(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的に配置した複数のセルの各々に対して周囲を空白領域で囲まれたデータマーク領域を形成し、当該データマーク領域におけるデータマークの表示がセル毎に異なることでデジタル情報を表現する前記データマークと、前記セルに対して特定の位置に固定して表示される位置検出パターンとを有する２次元コードの解読プログラムであって、
前記２次元コードを含む画像データにおいて、データマーク領域と当該データマーク領域の周囲の空白領域とで構成される照合パターンを用いて照合することにより、前記照合パターンと同じ画像パターンを検出し、当該画像パターンが検出される場合に周囲を空白領域で囲まれて表示される前記データマークがセルに有ると判定すること、
を特徴とする２次元コード解読プログラム。
【請求項２】
前記セルに対する表示として、データマーク領域と当該データマーク領域の周囲の空白領域との間のコントラストが大きい表示、及び、当該表示よりも前記コントラストが小さい表示が存在すること、
前記照合パターンのデータマーク領域と空白領域に対応する画像データ上の各領域から諧調を取得し、これらの領域間のコントラストが大きい画像パターンを検出すること、
前記画像パターンの検出によって特定されるセルの表示を基に２次元コードに表現されたデジタル情報を復元すること、
を特徴とする請求項１に記載の２次元コード解読プログラム。
【請求項３】
前記画像パターンを検出するプロセスは、前記照合パターンを用いて、前記画像データを走査しながら当該画像データ上の画像を照合するステップと、照合された前記画像データ上の画像を、前記照合パターンの各画像領域に対応して算出された諧調の値を判定式に代入して判定するステップを有すること、
を特徴とする請求項２に記載の２次元コード解読プログラム。
【請求項４】
２次元的に配置した複数のセルの各々に対して周囲を空白領域で囲まれたデータマーク領域を形成し、当該データマーク領域におけるデータマークの表示がセル毎に異なることでデジタル情報を表現する前記データマークと、前記セルに対して特定の位置に固定して表示される位置検出パターンとを有する２次元コードの解読プログラムであって、
各画素が複数の色成分を保持して構成された前記２次元コードを含むカラー画像データにおいて、データマーク領域と当該データマーク領域の周囲の空白領域で構成される照合パターンを用いて各画素が保持する色成分ごとに照合することにより、前記照合パターンと同じ画像パターンを検出し、当該画像パターンが検出される場合に周囲を空白領域で囲まれて表示される前記データマークがセルに有ると判定すること、
を特徴とする２次元コード解読プログラム。
【請求項５】
前記画像データにおいて特定の位置に表示された画像パターンを検出し、当該画像パターンの画像から前記データマークと同じ形状および大きさで表示される参照マークの画像情報を取得して、当該画像情報との対比によって前記照合パターンと同じ画像パターンを検出すること、
を特徴とする請求項４に記載の２次元コード解読プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置からシート状記録媒体や固形物表面に出力された、もしくは、表示装置によりディスプレイに表示された２次元コードに関し、該２次元コードの画像データを、カメラやスキャナなどの撮像装置から取得し、コンピュータを用いて解析することによって、２次元コードに表現された所定のデジタル情報を復元することを可能にした２次元コード解読プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元コードは、一般に、格子状に配列した複数のセルと、その周囲に配置した位置決めシンボルによって構成され、平面上にデジタル情報を表現することに使われる。通常、セルは白色の平面上に想定され、黒色のデータマークが印されたマークセルと、データマークが印されずに白色が露出した空白セルの２種類で構成される。これにより、セルの表示によって配置のパターンを形成してデジタル情報を表現する。例えば、マークセルを１に、空白セルを０に対応させて、１と０の２進データ列によるデジタル情報を平面上に表現する。
このように表示された２次元コードに対し、光学的な撮像装置を用いて画像データを取得し、該画像データを解析することでデジタル情報を復元する。解析にはコンピュータを用い、画像データ上のセルの位置を求め、その位置でセルの表示を判定する。これにより、セルの表示を明らかにして、２次元コードに表現された２進データ列を復元する。
【０００３】
その際、セルの位置は、特定の位置に固定して表示された位置決めシンボルを基準にして算出する方法が知られている。例えば、検出された２以上の位置決めシンボル間の距離と角度から画像データ中の２次元コードのサイズと傾きを求め、これを基にして各セルの位置を算出する方法が知られている（特許文献１、非特許文献１）。
また、セルの表示は、セルの概ね中心位置における諧調（濃度）の値から判定する方法が知られている。すなわち、セルの中心画素の諧調を事前に用意されたしきい値と比較して、しきい値より諧調が高いセルをマークセル、低いセルを空白セルと見なす。
【０００４】
２次元コードは、表示面に対して情報を２次元的に表現することで、従来のバーコードに比べて高密度に表示することができる。すなわち、２次元コードでは、範囲が限られた表示面においても容量の大きい情報を表示することができる。この特徴から、近年、２次元コードは多方面で利用されている。
例えば、文字情報、数値情報、画像情報、音声情報、暗号情報、コンピュータ上の命令コードなどのデジタル情報を、用紙などのシート状記録媒体や電子部品などの固形物表面に記録することに使われている。また、表示装置上に表示するとともに、撮像装置から取得して情報を復元することにより、装置間での情報の受け渡しに使われている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２５４０３７号公報
【特許文献２】特開２０００−２３５６１７号公報
【特許文献３】特開平８−３０９７７号公報
【特許文献４】特開平５−５４２１４号公報
【特許文献５】特開平３−２４５２８３号公報
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｘ０５１０    ２次元コードシンボル−ＱＲコード−基本仕様書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、コンピュータの処理速度の向上や、記憶媒体の容量の増加などによる技術進歩により、従来に比べて大容量のデジタル情報が扱われるようになった。また、通信技術の進歩にともない、それらのデジタル情報を簡便に送受信できるネットワーク環境が整ってきた。そのため、時間的および地理的な条件に縛られることなく、様々な場面において情報をやり取りすることが可能となった。
２次元コードに対しても、容量の大きいデジタル情報を、高密度に表示することが求められている。また、このように高密度な２次元コードを、様々な場面において扱うことが求められている。これにより、我々の周囲に存在する情報を、より簡便に、さらに快適に取り扱うことが望まれている。
【０００７】
２次元コードの表示を高密度化するには、個々のセルのサイズを微小にして、単位面積あたりのセル数を増加する必要がある。しかし、セルのサイズを微小にするに従い、表示を判定する際の位置のずれが起こりやすくなるという問題がある。同時に、セルの表示が不明確になり、判定する際の諧調のずれが発生しやすいという問題がある。そのため、セルの表示を判定する際に判定エラーが発生し、デジタル情報を正確に復元することができない。
これらの位置および諧調のずれの原因としては、画像の入出力条件の変動によって生じる画像データ面内の乱れが考えられる。例えば、２次元コードの出力時において、出力装置による出力間隔のずれ、表示面の湾曲などが原因となる。また、入力時においては、カメラのレンズがもつ光学的な歪みや、撮像する際の撮像角度の傾きなどが原因となる。
