СПОСОБ ВВОДА И ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТОЧЕЧНОГО РАСТРА
METHOD OF INPUTTING AND OUTPUTTING INFORMATION USING DOT PATTERN

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее описание относится к способу ввода и вывода информации с использованием точечного растра.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычно предлагали способ ввода и вывода информации для считывания штрихкода, напечатанного на печатном материале или чем-то подобном, и для вывода информации, такой как речь. Например, предлагали способ для вывода информации или чего-то подобного таким образом, чтобы информация, совпадающая с ключевой информацией (код из многочисленных цифр), сохранялась в запоминающем устройстве заранее и чтобы указанная информация, которая должна выводиться, отыскивалась из ключей, считанных устройством считывания штрихкода. В дополнение также предлагали такую технологию, при которой генерируется точечный растр, имеющий частые и тонкие точки растра, расположенные по заданному правилу, точечный растр, напечатанный на печатном или подобном ему материале, выбирается камерой в качестве данных изображения; данные изображения преобразуются в цифровую форму, чтобы выводить речевую информацию так, чтобы выводить много информации и много программ.
Однако вышеописанный известный способ для вывода речи или чего-то подобного с использованием штрихкода порождает проблему, заключающуюся в том, что штрих-код, напечатанный на печатном материале или чем-то подобном, является помехой. Далее, штрихкод является таким большим, что он занимает часть пространства страницы. Следовательно, в случае использования его для книги или чего-то подобного указанный способ приводит к проблемам, заключающимся в том, что большой штрих-код ухудшает внешний вид страницы, которую нужно печатать; отсутствует пространство для отображения штрихкодов, когда пользователь желает разместить много штрих-кодов легко понятным способом для участка записи или предложения или для каждого знака или объекта, имеющего значение, чтобы они появлялись на изображении фотографии, картины или графического рисунка; и отсутствует возможность отображать штрихкоды вне пространства страницы.
В виду указанных моментов, как описано в японской патентной национальной публикации (выложенной) № 2003-511761 (патентный документ 1) и в японском выложенном патентном описании (JP-A) № 10-187907 (патентный документ 2), предлагается технология для получения ключевой информации (кода) и значения координат на пространстве страницы путем формирования точечного растра на пространстве страницы согласно заданному правилу, а также для оптического считывания такого точечного растра.
Однако в случае придания некоторого значения, например, ключевой информации, точечному растру, указанному в патентном документе 1 или 2, распределение плотности компоновки такого точечного растра во многих случаях является неравномерным. Таким образом, точечный растр может выглядеть как штамп на пространстве страницы, что влияет на внешний вид картины или фотографии, которые должны печататься, перекрываясь с точечным растром.
В дополнение, если упомянутый точечный растр становится широко используемым и точечный растр формируется на печатных материалах для ежедневного употребления и на поверхности коммерческих товаров, то считается, что средство оптического считывания, предназначенное для этого, также становится широко используемым и недорогим. Однако известная система точечного растра приводит к проблеме, когда для исправления искажения в точечном растре требуется сложная техника и технология, поскольку искажение генерируется на изображенном точечном растре, когда поверхность носителя, такого как пространство страницы точечного растра или чего-то подобного, расширяется и сужается, или искривляется вследствие температуры или влажности или чего-то подобного в повседневной жизни, или точечный растр искажается за счет самой технологии печати; когда применяется считывающее устройство, использующее линзу с низкой степенью точности обработки, либо когда напечатанный точечный растр искажается за счет направления считывания считывающего средства (например, отклонение направления оптической оси от вертикального направления относительно плоскости страницы).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу ввода и вывода информации с использованием точечного растра.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ ввода и вывода информации,
в котором устройство оптического считывания считывает точечный растр, который формируется на носителе, и в котором информационные точки растра располагаются смещенными на заданные интервалы в направлении x или в направлении y от узловой точки сетки на виртуальной линии координатной сетки, обеспеченной на заданных интервалах в направлении xy;
оптически считываемый точечный растр размещается в памяти для хранения изображений;
посредством вычисления карты совокупности битов в памяти для хранения изображений распознается, как сместить каждую информационную точку растра от узловой точки сетки в направлении x или в направлении y;
каждой информационной точке растра присваивается некоторое значение, соответствующее смещению;
разность значений среди смежных информационных точек растра вычисляется так, чтобы быть заданной в виде битовой информации; и
используется точечный растр, который выводит битовую информационную группу в заданной области в качестве координатной информации или кодовой информации.
Согласно настоящему изобретению, поскольку все информационные точки растра располагаются в окрестности узловой точки сетки, распределение плотности компоновки точечного растра не является неравномерным, точечный растр не выглядит как штамп на пространстве страницы; и точечный растр не влияет на красоту напечатанного пространства страницы картины или фотографии, которые должны печататься, перекрываясь с точечным растром.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно первому аспекту,
в котором смещение на заданные интервалы от каждой узловой точки сетки в направлении x или в направлении y на виртуальной линии координатной сетки поочередно генерируется для каждых смежных информационных точек растра.
