(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セキュアバーコードを生成する方法であって、プロセッサによって、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記二次元バーコードの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルのサイズ以下であるサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
複数の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を含み、
前記二次パターンを前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることは、
前記二次元バーコード内の複数のセルブロックを識別することと、
印刷されるときにデータ要素を含むことになる前記二次元バーコードの特定のセルブロック内の特定の密度レベルの各セルについて、前記セルを前記二次元微小形状と置き換えることと
を含む、
方法。
【請求項２】
セキュアバーコードを生成する方法であって、プロセッサによって、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記二次元バーコードの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルのサイズ以下であるサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
複数の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を含み、
前記二次パターンを生成することは、前記二次元バーコードの前記暗セルのすべてが前記重ね合わせが完了した後に実質的に均一な密度を維持するように、前記暗セルのセットの各セルを前記二次元微小形状のうちの１つと置き換えることを含む、
方法。
【請求項３】
セキュアバーコードを生成する方法であって、プロセッサによって、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記二次元バーコードの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルのサイズ以下であるサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
複数の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を含み、
前記二次パターンを生成することは、前記二次元バーコードの前記明セルのすべてが前記重ね合わせが完了した後に実質的に均一な密度を維持するように、前記明セルのセットの各セルを前記二次元微小形状のうちの１つと置き換えることを含む、
方法。
【請求項４】
セキュアバーコードを生成する方法であって、プロセッサによって、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記二次元バーコードの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルのサイズ以下であるサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
複数の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を含み、
前記二次パターンを前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることは、
微小形状テンプレートのライブラリから微小形状テンプレートを選択することと、
前記選択された微小形状テンプレートを前記一次パターンに適用することと
を含む、
方法。
【請求項５】
セキュアバーコードを生成する方法であって、プロセッサによって、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記二次元バーコードの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルのサイズ以下であるサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
複数の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を含み、
一連の前記二次元微小形状を含む二次パターンを生成することは、
前記二次元バーコードの同期パターンを識別することと、
前記同期パターン内のセルブロックのセットを識別することと、
前記二次元微小形状を前記セルブロックの各セルブロック内の複数のセルに適用することと
を含む、
方法。
【請求項６】
プロセッサと、
プログラミング命令を含んでいる持続性コンピュータ可読媒体と
を備えており、
