(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッセージ及び基礎画像を受け取り、前記メッセージの図形的な符号化によって前記基礎画像を変化させて、前記メッセージが符号化された視覚的に有意なバーコードを作成するように構成された符号化モジュールを含んで構成され、
前記符号化モジュールは、
前記基礎画像を複数の画像領域に分割し、
符号化すべき画像領域を、符号化すべき前記画像領域における画素値に基づいて、複数のグループに区分し、かつ、
前記区分された画像領域を、所定の合計セル数を有し、２次元配列された高階調セルと低階調セルとを有する２次元コードパターンのセットによって符号化して、前記視覚的に有意なバーコードにおいて前記メッセージを図形的に符号化し、
前記２次元コードパターンのセットは、各セットのコードパターンにおいて、前記低階調セルに対する前記画素値に応じた比率の数の前記高階調セルを有するとともに、前記高階調及び低階調の各セルが前記メッセージの連続する論理値に対応させて予め定められた位置に２次元的に割り当てられて、画像領域のそれぞれの対応するグループを符号化する、
ことを特徴とする視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項２】
前記符号化モジュールに結合され、前記視覚的に有意なバーコードを受け取り、それに基づいて、前記視覚的に有意なバーコードのハードコピーを描画する印刷エンジンを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項３】
前記印刷エンジンが、ハーフトーン・アルゴリズムを利用して前記視覚的に有意なバーコードのハードコピーを描画することを特徴とする請求項２に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項４】
前記視覚的に有意なバーコードの獲得バージョンを受け取り、それに基づいて、符号化されたメッセージを回復する復号化モジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項５】
前記復号化モジュールに結合され、視覚的に有意なバーコードを有するハードコピーを受け取り、それに基づいて、前記視覚的に有意なバーコードの獲得バージョンを生成する獲得エンジンを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の視覚的に有意なバーコード・
【請求項６】
前記復号化モジュールは、獲得された視覚的に有意なバーコードを複数の副画像に分割し、かつ、副画像を、前記メッセージを符号化するのに用いたコードパターンに対して比較することによって、獲得された視覚的に有意なバーコードにおいて符号化されたメッセージを回復するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項７】
前記符号化モジュール及び前記復号化モジュールが、媒体上により具現化されることを特徴とする請求項４に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項８】
前記媒体が、オフィス機械にメモリの形で組み込まれることを特徴とする請求項７に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項９】
前記オフィス機械は、パーソナル・コンピュータ、一体型装置、プリンタ、及びスキャナのうちの１つであることを特徴とする請求項８に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【請求項１０】
前記媒体が、コンピュータ読取可能媒体であることを特徴とする請求項７に記載の視覚的に有意なバーコード・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般に、バーコードに関し、より具体的には、視覚的に有意なバーコード・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バーコードは、容易でかつ確実な自動検索のために設計された情報媒体図形パターンである。最も一般的なバーコードは、一次元バーコードとして知られている。そのような図形パターンは、１つの寸法（例えば、横寸法）が変化し、他方の寸法（例えば、縦寸法）が一定である。一次元バーコードは、製品インデックス登録（例えば、自動値札付けや在庫管理）やシリアル番号登録（例えば、自動医療試験での試験管のタグ付け）のような情報量の少ない用途に使用されている。一次元バーコードの典型的な例は、スーパーマーケットやデパートで購入される商品のパッケージに付けられ或いは印刷されたバーコードである。そのようなバーコードは、一般に、商品の価格や製造者等の限られた情報だけを符号化することができる。総収入高の合計を容易にするために、バーコードを備えた商品が精算台で走査される。
【０００３】
同じ表面積でより多くの情報を伝えるために、２次元バーコードが開発された。この２次元バーコードは、横寸法と縦寸法が両方とも変化する複雑なパターンを含んでいる。２次元バーコードは、より多くの情報量を必要とする用途に使用される。例えば、２次元バーコードを使用して、自動郵便読取り配布システムの郵便の宛先を符号化することができる。郵便配達会社は、輸送梱包上の２次元バーコードを使用して、発送者情報、受取者情報、追跡情報等を符号化することができる。別の例では、印刷ページの圧縮内容を符号化し、受取り側での光学式文字認識を不要にするために、２次元バーコードを使用することができる。
【０００４】
