СПОСОБ ВВОДА И ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТОЧЕЧНОГО РАСТРА
WAY OF INPUT AND OUTPUT OF INFORMATION WITH USAGE OF DOT RASTER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу ввода и вывода информации с использованием точечного растра для ввода и вывода различной информации и программ посредством оптического сканирования информации точечного растра, сформированной на печатном материале и т.п.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Был предложен способ ввода и вывода информации для вывода аудиоинформации и т.п. посредством сканирования штрихкода, напечатанного на печатном материале и т.п. Например, был предложен способ для сохранения информации, соответствующей заданному ключу, в запоминающем устройстве и для поиска информации, соответствующей ключу, сканируемому устройством считывания штрихкода. Кроме того, был предложен метод генерации точечного растра, в котором частые точки скомпонованы по заданному правилу для вывода информации и программ, использования камеры для сканирования точечного растра, напечатанного на печатном материале, в данные изображения, и оцифровки данных для вывода аудиоинформации.
Однако вышеупомянутый известный способ использования штрихкода для вывода аудиоинформации и т.п. имеет проблему, состоящую в том, что штрихкод, напечатанный на печатном материале и т.п., может портить вид. Существует другая проблема, заключающаяся в том, что, когда штрихкод является достаточно большим, чтобы занять некоторую часть бумаги, по существу становится невозможно расположить много штрихкодов в ограниченном пространстве компоновки, чтобы каждый штрихкод располагался в части текста или предложения или для каждого значащего символа или другого объекта, выглядящего на изображении как фотография, картина и графика, так чтобы их можно было легко рассматривать.
Камера используется для захвата точечного растра в качестве данных изображения, которые преобразуются в цифровую форму в ахроматическое серое изображение размерностью 256 бит, затем изменение в серой шкале дифференцируется, чтобы распознавать точку. Производная сравнивается с заданным пороговым значением, чтобы получить край точки. Затем данные размерностью 256 бит по серой шкале преобразуются в двоичные данные, показывающие белое или черное. Двоичное преобразование может приводить к ошибке печати точки, обусловленной размыванием или смещением печати или смещением пикселизации, когда точки печатаются на бумаге. Обычно указанные ошибки печати проверяются посредством контроля чётности. Однако такая проверка ошибок обладает проблемой, заключающейся в том, что конкретная точка, вызвавшая ошибку печати, не может быть идентифицирована и диапазон формирования изображения должен быть расширен, так как проверка ошибок выполняется на части данных, содержащих множество точек вместо отдельной точки.
Другая проблема заключается в том, что искажения, вносимые линзой, скошенное формирование изображения, расширение и сужение бумаги, искривленная поверхность носителя и искажение в момент печати могут вызвать нарушение точечного растра, тем самым, требуя усовершенствованного метода для исправления искажений.
Настоящее изобретение обеспечивает решение указанных проблем. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить способ, в котором точечный растр, который должен отображаться на печатном материале и т.п., мог быть размещен на основе нового правила для задания большого количества информации.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первый аспект настоящего изобретения представляет способ вывода информации с использованием точечного растра, в котором четырехугольная или прямоугольная область на поверхности носителя печатного и подобного материала задается в виде блока; прямая линия в вертикальном направлении и в горизонтальном направлении, каждая из которых проходит вдоль края блока, задается как опорная линия координатной сетки; виртуальная узловая точка сетки размещается на заданном интервале на опорной линии координатной сетки; точка растра в узловой точке координатной сетки размещается на виртуальной узловой точке сетки на горизонтальных опорных линиях координатной сетки; прямая линия, соединяющая точки растра в узловых точках координатной сетки и виртуальные узловые точки сетки на вертикальной линии, задается как линия сетки; точка пересечения линий сетки задается как виртуальная узловая точка сетки; и одна или несколько информационных точек растра, имеющих расстояние и направление на основе виртуальной узловой точкой сетки, компонуются, чтобы сформировать точечный растр, при этом способ содержит: генерацию точечного растра; сканирование точечного растра для получения информации изображения с использованием устройства оптического считывания; преобразование точечного растра в численное значение и считывание и вывод информации, соответствующей численной информации, из запоминающего устройства.
