(57)【要約】【課題】少ない画素で多くの情報を表現することができる情報復号化装置および情報復号化方法を提供する。【解決手段】位置ずれ量検出部１３は、ｍ×ｎ画素からなる２次元画像のブロックのうち、（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の符号部に情報ビットを示す画素を配置し、他の画素のガイド部には情報ビットを示す画素を配置せずに符号化された記録画像と、撮像素子との位置ずれを検出する。復元値計算部１４は、撮像画像と位置ずれ量とを用いて、符号部の復元値を計算する。評価式計算部１５は、想定される各パターンについて、復元値の各値を変数として評価式を計算する。符号パターン推定部１６は、評価式の結果から、最も満足する評価式に対応するパターンを符号パターンとして推定する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される情報ビットを示す画素を、ｍ（ｍは自然数）×ｎ（ｎは自然数）画素からなる２次元画像のブロックのうち、（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域（ｏ、ｐは、０＜ｏ＜ｍ、０＜ｐ＜ｎを満たす自然数）に配置し、前記ｍ×ｎ画素の符号ブロックのうち、他の画素の領域には前記情報ビットを示す画素を配置せずに符号化された記録画像を、撮像素子を用いて再生する情報復号化方法において、
前記撮像素子によって得られた撮像画像の各画素値の相対値から元の記録パターンを推定することを特徴とする情報復号化方法。
【請求項２】
前記記録画像と前記撮像素子との位置ずれ量に基づいて、前記撮像素子によって得られた撮像画像から記録画像の各画素の復元値を計算し、その復元値を用いて所定の評価式を計算し、最も合致する評価式に対応する画素パターンを符号パターンとして推定することを特徴とする請求項１記載の情報復号化方法。
【請求項３】
前記評価式は、前記（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域に配置される情報ビットの画素パターンにより決まり、該（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域の復元値を相対的に比べることにより、いずれの符号パターンであるかを判断することを特徴とする請求項２記載の情報復号方法。
【請求項４】
１つの符号ブロックが、情報ビットを示す（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素（ｍ、ｎは自然数、ｏ、ｐは、０＜ｏ＜ｍ、０＜ｐ＜ｎを満たす自然数）が配置される符号部と、該情報ビットを示す画素が配置されないガイド部とを有するｍ×ｎ画素の領域で構成される２次元画像を撮像した撮像画像の入力を受けて、該入力される撮像画像情報ビットを復号する情報復号化装置であって、前記２次元画像と前記撮像画像の画素との位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と、
前記記録画像と前記撮像素子との位置ずれ量に基づいて、前記撮像素子によって得られた撮像画像から記録画像の各画素の復元値を計算する復元値計算手段と、
前記復元値を用いて所定の評価式を計算する評価式計算手段と、
前記評価式計算手段により計算された評価式のうち、最も合致する評価式に対応する画素パターンを符号パターンとして推定する符号パターン推定手段と、
前記パターン推定手段による推定結果に基づいて、前記情報ビットを復号化するビット列復元手段と
を具備することを特徴とする情報復号化装置。
【請求項５】
前記評価式計算手段は、前記（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域に配置される情報ビットが取り得る画素パターン毎の評価式を計算し、
前記符号パターン推定手段は、前記（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域の復元値を相対的に比べることにより、いずれの符号パターンであるかを判断することを特徴とする請求項４記載の情報復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的な情報記録および再生に利用される２次元符号化画像を復号化する情報復号化方法および情報復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィックメモリなどでは、記録すべき情報が、まず、２次元的に符号化され、レーザ光などを信号光や参照光として、記録媒体（記録材料）に記録される。そして、レーザ光などを再生光として、撮像素子によって得られた２次元的な画像が記録媒体から復号化等されて、元の情報に再生される。