米国特許第５，０６０，９８０号、第５，４８６，６８６号、及び第５，４５９，３０７号には、２次元バーコード・システムの例が示されている。このシステムにおいては、順方向と逆方向を有する短い黒いバー（例えば、基準に対して４５％又は１３５％で方位が決められたバー）を利用してバーコードが描画される。バーの２つの向きにより、情報（例えば、１又は０）を符号化することができる。このシステムは、そのような短い黒いバーの外観が人間の視覚系に混乱を生じさせるものの、その混乱の程度は従来の２次元バーコードよりも少ないという点で、従来の２次元バーコードに対して限定された改良を提供している。従って、これらの特許は、そのようなバーを利用するバーコードが、文書のようなものを人が読み取る際に過度の混乱を生じさせることがないように文書の背景に配置することができると主張している。
【０００５】
残念ながら、２次元バーコードの見栄えの悪い外観は、バーコードによる混乱が少ないかどうかに関係なく、そのようなバーコードを非個人的な商用及び工業環境に追いやり、文書の背景と一体化されることがある。例えば、多くの消費者用途では、ユーザが、「バーコード」を自分のレターヘッドに入れたとしてもそれによる利益は少ない傾向が強いため、現在の視覚的に意味のないバーコード・パターンは使用されていない。
【０００６】
２次元バーコードの設計と使用法のもう１つの課題は、オフィス機器（例えば、プリンタ）を使用してバーコードを生成し、また後でオフィス機器（例えば、スキャナ）を使用して読み取ることができる機能に関してである。例えば、２次元システムは、オフィス機器のタイプやメーカによって異なることがあるプリンタやスキャナの特性に対応しなければならない。装置のタイプや装置のメーカに関係なく２次元バーコードを確実に生成し走査することが望ましい。また、バーコードは、写真複写に対して安定的（robust）（すなわち、バーコードを走査し、そこに埋め込まれた情報を元の描画されたバーコードのコピーから復号することができる）であることが望ましい。
【０００７】
従って、用紙経路の特性（ひずみ性）に対して安定的に機能し、かつ、前述の欠点を克服することができるような視覚的に有意な２次元バーコードが相変わらず必要とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、視覚的に有意なバーコードを生成しそして復号するシステム及び方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、連続的な写真複写、並びに、一般的な事務文書の劣化に対しても有効に機能する視覚的に有意なバーコード・パターンを提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、標準的なオフィス機器によって印刷しそして読み取ることができる視覚的に有意なバーコード・パターンを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のバーコード・システムは、メッセージとロゴを受け取り、そのような入力に基づいて視覚的に有意なバーコードを生成する符号化モジュールを含んでいる。また、典型的な文書処理チャネルで（例えば、印刷、走査、複写プロセスにおいて）劣化した可能性のある視覚的に有意なバーコードの獲得バージョンを受け取り、かつ、視覚的に有意なバーコードによって指定されたメッセージを回復させる復号化モジュールが提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、後述の多くの詳細な記述と関連して説明され、添付図面は、本発明を例示する。以下の説明及び図面は、本発明の例示であり、本発明の制限として解釈されるべきではない。本発明の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細例を説明する。しかしながら、いくつかの例では、本発明の詳細内容を必要以上に不明瞭にしないために、周知又は従来の詳細を説明しないこととする。なお、図面において、同じ要素は同じ参照数字で示される。
【００１３】
視覚的有意バーコード・システム１０
図１は、ユーザ入力を受け入れない本発明の視覚的有意バーコード・システム（ＶＳＢＣＳ）１０の１つの実施形態を実施することができるオフィス環境を示すブロック図である。視覚的有意バーコード・システム（ＶＳＢＣＳ）１０は、描画技術を利用して視覚的に有意なバーコード（ＶＳＢＣ）２０を生成する符号化モジュール１４と、視覚的に有意なバーコード（ＶＳＢＣ）２０を含むハードコピー（例えば、第１のハードコピー３８、この第１のハードコピー３８のコピー５４、又は第２のハードコピー５６）の獲得バージョン４８を復号し、獲得バージョン４８で指定されたメッセージ６０を回復する復号化モジュール２４とを含んでいる。ＶＳＢＣ２０は、当業者に周知の描画技術を利用して描画することができる。１つの実施形態において、ＶＳＢＣ２０は、ハーフトーン・アルゴリズムを利用して階調化したＶＳＢＣ２０を生成することによって描画される。
【００１４】
バーコード・システム１０は、駆動アプリケーション（駆動プログラム）１５と通信してロゴ１６とメッセージ１８を提供し、また被駆動プログラム（driven program）７０と通信して回復済みメッセージ４８を特定の用途に利用することができる。
【００１５】
符号化モジュール１４は、ロゴ１６を受け取る第１の入力と、メッセージ１８を受け取る第２の入力と、視覚的に有意なバーコード（ＶＳＢＣ）２０を生成する出力とを含んでいる。メッセージ１８は、システム設計者が指定する任意の情報であってよい。
【００１６】
ロゴ１６は、図形エントリとして意味のない従来の２次元バーコードとは極めて対照的な視覚的に有意な図形パターンである。例えば、ロゴ１６は、実際のロゴ、図形、ピクチャ、テキスト、テキスト・ボックス、画像又は視覚的に有意な任意の他のパターンを含むことができるが、これらに制限されない。ロゴ１６の例としては、会社ロゴ、アプリケーション・ロゴ、アクション・ロゴ等がある。図形の例としては、フレーム、ボタン・マーク、背景等がある。テキストの例としては、「このボックスは重要なデータを含む（This box contains important data!）」という言葉を有するテキスト・ボックスである。ＶＳＢＣ２０は、テキストの図形的デザイン、ピクチャ、画像、境界、又は文書の背景に埋め込まれるバーコード・パターン等であってよい。
