(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背景画像を入力する画像入力部と、
複数のセルが格子状に配列されたコードパターン画像を生成するコードパターン画像生成部と、
前記コードパターン画像を前記背景画像と重畳してコードパターン重畳画像を生成する画像重畳部と、
前記コードパターン重畳画像を出力する画像出力部と、
を備え、
前記コードパターン画像生成部は、
それぞれの前記セルの配列位置に依存した位置依存情報と当該位置依存情報に対する冗長データとから統計的に冗長な位置依存パターンを生成する位置依存パターン生成部と、
前記位置依存パターンにそれぞれの前記セルの範囲を定義する同期パターンを重畳して前記コードパターン画像を生成する同期パターン重畳部と、
を有し、
前記同期パターンは全てのセルで等しいパターンであり、
さらに、
前記同期パターンを入力する同期パターン入力部と、
前記同期パターンを複数連結して同期テンプレートパターンを生成する同期テンプレートパターン生成部と、
前記同期テンプレートパターンから前記同期パターンの特徴を記述する同期テンプレートベクトルを複数生成する同期テンプレートベクトル生成部と、
複数の前記同期テンプレートベクトルを出力する同期テンプレートベクトル出力部
と、を備え、
前記同期パターンは３つ以上の点で構成され、
前記同期テンプレートパターンは縦方向に３行以上、横方向に３列以上の前記同期パターンを配置して構成され、
前記同期テンプレートベクトル生成部は、前記同期テンプレートベクトルを、前記同期テンプレートパターンの中央に配置された前記同期パターンに含まれる各点に対して周囲の点との幾何的特徴を記述する特徴ベクトルとして生成することを特徴とするコードパターン重畳画像生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコードパターン重畳画像生成装置において作成されたコードパターン重畳画像を読み取る情報読取装置であって、
前記コードパターン重畳画像を含む読取元画像を入力する読取元画像入力部と、
前記読取元画像から前記同期パターンを検出する同期パターン検出部と、
検出した前記同期パターンを含む画像領域を抽出する画像領域抽出部と、
抽出した前記画像領域に含まれる前記位置依存パターンから前記位置依存情報を読み取る位置依存パターン読取部と、
を備えることを特徴とする情報読取装置。
【請求項３】
前記同期テンプレートベクトルを取得する同期テンプレートベクトル取得部を備え、
前記同期パターン検出部は、
前記読取元画像から前記同期パターンに含まれる点を複数検出する点検出部と、
検出した前記点の前記特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成部と、
前記特徴ベクトルと前記同期テンプレートベクトルとの比較により前記読取元画像から前記同期パターンを検出する対応点探索部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の情報読取装置。
【請求項４】
請求項１に記載のコードパターン重畳画像生成装置により作成された前記コードパターン重畳画像を印刷した印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の背景画像にコードパターンを重畳したコードパターン重畳画像を生成するコードパターン重畳画像生成装置及びコードパターン重畳画像生成方法、コードパターン重畳画像やその印刷媒体からコードパターン及びそれが示す情報を読み取る情報読取装置、情報読取方法、及び印刷物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、図面や文書等の画像に、その画像の視認性を確保しつつ、その内容に関連する情報を含んだコードパターン画像を重畳して有効に活用したいというニーズがある。このようなニーズに応えたものの具体例として、座標情報を含む印刷図面上に専用のペン型座標読取デバイスで文字を書き込むことにより、書き込んだ文字を自動的にコンピュータ上に取り込んで印刷前の図面データに反映させたものがある。
【０００３】
それらに関連する従来技術として、例えば、画像読取装置の読取面積が小さくても読取可能なコードパターン画像の生成技術がある（例えば、特許文献１）。
また他の例として、コードパターン画像から特定の領域を抽出するために用いられる、同期パターン画像の生成技術がある（例えば、特許文献２）。
【０００４】
これらの従来技術によると、座標情報を含んだコードパターン画像が印刷された媒体上をペン型座標読取デバイスのペン先でなぞり、そこに備えられたカメラでコードパターン画像内に含まれる情報を読み取ることにより、書き込んだ文字を自動的にコンピュータ上に取り込むことができる。
【０００５】
ところで、上述の従来技術においては、コードパターン画像・同期パターン画像は複数の点で構成され、各点は極めて小さなサイズを想定している。また、当該従来技術では、その情報を読み取る際の誤りを防止する誤り検出機能／誤り訂正機能により、コードパターン画像にわずかなズレや歪みが含まれる場合であっても、誤った情報の読取を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８１０９１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１７６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来技術では、背景画像にコードパターン画像を重ね合わせて一枚の画像を生成すると、背景画像との干渉によってコードパターンの一部が欠損する虞がある。しかも、これらの従来技術は、コードパターンの欠損に対して脆弱であり、パターンが欠損するとそこに含まれる情報の読み取りが困難になるという課題があった。その結果、例えば、背景画像を図面画像とした場合、コードパターン画像が図面画像中の線や文字と重なり、正常に認識できないことがあった。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、背景画像にコードパターン画像を重ね合わせて一枚の画像を生成する場合に、コードパターン画像からの情報の読取性能を従来よりも向上させたコードパターン重畳画像生成装置、コードパターン重畳画像生成方法、情報読取装置、情報読取方法、及び印刷物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、背景画像を入力する画像入力部と、複数のセルが格子状に配列されたコードパターン画像を生成するコードパターン画像生成部と、前記コードパターン画像を前記背景画像と重畳してコードパターン重畳画像を生成する画像重畳部と、前記コードパターン重畳画像を出力する画像出力部と、を備え、前記コードパターン画像生成部は、それぞれの前記セルの配列位置に依存した位置依存情報と当該位置依存情報に対する冗長データとから統計的に冗長な位置依存パターンを生成する位置依存パターン生成部と、前記位置依存パターンにそれぞれの前記セルの範囲を定義する同期パターンを重畳して前記コードパターン画像を生成する同期パターン重畳部と、を有し、前記同期パターンは全てのセルで等しいパターンであることを特徴とするコードパターン重畳画像生成装置を提供する。
