preferably 1 dot in consideration of appearance. However, if you want to ignore the appearance and increase the amount of information, you can allocate 1 bit for each vector and express information dot 3 with multiple dots, so you can have a lot of information. For example, the vector of concentric eight directions, an information dot 3 can express information of 2 8, and 16 pieces of information dots of one block 2 128.
  • Figure 5 shows an example of information dot 3 and the bit display of the data defined there.
  • (A) is 2 dots,
  • (b) is 4 dots and
  • (c) to (e) Indicates 5 dots and (f) indicates 7 dots.
  • Fig. 6 shows a variation of the dot pattern, (a) is one in which eight information dots 3 are arranged in the block, (b) is one in which three information dots 3 are arranged, (c) Shows 18 information dots 3 arranged, (d) shows 41 information dots 3 arranged.
  • the dot pattern 1 shown in Figs. 1 and 3 described above shows an example in which 25 information dots 3 are arranged in one block.
  • the information dots 3 are not limited to being arranged 25 per block, and can be variously changed.
  • eight information dots 3 are arranged in one block (Fig. 6 (a)), and 13 information dots 3 are arranged in one block according to the amount of information required or the resolution of the camera ( Fig. 6 (b)), 18 information dots 3 arranged in one block (Fig. 6 (c)), or 41 information dots 3 arranged in one block (Fig. 6 (d)) .
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for checking information dot errors by assigning “0” and “1” to the lower bits.
  • one information dot 3 is arranged evenly, and the error of this information dot 3 is checked by alternately assigning "0" and "1" to the lower bits for use in error checking. It is also possible.
  • this error check method information dots are generated alternately in the up / down, left / right, and 45 ° tilt directions, eliminating the regularity of the dot pattern.
  • the information dot 3 in which “0” and “1” are alternately assigned to the lower bits is always positioned in the up / down, left / right, or 45 ° tilt direction with the virtual grid points 11 and 12 as the center.
  • this information dot 3 is located in a direction other than up / down, left / right, or 45 ° Is determined not to be displayed. In this way, it is possible to reliably check an error in which the information dot 3 is input while being shifted in the rotation direction around the virtual lattice points 11 and 12.
  • FIG. 8 shows information dots I to I in parallel to explain information dot security.
  • a plurality of information dots 3 are arranged in one row with key dot 2 as a representative point, and one row of parentheses is arranged in a plurality of rows.
  • the information dots 3 can be arranged so that the regularity of the dot pattern 1 of each block is lost by arranging the difference between two adjacent rows of data as information dot 3 data.
  • the dot pattern 1 printed on the medium surface cannot be read visually, so that security can be improved. Further, when the dot pattern 1 is printed on the medium surface, the information dots 3 are randomly arranged, the pattern disappears, and the dot pattern can be made inconspicuous.
  • FIG. 9 shows dummy dots
  • (a) is an explanatory diagram of dummy dots
  • (b) is an example of printed matter
  • (c) is an area in the printed matter
  • (d) is a mask with dummy dots.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of dot patterns that regulate the boundary of the pattern.
  • a dot is placed at the center position (second virtual grid point) of four virtual grid points 11 (first virtual grid point), and this dot is set as dummy dot 5 with no information ( Figure 9 (a)).
  • This dummy dot 5 can be used for numerical data, or the boundary between areas where X and Y coordinate values are defined, and numerical data or areas where X and Y coordinate values are not defined.
  • Fig. 9 (b) For example, as shown in Fig. 9 (b), three types of symbols such as bear, hippo and sun are printed on the printed matter, and the areas corresponding to these three symbols are shown in Fig. 9 (c). , Mask 1, mask 2 , Arrange like mask 3. As shown in Fig. 9 (d), dummy dot 5 is placed at the boundary between mask 1 and mask 2.
  • dummy dot 5 When dummy dot 5 is used as a boundary, a minimum number of dots may be used as a dummy dot in order to indicate a boundary where it is not necessary to set all the corresponding blocks to dummy dot 5.
  • dummy dots can be arranged in an area other than the mask, and the area can be provided if information is defined.
  • the dot pattern 1 is captured as image data by the camera, the X and Y coordinate values at the position of the key dot 2 that is the representative point of information are calculated, and then the orientation of the dot pattern 1 obtained from the key dot 2 And X, Y coordinate value increments at adjacent representative points and the distance from the imaging center to the key dot 2 where the X, Y coordinate values were calculated, the coordinate values are complemented to obtain the X, Y coordinates at the imaging center. Calculate the Y coordinate value.
  • the block of dot pattern 1 is captured as image data by the camera
  • the image of the camera is captured in the area where the same data is defined in each block or the area where the X and Y coordinate values are defined.
  • start reading from information dot 3 around the center read information dot 3 sequentially, read information dot 3 corresponding to one block, read dot pattern 1 in the area where the camera's imaging central force is also minimal, Calculate the data at the imaging center position.
  • FIG. 10B is an explanatory diagram showing a method for reading a dot pattern and calculating X and Y coordinate values.
  • the obtained X and Y coordinate values are the X and Y coordinate values of the block having the imaging center of the camera. If the X and Y coordinate values are set to +1 in the X direction (right direction) and the Y direction (up direction) for each block, it is necessary to correct the information dots in which other block forces are also input.
  • Equation 1 Even if the digit is increased by the calculation in [], the previous bit sequence is not affected.
  • the information dot I minus the error check bit is ⁇ .
  • ⁇ coordinate ⁇ ⁇ - ⁇ ⁇ [K +1]
  • ⁇ coordinate ⁇ K ⁇ [K ⁇ K +1]
  • ⁇ coordinate ⁇ K ⁇ [K ⁇ K +1]
  • ⁇ coordinate ⁇ ⁇ [ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ K + 1J-1
  • ⁇ coordinate ⁇ ⁇ [ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ K + 1J-1
  • ⁇ coordinate ⁇ ⁇ [ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ K + 1J-1
  • ⁇ coordinate ⁇ ⁇ [ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ + 1J-1
  • the dot pattern 1 is captured as image data by the camera, if an error occurs for information dot 3, the closest information dot 3 corresponding to information dot 3 is read and the error is corrected. Read dot pattern 1 in the area with the least force Can be taken.
  • a tablet, a digitizer, and an input interface using XY coordinates can be realized.
  • a tablet or digitizer places a transparent sheet with dot pattern 1 printed on the object, captures it with a camera, and inputs the XY coordinate value of dot pattern 1.