【０００３】
従来より、情報を２次元的に表現する方法には、４×４画素で２ビットの情報を表現する情報符号化方法がある（例えば特許文献１参照）。また、検出した画像を元の画像サイズに補正する歪み補正方法がある（例えば特許文献２参照）。
これらの文献にも記載されているように、通常、情報は黒と白からなる２値画像で記録されることが多く、情報の再生は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラなどの撮影素子で画像を取り込むことにより、記録されている情報を読み出すことで行われる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３６６０１４号公報
【特許文献２】
特開２００３−７８７４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように情報を、黒と白からなる２値画像（２次元画像）で表現する場合、ある大きさの２次元画像で表現できる情報量は、最大でその画像の画素数ビットになる。しかしながら、再生時には、ＣＣＤカメラなどの撮像素子によって画像を取り込むので、ＣＣＤカメラの画素と記録画像の画素とがずれると、情報をうまく読み出せないことがある。実際には、ＣＣＤカメラの１画素で情報１ビットを表現することは難しい。
【０００６】
例えば、記録画像において白、黒、白、黒と画素が並んでいる場合、ちょうど０。５画素だけずれた状態でＣＣＤカメラによってその画像を取り込むと、白と黒の中間に位置するＣＣＤ画素では、白と黒の中間色である灰色になってしまい、灰色、灰色、灰色と並び、情報が取り出せなくなる。すなわち、意味のある情報が撮像素子の画素ピッチで並んでいる場合には、位置ずれ等の影響で読み出すことが難しくなる。
【０００７】
そこで、上述した問題を解決する方法として、例えば、特許文献１では、４×４画素で２ビットの情報を表現する符号化方法を提案している。しかしながら、この従来技術では、１６画素で２ビットを表現しているので、符号化率は、８分の１となり、記録できる情報量が少なくなるという問題がある。
【０００８】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、少ない画素で多くの情報を表現することができる情報復号化方法および情報復号化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、入力される情報ビットを示す画素を、ｍ（ｍは自然数）×ｎ（ｎは自然数）画素からなる２次元画像のブロックのうち、（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域（ｏ、ｐは、０＜ｏ＜ｍ、０＜ｐ＜ｎを満たす自然数）に配置し、前記ｍ×ｎ画素の符号ブロックのうち、他の画素の領域には前記情報ビットを示す画素を配置せずに符号化された記録画像を、撮像素子を用いて再生する情報復号化方法において、前記撮像素子によって得られた撮像画像の各画素値の相対値から元の記録パターンを推定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の情報復号化方法において、前記記録画像と前記撮像素子との位置ずれ量に基づいて、前記撮像素子によって得られた撮像画像から記録画像の各画素の復元値を計算し、その復元値を用いて所定の評価式を計算し、最も合致する評価式に対応する画素パターンを符号パターンとして推定することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３記載の発明では、請求項２記載の情報復号方法において、前記評価式は、前記（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域に配置される情報ビットの画素パターンにより決まり、該（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域の復元値を相対的に比べることにより、いずれの符号パターンであるかを判断することを特徴とする。
【００１２】