Таким образом, поскольку смещение генерируется для каждых смежных информационных точек растра на линии координатной сетки поочередно, каждая другая информационная точка растра неизбежно располагается на той же самой линии координатной сетки. Следовательно, когда точечный растр считывается устройством оптического считывания, алгоритм поиска в памяти для хранения изображений становится простым, и в результате, поиск узловой точки сетки в памяти для хранения изображений также становится легким. В результате, без использования сложной программы можно обеспечить высокую скорость считывания точечного растра.
Далее, даже если искажение генерируется на напечатанном точечном растре, когда поверхность пространства страницы точечного растра или чего-то подобного расширяется и сужается, или искривляется под действием температуры или влажности или чего-то подобного в повседневной жизни, или точечный растр искажается за счет самой технологии печати; когда применяется считывающее устройство, использующее линзу с низкой степенью точности обработки, либо когда воображаемый точечный растр искажается за счет направления считывания считывающего средства (например, отклонения направления оптической оси от вертикального направления относительно плоскости страницы), сложный алгоритм коррекции является необязательным, поскольку виртуальная линия координатной сетки является не прямой линией, а плавной кривой, так что поиск является легким.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно первому аспекту,
имеющий угловую точку растра, расположенную в узловой точке сетки для каждого заданного числа областей сетки; и регистрирующий координатную информацию или кодовую информацию в области, окруженной угловыми точками растра, в качестве заданной области.
Используя угловую точку растра можно задать модуль памяти информации. В качестве такого модуля области можно установить 4 блока сетки x 4 блока сетки = 16 блокам сетки. Окрестность узловой точки сетки в пределах данных 16 блоков может быть положением, в котором расположена информационная точка растра.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно третьему аспекту,
в котором векторная точка растра, означающая направление заданной области, располагается снаружи области, окруженной угловыми точками растра, или в узловой точке сетки в области.
Располагая указанную векторную точку растра, точечный растр можно считывать как вращающийся на 90 градусов или 180 градусов, так что можно считывать код, указанный точечным растром, в любом направлении из верхнего, нижнего, правого и левого направлений.
Далее, прибавляя информацию направления, использующую векторную точку растра, можно варьировать получаемый результат в зависимости от направления считывания даже в одном и том же точечном растре.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра согласно аспектам с первого по четвертый,
в котором таблица защиты данных, хранящая ключевой параметр, соответствующий каждому биту, обеспечивается в запоминающем устройстве, относительно выводимой битовой информационной группы, и истинное значение вычисляется посредством вычисления каждого информационного бита при помощи ключевого параметра.
Используя такую таблицу защиты данных можно защититься от того, чтобы кодовая информация и координатная информация, которую она обозначает, анализировались третьим лицом при считывании результата (битовой информации) с точечного растра.
Согласно шестому аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ ввода и вывода информации,
в котором устройство оптического считывания считывает точечный растр, который формируется на носителе и в котором информационные точки растра располагаются, будучи поочередно смещенными на заданные интервалы в направлении x или в направлении y для каждой из смежных узловых точек сетки на виртуальной линии координатной сетки, обеспеченной на заданных интервалах в направлении xy;
оптически считываемый точечный растр размещается в памяти для хранения изображений;
отыскиваются расположенные с поочередным смещением информационные точки растра, и распознается линия координатной сетки в направлении x и направлении y на карте совокупности битов;
распознается координата каждой узловой точки сетки на карте совокупности битов;
посредством вычисления карты совокупности битов распознается, как сместить каждую информационную точку растра от узловой точки сетки в направлении x или в направлении y;
каждой информационной точке растра заранее присваивается некоторое значение, соответствующее смещению;
разность значений среди смежных информационных точек растра вычисляется так, чтобы быть заданной в виде битовой информации;
выводится битовая информационная группа в заданной области;
ключевой параметр считывается из таблицы защиты данных, хранящей ключевой параметр, соответствующий каждому биту, относительно выводимой битовой информационной группы, и истинное значение вычисляется посредством вычисления каждого информационного бита при помощи ключевого параметра; и
используется точечный растр, выводящий кодовую информацию, соответствующую группе истинных значений или группе координатной информации на поверхности носителя.
Согласно седьмому аспекту настоящего изобретения, обеспечивается способ генерации точечного растра,
в котором информационные точки располагаются, будучи смещенными на заданные интервалы в направлении x или в направлении y для каждой из смежных узловых точек сетки на виртуальной линии координатной сетки, обеспеченной на заданных интервалах в направлении xy на носителе;
битовая информационная группа вычисляется посредством вычисления ключевого параметра, считанного из таблицы защиты данных относительно группы истинных значений;
начальная точка растра, которая должна быть расположена на начальной линии координатной сетки в направлении x или в направлении y, определяется путем использования произвольного случайного числа;
начальная точка растра располагается на основе заранее заданного правила смещения от узловых точек сетки;
значение битовой информации прибавляется к значению, указываемому начальной точкой растра, чтобы вычислить значение точки растра, которая должна быть расположена на второй линии координатной сетки;
каждая точка растра располагается на второй линии координатной сетки на основе заранее заданного правила смещения от узловых точек сетки; и
расположение точки растра на n-ой линии координатной сетки повторяется путем вращения, основываясь на точке растра на n-1-й линии координатной сетки.
