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Patent Searching and Data


Title:
INFORMATION CODE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/144794
Kind Code:
A1
Abstract:
An information code consists of a cutout code made of a code system easy to cut out a code region by analysis of color component from image data including the code region and a data recording code capable of recording target electronic data with high recording density. The information code is characterized by that decoding the cutout data enables the data recording code to be cut out and decoded by mathematical calculation not depending only on the analysis of the color component, thereby improving the recording density of the data recording code by an increase in the number of colors and reduction of cells. The information code includes two code standards of the cutout code and the data recording code. The cutout data is made in a code system easy to cut out by the analysis of the color component since it serves as an initial key for cutting out the code from an image, and decoding the cutout data allows acquisition of information necessary for extraction and composition of the data recording code.

Inventors:
TAKURA YOSHIYUKI (JP)
ICHINOSE KENJI (JP)
MIWA TATAHIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/059885
Publication Date:
December 03, 2009
Filing Date:
May 29, 2008
Export Citation:
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Assignee:
GMG COLOR TECHNOLOGIES CO LTD (JP)
TAKURA YOSHIYUKI (JP)
ICHINOSE KENJI (JP)
MIWA TATAHIRO (JP)
International Classes:
G06K19/06; G06V30/224
Foreign References:
JP2007048322A2007-02-22
JP2007026428A2007-02-01
Attorney, Agent or Firm:
MIURA, MITSUYASU (JP)
Mitsuyasu Miura (JP)
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Claims:
コード領域を含む画像データから色成分の分析によりコード領域の切り出しが容易なコード体系による切り出しコード部と、対象電子データを高記録密度で記録可能なデータ記録コード部とからなり、切り出しコード部の復号によって、前記データ記録コード部を色成分の分析のみに頼らない数学的計算により抽出と復号を可能とすることで色数の増加やセルの縮小によってデータ記録コード部の記録密度を向上させることができることを特徴とする情報コード。
 切り出しコード部にはデータコードの位置、上下左右の確認、コードの確認、セルのサイズ、セルの数、色数、コードの形状のうちの2個以上のデータが符号化されていることを特徴とする請求項1記載の情報コード。
Description:
情報コード

本発明は、電子データを保有することがで きる情報コードに関する。

従来から電子データを情報コードに変換す る方法、およびその情報コードを用いて印刷 媒体上へ記録および復元する方法はさまざま な方法が提唱されている。例えば、黒と白の パターンで情報を記録する1次元バーコード 2次元バーコード、白と黒だけでなく、赤や 等の色を用いたカラーコードもいくつか提 されている。

しかし、黒と白のパターンで情報を記録す るバーコードは記録効率が低いために、画像 や音声等のデータ量の大きい電子データを保 有することができない。

そこで、記録密度の向上を目的としたさま ざまなカラーコード体系が提唱されている。 しかし、カラーコードは、読取装置の色の検 知に変化が出ると、対応するデータも変化す る可能性が白黒のコードに比べて高くなって しまうため、色の退色、印刷ムラ、照明光な どの影響を受けやすく、復元の精度がバーコ ードに比べて低い。そのため、印刷媒体上に 記録したカラーコードを読取装置で復元する 際、実際の使用環境下においては、一つ一つ のセルを大きくするか、使用する色の数を3 いし4色程度に限定した形でしか利用できず 提唱するほどの記録密度を実現できていな 。

一般的にコードおよび各セルの識別は光学 式による色の違いを利用しているために、使 用している色の違い(色差)があるほど識別が 易い。また色の退色、印刷ムラ、照明光な の影響により色は変化するため、使用して る色それぞれが持てる領域(その色と判断さ れる色域)が狭くなるほど、違う色として識 され易く、使用する色数を増やすことは、 れぞれの色が持てる領域を狭くするため、 録密度を向上させるために使用する色数を やすと色の誤認識の率が高くなってしまう

また、一般的に読取装置は、カメラやスキ ャナ等を利用され、コードを含んだ画像のデ ジタルデータとして取込み、そのデータを解 析することによって復元される形式が多いが 、画像データは、視覚的にコードを識別でき ても、デジタル上ではRGB値での色情報を保有 した画素の集合体でしかなく、コード領域と それ以外の領域とは区別されていない。従っ て、デジタル上でコード領域とそれ以外の領 域とを区別するために、用いることができる 情報源は、各画素が持つ色情報(RGB値)しかな 。そのため、画像データを取込む際に、コ ド領域のみを取込めるのが理想だが、携帯 話のデジタルカメラ、パソコン用のWEBカメ やスキャナ等、一般的に利用されている画 入力装置を利用した実際の使用環境下にお ては、コード領域のみを取込むことは困難 あり、実用的ではない。