【０００８】
セル表示を判定する際の位置ずれの問題を解決するため、セルを配置した領域（セル領域）の周囲にマークセルと空白セルを交互に配置したタイミングセルを表示し、タイミングセルの端部からデータセルの位置を補正する方法が知られている（特許文献１参照）。しかし、この方法においても、タイミングセルから離れたセルに対しては、上記のずれが生じやすいという問題がある。また、タイミングセルを表示することで、相対的に情報を表現するセルの数が減少するため、情報の高密度化に対して十分な方法とは言えない。
撮像条件の変動によって生じる諧調ずれの問題を解決するため、画像データ全体に対する諧調の平均を算出して、この値を用いて表示の判定のしきい値とする方法が知られている（非特許文献１参照）。この方法では、入出力条件の変動によって生じる画像全体の諧調変動を考慮して表示の判定を行うことができる。しかし、この方法では、面内に歪みが存在する場合には判定エラーが発生するため、上述の問題を解決する方法として十分であるとは言えない。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、多様な条件に対応しながら、デジタル情報を正確に読み取ることを可能にした２次元コード解読プログラム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】
【００１０】
本発明に係る２次元コード解読プログラムは、２次元的に配置した複数のセルの各々に対して周囲を空白領域で囲まれたデータマーク領域を形成し、当該データマーク領域におけるデータマークの表示がセル毎に異なることでデジタル情報を表現する前記データマークと、前記セルに対して特定の位置に固定して表示される位置検出パターンとを有する２次元コードの解読プログラムであって、前記２次元コードを含む画像データにおいて、データマーク領域と当該データマーク領域の周囲の空白領域とで構成される照合パターンを用いて照合することにより、前記照合パターンと同じ画像パターンを検出し、当該画像パターンが検出される場合に周囲を空白領域で囲まれて表示される前記データマークがセルに有ると判定すること、を特徴とする。
【００１１】
検出される画像パターンは、画像データ中の複数の画素によって構成された２次元のパターンからなる。画像パターンを検出するにあたって、予め想定したパターン（照合パターン）によって画像データの一定範囲を照合し、照合された画像が所望のパターンであるかを判定する。判定の際には、画像データに表示された所定の画像から得られる画像情報を利用するとよい。これらの照合と判定を繰り返しながら画像データを走査することによって、デジタル情報が表示されたセル領域において、前記画像パターンを検出していくとよい（図１０）。
画像データから検出する画像パターンは、周囲のセルから判別可能であればよい。すなわち、画像パターンには、セル上に表示されたデータマークを１つだけ含むものに限らず、複数のセルに表示された複数のデータマークの集合体によるパターンを含んでいてもよい。セル上に示されるデータマークはセルの全面積を占めていてもよく、この場合、連続して表示されたデータマークを個別に判別することはできないが、複数のセルによる集合体であればよく、例えば、周囲を空白セルで囲まれたマークセルであれば判別することができる（図２８〜３０）。判別可能な表示の組み合せは、通常、セル領域に複数存在し、これらを検出して利用する。
【００１２】
セル上のデータマークは周囲を空白な領域（空白領域）で囲まれることによって、各データマークは周囲のデータマークから判別が可能で、仮にデータマークが連続して表示された場合でも個別に検出することができる（図４、図５）。セル領域中の全てのデータマークを検出することによって、検出されなかったセルを空白セルと見なし、全てのセルの表示を明らかにすることが可能である。
セルに表示されるデータマークは、その領域（マーク領域）が特定のパターンを形成している。パターンとしては、四角形のパターン（図４）や円形（図６）などが考えられる。また、マーク領域は、空白領域との間に諧調のコントラストを持って表示され、マーク領域の方が諧調は高くてもよいし、逆に低くてもよい。
【００１３】
本発明に係る更なる２次元コード解読プログラムは、前記セルに対する表示として、データマーク領域と当該データマーク領域の周囲の空白領域との間のコントラストが大きい表示、及び、当該表示よりも前記コントラストが小さい表示が存在すること、前記照合パターンのデータマーク領域と空白領域に対応する画像データ上の各領域から諧調を取得し、これらの領域間のコントラストが大きい画像パターンを検出すること、前記画像パターンの検出によって特定されるセルの表示を基に２次元コードに表現されたデジタル情報を復元すること、を特徴とする。
【００１４】
画像データからデータマークを検出する際には、データマークのパターンを含む照合パターンによって画像を照合し、データマークとしての可否を判定するとよい。このとき、マーク領域と空白領域のコントラストに基づいて判定を行うとよい。すなわち、例えば、マーク領域の諧調が高く、空白領域の諧調が低いほどデータマークとしての適性が高いと見なして判定を行う。もしくは、予め想定した画像パターンの諧調に近いほどデータマークとして適性が高いと見なして判定を行ってもよい。判定される画像は３つ以上の領域によって構成されていてもよい（図１８）。
照合された画像の各領域（マーク領域、空白領域）を代表する諧調の値としては、領域を構成する画素に対する平均や中央値など、所定の方法に基づいて算出する。その際、判定に要する時間を短縮するため、複数の画素を間引いて算出してもよい。
【００１５】
本発明に係る更なる２次元コード解読プログラムは、前記画像パターンを検出するプロセスは、前記照合パターンを用いて、前記画像データを走査しながら当該画像データ上の画像を照合するステップと、照合された前記画像データ上の画像を、前記照合パターンの各画像領域に対応して算出された諧調の値を判定式に代入して判定するステップを有すること、を特徴とする。
【００１６】
本発明に係る更なる２次元コード解読プログラムは、２次元的に配置した複数のセルの各々に対して周囲を空白領域で囲まれたデータマーク領域を形成し、当該データマーク領域におけるデータマークの表示がセル毎に異なることでデジタル情報を表現する前記データマークと、前記セルに対して特定の位置に固定して表示される位置検出パターンとを有する２次元コードの解読プログラムであって、各画素が複数の色成分を保持して構成された前記２次元コードを含むカラー画像データにおいて、データマーク領域と当該データマーク領域の周囲の空白領域で構成される照合パターンを用いて各画素が保持する色成分ごとに照合することにより、前記照合パターンと同じ画像パターンを検出し、当該画像パターンが検出される場合に周囲を空白領域で囲まれて表示される前記データマークがセルに有ると判定すること、を特徴とする。
【００１７】
カラー２次元コードの場合においても、モノクロ２次元コードの場合と同様、セルの表示を構成する全ての画像パターンを検出することによって、表示を明らかにすることができる。実施手順としては、画像パターンの検出から表示の判定まで色成分ごとに個別に行うとよい。もしくは、色成分ごとの位置情報を集約してセルの位置を求め、その位置で色成分ごとに判定を行ってもよい。このとき、画像パターンの検出、およびセル表示の判定は、各色成分において、モノクロ２次元コードと同じ方法を用いることができる。
カラー画像データにおいて、セルのカラー表示を構成するデータマークは、各画素が持つ色成分の組み合せによりカラーで表現される。例えば、画素が持つレッド、グリーン、ブルーの色成分を用いて、黒色、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルー、白色の８種類で表現するとよい。このとき、周囲の空白領域は、白色または黒色で表示するとよい。データマークに対して色成分ごとに諧調を用いてもよく、この場合、中間諧調によってカラーが表現される。