Согласно указанному способу точечный растр, способный задавать большое количество информации, может генерироваться посредством размещения информационной точки растра на основе виртуальной узловой точки сетки в области между верхней и нижней опорными линиями координатной сетки, конфигурирующими верхний край и нижний край четырехугольного блока.
Второй аспект настоящего изобретения представляет способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно его первому аспекту, в котором точка растра в узловой точке суб координатной сетки вместо информационной точки растра помещается на виртуальную узловую точку сетки на линии сетки, которая параллельна опорной линии координатной сетки, горизонтальной относительно опорного блока, и размещается на заданном интервале от опорной линии координатной сетки в блоке.
Использование узловой точки суб координатной сетки позволяет, даже если используются данные низкой точности, легко идентифицировать линию сетки и точно вычислять взаимное расположение информационной точки растра относительно виртуальной узловой точки сетки. Более конкретно, использование точки растра в узловой точке суб координатной сетки обеспечивает возможность анализа для любого смещения точек растра, напечатанных на поверхности носителя (бумаги), центрирования ошибок оцифрованных точек растра, сгибания поверхности печати и деформацию точечного растра, захватываемого в скошенном направлении устройством оптического считывания.
Третий аспект настоящего изобретения представляет способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно его первому и второму аспектам, в котором, по меньшей мере, одна из опорных узловых точек растра или суб опорных узловых точек растра, составляющих блок, смещается относительно виртуальной узловой точки сетки и используется как ключевая точка растра, в которой задаются направление смещения к блоку и конфигурация блока.
Использование ключевой точки позволяет устройству оптического считывания распознавать направление точечного растра. Таким образом, большее количество информации может быть задано в виде точечного растра посредством изменения значения информационной точки растра, считываемой для каждого направления.
Четвертый аспект настоящего изобретения представляет способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно его первому - третьему аспектам, в котором численная разность между смежными по горизонтали информационными точками растра в информационной точке растра вычисляется, чтобы получить численную информацию для вывода информационной группы, перечисляющей численную информацию в блоке.
Пятый аспект настоящего изобретения представляет способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно его первому - четвертому аспектам, в котором блок располагается непрерывно в любой области вертикально и горизонтально и опорная узловая точка растра по горизонтали совместно используется любым блоком.
Большее количество информации может быть размещено в меньшей области посредством совместного использования узловой точки растра.
Кроме того, некоторые данные задаются для каждого блока в любой области так, что, когда устройство оптического считывания схватывает что-нибудь в области, могут быть получены такие же данные. Далее, координаты X и Y задаются для каждого блока так, чтобы использовать устройство оптического считывания как координатно-указательное средство, такое как цифровой преобразователь и планшет.
Шестой аспект настоящего изобретения представляет способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно его четвертому и пятому аспектам, в котором опорная узловая точка растра и информационная точка растра на левом и правом концах области блока совместно используются в точечном растре, расположенном непрерывно в области, и в точечном растре, в котором численная разность между смежными по горизонтали информационными точками растра вычисляется, чтобы задать численную информацию между информационными точками растра, причем начальное значение информационной точки растра на горизонтальном конце в области определяется случайным числом.
Указанный способ также позволяет размещать большее количество информации в меньшей площади посредством совместного использования узловой точки растра.
Повторение неравномерного распределения точки растра в некотором положении может быть предотвращено посредством применения алгоритма размещения точки растра с использованием разностного способа в точечный растр, помещенный непрерывно в некоторой области. Таким образом, может быть предотвращено визуальное распознавание размытого растра и подобного, обусловленного повторением неравномерного распределения точек растра в некотором положении.