撮影する環境によっては、コードに使用し ている色と同じ色がコード以外の領域に存在 したり、影や光源変化によってコードやセル の境界線が不明確になる。その場合、色情報 だけで、コードやセル領域を識別することは 困難である。さらに、記録効率を向上させる ために、コードに使用する色数を増やすこと は、より各色の色差がなくなるため、影や光 源変化による影響を受けやすく、さらに識別 が困難になる。

色は波長のため、色の境界付近は互いの波長 が干渉しあった状態にある。印刷物から取込 んだコード画像は、波長からデジタル画像に 変換されているため、境界線付近は隣接する 色の波長が混合された色情報でデータ化され る。そのため、境界付近では、グラデーショ ン(漸次的移行)状態になりやすい。
 セルのサイズが小さくなればなるほど、互 の境界が密接しあうため、干渉の影響を受 た画素領域が増え、干渉の影響をうけない 素領域はさらに失われてしまう。

色の成分分析に頼ったコード領域の抽出や 各セルの色を特定する従来の方法は、干渉に よる色変化に影響されない程度の色の差とセ ルのサイズを必要とするため、色数を増やし たりセルの縮小により記録効率の向上が図る カラーコードの復号化手段としては理にかな っていない。また、セルを構成する全ての画 素情報を分析し色を判断するケースが一般的 に多い。この場合、多くの画素情報を扱うた め処理に負担がかかり、復元に時間を要する 。

このように、従来のコード体系は、印刷媒体 上での記録密度を向上させようとすると、復 元精度が低下するという弱点があり、電子デ ータを印刷媒体上に記録する手段としては、 実用性を欠いている。現実的な使用環境下に おいては、復元精度が問われるために、精度 が保たれるセルのサイズ(規格)でしか使用さ ていない。印刷媒体上への電子データ記録 段として情報コードを利用するためには、 録密度を向上させても、復元精度を維持で るコード体系とその復元方法が必要である

特許第3996520

 本発明は以上のような従来の欠点に鑑み 切り出しコード部とデータ記録コード部の2 つのコード規格による情報コードとし、切り 出しコードは、画像からコード切り出すため の最初の手がかりになるものであるため、色 成分の分析による切り出しがしやすいコード 体系とし、この復号によってデータ記録コー ド部の切り出しと複合に必要な情報を取得で きるものである。そのため、高記録密度のた めに色数やセルの縮小によって色成分の分析 による切り出しや復号がしにくいデータ記録 コード部であっても、数学的計算による切り 出しや復号が可能となる情報コードを提供す ることを目的としている。

 上記目的を達成するためには、本発明は コード領域を含む画像データから色成分の 析によりコード領域の切り出しが容易なコ ド体系による切り出しコード部と、対象電 データを高記録密度で記録可能なデータ記 コード部とからなり、切り出しコード部の 号によって、前記データ記録コード部を色 分の分析のみに頼らない数学的計算により り出しと復号を可能とすることで色数の増 やセルの縮小によってデータ記録コード部 記録密度を向上させることができる情報コ ドを構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明に あっては次に列挙する効果が得られる。

(1) コード領域を含む画像データから色成 の分析によりコード領域の切り出しが容易 コード体系による切り出しコード部と、対 電子データを高記録密度で記録可能なデー 記録コード部とで構成しているので、切り しコード部の復号によって、前記データ記 コード部を色成分の分析のみに頼らない数 的計算により切り出しと復号を可能とする とで色数の増加やセルの縮小によってデー 記録コード部の記録密度を向上させること できる記録密度と復元精度の両方を保持で る。

(2) 請求項2は前記(1)と同様な効果が得られ るとともに、切り出しコード部の復号によっ て、さらにデータ記録コード部の記録密度を 向上させることができる。

本発明を実施するための最良の第1の形 態の正面図。 本発明を実施するための最良の第1の形 態の説明図。 切り出しコードを利用した情報コード 領域の切り出し方法の説明図。 切り出したデータコードの復号方法 カラーコードの弱点の説明図。

符号の説明

1:情報コード、
2:切り出しコード部、
3:データ記録コード部。

 以下、図面に示す本発明を実施するため 最良の形態により、本発明を詳細に説明す 。

 図1ないし図5に示す本発明を実施するた の最良の第1の形態において、1は本発明の情 報コードで、この情報コード1は画像データ ら色成分の分析によりコード領域の切り出 が容易なコード体系による切り出しコード 2と、対象電子データを高記録密度で記録可 なデータ記録コード部3とからなり、切り出 しコード部2の復号によって、前記データ記 コード部3を色成分の分析のみに頼らない数 的計算により切り出しと復号を可能とする とで色数の増加やセルの縮小によってデー 記録コード部3の記録密度を向上させること ができるものである。