  • an image pickup device such as a CCD or CMOS of an optical image pickup means (for example, a pen-type reading device) picks up the reflected light of the light irradiated onto the medium surface
  • the image pickup data (image data) is stored in the frame of the memory. Expanded on the buffer.
  • the search for the image data developed on the frame buffer is started by a search program read from the central processing unit (CPU) memory of the optical imaging means.
  • CPU central processing unit
  • reference grid point dots 4 in the vertical and horizontal directions are connected by a straight line (grid lines 8a and 8b), and the intersection is set as virtual grid point 11 (first virtual grid point).
  • the diagonal virtual reference grid points 6 are connected to form a diagonal grid line 8c, and the intersection of these diagonal grid lines 8c is further set as a virtual grid point 12 (second virtual grid point).
  • the key dot 2 is arranged as a vector only in the vertical and horizontal directions from the virtual reference grid point 6, and in the other rectangular area rotated by 90 degrees in the diagonal direction. If you define the information in,.
  • the key dot 2 sets the length of the vector as a predetermined length, and defines information with vectors of different lengths in other rectangular regions at positions rotated every 90 degrees.
  • the information may be defined by the misalignment of the other information dots 3 in the vertical and horizontal directions! /.
  • this camera By printing the dot pattern 1 of the present invention as described above on a printed matter such as a picture book or text, this camera captures it as image data, searches the position of each information dot from this image data, The code and XY coordinates are decoded from the position information, and the audio, still image, video, text, program, etc. corresponding to the code and XY coordinates are stored in a personal computer, information output device, PDA (Personal Data Assistant) or mobile phone. Such as liquid crystal display devices such as speakers, audio and image output terminals.
  • the distance and direction from the virtual lattice points 11 and 12 are arbitrarily limited for each information dot 3, and the information is It may be defined.
  • the distance from the virtual grid points 11 and 12 depends on the type of industry that uses the dot pattern (every manufacturing industry, every service industry, or every company that uses this dot pattern). It is good also as the specification which changed direction.
  • the dot pattern of the present invention can be distinguished and used for each limited application. Therefore, it is possible to secure security such as information leakage between companies and between companies and code system leakage.
  • the information defined in a limited manner can be read so that it can be read only by the optical reading means corresponding thereto.
  • the present invention is not limited to the embodiment of the invention described above, and a large amount of data is defined by a dot pattern by adding different functions to the dots 2, 3, and 4 of the dot pattern 1.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the gist of the present invention is not limited to the above-described form, as long as it recognizes the directionality and quickly converts the information into a predetermined information or program to enable various uses.