Седьмой аспект настоящего изобретения представляет способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно его третьему - шестому аспектам, в котором ключевая точка растра помещается, по меньшей мере, в одном из четырех углов блока.
Согласно упомянутому способу ключевая точка помещается в любое положение на четырех углах блока, чтобы совместно использовать один блок данных аналитически и визуально, таким образом облегчая генерацию данных и обращение с ними.
Восьмой аспект настоящего изобретения представляет способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно его первому - седьмому аспектам, в котором информация в информационной точке растра блока задается посредством использования положения информационной точки растра в блоке, чтобы произвольно ограничить расстояние и направление от виртуальной узловой точки сетки для каждой информационной точки растра.
Указанный способ позволяет задавать информацию посредством произвольного ограничения расстояния и направления от виртуальной узловой точки сетки, и точечный растр согласно настоящему изобретению может быть использован посредством ограничения применения, так чтобы гарантировать защищенность друг друга. Более конкретно, ограниченно заданная информация может считываться только соответствующим ей устройством оптического считывания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 изображает точечные растры согласно варианту осуществления настоящего изобретения: (a) 5 блоков × 5 блоков, (б) 6 блоков × 5 блоков и (в) 7 блоков × 5 блоков,
фиг.2 - чертеж (1), показывающий задание информации точечного растра,
фиг.3 - чертеж (2), показывающий задание информации точечного растра,
фиг.4 - чертеж (3), показывающий задание информации точечного растра,
фиг.5 - чертеж (4), показывающий задание информации точечного растра,
фиг.6 - пояснительный чертеж (1), каждый из которых показывает порядок считывания точек растра,
фиг.7 - чертеж (1), каждый из которых показывает конфигурацию точек растра,
фиг.8 - пояснительный чертеж (2), каждый из которых показывает порядок считывания точек растра,
фиг.9 - чертеж (2), каждый из которых показывает конфигурацию точек растра,
фиг.10 - пояснительный чертеж (1), каждый из которых показывает порядок считывания точек растра согласно разностному методу,
фиг.11 - чертеж (1), каждый из которых показывает конфигурацию точек растра, когда верхние и нижние опорные точки растра совместно используются,
фиг.12 - пояснительный чертеж, каждый из которых показывает порядок считывания точек растра, соответствующий фиг.11,
фиг.13 - чертеж, каждый из которых показывает конфигурацию точек растра, когда информационные точки совместно используются,
фиг.14 - чертеж, показывающий порядок считывания точек растра, способ вычисления значения по разностному методу,
фиг.15 - чертеж, показывающий конфигурацию точек растра, соответствующую фиг.14,
фиг.16 - чертеж, показывающий альтернативный способ размещения информационных точек.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Фиг.1 изображает иллюстративные точечные растры согласно варианту осуществления настоящего изобретения: (a) 4×4 сеток, (б) 5×4 сеток и (в) 6×4 сеток.
Основной принцип точечного растра согласно настоящему варианту осуществления будет описан со ссылкой на фиг. 1.
Как показано на фиг.1(а), линии 1а-1d координатной сетки проведены горизонтально или вертикально вдоль четырехугольника, и виртуальная узловая точка 4 сетки размещается на заданном интервале в четырехугольнике.
Заметим, что линии 1а-1d координатной сетки и виртуальные узловые точки 4 сетки действительно не напечатаны на бумаге, но виртуально располагаются в памяти изображения компьютера, когда размещаются или считываются точечные растры.
Далее, каждая опорная узловая точка 2 растра располагается на виртуальной узловой точке 4 сетки на верхней и нижней линиях 1а-1b координатной сетки.
Далее, линия, соединяющая виртуальные узловые точки 4 сетки, называется линией 3 сетки, и точка пересечения линий 3 сетки называется виртуальной узловой точкой 4 сетки.