前記切り出しコード部2の役割は、情報コー を含む画像データから、容易に情報コード 切り出すための基準となること、また、デ タ記録コード部3の切り出し及びセルの数や 成等を分析するために最低限必要な情報を 号することである。
 その役割から、使用するコード体系は、切 出しや復元精度が高いものを使用する。例 ば、使用する色の数は白黒またはRGBやCMYと った2色ないし3色に限定し、色差を保つこ によって、色の退色、印刷ムラ、照明光な の影響を受け難くくしたり、セルのサイズ 大きくすることで形状を識別しやすくする
切り出しコード部2には、既に実績のあるQRコ ードや特公2008-27029のような復元精度に主眼 置いたコード体系に、その機能を持たせる も一つの方法である。

データ記録コード部3の役割は、電子データ 記録するため、記録効率を優先したコード 系であることである。
そのため、目標とする復号精度を維持できる 範囲において使用可能な最大限の色数を使用 すること、および印刷した際に再現可能な範 囲においてセルのサイズを縮小することが理 想である。

(コード作成方法、符号化方法)
切り出しコード部2に使用するコードは、バ コード、QRコード、カラーコード等、特に限 定せず任意であったて良いが、ここでは一例 として、特公2008-27029の符号化及び複合化方 をとるとする。データ記録コード部は、ビ トパターンに色を割り当てる一般的な符号 方法をとるものとして、図1を例に解説する

切り出しコード部2には、データ記録コー 部3の1辺のセルの数を表す数値、色数、デー タコードの位置、上下左右の確認、コードの 確認、セルのサイズ、コードの形状等のうち の1個以上のデータのデータ記録コード部の り出しや復号に用いるデータが符号化され いるものとする。

次にデータ記録コード部3は、使用する色を8 とした場合、1つのセルまたはセルに8パタ ンの表現ができるので、コードに変換する 象電子データを0と1の並びで表現されるバイ ナリーデータに置き換えた場合、1つのセル 3ビット分の配列を表現できることになる。
そこで、3bit分の各配列パターンに、使用す 各8色を割り当てる。例えば、使用する色をR GBCMYKWとした場合、
001=R(R255、G000、B000)
010=G(R000、G255、B000)
100=B(R000、G000、B255)
011=C(R000、G128、B255)
110=M(R255、G000、B128)
101=Y(R255、G255、B000)
000=K(R000、G000、B000)
111=W(R255、G255、B255)
のRGB値を割り当てたとする。

対象電子データは、記録効率を向上させる ために、そのままコード変換するのではなく 、ZIPやLZH等、一般的な圧縮技術を用いて圧縮 しても良い。

次に対象電子データのビットパターン列に 変換し、3ビットごとに区切り、前記で割り てた色の割り当て表に従って、色のセルに 換する。

セルは、縦横同じセル数で表記されるよう 、(圧縮ファイルのサイズ×8í3)の累乗根の小 点以下切り上げによって算出された数ごと 改行しコードを組成する。

切り出しコード部2とデータ記録コード部3は 切り出しコード部2を基準にデータ記録コー ド部3の位置特定が可能になるよう一定の位 関係になるように配置する。
ここでは、図2のように切り出しコード2を90 のL字型とし、データ記録コード部3の上辺と 左辺に合わせ、切り出しコード部のセル1個 の距離を空けて囲むように配置する。

(印刷媒体上への記録方法)
次に情報コード1を印刷するにあたり、情報 ード1に割り当てた色と印刷された色に違い 出ないよう、事前にカラーマネージメント( 印刷機またはプリンターの特性に合わせた色 情報の変換)を行う。
これは、電子媒体上で生成された情報コード 1の色はRGB値で色再現されており、印刷する 合はこのデータをCMYK値に変換しなくてはな ず、通常の変換方法だと、印刷する紙や印 機(プリンター含む)または印刷の色基準の いにより同じデータでも色が変わってしま ため、正確な色情報で印刷媒体上に印刷す ことができないためである。
そこで、まず、印刷の色基準は国によってそ れぞれの印刷基準があり、日本での代表的な 印刷基準はJAPANカラー、JMPAなどである。
例えば、印刷するときの印刷基準がJAPANカラ であれば、RGB値からCMYK値へ変換するときに JAPANカラーの基準に合わせて変換することに り、色が変わらずに印刷することができる JMPAでも同様である。
また、紙や印刷機(プリンター含む)の違いに り色が変わる場合もある。これは、紙質、 刷機から出力されるカラーチャート(測色用 の印刷物)を基に、紙、印刷機の特性を把握 、それをデータ化して、そのデータを基にRG B値からCMYK値へ変換することにより色が変わ ずに印刷できる。
RGB値からCMYK値に変換する方法は、印刷基準 紙、印刷機の特性のデータを基に、事前にRG BからCMYKに自動変換するプロファイル(RGBの値 をCMYKの値に変換する際にRGBのこの値はCMYKの の値といった割り当てを表したデータ)を作 成し、そのプロファイルにデータを通すこと により自動的にそれぞれの印刷基準・規格に 変換される。
その変換されたデータを印刷すれば色を変え ることなく印刷ができるため、情報コード1 復号精度が向上する。