【００１０】
また本発明は、前記コードパターン重畳画像生成装置は、さらに、前記同期パターンを入力する同期パターン入力部と、前記同期パターンを複数連結して同期テンプレートパターンを生成する同期テンプレートパターン生成部と、前記同期テンプレートパターンから前記同期パターンの特徴を記述する同期テンプレートベクトルを複数生成する同期テンプレートベクトル生成部と、複数の前記同期テンプレートベクトルを出力する同期テンプレートベクトル出力部と、を備え、前記同期パターンは３つ以上の点で構成され、前記同期テンプレートパターンは縦方向に３行以上、横方向に３列以上の前記同期パターンを配置して構成され、前記同期テンプレートベクトル生成部は、前記同期テンプレートベクトルを、前記同期テンプレートパターンの中央に配置された前記同期パターンに含まれる各点に対して周囲の点との幾何的特徴を記述する特徴ベクトルとして生成することを特徴とするコードパターン重畳画像生成装置を提供する。
【００１１】
また本発明は、本発明のコードパターン重畳画像生成装置において作成されたコードパターン重畳画像を読み取る情報読取装置であって、前記コードパターン重畳画像を含む読取元画像を入力する読取元画像入力部と、前記読取元画像から前記同期パターンを検出する同期パターン検出部と、検出した前記同期パターンを含む画像領域を抽出する画像領域抽出部と、抽出した前記画像領域に含まれる前記位置依存パターンから前記位置依存情報を読み取る位置依存パターン読取部と、を備えることを特徴とする情報読取装置を提供する。
【００１２】
また本発明は、前記同期テンプレートベクトルを取得する同期テンプレートベクトル取得部を備え、前記同期パターン検出部は、前記読取元画像から前記同期パターンに含まれる点を複数検出する点検出部と、検出した前記点の前記特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成部と、前記特徴ベクトルと前記同期テンプレートベクトルとの比較により前記読取元画像から前記同期パターンを検出する対応点探索部と、を備えることを特徴とする情報読取装置を提供する。
【００１３】
また本発明は、背景画像にコードパターン画像を重畳するコードパターン重畳画像生成方法であって、前記背景画像を入力する画像入力工程と、複数のセルが格子状に配列されたコードパターン画像を生成するコードパターン画像生成工程と、前記コードパターン画像を前記背景画像と重畳してコードパターン重畳画像を生成する画像重畳工程と、前記コードパターン重畳画像を出力する画像出力工程と、を備え、前記コードパターン画像生成工程は、それぞれの前記セルの配列位置に依存した位置依存情報と当該位置依存情報に対する冗長データとから統計的に冗長な位置依存パターンを生成する位置依存パターン生成工程と、前記位置依存パターンにそれぞれの前記セルの範囲を定義する同期パターンを重畳して前記コードパターン画像を生成する同期パターン重畳工程と、を有し、前記同期パターン重畳工程において重畳する同期パターンは全てのセルで等しいパターンであることを特徴とするコードパターン重畳画像生成方法を提供する。
【００１４】
また本発明は、本発明に記載のコードパターン重畳画像生成方法により作成されるコードパターン重畳画像を読み取る情報読取方法であって、前記コードパターン画像が重畳された読取元画像を入力する読取元画像入力工程と、前記読取元画像から前記同期パターンを検出する同期パターン検出工程と、検出した前記同期パターンを含む画像領域を抽出する画像領域抽出工程と、抽出した前記画像領域に含まれる前記位置依存パターンから前記位置依存情報を読み取る位置依存パターン読取工程と、を備えることを特徴とする情報読取方法を提供する。
【００１５】
また本発明は、本発明のコードパターン重畳画像生成装置により作成された前記コードパターン重畳画像を印刷した印刷物を提供する。
本発明によると、情報の読取性能を従来よりも向上可能なコードパターン重畳画像を生成できる。
【００１６】
また、本発明によると、背景画像の特徴に応じて任意の同期パターンを入力でき、背景画像の視認性と同期パターンの検出容易性に配慮したコードパターン重畳画像を生成できる。
また、本発明によると、用途に応じて自由に選択した情報をコード化し、背景画像に重畳することができる。
また、本発明によると、コードパターン重畳画像からの情報の読み取り性能を従来よりも向上できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、位置依存パターンに重畳する同期パターンは、全てのセルで等しいパターンからなるので、情報を読み取りたい領域の同期パターンが検出できない場合でも、その周辺の同期パターンを検出することで所望の領域を抽出することが可能となる。しかも、本発明では、位置依存パターン生成部によりセルの配列位置に依存した位置依存情報と当該位置依存情報に対する冗長データとから統計的に冗長な位置依存パターンを生成できる。そのため、抽出した領域の一部に背景画像の黒い画素が含まれ、位置依存パターンの一部が欠損しているような場合でも、上述の統計的に冗長なパターン生成処理により従来よりも情報の読取性能が向上する。
【００１８】
したがって、本発明は、背景画像にコードパターン画像を重ね合わせて一枚の画像を生成する場合に、コードパターン画像からの情報の読取性能を従来よりも向上させたコードパターン重畳画像生成装置、コードパターン重畳画像生成方法、情報読取装置、情報読取方法、及び印刷物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るコードパターン重畳画像生成装置による処理の概要を示す図である。
【図２】本発明のコードパターン重畳画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】コードパターン重畳画像生成方法を表すフローチャートである。
【図４】単一セルの同期パターンの一例を示す図である。
【図５】位置依存パターン生成部における処理手順を示すフローチャートである。
【図６】位置依存パターンのヒストグラムを示す図である。
【図７】同期パターン重畳部における処理手順を示すフローチャートである。
【図８】情報読取装置の処理の概要を示す図である。
【図９】本発明の情報読取装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】情報読取方法を表すフローチャートである。