【００１７】
ＶＳＢＣパターンは、符号化モジュール１４によって生成される２値画像（例えば、黒白ドット・パターン）、マルチレベル画像（例えば、グレー・レベル画像）又はマルチレベル・カラー画像でよいが、これらに制限されない。符号化モジュール１４は、後で図５に関連してより詳細に説明する。
【００１８】
オフィス環境は、一般に、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）（図示せず）、印刷エンジン３４を有するプリンタ３０、走査エンジン４４を有するスキャナ４０、ファクシミリ装置（図示せず）、及び文書のコピー（例えば、コピー５４）を作成する複写機５０とを含んでいる。印刷エンジン３４は、復号化モジュール１４等のソースから画像（例えば、階調化した画像）を受け取り、その画像を描画して、第１のＶＳＢＣ（Ｌ１）を有するハードコピー３８のようなハードコピーを作成する。走査エンジン４４は、ハードコピー（例えば、第１のＶＳＢＣ（Ｌ１）を有するハードコピー３８又は５４、或いは第２のＶＳＢＣ（Ｌ２）を有する第２のハードコピー５６）を受け取り、受け取ったハードコピーの獲得バージョン４８（例えば、走査バージョン）を生成し、この獲得バージョン４８を、復号化モジュール２４等のアプリケーションに提供する。なお、スキャナ４０を、視覚的に有意なバーコードのバージョンを獲得するディジタル・カメラと置き換えることができることに留意されたい。更に、走査エンジン４４は、ＶＳＢＣを捕捉し、ＶＳＢＣの獲得バージョン（例えば、ディジタル表現）を提供する任意の獲得エンジンであってよい。そのようなオフィス機械とその各構成要素の動作と構造は、一般に、当業者に周知であるため、本明細書では説明しない。
【００１９】
代表的な文書処理経路において、ＶＳＢＣは文書の残余部分と一緒にプリンタ３０等のプリンタに提供される。次に、プリンタ３０は、印刷エンジン３４を利用して、第１のＶＳＢＣ（Ｌ１）を含む第１のハードコピー３８を描画する。次に、ハードコピー３８を、スキャナ４４等の走査装置に直接提供して、走査バージョン４８を生成することができる。これに代えて、最初に、複写機５０等の複写機を利用してハードコピー３８を１回又は数回複写することができる。その後、複写バージョン（例えば、コピー５４）をスキャナ４４に提供して、走査バージョン４８を生成することができる。別のオフィスの要素であるプリンタ３０と異なるプリンタ（図示せず）を利用することによって、第２のハードコピー（例えば、ハードコピー５６）を生成する（例えば、印刷したり複写したりする）ことができることに留意されたい。また、ロゴ１６が、アプリケーション（例えば、第１のＶＳＢＣ（Ｌ１）又は第２のＶＳＢＣ（Ｌ２））によって異なることがあり、システム設計者によって指定することができることに留意されたい。
【００２０】
復号化モジュール２４は、獲得バージョン４８を受け取り、獲得バージョン４８で符号化されたメッセージ６０を回復する。例えば、獲得バージョン４８が、第１のハードコピー３８又はコピー５４に対応する場合には、第１のＶＳＢＣ（Ｌ１）内のメッセージが、メッセージ６０として回復される。或いは、獲得バージョン４８が、第２のハードコピー５６又はその写真複写に対応する場合には、第２のＶＳＢＣ（Ｌ２）内のメッセージが、メッセージ６０として回復される。次に、メッセージ６０が、１つ又は複数の所定の機能又はタスクを実行する被駆動アプリケーション７０に提供され、その例を後で図３に関連してより詳細に説明する。
【００２１】
図２は、ユーザ入力を受け入れる本発明の視覚的に有意なバーコード・システム１０Ａの代替の実施形態を実施することができるオフィス環境を示すブロック図である。この視覚的に有意なバーコード・システム１０Ａは、このシステム１０Ａがユーザ入力を受け入れるように構成されたこと以外は、図１に示したシステム１０と類似している。ユーザは、第１のハードコピー３８、コピー５４、又は第２のハードコピー５６に、図３に関連して後でより詳細に説明するように筆記用具（例えば、鉛筆やペン）を使用することによって作成されたマークの形で情報を入力することができる。バーコード・システム１０Ａは、（１）ハードコピー３８に提供することができるユーザ入力６４や、（２）コピー５４又は第２のハードコピー５６に提供することができるユーザ入力６５等のユーザ入力を復号するユーザ入力復号化モジュール２６を含んでいる。このユーザ入力復号化モジュール２６は、復号化モジュール２４と一体化されてもよく、又は図示したように復号化モジュール２４と分離されてもよいことに留意されたい。
【００２２】
本実施形態において、復号されたユーザ入力６６、並びに、獲得バージョン（獲得画像）４８によって指定されたメッセージ６０は、ユーザ入力６６及びメッセージ６０に基づいて１つ又は複数の信号を生成する識別モジュール６８に提供される。そのような信号は、メッセージ６０によって提供されるいくつかのオプションのうちの１つから指定又は選択することができる。次に、そのような信号は、所定のタスク又は機能を実行するか、他のアプリケーションを起動するか、決められたタスクを実行する他のアプリケーションを制御する１つ又は複数の被駆動プログラム又は被駆動アプリケーション７０に提供される。そのようなタスクの例は、図３と関連して後で説明する。
【００２３】
駆動アプリケーション１５及び被駆動アプリケーション７０は、同じアプリケーションであっても、異なるアプリケーションでもよいことに留意されたい。更に、駆動アプリケーション１５及び被駆動アプリケーション７０は、視覚的有意バーコード・システム（ＶＳＢＣＳ）１０に組み込まれてもよく、又はＶＳＢＣシステム１０と別であってもよい。
【００２４】