前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサに、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記一次パターンの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルよりも小さいサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
一連の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記セルにおける前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を実行させ、
前記二次パターンを前記二次元バーコードのための前記一次パターンに重ね合わせるための命令は、
前記二次元バーコード内の複数のセルブロックを識別する命令と、
印刷されるときにデータ要素を含むことになる前記二次元バーコードの特定のセルブロック内の特定の密度レベルの各セルについて、前記セルを前記二次元微小形状と置き換えるための命令と
を含む、
バーコード生成システム。
【請求項７】
プロセッサと、
プログラミング命令を含んでいる持続性コンピュータ可読媒体と
を備えており、
前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサに、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記一次パターンの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルよりも小さいサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
一連の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記セルにおける前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を実行させ、
前記二次パターンを前記二次元バーコードのための前記一次パターンに重ね合わせるための命令は、前記二次元バーコードの前記暗セルのすべてが前記重ね合わせが完了した後に実質的に均一な密度を維持するように、前記二次元微小形状のうちの１つを前記二次元バーコードの前記暗セルの各々と重ね合わせるための命令をさらに含む、
バーコード生成システム。
【請求項８】
プロセッサと、
プログラミング命令を含んでいる持続性コンピュータ可読媒体と
を備えており、
前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサに、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記一次パターンの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルよりも小さいサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
一連の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記セルにおける前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を実行させ、
前記二次パターンを前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせるための命令は、前記二次元バーコードの前記明セルのすべてが前記重ね合わせが完了した後に実質的に均一な密度を維持するように、前記二次元微小形状のうちの１つを前記二次元バーコードの前記明セルの各々と重ね合わせるための命令をさらに含む、
バーコード生成システム。
【請求項９】
プロセッサと、
プログラミング命令を含んでいる持続性コンピュータ可読媒体と
を備えており、
前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサに、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記一次パターンの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルよりも小さいサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
一連の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記セルにおける前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を実行させ、
微小形状テンプレートのライブラリをさらに備えており、
前記二次パターンを前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせるための命令は、前記ライブラリから微小形状テンプレートを選択し、選択した微小形状テンプレートを前記一次パターンに適用するための命令を含む、
バーコード生成システム。
【請求項１０】
プロセッサと、
プログラミング命令を含んでいる持続性コンピュータ可読媒体と
を備えており、
前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサに、