【図１１】同期テンプレートパターンの一例を示す図である。
【図１２】同期テンプレートベクトルの算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】同期パターン検出部における処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】画像領域抽出部における処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】位置依存パターン読取部における処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】背景除去後の画像領域のヒストグラムを示す図である。
【図１７】本発明のコードパターン重畳画像生成装置を用いた実施例の模式図である。
【図１８】本発明の情報読取装置を用いた実施例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（コードパターン重畳画像生成処理）
（１）コードパターン重畳画像生成装置の構成とその処理の概要
「コードパターン重畳画像生成装置の構成」
図１及び図２に基づいて、コードパターン重畳画像生成装置の構成とその処理の概要を以下に説明する。図１は、コードパターン重畳画像生成装置の構成とその処理の概要を示す図である。図２は、コードパターン重畳画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
コードパターン重畳画像生成装置１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１１９と、ＲＡＭ１１８と、画像入力部１１１と、画像出力部１１６と、記憶部１１７と、を含んで構成され、各部がバス接続されたＰＣ等のコンピュータ装置である。
ＣＰＵ１１９は、記憶部１１７に記憶された各種のプログラムに従って情報処理を行ったり、コードパターン重畳画像生成装置１００の各部を統括的に制御する中央処理装置である。
【００２２】
ＲＡＭ１１８は、ＣＰＵ１１９が記憶部１１７に記憶されたプログラムを実行する際に、ワーキングメモリを提供する読み書きが可能なメモリである。
画像入力部１１１は、背景画像の画像データが格納されたハードディスクやフラッシュメモリ等の外部記憶装置や、ネットワークを介して接続された外部装置より送信される背景画像の画像データを取り込むための通信インターフェース等である。
【００２３】
画像出力部１１６は、生成されたコードパターン重畳画像（後述）を記憶するためのハードディスク・フラッシュメモリ・揮発性メモリ等の記憶メディアや、表示するための液晶ディスプレイ・有機／無機ＥＬディスプレイ・ブラウン管ディスプレイ等の表示体や、印刷するためのプリンタ・プロッタ等の印刷装置、または、それらに接続する出力インターフェースである。画像出力部１１６は、それがプリンタ等の印刷装置である場合、コードパターン重畳画像に他の画像を重畳した画像を紙面に印刷させた印刷物を生成することができる。
【００２４】
記憶部１１７は、コードパターン重畳画像生成装置１００が動作するための各種プログラムやパラメータなどを記憶したメモリである。そして、ＣＰＵ１１９が当該記憶部１１７に記憶された各種のプログラムを実行することで、後述のコードパターン画像生成部１１２（に含まれる位置依存パターン生成部１１３と同期パターン重畳部１１４）や、画像重畳部１１５の機能が実現される。また、当該記憶部１１７には、後述の位置依存情報１３１や画像入力部１１１を介して入力される背景画像１２１、同期パターン１４１等が記憶される。なお、ＣＰＵ１１９が各種プログラムを実行して実現する機能は、専用のハードウェア回路に実装して実現することもできる。
【００２５】
「コードパターン重畳画像生成装置による処理の概要」
図１及び図３を用いて、コードパターン重畳画像生成装置による処理の概要を示す。図３は、コードパターン重畳画像生成方法を表すフローチャートである。まず、図１に示すように、画像入力部１１１に対して背景画像１２１が入力される（図３；Ｓ２１）。すると、位置依存パターン生成部１１３には冗長データを付加された位置依存情報１３１が入力される。また、同期パターン重畳部１１４には同期パターン１４１が入力される。ここで、位置依存情報１３１や同期パターン１４１は、後述の「（２）コードパターン重畳画像生成処理の詳細」にて説明する。また、同期パターンは後述するコードパターン画像１６１を構成する全てのセルで等しいパターンである。
【００２６】
次いで、位置依存パターン生成部１１３は、冗長データを付加された位置依存情報１３１から統計的な冗長パターン生成処理によって位置依存パターン１５０を生成する（図３；Ｓ２２、Ｓ２３）。生成された位置依存パターン１５０は、同期パターン重畳部１１４に入力される。すると、同期パターン重畳部１１４は、位置依存パターン１５０の各々のパターンと同期パターン１４１とを重ね合わせた各セルを格子状に配列することで、コードパターン画像１６１を生成する（図３；Ｓ２２、Ｓ２４）。さらに、生成されたコードパターン画像１６１は、画像重畳部１１５に入力される。
【００２７】
また、後述するが、コードパターン重畳画像生成装置１００は、同期パターン１４１を複数連結して同期テンプレートパターンを生成する同期テンプレートパターン生成部を備えていても良い。また、同期テンプレートパターンから同期パターンの特徴を記述する同期テンプレートベクトルを複数生成する同期テンプレートベクトル生成部を備えても良い。また、同期テンプレートパターンは縦方向に３行以上、横方向に３列以上の同期パターンを配置して構成しても良い。また、複数の同期テンプレートベクトルを出力する同期テンプレートベクトル出力部を備えても良い。同期テンプレートベクトルは同期テンプレートパターンの中央に配置された同期パターン中の各点に対して周囲の点との幾何的特徴を記述する特徴ベクトルとして生成される。
【００２８】
次いで、画像入力部１１１は、入力された背景画像１２１を画像重畳部１１５に出力する。すると、画像重畳部１１５は、背景画像１２１とコードパターン画像１６１とを受け取り、それらを重ね合わせることでコードパターン重畳画像１７１を生成する（図３；Ｓ２５）。そして、画像重畳部１１５は、生成したコードパターン重畳画像１７１を画像出力部１１６に出力する（図３；Ｓ２６）。
【００２９】
最後に、画像出力部１１６は、出力されたコードパターン重畳画像１７１を、記憶メディアに記憶するか、表示体に表示するか、印刷装置で印刷する。なお、本実施の形態において、コードパターン重畳画像１７１はグレースケール画像である。ただし、これに限定されるものではなく、カラー画像または擬似階調処理を施した二値画像でもよい。また、コードパターン重畳画像１７１の出力先は、ハードディスクやフラッシュメモリ、揮発性メモリ等、どのような記憶メディアであっても、液晶ディスプレイや有機／無機ＥＬディスプレイ、ブラウン管ディスプレイ等、どのような表示体であっても、プリンタやプロッタ等、どのような印刷装置であってもよい。