図３は、ユーザ入力機能のないピクチャ３０４Ａのロゴ３０４と、ユーザ入力機能のあるピクチャのロゴ３０４Ｂを示す。文書３００（例えば、文書３８、５４又は５６）は、非ロゴ部分３０２（例えば、テキスト、画像、ピクチャ等）と、ＶＳＢＣ２０でもよいロゴ部分３０４（例えば、第１のＶＳＢＣ（Ｌ１）や第２のＶＳＢＣ（Ｌ２））とをそれぞれ含んでいる。プリンタ（例えば、プリンタ３０）が全文書３００を描画できるようにＶＳＢＣ２０が非ロゴ部分３０２と一緒に提供されることに留意されたい。文書の非ロゴ部分３０２の描画及び復号は、当業者には周知であるため、それらの操作はここでは説明しない。
【００２５】
ロゴ３０４は、ユーザ入力機能のないピクチャ３０４Ａでもよく、ユーザ入力機能のあるピクチャ３０４Ｂであってもよい。何れの場合も、ピクチャ（３０４Ａ又は３０４Ｂ）は、インターネット・アドレス（例えば、ワールド・ワイド・ウェブ・アドレス）、電子メール・アドレス、認証情報（例えば、ディジタル署名や文書の著者又は送信者）、ファイル名とファイル・ロケーション、「ファックス返信」用のファクシミリ番号、或いはそれらの組み合わせでもよい符号化メッセージ３０８を含んでいるが、これらに制限されない。
【００２６】
本発明の１つの態様は、文書の価値を高め、そして「生きた文書（living document）」を作成するために、ＶＳＢＣを提供する。生きた文書は、目に触れ或いは文書を見て明らかなものよりも多くの情報（例えば、符号化メッセージ）を含む文書である。生きた文書は、追加情報（例えば、文書の最新バージョン）を動的に取り出し、人間の介在を減少させ、利便性を高め、オフィス内での効率を高め、文書配布における機密性を高め、生産性を高め、オフィス内の人の間の対話とコミュニケーションを促進するために使用することができるＶＳＢＣの形の符号化メッセージを有する。
【００２７】
前述のような１つ又は複数のタイプのメッセージを使用して、そのようなタイプのメッセージを文書内に符号化するアプリケーションは多数ある。文書とそれに関連する多くのアプリケーション内に符号化することができる多くの他のタイプのメッセージ又は情報があることを理解されたい。そのようなアプリケーションの基礎となるのが、本発明のＶＳＢＣＳである。
【００２８】
例えば、本発明の１つのアプリケーションは、ＶＳＢＣを使用してファイル名とファイル・ロケーション（例えば、サーバ上のドキュメントにアクセスする経路や、ウェブサイト等）を記憶することである。ファイル情報とファイル・ロケーション情報を含むＶＳＢＣを有する文書が、パーソナル・コンピュータによって走査或いは獲得されたとき、最新文書アプリケーション（Most-Recent Document Application）は、この情報を利用して、文書の最新又は更新された電子バージョンにアクセスし、ワード処理アプリケーションを使用することによって文書を起動することができる。
【００２９】
本発明は、走査バージョンをある種のＯＣＲによってテキスト編集可能なバージョンに変換しようとする従来技術の手法を上回る大幅な改善を実現することを理解されたい。ＯＣＲの手法は、認識の点においてエラーや誤りが多く生じやすい。更に、利用されるＯＣＲの正確さに関係なく、物理的に文書上に示されたようなバージョンだけを使用することができる。その文書が後で改訂された場合は、最新バージョンの取り出しを可能にする手段はない。このアプリケーションは、ファイル名とファイル・パスがＶＳＢＣで符号化されているため、文書が従来技術のＯＣＲ方法による認識に十分でない低品質のテキストを有する場合でも、最新の電子バージョンを取り出す。
【００３０】
同様に、文書の元の電子バージョンの符号化した名前及びロケーションにより、複写機は、典型的な用紙処理経路において著しく劣化された可能性あるＶＳＢＣを有する文書に依存することなく、複写元として利用される原稿を利用することができる。これは、電子バージョンから複写するアプリケーション（Copy-from-Electronic  Version Application）の例である。
【００３１】
セキュリティ・アプリケーションは、認証目的や他の安全な通信機能にＶＳＢＣで符号化された認証情報を利用することができる。例えば、文書の供給元を認証することができるようにディジタル署名をＶＳＢＣに符号化することができる。
【００３２】
もう１つの例において、ファクシミリ番号がＶＳＢＣに符号化され、それにより、ユーザの介在なしに文書をファクシミリ装置内に送るときに、自動ファックス返信アプリケーション（Automatic Fax-Back Application）が、符号化されたファクシミリ番号を利用して番号を自動的にダイアルすることができる。或いは、電子メール・アドレスがＶＳＢＣ内に符号化され、それにより、自動電子メール返信アプリケーション（Automatic Electronic-Mail Response Application）が、符号化された電子メール・アドレスを利用して、電子メールによって文書の著者に自動的により多くの情報（例えば、返事）を送ることができる。
【００３３】
ユーザ入力機能を有するピクチャ３０４Ｂは、１つ又は複数のユーザ入力フォームを含むことができる。例えば、ユーザが適切なボックスを単にチェックすることによっていくつかのオプションのうちの１つのオプションを選択するチェック・ボックス・フォーム３１４を提供することができる。テキスト・メッセージ・ボックス「Check Appropriate Box」３１５は、視覚的に有意なバーコードでよい。もう１つの例において、ユーザが適切な選択肢を端に囲むことによっていくつかのオプションのうちの１つのオプションを選択する円選択形式３１８を提供することができる。テキスト・メッセージ・ボックス「Circle Desired Option」３１９は、視覚的に有意なバーコードでよい。更にもう１つの例において、ユーザがフォームで要求された情報を書き込むための書き込みフォーム３２４を提供することができる。テキスト・メッセージ・ボックス「Fill In」３２５は、視覚的に有意なバーコードでよい。
【００３４】
