(57)【要約】【課題】絶対座標認識システムおよび方法を提供すること。【解決手段】絶対座標認識システムは、セルを図形化し、図形化されたセルの配列によって形成されたパターンに対して一定のマイクロコードが付与されたパターン記録媒体と、前記パターンを感知してマイクロコードを認識するパターン感知手段と、感知されたパターンから前記パターン記録媒体上における前記パターン感知手段の位置を計算する信号処理手段とを含む。前記パターン記録媒体のパターンをより簡単に構成することにより、前記絶対座標認識システムおよび方法は、解像度の高くない結像システムおよび画像センサでもパターンの感知を可能にする。【選択図】図３
2008523495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のピクセルと、
前記ピクセルのうち２以上の色付きピクセルが一定の間隔で区分表示され、そのピクセルが仮想的に連結された線として認識されるか、あるいは、前記２以上の色付きピクセルが連続的に表現されて実際線として認識される図形を含む図形化されたセルと、
を含み、
前記図形化されたセルが配列されてパターンを形成し、前記セルの配列に応じてマイクロコードが付与されることを特徴とするパターン記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン記録媒体において、
前記図形化されたセルは、水平配列、垂直配列、左上右下の斜線配列、右上左下の斜線配列の４種類の配列を形成する２つ以上の図形要素を含み、
前記配列の場合の数は、前記斜線配列の傾きによって拡張可能であることを特徴とするパターン記録媒体。
【請求項３】
請求項１に記載のパターン記録媒体において、
前記セルは、多数の正方形ピクセルに細分される長方形の形状であり、
前記パターン記録媒体は、２つ以上の図形化されたセルに細分される長方形の形状を有する複数のユニットパターンで構成されていることを特徴とするパターン記録媒体。
【請求項４】
請求項１に記載のパターン記録媒体において、
前記パターン記録媒体は、書き込みツールによって情報が記録可能な材質で形成されていることを特徴とするパターン記録媒体。
【請求項５】
パターン記録媒体上で一定の間隔で区分された２以上の色付きピクセルを線状の図形として認識し、あるいは、連続的に表現された２以上の色付きピクセルによって構成される線状の図形を認識する段階と、
前記認識された線状の図形から計算された座標値を用いてパターン感知手段の位置を計算する段階と、
前記計算された位置を信号処理手段へ出力する段階と、
を含むことを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項６】
請求項５に記載の絶対座標認識方法は、
前記図形化された各セルの配列によって形成される正常パターンが一定の角度で回転して感知される場合、正常パターンに対して回転したパターンの回転角を計算する段階と、
前記計算された回転角を用いて、感知されたパターンを正常パターンに補正する段階と、
前記補正されたパターンから計算された座標値を用いて前記パターン感知手段の位置を計算する段階と、
をさらに含むことを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項７】
請求項５に記載の絶対座標認識方法は、
前記図形の回転角が４５度以上であるか否かを認識して補正する段階と、
前記補正された回転角を用いて当該パターンの位置を認識する段階と、
前記認識されたパターンの位置から絶対座標を出力する段階と、
をさらに含むことを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項８】
請求項７に記載の絶対座標認識方法において、
前記図形の回転角が４５度以上であるか否かを認識して補正する段階は、１つの画像から２つ以上のパターンを認識することを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項９】
請求項５に記載の絶対座標認識方法は、
前記パターン感知手段によって感知された記録媒体がパターン記録媒体であるか否かを検査する段階と、
パターン記録媒体ではないと判別された場合、これに関する情報をパターン感知手段または信号処理手段へ出力する段階と、
をさらに含むことを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれかに記載の絶対座標認識方法は、