Согласно способу ввода и вывода информации, использующему точечные растры, описанные в пп.1-7 настоящего изобретения, распределение плотности расположения точечного растра локализовано равномерно. Поэтому можно не опасаться, что точечный растр повлияет на красоту картины или фотографии, которые должны печататься, перекрываясь с точечным растром.
Дополнительно, даже если искажение генерируется на изображенном точечном растре, когда поверхность носителя, такого как пространство страницы точечного растра или чего-то подобного, расширяется и сужается или искривляется, и точечный растр искажается за счет самой технологии печати; когда применяется считывающее устройство, использующее линзу с низкой степенью точности обработки; и еще, когда напечатанный точечный растр искажается за счет направления считывания считывающего средства (например, отклонение направления оптической оси от вертикального направления относительно плоскости страницы) без сложного алгоритма коррекции, виртуальная линия координатной сетки может легко отыскиваться. Следовательно, точечный растр можно точно распознать на высокой скорости без влияния на него со стороны поверхности носителя и условий считывания.
Применяя точечный растр, согласно настоящему изобретению, в средстве ввода персонального компьютера и модуле обработки информации и т.п., указанное средство ввода может быть заменой для обычной мыши, планшета и устройства преобразования в цифровую форму и, тем самым, обеспечивает инновационные изменения в системе ввода.
В указанном случае точечный растр может означать специфическую кодовую информацию, или же точечный растр может быть численным значением, означающим координату xy.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 - пояснительный вид способа расположения точечного растра согласно настоящему изобретению,
фиг.2 - вид, показывающий соотношение между точкой растра и линией координатной сетки согласно настоящему варианту осуществления,
фиг.3 - вид, показывающий принцип смещения для смещения информационной точки растра от узловой точки сетки,
фиг.4 - вид точечного растра для объяснения сбора информации посредством разности,
фиг.5 - пояснительный вид соотношения между информационным битом, таблицей защиты данных и истинным значением,
фиг.6 - пояснительный вид (1) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.7 - пояснительный вид (2) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.8 - пояснительный вид способа считывания точечного растра с использованием устройства оптического считывания,
фиг.9 - пояснительный вид (3) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.10 - пояснительный вид (4) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.11 - пояснительный вид (5) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.12 - пояснительный вид (6) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.13 - пояснительный вид (7) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.14 - пояснительный вид (8) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.15 - пояснительный вид (9) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.16 - пояснительный вид (10) алгоритма считывания точечного растра,
фиг.17 - пояснительный вид модификации алгоритма считывания точечного растра, и
фиг.18 - пояснительный вид соотношения между информационным битом, таблицей защиты данных и истинным значением на фиг.17.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже будет описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи.
(Основной принцип точечного растра)
Основной принцип точечного растра согласно настоящему варианту осуществления будет описан со ссылкой на фиг.1.
Во-первых, как показано на фиг.1, линии координатной сетки (y1-y7, x1-x5) располагаются на заданных интервалах в xy направлении. Точка пересечения упомянутых линий координатной сетки называется узловой точкой сетки. Затем, в настоящем варианте осуществления, в качестве минимального блока (а именно, одного блока), окруженного этими четырьмя узловыми точками сетки, четыре блока (четыре шага координатной сетки) в xy направлении, а именно 4 x 4 = 16 блоков (16 шагов координатной сетки), задаются как один информационный блок. Далее, только для примера, указанный модуль информационного блока составляется из 16 блоков, и очевидно, что информационный блок может быть составлен из любого числа блоков.
Затем, четыре угловых точки, задающих прямоугольную область из этого информационного блока, задаются как угловые точки растра (x1y1, x1y5, x5y1, x5y5; а именно, обведенная точка растра на чертеже). Эти четыре угловых точки растра должны совпадать с узловыми точками сетки.
Таким образом, находя четыре угловых точки растра, совпадающих с узловой точкой сетки, можно распознать информационный блок. Однако посредством данной угловой точки растра можно распознать только информационный блок, но направление информационного блока неизвестно. Например, когда направление информационного блока не распознается, даже точно такой информационный блок задает совершенно другую информацию, если этот информационный блок сканируется, с поворотом на ± 90 градусов или 180 градусов.
Следовательно, векторная точка растра (ключевая точка растра) располагается на узловой точке сетки внутри прямоугольной области информационного блока или внутри смежной прямоугольной области. На чертеже, точка растра (х0y3), обведенная треугольником, является векторной точкой растра. Ключевая точка растра (векторная точка растра) располагается на первой узловой точке сетки, направленная вертикально вверх от средней точки линии координатной сетки, конфигурирующей верхнюю сторону информационного блока. Аналогично, ключевая точка растра, расположенного ниже информационного блока, располагается на первой узловой точке (x4y3) сетки вертикально вверх от средней точки линии координатной сетки, задающей нижнюю сторону информационного блока.