【００３０】
以上で概要を述べたコードパターン重畳画像生成装置１００は、例えば、構成要素１１１〜１１６の機能を記述したプログラムをコンピュータのプロセッサにより実行させることで実現できる。また、それらの機能をハードウェア回路に実装して実現することもできる。それらの機能の詳細については、以下で説明する。
【００３１】
（２）コードパターン重畳画像生成処理の詳細
以下に、図４〜図７を用いてコードパターン重畳画像生成処理の詳細を説明する。図４は、単一セルの同期パターンの一例を示す図である。図５は、位置依存パターン生成部における処理手順を示すフローチャートである。図６は、位置依存パターンのヒストグラムを示す図である。図７は、同期パターン重畳部における処理手順を示すフローチャートである。
【００３２】
以下の説明において、背景画像１２１は、白い背景に黒い画素で図形や文字が描かれた２値で表現される図面画像とする。ただし、本発明において、背景画像は２値で表現される画像であればよく、文書画像や２値のコンピュータグラフィックスでも良い。
【００３３】
また、冗長データを付加された位置依存情報１３１は、図面上の位置情報に誤り検出符号または誤り訂正符号を付加した情報である。ただし、本発明において、位置依存情報は背景画像や背景画像に含まれるオブジェクトに関する情報、ウェブサイトに誘導するためのＵＲＬ情報等、その他のどのような情報でも良い。誤り検出符号は、例えば、巡回冗長検査（Ｃｙｃｌｉｃ‐Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ‐Ｃｈｅｃｋ、ＣＲＣ）やチェックサム等の良く知られた方式を用いることができる。また、誤り訂正符号についても、例えば、リード・ソロモン符号（Ｒｅｅｄ‐Ｓｏｌｏｍｏｎ符号、ＲＳ符号）やハミング符号等の良く知られた方式を用いることができる。
【００３４】
また、同期パターン１４１は、図４に示すような３つ以上の点を含むパターンである。ただし、本発明において、同期パターンは複数の線分で書き表せる図形や二次元バーコード、一般的な特徴点検出手法によって検出可能な特徴点を３つ以上含むパターン等、その他のパターンでも良い。図４のパターンは、点が非対称に配置されていることにより、パターンが回転した場合でも、その向きを判別することが可能である。
【００３５】
（位置依存パターン生成工程）
次に、図５を用いて位置依存パターン生成処理を説明する。図５は、位置依存パターン生成部における処理手順を示すフローチャートである。位置依存パターン生成部１１３は、冗長データを付加された位置依存情報１３１から、例えば図５に示す処理手順に従って位置依存パターン１５０を生成する。
【００３６】
図５の位置依存パターン生成処理は、まず、冗長データを付加された位置依存情報の取得（図５；Ｔ１）を行う。次いで、情報エンコード処理（図５；Ｔ２）によって、冗長データを付加された位置依存情報１３１の各々を周波数空間に拡散する。次に、拡散後のそれらを逆周波数変換処理（図５；Ｔ３）によって実空間画像に変換する。その後、規格化処理（図５；Ｔ４）によって画素値が一定の範囲に収まるように各々規格化し、位置依存パターンの出力を行う（図５；Ｔ５）。
【００３７】
ここで情報エンコード処理（図５；Ｔ２）は、擬似乱数によって生成した複数の拡散符号を用いて入力データの各ビットを周波数空間全体に拡散する、直接拡散方式と呼ばれるよく知られたスペクトル拡散の一方式を用いる。ここで、各々の拡散符号は同期パターン１４１に等しいサイズを持った各々ユニークな二次元の配列であり、その拡散符号の数は入力データのビット数に等しく、ビット毎に異なる拡散符号が対応する。直接拡散方式のスペクトル拡散は、ビット１に対応する拡散符号の総和から、ビット０に対応する拡散符号の総和を要素毎に減じることにより行われる。このスペクトル拡散は、ノイズや干渉（欠損）に強いパターンを生成できる情報変換方法としてよく知られている。
【００３８】
ただし、情報エンコード処理（図５；Ｔ３）は、スペクトル拡散に限らず、パッチワーク法等のよく知られた他の統計処理に置き換えることも可能である。
【００３９】
逆周波数変換処理（図５；Ｔ３）は、逆離散ウェーブレット変換と呼ばれるよく知られた方式を用いる。ただし、これに限らず、逆離散コサイン変換処理等のよく知られた他の逆周波数変換処理に置き換えることも可能であり、省略することも可能である。
【００４０】
ここで、各々の位置依存パターン１５０を逆離散ウェーブレット変換して得られる実空間画像のヒストグラムは、画素値０を最頻値として正負に対称に広がる正規分布となり、規格化処理（図５；Ｔ４）によって、図６の位置依存パターンのヒストグラム１５０ａのようになる。
【００４１】
規格化処理（図５；Ｔ４）について詳細に説明する。αは画像データの階調数、βは位置依存パターン強度、γは規格化前の位置依存パターンの画素値の最大振幅を表す。
規格化処理（図５；Ｔ４）は、画像データの階調数をαとすると、αの１０％の大きさを位置依存パターン強度βとし、上記正規分布の画素値の最小値と最大値がα−２β〜αの範囲に収まるように画素値を規格化する。その規格化は、上記正規分布の画素値の最小値の絶対値と最大値のうちの大きい方をγとして、各画素値にβ／γを乗じてα−βを加算することで行う。
【００４２】
（同期パターン重畳工程）
同期パターン重畳部１１４は、同期パターン１４１と位置依存パターン１５０から、例えば図７に示す処理手順に従ってコードパターン画像１６１を生成する。
【００４３】
図７の同期パターン重畳処理は、まず、同期パターンの取得（図７；Ｔ１１）及び位置依存パターンの取得（図７；Ｔ１２）を行う。次いで、位置依存パターン１５０中の各々のパターンに黒い画素のみ上書きする形で、同期パターン１４１を画像重畳処理（図７；Ｔ１３）によって重ね合わせる。次に、位置依存情報１３１が表す図面上の位置情報の座標系に従い、整列処理（図７；Ｔ１４）によって上記の重ね合わさった各々のパターンを整列する。その後、整列されたパターンをコードパターン画像として出力（図７；Ｔ１５）する。
【００４４】
（コードパターン画像重畳工程）
画像重畳部１１１は、背景画像１２１に黒い画素のみ上書きする形で、コードパターン画像１６１を重ね合わせる処理を行う。その結果としてコードパターン重畳画像１７１が得られ、画像出力部１１６から出力される。
【００４５】
以上のコードパターン重畳画像生成処理により生成されるコードパターン重畳画像１７１には、その全面に渡って図面上の位置情報を表す位置依存パターンと共に同一の同期パターン１４１が埋め込まれている。そのうちの一つを、後に説明する情報読取処理によって検出することで、画像全体に渡って位置依存パターンの境界を判別できる。よって、コードパターン重畳画像１７１は、情報を読み取りたい領域の同期パターンが検出できない場合でも、その周辺の同期パターンを検出することで所望の領域を抽出可能な画像である。