また、上述した問題点を解決するために、請求項４記載の発明では、１つの符号ブロックが、情報ビットを示す（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素（ｍ、ｎは自然数、ｏ、ｐは、０＜ｏ＜ｍ、０＜ｐ＜ｎを満たす自然数）が配置される符号部と、該情報ビットを示す画素が配置されないガイド部とを有するｍ×ｎ画素の領域で構成される２次元画像を撮像した撮像画像の入力を受けて、該入力される撮像画像情報ビットを復号する情報復号化装置であって、前記２次元画像と前記撮像画像の画素との位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と、前記記録画像と前記撮像素子との位置ずれ量に基づいて、前記撮像素子によって得られた撮像画像から記録画像の各画素の復元値を計算する復元値計算手段と、前記復元値を用いて所定の評価式を計算する評価式計算手段と、前記評価式計算手段により計算された評価式のうち、最も合致する評価式に対応する画素パターンを符号パターンとして推定する符号パターン推定手段と、前記パターン推定手段による推定結果に基づいて、前記情報ビットを復号化するビット列復元手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５記載の発明では、請求項４記載の情報復号化装置において、前記評価式計算手段は、前記（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域に配置される情報ビットが取り得る画素パターン毎の評価式を計算し、前記符号パターン推定手段は、前記（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域の復元値を相対的に比べることにより、いずれの符号パターンであるかを判断することを特徴とする。
【００１４】
この発明では、入力される情報ビットを示す画素を、ｍ（ｍは自然数）×ｎ（ｎは自然数）画素からなる２次元画像のブロックのうち、（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域（ｏ、ｐは、０＜ｏ＜ｍ、０＜ｐ＜ｎを満たす自然数）に配置し、前記ｍ×ｎ画素の符号ブロックのうち、他の画素の領域には前記情報ビットを示す画素を配置せずに符号化された記録画像を撮像素子により撮像し、撮像画像として取り込み、記録画像と撮像素子の位置ずれを検出し、撮像画像から元の記録画像の画素値を計算して復元値とし、該復元値から評価式を計算し、最も満足する評価式に対応した画素パターンを符号パターンとして推定する。したがって、少ない画素で多くの情報を表現することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。以下では、記録画像は、明るい点（輝点と呼ぶ）で構成されていて、ＣＣＤで撮像したときは、輝点が有る部分は白く、輝点がない部分は黒くなるように、画像が取得されるものとする。また、画素値を数値化して表す場合には、画素値の最大値を「１」、最小値を「０」として表現する。これは、説明のために定義するものであり、数字と白と黒の割り当てに特別な意味はない。
【００１６】
Ａ．２次元符号化装置
図１は、本発明の実施形態による２次元符号化装置の構成を示すブロック図である。図１において、２次元符号化装置２は、ビット列変換部３、ビット列分割部４、符号ブロック化部５および画像生成部６から構成されている。ビット列変換部３は、情報１の入力を受けて、ビット列に変換する。ビット列分割部４は、ビット列に変換された情報ビットの入力を受けて、当該情報ビットを所定の単位に分割する。符号ブロック化部５は、複数に分割された所定の単位の情報ビット毎に、この情報ビットを、ｍ（ｍは自然数）×ｎ（ｎは自然数）画素からなる２次元画像のブロックとして符号化する。
【００１７】
このとき、符号ブロック化部５は、情報ビットを示す画素を、ｍ×ｎ画素の符号ブロックのうち、（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域（ｏ、ｐは、０＜ｏ＜ｍ、０＜ｐ＜ｎを満たす自然数）に配置し、ｍ×ｎ画素の符号ブロックのうち、他の画素の領域には情報ビットを示す画素を配置しない。また、ｍ×ｎ画素の符号ブロックのうち、他の画素の領域には既定の情報ビットを示す画素を配置するようにしてもよい。また、この（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域に配置する画素の大きさ及び配置位置は、（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域の大きさに基づいて決定される。
【００１８】
画像生成部６は、符号ブロック化した画像を並べていき、２次元の記録すべき記録画像７を生成し出力する。
【００１９】
次に、具体的な符号化方法を説明する。
記録画像は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、輝点２−１、２−３で構成されており、ＣＣＤの各画素は、格子２−２，２−４で表現される。そして、それぞれのＣＣＤにより取得される画像は、再生像２−５，２−６となる。そのとき、図２（ａ）に示す場合では、輝点２−１とＣＣＤの画素２−２がちょうど一致するので、輝点があった部分は白く（２−７）、輝点が無かった部分は黒く（２−８）表現された再生像２−５となる。一方、図２（ｂ）に示す場合には、輝点２−３とＣＣＤの画素２−４がずれて配置されているので、この状態で撮像すると、画素２−９，２−１０，２−１１で構成される再生像２−６となり、元の状態を復元できない。