2
Далее, согласно настоящему варианту осуществления, расстояние между узловыми точками сетки (межсеточное расстояние) задается равным 0,25 мм. Соответственно, одна сторона информационного блока становится равной 0,25 мм х 4 шага сетки = 1 мм. При этом площадь становится равной 1 мм х 1мм = 1 мм. В таком диапазоне можно сохранить информацию 14 битов. Использование этих внутренних 2 битов в качестве данных управления приводит к тому, что можно сохранить информацию на 12 битах. Расстояние шага сетки, равное 0,25 мм, является примером, и, например, расстояние может свободно изменяться в диапазоне от 0,25 до 0,5 мм или более.
(Принцип расположения информационной точки растра)
Информационные точки растра поочередно располагаются, будучи смещенными в направлении x и в направлении y от узловой точки сетки. Диаметр информационной точки растра предпочтительно находится в диапазоне от 0,03 до 0,05 мм или более, и величина смещения от узловой точки сетки предпочтительно составляет приблизительно от 15 до 25% от межсеточного расстояния. Поскольку указанный диапазон величины смещения является примером, не всегда необходимо, чтобы величина смещения находилась в этом диапазоне, однако, когда величина смещения больше 25%, возникает возможность того, что точечный растр будет выглядеть как штамп при исследовании точек растра на глаз.
Другими словами, поскольку узловые точки сетки смещаются поочередно в вертикальном направлении (в направлении y) и в горизонтальном направлении (направлении x), распределение расположения точки растра локализовано равномерно. В результате, точки растра не выглядят на пространстве страницы как муар или штамп, так что внешний вид пространства страницы может сохраняться.
При применении такого принципа расположения информационные точки растра всегда располагаются на линии координатной сетки в направлении y поочередно (фиг.2). Последнее приводит к тому, что линия координатной сетки, расположенная в направлении x или в направлении y поочередно, может быть обнаружена при считывании точечного растра, так что это имеет преимущество, заключающееся в том, что алгоритм вычисления в модуле обработки информации после распознавания может быть упрощен и ускорен.
В дополнение, даже в случае, когда точечный растр трансформируется вследствие кривизны пространства страницы или чего-то подобного, линия координатной сетки может быть не прямой линией, а плавной кривой, похожей на прямую линию, и найти линию координатной сетки относительно легко. Следовательно, можно сказать, что указанный алгоритм является сильным в отношении модификации пространства страницы и смещения, а также искажения системы оптического считывания.
Значение информационной точки растра описано на фиг.3. На фиг.3 крест (+) показывает узловую точку сетки, а черный кружочек показывает точку растра (информационную точку растра). Случай, когда информационная точка растра расположена в направлении -y относительно узловой точки сетки, задается как 0; случай, когда информационная точка растра расположена в направлении +y, задается как 1; случай, когда информационная точка растра расположена в направлении -x относительно узловой точки сетки, задается как 0; и случай, когда информационная точка растра расположена в направлении +x, задается как 1.
Далее, со ссылкой на фиг.4, будут описаны состояния расположения информационной точки растра и алгоритм считывания.
На чертеже, информационная точка растра, обозначенная обведенной кружком цифрой 1 (впоследствии называемая как информационная точка растра (1)), смещается от узловой точки сетки (x2y1) в направлении +x, эта информационная точка растра означает "1". В дополнение, поскольку информационная точка растра (2) (на чертеже обведенное кружком численное значение) смещается от узловой точки сетки (x3y1) в направлении +y, данная информационная точка растра означает "1". Далее, поскольку информационная точка растра (3) (на чертеже обведенное кружком численное значение) смещается от узловой точки сетки (x4y1) в направлении -x, указанная информационная точка растра означает "0", информационная точка растра (4) (на чертеже обведенное кружком численное значение) означает "0", и информационная точка растра (5) означает "0" соответственно.
В случае точечного растра, показанного на фиг.4, информационные точки растра от (1) до (17) принимают следующие значения:
(1)=1
(2)=1
(3)=0
(4)=0
(5)=0
(6)=1
(7)=0
(8)=1
(9)=0
(10)=1
(11)=1
(12)=0
(13)=0
(14)=0
(15)=0
(16)=1
(17)=1
Согласно настоящему варианту осуществления, значение информационного бита вычисляется с использованием алгоритма сбора информации с использованием разностного метода, который будет описан ниже, однако эта информационная точка растра может быть выведена как информационный бит как таковой. В дополнение, для этого информационного бита истинное значение может быть вычислено с помощью таблицы защиты данных, описанной ниже.
(Алгоритм сбора информации разностным методом)
Далее, со ссылкой на фиг.4 будет описан способ сбора информации, применяющий разностный метод на основе точечного растра согласно настоящему варианту осуществления.
Далее, в описании настоящего варианта осуществления цифра, обведенная круглыми скобками ( ), означает цифру, обведенную кружком на чертеже, а цифра, обведенная квадратными скобками [ ], означает цифру, обведенную квадратом на чертеже.