前記パターン感知手段によって感知された記録媒体の図形化されたセルの配列によるマイクロコードから座標を認識し、前記図形化されたセルの個数から、前記記録媒体がパターン記録媒体であるか否かを確認する段階をさらに含むことを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の絶対座標認識方法において、
前記２つ以上の図形化されたセルは、水平配列、垂直配列、左上右下の斜線配列、右上左下の斜線配列の４種類の配列を形成する図形要素を含むことを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項１２】
請求項５に記載の絶対座標認識方法において、
前記パターン感知手段は、照明手段をさらに含み、
前記照明手段によって照射されるパターン記録媒体における領域の明るさを均一に補正する段階をさらに含むことを特徴とする絶対座標認識方法。
【請求項１３】
請求項５に記載の方法を実行するプログラムを含む絶対座標認識プログラムの記憶媒体。
【請求項１４】
請求項１に記載のパターン記録媒体と、
前記パターンを感知してマイクロコードを認識するパターン感知手段と、
前記感知されたパターンから前記パターン記録媒体におけるパターン感知手段の位置を計算する信号処理手段と、
を含むことを特徴とする絶対座標認識システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶対座標認識システムおよび方法に関する。前記絶対座標認識システムは、セルを図形化し、前記図形化されたセルの配列によって形成されたパターンに対して一定のマイクロコードを付与したパターン記録媒体と、前記パターンを感知してマイクロコードを認識するパターン感知手段と、前記感知されたパターンから前記パターン記録媒体上における前記パターン感知手段の位置を計算する信号処理手段とを含む。
【０００２】
そして、前記パターン記録媒体のパターンをより簡単に構成することにより、解像度が高くない結像システム(imaging system)および画像センサでもパターンの感知を可能にする。したがって、パターンの感知過程で発生する位置認識エラーを最小化することができ、かつ、パターン感知手段によって認識される線状の図形の水平方向に対する傾きを微細に調節して単純な四角形の仮想線上に表現された図形であっても、その傾き値に応じて発生するマイクロコードの場合の数をより多様にすることにより、マイクロコードの重複認識を防止することができ、かつ、各セルの図形密度を相互均一にし、このようなセルを均一に分布させてパターン記録媒体の明暗を全体的に均一にすることにより、パターン記録媒体上にムラが発生しないようにする絶対座標認識システムおよび方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
最近まで、データが記録された、あるいは、記録されていない表面上で、書き込み素材等の物体の位置を決定する方法は、様々な形で試みられてきた。特に、電子ペンを用いた位置決定方法と関連し、手書きされた文書、シンボル、絵等のグラフィックデータを入力するために２次元または３次元の位置を決定する装置が出始めた。このような装置は、データ感知手段によって感知された位置情報を座標に転換する方法によって、データが記録された表面上における感知手段の絶対的位置を決定する。
【０００４】
前述したように手書きデータ等を入力するためには記録用タブレット等と感知手段を使用できる。大部分の２次元装置は、記録用タブレット等と感知手段間の接触によって作動する。
【０００５】
一般に、感知手段と記録用タブレット間には２つの関係があるが、手動感知手段／能動タブレットと能動感知手段／手動タブレットの関係で駆動される装置がそれである。
【０００６】
手動感知手段／能動タブレットを用いる方法において、能動タブレットは、大きく、重く、持ち運びが困難である上、非常に高価である。さらに、能動タブレットは、製造が難しく、複雑な電気−機械的構造を有しており、位置認識エラー等の誤作動が起こり易いという欠点があった。
【０００７】
一方、能動感知手段／手動タブレット方法の場合、一般に感知装置と処理装置が分離される上、タブレットをコード化しなければならない等、タブレットの使用が不便である。しかも、感知手段で送信された信号がタブレットから戻ってきて受信機に到達する過程で、予期しないエラーが発生するおそれがある。
【０００８】
