WO2011059002A1 - 印刷媒体、情報処理方法、情報処理装置 - Google Patents

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吉田　健治
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Yoshida Kenji
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Definitions

  • the present invention relates to a dot pattern that is superimposed and printed on halftone dot printing, on which a dot pattern that can be read by being discriminated as a halftone dot by an optical reading means is printed, and information for reading a dot pattern using the print medium
  • the present invention relates to a processing method and an information processing apparatus.
  • the inventor of the present application has invented a number of techniques for optically reading the dot pattern of such a medium in which the dot pattern is printed superimposed on an image and outputting information.
  • Patent Document 1 discloses an invention in which a dot pattern and a map are superimposed and printed, and the dot pattern on the map is read to output information corresponding to the coordinates on the map.
  • Patent Document 2 discloses an invention in which a dot pattern and a keyboard pattern for a personal computer are superimposed and printed, and a dot pattern on a keyboard key is read to input instructions corresponding to the key to the personal computer. Has been.
  • Patent Document 3 discloses a method of reading only a dot pattern when an area in which an image and a dot pattern are superimposed and printed is read by an optical reading means.
  • an image is printed with a non-carbon ink
  • the dot pattern is printed with a transparent or translucent infrared absorbing ink or carbon black.
  • Carbon black (black) absorbs infrared rays, irradiates the infrared rays with an optical reading means, images only the infrared rays reflected from the medium surface, and reads the dot pattern. Therefore, in the case of color printing, five colors are printed.
  • black ink is expressed in a pseudo manner (so-called composite black) with non-carbon CMY ink instead of non-carbon K (black) ink, and the same ink as in the past.
  • Color printing can be performed in four colors.
  • JP 2007-79993 A Japanese Patent No. 4042065 WO2004 / 029871 WO2007 / 021249
  • non-carbon CMYK ink for images and invisible infrared absorbing ink (stealth ink) for dot patterns that is, five colors of ink are required for printing, and in particular, stealth ink is expensive.
  • Patent Document 4 an image is expressed only by non-carbon CMY ink using a composite black in which a black color is simulated with CMY inks. There was a problem that could not be expressed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and makes it possible to express vivid colors without increasing the number of colors, and to suppress the printing cost of a printing medium on which a dot pattern is printed. As a result, it is possible to superimpose and print a graphic and a dot pattern with one color, which has been impossible in the past, without using inks having different frequency characteristics.
  • the present invention employs the following means.
  • the print medium of the present invention can be read by the optical reading means, and the read bitmap image data can be decoded into predetermined information by the image analysis processing means.
  • the grid is defined according to a predetermined rule to define the predetermined information.
  • a printing medium in which a dot pattern in which dots are arranged and characters, patterns, photographs, etc. printed using halftone dots are superimposed and printed, and a predetermined method based on brightness information recorded in the bitmap image data Are detected so that the image analysis processing means can determine whether the dots are grid dots or halftone dots constituting the dot pattern.
  • the brightness information indicates the brightness of all colors, black is the lowest brightness, and by printing the dot pattern in black, it is compared with the brightness of the color expressed by halftone dots. Grid dots can be identified. If the difference is slight, the color portion may be printed with the lightness of the color portion increased, or may be determined by correcting so as to increase the lightness of the color portion read by the image analysis processing means. As a result, only the grid dots can be detected and the dot pattern can be recognized regardless of the optical reading means using the frequency characteristics and the ink used.
  • the image analysis processing means calculates the number of pixels constituting dots detected by a predetermined method from the bitmap image data formed by pixels, and the pixels are compared with a preset threshold value.
  • determining whether the dot is the grid dot or the halftone dot depending on the number it is determined that the dot is a grid dot when the number of pixels constituting the dot is larger than the threshold, and the number of pixels constituting the dot Is determined to be a halftone dot when it is smaller than the threshold value.
  • the grid dots and the halftone dots are printed using an ink that absorbs infrared rays in a predetermined wavelength region.
  • the halftone dots that are printed adjacent to each other are set as predetermined dots so that the image analysis processing means can detect them as individual dots so that the halftone dots are not connected to each other from the bitmap image data. It is printed with a halftone dot density.
  • the grid dots are rectangular or elliptical arcs, and when the length in the short side direction is L (inch) and the number of halftone dot printing screen lines is D (lpi), the halftone dot shape is circular.
  • the predetermined halftone dot density X (%) is less than 25 ⁇ L 2 ⁇ D 2 and the halftone dot shape is square, the predetermined halftone dot density X (%) is 50 L 2 ⁇ D. It is printed with less than 2 .
  • the information processing method includes a dot pattern in which grid dots are arranged according to a predetermined rule to define predetermined information, and a character, a picture, a photograph, or the like printed using a halftone dot.
  • the image analysis processing unit includes the bitmap Detecting a dot by a predetermined method from lightness information recorded in image data, determining whether the dot is a grid dot or a halftone dot constituting the dot pattern, and decoding the predetermined information
  • the image analysis processing means calculates the number of pixels constituting dots detected by a predetermined method from the bitmap image data formed by pixels, and the number of pixels with respect to a preset threshold value is calculated.
  • the dot is the grid dot or the halftone dot depending on the size, it is determined that the dot is a halftone dot when the number of pixels constituting the dot is smaller than the threshold, and the number of pixels constituting the dot is When it is larger than the threshold value, it is determined that the dot is a grid dot and is decoded into predetermined information.
  • the image analysis processing means includes a threshold value table or a predetermined calculation formula, detects a pixel value indicating brightness information excluding the dots in a predetermined area of the read bitmap image data, and detects the threshold value.
  • a grid dot is determined by obtaining a threshold value corresponding to the pixel value from a table or a predetermined calculation formula.
  • Grid dots can be determined by using a threshold value table corresponding to lightness or a threshold value obtained from a predetermined calculation formula even if the threshold value of a predetermined number of pixels falls below the threshold value. . This is because the lightness in the lightness measurement area in the center of the image data developed in the image memory decreases when the optical reading means is tilted or slightly separated from the medium surface. Then, the threshold value of the number of pixels may be dynamically reduced to determine whether the dot is a grid dot or a halftone dot.
  • the image analysis processing means includes a first threshold value table or a predetermined calculation formula for determining the halftone dots and the grid dots, and a grid read by the optical reading means excluding at least halftone dots.
  • a second threshold value table for determining dots or a predetermined calculation formula is provided, and either one is selected by a predetermined method to determine a threshold value corresponding to the pixel value to determine a grid dot.
  • two different threshold tables or predetermined values can be used for both discrimination of grid dots printed as small as possible so as to be inconspicuous on a normal grid dot print medium and discrimination of halftone dots on a medium printed with relatively large grid dots.
  • the grid dots can be identified by using different formulas.
  • an optical reading unit that reads only grid dots with frequency characteristics (optical characteristics), both normal grid dot print media and print media printed with the same ink as the grid dots, It can be read and decoded into predetermined information.
  • the print medium is characterized in that the grid dots and the halftone dots are printed using the same ink.
  • the printing medium is printed using an ink in which the grid dots and the halftone dots absorb infrared rays in a predetermined wavelength region
  • the optical reading means includes at least a filter that blocks visible light, and at least An infrared irradiation unit in the predetermined wavelength region is provided, and the optical reading unit reads the print medium printed with ink that absorbs infrared rays in the predetermined wavelength region.
  • the image analysis processing unit reads the print medium on which the halftone dots are printed at a predetermined halftone density by the optical reading unit so that the halftone dots printed adjacent to each other are not connected.
  • each dot is detected from the read bitmap image data so as not to be connected to each other, and it is determined whether the dot is the grid dot or the halftone dot, and is decoded into predetermined information.
  • the grid dots are rectangular or elliptical arcs, and when the length in the short side direction is L (inch) and the number of halftone dot printing screen lines is D (lpi), the grid dots are rectangular.
  • the halftone dot shape is circular, the predetermined halftone dot density X (%) is less than 25 ⁇ L 2 ⁇ D 2 , the grid dots are rectangular, and the halftone dot shape is square
  • the predetermined halftone dot density X (%) is less than 50 L 2 ⁇ D 2
  • the grid dots are elliptical arcs, and the halftone dot shape is circular, the predetermined halftone dot density X (%) is 25 ⁇ . in less than 2 L 2 ⁇ D 2/4 , the grid dots are elliptical arc, when the net-point shape is square, the predetermined halftone dot density X (%) is less than 50 ⁇ L 2 ⁇ D 2/4 It is printed.
  • the image analysis processing means detects the pixel as a dot when the pixel value indicating the brightness information recorded in the bitmap image data formed by the pixel is equal to or less than a predetermined threshold value, and It is characterized by determining whether a dot is a grid dot or the halftone dot and decoding predetermined information.
  • the image analysis processing means includes a first pixel arranged in a horizontal direction and a second pixel separated by a predetermined number of pixels in each pixel of each row of the bitmap image data formed by pixels.
  • a pixel value indicating brightness information recorded in each is detected, and when the absolute value of the difference between the two pixel values is equal to or greater than a predetermined threshold, a small pixel value is detected as a dot, and the dot is a grid dot Or the halftone dot, and when it is a grid dot, predetermined information is decoded.
  • the predetermined threshold is a pixel value indicating brightness information excluding the dots in a predetermined area in the center of the bitmap image data, and a threshold table or a predetermined calculation formula corresponding to the pixel value is detected. It is more required.
  • the optical reading means thereby, individual differences in performance occur in the optical reading means, and even if the brightness information of the read bitmap image data varies, it is possible to determine the optimum threshold value and determine the grid dots accordingly. Also, the brightness of the read bitmap image data decreases when the optical reading means is not completely in contact with the medium surface or when the optical reading means is tilted with respect to the print medium surface. However, it is possible to determine grid dots by obtaining an optimum threshold value correspondingly.
  • the predetermined threshold value is a threshold value table corresponding to the pixel value detected in each row of the bitmap image data by detecting a pixel value indicating brightness information excluding the dot in a predetermined region at the center of each row. Alternatively, it is obtained for each row by a predetermined calculation formula.
  • the information processing apparatus includes a dot pattern in which grid dots are arranged according to a predetermined rule to define predetermined information, and a character, a pattern, a photograph, etc. printed using a halftone dot.
  • An information processing apparatus that reads an overprinted print medium by an optical reading unit, and that decodes a dot pattern constituted by grid dots from the read bitmap image data into the predetermined information by an image analysis processing unit,
  • the image analysis processing means detects a dot by a predetermined method from the brightness information recorded in the bitmap image data, determines whether the dot is a grid dot or a halftone dot constituting a dot pattern, When it is a grid dot, it decodes to predetermined information, It is characterized by the above-mentioned.
  • the image analysis processing means calculates the number of pixels constituting dots detected by a predetermined method from the bitmap image data formed by pixels, and the number of pixels with respect to a preset threshold value is calculated.
  • the dot is the grid dot or the halftone dot depending on the size, it is determined that the dot is a halftone dot when the number of pixels constituting the dot is smaller than the threshold, and the number of pixels constituting the dot is When it is larger than the threshold value, it is determined that the dot is a grid dot and is decoded into predetermined information.
  • the printing medium is printed using an ink in which the grid dots and the halftone dots absorb infrared rays in a predetermined wavelength region, and the optical reading means includes at least a filter that blocks visible light, and at least An infrared irradiation means in the predetermined wavelength region is provided.
  • a grid dot can be discriminated by brightness or the number of pixels constituting both. That is, the determination is made with only two colors of the halftone dot and the grid printed with K ink, or when the K ink is used for printing the grid, the determination is made with only one color.
  • the dot pattern includes a step of arranging a plurality of reference dots continuously in a line according to a predetermined rule, and a first line comprising a straight line, a broken line, and / or a curve connecting the plurality of reference dots.
  • Providing at least one second virtual reference line comprising a straight line and / or a curve defined at a predetermined position from the reference dot and / or the first virtual reference line A step, a step of providing a plurality of virtual reference points at predetermined positions on the second virtual reference line, and an end point expressed by a vector with the virtual reference point as a starting point, and a distance and direction from the virtual reference point It is characterized by being formed by arranging one or more stream dot patterns arranged in accordance with the step of arranging information dots in which XY coordinate values and / or code values are defined. To do.