【００１８】
画像パターンの検出の際には、色成分ごとに周囲の領域とのコントラストを指標として画像の判定を行うとよい。例えば、空白領域が白色の場合には、マーク領域は減法混色によるものを検出するとよい。すなわち、各色成分において、シアン、マゼンタ、イエロー成分のデータマークを検出するとよい。一方、空白領域が黒色の場合には、マーク領域は加法混色の色成分によるもの、すなわち、レッド、グリーン、ブルー成分のデータマークを検出するとよい。
カラー２次元コードにおいて、色成分ごとに、モノクロ２次元コードと同じ方法を用いて解析することが可能である。このとき、画像パターンの検出において、色成分の組み合せからなる多数の表示に対して、色成分の回数だけ画像を走査すればよい。また、画像の判定において、複数の色成分の組み合せで構成された画像パターンに対して、色成分ごとに白黒の場合と同じ単純な方法を用いるとよい。画像の解析に際して、各画像データに対し、諧調の反転や、色変換などの所定の変換を事前に行ってもよい。
【００１９】
本発明に係る更なる２次元コード解読プログラムは、前記画像データにおいて特定の位置に表示された画像パターンを検出し、当該画像パターンの画像から前記データマークと同じ形状および大きさで表示される参照マークの画像情報を取得して、当該画像情報との対比によって前記照合パターンと同じ画像パターンを検出すること、を特徴とする。
【００２０】
画像情報の取得は、画像データ中に存在する画像パターン（２次元）を検出して行うとよい。これによって、精度の高い情報を効果的に取得することができる。すなわち、情報を取得する画像パターンの表示サイズが小さくても、位置のずれを原因とした誤差が含まれにくい。また、画像情報を同じ画像データ内から取得するため、入出力時に生じる画像の変動を考慮して、それぞれの画像データに即した判定ができる。画像情報としては、所定の画像から諧調の平均や中間値、標準偏差などを取得するとよい。
【００２１】
画像情報の取得にあたり、参照マークを表示してこの画像から情報を取得するとよい。参照マークの表示は、所定のセルに対して、予め定めた種類の表示を設定することによって行うとよい。このとき、判定される画像の近くに表示されるという利点を持つ。この参照マークのパターンは、情報を表現するデータマークと同じパターンで構成するとよい。これによって、パターンのサイズおよび形状の違いを原因とした情報のずれを生じ難くすることができる。
取得した画像情報は、セル上のデータマークを検出する際に利用することができる。すなわち、照合パターンによって画像を照合して、データマークとしての可否を判定する際の指標として利用するとよい。また、既に定められた位置において、セルの表示を判定する際の指標として利用してもよい。
【００２２】
参照マークは、該マークの画像から画像情報を得ることを目的として表示する。これにより、入出力時に生じる画像変動を考慮して、セル上のデータマークを検出することや、セルの表示を判定することに利用する。特に、複数種類の表示を持つカラー２次元コードの場合では、判定の際のしきい値は高い精度が要求されるため効果が大きい。また、セルの位置を決める際の基準位置として用いてもよい。
画像データでは、画像面内において形状の歪みが存在すると同時に、諧調の偏りが存在することがある。参照マークは、セル領域において、所定の間隔で複数表示することが望ましく、この場合、諧調のずれの影響を受けにくい。
【００２３】
参照マークとしては、全ての種類のセル表示（色、諧調）に対して用意するとよい。もしくは、情報を表現するセルの数を増やすため、出力装置が持つ色成分（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー）の分だけ表示を行ってもよい。さらには、特に誤判定が起こりやすい色にだけ参照マークを用意してもよい。例えば、マゼンタとイエローだけ、もしくはマゼンタだけを表示してもよい。
【００２４】
プログラムを実行するコンピュータとしては、一般的に普及しているものでよく、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、メインフレームなどコンピュータの他、携帯電話やＰＤＡなどの電子機器に搭載したコンピュータであってもよい。また、このプログラムを実行するために特別に設けられたコンピュータであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る２次元コード解読プログラムによれば、各セル上に表示された画像パターンを個別に検出することによって、セルの表示が明らかになる。また、画像を判定する際に、参照マークの画像から取得した画像情報を利用するとよく、この場合、諧調のずれの影響を受け難い。
【００２６】
本発明に係る２次元コード解読プログラムを用いることによって、様々な要因によって生じる画像の乱れが存在する場合でも、２次元コードを高密度に表示し、該２次元コードからデジタル情報を正確に復元することができる。また、カラー２次元コードによって、デジタル情報をより高密度に表示した場合にも対応することができる。
これらのことから、本発明を用いることによって、デジタル情報を、簡便・快適に取り扱うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について説明する。本実施形態における２次元コード読取方法の概要構成図を図１に示す。本実施形態における２次元コードの読取方法は、入力部１００、解読部２００、出力部３００によって構成される。
入力部１００では、記録媒体上に印された２次元コードの画像を光学的に取得して、該２次元コードの画像データをコンピュータに入力する。画像の取得には既知の装置を用いることができ、本実施形態において、カメラ付き携帯電話に付属したデジタルカメラ（５０万画素）、およびフラットベッドスキャナ（６００ｄｐｉ）を用いた。
解読部２００では、入力された画像データを、コンピュータを用いて解析してデジタル情報を解読する。２次元コードに表現されたデジタル情報としては、氏名、住所、電話番号などの個人情報や、商品名とそのホームページアドレスなどの広告情報、商品名とその金額、契約者名などの契約情報など、様々な内容の情報を含めることが出来る。
出力部３００では、画像データの解読によって得られたデジタル情報を出力する。デジタル情報の出力には既知の方法を用い、解読された内容をディスプレイに表示したり、ハードディスク内にデータベースとして保存して利用する。
【００２８】
以下、解読部２００の手段構成について記述する。解読部２００は、図１に示すように位置決め手段２１０、画像情報取得手段２２０、画像パターン検出手段２３０、セル判定手段２４０、デコード手段２５０からなる。解読部２００を構成する手段２１０〜２５０は、これらを実行するプログラムによってコンピュータ上で実現される。以下、これらの手段の内容について個別に記述する。
位置決め手段２１０では、入力部１００から入力された画像データにおいて、特定の位置に表示された位置決めシンボルの画像を検出し、該位置決めシンボルとの位置関係によって２次元コードの位置を特定する。
画像情報取得手段２２０では、画像パターンの検出や、セル表示の判定に利用するための画像情報を取得する。本実施形態において、位置決めシンボルの画像に対して、マーク領域とその周囲の空白領域から諧調の平均を取得し、画像情報として利用した。
画像パターン検出手段２３０では、セル上に表示されたデータマークの画像パターンを検出する。すなわち、画像データにおいて画像を照合しながら走査し、後述の方法によって判定する。これにより、画像データからデータマークの画像パターンを検出する。画像パターン検出手段２３０の詳細については後述する。