【００２０】
そこで、次の符号化方法により記録画像を生成する。図３（ａ），（ｂ）は、その符号化手順を説明するための概念図である。符号化は、図３（ａ）に示すように、符号化する情報３−１をデジタルビットで表現し（Ｓ３０）、そのデジタルビットを符号ブロック（符号ブロックサイズ：ｍ×ｎ画素）に対応するビット列に分割し（Ｓ３２）、そのビット列毎に符号化を行っていく（Ｓ３４）。
【００２１】
具体的には、図３（ｂ）に示すように、情報３−１をデジタルビット３−４のように表現し、これを所定の長さに分解してビット列３−６を生成する。このビット列の長さは、１つの符号ブロックでどれだけのビット列を表現するかによって決まる。ここでは、４ビットを１つの符号ブロックに符号化する例を示している。そして、このビット列３−６を符号ブロック３−９（ｍ×ｎ＝３×３画素）に符号化する。ここで、符号ブロック３−９には、ビットがある部分には輝点３−８が配置され、何も無い部分３−１０には輝点３−８が配置されないこととする。
【００２２】
次に、上述した符号ブロック化について、ｍ＝３、ｎ＝３と場合について、図面を参照して説明する。なお、ｍとｎが３以外の時も同様に説明できる。ここで、図４は、符号プロックの構成を説明するための概念図である。符号ブロックは、符号部４−１とガイド部４−３とから構成され、記録する情報は、符号部４−１で表現することになる。例えば、符号部４−１に輝点４−２を配置する。すなわち、符号部４−１には、自由に輝点４−２を配置することができ、ガイド部４−３は、決まったパターンで構成することになる。図４では、ガイド部４−３には輝点４−２を配置していない。
【００２３】
このように符号ブロックを構成することで、２次元画像上にどのように符号ブロックを配置しても、他の符号ブロックの符号部４−１同士が直接隣り合って配置されることはなく、符号ブロックを分離することが可能となる。最後に、符号ブロック化した画像を並べていき、記録画像を生成する。
【００２４】
次に、図５は、記録画像上での符号ブロックの分離を説明するための概念図である。記録画像５−１は、３×３画像の９つの符号ブロック５−２，５−２，…で構成されている。各符号ブロック５−２には、所定の位置に輝点５−３が配置されている。また、斜線部分は、ガイド部５−４を表している。
【００２５】
ここで、中央部の領域５−５におけるＣＣＤでの再生を考える。領域５−５を取り出して考えてみると、例えば、図５（ｂ）〜（ｅ）に示すように、ＣＣＤ画素５−６のずれ具合から、領域５−７のようになる。なお、領域５−６はＣＣＤの画素を表している。このとき、輝点５−３を含むＣＣＤの画素の領域５−８は、中央の輝点以外の輝点は決して含まない。したがって、領域５−８の局所的な領域のみで輝点５−３の振る舞いを観測でき、各符号ブロックを分離して扱うことが可能となる。
【００２６】
Ｂ．２次元復号化装置
図６は、本発明の実施形態による２次元復号化装置の構成を示すブロック図である。図６において、２次元復号化装置１２は、位置ずれ量検出部１３、復元値計算部１４、評価式計算部１５、符号パターン推定部１６およびビット列復元部１７から構成されている。位置ずれ量検出部１３は、撮像素子と記録画像との位置ずれ量を検出する。復元値計算部１４は、撮像画像１１と位置ずれ量を用いて、符号部４−１の復元値を計算する。評価式計算部１５は、想定される各パターンについて、復元値の各値を変数として評価式を計算する。符号パターン推定部１６は、評価式の結果から、評価式を最も満足するパターンを符号パターンとして推定する。
【００２７】
次に、復号方法の手順を説明する。ここで、図７は、復号手順を説明するための概念図である。撮像時には、記録画像と撮像素子とが撮像状態７−１にある。撮像状態７−１では、記録画像７−６は、ガイド部７−７と符号部７−８とから構成され、符号部７−８には輝点７−９が存在する。ここでいう復号するとは、この輝点がどこにどのようなパターンで存在するかを推定することである。この記録画像７−６を撮像素子７−１０によって撮像する。ここでは、４×４画素の記録領域のみを示しているので、撮像素子の領域７−１１の状態だけを考える。また、撮像素子７−１０と記録画像７−６とは、位置ずれＤが生じている。
【００２８】
この撮像状態７−１において、撮像素子７−１０により記録画像７−６の撮像を行なう（Ｓ７０）。その撮像画像は７−１３のようになる。ここでは画素値をハッチングの違いで表している。すなわち、輝点がある部分は白く、無い部分は黒く表している。