基板に印刷されることになる二次元バーコードのための一次パターンであって、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される一次パターンを識別することと、
前記一次パターンの前記暗セルのセットおよび前記明セルのセットの各々のセルよりも小さいサイズを有する二次元微小形状を識別することと、
一連の前記二次元微小形状を含む二次パターンを、前記二次元微小形状が前記一次パターンと重ね合わせられたときに変化する向きを呈するように前記セルにおける前記二次元微小形状の向きを少なくとも選択することによって生成することと、
セキュアバーコードをもたらすために、前記二次パターンを、各々の前記二次元微小形状が前記一次パターンの前記セルのうちの１つのセル内に位置し、かつ前記セットのうちの一方のセットの各セルが前記二次元微小形状のうちの１つの前記二次元微小形状を含むように、前記二次元バーコードのための前記一次パターンと重ね合わせることと、
前記一次パターンおよび前記重ね合わせられた二次パターンを有する前記セキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することと
を実行させ、
一連の前記二次元微小形状を含む前記二次パターンを生成するための命令は、
前記二次元バーコードの同期パターンを識別するための命令と、
前記同期パターン内のセルブロックのセットを識別するための命令と、
前記二次元微小形状を前記セルブロックの各セルブロック内の複数のセルに適用するための命令と
を含む、
バーコード生成システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
バーコードは日常生活においてありふれたものになっている。実質的にすべての携帯電話は様々なタイプのバーコードを読み取ることができる。バーコードの例としては、ＤａｔａＭａｔｒｉｘコード、ＰＤＦ４１７コード、Ｑｕｉｃｋ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（ＱＲ）コード、Ａｚｔｅｃコード、Ｍａｘｉコードなどが挙げられる。バーコードは、製品識別および認証から、クーポンの生成、ワールドワイドウェブ上の詩集のアドレス指定まで、いくつもの目的に使用され得る。
【０００２】
バーコードは、限定ではないが、携帯電話、デジタルカメラ、スマートフォン、携帯情報端末、タブレットデバイス、電子リーダ、パーソナルコンピュータおよびポータブル衛星航法デバイスを含む、多種多様なデバイスによってスキャンし読み取ることができる。様々なバーコードの生成は、クイックレスポンス（ＱＲ）コードをカバーするＩＳＯ／ＩＥＣ１８００４：２００６のような認定された国際規格、および任意の後継または代替規格によって統制され得る。
【０００３】
バーコードは、イベントへの入場のためのチケットの生成および印刷、または、供給プロセス追跡目的に使用されるバーコードを有する製品パッケージングの作成のような、いくつかの保管文書用途に使用されている。しかしながら、現行のバーコードには、何者かが元のバーコードと何ら異ならないように見える複製を作成することを防止する十分な保護がない。一般的に、保護は単純に、複製に対する書面の警告から成るが、これは複製に対する技術的な予防手段を提供しない。他には、バーコード付近に追加のセキュリティパターンを印刷するか、または、バーコード上にホログラフィ像を重ね合わせるものがあるが、これらは各々、複雑な画像キャプチャおよび処理技法を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書は、バーコードを含む文書の偽造に対して防御する一助となる強化バーコードおよびこれを作成する方法を記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
様々な実施形態において、システムは、プロセッサ（単一のプロセッサまたは２つ以上のプロセッサであってもよい）と、コンピュータ可読メモリと、（ｉ）セキュアバーコードのための一次パターンを識別することによってセキュアバーコードを生成するためのプログラミング命令とを含む。システムは、（ｉｉ）二次元微小形状を識別することであって、微小形状は、二次元バーコードの各セルのサイズ以下であるサイズを有する、識別すること、（ｉｉｉ）複数の微小形状を含む二次パターンを生成すること、（ｉｖ）セキュアバーコードをもたらすために、二次パターンを、二次元バーコードのための一次パターンと重ね合わせること、ならびに（ｖ）一次パターンおよび重ね合わされた二次パターンを有するセキュアバーコードを出力するための命令を含むファイルを記憶することによって、基板に印刷されることになる二次元バーコードを生成し、一次パターンは、暗セルのセットおよび明セルのセットから構成される。記憶は、後に使用するための長期記憶であってもよく、または、即時または近い将来の印刷のための短期記憶であってもよい。システムはその後、一次パターンおよび重ね合わされた二次パターンを有するセキュアバーコードを印刷するためにプリンタにコマンドを送信してもよく、プリンタは基板上にセキュアバーコードを印刷してもよい。
【０００６】