このようなフォームはそれぞれ、チェック・マーク、丸、テキスト入力等のユーザ入力３３０を必要とする。次に、ユーザ入力３３０を、ユーザ入力復号化モジュール２６によって復号してユーザ入力を回復することができる。その後で、識別モジュール６８が、回復済みメッセージと共にユーザ入力を利用していくつかの使用可能な機能又はタスクのうちの１つを選択し、選択されたタスクを実行するための被駆動アプリケーション７０を起動することができる。例えば、ユーザ入力を利用して、様々な視覚的に有意なテキスト・ボックス内に符号化された様々なメッセージの関係を調停することができる。自動電子メール返信アプリケーションにおいて、ユーザ入力と様々な視覚的に有意なテキスト・ボックスを利用して、（１）送信者だけに返信したり、（２）送信器を含む全ての受信者に返信したりすることができる。
【００３５】
ＶＳＢＣシステム１０又は１０Ａは、オフィス機器（例えば、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、プリンタ、ファクシミリ装置、スキャナ、複写機、一体型装置等）に組み込まれるか或いはオフィス機器と別の組み込まれた媒体上に実現することができる。オフィス機器に組み込まれるとき、ＶＳＢＣシステム１０又は１０Ａを有する媒体は、メモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）等）の形をとることができる。オフィス機器と別に組み込まれるとき、ＶＳＢＣシステム１０又は１０Ａが実施されるオフィス機器は、フロッピ・ディスク、コンパクト・ディスク（ＣＤ）等のコンピュータ読取可能媒体の形でよい。
【００３６】
図４（Ａ）は、ＶＳＢＣシステム１０又は１０Ａを実現することができるオフィス機械４００を示すブロック図である。このオフィス機械４００は、本発明のＶＳＢＣＳ１０又は１０Ａが常駐することができるメモリ４１０を含んでいる。オフィス機械４００は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）であってよい。そのような場合は、ＰＣを、プリンタ、スキャナ、一体型装置、その他の周辺装置に結合することができる。ＶＳＢＣＳ１０又は１０Ａは、そのような周辺装置の１つと関連付けられたドライバ・プログラムの形でＰＣ内に常駐してもよく、或いは周辺装置内に配置されたメモリに記憶させることができることに留意されたい。
【００３７】
或いは、オフィス機械４００は、一体型オフィス機械（例えば、スキャナ、プリンタ及びファクシミリ装置を一体化したもの）や任意の描画装置でよい。
【００３８】
図４（Ｂ）は、本発明のＶＳＢＣシステム１０又は１０Ａを実現することができるコンピュータ読取可能媒体４２０を示すブロック図である。コンピュータ読取可能媒体４２０は、フロッピ・ディスク４４０、コンパクト・ディスク（ＣＤ）４３０、その他のコンピュータ読取が可能な媒体等でよい。ＶＳＢＣシステム１０又は１０Ａは、オフィス環境において一般に見られる様々な他の方法や様々な他の構成要素で実現することができることが分かるであろう。
【００３９】
図５は、図１と図２の符号化モジュール１４及び復号化モジュール２４をより詳細に示すブロック図である。符号化モジュール１４は、メッセージ１８を受け取り、そのメッセージ１８に基づいて符号化メッセージ５０４を生成するエンコーダ５００を含んでいる。符号化モジュール１４は、また、ロゴ１６と符号化メッセージ５０４を受け取り、それに基づいてＶＳＢＣ２０を生成する図形変調ユニット５１０を含んでいる。ＶＳＢＣ２０は、特定のパターンであってよい。また、チャネル５１４において、ＶＳＢＣ２０を文書上に直接描画してもよく、或いは文書内に組み込んでその上に描画してもよい。
【００４０】
本発明の視覚的に有意な２次元バーコードは、ドットで構成された図形パターンであるのが好ましいが、これは通常、必須ではない。本発明の視覚的に有意なバーコードは、二階調ドット（例えば、白い背景に黒いドット）を使用して描画されるが、これは通常、必須ではない。また、このバーコードは、四角形の領域を占めるが、これは通常、必須ではない。視覚的に有意なバーコードは、バーコードの自動識別並びに正確な位置決めを可能にするために、一般に当業者に周知の様々な任意の向きに読み取ることができるレジストレーション・マーク及び基準マークを組み込むことができる。更に、本発明の視覚的有意バーコード・システムは、バーコードの確実な自動検索のために、一般に当業者に周知の様々な誤り訂正符号を使用することができる。
【００４１】
メッセージ１８及びロゴ１６を処理してＶＳＢＣ２０を生成するために符号化モジュール１４によって実行されるステップは、図６を参照して後でより詳細に説明する。
【００４２】
チャンネル５１４は、標準的なオフィス機器によるハードコピーの標準的なオフィス文書処理経路を表す。例えば、ハードコピーは、印刷され、写真複写され、走査される。そのような標準的な事務処理ステップのうちの１つ又は複数は、多機能装置によって実行されることがあることを理解されたい。バーコード・パターンが、チャネル５１４内のノイズ及びオフィス文書の劣化（例えば、折れ、よごれ若しくはしみ、マーク、ステープル）を受けるため、バーコード・パターンのノイズと劣化に対処する標準的なクリーニング・プロセスが使用されることがある。
【００４３】
獲得画像４８からメッセージ６０を回復するために復号化モジュール２４によって行なわれるステップは、図８を参照して後でより詳細に説明する。なお、獲得画像４８は、図５に示されるように、アライメントユニット５２０を介して、ロゴが入力される図形復調ユニット５３０を通り、デコーダ５４０に転送される。デコーダ５４０からメッセージが出力される。
【００４４】
ＶＳＢＣ２０の生成
図６は、本発明の１つの実施形態による視覚的に有意なバーコード２０内にメッセージ１８を符号化する方法を示している。ステップ６００において、メッセージ１８及びロゴ１６の画像（イメージ）を受け取る。また、このステップ６００において、周知の圧縮技術を利用することによってメッセージ１８を圧縮することができる。ユニバーサル・リソース・ロケータ（ＵＲＬ）等のような一定のアプリケーションの場合は、特化又はカスタマイズされた圧縮方式が望ましいことがある。