Согласно настоящему варианту осуществления, каждое значение из 14 битов в пределах информационного блока представляется разностью смежных информационных точек растра. Например, первый бит может быть получен из разности между информационной точкой растра (1) и информационной точкой растра (5), расположенной на + одну сетку от информационной точки растра (1) в направлении x. Другими словами утверждается [1]=(5)-(1). Здесь информационная точка растра (5) обозначает "1" и информационная точка растра (1) обозначает "0", так что первый бит [1] обозначает "1-0", то есть "1". Таким же способом, второй бит [2] представляется выражением [2]=(6)-(2), и третий бит [3] представляется выражением [3]=(7)-(3). Биты с первого по третий следующие.
Далее, в следующих разностных формулах желательно, чтобы значение принимало некоторое абсолютное значение.
[1] = (5) - (1) = 0 - 1 = 1
[2] = (6) - (2) = 1 - 1 = 0
[3] = (7) - (3) = 0 - 0 = 0
Затем, четвертый бит [4] получают из разности между информационной точкой растра (8), находящейся непосредственно под векторной точкой растра, и информационной точкой растра (5). Соответственно, что касается битов с четвертого [4] по шестой [6], получается разность между значением информационной точки растра, расположенной на один шаг сетки в направлении +x, и значением информационной точки растра, расположенной на один шаг сетки в направлении +y.
Аналогичным способом, биты с четвертого бита [4] по шестой [6] получаются из следующих формул.
[4] = (8) - (5) = 1 - 0 = 1
[5] = (9) - (6) = 0 - 1 = 1
[6] = (10) - (7) = 1 - 0 = 1
Далее, что касается битов с седьмого [7] до девятого [9], получается разность между значением информационной точки растра, расположенной на один шаг сетки в направлении +x, и значением информационной точки растра, расположенной на один шаг сетки в направлении -y.
Аналогичным способом, биты с седьмого бита [7] по девятый [9] могут быть получены из следующих формул.
[7] = (12) - (8) = 0 - 1 = 1
[8] = (13) - (9) = 0 - 0 = 0
[9] = (14) - (10) = 0 - 1 = 1
Далее, что касается битов с десятого бита [10] до двенадцатого бита [12], получается разность от значения информационной точки растра, расположенной на один шаг сетки в направлении +x, и биты с десятого бита [10] до двенадцатого бита [12] могут быть получены из следующих формул.
[10] = (15) - (12) = 0 - 0 = 0
[11] = (16) - (13) = 1 - 0 = 1
[12] = (17) - (14) = 1 - 0 = 1
Наконец, что касается тринадцатого бита [13] и четырнадцатого [14], получается разность между значением информационной точки растра (8) и значением информационной точки растра, расположенной на + один шаг сетки и - один шаг сетки в направлении x соответственно, и они могут быть получены следующим образом.
[13] = (8) - (4) = 1 - 0 = 1
[14] = (11) - (8) = 1 - 1 = 0
Далее, биты с первого [l] до четырнадцатого [14] могут использоваться в качестве истинного значения как такового и функционировать как данные считывания. Однако, чтобы гарантировать безопасность, может быть задано истинное значение, обеспечивая таблицу защиты данных, соответствующую упомянутым 14 битам, задавая ключевой параметр, соответствующий каждому биту, и прибавляя ключевой параметр к данным считывания, и умножая ключевой параметр на данные считывания.
В этом случае, истинное значение может быть получено посредством формулы Tn=[n]+Kn (n:1 до 14, Tn: истинное значение, [n]: значение считывания, Kn: ключевой параметр). Такая таблица защиты данных, имеющая ключевой параметр, сохраненный в ней, может быть зарегистрирована в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство, ROM) в устройстве оптического считывания.
Например, используя следующие ключевые параметры в качестве таблицы защиты данных,
1
K = 0
2
K = 0
3
K = 1
4
K = 0
5
K = 1
6
K = 1
7
K = 0
8
K = 1
9
K = 1
10
K = 0
11
K= 0
12
K = 0
13
K = 1
14
K = 1
можно получить истинные значения от T1 до T14, соответственно, следующим образом:
1
1
T = [1] + K = 1 + 0 = 1
2
2
T = [2] + K = 0 + 0 = 0
3
3
T = [3] + K = 0 + 1 = 1
4
4
T = [4] + K = 1 + 0 = 1
5
5
T = [5] + K = 1 + 1 = 0
6
6
T = [6] + K = 1 + 1 = 0
7
7
T = [7] + K = 1 + 0 = 1
8
8
T = [8] + K = 0 + 1 = 1
9
9
T = [9] + K = 1 + 1 = 1
10
10
T = [10] + K = 0 + 0 = 0
11
11
T = [11] + K = 1 + 0 = 1
12
12
T = [12] + K = 1 + 0 = 1
13
13
T = [13] + K = 1 + 1 = 0
14
14
T = [14] + K = 0 + 1 = 1
Соотношение между вышеописанными информационным битом, таблицей защиты данных и истинным значением будет показано на фиг.5.
В вышеприведенном описании поясняется случай, как информационный бит получается из другого информационного бита, и истинное значение получается со ссылкой на таблицу защиты данных, однако, в случае генерации точечного растра из истинного значения, в противоположность этому значение n-го бита [n] может быть получено из формулы [n]=Tn-Kn.