任意選択的に、二次パターンを一次パターンに重ね合わせるとき、システムは、二次元バーコード内のセルブロックのセットを識別し、印刷されるとき、データ要素を含むことになる、二次元バーコードの特定のセルブロック内の特定の密度レベルの各セルについて、セルを微小形状と置き換えてもよい。一実施形態において、二次パターンを二次元バーコードのための一次パターンと重ね合わせることは、バーコードの暗セルのすべてが、重ね合わされた後に実質的に均一な密度を維持するように、各暗セルを微小形状の１つと置き換えることを含んでもよい。代替的に、二次パターンを二次元バーコードのための一次パターンと重ね合わせることは、バーコードの明セルのすべてが、重ね合わせが完了した後に実質的に均一な密度を維持するように、各明セルを微小形状の１つと置き換えることを含んでもよい。
【０００７】
一実施形態において、二次パターンを生成することは、微小形状がセル内に配置されたとき、様々な向きを呈するように、微小形状の向きをランダムに選択することを含んでもよい。代替的にまたは加えて、二次パターンを生成することは、微小形状テンプレートのライブラリから微小形状テンプレートを選択することと、選択された微小形状テンプレートを一次パターンに適用することとを含んでもよい。
【０００８】
任意選択的に、一連の微小形状を含む二次パターンを生成することは、二次元バーコードの同期パターンを識別することと、同期パターン内のセルブロックのセットを識別することと、微小形状を、セルブロックの各々の中の複数のセルに適用することとを含んでもよい。
【０００９】
別の実施形態において、二次元バーコードは、（ｉ）符号化データを表す暗セルのセットおよび明セルのセットを含む一次パターンと、（ｉｉ）一次パターンと重ね合わされる二次パターンとを含む。二次パターンは、微小形状のセットを含み、各微小形状は、一次パターンの各セルのサイズ以下であるサイズを有する。任意選択的に、微小形状は、バーコード全体を通じて様々な向きを呈してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来技術の二次元バーコードの一例を示す図である。
【図２】図２は、様々なピクセル密度レベルを有するバーコードの様々な実施形態を示す図である。
【図３】図３は、微小形状がある密度領域上に重ね合わされている二次パターンの例示的なセルブロックを示す図である。
【図４】図４は、バーコードおよび対応する同期の２つの例を示す図である。
【図５】図５は、同期パターン、および、同期パターンが適用されている強化バーコードとともに、図４のバーコードの１つを示す図である。
【図６】図６は、一実施形態による、画像をキャプチャおよび表示するように構成されているハードウェアを含む携帯電子デバイスの第１の面または正面を示す図である。
【図７】図７は、図６の携帯電子デバイスの第２の面または背面を示す図である。
【図８】図８は、強化バーコードを生成するのに使用されてもよい様々なハードウェア要素を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈によって別途明確に支持されない限り、複数形の参照も含む。別途定義されない限り、本明細書において使用される技術的および科学的用語は、当業者によって一般的に理解されているものと同じ意味を有する。本明細書において使用されている場合、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」を意味するが、これに限定されるものではない。
【００１２】
本明細書において使用される場合、「バーコード」とは、表面上に表示される、符号化データを含むパターンまたは記号である。バーコードは、データの光学的、機械的に読み取り可能な表現であり得る。バーコードは、限定ではなく、一次元記号、二次元（２Ｄ）記号、または三次元記号を含んでもよい。二次元バーコードの例としては、ＤａｔａＭａｔｒｉｘコード、クイックレスポンス（ＱＲ）コード、Ａｚｔｅｃコード、ＰＤＦ４１７コード、Ｍａｘｉコードなどが挙げられる。図１は、クイックレスポンス（ＱＲ）コード１００として既知のタイプの２Ｄバーコードの一例を示す。このバーコード１００は、１つまたは複数の位置検出要素１０２、１０４、１０６、および情報要素のセットから作成されるデータ部分１０８を含んでもよい。各要素は、セルまたはセルのグループであってもよく、電子デバイスの画面上に表示されてもよく、または基板上に印刷されてもよい。
【００１３】
本明細書において使用される場合、「微小形状」とは、バーコードのセル上に重ね合わされる形状を意味する。各微小形状は、セルの境界を越えて延伸しないサイズを有し、セルのもの以下である面積を有する。微小形状がセル上に重ね合わされると、結果としてのセルは、２つの異なる密度の領域（たとえば、明領域および暗領域）を有することになり、それによって、ピクセルが視覚的に知覚可能なサイズで提示された場合、その形状が視覚的に見えることになる。
【００１４】
バーコードは、コンサート、劇場イベント、集会、テーマパーク、スポーツイベントのようなイベントへの入場のためのチケットを生成および印刷する発券システムのような、多くの文書作成システムにおいて使用される。泥棒が、バーコードを含むチケットの複製を作成することによって偽造チケットを作成しようとする可能性がある。バーコードはまた、荷物または個々の製品が製造元から卸業者、小売業者、商品棚へと移動するときにそれらを追跡するために、供給プロセス管理用途に使用される場合もある。