【００４６】
また、抽出した領域の一部に背景画像の黒い画素が含まれている場合は、位置依存パターンの一部が欠損している。そのような一部が欠損した場合においても、本実施の形態の位置依存パターンは、上述のスペクトル拡散等の統計的に冗長なパターン生成処理により、従来よりも情報の読取性能が向上したパターンとなっている。
【００４７】
なお、コードパターン重畳画像生成装置１００でなされる同期テンプレートベクトルの取得については、情報読取装置２００における処理と同様であるので、後述の（同期テンプレートベクトル算出工程）にて説明する。
【００４８】
（情報読取処理）
（１）情報読取装置の構成とその処理の概要
「情報読取装置の構成」
図８及び図９に基づいて、情報読取装置の構成とその処理の概要について以下に説明する。図８は、情報読取装置の構成とその処理の概要を示す図である。図９は、情報読取装置の概要を示す図である。情報読取装置２００は、図９に示すように、ＣＰＵ２１９と、ＲＡＭ２１８と、読取元画像入力部２１０と、記憶部２１７と、を含んで構成され、各部がバス接続されたＰＣ等のコンピュータ装置である。
【００４９】
ＣＰＵ２１９は、記憶部２１７に記憶された各種のプログラムに従って情報処理を行ったり、情報読取装置２００の各部を統括的に制御する中央処理装置である。
ＲＡＭ２１８は、ＣＰＵ２１９が記憶部２１７に記憶されたプログラムを実行する際に、ワーキングメモリを提供する読み書きが可能なメモリである。
【００５０】
読取元画像入力部２１０は、ＰＣやタブレット端末上の走査によって一部を変更されたコードパターン重畳画像や、それを印刷した印刷物をスキャナで取り込んだ画像や、デジタルカメラを用いて正面から撮像した画像等を取り込むための入力インターフェース等である。
【００５１】
記憶部２１７は、情報読取装置２００が動作するための各種プログラムやパラメータなどを記憶したメモリである。そして、ＣＰＵ２１９が当該記憶部２１７に記憶された各種のプログラムを実行することで、後述の同期パターン検出部２１２（に含まれる点検出部２３２と特徴ベクトル生成部２３３と対応点探索部２３４）や、画像領域抽出部２１３の機能が実現される。また、当該記憶部２１７には、後述の同期テンプレートベクトル入力部を介して入力される、同期テンプレートベクトル２３０等が記憶される。なお、ＣＰＵ２１９が各種プログラムを実行して実現する機能は、専用のハードウェア回路に実装して実現することもできる。
【００５２】
また、後述するが、同期パターン検出部２１２は、点検出部２３２、特徴ベクトル生成部２３３、対応点検索部２３４を有していても良い。また、更に同期テンプレートベクトル入力部を有していても良い。また、各部の詳細については後述する。
【００５３】
「情報読取装置による処理の概要」
コードパターン画像が重畳された読取元画像２２１は読取元画像入力部２１１に入力され、同期パターン検出部２１２に渡される。
【００５４】
同期パターン検出部２１２は、読取元画像２２１や同期テンプレートベクトル２３０から同期パターンを検出し、その同期パターンの読取元画像２２１中の位置と姿勢（回転や歪み）を表すパラメータとして幾何変換行列２４１を出力する。
【００５５】
画像領域抽出部２１３は、幾何変換行列２４１で読取元画像２２１を変換し、検出した同期パターンを含む画像領域２５１を抽出し、位置依存パターン読取部２１４に渡す。
【００５６】
位置依存パターン読取部２１４は、抽出した画像領域２５１に含まれる位置依存パターンから位置依存情報２６１を読み取って出力する。その出力先は、ハードディスクやフラッシュメモリ、揮発性メモリ等、どのような記憶メディアであってもよく、また液晶ディスプレイや有機／無機ＥＬディスプレイ、ブラウン管ディスプレイ等、どのような表示体でもよく、さらには有線／無線問わずどのような通信路であってもよい。
【００５７】
以上で概要を述べた情報読取装置２００は、例えば、構成要素２１１〜２１４の機能を記述したプログラムをコンピュータのプロセッサにより実行させることで実現できる。また、それらの機能をハードウェア回路に実装して実現することもできる。それらの機能の詳細については、後述する。
【００５８】
（２）情報読取処理の詳細
以下に、図１０〜１２に基づいて、情報読取処理の詳細を説明する。図１０は、情報読取方法を表すフローチャートである。図１１は、同期テンプレートパターンの一例を示す図である。図１２は、同期テンプレートベクトルの算出処理の手順を示すフローチャートである。図１３は、同期パターン検出部における処理手順を示すフローチャートである。図１４は、画像領域抽出部における処理手順を示すフローチャートである。図１５は、位置依存パターン読取部における処理手順を示すフローチャートである。図１６は、背景除去後の画像領域のヒストグラムを示す図である。
【００５９】
図１０に示すように、本発明の情報読取方法は読取元画像入力工程Ｓ２７、同期パターン検出工程Ｓ２８、画像領域抽出工程Ｓ２９、位置依存パターン読取工程Ｓ３０からなる。
【００６０】
読取元画像２２１は、コードパターン重畳画像１７１が印刷された印刷物の領域の一部を、デジタルカメラ等を用いて正面から撮像した画像とする。ただし、本発明において、読取元画像２２１は、ＰＣやタブレット端末上の走査によって一部を変更されたコードパターン重畳画像や、それを印刷した印刷物をスキャナで取り込んだ画像等、その他の画像でも良い。そして、通信インターフェース等を用いてこのような読取元画像２２１を読取元画像入力部２１０に入力する（図１０；Ｓ２７）。次いで、読取元画像２２１の同期パターン１４１を同期パターン検出部２１２において検出する（図１０；Ｓ２８）。次いで、画像領域抽出部２１３は、読取元画像２２１と幾何変換行列２４１から、画像領域２５１を抽出する（図１０；Ｓ２９）。次いで、位置依存パターン読取部２１４は、画像領域２５１から、位置依存情報２６１を読み取る（図１０；Ｓ３０）。各工程の詳細については後述する。
【００６１】
また、読取元画像２２１に含まれる同期パターンは、図４に示す同期パターン１４１である。ただし、本発明において、読取元画像２２１に含まれる同期パターンは、複数の線分で書き表せる図形や二次元バーコード、一般的な特徴点検出手法によって検出可能な特徴点を３つ以上含むパターン等、その他のパターンでも良い。
【００６２】
また、同期テンプレートベクトル２３０は、同期パターン１４１を縦横に３行３列配置した図１１に示す同期テンプレートパターン２７１から、図１２に示す処理手順に従って予め求めておき、情報読取装置２００の記憶部２１７に記憶しておく。
【００６３】
（同期テンプレートベクトル算出工程）
以下、図１２の同期テンプレートベクトル２３０の算出手順について説明する。