  • the XY coordinate values are defined on the print medium without any gaps, and trajectory information can be generated. Furthermore, when characters, staffs, maps, figures, etc. are printed on a print medium, and the user scans or touches the line segment with a scanner pen, a stream dot pattern is formed only along that line segment. , Can arrange the dot pattern reasonably.
  • a dot pattern in which XY coordinates are defined is formed as a two-dimensional code (used as an index), it is not restricted by the shape of the rectangular area, and is matched to the information area visually formed on the medium surface. In addition, it is possible to form a dot pattern by repeating a set of constant information in a free shape.
  • the stream dot may further include a reference for defining a second virtual reference line and / or for defining a direction of the dot pattern and one XY coordinate value and / or code value.
  • the reference dot is provided at a predetermined position.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a captured image of a print medium according to the present invention. It is a figure (1) explaining the stream dot pattern which is an example of the dot pattern used for this invention. It is a figure (2) explaining the stream dot pattern which is an example of the dot pattern used for this invention. It is a figure (3) explaining the stream dot pattern which is an example of the dot pattern used for this invention.
  • 1 to 3 are enlarged views illustrating a state in which halftone dots and grid dots (dots used in a dot pattern) are superimposed and printed.
  • FIG. 1 illustrates a state where halftone dots and dot patterns are superimposed and printed, and is an example of reading in the visible light region using an optical reading means.
  • A shows normal halftone dot printing
  • (b) shows a dot pattern
  • (c) shows a state in which a graphic and a dot pattern are superimposed and printed.
  • normal graphic printing means normal halftone dot printing of characters, photos, illustrations, etc.
  • a dot pattern is a kind of two-dimensional code, and is an automatic recognition technique for inputting and outputting various information and programs. Specifically, it is disclosed in Japanese Patent No. 3706385, Japanese Patent No. 3858051, Japanese Patent No. 3771252, Japanese Patent Application No. 2009-165163, and the like. Of course, any dot pattern may be used.
  • the ink used for these graphic printing and dot pattern printing discriminates the brightness difference between the halftone dot and the dot pattern in the visible light region. It does not matter. That is, although not shown, a predetermined brightness is set as a threshold value, and the dot portion of the bitmap image data read by the optical reading means is determined as a grid dot if it is larger than the threshold value, and determined as a halftone dot if smaller than the threshold value . Thereby, it is possible to detect the dot pattern by detecting only the grid dots regardless of the optical reading means using the frequency characteristics (optical characteristics) and the ink used.
  • the composite black in which C, M, and Y are mixed is represented, not only the difference in brightness, but also the halftone dots read by the optical reading means and recorded in the bitmap image data as shown in FIG. And the number of pixels constituting the grid dot are compared, and if it is equal to or greater than the predetermined number of pixels, it is necessary to determine that it is a grid dot.
  • the halftone dots are represented by squares, but the present invention is not limited to this, and it is needless to say that grid dots can be discriminated similarly in halftone dot printing having other shapes such as a circle.
  • FIG. 2 shows a state in which a halftone dot and a dot pattern are printed with one color ink.
  • both halftone dots and grid dots are printed with M ink.
  • the halftone dots read by the optical reading means and recorded in the bitmap image data are compared with the number of pixels constituting the grid dots. It is possible to determine that the dot is a grid dot. However, it is necessary to print by limiting the density of the halftone dots and / or the number of screen lines of the halftone dots so that the size of the halftone dots is necessarily smaller than the grid. Of course, in consideration of printing accuracy, paper quality, and ink characteristics such as dot gain during printing, the dot size must be determined so that the dot size is always smaller than the grid dot in the printed result. .
  • the present invention it is possible to distinguish between halftone dots and grid dots even when printing is performed in one color. This makes it possible to print a dot pattern on a document, text, or graphic that is printed only in one color, such as a single color printing of a newspaper, a test question, a questionnaire, or the like.
  • the ink for printing in one color is not limited to M ink, but may be printed with C ink, Y ink, and K ink.
  • FIG. 3 shows a state where graphics and dot patterns are printed with inks having different frequency characteristics.
  • the graphic is printed with four colors of C, M, Y, and K, and the dot pattern is printed with one color of K ink.
  • ink that reflects or transmits infrared light is used for C, M, and Y printing
  • ink that absorbs infrared light or carbon black is used for K printing.
  • the optical reading means reads only the halftone dots and gridts printed in the infrared region and printed with K, and is recorded in the bitmap image data. Pixel values (lightness) constituting the halftone dots and grid dots Are approximately the same, and the number of pixels constituting each dot is compared.
  • the optical reading means has a structure in which infrared rays are irradiated onto the medium surface and only the infrared rays in the reflected light are read by a visible light blocking filter (infrared transmission filter).
  • ink having different frequency characteristics may be used depending on the ink color.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams in which halftone dots and grid dots are represented by bitmap images, where FIG. 4A shows grid dots and FIG. 4B shows halftone dots.
  • the graphic or dot pattern read by the optical reading means is developed as a bitmap image on the image memory. That is, it is expressed by being divided into many fine points (pixels) in a grid pattern.
  • halftone dots and grid dots are imaged brightly in areas where they are not printed.
  • the image analysis processing means inside the scanner detects a dark imaged portion from the bitmap image data. Then, the number of pixels constituting them is calculated, and whether the dot is a grid dot or a halftone dot is determined according to the number of pixels. As a criterion for determination, a threshold value for the number of pixels is set. When the pixel number is larger than the threshold value, it is determined as a grid dot, and when the pixel number is smaller than the threshold value, it is determined as a halftone dot.
  • grid dots may be set above the threshold, halftone dots below the threshold, grid dots above the threshold, and halftone below the threshold.
  • the threshold is set to 12 since it is 15 pixels in FIG. 4A, it is determined to be a grid dot. In FIG. 6B, since it is 8 pixels, it is determined to be a halftone dot.
  • the shooting area is widened.As a result, the grid dots and the halftone dots are reduced, and the number of pixels constituting the grid dots is reduced.
  • the threshold value of the preset number of pixels falls below and is determined as a halftone dot.
  • the brightness of the image data developed in the image memory is lowered, so that the pixel according to the brightness at that time.
  • the threshold value of the number may be lowered dynamically. If the central area of the image data is a brightness measurement area, an average value of pixel values excluding dots is obtained in the brightness measurement area, and is calculated from this average value as shown in FIG.
  • I a threshold value for the number of pixels. If it is less than the threshold value T, it is determined to be a halftone dot, and if it is greater than or equal to the threshold value, it is determined to be a grid dot.
  • the threshold number of pixels is a constant value N1 and N2, and from ⁇ 1 to ⁇ 2, the threshold number of pixels is
  • the threshold value of the number of pixels must be set similarly.
  • the image data has a resolution of about 144 ⁇ 144
  • the number of pixels constituting the noise is only one or two (increases when the resolution of the read image data is large), and the printed grid is as small as possible.
  • a small value is also set for the threshold for discriminating dots. Therefore, a threshold value for a different number of pixels must be set for a normal grid dot print medium and a print medium that is discriminated based on the number of pixels that form halftone dots and grid dots.
  • the other threshold calculation formula is used.
  • the read image data is analyzed again. If the analysis is successful, the threshold calculation formula is subsequently used. Thereafter, if the analysis cannot be performed again, the read image data may be analyzed again using the other threshold calculation formula.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method for determining the size of a halftone dot.
  • the size of halftone dots is determined in relation to the size of grid dots.
  • the grid dots are a rectangle as shown in FIG. 5A or an elliptical arc as shown in FIG. Most of them are square or circular, and in particular, they are often defined as squares for convenience in data creation and reduction of data capacity.
  • the halftone dot density is 50% for a circular halftone dot and 40% for a square halftone dot, they may be connected as shown in FIG.
  • the dot is less than about 40% for the circular halftone dot and less than about 30% for the square halftone dot, printing can be performed without being generally connected.
  • the printing accuracy varies depending on the printing method, ink type, dot gain, paper quality, optical reading means performance, and the like.
  • a part of the halftone dots may be connected, so that it can be determined by the image analysis processing means. Since the brightness of this connection part is brighter than the central part of the halftone dots, the connection can be disconnected by comparison.
  • the maximum printing halftone density when the grid dots are set to a predetermined size is determined.
  • the short side of the rectangular and elliptical arc grid dots is L inches.
  • the dot density X is X ⁇ 25 ⁇ L 2 ⁇ D 2 It becomes.
  • the shape of the grid dot is generally a square, when comparing the side length L of the square of the grid and the diameter R of the circular halftone dot, the area of the square is definitely larger even if there is no difference. Even if there is a slight variation in printing, there is a difference in the number of pixels constituting the dot, and the grid dot can be identified. If the grid dot shape is circular, the dot density X needs to be reduced by ⁇ / 4, X ⁇ 25 ⁇ 2 L 2 ⁇ D 2/4 It becomes.
  • the dot density X is X ⁇ 50L 2 ⁇ D 2 It becomes.
  • the shape of the grid dot is generally a square
  • the side length L of the grid square is compared with the diagonal length K of the square halftone dot
  • the area is surely the square of the grid even if there is no difference. Even if there is a slight variation in printing, the difference in the number of pixels constituting the dot occurs and the grid dot can be identified.
  • the grid dot shape is circular, the dot density X needs to be reduced by ⁇ / 4, X ⁇ 50 ⁇ L 2 ⁇ D 2/ 4 It becomes.
  • the halftone dot size in the printed result is a grid, taking into account the fact that printing accuracy decreases due to the printing method, ink type, dot gain, paper quality, optical reading means performance, etc. Since the size of the halftone dot must be determined with a margin so as to be surely smaller than the dot, it is preferable to print the halftone dot with the predetermined halftone dot density reduced by about 10%. Of course, by increasing the number of halftone dot printing screens as described above, the size of the halftone dots can be reduced even with the same halftone dot density, and the grid can be determined more accurately.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method for discriminating between grid dots and halftone dots.
  • the image photographed by the optical reading means is formed by a set of pixels as a bitmap image on the image memory.
  • (A) in the figure is image data developed in the image memory of the optical reading means.
  • the image analysis processing means extracts a certain number of pixels in a certain region at the center of the image data. This certain number is determined by the relationship between the number of pixels constituting the grid dots and the number of pixels in a certain region in the center of the image data.
  • a certain area in the center of the image data may be defined by a number of pixels that is four times or more the maximum number of pixels constituting a grid dot, and the number of pixels equal to or less than 1/4 may be set to a certain number. Note that it is not necessary to stick to this calculation method if grid dots and / or halftone dots do not exist in the extracted fixed number.
  • the image analysis processing means calculates the brightness of each pixel. Then, a predetermined number (for example, 10) of pixels B (1) to B (10) are extracted in order of increasing brightness as the brightness measurement area, and the average value of the brightness in each brightness measurement area is extracted.
  • the threshold value As shown in FIG. 7, for each line of image data, a fixed number of pixels that are not dots (grid dots and / or halftone dots) in the center area (brightness measurement range) of each line are extracted. May be.
  • the resolution of the bitmap image is m ⁇ n
  • pixels in the center region are extracted from the first calculation scanning line to the mth calculation scanning line.
  • the threshold value is obtained by the same method as in FIG. 6 based on the average value of the brightness of the pixels extracted for each line.
  • the center area (width) of each line of image data is determined by the number of pixels that is four times or more the maximum width of the pixels constituting the grid dots, and the brightness measurement range is set. It may be a certain number.
  • the image data Due to the tilt of the scanner, the image data includes a darkly imaged area and a brightly imaged area. Therefore, by obtaining a threshold value for each line, it becomes possible to more accurately discriminate halftone dots and grid dots.
  • image data is divided, and the threshold value for each divided area is calculated from the average value of the brightness of pixels in which no grid dots and / or halftone dots exist in the central area of the divided area. Then, it may be detected and determined.
  • the threshold values on the line change discontinuously. Therefore, the threshold values are calculated by interpolation so that these threshold values change continuously on the line. If detected, the accuracy of discrimination of grid dots can be further increased.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a method for discriminating between an area where grid dots or halftone dots are printed and an area where neither is printed (blank area).
  • the image analysis processing means calculates the brightness for each line of the image data.