セル判定手段２４０では、検出された複数の画像パターンの位置を基に、セルの位置を求め、その位置でセルの表示を判定する。セル判定手段２４０の詳細についても後述する。
デコード手段２５０では、明らかになったセルの表示を、予め定められた規則に基づいて、１と０からなる２進データ列に復元する。これにより、セルの表示がデコードされ、２次元コードで表現されたデジタル情報が復元される。
【００２９】
本実施形態における２次元コードの全体像を図２に示す。セルは記録媒体上にマトリックス状に配列され、本実施形態では１２×１２セルによって配列した。このとき、セルの数は、これより多くても少なくてもよい。また、各辺のセル数も縦と横が等しい正方形状場合に限らず、例えば図３に示すように、長方形状のものであってもよい。さらに、本実施形態のように、正方格子状に配列したセルに対して、正方形のマークを表示する場合に限らず、例えば図６に示すように、六角格子状に配列した六角形のセルに対して、円形のマークを表示してもよい。
本実施形態における２次元コードの拡大図を図４に示す。このように、セルの表示は、データマークを有するマークセル００１とデータマークを有しない空白セル００２からなる。マークセルは、図５に示すように、セル上において、データマーク００３が印された領域（マーク領域）とデータマークが印されない領域（空白領域）によって構成される。セルに表示されたデータマークは、周囲に空隙を設けて印すことで周囲のデータマークと分離する。
位置決めシンボル０１０は、他のデータマークから区別され易いパターンによって構成され、２次元コードの基準位置として特定の位置に表示される。このとき、位置決めシンボルは、画像面内の歪みに対応するため複数存在することが望ましく、本実施形態では、図２に示すように、セル領域の４隅にそれぞれ配置した。図２では、セルの配列の内部に位置決めシンボルの領域を設けたが、例えば図３のように、セルの配列の外側に配置してもよい。
【００３０】
２次元コード表示方法の概要構成図を図７に示す。２次元コード表示方法は、本実施形態において、入力部４００、生成部５００、出力部６００によって構成される。入力部４００では、デジタル情報を表現する２進データ列を取得し、コンピュータ内に入力する。生成部５００では、入力されたデータ列から２次元コードの画像データを生成する。出力部６００では、画像データ中の２次元コードの画像を、記録媒体上やディスプレイ上に表示する。以下、生成部５００を構成するエンコード手段５１０および画像データ生成手段５２０について記述する。
エンコード手段５１０では、入力部から得られるデータ列から、２次元コードにおける各セルの表示を決定する。このデータ列に対して、各桁を２次元的に配置したセルに割り当て、１をマークあり、０をマークなしとして定めた。
画像データ生成手段５２０では、エンコード手段で定めたセルの表示を、実際に出力装置から出力するための画像データを生成する。画像データ中のセルは、複数の画素によって構成され、本実施形態におけるセルと、そこで表示されるデータマークの画像を図８に示した。また、本実施形態において、画像データは、各画素が２５６階調であるものを用いた。諧調の値は、明るさを意味しており、黒色を０、白色を２５５として表す。
出力部６００では、上記の画像データを、既知の出力装置を用いて出力する。本実施形態において、記録装置としてインクジェットプリンター（６００ｄｐｉモード）を用いた。また、表示装置として液晶ディスプレイ（１６０ｄｐｉ）を用いた。これにより、マーク領域を黒色に、周囲の空白領域には白色に表示した。記録装置としては、印刷機を用いて印刷してもよく、また電子写真方式のプリンターを用いてもよい。
【００３１】
記録媒体上に２次元コードを記録する場合、通常、セルは記録媒体自身の色である白色に想定され、該セル上に記録装置から黒色のデータマークを出力する。この場合、セルの表示はデータマークの有無の２種類（黒色、白色）によって表現される。
一方、表示装置は、通常、複数の発光体の集合によって構成され、この発光体の発光によって画像を表示する。このような表示装置に２次元コードを表示する場合、記録装置の場合と同様、白色に想定されたセル上に黒色のデータマークを表示するとよい。
もしくは、上記とは逆に、黒色に想定されたセルに白色のデータマークを表示してもよい。記録媒体へ出力する場合はセルを白色に設定し、表示装置に表示する場合にはセルを黒色に設定（画像を反転）して、両者を使い分けてもよい。
マーク領域の出力において、セルに対して、諧調を調整して白色と黒色の間の諧調（灰色）のデータマークを出力してもよい。この場合、セル上のデータマークは、予め定めた間隔による複数種類の諧調で表現される。例えば、出力諧調として、上述のマークあり（１００％）とマークなし（０％）の他に、中間諧調（６６％、３３％）を持つとする。この場合、データ列の複数の桁を１つのセルに対応させて表示させる。例えば、２進データ列を２桁ずつ、００を０％諧調に、０１を３３％諧調に、１０を６６％諧調に、１１を１００％諧調に対応させてデータマークを出力する。
このとき、諧調は各出力装置に設けられた既知の方法によって形成すればよい。例えば、記録装置の場合には、インク（またはトナー）の出力による記録媒体上の面積諧調によって形成する。また、表示装置の場合には、画像を構成する複数の発光体の発光割合によって形成する。
【００３２】
本実施形態における２次元コード読取方法では、入力部１００において２次元コードの画像を含む画像データが取得される。以下、この画像データの詳細について記述する。画像データは、各画素は濃度に応じた諧調を持つ。本実施形態では、画像データは２５６階調で、この場合、各画素は濃度に応じて０〜２５５の諧調をとり、白色領域の画素は２５５に近い値を、黒色領域の画素は０に近い値をとる。ただし、諧調の刻みは２５６階調に限らず、例えば１０２４階調であってもよい。
本実施形態における画像データとして、画像データの一部であるマークセルの画像を図９に示す。このように、入出力時に発生するノイズの影響などを受け、画像データは出力前の画像データから変動を持つ。すなわち、画素の諧調として完全な黒色（０）や完全な白色（２５５）にはならず、マーク領域では８０程度、空白領域では２００程度の諧調の値を持つ。
画像データを解析するのにあたって、画像データの諧調を反転してもよい。反転することによって、白色の領域が０、黒色の領域が２５５に近い値をとる。さらに、諧調を０〜１に正規化した上で画像パターンを検出してもよい。本実施形態では、画像データの諧調ｄ’を、反転後正規化した０（白）〜１．０（黒）の諧調ｄを用いた。このとき、諧調ｄは、ｄ＝（２５５−ｄ’）／２５５、によって算出される。
【００３３】
本実施形態における２次元コード読取方法では、このような画像データに対し、画像パターン検出手段２３０において、セルに表示されたデータマークの画像パターンを検出する。以下、画像パターン検出手段２３０について詳細に記述する。
画像パターン検出手段２３０では、マーク領域とその周囲の空白領域で構成された照合パターン００８を照合しながら、画像データを走査する（図１０）。照合された画像は判定され、データマークとして適合する場合には検出される。この一連のプロセスは、本実施形態において、図１１のフローチャートに示した手順により実施した。
【００３４】
照合パターン００８としては、５×５画素のセル上に３×３画素のマーク領域を想定したものを用いた。照合パターンによって照合された画像の判定には、画像パターンのマーク領域および空白領域の諧調の平均（ＤｍおよびＤｖ）を用いる。すなわち、ＤｍとＤｖを判定式に代入し、条件を満たす場合にデータマークの画像であると見なす。本実施形態において、判定式としては数１を用いた。
【数１】
0004708186.tif 000002