  • various changes can be made without departing from the scope.
  • a dot (information dot 3 or key dot 2) arranged based on the intersection (virtual grid point 11) of grid lines 8a and 8b in the vertical and horizontal directions is on the grid lines 8a and 8b from the virtual grid point 11. It is good to shift to Similarly, the dots arranged on the intersections on the diagonal grid lines 8c may be arranged on the diagonal grid lines 8c.
  • the dot pattern is first recognized by the camera with the reference grid point dot extracted to extract the key dot, and the directionality is recognized with the key dot.
  • the direction can be used as a parameter.
  • extracting information dots arranged around the key dots information and programs can be output quickly.
  • the reference grid point dots are arranged in the dot pattern, when the camera captures the image data of the dot pattern, the camera lens distortion, imaging from an oblique direction, expansion / contraction of the paper surface, medium Distortion can be corrected in the dot pattern captured by surface curvature and distortion during printing.

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Description

明 細 書
ドットパターンを用いた情報入出力方法
技術分野
[0001] 本発明は、印刷物等に形成したドットパターン情報を光学的に読み取ることにより、 様々な情報やプログラムを入出力させるドットパターンを用いた情報入出力方法に関 するものである。
背景技術
[0002] 従来より、印刷物等に印刷されたバーコードを読み取り、音声等の情報を出力さ せる情報出力方法が提案されている。たとえば、あら力じめ記憶手段に与えられたキ 一情報に一致する情報を記憶させておき、バーコードリーダで読み込まれたキー力も 検索して情報等を出力する方法が提案されている。 また、多くの情報やプログラム を出力できるように、微細なドットを所定の法則で並べたドットパターンを生成し、印刷 物等に印刷したドットパターンをカメラにより画像データとして取り込み、デジタルィ匕し て音声情報を出力させる技術も提案されている。
[0003] しかし、上記従来のバーコードにより音声等を出力させる方法は、印刷物等に印刷 されたバーコードが目障りであるという問題を有していた。また、バーコードが大きぐ 紙面の一部を占有するため、このようにバーコードが大きいと、一部分の文章やセン テンスまたは、写真、絵、グラフィックの画像の中に登場する意味を有するキャラクタ 一や対象物毎に分り易く数多くのバーコードを割り当てることはレイアウト上不可能で あると 、う問題を有して ヽた。
[0004] ドットパターンをカメラにより画像データとして取り込み、その画像データを無彩色の 256階調にデジタルィ匕し、ドットを認識しやすくするために、階調の変化を微分し、ド ットのエッジをシャープにする。次に 256階調のデータを白か黒にニ値ィ匕する。この ニ値ィ匕することで、ドットを紙面に印刷するときに、印刷のズレやにじみ、画素化した 際のズレが原因してドットの印刷工ラーが生じる。従来はこのような印刷工ラーをパリ ティチェックによりエラーチェックしていた。しかし、これらのエラーチェックには、ドット 毎の印刷工ラーチェックではなぐ複数のドットから得られるデータの固まりに対して エラーチェックをし、どのドットに印刷工ラーが生じたかを確定できないことと、カメラの 撮像範囲を広くとらなければならな 、と 、う問題を有して ヽた。
[0005] さらに、レンズの歪みや斜めからの撮像、紙面の伸縮、媒体表面の湾曲、印刷時の 歪みによって撮像されたドットパターンに歪みが生じ、これを補正するために高度な 技術力が必要となると 、う問題を有して 、た。
[0006] 本発明は、カゝかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発 明の目的は、印刷物等に表示するドットパターンの各ドットに異なる情報や機能を付 与することで、多量のデータをドットパターンで定義し、そのドットパターンからの情報 化に際し、方向性を認識して迅速に情報化することができると共に、ドットの配置状態 のエラーをチェックすることができ、さらにセキュリティを高めることができるドットパター ンを用いた情報入出力方法を提供することにある。
発明の開示
[0007] 本発明の請求項 1は、印刷物等の媒体面の、正方形または長方形の矩形領域をブ ロックとし、該ブロックの枠を構成する縦方向および横方向の直線を基準格子線とし て、該基準格子線上の所定間隔毎に仮想基準格子点を設け、仮想基準格子点上に 基準格子点ドットを配置し、該仮想基準格子点同士を結びかつ前記基準格子線と並 行な直線を格子線とし、格子線同士の交点を仮想格子点とし、前記仮想格子点を基 準に距離と方向を有する 1または複数の情報ドットをそれぞれ配置したドットパターン を生成し、そのようなドットパターンを画像情報として光学読取り手段で読み込んで、 当該ドットパターンを数値化して、該数値化情報に対応する情報を記憶手段から読 み出して出力するドットパターンを用いた情報入出力方法である。
[0008] この請求項 1によれば、ブロック内で多量に形成される格子点（第 1の仮想格子点） 毎に情報ドットを配置することができるため、より多くの情報をブロック内に格納するこ とがでさる。
[0009] また、所定方向毎の仮想基準格子点とは、縦または横方向の一定間隔を意味する 力 縦方向と横方向とで間隔を異ならせてもよい。
[0010] 本発明の請求項 2は、前記ブロックにおいて、さらに斜め方向の仮想基準格子点同 士を結ぶ斜め格子線を想定し、該斜め格子線同士の交点も仮想格子点 (第 2の仮想 格子点）とし、この仮想格子点を基準に距離と方向を有する 1または複数のドットが配 置された請求項 1記載のドットパターンを用いた情報入出力方法である。
[0011] この請求項 2によれば、斜め方向の格子線同士の交点である仮想格子点毎にも情 報ドットを配置することができるため、さらに多くの情報をブロック内に格納することが できる。
[0012] 本発明の請求項 3は、前記ドットパターンは前記仮想格子点を基準にドットが配置 されている力否かで情報の意味づけをする請求項 1または 2に記載のドットパターン を用いた情報入出力方法である。
[0013] この請求項 3によれば、ドットを配置しない領域を意図的に生成して配置することで 、印刷面上の領域を隔成するマスクの外枠を表現できる。また、所定領域内の全ての 仮想格子点上にドットを配置することで画一的な背景情報として認識させることも可 能となる。