  • FIG. 4B shows the brightness for each pixel in a bar graph.
  • the image analysis means calculates a difference in brightness between an arbitrary pixel i (first pixel) among pixels in the horizontal direction and a pixel i + n (second pixel) that is separated from i by a predetermined number n. Find the absolute value of. If the absolute value of the difference is greater than or equal to a predetermined threshold, the pixel with the smaller brightness is determined to be a dot (either a grid dot and / or a halftone dot).
  • the absolute value of the brightness difference between an arbitrary pixel i (first pixel) and a pixel i + n (second pixel) that is a predetermined number away from i is equal to or smaller than a predetermined threshold value. If it is determined that one pixel is a dot, it is reserved that the pixel is a dot, and the second pixel is also determined to be a dot. That is, the first pixel and the second pixel are pixels that form the same dot. Furthermore, in order to improve accuracy, the second pixel is reserved as a dot candidate, and the absolute value of the brightness difference is equal to or greater than a predetermined threshold value when compared with the second pixel.
  • the first pixel is a dot.
  • the second pixel is also reserved as a dot candidate, and the determination may be continued.
  • the previous dot candidates may be officially determined as dots. If the absolute value of the brightness of the pixel determines whether or not the dot is a printed area, when the optical reading means is tilted, a dark portion is generated and all the dots are determined to be dots.
  • the constant distance n is preferably smaller than the number of pixels between adjacent dots.
  • FIG. 9 is a diagram showing the structure of the scanner (optical reading means).
  • the scanner incorporates an IR-LED that is an infrared irradiation means for irradiating the medium surface, a visible light blocking filter that cuts a visible light length component of the reflected light, a C-MOS sensor that is an image sensor, and a lens. And a diffuser capable of diffusing infrared rays applied to the medium surface from the infrared irradiation means and uniformly irradiating the medium surface.
  • the scanner photographs the reflected light of the irradiation light irradiated on the medium. Since the dot pattern is printed with ink having the characteristic of absorbing infrared rays, only the grid dot portion is photographed black in the image captured by the C-MOS sensor.
  • the visible light blocking filter may be provided below the C-MOS sensor or near the photographing port.
  • FIGS. 10 (a) and 10 (b) are enlarged views (photographs) of a captured image of the print medium according to the present invention.
  • image data as shown in FIGS. This image was taken of a 4 mm diameter area on a printed media surface printed with a grid dot diameter of 0.1 mm or more, a dot printing screen line number equivalent to 175 lpi and a dot density of 20%, and a resolution of 288 x 288
  • the brightness information is recorded as 8-bit (0 to 255) image data in the image memory.
  • (A) in the figure shows a case where the optical reading means is read vertically with respect to the print medium surface, and (b) shows image data when the optical reading means is read by tilting about 40 degrees. It can be seen that the size of the halftone dots and grid dots in FIG. 6B are clearly smaller than those in FIG. By using the calculation formula of FIG. 4C, even if there is no difference between the size of some of the halftone dots in FIG. 4A and the size of some of the grid dots in FIG. By using different threshold values for (a) and (b), it is possible to distinguish between halftone dots and grid dots.
  • the stream dot is a dot pattern disclosed in Japanese Patent Application No. 2009-165163.
  • 11 and 12 sequentially show an example of a process for forming a stream dot pattern.
  • the dot pattern according to the present invention is different from the conventional dot pattern.
  • step 1 corresponding to the visible information on the surface of the medium, the reference dot 1 is continuously arranged in a line at a position where information is input / output. Place multiple.
  • the reference dots 1 are arranged in a curved shape, but the arrangement of the reference dots 1 is not limited to this, and is composed of a plurality of line segments interwoven with straight lines and curves. Various modifications can be made to form the dot pattern in a shape that matches the area where information is input and output, such as a polygonal line.
  • the reference dot 1 may be arranged on a real line visually formed on the medium surface, or the reference dot 1 may be arranged according to a predetermined rule along the real line.
  • the real line here is a concept with respect to a virtual line, and includes all the lines that actually exist. For example, a solid line, a broken line, a dotted line, a straight line, a curved line, and the like can be mentioned.
  • the dot pattern may be unevenness such as printing, display display, or a hole or groove on a metal or plastic.
  • the reference dots are not limited to this, and a plurality of intervals are mixed to define a set of constant information of the dot pattern, It is also possible to define both a set of constant information of a dot pattern and a direction of the dot pattern by arrangement intervals of three different reference dots in the set of fixed information.
  • a first virtual reference line 2 that connects the reference dots 1 arranged in a line is provided.
  • the first virtual reference line 2 is provided by a curve, but the first virtual reference line 2 is not limited to this, and the reference dots 1 arranged in a curved shape are not limited thereto.
  • the straight first virtual reference line 2 may be provided, or the curved first virtual reference line 2 may be provided for the reference dots 1 arranged in a straight line. That is, the second virtual reference line 3, virtual reference point 4, and information dot 5 in Step 3 to Step 5 to be described later are arranged at positions where the reference dots are connected to form a first line consisting of a straight line, a broken line and / or a curve.
  • One virtual reference line 2 can be freely defined.
  • the first virtual reference line 2 in the case of a curve is preferably a Bezier curve.
  • the reference dot 1 on the first virtual reference line 2 is set as P0 and P3, and P1 and P2 are set as given control points.
  • points P4, P5, and P6 are obtained by dividing the three line segments P0-P1, P1-P2, and P2-P3 obtained by connecting the control points in order at a one-to-one ratio.
  • points P7 and P8 are obtained by dividing the two line segments P4-P5 and P5-P6 obtained by connecting these points in order at a one-to-one ratio.
  • the first virtual reference line 2 may be provided by using various algorithms such as a spline curve obtained by using a spline function, an nth order polynomial, an elliptic arc, and the like, not limited to a Bezier curve.
  • a second virtual reference line 3 defined at a predetermined position from the reference dots 1 and / or the first virtual reference line 2 arranged in a line is provided.
  • the second virtual reference line 3 is adjacent to the reference dot 1 adjacent to a predetermined position on the vertical line with respect to the tangent line of the first virtual reference line 2 at the midpoint between the adjacent reference dots 1.
  • the second virtual reference line 3 is not limited to this, and a virtual reference point is provided in accordance with an area in which information is input / output by a dot pattern as will be described later. In addition, it can be defined by various methods.
  • the second virtual reference line 3 may be provided only on one side with respect to the first virtual reference line 2 to define the direction of the dot pattern, or may be provided on both sides to increase the amount of information. .
  • a plurality of virtual reference points 4 are provided at predetermined positions on the second virtual reference line 3.
  • the virtual reference point 4 is an isosceles triangle with the intersection of the second virtual reference lines 3, that is, a straight line connecting adjacent reference dots 1 as the base and the second virtual reference line 3 as the opposite side.
  • the position of the virtual reference point 4 is not limited to this, and is provided at the midpoint of the second virtual reference line 3 or instead of the second virtual reference line 3.
  • Various modifications such as provision on the dot 1 are possible.
  • step 5 the information dot 5 is arranged at the end point expressed by a vector with the virtual reference point 4 as the start point.
  • one information dot 5 is arranged for one virtual reference point 4 so that the vector direction from the virtual reference point 4 is eight directions and the distance from the virtual reference point 4 is equal.
  • the arrangement of the information dots 5 is not limited to this, and the information dots 5 are arranged on the virtual reference point 4, the vector direction is set to 16 directions, or two are arranged for one virtual reference point 4. It is possible to arrange a plurality of elements in any direction and in any length.
  • FIG. 14 is an enlarged view showing an example of information dots of the dot pattern and bit display of data defined in the dot pattern.
  • Information dot 5 is a dot for recognizing various information.
  • the information dot 5 is arranged at the end point represented by a vector with the virtual reference point 4 as the start point. For example, as shown in FIG. 12, the information dot 5 is rotated by 45 degrees in the clockwise direction because a dot 0.1 mm away from the virtual reference point 4 has a direction and a length expressed by a vector. These are arranged in 8 directions to represent 3 bits.
  • 3 bits are expressed by arranging in 8 directions, but the present invention is not limited to this, and 4 bits can be expressed by arranging in 16 directions. Of course, it can be arranged in length.
  • the information dot 5 is arranged at the end position of the virtual reference point 4 with the virtual reference point 4 as the starting point.
  • the dot is not limited to this and is not limited to this.
  • Information may be defined depending on whether or not is arranged. For example, information can be defined as “1” if a dot is arranged on a virtual reference point, and “0” if no dot is arranged.
  • FIG. 15 is an example of the information dot and the bit display of the data defined therein, and shows another form.
  • the information dot 5 if two types of short (upper part in FIG. 15) and long (lower part in FIG. 15) are used from the virtual reference point 4 derived from the reference dot 1 and the vector direction is 8 directions, then 4 bits. Can be expressed. At this time, it is desirable that the longer one is about 25 to 30% of the distance between the adjacent virtual reference points 4, and the shorter one is about 15 to 20%. However, it is desirable that the center interval between the long and short information dots 5 be longer than the diameter of these dots.
  • the information dot 3 is preferably one dot in consideration of its appearance. However, if the appearance is ignored and the amount of information is to be increased, a large amount of information can be obtained by assigning 1 bit to each vector and expressing the information dot 3 with a plurality of dots.
  • an information dot 3 defined from the reference dots 4 can represent information of 2 8, and 2 64 in chunks of the information dot eight constant information 1.
  • the stream dot pattern according to the present invention is continuous with a line including a curve unlike the reference dot formed in a two-dimensional lattice pattern in the conventional dot pattern proposed by the present inventor. Are formed based on the reference dots arranged in this manner.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a state in which stream dot patterns are arranged in the vertical direction.
  • key dots and side dots are arranged in addition to the reference dots and information dots.
  • Key dots are dots arranged at both ends of a set of fixed information.
  • This key dot is a representative point of the dot pattern 1 for one region representing a group of information dots.
  • the side dots are dots arranged on the positive and negative extension lines of the shift of the key dot 2.
  • (B) in FIG. 6 has reference dots and stream dot patterns arranged at equal intervals.
  • the XY coordinate values are defined without a gap.
  • the stream dot pattern according to the present invention is not limited to this, and the interval between the dot patterns may be arbitrarily set as shown in FIG. Also, the interval between the reference dots can be set arbitrarily.
  • the dot pattern in which the XY coordinates are defined is formed in the information area visually formed on the medium surface without being restricted by the shape of the rectangular area when used as a two-dimensional code (used as an index). It is possible to form a dot pattern by repeating a set of constant information in a combined free shape.
  • the virtual reference line and the virtual reference point according to the present invention are not actually printed and formed on the surface of the medium, but only when the dot pattern is arranged on the image memory of the computer or when the dot pattern is read. Is set virtually.
  • a dot pattern can be formed on a curved body such as a globe, a three-dimensional structure such as a human body model, a three-dimensional map, etc., and the present invention is not limited to a planar map or picture book. It is possible to use the input / output device according to the above.
  • the present invention can be used for any printed matter. Regardless of the optical reading means using the frequency characteristics and the ink used, only the grid dots are detected, and the dot pattern can be recognized.