したがって、手動感知手段／能動タブレットと能動感知手段／手動タブレット装置のいずれも、前述した問題が存在し、上記装置をまるで紙にペンで字を書くように使用するためには、インターフェースの入念な調整が行わなければならない。ところが、このような方法によって提供される情報の量および正確性には限界があり、また、感知手段の移動、回転、タブレットに対する感知手段の使用角度、記録速度等の情報を一括的に処理する装置の開発が求められてきた。
【０００９】
このような問題を解決するため、感知手段の絶対位置を容易に決定できるようにする装置が提案されている。当該装置は、Ｘ−Ｙ座標を決定できるコーディングパターンが提供されるデータ記録面、当該コーディングパターンを感知できる感知器、感知されたコーディングパターンに基づいて感知器の現在位置を決定できるプロセッサ等を備える。この装置は、ユーザが上記データ記録面に文字または絵データを手書きまたは描くと、データがコンピュータ画面に表示されるように駆動される。
【００１０】
この種の装置を用いてコーディングを行う方法には色々あるが、例を挙げて説明すると、次の通りである。
【００１１】
その１つの方法としては、図１に示すように、記号をパターン化して位置コーディングを行う方法であって、各記号は３つの同心円からなり、最外部に表示される外部円はＸ座標を、中間円はＹ座標をそれぞれ示す。外部円と中間円は円の内部が充填されたか否かによって異なるコードを指示する１６個の部分に分割されるが、これは座標のそれぞれの対が特定の外観を持つ複雑な記号によってコーディングされることを意味する。
【００１２】
別の方法として、Ｘ座標およびＹ座標をコーディング可能なチェック柄のパターンで表示することができるが、その位置コーディング方法は上記同心円による方法と同様である。
【００１３】
このような公知のパターンは、複雑な記号で構成される。これらの記号が小さくて細密であるほど、データ記録面上にパターンを実現することが容易ではなく、感知手段の解像度が高くない場合、細密なパターンを正確に認識することができず、位置認識のエラーが発生する可能性が高い。これに対し、パターンの記号を単純化および粗大化する場合、データ記録面上の異なる位置で同一のパターンによる同一のマイクロコードが重複する可能性があり、絶対位置決定のための正確度が低くなるので、位置感知手段が正確な位置を感知し難いという問題点があった。
【００１４】
一方、図２に示すように、仮想的な多数の横軸と縦軸の交点周辺の４位置（左、右、上、下）のうちいずれか１箇所に表示された点で実現される位置−コーディングパターンによる座標認識方法もある。より詳しくは、これは非常に狭い間隔を持つ互いに垂直な全軸の交点周辺の４位置のうちいずれか１箇所に１つの点を表示し、このような点の位置による配列を互いに異なるようにして、各配列に該当する固有のマイクロコードを付与し、このような配列を感知するようにすることにより、感知手段の現在位置を決定する方法である。
【００１５】
ところが、このような方法でパターンを実現する場合、交点周辺に１点を配置する場合の数が４つに限定されるので、隣接した有限個の点に付与されるマイクロコードの種類が多様化しない。すなわち、同一のマイクロコードの重複による位置認識のエラーが発生する可能性がある。このような問題を克服するためには、単位面積当たりに、さらに多くの点を配列しなければならず、同時に各点の大きさも比例して小さくならなければならないが、これは隣接した点にマイクロコードを付与するとき、当該マイクロコードがさらに多くの個数の点で表現されなければならないことを意味する。これにより、パターン記録媒体は非常に精巧な印刷あるいは出力装置によって印刷されなければならず、感知手段は狭い間隔を持つ軸上に位置する点を一々感知しなければならないので、感知手段の解像度が非常に高くなければならない。よって、コード感知過程において感知手段の位置把握にエラーが発生するおそれがあるという問題点が依然として残る。
【００１６】
一方、交差する横線と縦線から交点を得る代わりに、１２０度の角度で仮想線を交差させて交点を形成し、あるいは、蜂巣状となるように仮想線を構成して、その頂点に該当する交点の周辺に点を１つずつ配列することもできる。ところが、この場合にも、１点を配置する場合の数が依然として３つまたは４つに制限されるので、前述したような問題点が同様に発生した。
【００１７】