【００２９】
次に、撮像素子７−１０と記録画像７−６との位置ずれ量Ｄを検出する（Ｓ７２）。すなわち、上述したように、情報記録画像内に予め所定のパターンを記録しておき、復号化時において、このパターンの概略位置を検出し、検出した概略位置と、情報記録画像内の領域とパターンとの類似度の分布の重心を算出して、これに基づき、パターンの詳細な位置を検出する。そして、予め記録されているパターンの位置と、復号時に検出されたパターンの詳細な位置とから、記録画像７−６と撮像素子７−１０の位置ずれ量Ｄを検出する。
【００３０】
次に、撮像画像７−１３と位置ずれ量Ｄとを用いて、符号部７−８の復元値７−１４を計算する（Ｓ７４）。これも、撮像画像と同様に、画素値をハッチングの違いで表している。次に、想定される各パターンについて、復元値の各値を変数として評価式７−１５を計算する（Ｓ７６）。最後に、評価式７−１５の結果から、評価式を最も満足する符号パターン７−１６を推定する（Ｓ７８）。
【００３１】
また、撮像素子７−１０で撮像する記録画像７−６は、通常、何かの媒体から出てくる、あるいは何かの媒質上に書かれているものであり、撮像素子７−１０上では歪み等が生じて撮像される場合がある。その場合には、位置ずれや歪みを考慮して復元値を計算し、符号パターンの推定を行なう。
【００３２】
次に、具体的な復号方法を説明していく。
まず、符号ブロックを図８のように定義する。符号ブロックは、符号部８−１とガイド部８−２とから構成され、符号部８−１には輝点８−３が存在する。ここでは、符号部に輝点が０〜４つまでの、１６パターンＰ１〜Ｐ１６の符号パターンを考える。実際は、この符号パターンに情報ビットを割り当てる。従って、この場合には、３×３画素の９画素で１６パターンＰ１〜Ｐ１６、すなわち４ビットを表現できる。
【００３３】
図９（ａ），（ｂ）は、撮像素子による撮像を説明するための概念図である。記録画像９−１は、図９（ａ）に示すように、３×３画像の９つの符号ブロック９−２，９−２，……で構成されており、各符号ブロック９−２には輝点９−３が存在する。また、符号ブロック９−２の周囲の領域にはガイド部９−４が配置されている。このとき、中央部の領域９−５における撮像素子での撮像を考える。領域９−５を取り出して考えてみると、図９（ｂ）に示すように、例えば、撮像状態９−６のようになる。領域９−８は記録画像、領域９−９は撮像素子の画素を表しており、記録画像９−８と撮像素子の画素９−９は、ずれて配置されている。このとき、輝点を含む撮像素子画素の領域は９−１０となり、符号部の周りにはガイド部が有ることから、領域９−１０内には中央部の輝点以外の輝点は決して含まない。従って、撮像後の処理には、領域９−１０のみを扱うことになる。
【００３４】
次に、図１０は、復元値の計算方法を説明するための概念図である。復元値は、記録画像と撮像素子の位置ずれ量と撮像画像とから計算できる。図１０には、撮像画像と復元値の画素の位置関係が示されている。撮像画像１０−２と復元値の画素１０−３とは、位置ずれ量Ｄ１，Ｄ２だけずれている。この部分の拡大図において、撮像画像１０−２の画素に「１０」〜「１３」の番号を付けている。
【００３５】
１つの復元値の画素１０−３は、水平方向にＤ１、垂直方向にＤ２の画素ずれが生じている。このとき、撮像画像の各面素１０〜１３の画素値をそれぞれｖ１０、ｖ１１、ｖ１２、ｖ１３とする。そのとき、画素１０−３の復元値は、
【００３６】
（１−Ｄ１）＊（１−Ｄ２）＊ｖ１０＋Ｄ１＊（１−Ｄ２）＊ｖ１１＋（１−Ｄ１）＊ｖ１２＋Ｄ１＊Ｄ２＊ｖ１３
によって求める。
【００３７】
なお、撮像画像に歪みが生じている場合には、上記式に歪みを考慮することも有効である。
【００３８】
次に、図１１ないし図１４は、各符号パターンにおける評価式について説明するための概念図である。
【００３９】
図１１では、符号部に輝点が１つ存在する場合を説明している。図１１（ａ）に示す撮像状態では、符号部１１−２に輝点１１−３が１つ存在し、それを撮像素子１１−４で撮像する。ここで、符号部とその周りのガイド部を含む領域１１−５について考える。すなわち、この領域１１−５では、１つの輝点１１−３のみが存在する。また、記録画像と撮像素子は、縦方向、横方向ともに０．５画素ずれていることとする。
【００４０】
撮像後の画素値は、図１１（ｂ）に示すようになる。１１−７が撮像素子を表し、１１−８は記録画像の画素を表す。このとき、図９で説明したように、対象となる領域は中央部の３×３画素の領域１１−９であり、撮像後の撮像素子の画素値は、理想的には領域１１−９にある数字のようになる。この撮像素子の画素値から復元値を求めると、図１１（ｃ）に示すようになる。１１−１１は記録画像の画素値を表しており、中央部の符号部にある数字が、復元値となる。このような復元値の場合には、図１１（ｄ）に示すように、復号結果として、符号部１１−１３に輝点１１−１４が１つ存在するような符号パターンとして復号される。