Далее, одна или несколько информационных точек 5, имеющих некоторое расстояние и направление от виртуальной узловой точки 4 сетки, размещаются для каждой виртуальной узловой точки 4 сетки так, чтобы сформировать точечный растр. Следует отметить, что на фиг.1 для каждой виртуальной узловой точки 4 сетки имеется одна информационная точка 5 растра.
Как обсуждалось выше, фиг.1(a) изображает, что информационные точки растра размещаются с четырьмя сетками в вертикальном направлении и с четырьмя точками в горизонтальном направлении: (a) 4×4 сеток, (б) 5×4 сеток и (в) 6×4 сеток. Следует отметить, что может быть размещено любое число сеток, включая компоновку 2×1 сеток и выше.
Фиг.2 показывает, как задавать информационную точку растра. Значение информационной точки растра задается в зависимости от направления от виртуальной узловой точки 4 сетки. Более конкретно, информационная точка растра может быть размещена в одной из восьми точек, каждая из которых сдвинута на 45 градусов по часовой стрелке на линии 3 сетки, проходящей через виртуальную узловую точку 4 сетки, так чтобы задать всего восемь различных информационных точек (от 000 до 111 в двоичной системе счисления, три бита).
Как показано на фиг.3, обеспечивается расстояние в два шага, каждое из которых в одном направлении, как описано выше, чтобы задать всего 16 различных информационных точек (от 0000 до 1111 в двоичной системе счисления, четыре бита).
Как показано на фиг.4, множество информационных точек 5 расположено концентрически вокруг виртуальной узловой точки 4 сетки. Если находится в концентрическом круге, то задается 1, если нет, то задается 0 (ноль), так чтобы задать всего восемь бит. Так, точка растра, размещенная в вертикальном направлении, задается как первый бит, и затем последующая информация бита задается по часовой стрелке.
Как показано на фиг.5, вышеупомянутый концентрический круг удваивается, задавая всего 16 битов. Эта структура позволяет задавать большее количество информации для виртуальной узловой точки 4 сетки.
Фиг.6 поясняет порядок считывания для устройства оптического считывания для считывания информационных точек растра. Числа в кружочках на фиг.6 используются только для удобства, а в действительности соответствуют точечным растрам, показанным на фиг.1а-1в.
Как показано на фиг.6(а), сканирование начинается с крайней левой вертикальной линии 1c координатной сетки, чтобы считывать информационную точку 5 растра для каждой виртуальной узловой точки 4 сетки (обведенные числа от (1) до (3)). Затем сканирование перемещается к следующей вертикальной линии 3 сетки, чтобы считывать сверху донизу (обведенные числа от (4) до (6)). Этот процесс повторяется последовательно, чтобы произвести считывание для каждой узловой точки сетки.
Следует отметить, что вышеописанный порядок считывания для каждой узловой точки сетки должен начинаться с крайней левой вертикальной линии сетки, но очевидно, что можно устанавливать любой порядок размещения и считывания информации.
Как показано на фиг.7, предполагается, что линия 30 сетки должна быть проведена параллельно между верхней линией 1a координатной сетки и нижней линией 1b координатной сетки и каждая точка 20 растра в узловой точке суб координатной сетки вместо информационной точки помещается на этой линии 30 сетки.
Когда известное устройство оптического считывания считывает эти точечные растры, устройство оптического считывания начинает сканировать верхнюю линию 1a координатной сетки и нижнюю линию 1b координатной сетки, чтобы найти точки 2 растра в узловых точках координатной сетки. Далее, устройство оптического считывания принимает линию 3 сетки на компьютере, и затем принимает виртуальную узловую точку 4 сетки из линии 3 сетки, и, наконец, определяет расстояние и длину информационной точки 5 на основе этой виртуальной узловой точки 4 сетки.
Однако с увеличением числа сеток между линиями 1a и 1b координатной сетки могут возникать ошибки считывания информационных точек растра, обусловленные деформациями бумаги (поверхности носителя) или точностью считывания устройства оптического считывания.