もちろん、図２のように交点を成す水平軸上の左、右、あるいは、垂直軸上の上、下に点を配置する方式の代わりに、上記点を交点の右上、右下、左上、左下等に配列し、配列の場合の数を多くすることができる。ところが、この場合、感知手段が点位置の微細な変化まで感知することができなければならないので、非常に高い解像度を持つ感知手段、すなわち、結像システムが要求されるという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述した問題点を解決するため、本発明は、パターン記録媒体に多数の横軸と多数の縦軸を仮想的に設定し、これらの仮想的な線によって取り囲まれた最小領域としてのピクセルを形成し、隣り合うピクセルが一定の個数以上集まって１つのセルを形成し、当該セルが１以上の色付きピクセルで表現される任意の図形を内部に含むようにすることにより、上記セルを図形化し、隣り合う図形化されたセルが多数集まって最終的に１つのパターンを形成するようにすることにより、セル内の図形の配列形態によって独立にマイクロコードを付与し、既存の感知手段に比べて解像度が高くない光学センサを備える感知手段を用いる場合にも、既存の感知手段によって絶対座標を認識した結果と同一またはより向上した結果を示すことができるようにすることを目的とする。
【００１９】
また、感知手段によって認識される線状の図形の水平方向に対する傾きを微細に調節して単純な四角形状の仮想線においても、その傾き値に応じて発生するマイクロコードの場合の数をより様々にすることにより、マイクロコードの重複認識を防止し得るようにすることを他の目的とする。
【００２０】
また、本発明によってセルの内部に表現される図形をより単純化し、図形が描かれている黒色領域と図形が描かれていない白色領域の比率をパターン記録媒体全体的に均一にしてパターン記録媒体の明暗を均一に分布させることにより、パターン記録媒体からムラがほとんど感じられないようにして、ユーザが一般な手書きまたはプリント方法による記録用紙として使用するにも全く不便さがないようにすることを別の目的とする。
【００２１】
また、絶対座標認識システムに使用されるパターン記録媒体は、多数のピクセルからなり、当該ピクセルのうち２以上の色付きピクセルが一定の間隔で区分表示され、そのピクセルが仮想的に連結された線として認識されるか、あるいは、２つ以上の色付きピクセルが連続的に表現されて実際線として認識されるようにすることを別の目的とする。
【００２２】
また、本発明によって元のマイクロコードが一定の角度で回転して感知される場合、当該マイクロコードの回転角度を計算し、これを元のマイクロコードと比較、補正するようにして、マイクロコードが回転した状態で感知されることにより発生する位置判断のエラーを最小化するようにすることを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明は、多数のピクセルからなり、前記ピクセルのうち２以上の色付きピクセルが一定の間隔で区分表示され、そのピクセルが仮想的に連結された線として認識されるか、あるいは、前記２以上の色付きピクセルが連続的に表現されて実際線として認識される図形を含む図形化されたセルと、前記図形化されたセルが配列されてパターンを形成し、前記セルの配列に応じてマイクロコードが付与されるパターン記録媒体を提供する。
【００２４】
また、パターン記録媒体上で一定の間隔で区分表示された２つ以上の色付きピクセルを線状の図形として認識し、あるいは、連続的に表示された２つ以上の色付きピクセルが成す線状の図形を認識する段階と、前記認識された線状の図形から計算された座標値を用いて前記パターン感知手段の位置を計算する段階と、前記計算された位置を信号処理手段へ出力する段階とを含むことを特徴とする絶対座標認識方法を提供する。
【００２５】
また、前記パターン記録媒体と、前記パターンを感知してマイクロコードを認識するパターン感知手段と、前記感知されたパターンからパターン記録媒体上におけるパターン感知手段の位置を計算する信号処理手段とを含むことを特徴とする絶対座標認識システムを提供する。
【００２６】
本発明によれば、解像度が高くない結像システムおよび画像センサを用いる場合にも、既存の方法によって絶対座標を認識した結果と同一またはより向上した結果を示すことができる。
【００２７】
また、本発明によれば、パターン記録媒体上に表示されるマイクロコードを単純化し、特に、黒色領域と白色領域の比率を一定にすることができる。これにより、パターン記録媒体の色合いが全体的に均一であり、パターン記録媒体にムラが感じられにくいため、ユーザは、全く不便さを感じることなく、一般的な手書き用紙または印刷用紙としてパターン記録媒体を使用することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、元のマイクロコードが一定の角度で回転して感知される場合、上記マイクロコードの回転角度を計算し、これを元のマイクロコードと比較して補正することにより、マイクロコードが回転した状態で感知されることによって発生する位置判断のエラーを最小化することができる。