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Abstract

　色数を増やすことなく鮮やかな色を表現可能で、ドットパターン印刷の印刷コストを抑えることが可能な印刷媒体、および印刷媒体を用いた情報処理方法、情報処理装置を提供する。これにより、周波数特性の異なるインクを使うことなく、また、従来不可能とされていた１色でグラフィックとドットパターンを重畳印刷することが可能となる。情報を定義するために所定の規則にしたがってグリッドドットが配置されたドットパターンと、網点を用いて印刷される文字・絵柄・写真等とが重畳印刷された印刷媒体であって、ビットマップ画像データに記録された明度情報から所定の方法で印刷媒体上のドットを検出し、そのドットが、ドットパターンを構成するグリッドドットであるか網点であるかを、画像解析処理手段で判定されるように印刷されていることを特徴とする印刷媒体とした。

Description

印刷媒体、情報処理方法、情報処理装置
　本発明は、網点印刷に重畳印刷されたドットパターンであって、光学読み取り手段により網点と判別して読み取り可能なドットパターンが印刷された印刷媒体、およびこれを用いたドットパターンを読み取る情報処理方法、情報処理装置に関する。
　本願の発明者は、ドットパターンを画像と重畳して印刷した、そのような媒体のドットパターンを光学的に読み取り、情報を出力する技術について多数発明をしている。
　特許文献１には、ドットパターンと地図を重畳して印刷し、地図上のドットパターンを読み取ることにより、地図上の座標と対応する情報を出力する発明が開示されている。
　特許文献２には、ドットパターンとパソコン用のキーボードの図柄を重畳して印刷し、キーボードのキー上のドットパターンを読み取ることにより、当該キーと対応する入力指示をパソコンに対して行う発明が開示されている。
　特許文献３には、画像とドットパターンが重畳して印刷された領域を光学読み取り手段で読み取る際に、ドットパターンのみを読み取る方法が開示されている。特許文献３によれば、ドットパターンのみを読み取るために、画像をノンカーボンインクで印刷し、ドットパターンを透明もしくは半透明の赤外線吸収インクかカーボンブラックで印刷する。カーボンブラック（墨色）は、赤外線を吸収する特性があり、光学読取手段により赤外線を照射し、媒体面から反射した赤外線だけを撮像し、ドットパターンを読みとる。従って、カラー印刷の場合は５色刷りとなる。
　一方、特許文献４によれば、印刷コストを抑えるために、ノンカーボンのＫ（墨色）インクに代えてノンカーボンのＣＭＹインクにより墨色を擬似的に表現（所謂コンポジットブラック）し、従来と同じインクを用いてカラー印刷４色刷りが可能となる。
特開２００７－７９９９３号公報 特許第４０４２０６５号公報 ＷＯ２００４／０２９８７１号公報 ＷＯ２００７／０２１２４９号公報
　特許文献３によれば、画像用にノンカーボンのＣＭＹＫインク、ドットパターン用に見えない赤外線吸収インク（ステルスインク）、すなわち５色のインクが印刷に必要となり、特にステルスインクが高価であるという問題点があった。
　特許文献４によれば、ＣＭＹインクで墨色を擬似的に表現したコンポジットブラックを使用して画像をノンカーボンのＣＭＹインクのみで表現するが、コンポジットブラックはあくまでも濃い焦茶色であるため、鮮やかな黒を表現することができないという問題点があった。
　本発明は、上記問題点を踏まえて、色数を増やすことなく鮮やかな色を表現可能とし、ドットパターンを印刷した印刷媒体の印刷コストを抑えることを課題とする。これにより、周波数特性の異なるインクを使うことなく、また、従来不可能とされていた１色でグラフィックとドットパターンを重畳印刷することが可能となる。
　前記課題を解決するために、本発明では、以下の手段を採用した。
　（１）本発明の印刷媒体は、光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データを画像解析処理手段によって所定の情報に復号できる、該所定の情報を定義するために所定の規則にしたがってグリッドドットが配置されたドットパターンと、網点を用いて印刷される文字・絵柄・写真等とが重畳印刷された印刷媒体であって、該ビットマップ画像データに記録された明度情報から所定の方法で印刷媒体上のドットを検出し、該ドットが該ドットパターンを構成するグリッドドットであるか該網点であるかを、該画像解析処理手段で判定されるように印刷されていることを特徴とする。
　ここで明度情報とは、全ての色の明るさを示すものであり、黒が最も明度が低く、ドットパターンを黒で印刷することにより、網点で表現されたカラーの明度と比較することによりグリッドドットが判別できる。その差が僅かである場合は、カラー部分の明度を高めて印刷するか、画像解析処理手段で読みとったカラー部分の明度を高めるように補正して判別してもよい。これにより、周波数特性を利用した光学読取手段や使用インクに関係なくグリッドドットのみを検出し、ドットパターンの認識が可能となる。
　（２）さらに、前記画像解析処理手段は、ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データから所定の方法で検出されたドットを構成するピクセル数を算出し、予め設定された閾値に対して該ピクセル数の大小によって前記グリッドドットであるか前記網点であることを判定するときに該ドットを構成するピクセル数が該閾値より大きいときにグリッドドットであると判定し、該ドットを構成するピクセル数が該閾値より小さいときに網点であると判定することを特徴とする。
　これにより、CMYの各網点が重なった重畳部分のカラーの明度が低下し、グリッドドットと網点の明度による判別が難しくなる場合でも、その重畳部分を構成するピクセル数が閾値以下となるよう印刷すれば、グリッドドットとの判別が可能となる。もちろん、カラー印刷にCMYKを用いて、Kの網点とグリッドドットの明度が同程度であっても、両者を構成するピクセル数によって判別可能となる。
　（３）さらに、前記グリッドドットと前記網点とが同一のインクを用いて印刷されていることを特徴とする。
　これにより、同種のインクを用いてグリッドドットと網点を印刷した場合であっても、グリッドドットのみを検出し、ドットパターンの認識が可能となる。
　（４）さらに、前記グリッドドットと前記網点とが所定の波長領域の赤外線を吸収するインクを用いて印刷されていることを特徴とする。
　これにより、赤外線のみを撮像する光学読取手段を用いてドットパターンを認識する場合、通常印刷で用いるCMYK（赤外線を吸収するカーボンブラック）で網点印刷し、Kインクと同様に赤外線を吸収するインクでグリッドドットを印刷しても、両者を構成するピクセル数によって判別可能となる。
　（５）さらに、隣り合って印刷される前記網点は、前記画像解析処理手段が前記ビットマップ画像データから該網点同士が連結しないよう個々のドットとして検出できるよう、該網点が所定の網点濃度で印刷されていることを特徴とする。
　これにより、連結した網点を構成するピクセル数が閾値を越えてグリッドドットが判別不可とならないよう、印刷精度を考慮した上で網点を所定の網点濃度で印刷して、グリッドドットを判別可能とする。なお、印刷のばらつきによって、網点の一部が連結しても、その連結部は明度が若干高くなるため連結を切り離すことができる。
　（６）さらに、前記グリッドドットは、矩形または楕円弧であり、それらの短辺方向の長さをL(インチ)、網点の印刷スクリーン線数をD(lpi)とすると、網点形状が円形である場合は、前記所定の網点濃度X(%)が２５πＬ2×D２未満で、該網点形状が正方形である場合は、該所定の網点濃度X(%)が５０Ｌ2×D２未満で印刷されることを特徴とする。
　これにより、印刷のばらつきが僅かであれば、両者を構成するピクセル数によって判別可能となる。ただし、印刷のばらつきが多い場合は、所定の網点濃度を１０％程度低減させて網点を印刷することが好ましい。
　（７）本発明の情報処理方法は、所定の情報を定義するために所定の規則にしたがってグリッドドットが配置されたドットパターンと、網点を用いて印刷される文字・絵柄・写真等とが重畳印刷された印刷媒体を、光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データを画像解析処理手段によって該所定の情報に復号する情報処理方法であって、該画像解析処理手段は、該ビットマップ画像データに記録された明度情報から所定の方法でドットを検出し、該ドットが該ドットパターンを構成するグリッドドットであるか網点であるかを判定して所定の情報を復号することを特徴とする。
　これにより、光学読取り手段の種類、読み取り方法に関係なくグリッドドットのみの認識が可能となる。
　（８）さらに、前記画像解析処理手段は、ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データから所定の方法で検出されたドットを構成するピクセル数を算出し、予め設定された閾値に対する該ピクセル数の大小によって前記グリッドドットであるか前記網点であるかを判定するときに、該ドットを構成するピクセル数が該閾値より小さいときに網点であると判定し、該ドットを構成するピクセル数が該閾値より大きいときにグリッドドットであると判定して所定の情報に復号することを特徴とする。
　（９）さらに、前記画像解析処理手段は、閾値テーブルまたは所定の計算式を備え、前記読み取ったビットマップ画像データの所定領域内の前記ドットを除く明度情報を示すピクセル値を検出し、該閾値テーブルまたは所定の計算式より該ピクセル値に対応する閾値を求めグリッドドットを判定することを特徴とする。
　これにより、光学読取手段が傾いている、または媒体面から若干離れている状態では、撮影領域が広くなり、その結果、グリッドドットと網点が小さくなりグリッドドットを構成するピクセル数が少なくなり、予め設定されたピクセル数の閾値を下回ってしまい網点として判定される場合があっても、明度に対応する閾値テーブルまたは所定の計算式より求められた閾値を使用することによりグリッドドットを判定できる。これは、光学読取手段が傾いている、または媒体面から若干離れている状態では、画像メモリに展開された画像データの中央の明度測定領域の明度が低下することから、その際の明度に応じてピクセル数の閾値をダイナミックに低下させて、ドットが、グリッドドットであるか網点であるかを判定すればよい。
　（１０）さらに、前記画像解析処理手段は、前記網点と前記グリッドドットを判定するための第１の閾値テーブルまたは所定の計算式と、少なくとも網点を除いて光学読取手段により読み取られたグリッドドットを判定するための第２の閾値テーブルまたは所定の計算式を備え、いずれかを所定の方法で選択して前記ピクセル値に対応する閾値を求めグリッドドットを判定することを特徴とする。
　これにより、通常のグリッドドット印刷媒体において目立たないようできるだけ小さく印刷したグリッドドットの判別と、比較的大きくグリッドドットを印刷した媒体で網点との判別のいずれにおいても、２つの異なる閾値テーブルまたは所定の計算式を使い分けてグリッドドットを判別できる。１つの具体例としては、周波数特性（光学特性）でグリッドドットのみを読み取る光学読取手段で、通常のグリッドドット印刷媒体でも、グリッドドットと同じインクで印刷された印刷媒体でも、両方のグリッドドットを読み取り、所定の情報に復号することができる。
　（１１）さらに、前記印刷媒体は、前記グリッドドットと前記網点が同一のインクを用いて印刷されていることを特徴とする。
　（１２）さらに、前記印刷媒体は、前記グリッドドットと前記網点が所定の波長領域の赤外線を吸収するインクを用いて印刷され、前記光学読取手段は、少なくとも可視光を遮断するフィルターと、少なくとも該所定の波長領域内の赤外線照射手段を備え、該所定の波長領域の赤外線を吸収するインクで印刷された前記印刷媒体を該光学読取手段で読み取ることを特徴とする。
　（１３）さらに、前記画像解析処理手段は、隣り合って印刷される前記網点同士が連結しないよう、該網点が所定の網点濃度で印刷されている印刷媒体を該光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データから該網点同士が連結しないよう個々のドットとして検出し、前記グリッドドットであるか網点であるかを判定して所定の情報に復号することを特徴とする。
　（１４）さらに、前記グリッドドットは、矩形または楕円弧であり、それらの短辺方向の長さをL(インチ)、網点の印刷スクリーン線数をD(lpi)とすると、該グリッドドットが矩形であり、網点形状が円形である場合は、前記所定の網点濃度X(%)が２５πＬ2×D２未満で、該グリッドドットが矩形であり、該網点形状が正方形である場合は、該所定の網点濃度X(%)が５０Ｌ2×D２未満で、該グリッドドットが楕円弧であり、網点形状が円形である場合は、前記所定の網点濃度X(%)が２５π2Ｌ2×D２/４未満で、該グリッドドットが楕円弧であり、該網点形状が正方形である場合は、該所定の網点濃度X(%)が５０πＬ2×D２/４未満で印刷されていることを特徴とする。
　（１５）さらに、前記画像解析処理手段は、ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データに記録された明度情報を示すピクセル値が所定の閾値以下である場合に該ピクセルをドットとして検出し、該ドットがグリッドドットであるか前記網点であるかを判定して所定の情報を復号することを特徴とする。