Однако если точка растра (точка 20 растра в узловой точке суб координатной сетки) помещается на каждой виртуальной узловой точке 4 сетки на линии 30 сетки, находящейся в середине между опорными линиями координатной сетки, как показано на фиг.7(а)-7(в), то эти точки растра могут использоваться как основа для считывания. Таким образом, информационные точки могут легко считываться без ошибок считывания, даже если на бумаге (поверхности носителя) возникает какая-то деформация или если устройство оптического считывания имеет низкую точность.
Следует отметить, что линия 30 сетки помещается на одинаковом расстоянии от опорных линий 1a и 1b координатной сетки между ними, но точки 20 растра в узловых точках координатной сетки могут размещаться на любой линии сетки, параллельной опорным линиям 1a и 1b координатной сетки.
Как показано на фиг.7(б), каждая точка 20 растра в узловой точке суб координатной сетки размещается на линии 30 сетки в области 4×5 сеток. Как показано на фиг.7(в), каждая точка 20 растра в узловой точке суб координатной сетки размещается на линии 30 сетки в области 6×4 сеток. Следует отметить, что может быть задано любое число сеток 4×1.
Фиг.8(а)-8(в) показывают порядок считывания информационных точек растра в точечном растре, имеющем точки растра в узловых точках суб координатной сетки, размещенные, как описано на фиг.7. Числа в кружочках на фиг.8 указывают порядок считывания. Как показано на этих фиг.8, точки растра в узловых точках координатной сетки размещаются на линии C сетки. Таким образом, информационные точки растра не могут быть помещены на частях узловых точек сетки, но точность считывания не может быть сильно улучшена, как описано выше, время для вычисления значений информационных точек растра может быть уменьшено, и информационная точка 5 растра может легко считываться, не вызывая ошибки.
Как показано на фиг.9(а)-9(б), ключевые точки растра вместо точек растра в узловых точках координатной сетки размещаются на виртуальных узловых точках сетки на линии координатной сетки. На фиг.9(а) ключевая точка растра помещается в положение, сдвинутое вверх относительно виртуальной узловой точки сетки в среднем положении опорной линии А координатной сетки. На фиг.9(б) ключевая точка растра помещается на точке растра в узловой точке суб координатной сетки на средней линии сетки 30.
Указанные ключевые точки растра могут быть использованы, чтобы задавать направление точечного растра.
Фиг.10 описывает порядок считывания информационных точек растра с использованием разностного способа. Далее здесь числа, обведенные квадратными скобками, указаны символом [ ], числа, обведенные круглыми скобками, указаны символом ( ).
Например, как показано на фиг. 10(а), изображающей 4×4 сеток, значение [1] представлено разностью между значениями (4) и (1) информационных точек растра.
Также значение [2] представлено разностью между значениями (5) и (2) информационных точек растра, значение [3] представлено разностью между значениями (6) и (3) информационных точек растра. Значения от [4] до [12] представлены подобным образом.
Каждое из значений [1]-[12] представлено разностью между значениями информационных точек растра, как показано ниже.
[Математическая формула 1]
Фиг.10(б) показывает, что упомянутая разность представлена 4×2 сетками. На этой фиг.10(б) помещена узловая точка 20 координатной сетки.
Здесь далее на фиг.10(б) значения от [1] до [8] представлены разностью между значениями информационных точек растра, как показано ниже.
[Математическая формула 2]
Этот разностный способ позволяет генерировать множество различных точечных растров из одного истинного значения, тем самым, повышая защищенность.
Следует отметить, что для вычисления истинного значения можно использовать не только разностный способ, но также и формулу, заданную между информационными точками растра.
Как показано на фиг.11, точки растра в узловой точке координатной сетки на верхней и нижней опорных линиях координатной сетки являются совместно используемыми.