[1] = 1 - 0 = 1
[2] = 0 - 0 = 0
[3] = 1 - 1 = 0
Затем, биты с первого [l] до третьего [3], представляются следующей разностной формулой:
[1] = (5) - (1)
[2] = (6) - (2)
[3] = (7) - (3)
Здесь, если задать начальное значение в виде (l)=1, (2)=1, (3)=0, то точки растра от (5) до (7) могут быть получены следующим образом:
(5) = (1) + [1] = 1 + 1 = 0
(6) = (2) + [2] = 1 + 0 = 1
(7) = (3) + [3] = 0 + 0 = 0
Объяснение здесь опускается, однако значения точек растра от (8) до (14) могут быть получены таким же образом. Точки растра могут быть расположены на основе этих значений.
Начальные значения точек растра от (1) до (3) являются произвольными случайными числами (0 или 1).
Другими словами, прибавляя значения информационных битов от [1] до [3] к распределенным начальным точкам растра от (1) до (3) можно получить значения точек растра от (5) до (7), расположенные на следующей линии координатной сетки в направлении y. Таким же образом, путем прибавления значений информационных битов от [4] до [6] к значениям точек растра от (5) до (7) могут быть получены значения точек растра от (8) до (10). Далее, прибавляя значения информационных битов от [7] до [9] к значениям точек растра от (8) до (10), можно получить значения точек растра от (12) до (14). Далее, прибавляя значения информационных битов от [10] до [12] к значениям точек растра от (12) до (14), можно получить значения точек растра от (15) до (17).
Далее, значения точек растра от (4) до (11) могут быть получены, соответственно, путем вычитания из них информационного бита [13] или путем прибавления к ним информационного бита [14] на основе вычисленной точки растра (8) в вышеприведенном описании.
Как упоминалось выше, согласно настоящему варианту осуществления, расположение точки растра на линии координатной сетки yn определяется на основе расположения точки растра на линии координатной сетки y(n-l), и, повторяя последовательно указанную процедуру, можно определить полное расположение информационной точки растра.
(Процедура считывания точечного растра в устройстве оптического считывания)
(Шаг 1)
0
Как показано на фиг.6, данные, считанные устройством 801 оптического считывания (фиг.8), размещаются с побитовым отображением на видеоЗУПВ (запоминающее устройство с произвольной выборкой для видеоизображений, VRAM), и двухзначная точка в памяти для хранения изображений отыскивается из центра фотографирования в спирали. Точка, которая оказалась первой, определяется как опорная точка P.
(Шаг 2)
0
Далее, наличие или отсутствие точки растра отыскивается по правосторонней спирали из опорной точки растра P. Затем проводится следующее определение в отношении найденной здесь точки растра. Если указанная точка растра не удовлетворяет заданным условиям, то, возвращаясь к шагу 2, точка растра, которая является контрольным объектом, следующим в направлении спирали, будет отыскиваться из точек растра, которые были найдены до сих пор.
(Шаг 3)
0
Посредством измерения угла θ, образованного в направлении точки растра контрольного объекта из опорной точки растра в вертикальном направлении от центра фотографирования, и расстояния L от опорной точки растра P точки регистрируются в таблице, расположенной в памяти, путем вращения от нее на более короткое расстояние от опорной точки растра. Каждый раз, когда находится новая точка растра, вращение упорядочивается, потому что точка растра отыскивается в квадрате, с центром в опорной точке растра, в случае поиска точки растра в спирали, и точки, найденные сбоку, могут иметь более короткое расстояние. Фиг.6 показывает пример того, как точечный растр модифицируется в продолговатую фигуру, когда устройство 801 оптического считывания наклоняется, чтобы считать точечный растр из продолговатого положения относительно вертикальной линии напротив поверхности считывания.
(Шаг 4)
Вычисляется разность углов (а именно, черный треугольник θ) между новой точкой P1 растра контрольного объекта и точкой Ps растра, зарегистрированной в таблице заранее (см. фиг.7).
(Шаг 5)
-1
Если на шаге 4 оказывается, что черный треугольник θ больше, чем tan0,4, то процесс возвращается к шагу 1.
-1
Далее, tan0,4 (=21,8°) представляет собой угол, образованный смежной точкой растра, центрируемой вокруг опорной точки растра в направлении линии координатной сетки, и следующей смежной точкой растра в случае, когда устройство 801 оптического считывания фотографирует точечный растр, наклоненный под углом 50° (фиг.8).
(Шаг 6)
-1
2
2
2
2
Если на шаге 4 оказывается, что θ не больше, чем tan0,4, предполагая, что расстояние до зарегистрированной точки Ps растра (укороченное) составляет Ls, а расстояние до точки P1 растра (длиннее) контрольного объекта составляет L1, и если 2,4 > L1/Ls, 7,0 < L1/Ls, устанавливают флаг для контрольного объекта в таблице в P1, и процесс возвращается к шагу 2.
2
2
Далее, в случае фотографирования точечного растра под углом 50° выражение 2,4 ≤ L1/Ls ≤ 7,0 представляет собой пропорцию квадрата расстояния от смежной точки растра от опорной точки растра до следующей смежной точки растра в направлении линии координатной сетки, на которой находится опорная точка растра.