[0014] また、仮想格子点上にドットがある力否かで情報を定義する第 1のアルゴリズムと、 仮想格子点からずれた位置にある情報ドットによる第 2のアルゴリズムを混在させるこ とができ、より多くの情報量を確保することができる。
[0015] 本発明の請求項 4は、前記ブロックを構成する基準格子線上の少なくとも一つの仮 想基準格子点からずれた位置に当該ブロックの向きを定義したキードットが配置され ていることを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載のドットパターンを用いた情報 入出力方法である。
[0016] このように、キードットを配置することにより、当該ブロックの向きを定義することがで きる。当該キードットを利用すれば光学読取り手段の読取軸に対して所定方向の傾 きを検出できるので、読み取ったドットパターン画像を補正したり、傾きの角度によつ て異なった意味を持たせることができる。
[0017] また、このようなキードットを配置した場合には、その部分 (仮想基準格子点上の基 準格子点ドット）はキードットに代替されるために存在しなくなる。
[0018] 本発明の請求項 5は、前記ブロック内において所定の位置の情報ドットをキードット とし、前記ブロック中心を軸として、当該キードットの所属する矩形領域を 90度ずつ 回動させた位置にあるそれぞれの矩形領域に配置される情報ドットは、前記キードッ トを定義させるために必要な方向を除外した方向または距離で情報が定義されてい る請求項 1〜3のいずれかに記載のドットパターンを用いた情報入出力方法である。
[0019] ここで、ブロック中心以外の情報ドットをキードットとした場合、ブロック中心を回転軸 として 90度ずつ回動させたときに対応する位置にある情報ドットは光学読取手段で 読み取った場合、キードットとの峻別ができなくなってしまう可能性があるが、本請求 項 5によれば、キードット以外の該当する矩形領域では情報ドットの与え方を異なら せることによって、キードットと情報ドットとを区別することができるようになる。
[0020] たとえば、キードットは仮想格子点力 縦横方向のみのベクトルとして配置しておき 、 90度毎に回動した位置にある他の矩形領域では斜め方向で情報を定義すればよ い。
[0021] また、キードットはベクトルの長さを所定の長さとしておき、 90度毎に回動した位置 にある他の矩形領域では異なる長さのベクトルで情報を定義してぉ 、てもよ!/、。
[0022] このようにキードットが配置される可能性のある領域にっ 、てあら力じめ情報ドットの 定義の仕方をキードットとは異なるように決めておくことによって、キードット以外の前 記該当領域にっ 、て情報ドットを配置することができ、無駄のな 、ドットパターンを実 現できる。
[0023] なお、ブロック中心にキードットを配置した場合には、ブロック内の他の情報ドットは 縦横斜め方向のいずれかで情報を定義してもよいことは勿論である。
[0024] 本発明の請求項 6は、前記ブロックの情報ドットにお!、て、該情報ドットのブロック内 の位置により、情報ドット毎に前記仮想格子点力 の距離と方向を任意に限定して、 情報が定義されていることを特徴とする請求項 1〜5のいずれかに記載のドットパター ンを用いた情報入出力方法である。
[0025] この請求項 6によれば、仮想格子点力 の距離と方向を任意に限定して情報を定 義することができる。したがって、たとえば、情報ドットによる情報の定義の仕方を、た とえば当該ドットパターンを使用する業種毎 (製造業毎、サービス業毎またはこのドッ トパターンを使用する企業毎）によって変更することができる。
[0026] このように、本発明のドットパターンを限られた用途毎に区別して利用することがで きるため、互いのセキュリティを確保することができる。すなわち、限定して定義された 情報は、それに対応した光学読取手段でしか読み取れな 、ようにすることもできる。 図面の簡単な説明
[図 1]本発明のドットパターンの一例を示す説明図である。
[図 2]ドットパターンの情報ドットの一例を示す拡大図である。
[図 3] (a)、（b)、（c)は、キードットと情報ドットとの配置状態を示す説明図である。
[図 4]情報ドットおよびそこに定義されたデータのビット表示の例である。
[図 5]情報ドットおよびそこに定義されたデータのビット表示の例であり、 (a)はドットを
2個、（b)はドットを 4個および (c)〜（e)はドットを 5個、 (f)は情報ドットを 7個配置した 場合を示したものである。
[図 6]ブロックの構成例を示す図であり、（a)は 2 X 3 = 6個の矩形領域、（b)は 3 X 3 = 9個の矩形領域、（c)は 4 X 3 = 12個の矩形領域、（d)は 5 X 5 = 25個の矩形領域 でそれぞれ構成した例である。
[図 7]下位ビットに「0」と「1」を割り当てて情報ドットのエラーをチェックする方法の説 明図である。
[図 8]情報ドットのセキュリティについて説明するため真値 Kとセキュリティテーブル尺と 情報ドット Iとの関係を示す説明図である。
[図 9]ダミードットと空ドットを示すものであり、（a)— 1はダミードットの説明図、（a)— 2 は空ドットの説明図、（b)および (c)は印刷物の一例、（d)— 1は空ドットで 2つのマス クの境界を規制しているドットパターンの配置例、（d)— 2は空ドットでマスクと背景の 境界を規制しているドットパターンの配置例を示す説明図である。
[図 10] (a)は情報ドットを入力する順番を示す説明図であり、 (b)はドットパターンを読 み込み、 X, Y座標値を算定する方法を示す説明図である。
[図 11]ブロックの外枠を構成する基準格子線と基準格子点ドットとの配置関係を示す 図。
[図 12]格子線、斜め格子線および仮想格子点および情報ドットの配置関係を示す図
[図 13]仮想格子点を基準にした情報ドット 3の探索方法を説明するための図。
[図 14]ブロックの向きとキードットの配置関係を説明するための図。 発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
[0029] 図 1は本発明のドットパターンの一例を示す説明図、図 2はドットパターンの情報ドッ トおよびそれに定義されたデータのビット表示の一例を示す拡大図、図 3 (a)、（b)、 ( c)はキードットと情報ドットとの配置状態を示す説明図である。
[0030] 本発明のドットパターンを用いた情報入出力方法は、ドットパターン 1の認識と、この ドットパターン 1から情報およびプログラムを出力する手段とからなる。
[0031] すなわち、ドットパターン 1をカメラにより画像データとして取り込み、まず、基準格子 点ドット 4を抽出し、これを仮想基準格子点 6の位置であると判定し、これらの仮想基 準格子点 6を結ぶ直線を基準格子線 7とする。そして、この基準格子線 7上で、本来 基準格子点ドット 4があるべき仮想基準格子点 6の位置にドットが配置されて 、な 、 場合、この仮想基準格子点 6の周辺のドットを抽出し、これをキードット 2 (ブロックの 四隅の角部）とする。そして、次に前記仮想基準格子点 6同士を結ぶ縦横の格子線 8 a, 8bを設定し、その格子線 8a, 8b同士の交点を仮想格子点 11 (第 1の仮想格子点 )とする。そしてこの仮想格子点 11の周囲のドットを探索し、その仮想格子点からの距 離と方向とで定義される情報ドット 3を抽出する。
[0032] また、仮想基準格子点 6同士を斜め方向に結ぶ斜め格子線 8cを想定し、この斜め 格子線 8c同士の交点も仮想格子点 12 (第 2の仮想格子点）とする。そしてこの仮想 格子点 12の周囲のドットも探索し、その仮想格子点 12からの距離と方向とで定義さ れる情報ドット 3を抽出する。