Как показано на фиг.11(а), вертикальные опорные линии координатной сетки не являются совместно используемыми. В этом случае число информационных точек растра остается неизменным.
На фиг.11(б) показано, как размещены опорные линии суб координатной сетки.
Фиг.12 показывает порядок считывания информационных точек растра, соответствующих фигурам 11(а) и 11(б).
Как показано на фиг.13(а), разностный способ используется, чтобы совместно использовать информационные точки растра на вертикальных опорных линиях координатной сетки со смежными сетками. В этом случае случайные числа используются для информационных точек растра (начальные значения в разности), помещенных на крайних левых вертикальных опорных линиях координатной сетки, чтобы размещать последующие (направо) точки в неправильных положениях, тем самым, предотвращая зрительное размывание точечного растра.
Как показано на фиг.13(б), точки растра в узловой точке суб координатной сетки помещаются на линии C сетки на фиг.13(а). В данном случае информационные точки растра не могут быть помещены на узловых точках сетки, но существует то преимущество, что точность считывания сильно повышается и время вычисления снижается. Фиг.14 - иллюстративный чертеж, показывающий порядок считывания информационных точек растра, соответствующих фиг.13.
Фиг.14(а) - пример 4×4 сеток, и значения от [1] до [12] представлены разностью между значениями информационных точек растра, как показано ниже.
[Математическая формула 3]
Как показано на фиг.14(б), узловые точки суб координатной сетки располагаются, как на фиг.14(а), и каждое из значений от [1] до [8] представлено разностью между значениями информационных точек растра, как показано ниже.
[Математическая формула 4]
Как показано на фиг.15, ключевая точка растра помещается на каждом из четырех углов, задавая блок.
Фиг.15(а) показывает пример точечного растра, имеющего 4×4 сеток, фиг.15(б) также показывает пример точечного растра, имеющего 4×4 сеток с узловыми точками суб координатной сетки.
Как показано на фиг.16(а), информационные точки растра размещаются смещенными для каждой сетки в вертикальном и горизонтальном направлениях и в скошенном направлении.
Таким образом, расстояние и направление от виртуальной узловой точки сетки смещается на каждую одну сетку, задавая положение точки растра, тем самым, поддерживая защищенность на основе позиционного правила. Более конкретно, информационные точки растра размещаются посредством тщательного задания положения так, чтобы информационные точки растра могло считывать только устройство оптического считывания, соответствующее этой конфигурации.
Как показано на фиг.16(б), узловые точки суб координатной сетки помещаются в точечном растре, показанном на фиг.16(а).
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Как обсуждалось выше, в соответствии со способом ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно вариантам осуществления настоящего изобретения виртуальная узловая точка сетки помещается на заданном интервале в области между верхней и нижней узловыми точками координатной сетки, и информационная точка растра помещается в положении, имеющем расстояние и направление от виртуальной узловой точки сетки, чтобы задавать любую информацию, тем самым, увеличивая количество информации, содержащейся в точечном растре.
В дополнение, устройство оптического считывания используется для сканирования точечного растра, и для распознавания точки растра в узловой точке координатной сетки, и для выделения ключевой точки растра, которая используется для распознавания направления, которое может использоваться в качестве некоего параметра. Далее, для быстрого вывода информации и программы выделяется информационная точка растра, расположенная между верхней и нижней узловыми точками координатной сетки.
В дополнение, точка растра в узловой точке координатной сетки или точка растра в узловой точке суб координатной сетки размещается в точечном растре так, чтобы можно было корректировать искажение линзы камеры, скошенное формирование изображения, расширение и сужение бумаги, искривленную поверхность носителя и искажение в момент печати, когда устройство оптического считывания сканирует точечный растр для получения данных изображения.
Далее, ошибка конфигурации точки растра может проверяться посредством задания информации для каждой информационной точки растра в блоке путем задания расстояния и направления от виртуальной узловой точки сетки, тем самым, повышая защищенность.