　（１６）さらに、前記画像解析処理手段は、ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データの各行全ピクセルにおいて、水平方向に並ぶ第一のピクセルと、所定のピクセル数だけ離れた第二のピクセルのそれぞれに記録された明度情報を示すピクセル値を検出し、その両ピクセル値の差分の絶対値が所定の閾値以上である場合に該ピクセル値の小さいものをドットとして検出し、該ドットがグリッドドットであるか前記網点であるかを判定して、グリッドドットである場合に所定の情報を復号することを特徴とする。
　（１７）さらに、前記所定の閾値は、前記ビットマップ画像データの中央の所定領域内の前記ドットを除く明度情報を示すピクセル値を検出し、該ピクセル値に対応する閾値テーブルまたは所定の計算式より求められることを特徴とする。
　これにより、光学読取手段に性能上の個体差が生じ、読み取ったビットマップ画像データの明度情報にばらつきがあっても、それに対応して最適な閾値を求めグリッドドットの判別が可能となる。また、光学読取手段が媒体面に完全に接触していない場合や、光学読取手段を印刷媒体面に対して傾けた場合など、読み取ったビットマップ画像データの明度は低下するが、そのような場合でも、それに対応して最適な閾値を求めグリッドドットの判別が可能となる。
　（１８）さらに、前記所定の閾値は、前記ビットマップ画像データの各行において、各行の中央の所定領域内の前記ドットを除く明度情報を示すピクセル値を検出し、該ピクセル値に対応する閾値テーブルまたは所定の計算式より各行毎に求められることを特徴とする。
　これにより、光学読取手段を印刷媒体面に対して傾けた場合、読み取ったビットマップ画像データの明度が、光学読取手段を手前に傾けた側から逆方向に向かって低下するが、ビットマップ画像データの各行において、最適な閾値を求めることにより、各行に位置するグリッドドットをさらに正確に判別できる。
　（１９）本発明の情報処理装置は、所定の情報を定義するために所定の規則にしたがってグリッドドットが配置されたドットパターンと、網点を用いて印刷される文字・絵柄・写真等とが重畳印刷された印刷媒体を、光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データからグリッドドットによって構成されたドットパターンを画像解析処理手段によって該所定の情報に復号する情報処理装置であって、該画像解析処理手段は、該ビットマップ画像データに記録された明度情報から所定の方法でドットを検出し、該ドットがドットパターンを構成するグリッドドットであるか網点であるかを判定して、グリッドドットである場合に所定の情報に復号することを特徴とする。
　（２０）さらに、前記画像解析処理手段は、ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データから所定の方法で検出されたドットを構成するピクセル数を算出し、予め設定された閾値に対する該ピクセル数の大小によって前記グリッドドットであるか前記網点であるかを判定するときに、該ドットを構成するピクセル数が該閾値より小さいときに網点であると判定し、該ドットを構成するピクセル数が該閾値より大きいときにグリッドドットであると判定して所定の情報に復号することを特徴とする。
　（２１）さらに、前記印刷媒体は、前記グリッドドットと前記網点が所定の波長領域の赤外線を吸収するインクを用いて印刷され、前記光学読取手段は、少なくとも可視光を遮断するフィルターと、少なくとも該所定の波長領域内の赤外線照射手段を備えることを特徴とする。
　これにより、通常印刷で用いるCMYは赤外線を吸収しないため、赤外線を吸収するKインクにより印刷された網点と、赤外線を吸収するインクで印刷されたグリッドドットのみを光学読取手段で撮像して、明度や両者を構成するピクセル数でグリッドドットを判別することができる。すなわち、Kインクにより印刷された網点とグリッドだけの２色で判別し、もしくはグリッドの印刷にKインクを用いた場合は１色だけで判別すればよい。
　（２２）さらに、前記ドットパターンは、所定の規則にしたがって線状に連続して複数の基準ドットを配置する工程と、該複数の基準ドットを結ぶ、直線、折れ線および／または曲線からなる第一の仮想基準線を設ける工程と、該基準ドットおよび／または該第一の仮想基準線から所定の位置に定義される、直線および／または曲線からなる少なくとも１以上の第二の仮想基準線を設ける工程と、該第二の仮想基準線上の所定の位置に複数の仮想基準点を設ける工程と、該仮想基準点を始点としてベクトルにより表現した終点に、該仮想基準点からの距離と方向とでＸＹ座標値および／またはコード値が定義される情報ドットを配置する工程に従って配列した、ストリームドットパターンを1ラインまたは複数並べて形成されることを特徴とする。
　これによれば、基準点の間隔が一定のストリームドットパターンが複数並べて形成されることにより、ＸＹ座標値が印刷媒体に隙間なく定義され軌跡情報を生成することができる。さらに、文字や五線譜、地図、図形などが印刷媒体に印刷され、その線分上をスキャナーペンでなぞるかまたはタッチして操作する場合、その線分に沿ってのみストリームドットパターンを形成することにより、合理的にドットパターンを配置できる。また、ＸＹ座標が定義されたドットパターンを２次元コードとして形成される際（インデックスとして使用）の矩形領域の形状に制約されることなく、媒体表面上に可視的に形成された情報領域に合わせた自由な形状での一定情報のまとまりの繰り返しによるドットパターンを形成することが可能となる。
　（２３）さらに、前記ストリームドットは、第二の仮想基準線を定義するために、および/または前記ドットパターンの方向と１つのＸＹ座標値および／またはコード値を定義するために、さらに基準となる基準ドットを所定の位置に設けたことを特徴とする。
　これによれば、新たな基準点を設けることにより、ストリームドットパターンの向きと一定情報のまとまりを、情報ドットを使用せず簡易に定義することができ、これにより、余計な情報の低減を押さえられる。さらに、新たな基準点の配置により情報ドットの始点となる仮想基準点の位置を正確に示すことができる。 
　本発明によれば、周波数特性を利用した光学読取り手段や使用インクに関係なくグリッドドットのみを検出し、ドットパターンの認識が可能となる。
　従って、同種のインクを用いてグリッドドットと網点を印刷した場合であっても、グリッドドットのみを検出し、ドットパターンの認識が可能となる。これにより、モノクロ印刷など１色での印刷媒体でもドットパターンをグラフィックに重畳印刷して、ドットパターンの認識が可能となる。
網点とグリッドドットを、周波数特性が同じインクで重畳印刷する状態を説明する拡大図である。 網点とグリッドドットが１色のインクで重畳印刷されている状態を示す拡大図である。 網点とグリッドドットを、異なる周波数特性を有するインクで印刷した状態を示す拡大図である。 網点とグリッドドットをビットマップ画像で表現した図である。 網点の大きさを決定する方法について説明する図である。 網点とグリッドドットを判別する方法について説明する図である。 網点とグリッドドットを判別する方法について説明する他の方法について説明する図である。 網点またはグリッドドットが印刷されているか否かを判別する方法について説明する図である。 光学読取手段について説明する図である。 本発明に係る印刷媒体の撮像画像の拡大図である。 本発明に用いられるドットパターンの一例であるストリームドットパターンを説明する図（１）である。 本発明に用いられるドットパターンの一例であるストリームドットパターンを説明する図（２）である。 本発明に用いられるドットパターンの一例であるストリームドットパターンを説明する図（３）である。 本発明に用いられるドットパターンの一例であるストリームドットパターンを説明する図（４）である。 本発明に用いられるドットパターンの一例であるストリームドットパターンを説明する図（５）である。 本発明に用いられるドットパターンの一例であるストリームドットパターンを説明する図（６）である。
　本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
　図１～３は、網点とグリッドドット（ドットパターンに用いられるドット）を重畳印刷する状態を説明する拡大図である。
　図１は、網点とドットパターンを、重畳印刷する状態を説明したものであり、光学読取手段を用いて可視光領域で読み取る例である。（ａ）は通常のグラフィックの網点印刷、（ｂ）はドットパターン、（ｃ）はグラフィックとドットパターンを重畳印刷した状態を示すものである。
　ここで、通常のグラフィック印刷とは、文字・写真・イラスト等の通常の網点印刷のことを意味する。ドットパターンとは、二次元コードの一種であり、様々な情報やプログラムを入出力させる自動認識技術である。具体的には、特許３７０６３８５号、特許３８５８０５１号、特許３７７１２５２号、特願２００９－１６５１６３号等に開示されている。その他、あらゆるドットパターンを用いてもよいことはもちろんである。
　通常のグラフィック印刷は、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の３色（同図（ａ））またはＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ（ブラック）の４色を用いて行われる。一方、ドットパターンは、Ｋインクを用いて印刷される（同図（ｂ））。そして、同図（ｃ）に示すように、通常のグラフィックとドットパターンを重畳印刷する。これにより、ユーザが、ドットパターンを読み取るための専用のスキャナ（光学読取手段）で印刷媒体をタッチすると、グラフィック印刷の内容に対応した音声・画像等の情報が、スキャナに接続された情報機器（パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等）から出力される。
　本実施形態においては、これらのグラフィック印刷およびドットパターン印刷に用いられるインクは、可視光領域で網点とドットパターンの明度の違いを判別するため、光学読取手段で撮像できれば、どのような周波数特性であっても構わない。すなわち、図示しないが、所定の明度を閾値として設定し、光学読取手段で読み取ってビットマップ画像データのドット部分が、当該閾値より大きい場合はグリッドドット、当該閾値より小さい場合は網点として判定する。これにより、周波数特性（光学特性）を利用した光学読取手段や使用インクに関係なくグリッドドットのみを検出し、ドットパターンの認識が可能となる。ここで、Ｃ，Ｍ，Ｙが混ざったコンポジットブラックが表現された位置では、明度の違いだけではなく、図２に示すように、光学読取手段で読み取ってビットマップ画像データに記録された網点とグリッドドットを構成するピクセル数を比較し、所定のピクセル数以上であれば、グリッドドットであると判別する必要もある。もちろん、通常のグラフィック印刷にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ（ブラック）の４色を使用した場合では、Ｋ（ブラック）が印刷された位置では、所定のピクセル数で判別する。なお、本図では、網点を正方形で表現しているが、これに限定することはなく、円形等、他の形状をした網点印刷でも同様に、グリッドドットを判別できることは言うまでもない。
　図２は、網点とドットパターンを一色のインクで印刷した状態を示すものである。
　同図では、網点、グリッドドットともに、Ｍインクで印刷をしている。本発明においては、このような場合であっても、光学読取手段で読み取ってビットマップ画像データに記録された網点とグリッドドットを構成するピクセル数を比較し、所定のピクセル数以上であれば、グリッドドットであると判別することが可能である。ただし、網点の大きさがグリッドットより必ず小さくなるように、網点の濃度および／または網点のスクリーン線数を限定して印刷する必要がある。もちろん、印刷時のドットゲイン等、印刷の精度や紙質、インクの特性も考慮し、印刷した結果において網点の大きさがグリッドットより必ず小さくなるように網点の大きさを定めなければならない。
　このように、本発明では、一色で印刷した場合であっても、網点とグリッドドットの判別をすることが可能である。これにより、新聞の一色刷、試験問題、アンケート等、一色でのみ印刷する書類、文章、グラフィックに対してもドットパターンを印刷することが可能となる。
　なお、一色で印刷する場合のインクは、Ｍインクに限らず、Ｃインク、Ｙインク、Ｋインクで印刷してもよい。
　図３は、グラフィックとドットパターンを、異なる周波数特性を有するインクで印刷した状態を示すものである。同図では、グラフィックをＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色で印刷し、ドットパターンをＫインク一色で印刷している。そして、Ｃ，Ｍ，Ｙの印刷には、赤外線を反射または透過するインクを用い、Ｋの印刷には、赤外線を吸収するインク、またはカーボンブラックを用いる。この場合、光学読取手段は、赤外線領域で読み取り、Kで印刷された網点およびグリッドットのみをビットマップ画像データに記録されることになり、網点とグリッドドットを構成するピクセル値（明度）は概ね同程度になるため、それぞれのドットを構成するピクセル数を比較し、所定のピクセル数以上であれば、グリッドドットであると判別することが可能となる。なお、当該光学読取手段は、赤外線を媒体面に照射し、可視光遮断フィルター（赤外線透過フィルター）により反射光の内の赤外線だけを読み取る構造である。