(Шаг 7)
2
2
-1
0
0
Если на шаге 6 устанавливается соотношение 2,4 ≤ L1/Ls ≤ 7,0, то ищется точка растра Ps', имеющая кратчайшее расстояние от опорной точки Pрастра в диапазоне, в котором угол θ' относительно противоположного направления точки P1 растра от опорной точки P растра представлен черным треугольником θ' ≤ tan0,4.
(Шаг 8)
Если точка растра не обнаруживается на шаге 7, устанавливают флаг для контрольного объекта в таблице в P1, и процесс возвращается к шагу 2.
(Шаг 9)
0
0
В случае, если точка растра обнаруживается на шаге 7, отыскивающем точку растра P1', следующую от точки растра Ps', в противоположном направлении точки растра P1 от опорной точки растра P (шаг 6), если точка растра удовлетворяет условиям шага 7, то точка растра P1-P-P1' становится кандидатом на опорную линию координатной сетки в первом направлении. Если точка растра не обнаруживается, устанавливают флаг для контрольного объекта в P1 в таблице, и процесс возвращается к шагу 2.
(Шаг 10)
0
0
0
После нахождения кандидата на опорную линию координатной сетки в первом направлении, P1-P-P1', с тем, чтобы выбрать десять точек растра с кратчайшим расстоянием от опорной точки растра, ищутся все пятнадцать точек растра непрерывно от точки растра, следующей за точкой растра P1, по спирали с центром в опорной точке растра P так, чтобы измерить расстояние от опорной точки растра P, и затем найденные точки растра регистрируются в таблице, расположенной в памяти, путем вращения на кратчайшее расстояние от опорной точки растра. Дополнительные точки растра ищутся таким же способом, что и в шаге 3.
(Шаг 11)
0
0
0
В направлении по часовой стрелке от P1 до P1' и в направлении против часовой стрелки от P1 до P1', с центром в опорной точке растра P, относительно кандидата на опорную линию координатной сетки в первом направлении, P1-P-P1', выбирается пять точек растра с кратчайшим расстоянием от опорной точки растра P в обоих направлениях, кроме Ps, Ps', соответственно.
(Шаг 12)
0
0
0
2
0
0
Не учитывая точку растра с кратчайшим расстоянием от опорной точки растра P из числа пяти точек растра и измеряя расстояние от остающихся четырех точек растра до опорной точки растра P и до P1-P-P1', линия, соединяющая две точки, имеющие равные расстояния, становится кандидатом на квазиопорную линию координатной сетки в первом направлении, и расстояние (а именно, расстояние между линиями) становится расстоянием между линиями D во втором направлении. Однако в случае, когда имеется два набора по две точки растра, имеющих равное расстояние от опорной точки растра Pдо P1-P-P1', выбираются две точки растра с кратчайшим расстоянием (см. фиг.9).
(Шаг 13)
0
На предыдущем шаге 12, когда две точки растра, имеющие равное расстояние до P1-P-P1', не находятся среди четырех точек растра, устанавливая флаг для контрольного объекта в таблице в P1 и P1', процесс проводится относительно следующей точки растра контрольного объекта с шага 4 и по шаг 15. Однако, поскольку точка растра, в отношении которой ставится флаг для контрольного объекта, не образует опорной линии координатной сетки в первом направлении, указанная точка растра не становится точкой растра контрольного объекта.
(Шаг 14)
2
2
1
1
3
2
3
3
3
4
1
На предыдущем шаге 12, когда кандидат на квазиопорную линию координатной сетки в первом направлении обнаруживается на обеих сторонах в направлении по часовой стрелке и в направлении против часовой стрелки, соединяя точки растра с кратчайшим расстоянием на стороне в направлении по часовой стрелке и на стороне в направлении против часовой стрелки друг с другом, что опущено на шаге 12, указанная линия делается кандидатом на опорную линию координатной сетки во втором направлении. Здесь, в случае когда расстояния от кандидатов на квазилинию координатной сетки во втором направлении, на стороне в направлении по часовой стрелке и на стороне в направлении против часовой стрелки, до кандидата на опорную линию координатной сетки в первом направлении равны (D = D') и расстояния от Ps и Ps' до опорной линии координатной сетки во втором направлении равны (D = D'), определяются кандидат на опорную линию координатной сетки в первом направлении, два кандидата на квазилинию координатной сетки в первом направлении и опорную линию координатной сетки во втором направлении. Получая точки пересечения между опорной линией координатной сетки во втором направлении, опорной линией координатной сетки в первом направлении и двумя кандидатами на квазилинию координатной сетки в первом направлении, их задают как узловые точки сетки G, G и G. Далее, каждое из расстояний от Ps и Ps' до опорной линии координатной сетки во втором направлении делается расстоянием в первом направлении между линиями D (см. фиг.10).
(Шаг 15)
Когда на шаге 14 определяется, что расстояния от соответствующих кандидатов на первую квазилинию координатной сетки до соответствующих кандидатов опорной линии координатной сетки не равны, и когда расстояния от Ps и Ps' до линии координатной сетки во втором опорном направлении не равны, устанавливают флаг для контрольного объекта на P1 и P1', и затем выполняют шаги с 4 до 15 относительно следующей точки растра контрольного объекта. Однако точка растра, в отношении которой ставится флаг для контрольного объекта, не становится точкой растра контрольной мишени, поскольку она не образует опорной линии координатной сетки в первом направлении.