【００４５】
ステップ６１０において、Ｑ記号のシーケンスで符号化されたメッセージを生成するために、圧縮メッセージが、出力アルファベットＬで誤り訂正コードを利用することによって符号化される。この符号化ステップ６１０により、チャネル５１４におけるエラーに対して安定化する。例えば、Ｌ＝４（２ビット）である場合、３つのエラーを修正する標準的な１６→３１ビットＢＣＨコードを使用することができる。
【００４６】
ステップ６２０において、ロゴ１６は、Ｍ×Ｎ画素の画像でよく、複数の画像マトリクスに分割される。１つの例において、Ｋが２であり、Ｍ及びＮ（すなわち、ロゴ１６のサイズ）は、偶数の値（例えば、Ｎ＝８０及びＭ＝４０）である。Ｋ、Ｍ、及びＮの値は、特定のアプリケーションに適合するようにシステム設計者が修正し事前に決定することができる。
【００４７】
ステップ６３０において、Ｒ・ロゴ・マトリクスに対応する画像領域が、予め決められた基準マークに使用される。例えば、画像の４つの角部を基準マークとすることができる。それぞれの角部において、４×４画素（２×２マトリクス）の領域を基準マークに指定することができる。基準マークは、隣り合ったマトリクスから離れて又はそれとは別に設定された各角部における孤立した場所が黒で描画されていることを除いて、全体が白で描画された領域であってもよい。例えば、左上の基準マークは、黒で描画された左上の画素以外の領域に全てが白でもよい。基準マークのパターンは、できるだけチャネルのノイズの影響を受けないのが好ましい。チャネル５１４のノイズは、ドットをぼやけさせたりずらしたりすることがあるため、このパターンによって、黒の基準ドットが隣りのドットと結合せず、白の背景上ではっきりと目立つことが保証される。対象とする特定のチャネルにおける特定のタイプのノイズによって、様々な他の基準パターンを利用することができる。
【００４８】
ステップ６４０において、符号化メッセージ内の対応する記号に基づいて事前に定義された組のＬ個の異なるマップのうちの１つ（例えば、ハーフトーン処理アルゴリズム）を利用することによって、残りのロゴ・マトリクス（すなわち、Ｐ＝Ｍ×Ｎ／（Ｋ×Ｋ）−Ｒ・ロゴ・マトリクス）をＫ×Ｋの２値バーコード・マトリクスに変換する。１つの例において、ラスタ・スキャンでは、７８４の残りの画像マトリクス（Ｎ＝８０及びＭ＝４０に基づく）を並べることができる。７８４の画像マトリクスは、３１のマトリクスの２５のバッチ（Ｑ＝２５×３１＝７７５）よりも少し多いマトリクスを収容することができる。なお、ＰがＱより大きくなければならないことに留意されたい。各バッチは、１６入力ビットの２つのバッチ、すなわち、（１）ＢＣＨ  ＭＳビット用の一方のバッチと、（２）ＢＣＨ  ＬＳビット用の他方のバッチを符号化する。従って、前に指定されたパラメータの場合、バーコードは、２５×１６×２＝８００ビットの情報を符号化することができる。
【００４９】
図７（Ａ）は、本発明の１つの実施形態による図６の符号化ステップ６４０の実施態様の例を示す。ロゴ１６は、２５％と７５％の２つの異なるグレー・レベルの一方を有する複数の画素を含んでいる。例えば、画素７０４，７０６は、グレー・レベル２５％を有し、画素７０８は、グレー・レベル７５％を有する。
【００５０】
図７（Ｂ）を参照すると、ロゴ１６内のグレー・レベル２５％を有する画素は、符号化されるデータに基づいて、第１行内の４つのバーコード・マトリクスのうちの１つを使用して描画することができる。例えば、符号化されるべきデータが「１１」である場合、画素７０４は、バーコード・マトリクス７１０を利用することによって描画される。同様に、符号化されるべきデータが「０１」である場合、画素７０６は、バーコード・マトリクス７３０を利用することによって描画される。同様に、ロゴ１６内のグレー・レベル７５％を有する画素は、第２行の４つのバーコード・マトリクスのうちの１つを使用して、符号化するデータを描画することができる。例えば、符号化するデータが「００」である場合、画素７０８は、バーコード・マトリクス７２０を利用することによって描画される。
【００５１】
この実施態様は、２つのグレー・レベル、２５％及び７５％を利用するようにしているが、本発明は、特定の用途に適合するように利用することができる複数のレベルを含むように拡張することができることに留意されたい。更に、本発明は、様々な色の画素に拡張することができる。
【００５２】
それに代えて、残りの画像マトリクスを、当技術分野において既知のインターリービング方式で並べて、よごれ（しみ）、マーク、又はプリンタ／スキャナのシステム的な欠陥から予想されるバースト型劣化に耐えるようにすることができる。次に、Ｋ×Ｋの２値バーコード・マトリクスをプリンタに送って、用紙等のハードコピー上に印刷することができる。
【００５３】
Ｌ個の異なるマップから選択することができる描画方法は多数ある。例えば、ハーフトーン処理アルゴリズムをＬ個の異なるマップとして選択するとき、多数のタイプのハーフトーン方法論から選択するこができる。実施態様の例では、一定のハーフトーン・パターン・ハーフトーン処理方法が利用される。この方法は、画像が２階調画像であることを指定する。黒が０で、白が１である場合、明るい階調ｂと暗い階調ｄは、ｄ＝１−ｂのようになる。また、Ｌハーフトーン処理アルゴリズムは、Ｌ個の異なるＫ×Ｋパターン・マトリクスに対応し、ここで、各パターン・マトリクスは、白い背景にｂ・Ｋ×Ｋの黒のドットを含む。しかしながら、クラスタ・ディザリング、分散ディザリング（例えば、ブルーノイズ）、誤差拡散法等の他の周知のハーフトーン処理方法を利用することができることに留意されたい。誤差拡散アルゴリズムを使用するときは、誤差を拡散する様々な多くの方法から選択することができる。同様に、分散ディザリング・アルゴリズムを利用するときは、様々なサイズのディザー・マトリクス（スクリーンとしても知られる）を定義する多くの方法から選択することができる。