　このように、本発明では、インクの色によって周波数特性の異なるインクを用いてもよい。
　図４（ａ）および（ｂ）は、網点とグリッドドットをビットマップ画像で表現した図であり、（ａ）がグリッドドット、（ｂ）が網点を示したものである。
　光学読取手段で読み取られたグラフィックやドットパターンは、画像メモリ上でビットマップ画像として展開される。すなわち、格子状に多くの細密な点（ピクセル）に分割して表現されている。
　画像メモリ上では、網点やグリッドドットは、それらが印刷されていない箇所に対して、明るく撮像されている。スキャナ内部の画像解析処理手段は、ビットマップ画像データから、暗く撮像されている箇所を検出する。そして、それらを構成するピクセル数を算出し、ピクセル数の大小によって、グリッドドットであるか網点であるかを判定する。判定の基準として、ピクセル数の閾値が設定されており、ピクセル数が閾値より大きいときにはグリッドドットであると判定し、ピクセル数が閾値より小さいときには、網点であると判定する。なお、明るいか、暗いかで網点および／またはグリッドドットを検出する場合も、所定の明度の閾値により判定する。なお、閾値以上をグリッドドット、閾値未満を網点としてもよいし、閾値超をグリッドドット、閾値以下を網点としてもよい。
　例えば、閾値が１２と設定されている場合、図４（ａ）は１５ピクセルであるため、グリッドドットであると判定される。同図（ｂ）は８ピクセルであるため、網点であると判定される。
　ここで、光学読取手段が傾いている、または媒体面から若干離れている状態では、撮影領域が広くなり、その結果、グリッドドットと網点が小さくなりグリッドドットを構成するピクセル数が少なくなり、予め設定されたピクセル数の閾値を下回ってしまい網点として判定される場合がある。これを回避するには、光学読取手段が傾いている、または媒体面から若干離れている状態では、画像メモリに展開された画像データの明度が低下することから、その際の明度に応じてピクセル数の閾値をダイナミックに低下させればよい。画像データの中央の領域を明度測定領域とすると、この明度測定領域において、ドットを除くピクセル値の平均値を求め、図４（ｃ）に示すように、この平均値から算定される
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 をピクセル数の閾値とし、閾値T未満であれば網点、閾値以上であればグリッドドットであると判定する。この算定式は、ピクセル値の平均値がλ1以下およびλ2以上は、ピクセル数の閾値が一定値N1およびN2となり、λ1からλ2まではピクセル数の閾値が
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 となる。例えば、印刷媒体面の4mm角を撮影し画像メモリに展開された画像データが144×144程度の解像度、明度情報が8ビット(0～255)、グリッドドットの径が0.1mm以上、網点印刷スクリーン線数が175lpi相当で網点濃度が20％未満であれば、λ1=60、N1=8、λ2=180、N2=12の値を設定すればよい。この値は、印刷方法、インクの種類、ドットゲイン、紙質、光学読取手段の性能等で異なることは言うまでもない。
　ところで、通常のグリッドドット印刷媒体では、グリッドドットだけが印刷されているか、グリッドドットの印刷と網点印刷についてそれぞれ異なる周波数特性（光学特性）を有するインクを用いて、グリッドドットだけを光学読取手段で読み取り所定の情報を復号するのが常である。この場合は、目立たないようグリッドドットをできるだけ小さくするか、見えないインクを用いる。ここで、印刷時のグリッドドット用インクの飛散や光学読取手段の撮像素子の欠落・破損等のノイズを排除するには、同様にピクセル数の閾値を設定しなければならない。しかし、画像データが144×144程度の解像度では、当該ノイズを構成するピクセル数は１～２個（読み取った画像データの解像度が大きい場合は増加する。）と僅かであり、できるだけ小さく印刷したグリッドドットを判別するための閾値も小さな値を設定する。従って、通常のグリッドドット印刷媒体と、網点とグリッドドットを構成するピクセル数で判別する印刷媒体では、異なるピクセル数の閾値を設定しなければならない。
　そこで、図４（ｄ）に示すように、通常のグリッドドット印刷媒体用の第２の閾値算定式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 を設定し、第１の閾値算定式Tまたは第２の閾値算定式T´のいずれかを用いてグリッドドットを読み取り所定の情報を復号することができなければ、他方の閾値算定式を用いて再度、読み取った画像データを解析する。解析できた場合は、その後、当該閾値算定式を継続して用いる。その後、また、解析できなければ、他方の閾値算定式を用いて再度、読み取った画像データを解析すればよい。例えば、印刷媒体面の4mm角を撮影し画像メモリに展開された画像データが144×144程度の解像度、明度情報が8ビット(0～255)、グリッドドットの径が0.1mm以上、網点印刷スクリーン線数が175lpi相当で網点濃度が20％未満であれば、λ1=60、N1=8、λ2=180、N2=12、λ1´=80、N1´=2、λ2´=160、N2´=4の値を設定すればよい。この値は、印刷方法、インクの種類、ドットゲイン、紙質、光学読取手段の性能等で異なることは言うまでもない。
　図５は、網点の大きさを決定する方法について説明するための図である。
　本発明においては、グリッドドットの大きさとの関係で、網点の大きさを決定する。グリッドドットは、同図（ａ）のような矩形または（ｂ）のような楕円弧である。なお、殆どは正方形または円形であり、特に、データ作成上の利便性とデータ容量の低減のために正方形で定義することが多い。
　これに対して円形の網点は同図（ｃ）、正方形の網点は同図（d）のように配置される。点線は、同図（ｃ）で網点の濃度が７０％、同図（d）で網点の濃度が５０％の場合について示したものである。このように、網点の濃度を７０％または、５０％以上とすると、網点同士がデータ上でも接してしまう。その結果、網点を構成するピクセル数が大きくなってしまい、画像解析処理手段が、網点をグリッドドットであると誤判定してしまう。さらに、通常のオフセットや輪転機、各種プリンターでは、網点濃度を円形網点で５０％、正方形網点で４０％にしても、同図（e）のように連結してしまう場合がる。このように極小の点を印刷した場合、インクが周辺に浸透して印刷領域が膨らむドットゲインやインクの種類、印刷方法、紙質等の要因により、網点の連結が生じる。図示しないが、円形網点では４０％程度未満、正方形網点では３０％程度未満にすれば、概ね連結しないで印刷できる。ただし、網点濃度を３０～４０％未満に抑えるために、若干、墨色のしまらない画像となる場合がある。なお、印刷方法、インクの種類、ドットゲイン、紙質、光学読取手段の性能等で印刷精度が異なることは言うまでもない。ここで、印刷の精度によっては、網点濃度を３０～４０％未満に抑えても、網点の一部が繋がってしまう場合があるので、画像解析処理手段で判定できるようにする。この連結部分の明度は、網点の中央部より明るいため、その比較によって連結を切り離すことができる。なお、印刷のばらつきが大きい場合、網点濃度を２～３０％程度未満にすれば、網点の連結を完全に無くし、より正確にグリッドットが判別できる。
　次に、グリッドドットを所定の大きさとした場合の最大印刷網点濃度を決定する。矩形および楕円弧のグリッドドットの短辺をＬインチとする。また、網点の印刷スクリーン線数をD lpiとすると、網点が円形である場合は、網点濃度がX％の網点１個の直径Ｒインチは、網点の半径をrインチとすると、
πｒ2/(1/D)＝X /100　であり、
従って
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 となる。
　ここで、Ｌ＞Ｒとなるよう印刷するには、網点濃度Xは、
X＜２５πＬ2×D２
となる。ここで、グリッドドットの形状は、大概、正方形であるため、グリッドの正方形の辺長Ｌと円形の網点の直径Ｒを比べた場合、差異がなくても面積は確実に正方形の方が大きく、僅かな印刷のばらつきがあっても、ドットを構成するピクセル数には、差異が生じグリッドドットを判別できる。もし、グリッドドットの形状が円形であれば、網点濃度Xをπ/4だけ低下させる必要があり、
X＜２５π2Ｌ2×D２/4
となる。
　また、網点が正方形である場合は、網点濃度がX％の網点１個の対角線長Ｋインチは、網点の辺長をkインチとすると、
k2/(1/D)＝X /100
であり、
従って
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 となる。
　ここで、Ｌ＞Ｋとなるよう印刷するには、網点濃度Xは、
X＜５０Ｌ2×D２
となる。
　ここで、グリッドドットの形状は、大概、正方形であるため、グリッドの正方形の辺長Ｌと正方形の網点の対角線長Ｋを比べた場合、差異がなくても面積は確実にグリッドの正方形の方が大きく、僅かな印刷のばらつきがあっても、ドットを構成するピクセル数には、差異が生じグリッドドットを判別できる。もし、グリッドドットの形状が円形であれば、網点濃度Xをπ/4だけ低下させる必要があり、
X＜５０πＬ2×D２/4
となる。
　これにより、印刷のばらつきが僅かであれば、両者を構成するピクセル数によって判別可能となる。ただし、印刷のばらつきが多い場合は、印刷方法、インクの種類、ドットゲイン、紙質、光学読取手段の性能等で印刷精度が低下することも考慮し、印刷した結果において網点の大きさがグリッドドットより必ず小さくなるように網点の大きさを、余裕を持って定めなければならないことから、所定の網点濃度を１０％程度低減させて網点を印刷することが好ましい。もちろん、前述のように網点の印刷スクリーン線数を高めることにより、同じ網点濃度であっても網点の大きさが小さくなり、より正確にグリッドットが判別できる。
　図６は、グリッドドットと網点を判別する方法について説明する図である。
　上述のように、光学読取手段で撮影された画像は、画像メモリ上で、ビットマップ画像としてピクセルの集合により形成されている。
　同図（ａ）は、光学読取手段の画像メモリに展開された画像データである。画像解析処理手段は、画像データの中央の一定の領域内のピクセルを一定数抽出する。この一定数は、グリッドドットを構成するピクセル数と、画像データの中央の一定の領域内のピクセル数との関係で定める。グリッドドットを構成するピクセルの最大数の４倍以上のピクセル数で、画像データの中央の一定の領域を定め、その１/４以下のピクセル数を一定数とすればよい。なお、抽出した一定数の中に、グリッドドットおよび／または網点が存在しないようにすれば、この算定方法にこだわる必要はない。
　同図（ｂ）は、抽出した領域の拡大図である。画像解析処理手段は、各ピクセルの明度を算出する。そして、明度測定領域として、明度の高い順に所定数（たとえば１０個）のピクセルＢ（１）～Ｂ（１０）を抽出し、各明度測定領域の明度の平均値
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 を求める。
　同図（ｃ）に示すように、この平均値から、算定される
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 を閾値とし、閾値T以上であれば網点、閾値未満であればグリッドドットであると判定する。
　なお、閾値を求める場合、図７に示すように、画像データのライン毎に、各ラインの中央の領域（明度測定範囲）のドット（グリッドドットおよび／または網点）ではないピクセルを一定数抽出してもよい。ビットマップ画像の解像度がｍ×ｎの場合、第１計算走査線から第ｍ計算走査線まで、中央の領域のピクセルを抽出する。そして、各ラインについて抽出したピクセルの明度の平均値により、図６と同様の方法で閾値を求める。ここでは、グリッドドットを構成するピクセルの最大幅の４倍以上のピクセル数で、画像データの各ラインの中央の領域（幅）を定めて明度測定範囲とし、その１/４以下のピクセル数を一定数とすればよい。なお、抽出した一定数の中に、グリッドドットおよび／または網点が存在しないようにすれば、この算定方法にこだわる必要はない。
　スキャナの傾きにより、画像データには、暗く撮像された領域と明るく撮像された領域とが存在する。したがって、ライン毎に閾値を求めることにより、より正確に網点とグリッドドットを判別することが可能になる。さらに、判別の精度を高めるためには、画像データを分割し、分割された領域の中央領域のグリッドドットおよび／または網点が存在しないピクセルの明度の平均値から、分割領域毎の閾値を算定して検出して判別すればよい。なお、ライン上でグリッドドットおよび／または網点を検出する場合、ライン上の閾値が不連続に変化するため、これらの閾値がライン上で連続して変化するように補間して閾値を算定して検出すれば、さらにグリッドドットの判別の精度を高めることができる。
　図８は、グリッドドットまたは網点が印刷されている領域と、どちらも印刷されていない領域（白紙領域）とを判別する方法について説明する図である。
　画像解析処理手段は、画像データのライン毎に、明度を算出する。
　同図（ａ）は画像データの具体例である。このように、ピクセルにより明るさが異なっている。同図（ｂ）は、ピクセル毎の明度を棒グラフ状に示したものである。