[0033] 次に、キードット 2の仮想基準格子点 6または仮想格子点 11からの方向によって当 該ブロックの向きが決定される。たとえば、キードット 2が仮想格子点から +y方向に ずれて ヽた場合には縦方向を正位としてブロック内の情報ドット 3を認識すればょ 、。
[0034] また、キードット 2が仮想基準格子点 6または仮想格子点 11から— y方向にずれて いれば当該ブロックをブロック中心を軸に 180度回転させた方向を正位としてブロッ ク内の情報ドット 3を認識すればょ 、。
[0035] また、キードット 2が仮想基準格子点 6または仮想格子点 11から— X方向にずれて いれば当該ブロックをブロック中心を軸に時計方向に 90度回転させた方向を正位と してブロック内の情報ドット 3を認識すればよい。
[0036] また、キードット 2が仮想基準格子点 6または仮想格子点 11から +x方向にずれて いれば当該ブロックをブロック中心を軸に反時計方向に 90度回転させた方向を正位 としてブロック内の情報ドット 3を認識すればよい。
[0037] 光学読取手段で読み取られたドットパターンの画像がフレームバッファに蓄積され ると、当該光学読取手段の中央処理装置 (CPU)は、フレームバッファのドットを解析 して、各情報ドット 3の仮想格子点 11, 12からの距離と方向によって情報ドット 3毎に 定義された数値を復号する。そしてこれらの数値は xy座標またはコードとして光学読 取手段またはパーソナルコンピュータのメモリに格納された情報と照合されて、前記 X y座標またはコードに対応する音声、画像、動画、文字、プログラム等が読み出され て、表示手段、音声 ·画像出力手段等から出力される。
[0038] 本発明のドットパターン 1の生成は、ドットコード生成アルゴリズムにより、音声等の 情報を認識させるために微細なドット、すなわち、キードット 2、情報ドット 3、基準格子 点ドット 4を所定の規則に則って配列する。
[0039] 図 1に示すように、印刷物等の媒体面の、正方形または長方形の矩形領域をブロッ ク 1とする。そして、該ブロック 1の枠を構成する縦方向および横方向の直線を基準格 子線 7 (図 1で太線で示した線)として、該基準格子線 7上の所定間隔毎に仮想基準 格子点 6を設け、仮想基準格子点 6上に基準格子点ドット 4を配置する。次に、該仮 想基準格子点 6同士を結びかつ前記基準格子線 7と並行な直線を格子線 8a, 8bと し、格子線線 8a, 8b同士の交点を仮想格子点 11 (第 1の仮想格子点）とする。
[0040] そしてさらに、前記仮想基準格子点 6同士を斜め方向に結ぶ斜め格子線 8cを設定 し、この斜め格子線 8c同士の交点も仮想格子点 12 (第 2の仮想格子点）とする。
[0041] このように設定された格子点を基準に距離と方向を有する 1または複数の情報ドット 3をそれぞれ配置してドットパターンを生成する。
[0042] カメラでこのドットパターン 1を画像データとして取り込む際に、そのカメラのレンズの 歪みや斜めからの撮像、紙面の伸縮、媒体表面の湾曲、印刷時の歪みを前記基準 格子点ドット 4によって矯正することができる。具体的には歪んだ 4点の仮想格子点を 元の正方形に変換する補正用の関数 (X , Y ) =f (X' , Y' )を求め、その同一の 関数で情報ドットを補正して、正し 、情報ドット 3のベクトルを求める。
[0043] ドットパターン 1に基準格子点ドット 4を配置してあると、このドットパターン 1をカメラ で取り込んだ画像データは、カメラが原因する歪みを補正するので、歪み率の高いレ ンズを付けた普及型のカメラでドットパターン 1の画像データを取り込むときにも正確 に認識することができる。また、ドットパターン 1の面に対してカメラを傾けて読み取つ ても、そのドットパターン 1を正確に認識することができる。
[0044] キードット 2は、図 1に示すように、矩形状に配置した仮想格子点の略中心位置にあ る 1個の仮想格子点 11を基準に距離と方向によって配置されたドットである。このキ 一ドット 2は、ひとまとまりの情報ドット群を表す 1ブロック分のドットパターン 1の代表点 である。たとえば、ドットパターン 1のブロックの中心の仮想格子点から上方に 0. 2m mずれた位置に配置されているものである。したがって、情報ドット 3が仮想格子点か らの Χ,Υ座標値で定義される場合には、キードット 2から下方に 0. 2mmの距離の位 置が仮想格子点 (座標点）となる。但し、この数値 (0. 2mm)はこれに限定されずに、 ドットパターン 1のブロックの大小に応じて可変し得るものである。
[0045] 情報ドット 3は種々の情報を認識させるドットである。この情報ドット 3は、図 1の場合 、キードット 2を代表点にして、その周辺に配置すると共に、 4点の仮想格子点 11 (第 1の仮想格子点)で囲まれた中心を仮想格子点 12 (第 2の仮想格子点）にして、これ を始点としてベクトルにより表現した終点に配置したものである。たとえば、この情報ド ット 3は、仮想格子点 11, 12に囲まれ、図 2に示すように、その仮想点力も 0. 2mm 離れたドットは、ベクトルで表現される方向と長さを有するために、時計方向に 45度 ずつ回転させて 8方向に配置し、 3ビットを表現して 、る。
[0046] この図によれば、 1ブロックのドットパターン 1で 3ビット X 16個 =48ビットを表現する ことができる。
[0047] なお、図示例では 8方向に配置して 3ビットを表現している力 これに限定されずに 、 16方向に配置して 4ビットを表現することも可能であり、種々変更できることは勿論 である。
[0048] キードット 2、情報ドット 3または基準格子点ドット 4のドットの径は、見栄えと、紙質に 対する印刷の精度、カメラの解像度および最適なデジタルィ匕を考慮して、 0. 1mm程 度が望ましい。
[0049] また、撮像面積に対する必要な情報量と、各種ドット 2, 3, 4の誤認を考慮して基準 格子点ドット 4の間隔は縦 '横 lmm前後が望ましい。基準格子点ドット 4および情報ド ット 3との誤認を考慮して、キードット 2のずれは格子間隔の 20%前後が望ましい。
[0050] この情報ドット 3と、仮想格子点 11, 12との間隔は、隣接する仮想格子点 11, 12間 の距離の 15〜30%程度の間隔であることが望ま 、。情報ドット 3と仮想格子点 11 , 12間の距離がこの間隔より遠いと、ドット同士が大きな塊りと視認されやすぐドットパ ターン 1として見苦しくなるからである。逆に、情報ドット 3と仮想格子点 11, 12間の距 離がこの間隔より近いと、隣接するいずれかの仮想格子点 11, 12を中心にしてべク トル方向性を持たせた情報ドット 3であるかの認定が困難になるためである。
[0051] 図 3は、ブロック内における情報ドット 3の読取順を示したものであり、同図中の丸付 き数字は、それぞれ仮想格子点 11, 12毎に配置された情報ドット 3の配置領域を意 味しているものとする。
[0052] たとえば、図 3 (a)の場合、ブロック中心の（1) (図中で丸で囲まれた数字の「1」を意 味している、以下同じ)を中心として、そこから時計回りで（1)から（25)が配置されて いる。このときの格子間隔はたとえば lmmであり、 4mm X 4mmで 3ビット X 16 =48 ビットを表現する。
[0053] 図 3 (b)は、ブロックの左上の矩形領域の情報ドット（1)から縦方向に順番に (4)ま で配置した後、縦横方向の格子線同士の交点に配置された情報ドット (5)〜（7)を配 置している。
[0054] 図 3 (c)は、ブロックの左上の矩形領域の情報ドット（1)から縦方向に（16)まで順番 に配置した後、縦横の格子線同士の交点に配置された情報ドット（17)〜（25)を配 置している。