【００２９】
また、パターン感知手段によって線の形における形状を認識し、水平方向に対する図形の傾きを微細に調節することにより、単純な四角形状の仮想線上で表現された図形であっても、その傾き値に応じて発生するマイクロコードの場合の数をより多様にすることができる。この結果、マイクロコードの重複認識を防止することができる。
【００３０】
また、絶対座標認識システムに使用されるパターン記録媒体は、多数のピクセルで構成されている。２つ以上の色付きピクセルが連続的に表現されることにより、ピクセルが実際線として認識される。また、２つ以上の色付きピクセルが一定の間隔で区分して表現されることにより、ピクセルが仮想的に連結された線として認識される。したがって、図形をピクセルによる連続的な図形要素として表わす必要がなく、パターンを単純化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【００３２】
まず、図３は本発明によってパターン記録媒体上に実現されたパターンの一実施例を示す図である。絶対座標認識システムに使用されるパターン記録媒体は、多数のピクセルで構成されている。当該ピクセルにおいては、２つ以上の色付きピクセルが一定の間隔で区分して表現され、仮想的に連結された線として認識される図形を形成し、あるいは、上記２つ以上の色付きピクセルが連続的に表現され、実際線として認識される図形を形成している。当該図形の１つを含む各セルは、当該図形によって図形化されている。図形化されたセルは、配列されてパターンを形成し、当該セルの配列に応じてマイクロコードが付与されている。この際、パターン認識の効率性を高められるように、各セルに含まれる図形の中心点とセルの中心点との相対位置は、すべてのセルにおいて同一になっている。
【００３３】
また、絶対座標認識システムは、パターンに応じてそれぞれマイクロコードが付与されるパターン記録媒体と、当該パターンを感知し、当該パターンによるマイクロコードを認識し、その座標値に対応する出力信号を生成するパターン感知手段と、当該出力信号を処理して座標値に変換し、当該座標値により上記パターン記録媒体における上記パターン感知手段の位置を決定する信号処理手段を含んでもよい。
【００３４】
また、上記パターン記録媒体には、一実施形態として、多数の横軸と多数の縦軸が仮想的に設定されている。これらの仮想的な線によって取り囲まれた最小領域として定義されるピクセルが形成されている。セルは、このようなピクセルが所定数集まったグループによって形成されている。上記セルのうちの色付きピクセルによって表現された様々な図形のうち少なくとも１つを内部に含むセルは、図形化されたセルと定義されている。当該図形化されたセルのうち隣接した多数のセルが一定の配列を成して最終的に１つのパターンを形成している。パターンにおける図形化されたセルの配列形態とは独立にマイクロコードが付与されている。
【００３５】
他の一実施形態として、ここで、パターンは、横方向および縦方向に配列されているセルの組み合わせによって四角形の形状を有してもよい。この際、組み合わせられるセルの数は２つ以上に設定され、当該パターンは水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個の隣接したセルで構成されている。このようにすることにより、セル内の図形の配列形態に応じて感知されるパターンの中心が位置する絶対座標値が提供される。一方、上記セルは多数の隣接したピクセルが結合して四角形の形状を形成することができ、セルに含まれる図形はいくつかの色付きピクセルの組み合わせによって表現することもできる。また、セルの内部にある図形は線またはブロックに図形化できる。
【００３６】
特に、図４に示すように、本発明に係る一実施形態において、上記図形化されたセルの内部の図形は、１つの色付きピクセル、あるいは、垂直方向または水平方向に隣接した色付きピクセルによって形成された長方形の図形要素で構成されるようにすることができる。当該図形要素が長方形になり得るのは、多数の水平軸と垂直軸が正方形のピクセルを形成しているからである。図形要素は１つのセル内に２つ以上存在している。上記図形要素が互いに水平配列、垂直配列、左上右下斜線配列および右上左下斜線配列の４配列を成すようになっている。パターン感知手段は、上記水平配列は水平線、上記垂直配列は垂直線、上記左上右下斜線配列および上記右上左下斜線配列は斜線とそれぞれ認識するように形成されている。これにより、低解像度の結像システムおよび画像センサによっても上記パターンを正確に認識することができる。また、１つのセル内に２つ以上の図形要素が配置されている場合、上述した４つのタイプに加え、水平線に対する配列角度をさらに細分化してより多くの場合の数を得ることができる。