数１のＲｍとＲｖは予め用意する定数で、本実施形態では、Ｒｍ＝Ｒｖ＝５、を用いた。また、Ｍｍ、Ｓｍ、Ｍｖ、Ｓｖは、判定に利用する画像情報で、画像情報取得手段によって画像データ内の画像から取得する。本実施形態では、位置決めシンボルの画像から画像情報を取得した。この他、他のデータマークと同じパターンからなる参照マークを所定のセルに表示して、この画像から取得してもよい（図１２）。また、セル領域において乱れの少ないデータマークを先に検出し、該データマークの画像から画像情報を取得してもよい。この場合、得られた画像情報を用いて、未だ検出されていない他のデータマークを検出する。
【００３５】
画像情報としては、マーク領域において、諧調の平均Ｍｍと標準偏差Ｓｍ、その周囲の空白領域において、諧調の平均Ｍｖと標準偏差Ｓｖを求めた。各領域における諧調の平均Ｍと標準偏差Ｓは、公知の計算式（数２と数３）を用いて算出される。数２、数３において、ｎは画素数、ｉは画素番号、ｄｉは画素ｉの諧調、Σは各領域における画素の和、を意味する。
【数２】
0004708186.tif 000003
【数３】
0004708186.tif 000004
【００３６】
上記の方法によって、画像データに対して、画像の照合と判定を繰り返しながら画像を走査して、複数のデータマークの画像パターンを検出していくことができる。また、検出されたデータマークに対しては、位置決めシンボルとの位置関係から、そのデータマークが表示されるセルは特定される。これにより、マークが検出されたセルにおいて、その表示は明らかになる。
このようにして、全てのデータマークを検出することで、データマークが検出されないセルを空白セルと見なすことができる。この場合、画像パターン検出手段２３０によって全てのセルの表示が明らかになり、セル判定手段２４０は実施しなくてもよい。もしくは、画像パターン検出手段２３０では、比較的乱れの少ないものだけを検出してもよい。その場合、セル判定手段２４０において、検出された画像パターンの位置からセルの位置を算出し、該位置において表示を判定する。
【００３７】
位置決めシンボルの検出は、データマークの検出と同じ手順によって実施することができる。すなわち、照合パターンを照合しながら画像データを走査し、照合された画像を判定することによって検出される。位置決めシンボルを検出する際の画像の判定には、数１の左辺の値を適合性の指標として適用してもよい。数１では、左辺が小さい値をとるほど適合性が高いと見なす。図１３に、位置決めシンボルの照合パターン０１１を示す。
本実施形態における位置決めシンボルの検出は、照合パターン０１１を照合して得られる諧調平均Ｄｍ、Ｄｖを、数１に代入して行った。画像情報としては、予め用意した値（Ｍｍ＝１、Ｓｍ＝１、Ｍｖ＝０、Ｓｖ＝１）を用いた。また、係数Ｒｍ、ＲｖにはＲｍ＝１、Ｒｖ＝１を用いた。
本実施形態において、位置決めシンボルは、セル領域の周囲４隅に配置した（図２）。これら４種類の位置決めシンボルのそれぞれは、画像データ中に１つずつしか存在しない。そこで、位置決めシンボルとして、数１を満たす画像のうち最も適合性が高い画像、すなわち数１の左辺が最小の画像を選択した。これにより、４種類の位置決めシンボルを画像データから１つずつ検出した。
【００３８】
本実施形態における２次元コード読取方法では、検出された画像パターンを基に、セル判定手段２４０によりセルの表示を明らかにする。以下、セル判定手段２４０について詳細に記述する。
セル判定手段２４０では、検出された複数の画像パターンの位置を基準としてセルの位置を算出する。また、該位置において表示を判定する。これを繰り返し行うことによって、全てのセルの表示を明らかにする。この一連のプロセスは、本実施形態において、図１４のフローチャートに示した手順により実施した。
【００３９】
セルの位置は、検出された複数のデータマークに対して回帰線を求め、これらの交点として算出した（図１５）。本実施形態では、セルは正方格子状に配列されているから、行と列の各軸方向に配置したマークに対して回帰して求めた。
回帰線としては、セルからの距離で重み付けされた重み付き最小２乗法（数４）を用いて、直線に回帰した。数４において、ｉはセル番号、Σは軸方向の画素の和、を意味する。また、（Ｘ，Ｙ）は画像データ上の位置座標、ｗｉは重みの係数（数５）、を意味する。数５において、ｎはセルからの距離で、重みの係数ｗｉは未検出セルに近いほど重みが大きい。算出された値（Ｘ，Ｙ）は、小数点以下を四捨五入して整数値とした。
【数４】
0004708186.tif 000005
【数５】
0004708186.tif 000006
【００４０】
セルの表示の判定は、セルの中心に位置する画素の諧調を、しきい値と比較して行った。本実施形態において、しきい値は、先に検出されたデータマークの画像から画像情報を取得して用いた。すなわち、検出された全てのデータマークに対し、マーク領域と空白領域の諧調の平均を求め（ＭｍとＭｖ）、これらの中間値（＝（Ｍｍ＋Ｍｖ）／２）をしきい値とした。このとき、セルの中心画素の値が大きい（諧調が高い）場合にマークが存在するとし、逆に小さい（諧調が低い）場合にはマークが存在しないとした。この他、しきい値としては、所定のセルに表示した参照マークの画像や、位置決めシンボルの画像から取得してもよい。
一方、セルの表示を判定する方法としては、画像パターン検出手段２３０と同じ照合パターンを照合し、判定式を満たす場合にはデータマークが存在するとし、満たさない場合には存在しないとする。判定式としては、画像パターン検出手段２３０と同様、数１を用いることができる。ただし、判定は画像パターン検出手段２３０ほど厳しくせず、Ｒｍ、Ｒｖはもっと大きい値（例えば、Ｒｍ＝Ｒｖ＝１２）を用いるとよい。また、画像情報であるＭｍ、Ｓｍ、Ｍｖ、Ｓｖは、上記と同様に、既に検出されたデータマークの画像から求めることができる。
【００４１】
本実施形態における２次元コード読取方法で用いた、画像を判定する際の判定式（数１）について詳細に記述する。数１では、画像パターンの各領域の諧調を、画像情報の平均と標準偏差を考慮して適合性を判定する。数１において、各領域の諧調（Ｄ）は、画像情報の平均（Ｍ）とほぼ同じ値を持つと考えられる。また、諧調の分布が正規分布に従うとすると、そのばらつきの幅は、画像情報の標準偏差（Ｓ）を用いてＲＳと表される（Ｒは許容範囲を定める定数）。このことから、−１＜（Ｄ−Ｍ）／ＲＳ＜１、を満たす場合、各領域の諧調（Ｄ）がマークの画像として許容される。そこで、各領域の範囲を組み合せて、判定式として数１を導いた。数１による適合の範囲を、図１６に示す。図１６において、各領域の諧調（ＤｍとＤｖ）がＪ１の範囲に存在する場合に、マークの画像であると見なす。
一方、数１の左辺の値は、マークの画像を判定する際の適合性の指標として適用した。すなわち、照合された画像において、マーク領域の諧調Ｄｍが高く、空白領域の諧調Ｄｖが低いほど、数１の左辺は小さい値をとる。そこで、数１の左辺が小さい値をとるほど、マークの画像として適合性が高いと見なした。例えば、マークを検出する際に、同じマークに対して１画素だけずれた画像など、重複して数１を満たす場合がある。そのため、マークの検出にあたって、周囲の画像に対して適合性を調べ、それらの中から最も適合性の高い画像を選択した。
【００４２】
判定式としては、数１の代わりに数６を用いてもよい。数６では、数１と同様、各領域の諧調を代入して式を満たす場合にマークの画像であると見なす。数６による適合の範囲を、図１７に示す。
【数６】
0004708186.tif 000007
マークの画像を検出する際、画像パターンは３つ以上の領域で構成されていてもよい。図１８の例では、円形なパターンからなるデータマーク０５１に対して、３層で構成された画像パターンを示した。これに対し、上記と同様、各領域の諧調を判定式に代入して画像を判定する。判定式としては、例えば、数６を一般化して得られる数７を用いる。数７において、Ｎは画像パターンを構成する領域の数、ｉは各領域の番号を表す。画像情報としては、図１８に示す位置決めシンボル０５２の画像から得ることができる。
【数７】
0004708186.tif 000008
【００４３】