まず、同期テンプレートパターンの取得Ｕ１を行う。次いで、同期テンプレートパターン２７１に未処理の注目点があることを確認する（図１２；Ｕ２）。ある場合は、次いで、同期テンプレートパターン２７１の中央のパターン１４１中のＬ個（７個）の点のうちの１点を注目点とし（図１２；Ｕ３）、その注目点の周囲のＮ個の点の集合を選択する（図１２；Ｕ４）。次いで、未処理の部分集合があることを確認し（図１２；Ｕ５）、次に、そのＮ個の点の集合からＭ個の点の部分集合を選択する（図１２；Ｕ６）。その後、注目点と周囲のＭ個の点の間の距離を求め（図１２；Ｕ７）、各々をそれらのうちの最大値で除算して１以下の値に規格化する（図１２；Ｕ８）。次いで、未処理の基準方向があることを確認する（Ｕ９）。ある場合は、注目点の周囲のＭ個の点から１点を選択し、注目点からその周囲の選択した点までのベクトルを基準方向ベクトルとして、その向きを０度とする（図１２；Ｕ１０）。さらに、注目点から周囲のＭ個の点までのベクトルの向き（０〜２πの角度）を求める（図１２；Ｕ１１）。そして、求めた角度の昇順に注目点から各点までの距離と角度を並び替え、その順序に従って注目点から各点までの距離と角度を一組の要素として持つベクトルを構成し（図１２；Ｕ１２）、注目点の座標と対応付けて出力する（図１２；Ｕ１３）。そのベクトルが、同期テンプレートベクトル２３０のうちの一つとなる。
【００６４】
注目点の周囲のＭ個の各々の点を基準方向ベクトルの一端としてＵ９〜Ｕ１３の処理をＭ回繰り返す。
さらに、注目点の周囲のＮ個の点からＭ個の点を選択する各々の組み合わせに対し、Ｕ５〜Ｕ１３の処理を繰り返す。
その上さらに、同期テンプレートパターン２６１の中央のパターン１４１中の各々の点を注目点として、Ｕ２〜Ｕ１３の処理を繰り返す。
【００６５】
本実施の形態において、同期テンプレートベクトル２３０は、上記処理により算出されたＬ×NＣM×Ｍ個のベクトルである。ただし、同期テンプレートベクトル２３０は上記手順により算出されたベクトルに限定されるものではなく、異なる手順により算出されたベクトルであってもよい。例えば、上記Ｕ１０の処理を、注目点の周囲のＭ個の点のうち注目点から最も遠い点を端点とした基準ベクトルを求める処理に置き換え、Ｕ９の繰り返し回数を削減してもよい。また、Ｕ１２において距離と角度を一組の要素として持つベクトルを構成しているが、距離または角度のどちらか一方や、４点で定義される２つの三角形の面積比等で構成してもよい。
【００６６】
同期パターン検出部２１２は、読取元画像２２１と同期テンプレートベクトル２３０から、例えば図１３に示す処理手順に従って同期パターンを検出する。
【００６７】
（同期パターン検出工程）
図１３の同期パターン検出処理は、まず、読取元画像の取得（図１３；Ｕ２１）及び同期テンプレートベクトルの取得（図１３；Ｕ２２）を行う。点検出部２３２における点検出処理（図１３；Ｕ２３）により、読取元画像２２１中の注目領域（情報を読み取りたい領域）の中心から順に、読取元画像２２１に含まれる同期パターンの点をＴ個検出する。このように、点検出部２３２は読取元画像２２１から同期パターンに含まれる点を複数検出する。次に、特徴ベクトル生成部２３３における特徴ベクトル算出処理（図１３；Ｕ２４）により、検出したＴ個の点の特徴ベクトルを算出する。このように、特徴ベクトル生成部２３３は、検出した点の特徴ベクトルを算出し、生成する。その後、対応点探索部２３４における対応点探索処理（図１３；Ｕ２５）により、検出したＴ個の点の特徴ベクトルの各々に最も類似したベクトルを同期テンプレートベクトル入力部より入力された同期テンプレートベクトル２３０から探索する。このように、対応点探索部２３４は、特徴ベクトルと同期テンプレートベクトルとの比較により読取元画像２２１から同期パターンを探索し、検出する。対応点探索の結果として、各特徴ベクトルに対応する点と同期テンプレートベクトルに対応する点の写像関係が得られる。それらの写像関係から、幾何変換行列算出処理（図１３；Ｕ２６）により最適な３つの組み合わせを選択し、各写像関係を満たす幾何変換行列２４１を算出し、幾何変換行列の出力（図１３；Ｕ２７）を行う。
【００６８】
本実施の形態において、注目領域は読取元画像２２１の中心の領域とする。ただし、注目領域はこれに限ったものではなく、ＰＣやタブレット端末上の操作によって選択した領域や、印刷物上のマーカーを撮像画像から検出することで選択した領域等、その他の領域でも良い。
点検出処理（図１３；Ｕ２３）は、同期パターン中の点とサイズ・濃度・形状を比較して、その差異が予め決めた範囲に収まることを確認できるＴ個の点を検出する。
【００６９】
本実施形態において、点のサイズの範囲は、同期パターン中の点のピクセルサイズと印刷機の印刷解像度とカメラの解像度・画角を一定として、カメラ入力画像中の点のピクセル数が、印刷物とカメラの間の撮影距離が５０ｍｍの場合のピクセル数から、撮影距離が３００ｍｍの場合のピクセル数に収まる範囲とする。ただし、点のサイズの範囲及びその定義方法はこれに限らず、その他の範囲・定義方法でも良い。
【００７０】
また、点の濃度の範囲は、画素値０〜上記αの５０％の範囲とする。ただし、濃度の範囲はこれに限らず、撮影時の照度に応じて変化させる等、その他の範囲でも良い。
また、点の形状は、オリジナルの同期パターン中の点を円形として、読取元画像２２１中の点が占める領域の長径と短径の比が０．５から２．０までの範囲に収まることを確認する。ただし、点の形状の範囲・定義方法はこれに限らず、その他の範囲・定義方法でも良い。
【００７１】
また、検出する点の数Ｔは、少なくとも９個の同期パターンに含まれる点の数よりも大きな数である。
特徴ベクトル算出処理（図１３；Ｕ２４）は、上述の同期テンプレートベクトル算出手順においてＮ＝Ｔとした場合のＳ０３〜Ｓ０８の一連の処理に等しい。
【００７２】
対応点探索処理（図１３；Ｕ２５）は、検出した各点の特徴ベクトルと各同期テンプレートベクトル間の比較の基準として、それらの対応する要素間の差を二乗して足し合わせた合計値を相違度として算出して用いる。各点の特徴ベクトルと最も相違度が小さな同期テンプレートベクトルを求め、その同期テンプレートベクトルに対応する同期パターン中の点を対応点とする。また、注目点の周囲のＮ点からＭ点を選択する可能な組み合わせから同期テンプレートベクトルを求めて記憶しておくことで、同期パターン中の一部の点が検出できない場合でも、対応点探索処理（図１３；Ｕ２５）は、その他の周辺の点の組み合わせから求めた特徴ベクトルにより対応点を探索できる。
【００７３】
また、点検出処理Ｕ２３によって背景画像に含まれる文字や数値の一部や点を誤って検出した場合でも、その点から特徴ベクトル算出処理Ｕ２４によって求められる特徴ベクトルは同期テンプレートパターンとの比較において相違度が高くなるため、対応点探索処理Ｕ２５は対応点の誤検出が少ない。