【００１５】
供給プロセス管理動作において商用バーコードが盗まれる場合、泥棒は、偽造が正常に機能するための有効なバーコードの画像を得なければならない。各バーコードは、それがおかれる製品またはパッケージを一意に識別するという点において一意であり得る。これらのようなバーコードのグループを盗む様々な方法が存在する。１つの方法は「デジタル」窃盗であり、これは、暗号化データを傍受するか、または、単純に既存のバーコードの画像を得ることを含み得る。これは、製造工場、流通センター、販売場所、または供給プロセスにおける別の箇所において行われ得る。そのような事例において、多数のバーコードの写真またはビデオが撮影され得る。この攻撃をなくすための現在の方法は、バーコードを被覆する「スクラッチオフ」領域を使用することである。しかしながら、これは、バーコードが取り外されるまでバーコードを供給プロセスにとって無用なものにしてしまい、取り外された時点において、窃盗を受けやすくなってしまう。
【００１６】
これらのおよび他の問題に対処するために、本明細書は、容易に複製することはできないが、スマートフォンまたは他のポータブル電子デバイスにインストールすることができるタイプのような通常のバーコード走査アプリケーションを使用してキャプチャおよび復号することができるセキュアバーコードを提供する方法およびシステムを記載する。これは、標準的なバーコード上に二次パターンを重ね合わせることによって達成される。二次パターンは、バーコードが一般的なバーコード走査アプリケーションによって復号されることは妨げないが、バーコードの大規模な複製を禁止する一助となる。
【００１７】
背景として、バーコード走査の文脈において、一般的に、バーコードは、アプリケーションによって検出される「黒」信号および「白」信号に対応する、「黒」部分および「白」部分を有するものと仮定され得る。実際のバーコード適用において、厳密な黒／白の区別は必要ない。代わりに、一般的なバーコードリーダは、利得段を含み、単純に、バーコードピクセル内の２つの別個の密度レベルを探す。これは図２の例に示されており、図２は、仮説的なＤａｔａＭａｔｒｉｘバーコードの３つの異なる実施形態２０１〜２０３を示し、それらの各々が暗セルと明セルとの間のコントラストにおいて異なる密度レベルを有する。実際のＤａｔａＭａｔｒｉｘバーコード記号は、１８×１８（またはそれ以上の）セルになるが、この例の目的のために、説明を単純にするために５×５構造を使用する。
【００１８】
図２は、２Ｄバーコードの「黒」セルが実施形態２０１に示すような黒一色である必要はなく、実施形態２０２もしくは２０３におけるものとしての、または別の色もしくはパターンとしてのグレースケールであってもよいことを示している。バーコードの明セルもまた白から逸脱していてもよく、この領域について、これら２つのセルグループは「暗」および「明」と呼ぶ方が適切であり得る。
【００１９】
単純にするために、本明細書は、暗セルが変化するシナリオのみを記載するが、他のシナリオも可能である。特に、下記の説明は、微小形状がバーコードの暗セルと重ね合わされているシナリオを記載するが、開示される実施形態は、微小形状がバーコードの明セルと重ね合わされている変形形態を含む。
【００２０】
本実施形態において、システムは、バーコードの選択される領域内の２つのセル密度グループのうちの一方、この事例においては「暗」セルの中に１つまたは複数の追加のパターンを作成する。これを行うとき、本明細書においてはバーコードの一次パターンから区別するために「二次」パターンと称する追加のパターンは、領域内の密度グループ内のセル上に微小形状として重ね合わされ、それによって、その密度グループ内のすべてのセルは依然として、他の密度グループ内のセルから依然として区別可能なままでありながら、二次パターンが与えられた後もなお実質的に同じ光学密度を有する。このように、一様な利得／オフセット調整の結果として、すべてのリーダにとって互換性のあるバーコードがもたらされる。
【００２１】
そのような二次パターンの単純な例を図３に示す。図３では図２の５×５コードを例に取り、バーコードの暗い方の密度領域の各セル上に微小形状（この例では、様々な向きのいずれかに位置付けられている三角形、またはそのような三角形を画定する明るい方の境界領域）を重ね合わせている。周波数変調のような、さらなる形態の密度保持応用形態があることは理解されたい。単純にするために図３に示す実施形態は、暗い方の領域において一貫した密度を有するバーコード３０１を作成するために角度符号化を使用する。微小形状は、バーコード走査アプリケーションによって検出されるのに十分に大きいが、標準的な（すなわち、解像度が高くない）走査動作において操作するときはほとんどの複製デバイスによって複製される可能性が低いほど十分に小さいものであり得る。
【００２２】
二次パターンを生成するとき、微小形状のタイプおよび向きはランダムに、または任意の適切な規則に従って選択されてもよい。たとえば、システムは、各セル内の各微小形状の向きをランダムに選択してもよい。微小形状のタイプ、向きおよび位置は、バーコードデータと関連付けてデータ記憶設備に記憶することができ、それによって、バーコードデータがバーコードスキャナによってキャプチャされるとき、システムは、バーコードデータと関連付けられている二次パターンが文書上にも存在することを検証することができる。二次パターンが検出されない場合、システムは、文書が偽造であり、元のバーコードを有する複製ではないと仮定し得る。