【００３７】
また、他の一実施形態として、１つの図形が２つ以上の図形要素から構成される場合、その図形要素が特定のセルに所属することを明確にするため、隣接した異なるセルに含まれる図形要素間の間隔は同じセルに所属する図形要素間の間隔より広くなるべきであり、好ましくは１．３倍以上広くなるべきである。
【００３８】
図５に示すように、上述した図形要素は、長方形以外の形状であってもよい。ただし、位置認識のエラーを回避するために重要な点は、図形要素から構成される図形の中心点がセルの中心点に対して常に一定の相対位置を持たなければならないということである。
【００３９】
本発明のパターン内に表示された図形は、従来のパターン記録媒体上に表現された図形に比べて非常に簡素化されているという特徴を有する。しかし、図形の形状が単純であるほど、表現される図形の場合の数は限定されるという欠点があり、広いパターン記録媒体上で同一の図形を持つセルが重複して印刷するおそれがある。このような場合、パターンの重複感知により位置認識のエラーが発生するおそれがある。このようなエラーを回避することが可能な方法について説明する。
【００４０】
パターンを構成するセルの数が少なく、かつ、各セルに含まれる図形の種類が少ない場合、これらの組み合わせによって作り出すことが可能な異なるパターンの種類は多様にならない。特に、個別パターンの実際の大きさがパターン記録媒体の全面積に比べて相対的に非常に小さい場合、１つのパターン記録媒体に同一のパターンが異なる位置に記録される可能性がある。すなわち、同一のパターンが１つのパターン記録媒体内に重複し得る。
【００４１】
もし、結像システムまたは画像センサを介して１つのパターンが記録された部分のみが観察され、あるいは、種々のパターンを同時に含む画像から１つのパターンのみが認識されるならば、パターン重複問題を解決することはできない。しかし、観察された画像が２つ以上のパターンを同時に含んでおり、これらがすべて認識される場合、上述したパターン重複問題を解決することが可能である。単一パターンの立場からみれば、限定されたパターンの種類によってパターン記録媒体の異なる位置に同一のパターンが重複記録される可能性がある。しかし、多数の隣接したパターンが同時に観察して認識される場合、パターン記録媒体に隣接したパターンの分布までも同一に配列される場合は発生しない。したがって、隣接した２つ以上のパターンを同時に認識することにより、パターン重複問題を回避することができる。
【００４２】
より具体的には、１つのパターンのみを認識する場合と比べ、隣接した異なるパターンを同時に認識する場合、パターンが重複する確率を１／Ｑに減らすことができる。また、別の隣接したパターンを同時に認識する場合、すなわち、３つの隣接したパターンを同時に認識してその配列まで確認すると、パターンが重複する確率はさらに１／Ｑ減少する。このような方式で同時に認識するパターンの数を増加させると、その重複確率は１／Ｑずつ減少し、結果としてパターン重複問題を解決することができる。ここで、Ｑは、パターンを形成するセルの個数とセル内に含まれる図形の種類の数によって決定される異なるパターンの個数である。パターンを形成するセルの個数がＭ×Ｎであり、セル内に含まれる図形の種類がＬであれば、形成可能な異なるパターンの種類ＱはＭ×Ｎ×Ｌになる。すなわち、１つのパターンのみを観察し、あるいは、観察された種々のパターンのうち中心にあるパターンのみを認識する場合、同一のパターンが重複する確率は１／Ｑになる。ところが、２つのパターンを同時に認識して絶対位置を決定する場合、隣接した２つのパターンが同時に重複する確率は１／Ｑ２になる。したがって、上述した方式によって、パターンの重複可能性は、同時に認識するパターンの数を増加させることにより１／Ｑずつ減少する。
【００４３】
また、図６に示すように、パターン記録媒体の構造を考察すると、図形化されたセルは少なくとも２つ以上の互いに離隔している図形要素を含んでいる。例えば、セルは、多数の正方形ピクセルからなる正方形の形状であり、色付きピクセルによって表現された図形要素を含んでいる。このようなピクセルが約１００個が集まって１つの図形化されたセルを構成している。
【００４４】