　画像解析手段は、水平方向のピクセルのうち、任意のピクセルｉ（第一のピクセル）と、ｉから所定数ｎだけ離れたピクセルｉ＋ｎ（第二のピクセル）の明度の差分を算出し、その差分の絶対値を求める。差分の絶対値が所定の閾値以上である場合に、明度が小さい方のピクセルを、ドット（グリッドドットおよび／または網点のいずれか）であると判定する。なお、任意のピクセルｉ（第一のピクセル）と、ｉから所定数離れたピクセルｉ＋ｎ（第二のピクセル）の明度の差分の絶対値が所定の閾値以下であっても、その検出前に第一のピクセルがドットであることが判定されていた場合は、当該ピクセルがドットであることが留保され、第二のピクセルもドットであると判定される。つまり、第一のピクセルと第二のピクセルが同じドットを構成するピクセルである場合である。さらに、精度を高めるために、当該第二のピクセルをドット候補として留保し、当該ピクセルを第一のピクセルとして、第二のピクセルと比較して、明度の差分の絶対値が所定の閾値以上であれば、第一のピクセルがドットであると正式に判定すればよい。ここで、再度明度の差分の絶対値が所定の閾値以下であった場合、この第二のピクセルもドット候補として留保し、さらに判定を続ければよい。判定を続けて第一のピクセルがドットであると正式に判定された場合、それまでのドット候補をドットとして正式に判定すればよい。ピクセルの明度の絶対値で、ドットが印刷されている領域であるか否かを判定すると、光学読取手段を傾けた場合、暗い部分が生じ、全てドットであると判定されてしまう。また、隣り合うピクセルの差分値で判定すると、細かなノイズ（電子的な明暗や印刷環境による僅かな明暗）などを認識してしまい、ドットを正確に判定しづらい。したがって、本実施例のように、一定距離をおいての差分値で検出すれば、その両者間の明度には相当程度の差分が生じ、グリッドドットを判別することができる。ただし、一定距離ｎは、隣り合うドット間のピクセル数よりも小さいことが望ましい。
　図９は、スキャナ（光学読取手段）の構造について示す図である。
　スキャナには、媒体面を照射する赤外線照射手段であるＩＲ－ＬＥＤと、その反射光の可視光長成分をカットする可視光遮断フィルター、および撮像素子であるＣ－ＭＯＳセンサ、およびレンズが内蔵されたレンズホルダー、および赤外線照射手段から媒体面に照射する赤外線を拡散させ、媒体面において均一に照射できるデフューザを備えている。スキャナは、媒体に照射した照射光の反射光を撮影する。ドットパターンは赤外線を吸収する特性を有するインクで印刷されているため、Ｃ－ＭＯＳセンサでの撮像画像では、グリッドドットの部分のみ黒く撮影されることになる。なお、可視光遮断フィルターは、Ｃ－ＭＯＳセンサの下部または、撮影口付近にあってもよい。
　スキャナをこのような構造とし、ドットを構成するピクセル数によってグリッドドットを判定することにより、赤外線を吸収するインクをグリッドドットと網点に用いた場合、赤外線を反射または透過するインクを使用した媒体面からの反射光を遮断し、赤外線を吸収するインクを使用した網点とグリッドドットを比較するだけで、グリッドドットを判別することが可能となる。なお、網点とグリッドドットの印刷に赤外線を吸収するインクを使用しない場合、赤外線照射手段であるＩＲ－ＬＥＤと、その反射光の可視光長成分をカットする可視光遮断フィルターは必要ない。
　図１０（ａ）および（ｂ）は、本発明に係る印刷媒体の撮像画像の拡大図（写真）である。光学読取手段が読み取った画像メモリ上には、同図（ａ）および（ｂ）のような画像データが記録される。この画像は、グリッドドットの径が0.1mm以上、網点印刷スクリーン線数が175lpi相当で網点濃度20％の条件で印刷した印刷媒体面の直径4mmの領域を撮影し、288×288の解像度で画像メモリに、明度情報が8ビット(0～255)の画像データとして記録されている。
　同図（ａ）は、印刷媒体面に光学読取手段を垂直に立てて読み取った場合で、同図（ｂ）は、光学読取手段を４０度程度傾けて読み取った場合の画像データである。同図（ｂ）の網点とグリッドドットの大きさがいずれも、同図（ａ）よりも明らかに小さくなっているのが分かる。図４（ｃ）の算定式を用いることにより、同図（ａ）の一部の網点の大きさと同図（ｂ）の一部のグリッドドットの大きさに差異がなくても、同図（ａ）、（ｂ）で異なる閾値を用いることにより、網点とグリッドドットが判別可能となる。
＜ドットパターンの説明　ストリームドット＞
　次に、図１１～図１６を参照しながら本発明に用いられるドットパターンの一例である、ストリームドットの形成方法の一例について説明する。
　ストリームドットとは、特願２００９－１６５１６３号に開示されているドットパターンである。
　図１１、図１２は、ストリームドットパターンを形成する工程の一例を順に示すものである。
　本発明に係るドットパターンは、従来のドットパターンとは異なり、まず工程１として媒体表面上の可視的な情報に対応して、情報を入出力させたい箇所に基準ドット１を線状に連続して複数個配置する。
　図１１（ａ）では基準ドット１を曲線状に配置しているが、基準ドット１の配置はこれに限定されるものではなく、直線と曲線を織り交ぜたり、複数の線分により構成される折れ線状にするなど、情報を入出力させる領域にあわせた形状にドットパターンを形成するための種々の変更が可能である。
　また、媒体表面上に可視的に形成された実在線上に基準ドット１を配置してもよいし、実在線に沿って所定の規則により基準ドット１を配置してもよい。ここでいう実在線とは仮想線に対する概念で、実際に存在している線の全てを含むものである。例えば、実線、破線、点線、直線や曲線などが挙げられ、本発明においては、線が形成される媒体（例えば映像表示装置のディスプレイ）や、線を構成する物質（例えばインク）の如何を問わない。なお、ドットパターンは、印刷やディスプレイ表示、さらに金属やプラスチック上での穴や溝等の凸凹であってもよい。
　なお、基準ドットは読取り精度向上の観点から、等間隔に配置することが望ましいが、これに限定されるものではなく、複数の間隔を混在させてドットパターンの一定情報のまとまりを定義したり、一定情報のまとまり内における３つの異なる基準ドットの配置間隔によりドットパターンの一定情報のまとまりとドットパターンの方向の両方を定義することも可能である。
　次に、工程２として、線状に配置された基準ドット１を結ぶ、第一の仮想基準線２を設ける。図１１（ｂ）では第一の仮想基準線２を曲線により設けているが、第一の仮想基準線２はこれに限定されるものではなく、曲線状に配置された基準ドット１に対して直線の第一の仮想基準線２を設けてもよいし、直線状に配置された基準ドット１に対して曲線の第一の仮想基準線２を設けてもよい。すなわち、後述する工程３～工程５における第二の仮想基準線３、仮想基準点４、情報ドット５をどの位置に配置するかによって、基準ドットを結ぶ、直線、折れ線および/または曲線からなる第一の仮想基準線２を自由に定義することが可能である。
　なお、図１３に例を示すように、曲線である場合の第一の仮想基準線２は、ベジェ曲線によることが望ましい。
　すなわち、まず、第一の仮想基準線２上にある基準ドット１をＰ０、Ｐ３とし、Ｐ１、Ｐ２を与えられた制御点とする。次に、制御点を順に結んで得られる３つの線分・Ｐ０―Ｐ１、Ｐ１―Ｐ２、Ｐ２―Ｐ３・をそれぞれ１対１の比率で分割する点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を求める。そして、これらの点を順に結んで得られる２つの線分・Ｐ４―Ｐ５、Ｐ５―Ｐ６・を、それぞれ１対１の比率で分割する点Ｐ７、Ｐ８を求める。
　最後に、この２点を結ぶ線分・Ｐ７―Ｐ８・をさらに１対１の比率で分割する点Ｐ９を求め、この点がベジェ曲線上の点となる。
　この手順を繰り返し行うことで、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を制御点とするベジェ曲線が得られる。
　なお、ベジェ曲線に限らず、スプライン関数を利用して求められるスプライン曲線、n次多項式、楕円弧など、種々のアルゴリズムを用いて第一の仮想基準線２を設けてもよい。
　また、第二の仮想基準線３においても、第一の仮想基準線２と同様に当該方法を用いて曲線を定義することが可能である。
　次に、工程３として、線状に配置された基準ドット１および／または第一の仮想基準線２から所定の位置に定義される第二の仮想基準線３を設ける。図１１（ｃ）では第二の仮想基準線３を、隣り合う基準ドット１の中間点における第一の仮想基準線２の接線に対して垂直線上の所定位置に向かって、隣り合う基準ドット１から任意の角度をもって設けているが、第二の仮想基準線３はこれに限定されるものではなく、後に示すようにドットパターンにより情報を入出力させたい領域に合わせて仮想基準点を設けるために、種々の方法により定義することが可能である。
　また、第一の仮想基準線２に対して片側のみに第二の仮想基準線３を設けてドットパターンの方向を定義してもよいし、情報量を増やすために両側各々に設けてもよい。
　次に、工程４として、第二の仮想基準線３上の所定の位置に複数の仮想基準点４を設ける。図１２（ａ）では仮想基準点４を、第二の仮想基準線３の交点、すなわち隣り合う基準ドット１を結んだ直線を底辺とし、第二の仮想基準線３を対辺とする二等辺三角形の頂点に設けているが、仮想基準点４の位置はこれに限定されるものではなく、第二の仮想基準線３の中点に設けたり、第二の仮想基準線３上に代えて基準ドット１上に設けるなど、種々の変更が可能である。
　そして、工程５として、仮想基準点４を始点としてベクトルにより表現した終点に情報ドット５を配置する。図１２（ｂ）では情報ドット５を、仮想基準点４からのベクトル方向を８方向、仮想基準点４からの距離が等距離となるよう、一個の仮想基準点４に対し１個配置しているが、情報ドット５の配置はこれに限定されるものではなく、仮想基準点４上に配置したり、ベクトル方向を１６方向として配置したり、一個の仮想基準点４に対し２個配置するなど、任意の方向に任意の長さに、複数配置することが可能である。
　図１４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である。
　情報ドット５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５は、仮想基準点４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５は、図１２に示すように、その仮想基準点４から０．１ｍｍ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ビットを表現している。
　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が、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、任意の方向に任意の長さに配置できることはもちろんである。
　さらに、図１２（ｂ）では全ての仮想基準点４において、この仮想基準点４を始点としてその終点位置に情報ドット５を配置したが、これに限定されることなく、仮想基準点上にドットが配置されているか否かで情報を定義するようにしてもよい。たとえば仮想基準点上にドットが配置されていれば「１」、配置されていなければ「０」というように情報を定義することができる。
　図１５は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、他の形態を示すものである。
　また、情報ドット５について基準ドット１から導き出された仮想基準点４から短（図１５の上段）・長（図１５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基準点４間の距離の２５～３０％程度、短い方は１５～２０％程度が望ましい。ただし、長・短の情報ドット５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。
　情報ドット３は、その見栄えを考慮し、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、基準ドット４から定義された情報ドット３で２８の情報を表現でき、１の一定情報のまとまりの情報ドット８個で２６４となる。
　このように、本発明に係るストリームドットパターンは、本発明者が提唱している従来のドットパターンでは２次元的に格子状に形成される基準ドットとは異なり、曲線を含む線状に連続して配置された基準ドットに基づいて形成される。
　図１６は、ストリームドットパターンを上下方向に並べた状態の一例について示す図である。
　同図では、基準ドット、情報ドットの他に、キードットおよびサイドドットを配置している。キードットは、一定情報のまとまりの両端に配置されたドットである。このキードットは、ひとまとまりの情報ドット群を表す１領域分のドットパターン１の代表点である。サイドドットは、キードット２のずれの正負の延長線上に配置されたドットである。
　同図（ｂ）は、基準ドットおよびストリームドットパターンを等間隔に並べている。このように、基準点の間隔が一定のストリームドットパターンが複数並べて形成されることにより、ＸＹ座標値が隙間なく定義される。しかし、本発明に係るストリームドットパターンはこれに限らず、同図（ａ）に示すように、ドットパターン同士の間隔を任意に設定してよい。また、基準ドット同士の間隔も、任意に設定することができる。