【００２３】
システムが二次パターンを生成するとき、システムは、以下の制約、すなわち、（１）特定の密度セットのすべてのセルについて一貫した密度を維持するために角度符号化が必要とされ得ること、（２）二次パターンに使用される微小形状は、読み取りを容易にするために各セルの輪郭を保持し得ること（図３においては各暗い方の領域セル３０２の黒い輪郭として示されている）、（３）システムは、複製を通じて保持される可能性が低いパターンを使用し得ること、および（４）システムは、元のバーコードのものをミラーリングする同期機能を有する強化バーコードを生成し得ること、のうちのいずれかまたはすべてを考慮し得る。二次パターンの微小形状はすべて、単一の方向に向けられてもよい。または、図３に示すように、微小形状の向きは、微小形状が重ね合わされているセルの間で変化してもよい。
【００２４】
システムは、（ｉ）適切な微小形状テンプレートのライブラリを保持し、二次パターンを生成するときにライブラリから微小形状テンプレートを選択すること、（ｉｉ）境界保持、密度および一貫性に関係する様々な規則に従ってリアルタイムで微小形状を生成すること、または（ｉｉｉ）他の方法によってなどの、いくつもの適切な方法によって最初の３つの制約を満たす二次パターンを生成することができる。
【００２５】
同期制約について、背景として、認識を容易にするために２Ｄバーコードは同期パターンを有することを理解することが有用である。たとえば、ＤａｔａＭａｔｒｉｘバーコードにおいて、同期パターンは、コードの下および左の境界にある実線、ならびに、コードの上および右の境界にある破線または交互の線であってもよい。これは図４の例４０１に示されている。QRコード（登録商標）４１１について、同期パターンは、３つの隅にある矩形の「ブルズアイ」およびQRコード（登録商標）のより大きいバージョンに対するより小さいバージョンである。
【００２６】
システムは、標準的なバーコードの一次パターンを使用してバーコードの位置を識別するが、一次パターンから独立している同期パターンを使用してバーコードに重なっている二次パターンを付加する。図４は、ＤａｔａＭａｔｒｉｘコード４０１のための２０×２０単位同期パターン４０２が示されているとともに、QRコード（登録商標）４１１のための１６×１６単位同期パターン４１２が示されている、２つの例を示す。微小形状と同様に、同期パターンは、基礎であるバーコードタイプと関連付けてデータストアに記憶され、様々な規則に基づいてリアルタイムに生成され、または他の適切な技法を使用して作成もしくは識別されてもよい。
【００２７】
同期構成要素の一例は、図５における同期構成要素５１２の上および左辺に沿ったフレーム５１５に示すような、データフィールドの周囲の１の極性のフレームであってもよく、これは下記により詳細に説明する。同期設計の一態様は、同期フレームによる例によって示されているような、基礎であるバーコードの上に表現され得る構成要素である。同期領域は信号の極性を定義し、全体的な画像の回転にかかわりなく読み取ることが可能になる。基礎であるバーコードは概して同期構成要素を有するため、同期パターンを使用することは強制ではないが、二次層の実際の容量の見当合わせ、極性および定義の一助となることができる。
【００２８】
図５に示すように、二次パターン５１２を作成するとき、システムは、同期パターンの個々のセルをグループ化して「スーパーセル」（すなわち、セルブロック５１６および５１８によって例示されているようなＮ×Ｎセルのブロック）にし、「スーパーセル」のセルブロックあたり単一の符号化プロトコル（すなわち、微小形状および対応する密度領域）を適用することができる。スーパーセルの数は、一次バーコードの境界全体の寸法を、いくつかのサイズが等しい部分セルに分割することによって決定される。たとえば、２０×２０バーコードは、５×５サイズを有するスーパーセルを含んでもよく、１６×１６バーコードは、４×４サイズを有するスーパーセルを含んでもよい。セルブロック内のすべてのピクセルは、領域内の密度を保持するために同じ微小形状を含むが、二次パターン内の異なるセルブロックは、異なる微小形状を含んでもよい。この結果として、印刷または表示されるときに元のバーコードの一次パターン上に重ね合わされ得る微小形状の変更されたタイル状の二次パターンがもたらされる。単純な例として、図５は、QRコード（登録商標）４１１内の一次パターンとして符号化されているビットストリング［１０１００１００００１１００１０］を、二次パターン層５０２とともに示す。QRコード（登録商標）４１１が二次パターン層５０２と、一方のパターンを他方に重ねることによって組み合わされると、結果として強化バーコード５１２がもたらされる。
【００２９】