（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、２次元コードのセル表示をカラーで行うカラー２次元コードに関する。２次元コードの出力は、カラー用記録装置を用いて、記録媒体である用紙上に記録した。また、カラー用表示装置を用いて、ディスプレイ上に表示した。これらの出力にあたり、本実施形態では、カラーインクジェットプリンター（６００ｄｐｉ）およびカラー液晶ディスプレイ（１６０ｄｐｉ、３２ビットカラー）を用いた。
本実施形態におけるカラー２次元コードの例を図１９に示す。図１９の表示は、図２０に示すセルの配列に対して、デジタル情報に基づいて構成されたカラーマークの組み合せを表示したものである。このとき、セルは、８×８セルの正方格子状に配列している。同様に、１２×１２セルの配列の例を、図２１に表示する。
【００４４】
カラー２次元コードにおいて位置決めシンボルは、出力装置が持つ全ての色成分において、周囲の空白領域との間にコントラストを持って表示される。すなわち、空白領域が白色で表示される本実施形態においては、位置決めシンボルは黒色で表示される。このとき、記録装置から出力する場合には、マークの出力と同様、減法混色の色成分を組み合せて黒色（シアン＋マゼンタ＋イエロー）を出力してもよく、また、黒色のインク（またはトナー）を用いて出力してもよい。
セル表示を判定する際の画像情報を取得するため、セル上のデータマークと同じパターンからなる参照マークを所定のセルに表示する。本実施形態において、図２２は、白色を除く全ての種類、すなわち黒色、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーの７種類の参照マークを表示したものである。白色に対する画像情報は、画像データ中の空白領域から取得した。
【００４５】
一般に、出力装置は複数の色成分を持ち、これらの色成分の組み合せによってカラー画像を表現する。出力装置としては、印刷装置、インクジェットプリンター、電子写真装置などの記録装置を用いるとよい。これらは、通常、シアン、マゼンタ、イエローのインク（またはトナー）を重ねて出力し、減法混色でカラーを表現する。色成分は、上記の３種類以外のものを使ってもよい。出力装置は、この他、ディスプレイなどの表示装置を用いてもよい。この場合には、通常、レッド、グリーン、ブルーなどの発光体の発光によって加法混色でカラーを表現する。
セルのカラー表示は、出力装置が持つ色成分の組み合せによって、多くの種類を持つことができる。出力装置が記録装置の場合には、例えば、白色の用紙上にシアン、マゼンタ、イエローの画像パターンを重ねて出力することで、黒色、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルー、白色の８種類のセルを表現するとよい。また、出力装置が表示装置の場合には、レッド、グリーン、ブルーの発光体による発光を組み合せて、上記の８種類のセルを表現するとよい。セルの表示は、諧調を用いて表現されてもよく、この場合、さらに多くの種類が表現される。
【００４６】
記録装置から記録媒体上に出力する場合、セル上に表示されるカラーのデータマークは、記録装置が持つインク（またはトナー）による減法混色の色成分（シアン、マゼンタ、イエロー）を組み合せて出力するとよい。このとき、周囲の空白領域には出力しなくてもよく、従って用紙の地合の色である白色とするとよい。これにより、マーク領域は空白領域に対してコントラストを設けて表示される。ただし、一般的な記録装置では、減法混色の色成分の他に黒色のインク（またはトナー）を持っており、黒色を出力する場合にはこれを用いてもよい。
一方、表示装置上に表示する場合、セル上に表示されるカラーのデータマークは、加法混色の色成分を持つ発光体による発光を組み合せて表示するとよい。このとき、周囲の空白領域は、各色成分の発光体（レッド、グリーン、ブルー）を発光させて白色に表示するとよい。この場合、各色成分において、マーク領域は発光体を発光させずに、空白領域に対してコントラストを設けて表示するとよい。すなわち、マーク領域は、発光体の補色の色成分（シアン、マゼンタ、イエロー）で表示するとよい。一方、空白領域は、発光体を発光させずに黒色に表示してもよい。この場合には、マーク領域は発光体を発光させて、発光体の色成分（レッド、グリーン、ブルー）で表示するとよい。
【００４７】
２次元コードで表現されるデジタル情報は、通常、１と０の配列によるデータ列で構成される。２次元コード生成にあたり、このデータ列を分離して複数のデータ列を取得するとよい。データ列の分離は、色成分ごとに同数程度の配列が振り分けられればよく、例えば、出力装置が持つシアン、マゼンタ、イエローに対して順番に振り分けていくとよい。もしくは、最初の１／３の配列をシアンに、次の１／３の配列をマゼンタに、残りの１／３の配列をイエローに、まとめて振り分けてもよい。
分離して得られるデータ列は、モノクロ２次元コードの場合と同じ方法を用いて、色成分ごとに画像データを生成するとよい。これによって、複数の色成分の組み合せで構成されるカラー表示を生成することができる。すなわち、色成分ごとの画像データを統合して、カラー画像データを作成するとよい。また、各画像データに対して、諧調の反転や、色変換などの所定の変換を行ってもよい。
【００４８】
データマークの画像を検出する際の指標とするため、マーク領域と空白領域はコントラストを設けて表示するとよい。この場合、コントラストが不十分な場合には、条件の変動によって画像の乱れが生じた状況では、データマークを確実に検出することができない。また、セルの表示を判定する際にも正確な判定を行うことが難しい。
この問題を防止するため、データマークが黒色の単色で表示されるモノクロ２次元コードの場合には、マーク領域は少なくとも１０％以上の諧調によって表示するとよい。さらに望ましくは、少なくとも３０％以上の諧調によって表示することが好ましい。この現象は、データマークがカラーで表示されるカラー２次元コードの場合、判定の条件が厳しくなることでさらに顕著に発生する。カラーの場合には、マーク領域は少なくとも３０％以上の諧調によって表示するとよい。さらに望ましくは、少なくとも５０％以上の諧調によって表示することが好ましい。
同時に、データマークが複数種類の諧調で表現される場合、モノクロ２次元コードでは、それらの諧調の間に少なくとも１０％以上の間隔を設けて表示するとよい。さらに望ましくは、少なくとも３０％以上の間隔を設けて表示することが好ましい。カラー２次元コードでは、少なくとも３０％以上の間隔を設けて表示するとよい。さらに望ましくは、少なくとも５０％以上の間隔を設けて表示することが好ましい。
【００４９】
２次元コードの表示は、記録装置から用紙に出力する際のにじみ、表示装置に表示する際のぼけなど、様々な要因によって本来の画像に対する乱れを持ちうる。また、２次元コードを撮像する際に、撮像装置における光学系の歪み、撮像時の焦点ぼけなど、画像の乱れが生じうる。これらの乱れにより、画像データで表示されるデータマークは、サイズの拡大や縮小、位置のずれなどを含むことがある。この場合、画像が不明瞭になり、それぞれのデータマークを個別に検出することが難しくなる。また、サイズの拡大や位置のずれを原因として、データマークの影響が周囲のセルまで及び、判定エラーを引き起こす原因となりうる。この現象は、カラー２次元コードの場合に、表示の種類が多く判定に精度が要求される上、色ずれなどのカラー特有の問題を持つことから発生しやすい。
この問題を防止するため、データマーク間の空白領域の距離を少なくとも４２μｍ以上離して表示するとよい。さらに望ましくは、解像度が低い場合も考慮して１２７μｍ以上離して表示するとよい。ここで言うデータマーク間の空白領域の距離とは、空白領域を隔てて連続した２つのデータマークの間に存在する空白領域の最短の距離を指す。また、データマーク間の空白領域の距離をデータマークの幅に比べて１５％以上、１００％以下とするとよい。さらに望ましくは、画像の変動が発生しやすい状況を考慮して、３０％以上、８０％以下とするとよい。ここで言うデータマークの幅とは、周囲を空白領域で囲まれたマーク領域の最大の幅を指す。