[0055] 図 4は情報ドット 3およびそこに定義されたデータのビット表示の例であり、他の形態 を示すものである。
[0056] また、情報ドット 3について基準格子点ドット 4で囲まれた仮想格子点 11, 12から長
(図 4の上段） ·短（図 4の下段）の 2種類を使用し、ベクトル方向を 8方向とすると、 4ビ ットを表現することができる。このとき、長い方が隣接する仮想格子点 11, 12間の距 離の 25〜30%程度、短い方は 15〜20%程度が望ましい。但し、長'短の情報ドット 3の中心間隔は、これらのドットの径より長くなることが望ましい。
[0057] 4点の仮想格子点 11, 12で囲まれた情報ドット 3は、見栄えを考慮し、 1ドットが望ま しい。しかし、見栄えを無視し、情報量を多くしたい場合は、 1ベクトル毎に、 1ビットを 割り当て情報ドット 3を複数のドットで表現することにより、多量の情報を有することが できる。たとえば、同心円 8方向のベクトルでは、情報ドット 3で 28の情報を表現でき、 1ブロックの情報ドット 16個で 2128となる。
[0058] 図 5は情報ドット 3およびそこに定義されたデータのビット表示の例であり、 (a)はドッ トを 2個、（b)はドットを 4個および (c)〜（e)はドットを 5個、（f)は 7個配置したものを 示すものである。
[0059] 図 6はドットパターンの変形例を示すものであり、 (a)はブロック内に情報ドット 3を 8 個配置したもの、（b)は情報ドット 3を個配置したもの、（c)は情報ドット 3を 18個配置 したもの、 (d)は情報ドット 3を 41個配置したものである。
[0060] 前述の図 1と図 3に示すドットパターン 1は、 1ブロックに 25の情報ドット 3を配置した 例を示している。しかし、この情報ドット 3は 1ブロックに 25個配置することに限定され ずに、種々変更することができる。たとえば、必要とする情報量の大小またはカメラの 解像度に応じて、情報ドット 3を 1ブロックに 8個配置したもの（図 6 (a) )、情報ドット 3を 1ブロックに 13個配置したもの（図 6 (b) )、情報ドット 3を 1ブロックに 18個配置したも の（図 6 (c) )、または情報ドット 3を 1ブロックに 41個配置したもの（図 6 (d) )がある。
[0061] 図 7は下位ビットに「0」と「1」とを割り当てて情報ドットのエラーをチェックする方法の 説明図である。
[0062] さらに、 1個の情報ドット 3をまんべんなく配置すると共に、エラーチェックに用いるた めに下位ビットに「0」と「1」を交互に割り当てることにより、この情報ドット 3のエラーを チェックすることも可能である。このエラーチェック方式では、上下、左右と 45度傾斜 方向に交互に情報ドットが生成され、ドットパターンの規則性を無くすことができる。 すなわち、下位ビットに「0」と「1」を交互に割り当てた情報ドット 3は、常に仮想格子 点 11 , 12を中心にして上下、左右または 45度傾斜方向に位置する。そこで、この情 報ドット 3が上下、左右または 45度傾斜方向以外の方向に位置するときは適正位置 に表示されていないと判定する。このように、情報ドット 3が、仮想格子点 11, 12を中 心に回転方向にずれて入力されたエラーは確実にチェックすることができる。
[0063] なお、情報ドット 3を 8方向（45度間隔)かつ長 ·短としたときは（図 4参照）、 4ビットの 内、下位 1ビットを「0」または「1」とすると近接する 3点（同心円 ±45度回転位置 2点 +長'短どちら力 1点）のドットの位置にずれた場合は、それをエラーとすることができ 、エラーを 100%チェックができる。
[0064] 図 8は情報ドットのセキュリティについて説明するために情報ドット Iから I までを並
1 16 列させた状態を示す説明図である。
[0065] たとえば、ドットパターン 1のデータを目視で読むことができないようにするために、 情報ドット 3の Iに対して関数 f (Kn)で表現された演算を実施し、 I =K +Rをドット パターン 1で表現し、ドットパターン Iを入力した後、 Κ =1— Rを求める。
[0066] または、ドットパターン 1のデータを目視で読むことができないようにするために、キ 一ドット 2を代表点に複数の情報ドット 3を 1列に配置し、かっこの 1列を複数列に配 置し、隣り合う 2列のデータの差分を情報ドット 3のデータとすることにより、各ブロック のドットパターン 1の規則性が無くなるように、各情報ドット 3を配置することができる。
[0067] これにより、媒体面への印刷したドットパターン 1を目視で読むことが不可能となるた めにセキュリティを高めることができる。また、前記ドットパターン 1を媒体面に印刷し た際、情報ドット 3がランダムに配置され、模様が無くなり、ドットパターンを目立たなく することができる。
[0068] 図 9はダミードットを示すものであり、（a)はダミードットの説明図、（b)は印刷物の一 例、（c)は印刷物における領域、および (d)はダミードットでマスクの境界を規制して いるドットパターンの配置例を示す説明図である。
[0069] 4点の仮想格子点 11 (第 1の仮想格子点）の中心位置 (第 2の仮想格子点）にドット を配置し、このドットを情報の与えられていないダミードット 5とする（図 9 (a) )。このダミ 一ドット 5は、数値データ、もしくは X, Y座標値が定義された領域と領域の境界や、数 値データ、もしくは X, Y座標値が定義されない領域に使用することができる。
[0070] たとえば、図 9 (b)に示すように、印刷物に小熊、カバと太陽といった 3種類の図柄 を印刷し、この 3つの図柄に対応した領域を、図 9 (c)に示すように、マスク 1、マスク 2 、マスク 3のように配置する。図 9 (d)に示すように、マスク 1、マスク 2の境界にダミード ット 5を配置する。
[0071] なお、ダミードット 5を境界に使用する場合、対応する位置のブロック全てをダミード ット 5にする必要はなぐ境界を示すために最小限のドットをダミードットとすればよい
[0072] また、マスク以外の領域にダミードットを配置し、情報が定義されて 、な 、領域を設 けることができる。
[0073] ドットパターン 1をカメラにより画像データとして取り込むときに、情報の代表点であ るキードット 2の位置における X, Y座標値を算定した後に、キードット 2から得られるド ットパターン 1の向きと、隣接する代表点における X, Y座標値の増分値および、撮像 中心から X, Y座標値が算定されたキードット 2までの距離より、座標値を補完すること によって、撮像中心の X, Y座標値を算定する。
[0074] または、ドットパターン 1のブロックをカメラにより画像データとして取り込むときに、各 ブロックに同一のデータが定義されている領域、または X, Y座標値が定義されてい る領域において、カメラの撮像中心の周囲にある情報ドット 3から読み始め、順次情 報ドット 3を読み込み、 1ブロック分に相当する情報ドット 3を読み込むことにより、カメ ラの撮像中心力も最小のエリアでドットパターン 1を読み取り、撮像中心位置における データを算定する。
[0075] 図 10 (a)は、カメラの撮像中心力も最小のエリアで 1ブロック分に相当する情報ドッ トを入力する順番を示したものである。時計回りで縦 4個 X 4列 = 16個の情報ドットを 入力する。
[0076] 図 10 (b)はドットパターンを読み込み X, Y座標値を算定する方法を示す説明図で ある。