また、幾何変換行列算出処理Ｕ２６によって、検出した点と対応点探索処理Ｕ２５によって得られた対応点との間の写像関係を検証することで、同期パターンを正確に検出できる。
【００７４】
また、本実施の形態において、読取元画像２２１から検出した点の特徴ベクトルと同期テンプレートベクトル２３０の比較は総当りで行うものとする。ただし、検出した点の特徴ベクトルと同期テンプレートベクトルの比較方法はこれに限らず、予め同期テンプレートベクトルからハッシュ関数によりハッシュ値を求めてハッシュ表を作成しておき、同ハッシュ関数により求めた特徴ベクトルのハッシュ値と等しいハッシュ値を持つ複数の同期テンプレートベクトルを検索し、そのベクトルだけで上記と同様に比較する方法でも良く、その他の方法でも良い。
【００７５】
また、ある点の特徴ベクトルと最も類似した同期テンプレートベクトルの相違度が予め決めた閾値を超える場合は、その探索中の点の対応点は探索不可と判断する。
本実施の形態において上記閾値は上記の最も類似した同期テンプレートベクトルのノルムの二乗の５％の値とする。ただし、上記閾値の値・定義はこれに限らず、その他の値・定義でも良い。
【００７６】
幾何変換行列算出処理（図１３；Ｕ２６）は、対応点探索処理（図１３；Ｕ２５）によって探索された全ての点の写像関係から３つを選択する全ての可能な組み合わせで幾何変換行列を求め、各幾何変換行列で、選択された組み合わせに含まれない写像関係を検証し、最も多くの点の写像関係を最もよく満たす（誤差が最も小さい）幾何変換行列を幾何変換行列２４１として出力する。
ここで、幾何変換行列２４１はアフィン変換行列であるものとする。ただし、これに限らず、例えば相似変換行列や射影変換行列等のその他の幾何変換行列であってもよい。
【００７７】
（画像領域抽出工程）
画像領域抽出部２１３は、読取元画像２２１と幾何変換行列２４１から、例えば図１４に示す処理手順に従って画像領域２５１を抽出する。
【００７８】
図１４の画像領域抽出処理は、まず、読取元画像の取得（図１４；Ｕ３１）と幾何変換行列の取得（図１４；Ｕ３２）を行う。次に、幾何変換処理（図１４；Ｕ３３）により、幾何変換行列２４１で読取元画像２２１を変換する。次に、画像切り出し処理（図１４；Ｕ３４）により、幾何変換後の読取元画像から画像領域２５１を切り出し、出力する。
【００７９】
幾何変換処理（図１４；Ｕ３３）により、読取元画像２２１から検出された同期パターンを含む画像領域は、その含有する同期パターンが同期パターン１４１と等しいサイズ・姿勢（回転・歪み）になるように幾何的に変換される。幾何変換行列２４１がアフィン変換行列であることから、ここでの変換はアフィン変換となる。
【００８０】
また、画像切り出し処理（図１４；Ｕ３４）は、同期パターン１４１の画像サイズを横Ｗ×縦Ｈとすると、変換後の上記画像領域の中心を基点として横方向に−Ｗ／２〜＋Ｗ／２、縦方向に−Ｈ／２〜＋Ｈ／２の領域を切り出し、画像領域の出力（図１４；Ｕ３５）を行う。
【００８１】
（位置依存パターン読取工程）
位置依存パターン読取部２１４は、画像領域２５１から、例えば図１５に示す処理手順に従って位置依存情報２６１を読み取る。
【００８２】
図１５の位置依存パターン読取処理は、まず、画像領域の取得（図１５；Ｕ４１）を行う。次に、背景画像除去処理（図１５；Ｕ４２）により、画像領域２５１から背景画像１２１の成分を除去する。次に、周波数変換処理（図１５；Ｕ４３）により、背景画像１２１の成分を除去した画像領域２５１に周波数変換を施す。その後、情報デコード処理（図１５；Ｕ４４）により、周波数変換後の上記画像領域に含まれる情報を読み取り、位置依存情報２６１として出力する。
【００８３】
背景画像除去処理（図１５；Ｕ４２）について詳細に説明する。δは情報を読み取る画像領域のヒストグラムのピークを示す画素値、ΔＩは情報読取処理時に背景画像除去の目安となるヒストグラムの差分の下限値、θは情報読取処理時の背景画像除去後の画像領域の画素値の最大振幅を表す。背景画像除去処理（図１５；Ｕ４２）においては、画像領域２５１のヒストグラムを求め、上記αに近い方のピークの画素値をδとし、δからαの方向にヒストグラムを走査してその度数の差分がΔＩ以上になる画素値θ（そのような画素値がなければθ＝αとする）を求め、画像領域２５１の各画素からδを減じ、その結果が−（θ−δ）〜＋（θ−δ）の範囲に含まれない画素を０で上書きする。ここで、ΔＩは画像領域２５１の画素数の１％の値に−１を乗じた値とする。この処理によって画像領域２５１から背景成分が除去され、図１６の２５１ａのようなヒストグラムを持つ画像が得られる。
【００８４】
また、周波数変換処理（図１５；Ｕ４３）は、上述の逆周波数変換処理（図５；Ｔ３）に対応する逆変換を施す。上述の逆周波数変換処理（図５；Ｔ３）は逆離散ウェーブレット変換であったため、周波数変換処理（図１５；Ｕ４３）は離散ウェーブレット変換となる。
【００８５】
また、情報デコード処理（図１５；Ｕ４４）は、上述の情報エンコード処理（図５；Ｔ２）で用いたものと同一の拡散符合を用いて、直接拡散方式のスペクトル拡散のデコード処理を行う。一つの拡散符号について、その各要素を、背景成分を除去した画像領域２５１の対応する画素に乗じて総和を計算し、その総和が負値の場合は該拡散符号に対応するビットは０、正値の場合は該拡散符号に対応するビットは１としてデコードする。その処理を、全ての拡散符号について順番に行い、得られたビット列を位置依存情報２６１として出力する、位置依存情報の出力（図１５；Ｕ４５）を行う。
【００８６】
以上の情報読取処理によると、読取元画像２２１中の注目領域（情報を読み取りたい領域）を中心とした周辺の各点の特徴ベクトルと同期パターンに含まれる点のテンプレートベクトルを比較することで、注目領域から点が検出できないために同領域の同期パターンを直接検出できない場合であっても、周辺の点から周辺の領域の同期パターンを検出することで、注目領域中の位置依存パターンを含む画像領域２５１を抽出できる。そのため、注目領域中の同期パターンが検出できなかった場合でも、注目領域中の位置依存情報２６１を読み取ることができる。
【００８７】
また、画像領域２５１の一部に背景画像の黒い画素が含まれている場合は、位置依存パターンの一部が欠損している。しかし、その場合においても、スペクトル拡散等の統計的に冗長なパターン生成処理により、従来よりも高い読取性能で位置依存情報２６１を読み取ることができる。
【００８８】
（実施例）
本発明のコードパターン重畳画像生成装置及び情報読取装置を用いた実施例として、住居等の建築図面に適用した例を図１７及び図１８を用いて以下に説明する。図１７は、本発明のコードパターン重畳画像生成装置を用いた実施例の模式図である。図１８は、本発明の情報読取装置を用いた実施例の模式図である。例えば、建築業界において、設計通りに施工されていることを証明するために、施工現場の写真を撮影し、図面上の位置と対応付けて管理することが求められており、その目的において本発明のコードパターン重畳画像生成装置及び情報読取装置を用いることができる。従来は、施工現場では、設計通りに施工されていることを証明する証拠を残すために、構造物の位置と種類を書いた黒板を構造物の近くに置き、一緒に写真に収めていた。それらの写真は膨大な数に上るが、施工業者は、竣工図書の作成時等に、それらの写真一枚一枚に目を通して図面上の構造物の位置と対応付けていた。その作業に時間がかかり、施工業者にとって大きな負担となっていた。