【００５４】
ロゴ・マトリクスが提供され、パターン・マトリクスが選択された場合、生じるバーコード・マトリクスは、ロゴ・マトリクス内の明るい画素或いはその相補物に対応する場所にパターン・マトリクス値を含む。
【００５５】
この実施形態において、ドットは、１２０ドット／インチ（ｄｐｉ）の四角形のドットとして描画されるのが好ましい。ドットが大きいほどチャネル劣化に強い（robust）が、ドットが小さいほど用紙の同一面積で可能な情報が多くなることに留意されたい。ドットは、許容可能なエラー復元力が保証される限り１２０ｄｐｉよりも高いｄｐｉ（解像度）で描画することができる。
【００５６】
色の濃さによってドットのサイズを変化させることができることに留意されたい。色の濃さに基づいてドットのサイズを変化させる例は、黒いドットを白いドットよりも少し大きくすることである。また、ドットのサイズを区域によって変化させることができることに留意されたい。近隣区域に基づいてドットのサイズを変化させる例は、少ない数の色のドットを大きくすることである。
【００５７】
図９は、本発明の符号化方法によって対応するＶＳＢＣ２０を生成するために使用されるロゴ１６及びメッセージ１８の例を示す。
【００５８】
獲得バーコード画像４８の復号
スキャナ４０によって獲得され、復号化モジュール２４に導入された画像４８は、元バーコード画像の劣化バージョンである。そのような劣化は、チャネル５１４、すなわち印刷及び走査プロセス、及び複写、よごれ（しみ）、折れ、ステープル、マーク等の潜在的なオフィス型劣化によるものである。
【００５９】
図８は、本発明の１つの実施形態による視覚的に有意なバーコードを復号する方法を示す。ステップ８００において、例えば、スキャナから獲得画像を受け取る。ステップ８１０において、受け取った画像の中のバーコード画像を探す。例えば、受け取った画像の情報がページ全体であり、バーコード画像は、ページ全体のうちの一部分のバーコード・ゾーン（バーコード領域）に限られることがある。１つの実施形態において、バーコードは、獲得画像内のほぼ同一の所定位置に配置され、白色画素によって囲まれる。この所定位置は、本明細書では、バーコード・ゾーンと呼ばれる。或いは、バーコードを、背景又はページの枠として、ページ上の様々な位置に配置することができる。バーコードが、そのように配置されるとき、バーコード配置手順を使用して、ページ上にバーコード画像を配置することができる。
【００６０】
ステップ８２０において、バーコード画像の中の基準マークが検出される。そのような基準マークの構成は、チャネルによって導入される全体的な変形のタイプを示す。１つの実施形態において、基準マークは、ジグザグ走査を使用することによって検出される。
【００６１】
図１０は、基準マークを検出するためにステップ８２０で使用することができるジグザグ走査１０００を示す。ジグザグ走査１０００は、左上の角部１０１０から始まる。各走査（しきい値を必要とする）の第１の暗い画素１０２０が検出され、対応する基準画素の一部と見なされる。また、第１の暗い画素１０２０は、そのマークのアンカー画素（図１０中のドット）として使用される。次に、当技術分野において既知の「ｆｌｏｏｄ−ｆｉｌｌ」アルゴリズムで、そのようなアンカーに接続された全ての暗い画素１０３０を探す。次に、基準マークの中心１０４０が、各マークの画素の平均（集団領域の中心）として計算される。このようなジグザグ走査の利点は、大きい回転がある場合でもアンカー点を確実に検出できることである。この走査は、バーコードのそれぞれの角部で繰り返すことができる。
【００６２】
ステップ８３０において、表示画像変換歪み（viewing transformation distortion）（例えば、平行移動、回転及びアフィン）が補正される。座標系の中心を左上の基準マークの中心より１０画素だけ上にかつ１０画素だけ左になるようにセットすることによって、平行移動の問題をなくすことができる。次に、右上の基準マークの中心の相対的な回転が決定され、それにより画像が逆に回転される。
【００６３】
次に、上側マークの中心の横平行移動に対する下側マークの中心の横平行移動であるスキュー係数が決定される。スキューが検出された場合には、検出されたスキューに関して画像が補正される。これらの変換手順は、コンピュータ・ビジョンと画像処理分野において既知の標準手順で実現することができる。
【００６４】
１つの実施形態において、 双一次補間を利用するが、他の補間を使用することもできる。単一アフィン変換を利用して回転とスキューの両方を補正することができることに留意されたい。
【００６５】
４つの基準マークは、最大で８の自由度を有する全域変換の補正を可能にする。この実施形態において、自由度は４である（平行移動２、回転１、スキュー１）。
【００６６】
ステップ８４０において、獲得バーコード画像が、四角形のアレイに配列することができる複数の副画像（サブイメージ）に分割され、ここで、各副画像は、１つのバーコード・マトリクスに対応する。ステップ８４０は、四角形の画像を提供する。１つの実施形態において、獲得バーコード画像を区分するステップは、画像を測定し、画像を四角形の副画像にスライスするステップを含む。この場合、Ｍ／Ｋ＝２０、Ｎ／Ｋ＝４０であり、従って、それぞれの四角形の副画像は、２０×４０の寸法を有する。
【００６７】
ステップ８５０において、各副画像は、１組のＬ個の予想バーコード・マトリクス（すなわち、対応する画像を示すＬ個の異なるマップ（例えば、ハーフトーン処理アルゴリズム）の出力）と比較される。図７（Ｂ）のハーフトーン・パターンが使用され、全てのロゴ・マトリクスにおいて一定の輝度を有するロゴ設計が必要なとき、全ての副画像に４次元ベクトル積を適用することができる。４次元ベクトルは、副画像の象限の中心にそれぞれ集中されたガウス・プロフィルである。暗い副画像の場合、図７（Ｂ）のパターンは、最大値を有する象限に対応し、明るい副画像の場合は、パターンは、最小値を有する象限に対応する。この手法は、また、画像処理技術の整合フィルタ法としても知られている。