(コード復号方法)
図3を用いて切り出しコード2の復号方法を説 する。図3の場合は色成分の分析で切り出し できるようにセルのサイズを大きく色数も限 定しているので、従来の色成分の分析により 切り出しできる。この切り出しコード2の復 方法は、利用するコード体系の復号方法に る

図3の1から図3の2のように、切り出しコー 部2を切り出し

図3の3のように、切り出しコード部2のABCの 3点を基準にD点を算出し情報コード領域を切 出し

図3の4のように、切り出しコード部2のABC点 からデータ記録コード部3の領域を算出する ログラム(例えば、B’点は切り出しコードB からD点に向かって切り出しコード2のセル1 長さの2倍の位置という規則のもとに算出)に 従って、A’B’C’点を算出し、データ記録コ ード部3を切り出し

図3の5のように、A’-C’を上として平行にな よう画像データを回転
図3の1~5のステップにより、切り出しコード 2との位置関係を利用した、データ記録コー 部3を切り出しすることが可能。
色成分による判断では、デー記録コード部3 それ以外の領域との識別が困難な場合でも データ記録コード部3を切り出しすることが 能。

各セルの色の特定するために最も理想と考え られるのは、干渉の影響を受け難いセルの中 心を特定し、その付近の画素から色を特定す ることである。
本発明は、切り出しコード2の復号の際に、 辺のセルの数を取得しているので、その数 をもとにデータ記録コード部3の各セルの中 点を算出できる。 
例えば、図4に示すように、切り出しされた ード画像が540×540ピクセルの画像とし切り出 しコード2の復号によって、1辺のセルの数を す数値60を取得したとする。
セルが均等に配置されていると考えれば1個 9×9ピクセルで構成されていることがわかる 9×9ピクセルの中心点はセルの端から5×5ピ セルの位置にあることは容易に把握できる
あるいは、前記によってデータ記録コード部 3が切り出されており、邪魔なデータは排除 れているので、データ記録コード部3の色の 分値の変化によって中心点を見つけること 可能である。中心点ほど割り当てられた色 分を保っている確率が高いため、例えば、 り当てられた色の成分値に近いほど100、遠 ほど0として、前記によって切り出ししたデ ータ記録コード部3の画像を波形で表現する 、波形の山に当たる画素は、その色が割り てられたセルの中心点である確率が高いと えられる。割り当てた各色の波形の山の頂 を一つの出現分布図にすると、色が違うセ が配列されている箇所は、一定の規則性を って中心点が出現していることがわかる。 り合う山と山の間隔が隣り合うセルとセル 中心点の間隔と考えられるので、波形の山 特定しにくい点は、この間隔から数学的計 によって見つけることができる。

前記で算出された各セルの中心点または中心 点から一定の範囲内にある画素の色情報から そのセルの色を特定する。特定する方法は、 一般的な色成分の分析方法を用いることがで きる。例えば、中心点およびその周辺1ピク ル内の画素を用いると、3×3=9画素の色情報 ら色を特定するものとし、各画素のRGB値を
A(R 255、G010、B004)
B(R 245、G006、B002)
C(R 250、G020、B020)
D(R 239、G000、B000)
E(R 248、G013、B014)
F(R 251、G003、B006)
G(R 254、G010、B001)
H(R 255、G002、B000)
I(R 255、G001、B004)
とする。
各画素の色を、符号化の際に割り当てたRGBCMY KWの色成分にもっとも近い色として判断する 、R(R255、G000、B000)と特定できる。
このセルをRとした場合、符号化の割り当て に従って、ビットパターン列に変換すると00 1を取得できる。
これにより算出された各セルの中心点、また は中心点から一定の範囲にある画素は、干渉 の影響を最も受けていないため、最も正確な 色を特定する手段と言える。
また、分析に用いる画素情報を最小限に抑え ることができるため、計算効率が良く、高い 解像度を必要としない。

前記方法で各セルを順番に変換すると対象電 子データのビットパターン列を取得できる。 次に、切り出しコード部の復号の際に対象電 子データのファイルの種類を表す拡張子を取 得しているので、その拡張子を割り当てると 、対象電子データを取得できる。
圧縮されたファイルであれば、使用した圧縮 技術の復号方法に従って復号をする。

本発明は、記録密度と復元精度の両方を保 持した情報コードを利用する産業で使用され る。