【００８９】
図１７に示すように、はじめに、背景画像１２１ｂとして建築図面の画像データを画像入力部１１１に入力する（図１７；Ｓ４０）。このとき、画像入力部１１１に入力する画像データは図面作成ソフトで作成した図面データを変換して生成した建築図面の画像データである。画像入力部１１１に入力された建築図面の画像データは、その後、画像重畳部１１５に渡される。
【００９０】
続いて、冗長データを付加された図面上の座標を表す位置依存情報１３１から各々に対応する位置依存パターン１５０を生成する（図１７；Ｓ４１）。
【００９１】
生成された位置依存パターン１５０は同期パターン重畳部１１４に入力される。同期パターン重畳部１１４は、位置依存パターン１５０の各々のパターンと同期パターン１４１とを重ね合わせて格子状に配列し、コードパターン画像１６１を生成する（図１７；Ｓ４２）。生成されたコードパターン画像１６１は、画像重畳部１１５に入力される。
【００９２】
画像重畳部１１５は、背景画像１２１ｂとしての建築図面の画像データと、コードパターン画像１６１とを受け取り、それらを重ね合わせてコードパターン重畳画像１７１を生成し、画像出力部１１６に渡す（図１７；Ｓ４３）。画像出力部１１６は、受け取ったコードパターン重畳画像１７１を印刷する（図１７；Ｓ４４）。
以上により、座標を表すコードが埋め込まれた建築図面としてのコードパターン重畳画像１７１を生成できる。
【００９３】
続いて、情報読取装置２００を用いて施工現場において図面上の座標を読み取り、施工現場の写真との対応付けに用いる例を以下に説明する。
コードパターン重畳画像１７１が印刷された建築図面は、情報読取装置２００であるカメラで撮影されることで、その画像データが読取元画像２２１として読取元画像入力部２１１に入力され、同期パターン検出部２１２に渡される（図１８；Ｓ５０）。
【００９４】
同期パターン検出部２１２は、読取元画像２２１や同期テンプレートベクトル２３０から同期パターンを検出し、その同期パターンの読取元画像２２１中の位置と姿勢（回転や歪み）を表すパラメータとして幾何変換行列２４１を出力する（図１８；Ｓ５１）。
【００９５】
画像領域抽出部２１３は、幾何変換行列２４１で読取元画像２２１を変換し、検出した同期パターンを含む画像領域２５１を抽出し、位置依存パターン読取部２１４に渡す（図１８；Ｓ５２）。
位置依存パターン読取部２１４は、抽出した画像領域２５１に含まれる位置依存パターンから位置依存情報２６１である座標を読み取る（図１８；Ｓ５３）。
続けて、図面の撮影に用いた情報読取装置２００であるカメラで施工現場の構造物を撮影し、読み取った座標と対応付けて記憶する。
【００９６】
このように、位置依存情報２６１である座標と施工現場の構造物の写真を手軽に対応付けて記憶することができる。
そのため、本発明のコードパターン重畳画像生成装置１００及び情報読取装置２００を用い、施工現場の構造物の写真と図面上の位置の対応付けにかかる時間を容易に短縮でき、負荷を軽減することができる。
【００９７】
また、コードパターン重畳画像生成装置が位置依存情報の入力部を備える形態もある。この形態によると、コードパターン重畳画像生成装置に各々が一意の位置依存情報を予め組み入れておく必要は無く、例えば、住宅地図の番地情報や居住者名を住宅の配置に従って並べた情報等、用途に応じて自由に選択した情報をコード化し、背景画像に重畳することができる。
【００９８】
その他にも、例えば、図面に座標情報を含んだコードパターン画像を重畳して印刷し、カメラ付き携帯電話等の携帯情報端末を用いてその印刷図面から座標を読み取り、読み取った座標近辺の構造物に関する詳細な情報をネットワーク上のサーバーから取得し、携帯情報端末上で手軽に参照することができる。
【００９９】
以上で説明した本実施の形態では、コードパターン重畳画像生成装置と情報読取装置のいずれも同期テンプレートベクトルを算出する機能を備えていない。これは、本実施の形態においては、同期テンプレートベクトルの算出手段は第三の装置による算出または手計算による算出等、どのような算出手段でも良いことを意味する。
【０１００】
また、その他の実施形態としては、コードパターン重畳画像生成装置が同期パターンの入力部と同期テンプレートベクトルの算出部・出力部とを備え、情報読取装置が同期テンプレートパターンの入力部を備える形態がある。コードパターン重畳画像生成装置は、コードパターン重畳画像の他にも同期テンプレートベクトルを算出して出力する。この形態によると、コードパターン重畳画像生成装置に同期パターンを予め組み入れておく必要は無く、背景画像の特性に応じて同期パターンを自由に選択して用いることができ、背景画像の視認性と同期パターンの検出容易性に配慮したコードパターン重畳画像を生成できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１００    コードパターン重畳画像生成装置
１１１    画像入力部
１１２    コードパターン画像生成部
１１３    位置依存パターン生成部
１１４    同期パターン重畳部
１１５    画像重畳部
１１６    画像出力部
１１７、２１７    記憶部
１１８、２１８    ＲＡＭ
１１９、２１９    ＣＰＵ
１２１、１２１ｂ    背景画像
１３１    冗長データを付加された位置依存情報
１４１    同期パターン
１５０    位置依存パターン
１５０ａ  位置依存パターンのヒストグラム
１６１    コードパターン画像
１７１    コードパターン重畳画像
２００    情報読取装置
２１０    読取元画像入力部
２１２    同期パターン検出部
２１３    画像領域抽出部
２１４    位置依存パターン読取部
２２１    読取元画像
２３０    同期テンプレートベクトル
２３２    点検出部
２３３    特徴ベクトル生成部
２３４    対応点探索部
２４１    幾何変換行列
２５１    同期パターン検出部で検出した同期パターンを含む画像領域
２５１ａ  画像領域２５１の背景除去後のヒストグラム
２６１    位置依存情報
２７１    同期パターンを３行３列配置した同期テンプレートパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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