【００４１】
このとき、輝点が存在する画素の復元値は、それ以外の画素と比べ、画素値が２倍以上大きいと言える。これは、記録画像と撮像素子の位置ずれ量がどのようであっても成立する。したがって、輝点が１つの場合の評価式は、「ある画像の値≧その他の全ての画像の値×２」となり、評価式の「ある画素」に当たる画素に輝点が存在することになる。
【００４２】
次に、図１２では、符号部に輝点が２つ並んで存在する場合を説明している。図１１と同様に復元値を求める。記録画像と撮像素子の位置ずれ量が０．５の場合には、図１２（ｃ）に示すように、復元値は輝点がある２つの画素は値が等しく、また輝点以外の２つの画素も値が等しくなる。さらに、輝点がある２つの画素とそれ以外の画素と比べると、画素値が２倍大きくなっている。また、位置ずれ量が０．５以外の場合には、輝点のある２つの画素とそれ以外の画素を比べると、画素値が２倍より大きくなる。したがって、輝点が２つ並んでいる場合の評価式は、「並んでいる２つの画素の値が等しい（両組とも）、２つの画素の値≧その他の２つの画素の値×２」となる。評価式の大きい方の「２つの画素」に当たる画素に輝点が存在することになる。ただし、ここで言う「並んでいる」とは、横方向か縦方向のみで、斜め方向は、次に説明する図１３のようになる。
【００４３】
次に、図１３では、符号部に輝点が２つ対向して存在する場合を説明している。図１１と同様に復元値を求める。記録画像と撮像素子の位置ずれ量が０．５の場合には、図１３（ｃ）に示すように、復元値は輝点がある対向する２つの画素は値が等しく、また輝点以外の対向する２つの画素も値が等しくなる。さらに、輝点がある２つの画素とそれ以外の画素を比べると、画素値が４分の５以上大きくなっている。また、位置ずれ量が０．５以外の場合には、輝点がある２つの画素とそれ以外の画素を比べると、画素値が４分の５より大きくなる。したがって、輝点が２つ対向している場合の評価式は、「対向にある２つの画素の値が等しい（両対角とも）、２つの画素の値≧その他の２つの画素の値×５／４」となる。評価式の「対向にある２つの画素」の大きい組の画素の位置に輝点が存在することになる。
【００４４】
次に、図１４では、符号部に輝点が３つ存在する場合を説明している。図１１と同様に復元値を求める。記録画像と撮像素子の位置ずれ量が０．５の場合には、図１４（ｃ）に示すように、復元値の輝点がある３つの画素とそのほかの１つの画素を比べると、画素値が５分の７倍以上大きくなる。さらに、輝点がある３つの画素のうち、挟まれる画素の値が一番大きくなる。また、位置ずれ量が０．５以外の時も同様であり、画素値が一番大きくなる画素とそれ以外の画素で、画素値が２倍以上大きくなることはない。
【００４５】
したがって、輝点が３つ存在する場合の評価式は、「ある３つの画素の値≧その他の１つの画素の値×７／５、上記３つのある画素の値のうち、挟まれるが素の値が一番大きい」となる。評価式の「ある３つの画素」に当たる画素に輝点が存在することになる。
【００４６】
上述した以外に、輝点が無い場合、あるいは輝点が４つある場合には、復元値のすべての値が等しくなるので、この２つのパターンを比べるときのみ、例えば同値を使用するなど、相対値以外の評価によって符号ブロックを推定する必要がある。また、相対値のみで評価を行ないたい場合には、表現できるビット数は減少するが、この２つの符号ブロックを用いない方法も有効である。その場合には、いくつかの符号ブロックを１組として扱い、ビット情報を記録すると、記録密度の点で有利である。
【００４７】
また、図１１ないし図１４で説明した評価式は理想的な状態であり、実際にはノイズの影響などを考える必要があるので、評価式にある程度の自由度を適用することが有効である。この自由度はノイズなどによって異なるため、利用する状態によって決定することになる。
【００４８】
上述の情報符号化装置２、情報復号化装置１２は、内部に、コンピュ−タシステムを有している。そして、上述した情報符号化処理、情報復号化処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュ−タ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュ−タが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
【００４９】
すなわち、情報符号化装置、情報復号化装置における、各処理手段、処理部は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工−演算処理を実行することにより、実現されるものである。