また、一実施例として、パターンにおいては、上述した図形化されたセルが９つ集まって正方形の単位パターンを形成し、パターン感知手段は、少なくとも１つ以上の単位パターンを同時に感知し得るように駆動される。
【００４５】
上述したパターン記録媒体は、書き込みツールによって情報が記録可能な紙等の素材だけでなく、記録が不可能であってもパターン化が可能な媒体であってもよい。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係るパターン記録媒体によって絶対座標を認識する方法について説明する。絶対座標認識方法は、パターン記録媒体上で一定の間隔で区分表示された２つ以上の色付きピクセルを線状の図形として認識し、あるいは、連続的に表示された２つ以上の色付きピクセルが成す線状の図形を認識する段階と、前記認識された線状の図形から計算された座標値を用いて前記パターン感知手段の位置を計算する段階と、前記計算された位置を信号処理手段へ出力する段階とを含んでいる。
【００４７】
ここで、絶対座標認識方法は、図形化された各セルの配列が成す正常パターンが一定の角度で回転して感知される場合、正常パターンに対して回転したパターンの回転角を計算する段階と、計算された回転角を用いて、感知されたパターンを正常パターンに補正する段階と、補正された正常パターンから計算された座標値を用いてパターン感知手段の位置を計算する段階とをさらに含んでもよい。
【００４８】
また、絶対座標認識方法は、パターン感知手段によって感知された記録媒体がパターン記録媒体であるか否かを検査する段階と、パターン記録媒体ではないと判別される場合、これに関する情報をパターン感知手段または信号処理手段へ出力する段階とをさらに含んでもよい。また、絶対座標認識方法は、パターン感知手段によって感知された記録媒体の図形化されたセルの配列に応じて付与されたマイクロコードから絶対座標を認識し、図形化されたセルの個数から、記録媒体がパターン記録媒体であるか否かを確認する段階とをさらに含んでもよい。
【００４９】
また、絶対座標認識方法は、パターン感知手段の照明条件に応じて感知された画像の背景の明るさが空間的に不均一であり得るため、感知された記録媒体の図形化されたセルの配列に応じて付与されたマイクロコードから絶対座標を認識する前に背景の明るさを均一に補正する段階をさらに含んでもよい。
【００５０】
図７は、本発明の一実施形態による絶対座標認識方法を示すフローチャートである。当該方法は、パターン感知手段によってビットマップ単位の画像を感知する段階、照明手段によって照明された明るさが不均一か否かを認識し、不均一な場合に明るさを補正する段階、色付きピクセルによって表現された図形要素を認識する段階、図形要素が有効な図形要素に該当するか否かを判別する段階、図形要素によって表現された図形を認識する段階と、図形が有効な図形に該当するか否かを判別する段階、認識された図形の水平方向に対する回転角を認識して補正する段階、補正された回転角によって表現されたパターンを認識する段階、認識されたパターンが有効パターンであるか否かを決定する段階、図形の回転角が４５度以上であるか否かを認識して補正する段階、補正された回転角によって当該パターンの位置を認識する段階、認識されたパターンの位置から絶対座標を出力する段階を含んでいる。
【００５１】
一方、一実施例として、図形化されたセルの内部には２つ以上の図形要素が互いに水平配列、垂直配列、左上右下斜線配列および右上左下斜線配列の４配列を成すことができる。これらのうち水平または垂直配列された２つ以上の図形要素がある場合、使用者が使用する方法に従い、水平または垂直状態で一定の角度回転した状態で感知手段によって感知されてもよい。この場合、水平、垂直状態からの回転角を計算して補正することにより、正確なコードを把握して感知手段の位置を定めなければならない。つまり、上述した段階は本発明の特徴をさらに明確に示すためには必須のものである。
【００５２】
ここで、パターンの回転角度を認知する原理について説明する。図８は、本発明の一実施形態による形状またはパターンの回転角度を認識する方法を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、結像システムおよび画像センサで構成されるパターン感知手段によって観察された画像から図形要素の存在を探し、その図形要素の中心位置を決定する。画像の解像度が位置によって異なる可能性があるため、一部の図形要素の存在が認識されないかもしれない。しかし、この場合、認識されない図形要素を除き、残りの全図形要素の中心位置が決定される。また、２つ以上の図形要素間の間隔が計算されなければならない。これは、本発明における必須のものとみなされる。なぜなら、あるセル内の図形要素が隣接セル内の図形要素とマッチングペアと認識される場合、感知手段の位置決定にエラーが発生するかもしれないからである。