【００６８】
ステップ８６０において、｛１，２，…，Ｌ｝にわたりＰ記号のシーケンスで副画像を表すためにベスト・マッチが選択される。Ｌ個のマップのうちのどれ（例えばハーフトーン）が、対応する副画像を生成する可能性が最も高いかを決定するために、任意の最尤型の検出器又は任意の他のマッチ推定器（match estimator）を利用することができることに留意されたい。ベスト・マッチは、１群の副画像に関して実行されるのが好ましい。
【００６９】
ステップ８７０において、最初に誤り訂正コードで符号化された（誤りのある可能性のある）シーケンスが復号され、それによりチャネルの劣化によって生じる可能性ある誤りの影響がなくなる。これに対応する標準のＢＣＨ誤り訂正を行い、次にビットの適切な再順序付けを行ってもよい。
【００７０】
そして、次のステップにおいて、シーケンスが圧縮解除され、元のメッセージが提供される。
【００７１】
本発明は、視覚的な意味を有するバーコード・パターンを提供し、それにより、業務環境さらには家庭環境でもより多く受け入れられて使用される。従来技術のバーコードは、非個人的な商用及び工業用途に限られていたが、視覚的な意味を有する本発明のバーコード・パターンは、好ましくないものから好ましいものまで、より個人的な状況においてバーコードの使用に伴う感情的価値を変化させる。
【００７２】
更に、様々なアプリケーションが、本発明による視覚的に有意なバーコード・パターンとその様々な変形（例えば、様々なロゴや他の図形）を容易に内蔵することができ、それによりユーザがバーコード・パターンをカスタマイズしたり個人化したりすることができる。
【００７３】
更に、本発明は、誤り訂正や基準マークの使用等の技術を利用して、本発明の視覚的に有意なバーコード・パターンが、ハードコピー処理チャネル内の欠陥及びノイズの影響を受けにくくする。例えば、本発明のバーコード・パターンは、共通のオフィス複写機（例えば、アナログ複写機やディジタル複写機）による連続的写真複写に有効である。また、本発明のバーコード・パターンは、折れ、よごれ（しみ）、マーク、ステープル等のような一般的なオフィス文書の劣化が生じてもなお使用し得る。
【００７４】
更に、本発明による視覚的に有意なバーコード・パターンは、プリンタ、スキャナ、複写機、多機能装置等の標準的なオフィス機器によって印刷し、かつ読み取ることができる。
【００７５】
以上述べた本発明について要約すると、次の通りである。すなわち、本発明のバーコード・システム１０は、視覚的に有意なバーコードを生成しそして復号する。本発明のバーコード・システム１０は、メッセージ１８及びロゴ１６を受け取り、かつ、これらの入力に基づいて視覚的に有意なバーコード２０を生成するための符号化モジュール１４を含んでいる。また、（例えば、印刷、走査、或いは複写のプロセスにおけるような）一般的な文書処理チャネルにおいて機能低下を生じるかもしれない視覚的に有意なバーコードの獲得バージョン４８を受け取り、かつ、前記視覚的に有意なバーコードによって指定されたメッセージを回復するために、復号化モジュール２４が備えられている。
【００７６】
以上の説明は、本発明のいくつかの例を提供した。併記の特許請求の範囲に説明したような本発明のより広い範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ユーザ入力を受け入れない本発明の視覚的に有意なバーコード・システムの１つの実施形態を実現することができるオフィス環境を示すブロック図である。
【図２】ユーザ入力を受け入れる本発明の視覚的に有意なバーコード・システムの代替の実施形態を実現することができるオフィス環境を示すブロック図である。
【図３】ユーザ入力機能のないピクチャのロゴとユーザ入力機能のあるピクチャのロゴとを示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、図１又は図２の視覚的に有意なバーコード・システムを実現することができるオフィス機械を示すブロック図、図４（Ｂ）は、図１又は図２の視覚的に有意なバーコード・システムを実現することができるコンピュータ読取可能媒体を示すブロック図である。
【図５】図１又は図２の符号化モジュール及び復号化モジュールをより詳細に示すブロック図である。
【図６】本発明の１つの実施形態による視覚的に有意なバーコード内にメッセージを符号化する方法を示すフローチャートである。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の１つの実施形態による図６の符号化ステップの実施形態を示す図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の符号化方式で使用することができる本発明の１つの実施形態によるパターン・マトリクスを示す図である。
【図８】本発明の１つの実施形態により視覚的に有意なバーコードを復号する方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の符号化方法によって生成されたロゴ画像とそれに対応する視覚的に有意なバーコードの例を示す図である。
【図１０】バーコード・ゾーンを探すために図６の復号化方法で使用することができるジグザグ走査を示す図である。
【符号の説明】
１０  バーコード・システム
１４  符号化モジュール
１６  ロゴ
１８  メッセージ
２０  バーコード
２４  復号化モジュール
３４  印刷エンジン
４４  獲得エンジン
４８  獲得バージョン（獲得画像）
６０  メッセージ
【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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