【００５０】
ここでコンピュ−タ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュ−タプログラムを通信回線によってコンピュ−タに配信し、この配信を受けたコンピュ−タが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力される情報ビットを示す画素を、ｍ（ｍは自然数）×ｎ（ｎは自然数）画素からなる２次元画像のブロックのうち、（ｍ−ｏ）×（ｎ−ｐ）画素の領域（ｏ、ｐは、０＜ｏ＜ｍ、０＜ｐ＜ｎを満たす自然数）に配置し、前記ｍ×ｎ画素の符号ブロックのうち、他の画素の領域には前記情報ビットを示す画素を配置せずに符号化された記録画像を撮像素子により撮像し、撮像画像として取り込み、記録画像と撮像素子の位置ずれを検出し、撮像画像から元の記録画像の画素値を計算して復元値とし、該復元値から評価式を計算し、最も満足する評価式に対応した画素パターンを符号パターンとして推定するようにしたので、少ない画素で多くの情報を表現することが、高密度で符号化された情報を効率よく復号することができるという利点が得られる。また、基本的には画素の相対値により符号パターンを推定できるため、記録画像内での画素値むらがあったとしても、符号パターンを復号することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による２次元符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】記録画像の取り込み方法を説明するための概念図である。
【図３】符号化手順を説明するための概念図である。
【図４】符号ブロックの構成を示す概念図である。
【図５】符号ブロックの分離の方法を説明するための概念図である。
【図６】本発明の実施形態による２次元復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図７】復号手順を説明するための概念図である。
【図８】符号ブロックを説明するための概念図である。
【図９】撮像素子による撮像を説明するための概念図である。
【図１０】復元値の計算を説明するための概念図である。
【図１１】輝点が１つの場合の評価式を説明するための概念図である。
【図１２】輝点が２つで並んで存在する場合の評価式を説明するための概念図である。
【図１３】輝点が２つ対向して存在する場合の評価式を説明するための概念図である。
【図１４】輝点が３つの場合の評価式を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１  符号化する情報
２  ２次元符号化装置
３  ビット列変換部
４  ビット列分割部
５  符号ブロック化部
６  画像生成部
７  記録画像
２−１、２−３  記録画像の輝点
２−２、２−４  ＣＣＤの画素
２−５、２−６  ＣＣＤで撮像した再生像
２−７〜２−１１  ＣＣＤの画素
４−１  符号ブロックの符号部
４−２  輝点
４−３  ガイド部
５−１  記録画像
５−２  符号ブロック
５−３  輝点
５−４  符号ブロックのガイド部
５−５、５−７  記録画像のある領域
５−６  ＣＣＤの画素
５−８  輝点が含まれる領域
１１  復号する撮像画像
１２  復号部
１３  位置ずれ量検出部
１４  復元値計算部
１５  評価式計算部
１６  符号パターン推定部
１７  ビット列復号部
１８  復号情報
７−１  撮像状態
７−６  記録画像
７−７  符号ブロックのガイド部
７−８  符号ブロックの符号部
７−９  符号ブロックの輝点
７−１０  撮像素子の画素
７−１１  計算の対象となる撮像素子の領域
Ｄ  記録画像と撮像素子の位置ずれ量
７−１３  撮像画像
７−１４  復元値
７−１５  評価式
７−１６  符号の推定パターン
８−１  符号部
８−２  ガイド部
８−３  輝点
９−１  記録画像
９−２  符号ブロック
９−３、９−８  符号ブロックの輝点
９−４  符号ブロックのガイド部
９−５  符号部と周りのガイド部の領域
９−６  撮像状態
９−９  撮像素子の画素
９−１０  計算の対象となる撮像素子の領域
１０−２  撮像画像
１０−３  復元値の画素
Ｄ１，Ｄ２  位置ずれ量
１１−２  符号部
１１−３  撮像素子の画素
１１−５  符号部と周りのガイド部の領域
１１−７  撮像素子
１１−８  記録画像の画素
１１−９  領域
１１−１３  符号部
１１−１４  輝点
【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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