【００５０】
データマークの周囲に空白領域を設けて表現した場合、マーク領域（黒色、灰色、カラー）の面積が相対的に減少することになる。そのため、背景と同色の面積が増え、２次元コードは、周囲に対して違和感なく自然に表示される。このことは、表示が白色と黒色の２種類で表現される場合よりも、空白セルの割合が少ない多種類の表示を持つ場合に顕著に表れる。特に、カラー２次元コードの場合には、多様な色を用いてセルが表現されるため、この効果が顕著に表れる。
【００５１】
本実施形態における２次元コード読取方法の概要構成図を図２３に示す。本実施形態における２次元コードの読取方法は、実施形態１と同様、入力部１００、解読部２００、出力部３００によって構成される。入力部１００および出力部３００は、本実施形態ではカラー画像を扱う以外、実施形態１と同一である。
解読部２００では、入力部１００で取得されたカラー画像を解析し、２次元コードに表現されたデジタル情報を得る。解読部２００は、位置決め手段２１０の前に画像データ分離手段２６０が、デコード手段２５０の後にデータ列統合手段２７０が、それぞれ設けてある以外は、実施形態１と同一である。
【００５２】
入力部１００で取得されるカラーの画像データは、加法混色の場合、各画素の値を（レッドの諧調，グリーンの諧調，ブルーの諧調）と表される。２５６階調において、黒色は（０，０，０）、レッドは（２５５，０，０）、レッドの補色であるシアンは（０，２５５，２５５）、白色は（２５５，２５５，２５５）などとして表される。また、カラー画像は、シアン、マゼンタ、イエローの減法混色で表現されるものであってもよい。ここでは便宜上、各画素の諧調を０や２５５として表したが、実際の画像データではだれによる変動を含んでいる。
画像データ分離手段２６０は、このような画像データを、色成分ごとに分離するものである。これにより、各色成分において、それぞれが２５６階調の単色の画像データと同じ構成を持つ。そのため、各画像データに対して、モノクロ２次元コードにおける実施形態１と同じ方法を用いて、画像データを解析することができる。図２４に、このときの概念図を示す。
一方、データ列統合手段２７０は、色成分ごとの画像データの解析によって取得されるデータ列に対し、それらを統合するものである（図２４）。この統合は、デジタル情報を分離する際に用いた規則に基づいて行われる。これにより、カラー２次元コードに表現されたデジタル情報を解読することができる。ただし、上記における画像データの分離および統合は、概念上のものであり、画像データを３つのファイルに分離して解析してもよく、また、同じ画像データに対して、色成分ごとに解析するものであってもよい。
【００５３】
本実施形態における２次元コード表示方法の概要構成図を図２５に示す。本実施形態における２次元コードの表示方法は、実施形態１と同様、入力部４００、生成部５００、出力部６００によって構成される。入力部４００および出力部６００は、本実施形態ではカラー画像を扱う以外、実施形態１と同一である。
生成部５００では、入力部４００で取得されたデジタル情報から、２次元コードの画像データを生成する。生成部５００は、エンコード手段５１０の前にデータ列分離手段５３０が、画像データ生成手段５２０の前に画像データ統合手段５４０が設けてある以外は、実施形態１と同一である。
【００５４】
データ列分離手段５３０は、入力部４００から得られる２進データ列を、色成分ごとに分離するものである。これにより、各色成分においてデータ列の集まりが得られ、各データ列に対して実施形態１と同一の方法によって画像データを生成することができる。図２６に、このときの概念図を示す。
画像データ統合手段５４０は、各色成分に対応した１成分ごとの画像データを生成し、これらをカラー画像データとして統合するものである（図２６）。これにより、２進データ列によるデジタル情報から、カラー２次元コードを生成することができる。
一方、生成部５００では、２進データ列を、セルの表示の種類に応じた進数のデータ列に変換し、これに基づいてセルを表示してもよい。すなわち、セルが８種類の表示（黒色、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルー、白色）を持つ場合、２進データを既知の計算式によって８進データに変換する。この８進データに対して、例えば、８を「黒色」、７を「シアン」、６を「マゼンタ」、…、０を「白色」として対応付けし、各桁の数（色）をセルに配分することによって表示する。
【００５５】
本実施形態におけるその他の事柄の説明は、上記実施形態１と同一であるため省略する。
【００５６】
（実施形態３）
以下、本発明の実施形態３について説明する。本実施形態における２次元コードは、セルの表示をデータマークの有無で構成し、このデータマークを周囲に空白領域を設けずに印す。すなわち、セルの全面積にデータマークを印す（図２７）。このような２次元コードでは、データマークが連続する箇所において、隣接したデータマークどうしが繋がって印される。そのため、データマークの間に境界が存在せず、セル上のデータマークを個々に判別することができない。
一方、容量の大きいデジタル情報を表示する場合、２次元コードは無数のセルで構成され、セルに表示されるマークの様々な組み合せによって情報が表現される。そのため、データマークの配置の中には、マークセルとその周囲が空白セルで構成された配置が存在する。この配置のデータマークは、周囲が空白領域であるため他のマークから判別することができる。
本実施形態の２次元コード読取方法では、図２８に示すように、周囲が空白セルで囲まれたデータマークの画像０６１を検出する。画像の照合には、照合パターン０６２を用いる。また、この場合とは逆に、周囲がデータマークで囲まれた空白セルの画像０６３を検出してもよい。この場合には、照合パターン０６４を用いる。検出された画像の位置を用いて、実施形態１と同様、セルの位置を算出する。この位置で表示を判定することで、全てのセルの表示を明らかにする。
上記の配置以外にも、図２９に示すように、マークが２つ連続するとともに周囲を空白なセルで囲まれた配置０７１，０７３を検出してもよい。この場合、照合パターン０７２，０７４を用いる。また、マークが３つ連続するとともに周囲を空白なセルで囲まれた配置（図３０）や、さらに多数のマークが連続した配置を検出してもよい。その他、これらを反転した配置の画像検出してもよい。
【００５７】
本実施形態におけるその他の事柄の説明は、上記第１および実施形態２と同一であるため省略する。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
本実施例は、実施形態１（モノクロ２次元コード）および実施形態２（カラー２次元コード）の構成において、マーク領域と空白領域のコントラストと、表示媒体の種類との関係において、本件の効果をデジタル情報の復元精度によって評価確認したものである。
マーク領域と空白領域のコントラストは、諧調が０％の空白領域に対してマーク領域を、５〜５０％の６水準とした。また、表示媒体としては、インクジェットプリンター（６００ｄｐｉモード）から用紙（普通紙）上に表示した場合と、液晶ディスプレイ（１６０ｄｐｉ、３２ビットカラー）上に表示した場合の２水準とした。このとき、デジタル情報が正確に復元された場合を○、正確に復元されなかった場合を×とした。
得られた結果は、図３１に示す。このことから、次のことが確認された。
（１）マーク領域と空白領域のコントラストが大きい方が、デジタル情報の復元精度がよい。
（２）カラー２次元コードは、モノクロ２次元コードに比べて、デジタル情報の復元が難しい（条件が厳しい）。
（３）用紙に記録する場合は、液晶ディスプレイに表示する場合に比べて、デジタル情報の復元が難しい（条件が厳しい）。