【００５４】
次に、認識された図形要素から同一のセルに含まれる図形要素を選別して図形が決定され、その中心位置が求められる。この選別過程では、同一のセルに含まれる図形要素間の間隔が隣接の異なるセルに含まれる図形要素間の間隔に比べて１／１．３倍以下となるように計算して決定される。決定された図形から１つが選択され、その中心位置をＳ0とする。Ｓ0を基準として最も近い距離にある図形の中心位置を探してＳ1とする。ここで、２つの中心位置を連結する直線Ｓ0Ｓ1が求められる。そして、同じ直線上にあるがＳ1の反対方向にあるＳ0に最も近接した別の図形の中心位置Ｓ2を探す。この処理により、点Ｓ1、Ｓ0、Ｓ2を最も近似して通過する直線の式が求められる。このためには、３点の座標を一次関数に曲線当てはめ(curve fitting)すればよい。
【００５５】
上記で決定された直線に対して垂直な方向が見つかった後、Ｓ0を基準としてその方向に最も近接した図形の中心位置Ｓ3が求められる。さらに、Ｓ3の反対方向にある最も近接した図形の中心位置Ｓ4が見つかる。こうして決定された３点Ｓ3、Ｓ0、Ｓ4を最も近似して通過する直線の式が上述した方法と同じ方法で求められる。
【００５６】
以上のように、互いに近接した図形の中心位置を連結する互いに垂直な直線を決定した後、画像の水平軸と小さい角度を成す直線と、当該直線と画像の水平軸とが成す角度が決定される。そして、その角度がパターンの回転角度になる。
【００５７】
もちろん、上記処理において、別の図形の中心位置をＳ0とし、同じ処理を繰り返して回転角度を求めてもよい。こうして求めた回転角度と以前に求めた回転角度との平均値を得て、さらに正確に回転角度を決定してもよい。このような処理は、人間が長方形の回転角度を判断することと同じ処理である。
【００５８】
ただし、パターン自体が上下左右の情報を含んでいない。上述した方法によれば、パターン感知手段またはパターン記録媒体が４５度以上回転した場合を感知することができない。しかし、Ｎ×Ｍ個のセルからなる１つのパターンのみを観察せず、隣接したパターンを同時に２つ以上観察することにより、回転角度が４５度以上の場合にも回転角度を計算することができる。すなわち、１つの画像における２つ以上のパターンを認識する場合、同じ類型のパターン配列が重複して存在することはできない。したがって、個別パターンの回転角度およびパターンの配列形態から４５度以上の回転角度を計算することができる。
【００５９】
また、本発明によれば、絶対座標認識システムを実装するためのプログラムを含む記憶媒体を製造することも可能である。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、当業者であれば、添付した特許請求範囲に開示されたような本発明の精神および範囲内において、各種の変形例および修正例に想到し得る。したがって、添付した特許請求の範囲と同等のすべての変形例および修正例も本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来のパターン記録媒体上に実現されたパターンに関する一実施例を示す図である。
【図２】従来のパターン記録媒体上に実現されたパターンに関する他の実施例を示す図である。
【図３】本発明によってパターン記録媒体上に実現されたパターンの一実施例を示す図である。
【図４】本発明によってパターン記録媒体上に実現された、図形化されたセルに関する一実施例を示す図である。
【図５】本発明によってパターン記録媒体上に実現された、図形化されたセルに関する他の実施例を示す図である。
【図６】本発明に係るパターン記録媒体を示す図である。
【図７】本発明によって絶対座標を認識する方法を示すブロック図である。
【図８】本発明によって図形あるいはパターンの回転角度を認識する方法を示すブロック図である。
【図９】本発明による絶対座標認識システムを実現するための装置を示す図である。再構成皮膚のサンプルを培養するための公知の培養装置の概略軸方向断面である。
【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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【国際調査報告】
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