一次パターンおよび重ね合わされた二次パターンの微小形状を含む強化バーコードを復号するために、バーコード走査アプリケーションは、その出力が、バーコードの画像を受信し、単一の所定の角度方向の入力パターンに対してはハイ（すなわち、１に近い）であり、他のすべての向きの入力パターンについてはロー（すなわち、０に近い）である方向フィルタを通じて画像を処理し得る。一実施形態において、細い線のパターンを±４５°に変更することによってバイナリビットストリームを符号化することができ、そうである場合、４５°の向きに調整された勾配方向ヒストグラム（ＨＯＧ）フィルタを携帯デバイスの復号器に利用することができる。ＨＯＧフィルタからの出力は２値化され、モルフォロジ演算（収縮、およびその後の膨張など）を通じて処理されて、ノイズおよび望ましくない構造が除去され得る。デバイスは、スーパーセル加重平均を計算し、別の適応的閾値化演算を実施して、バーコード内に符号化されるビットストリングに対応するバイナリビットシーケンスを生成することができる。
【００３０】
図６は、バーコードを復号するのに使用することができる携帯電子デバイス６００の一例を示す。携帯電子デバイス６００は、正面６０２およびディスプレイ６０４を含んでもよい。デバイスはまた、キーパッド、オーディオ入力、および／またはディスプレイ６０４のタッチセンサ式構成要素のようなユーザインターフェースも含んでもよい。デバイスは、プロセッサと、プロセッサによって実行されると、デバイスに、バーコード走査動作のような様々な機能を実施させるプログラミング命令を含む持続性コンピュータ可読メモリとを含む。
【００３１】
図７は、携帯電子デバイス６００の背面を示す。背面は、画像キャプチャデバイス６１４を含んでもよい。画像キャプチャデバイス６１４は、光学画像を受信し、この情報を処理のために他の構成要素に送信することが可能な任意の適切な構成要素であってもよい。画像キャプチャデバイスは、バーコード走査アプリケーションによって使用される画像をキャプチャするための光学センサとしての役割を果たすことができる。画像キャプチャデバイス６１４はこの例の背面に図示されているが、画像キャプチャデバイス６１４は、携帯電子デバイス６００の任意の面上の任意の箇所に位置付けられてもよく、またはさらには、携帯デバイス６００の外部にあって、限定ではないが、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）のような物理ケーブル通信、ワイヤレス無線通信、ワイヤレス光通信、または近接場通信技術を含む任意の電子通信手段によって接続されてもよいことを、当業者は諒解しよう。
【００３２】
図６および図７に示す携帯デバイス６００の構成は一例にすぎず、同様の全体的な結果を達成することが可能である他の構成を、当業者は諒解しよう。上述した画像キャプチャおよび表示プロセスは、画像センサおよびディスプレイを有する多くの他の電子デバイスであってもよい。電子デバイスはまた、プログラミング命令を実施するための内部ハードウェアであって、そのような命令を含むメモリのような、内部ハードウェアを、命令を実行する１つまたは複数のプロセッサとともに、含む。本明細書において使用される場合、文脈によって別途具体的に指示されない限り、「プロセッサ」という語は、単一のプロセッサ、または、ともにプロセスを実施するいくつかのプロセッサを指してもよい。
【００３３】
図８は、強化バーコードを生成し、それを印刷する命令を展開し、組み合わされたマークを印刷するシステムを構成し得るハードウェアおよび／または電子機器のブロック図を示す。バス（単一のデバイス用）またはネットワーク（複数のデバイス用）のような１つまたは複数の通信ライン１３００が、図示されている構成要素を相互接続し、データおよび／または信号が構成要素の間に流れることを可能にすることができる。ＣＰＵ１３０１は、プログラムを実行するのに必要とされる計算および論理演算を実施する１つまたは複数のプロセッサを表す。任意の数のプロセッサが利用可能であってもよく、それらは、単一の電子デバイスの一部であってもよく、または、任意の数のネットワーク接続された電子デバイスにわたって分散されてもよい。本明細書および特許請求の範囲において「プロセッサ」という用語が使用されるとき、別途具体的に記載されない限り、これはすべてのそのような実施形態（すなわち、単一のプロセッサまたは複数のプロセッサ）を指すように意図されている。プロセッサ（複数の場合もあり）は、パッケージ生成テンプレートおよび／または規則セットを記憶するデータベースのようなデータ記憶設備１３０５とともに、プログラミング命令を含むコンピュータ可読メモリデバイス１３０３にアクセスすることができる。
【００３４】
ユーザインターフェース１３０７は、ユーザに出力を提供し、ユーザから入力を受信するデバイスまたはシステムである。ユーザインターフェースは、ディスプレイ、オーディオ出力、プリンタ、またはユーザに情報を提供する別の要素を含んでもよい。ユーザインターフェース１３０７はまた、タッチセンサ式構成要素、マイクロフォン、オーディオポート、キーボード、マウス、タッチパッド、または、ユーザ入力を受信することが可能である他の入力機構も含んでもよい。システムはまた、１つまたは複数の印刷デバイス１３１１をも含んでもよく、それらの各々が、マークを基板上に印刷することを可能にするハードウェアを含む。
【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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