[0077] 図示するように、求める X, Y座標値はカメラの撮像中心のあるブロックの X, Y座標 値とする。 X, Y座標値は、ブロック毎に増分値が X方向（右方向）、 Y方向（上方向） に + 1に定めると、他のブロック力も入力した情報ドットを補正する必要がある。なお、 X座標値を示す K K K K (i i i i i i i i )と Y座標値を示す K K Κ Κ (i i i i
8 7 6 5 16 15 14 13 12 11 10 9 4 3 2 1 8 7 6 5 i i i i )が補正の対象となりこれ以外の K 〜K (i 〜i )はどのブロックでも同一の値と なり、補正する必要はない。
これらの計算は次の数式 1によって求まる。 [ ]内の計算によって桁が上がっても、 [ ] 前のビットの列に影響を与えないものとする。情報ドット Iの中からエラーチェックビット を除いたものを Κとする。
〈数式 1>
(1) I 力 sスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
11 11
X座標 = κ
11 8 11 7 11 6 21 5
Y座標 = κ Κ · Κ ·[ K +1]
12 ■ 2 3 12 2 22 1
(2) I がスタ 'ートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
11 15
X座標 = κ κ · K · K -1
12 ' 12 1
Υ座標 = κ Κ - Κ · [ K +1]
12 4 12 3 12 2 22 1
(3) Iがスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
12 3
X座標 =
Y座標 = Κ - Κ - Κ · [ K +1]
12 4 12 3 12 2 22 1
(4) Iがスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
12 7
X座標： κ K · K · K
12 7 12 6 22 5
Y座標 = κ K ' K · [ K +1]
2 22
(5) がスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心)
11 12
X座標: κ κ · κ · κ
1 7 21 6 21 5
Υ座標 = κ K · [ K · K +1]
12 - 2 3 22 2 22 1
(6) I がスタ一トポイントの場合 (カメラの撮像中心)
11 1ι
X座標 κ K · K - K -1
： 7 22 6 22 5
Υ座標 = κ K · [ K · K +1]
12 ■ ： 3 22 2 22 1
(7) Iがスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心)
12 4
X座標 κ K K · K
2 7 22 6 22 5
Υ座標 κ K · [ K · K +1]
2 3 22 2 22 1
(8) がスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心)
Figure imgf000014_0001
Y座標 = Κ - Κ · [ Κ · K +l]
12 4 12 3 22 2 22 1
(9) Iがスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
21 9
X座標 = Κ · · · Κ
11 8 21 7 21 6 21 5
Υ座標 = Κ · [ Κ · Κ · K +1J-1
12 4 22 3 22 2 22 1
(10) I 力 sスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
21 13
X座標 = Κ · Κ · Κ · K -1
12 8 22 7 22 6 22 5
Υ座標 = Κ · [ Κ · Κ · K +1J-1
12 4 22 3 22 2 22 1
(11) I力 sスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
22 1
X座標 = Κ · Κ · Κ · Κ
12 8 22 7 22 6 22 5
Υ座標 = Κ · [ Κ · Κ · K +1J-1
12 4 22 3 22 2 22 1
(12) I力 Sスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
22 5
X座標 = Κ · Κ · · Κ
12 8 22 7 22 6 22 5
Υ座標 = Κ · [ Κ · Κ · +1J-1
12 4 22 3 22 2 22 1
(13) I 力 Sスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
21 10
X座標 = Κ · Κ · Κ · Κ
21 8 21 7 21 6 21 5
Υ座標 = Κ · Κ · Κ · Κ
22 4 22 3 22 2 22 1
(14) I 力 Sスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
21 14
X座標 = Κ · Κ · Κ · Κ - 1
22 8 22 7 22 6 22 5
Υ座標 = Κ · Κ · · Κ
22 4 22 3 22 2 22 1
(15) I力 Sスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
22 2
X座標 = Κ · Κ · Κ · Κ
22 8 22 7 22 6 22 5
Υ座標 = Κ · Κ · Κ · Κ
22 4 22 3 22 2 22 1
(16) Iがスタートポイントの場合 (カメラの撮像中心）
22 6
X座標 = Κ · Κ · Κ · Κ
22 8 22 7 22 6 22 5
Υ座標 = Κ · Κ · Κ · Κ
22 4 22 3 22 2 22 1
ドットパターン 1をカメラにより画像データとして取り込むときに、情報ドット 3について エラーが発生した際に、情報ドット 3に相当する最も近い情報ドット 3を読み込み、エラ 一修正をすることにより、カメラの撮像中心力も最小のエリアでドットパターン 1を読み 取ることができる。
[0079] 上述した情報の取り込み方法を利用して、 XY座標を使用したタブレットやデジタイ ザ、入力インタフェースを実現できる。たとえば、タブレット、デジタイザはドットパター ン 1を印刷した透明シートを対象物に重ねて、カメラ撮像し、ドットパターン 1の XY座 標値を入力する。
[0080] 次に、図 11〜図 14を用いて、図 1とは異なる位置にキードット 2を配置した場合、お よびその場合の情報ドット 3とキードット 2の探索方法についてさらに詳しく説明する。
[0081] まず媒体面に照射された照射光の反射光を光学撮像手段 (たとえばペン型読取装 置）の CCDや CMOS等の撮像素子が撮像すると、当該撮像データ (画像データ）が メモリのフレームバッファ上に展開される。次に、フレームバッファ上に展開された画 像データに対して、光学撮像手段の中央処理装置 (CPU)カ モリから読み出した探 索プログラムによって探索を開始する。
[0082] このとき、ブロックの外枠を構成する基準格子点ドット 4は所定間隔通りに直線状に 配置されているため、これらの直線状に配置されているドットを結んでほぼ直線となる か否かを中央処理装置 (CPU)は判断する（図 11参照)。
[0083] そして、基準格子線 7上にあるドットが所定の長さ毎に配置されている力否かを判別 する。このとき、ドット間の距離が等しければ基準格子点ドット 4であると判定する。そ して、異なるように配置されているドットがある場合、キードット 2と判定する（図 14)。
[0084] 次に、上下左右方向の基準格子点ドット 4同士 (仮想基準格子 6同士)を直線 (格子 線 8a, 8b)で結んで、その交点を仮想格子点 11 (第 1の仮想格子点）とする。次に、 斜め方向の仮想基準格子点 6を結んで斜め方向格子線 8cとし、これらの斜め方向格 子線 8cの交点をさらに仮想格子点 12 (第 2の仮想格子点）とする。