以上のように、本実施例では、モノクロ２次元コードの場合、マーク領域が１０％以上の場合の有効性が確認された。さらに望ましくは、３０％以上であれば、用紙に記録した場合でもデジタル情報を正確に復元することができた。また、カラー２次元コードの場合、マーク領域が３０％以上の場合の有効性が確認された。さらに望ましくは、５０％以上であれば、用紙に記録した場合でもデジタル情報を正確に復元することができた。
【００５９】
同時に、データマークが複数の諧調で表現される場合についても評価確認を行った。上記において、マーク領域と空白領域のコントラストの替わりに、諧調の間の差を、５〜５０％の６水準とした。得られた結果は、図３１と同じであるため省略する。このことから、次のことが確認された。
（４）データマークが複数の諧調で表現される場合、諧調間の差が大きい方が、デジタル情報の復元精度がよい。
以上のように、モノクロ２次元コードの場合、諧調間の差が１０％以上の場合の有効性が確認された。さらに望ましくは、３０％以上であれば、用紙に記録した場合でもデジタル情報は正確に復元された。また、カラー２次元コードの場合、諧調間の差が３０％以上の場合の有効性が確認された。さらに望ましくは、５０％以上であれば、用紙に記録した場合でもデジタル情報は正確に復元された。
【００６０】
（実施例２）
本実施例は、実施形態２（カラー２次元コード）の構成において、データマーク間の空白領域の距離と、画像データを取得する撮像装置の種類との関係において、本件の効果をデジタル情報の復元精度によって評価確認したものである。
マーク間の空白領域の距離は、１０〜２５４μｍの６水準とした。また、撮像装置としては、フラットベッドスキャナ（６００ｄｐｉモード）による高解像度の場合と、デジタルカメラ（５０万画素）による低解像度の場合の２水準とした。このとき、デジタル情報が正確に復元された場合を○、正確に復元されなかった場合を×とした。
得られた結果は、図３２に示す。このことから、次のことが確認された。
（１）データマーク間の空白領域の距離が広い方が、デジタル情報の復元精度がよい。
（２）低解像度の画像の方が、高解像度の画像に比べて、デジタル情報の復元が難しい（条件が厳しい）。
以上のように、データマーク間の空白領域の距離を少なくとも４２μｍ以上離して表示することの有効性が確認された。さらに望ましくは、１２７μｍ以上であれば、低解像度の画像の場合でもデジタル情報は正確に復元された。
【００６１】
（実施例３）
本実施例は、実施形態２（カラー２次元コード）の構成において、データマーク間の空白領域の距離をデータマークの幅に比べた割合と、記録媒体の種類との関係において、本件の効果をデジタル情報の復元精度によって評価確認したものである。
空白領域の距離をデータマークの幅に比べた割合は、１０〜１２５％の１０水準とした。また、インクジェットプリンター（６００ｄｐｉモード）を用いて、記録媒体の種類は光沢紙と普通紙の２水準とした。このとき、デジタル情報が正確に復元された場合を○、正確に復元されなかった場合を×とした。
得られた結果は、図３３に示す。このことから、次のことが確認された。
（１）空白領域の距離をデータマークの幅に比べた割合は、特定の範囲内において、デジタル情報の復元精度がよい。
（２）普通紙上に表示した場合の方が、光沢紙上に表示した場合に比べて、デジタル情報の復元が難しい（条件が厳しい）。
以上のように、データマーク間の空白領域の距離をデータマークの幅に比べて１５％以上及至１００％以下として表示することの有効性が確認された。さらに望ましくは、３０％以上及至８０％以下とすれば、普通紙上に表示した場合でもデジタル情報は正確に復元された。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施形態１における２次元コード読取方法の概要構成図である。
【図２】実施形態１における２次元コード全体を示した図である。
【図３】長方形状の２次元コード全体を示した図である。
【図４】実施形態１における２次元コードの一部を示した図である。
【図５】実施形態１におけるマークセルを示した図である。
【図６】六角形のセルからなる２次元コードを示した図である。
【図７】実施形態１における２次元コード作成方法の概要構成図である。
【図８】２次元コード作成時の画像データを画素単位で示した図である。
【図９】２次元コード読取時の画像データを画素単位で示した図である。
【図１０】画像データから画像パターンを検出する様子を示した図である。
【図１１】画像パターンを検出する際のフローチャートである。
【図１２】セル上に表示された参照マークを示した図である。
【図１３】位置決めシンボルの照合パターンを示した図である。
【図１４】実施形態１におけるセル判定手段のフローチャートである。
【図１５】回帰線の交点からセルの位置を算出する様子を示した図である。
【図１６】判定式（数１）による判定の領域を示した図である。
【図１７】判定式（数６）による判定の領域を示した図である。
【図１８】３層で構成された照合パターンを示した図である。
【図１９】実施形態２におけるカラーの二次元コードを表した図である。
【図２０】カラーの二次元コードのフォームを表した図である。
【図２１】実施形態２におけるカラーの二次元コードを表した図である。
【図２２】セル上に表示されたカラーの参照マークを示した図である。
【図２３】カラー２次元コード読取方法の概要構成図である。
【図２４】カラー２次元コード読取方法を示した模式図である。
【図２５】カラー２次元コード作成方法の概要構成図である。
【図２６】カラー２次元コード作成方法を示した模式図である。
【図２７】実施形態３における２次元コード全体を示した図である。
【図２８】実施形態３における照合パターンを示した図である。
【図２９】実施形態３における照合パターンを示した図である。
【図３０】実施形態３における照合パターンを示した図である。
【図３１】マーク／空白領域の諧調差に対する復元精度を表した図である。
【図３２】マーク間の空白領域の距離に対する復元精度を表した図である。
【図３３】データマークと空白の割合に対する復元精度を表した図である。
【符号の説明】
【００６３】
００１，０６１…マークセル、００２，０６３…空白セル、
００３，００５…セル上のデータマーク、００４…セル上の空白領域、
００６…画素、００７…諧調、０１０…位置決めシンボル、
００８，０１１，０５１，０５２，０６２，０６４…照合パターン、
０２１，０２２，０２３…カラーのデータマーク
０４１，０４２…画像情報算出用マーク、
０７１，０７３，０８１，０８３…連続した複数のマークセル、
０７２，０７４，０８２，０８４…複数のセルを含む画像パターン、
１００…２次元コード入力部、１１０…入力手段、
１２０…記録媒体上の２次元コード、２００…解読部、２１０…位置決め手段、
２２０…画像情報取得手段、２３０…画像パターン検出手段、
２４０…セル判定手段、２５０…デコード手段、２６０…画像データ分離手段、
２７０…データ列統合手段、３００…出力部、３１０…出力手段、
４００…入力部、４１０…入力手段、５００…生成部、５１０…エンコード手段、
５２０…画像データ生成手段、５３０…データ列分離手段、
５４０…画像データ統合手段、６００…出力部、６１０…出力手段、
Ｊ０…空白セルと判定する領域、Ｊ１…マークセルと判定する領域、
Ｃ…シアン色のデータマーク、Ｍ…マゼンダ色のデータマーク、
Ｙ…イエロー色のデータマーク、Ｒ…赤色のデータマーク、
Ｇ…緑色のデータマーク、Ｂ…青色のデータマーク、Ｋ…黒色のデータマーク、
Ｃ１…シアンプレーン、Ｍ１…マゼンダプレーン、Ｙ１…イエロープレーン
【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１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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