　これにより、ＸＹ座標が定義されたドットパターンを２次元コードとして形成される際（インデックスとして使用）の矩形領域の形状に制約されることなく、媒体表面上に可視的に形成された情報領域に合わせた自由な形状での一定情報のまとまりの繰り返しによるドットパターンを形成することが可能となる。
　なお、本発明に係る仮想基準線及び仮想基準点は、実際に媒体表面上に印刷形成されるわけではなく、あくまでコンピュータの画像メモリ上に、ドットパターンの配置の際、またはドットパターンの読み取りの際に仮想的に設定されるものである。
　このストリームドットパターンを用いることで、地球儀を初めとする曲面体や、人体模型、立体地図などの三次元造形物にもドットパターンを形成することができ、平面地図や絵本等に限らず本発明に係る入出力装置を利用することが可能となる。
　本発明は、あらゆる印刷物に利用できる。周波数特性を利用した光学読取り手段や使用インクに関係なくグリッドドットのみを検出し、ドットパターンの認識が可能となる。
　従って、同種のインクを用いてグリッドドットと網点を印刷した場合であっても、グリッドドットのみを検出し、ドットパターンの認識が可能となる。これにより、モノクロ印刷など１色での印刷媒体でもドットパターンをグラフィックに重畳印刷して、ドットパターンの認識が可能となる。これにより、コストを抑えた印刷が可能となる。さらに、光学読取手段として、携帯電話やデジカメ、webカメラ等のコンシューマ商品で撮像したドットパターンを判別して読み取ることもできる。
１　基準ドット
２　第一の仮想基準線
３　第二の仮想基準線
４　仮想基準点
５　情報ドット

Claims (23)

  1. 　光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データを画像解析処理手段によって所定の情報に復号できる、該所定の情報を定義するために所定の規則にしたがってグリッドドットが配置されたドットパターンと、網点を用いて印刷される文字・絵柄・写真等とが重畳印刷された印刷媒体であって、
    　該ビットマップ画像データに記録された明度情報から所定の方法で印刷媒体上のドットを検出し、該ドットが該ドットパターンを構成するグリッドドットであるか該網点であるかを、該画像解析処理手段で判定されるように印刷されている
    ことを特徴とする印刷媒体。
  2. 　前記画像解析処理手段は、
    　ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データから所定の方法で検出されたドットを構成するピクセル数を算出し、予め設定された閾値に対して該ピクセル数の大小によって前記グリッドドットであるか前記網点であることを判定するときに、
    　該ドットを構成するピクセル数が該閾値より大きいときにグリッドドットであると判定し、
    　該ドットを構成するピクセル数が該閾値より小さいときに網点であると判定する
    ことを特徴とする請求項１記載の印刷媒体。
  3. 　前記グリッドドットと前記網点とが同一のインクを用いて印刷されている
    ことを特徴とする請求項２記載の印刷媒体。
  4. 　前記グリッドドットと前記網点とが所定の波長領域の赤外線を吸収するインクを用いて印刷されている
    ことを特徴とする請求項２記載の印刷媒体。
  5. 　隣り合って印刷される前記網点は、
    　前記画像解析処理手段が前記ビットマップ画像データから該網点同士が連結しないよう個々のドットとして検出できるよう、該網点が所定の網点濃度で印刷されている
    ことを特徴とする請求項２に記載の印刷媒体。
  6. 　前記グリッドドットは、
    　矩形または楕円弧であり、それらの短辺方向の長さをL(インチ)、網点の印刷スクリーン線数をD(lpi)とすると、
    　該グリッドドットが矩形であり、網点形状が円形である場合は、前記所定の網点濃度X(%)が２５πＬ2×D２未満で、
    　該グリッドドットが矩形であり、該網点形状が正方形である場合は、該所定の網点濃度X(%)が５０Ｌ2×D２未満で、
    　該グリッドドットが楕円弧であり、網点形状が円形である場合は、前記所定の網点濃度X(%)が２５π2Ｌ2×D２/４未満で、
    　該グリッドドットが楕円弧であり、該網点形状が正方形である場合は、該所定の網点濃度X(%)が５０πＬ2×D２/４未満で印刷されている
    ことを特徴とする請求項５に記載の印刷媒体。
  7. 　所定の情報を定義するために所定の規則にしたがってグリッドドットが配置されたドットパターンと、網点を用いて印刷される文字・絵柄・写真等とが重畳印刷された印刷媒体を、光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データを画像解析処理手段によって該所定の情報に復号する情報処理方法であって、
    　該画像解析処理手段は、
    　該ビットマップ画像データに記録された明度情報から所定の方法でドットを検出し、該ドットが該ドットパターンを構成するグリッドドットであるか網点であるかを判定して所定の情報を復号する
    ことを特徴とする情報処理方法。
  8. 　前記画像解析処理手段は、
    　ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データから所定の方法で検出されたドットを構成するピクセル数を算出し、予め設定された閾値に対する該ピクセル数の大小によって前記グリッドドットであるか前記網点であるかを判定するときに、
    　該ドットを構成するピクセル数が該閾値より小さいときに網点であると判定し、
    　該ドットを構成するピクセル数が該閾値より大きいときにグリッドドットであると判定して所定の情報に復号する
    ことを特徴とする請求項７記載の情報処理方法。
  9. 　前記画像解析処理手段は、
    　閾値テーブルまたは所定の計算式を備え、前記読み取ったビットマップ画像データの所定領域内の前記ドットを除く明度情報を示すピクセル値を検出し、該閾値テーブルまたは所定の計算式より該ピクセル値に対応する閾値を求めグリッドドットを判定する
    ことを特徴とする請求項７に記載の情報処理方法。
  10. 　前記画像解析処理手段は、前記網点と前記グリッドドットを判定するための第１の閾値テーブルまたは所定の計算式と、少なくとも網点を除いて光学読取手段により読み取られたグリッドドットを判定するための第２の閾値テーブルまたは所定の計算式を備え、いずれかを所定の方法で選択して前記ピクセル値に対応する閾値を求めグリッドドットを判定する
    ことを特徴とする請求項９に記載の情報処理方法。
  11. 　前記印刷媒体は、
    　前記グリッドドットと前記網点が同一のインクを用いて印刷されている
    ことを特徴とする請求項８記載の情報処理方法。
  12. 　前記印刷媒体は、
    　前記グリッドドットと前記網点が所定の波長領域の赤外線を吸収するインクを用いて印刷され、
    　前記光学読取手段は、
    　少なくとも可視光を遮断するフィルターと、少なくとも該所定の波長領域内の赤外線照射手段を備え、
    　該所定の波長領域の赤外線を吸収するインクで印刷された前記印刷媒体を該光学読取手段で読み取る
    ことを特徴とする請求項８記載の情報処理方法。
  13. 　前記画像解析処理手段は、
    　隣り合って印刷される前記網点同士が連結しないよう、該網点が所定の網点濃度で印刷されている印刷媒体を該光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データから該網点同士が連結しないよう個々のドットとして検出し、前記グリッドドットであるか網点であるかを判定して所定の情報に復号する
    ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理方法。
  14. 　前記グリッドドットは、
    　矩形または楕円弧であり、それらの短辺方向の長さをL(インチ)、網点の印刷スクリーン線数をD(lpi)とすると、
    　該グリッドドットが矩形であり、網点形状が円形である場合は、前記所定の網点濃度X(%)が２５πＬ2×D２未満で、
    　該グリッドドットが矩形であり、該網点形状が正方形である場合は、該所定の網点濃度X(%)が５０Ｌ2×D２未満で、
    　該グリッドドットが楕円弧であり、網点形状が円形である場合は、前記所定の網点濃度X(%)が２５π2Ｌ2×D２/４未満で、
    　該グリッドドットが楕円弧であり、該網点形状が正方形である場合は、該所定の網点濃度X(%)が５０πＬ2×D２/４未満で印刷されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の情報処理方法。
  15. 　前記画像解析処理手段は、
    　ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データに記録された明度情報を示すピクセル値が所定の閾値以下である場合に該ピクセルをドットとして検出し、該ドットがグリッドドットであるか前記網点であるかを判定して所定の情報を復号する
    ことを特徴とする請求項７記載の情報処理方法。
  16. 　前記画像解析処理手段は、
    　ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データの各行全ピクセルにおいて、水平方向に並ぶ第一のピクセルと、所定のピクセル数だけ離れた第二のピクセルのそれぞれに記録された明度情報を示すピクセル値を検出し、その両ピクセル値の差分の絶対値が所定の閾値以上である場合に該ピクセル値の小さいものをドットとして検出し、該ドットがグリッドドットであるか前記網点であるかを判定して、グリッドドットである場合に所定の情報を復号する
    ことを特徴とする請求項７記載の情報処理方法。
  17. 　前記所定の閾値は、
    　前記ビットマップ画像データの所定領域内の前記ドットを除く明度情報を示すピクセル値を検出し、該ピクセル値に対応する閾値テーブルまたは所定の計算式より求められる
    ことを特徴とする
    請求項１５に記載の情報処理方法。
  18. 　前記所定の閾値は、
    　前記ビットマップ画像データの各行において、各行の中央の所定領域内の前記ドットを除く明度情報を示すピクセル値を検出し、該ピクセル値に対応する閾値テーブルまたは所定の計算式より各行毎に求められる
    ことを特徴とする請求項１５に記載の情報処理方法。
  19. 　所定の情報を定義するために所定の規則にしたがってグリッドドットが配置されたドットパターンと、網点を用いて印刷される文字・絵柄・写真等とが重畳印刷された印刷媒体を、光学読取手段で読み取り、読み取ったビットマップ画像データからグリッドドットによって構成されたドットパターンを画像解析処理手段によって該所定の情報に復号する情報処理装置であって、
    　該画像解析処理手段は、
    　該ビットマップ画像データに記録された明度情報から所定の方法でドットを検出し、該ドットがドットパターンを構成するグリッドドットであるか網点であるかを判定して、グリッドドットである場合に所定の情報に復号する
    ことを特徴とする情報処理装置。
  20. 　前記画像解析処理手段は、
    　ピクセルで形成される前記ビットマップ画像データから所定の方法で検出されたドットを構成するピクセル数を算出し、予め設定された閾値に対する該ピクセル数の大小によって前記グリッドドットであるか前記網点であるかを判定するときに、
    　該ドットを構成するピクセル数が該閾値より小さいときに網点であると判定し、
    　該ドットを構成するピクセル数が該閾値より大きいときにグリッドドットであると判定して所定の情報に復号する
    ことを特徴とする請求項１９記載の情報処理装置。
  21. 　前記印刷媒体は、
    　前記グリッドドットと前記網点が所定の波長領域の赤外線を吸収するインクを用いて印刷され、
    　前記光学読取手段は、
    　少なくとも可視光を遮断するフィルターと、少なくとも該所定の波長領域内の赤外線照射手段を備える
    ことを特徴とする請求項１９または２０のいずれかに記載の情報処理装置。
  22. 　前記ドットパターンは、所定の規則にしたがって線状に連続して複数の基準ドットを配置する工程と、該複数の基準ドットを結ぶ、直線、折れ線および／または曲線からなる第一の仮想基準線を設ける工程と、該基準ドットおよび／または該第一の仮想基準線から所定の位置に定義される、直線および／または曲線からなる少なくとも１以上の第二の仮想基準線を設ける工程と、該第二の仮想基準線上の所定の位置に複数の仮想基準点を設ける工程と、該仮想基準点を始点としてベクトルにより表現した終点に、該仮想基準点からの距離と方向とでＸＹ座標値および／またはコード値が定義される情報ドットを配置する工程に従って配列した、ストリームドットパターンを1ラインまたは複数並べて形成される請求項１～６のいずれかに記載の印刷媒体、請求項７～１８のいずれかに記載の情報処理方法または請求項１９～請求項２１のいずれかに記載の情報処理装置。
  23. 　前記ストリームドットは、
    　第二の仮想基準線を定義するために、および/または前記ドットパターンの方向と１つのＸＹ座標値および／またはコード値を定義するために、さらに基準となる基準ドットを所定の位置に設けた
    ことを特徴とする請求項２２記載の印刷媒体、情報処理方法または情報処理装置。
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