[0085] 次に、上記 2種類の仮想格子点 11, 12のいずれかを始点として、スパイラル状に 情報ドットを探索する（図 13参照)。
[0086] 次に、ブロック内でキードット 2が配置される可能性のある 4箇所（図 14ではブロック 中心から上下左右方向に等間隔の位置にある 4つの仮想格子点）に対して当該仮想 格子点からのそれぞれの情報ドット 3の向きと長さを見て、どれがキードット 2であるか を判定する。それによつて、向きが分力ることによって、各情報ドット 3の持っている情 報が確定される。
[0087] ここで、図 14に示すように、ブロック中心以外の情報ドット 3をキードット 2とした場合
(図 14の場合、ブロック中心から 1仮想格子点分だけ上方向ずれた位置をキードット 2の配置位置とした場合）、ブロック中心を回転軸として 90度ずつ回動させたときに対 応する位置にある情報ドット 3は光学読取手段で読み取った場合、キードット 2との峻 別ができなくなってしまう可能性があるが、キードット 2以外の該当する矩形領域では 情報ドット 3の与え方を異ならせることによって、キードット 2と情報ドット 3とを区別する ことがでさるよう〖こなる。
[0088] たとえば、図 14に示すように、キードット 2は仮想基準格子点 6から縦横方向のみの ベクトルとして配置しておき、 90度毎に回動した位置にある他の矩形領域では斜め 方向で情報を定義しておけばょ 、。
[0089] また、キードット 2はベクトルの長さを所定の長さとしておき、 90度毎に回動した位置 にある他の矩形領域では異なる長さのベクトルで情報を定義してぉ 、てもよ!/、。
[0090] なお、ブロック中心にキードット 2を配置した場合には、他の情報ドット 3は縦横斜め 方向の 、ずれかで情報を定義してもよ!/、。
[0091] 上述したような本発明のドットパターン 1を、絵本、テキスト等の印刷物に印刷するこ とにより、このカメラで画像データとして取り込み、この画像データから各情報ドットの 位置を探索して、その位置の情報から、コードや XY座標を復号し、このコードや XY 座標に対応した音声、静止画、動画、文字、プログラム等をパーソナルコンピュータ、 情報出力装置、 PDA(Personal Data Assistant)または携帯電話等の液晶表示装置、 スピーカ、音声 ·画像出力端子等力 出力させる。
[0092] なお、前記ブロックの情報ドット 3において、該情報ドット 3のブロック内の位置により 、情報ドット 3毎に前記仮想格子点 11, 12からの距離と方向を任意に限定して、情報 を定義してもよい。
[0093] より具体的には、当該ドットパターンを使用する業種毎 (製造業毎、サービス業毎ま たはこのドットパターンを使用する企業毎）によって前記仮想格子点 11, 12からの距 離と方向を変更した仕様としてもよい。
[0094] このように、本発明のドットパターンを限られた用途毎に区別して利用することがで きるため、互いの業種間、企業間の情報漏洩、コード体系漏洩等のセキュリティを確 保することができる。すなわち、限定して定義された情報は、それに対応した光学読 取手段でしか読み取れな ヽよう〖こすることもできる。
[0095] なお、本発明は上述した発明の実施の形態に限定されず、ドットパターン 1の各ドッ ト 2, 3, 4に異なる機能を付与することで、多量のデータをドットパターンで定義し、方 向性を認識して迅速に情報化することにより、所定の情報やプログラムを出力させて 様々な使用を可能にするものであれば、上述した形態に限定されず、本発明の要旨 を逸脱しな 、範囲で種々変更できることは勿論である。
[0096] たとえば、上下左右方向の格子線 8a, 8bの交点 (仮想格子点 11)を基準に配置さ れるドット（情報ドット 3やキードット 2)は仮想格子点 11から格子線 8a, 8b上にずらす とよい。また、斜め格子線 8c上の交点上に配置されるドットについても、同様に斜め 格子線 8c上に配置させるとよい。このように各格子線 8a, 8b, 8c上にかならずドット を配置しておくことで、格子線 8a, 8b, 8cを探索する読取プログラムのアルゴリズムを 簡単化でき、かつ読取効率を大幅に向上させることができる。
産業上の利用可能性
[0097] 上述のように、本発明のドットパターンを用いた情報入出力方法は、ドットパターン をカメラにより、まず基準格子点ドットを認識してキードットを抽出し、キードットで方向 性を認識し、その方向をパラメータとして使用することができる。次に、このキードット の周囲に配置した情報ドットを抽出することにより、迅速に情報およびプログラムを出 力させることができる。
[0098] また、ドットパターンに基準格子点ドットを配置してあるので、カメラでこのドットパタ ーンの画像データとして取り込む際に、そのカメラのレンズの歪みや斜めからの撮像 、紙面の伸縮、媒体表面の湾曲、印刷時の歪みによって撮像されたドットパターンに 歪みを矯正することができる。
[0099] さらに、ドットの配置状態のエラーをチェックすることができ、さらにセキュリティを高 めることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 印刷物等の媒体面の、正方形または長方形の矩形領域をブロックとし、
該ブロックの枠を構成する縦方向および横方向の直線を基準格子線として、該基 準格子線上の所定間隔毎に仮想基準格子点を設け、仮想基準格子点上に基準格 子点ドットを配置し、該仮想基準格子点同士を結びかつ前記基準格子線と並行な直 線を格子線とし、格子線同士の交点を仮想格子点とし、
前記仮想格子点を基準に距離と方向を有する 1または複数の情報ドットをそれぞれ 配置したドットパターンを生成し、
そのようなドットパターンを画像情報として光学読取り手段で読み込んで、当該ドット ノターンを数値ィ匕して、該数値ィ匕情報に対応する情報を記憶手段力も読み出して出 力するドットパターンを用いた情報入出力方法。
[2] 前記ブロックにおいて、さらに斜め方向の仮想基準格子点同士を結ぶ斜め格子線を 想定し、該斜め格子線同士の交点も仮想格子点とし、この仮想格子点を基準に距離 と方向を有する 1または複数のドットが配置された請求項 1記載のドットパターンを用 いた情報入出力方法。
[3] 前記ドットパターンは前記仮想格子点を基準にドットが配置されているか否かで情報 の意味づけをする請求項 1または 2に記載のドットパターンを用いた情報入出力方法
[4] 前記ブロックを構成する基準格子線上の少なくとも一つの仮想基準格子点力 ずれ た位置に当該ブロックの向きを定義したキードットが配置されていることを特徴とする 請求項 1〜3のいずれかに記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
[5] 前記ブロック内において所定の位置の情報ドットをキードットとし、前記ブロック中心を 軸として、当該キードットの所属する矩形領域を 90度ずつ回動させた位置にあるそ れぞれの矩形領域に配置される情報ドットは、前記キードットを定義させるために必 要な方向を除外した方向または距離で情報が定義されている請求項 1〜3のいずれ かに記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
[6] 前記ブロックの情報ドットにぉ 、て、該情報ドットのブロック内の位置により、情報ドット 毎に前記仮想格子点力もの距離と方向を任意に限定して、情報が定義されているこ とを特徴とする請求項 1〜5のいずれかに記載のドットパターンを用いた情報入出力 方法。
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