(Шаг 16)
2
2
2
3
2
4
4
2
4
3
4
4
Вычерчиванием кандидатов на квазилинию координатной сетки во втором направлении от Ps и Ps', образующих линию координатной сетки в первом направлении под таким же углом, как опорная линия координатной сетки во втором направлении, получаются точки пересечения между линией координатной сетки в первом направлении и двумя квазилиниями координатной сетки в первом направлении, которые должны задаваться как гипотетические узловые точки сетки G', G', G' и G', G' и G' (фиг.11).
(Шаг 17)
0
1
2
m
n
На шаге 14 и шаге 16 получаются все девять узловых точек сетки, которые окружают узловую точку сетки в окрестности опорной точки растра P. Положения четырнадцати узловых точек вокруг всех девяти узловых точек сетки и гипотетические узловые точки сетки собираются в направлении каждой линии координатной сетки на основе величины шага сетки в первом и во втором направлениях (D, D), и они превращаются в гипотетические узловые точки сетки. Центрируемая вокруг указанных гипотетических узловых точек сетки точка растра, ближайшая от гипотетической узловой точки сетки, отыскивается в спирали, четырнадцать точек растра обнаруживаются в окрестности гипотетических узловых точек сетки, и затем указанные четырнадцать точек растра, прибавленные со всеми девятью узловыми точками сетки и гипотетическими узловыми точками сетки, задаются в качестве P (см. фиг.12).
(Шаг 18)
2
1
2
3
2
5
4
1
4
3
4
5
Сначала, соединяя P,P,P и P,P,P, соответственно, линии задаются как квазилинии координатной сетки во втором направлении.
(Шаг 19)
1
1
3
1
5
1
1
5
3
5
5
5
Затем, соединяя P,P,P и P,P,P, соответственно, линии задаются как полуквазилинии координатной сетки в первом направлении.
(Шаг 20)
1
2
1
4
5
2
5
4
Затем, соединяя P,Pи P,P, соответственно, линии задаются как полуквазилинии координатной сетки во втором направлении.
(Шаг 21)
Благодаря пяти линиям координатной сетки в первом направлении и пяти линиям координатной сетки во втором направлении, все двадцать две гипотетических узловых точки сетки превращаются в узловые точки сетки, и получаются положения всех двадцати пяти узловых точек сетки.
(Шаг 22)
0
Опорная точка растра Pобразует опорную линию в первом направлении, которая должна быть смещена от узловой точки сетки в первом направлении так, чтобы можно было решить, в каком из направлений, в первом или во втором, все остальные точки растра смещаются от узловой точки сетки, и они содержат информацию 1 бит, зависящую от направления смещения. Далее, угловая точка растра и векторная точка растра превращаются в узловую точку растра, имеющую точку растра, наложенную на узловую точку сетки.
(Шаг 23)
Среди всех двадцати пяти точек растра есть одна или несколько угловых точек растра и векторных точек растра, и обнаруживаются узловые точки растра минимум от двух и более, и максимум пять, включая угловую точку растра и векторную точку растра.
(Шаг 24)
0
0
Из числа узловых точек растра выбираются узловые точки растра, ближайшие от опорной точки растра P, и две узловые точки растра, ближайшие от этой узловой точки растра. В данном случае, указанные узловые точки сетки неизбежно становятся угловой точкой растра и векторной точкой растра. Сначала отыскивается направление, в котором линия, соединяющая первую узловую точку растра, ближайшую от опорной точки растра P, и две информационные точки растра с двух смежных сторон в этом направлении координатной сетки перекрываются с линией координатной сетки. Указанное направление и направление, соединяющее узловую точку сетки вблизи второй узловой точки из числа узловых точек растра в окрестности двух информационных точек растра на обеих смежных сторонах, и вторая узловая точка растра задаются как другие направления линии координатной сетки, и определяется, разнесены ли они для двух узловых точек сетки. Если первая точка растра удовлетворяет данному условию, то первая узловая точка растра становится векторной точкой растра, и вторая узловая точка растра становится угловой точкой растра. Если вторая точка растра не удовлетворяет упомянутому условию, то такое же определение делается относительно второй узловой точки растра. Если обе точки не удовлетворяют условию, то это ошибка. Далее, направление от узловой точки сетки, в которой две линии координатной сетки, на которых перекрываются векторная точка растра и угловая точка растра, пересекаются в векторной точке растра, становится направлением точечного растра (см. фиг.13).
(Шаг 25)
С помощью векторной точки растра и угловой точки растра собираются данные положения другой векторной точки растра и другой угловой точки растра, и затем подтверждается, все ли узловые точки растра, которые найдены в данном положении на шаге 23, перекрываются друг с другом. Если они не перекрываются друг с другом, то это ошибка.
(Шаг 26)
Исходя из вышесказанного, отыскиваются направление точечного растра и направление, в котором все информационные точки растра смещены от узловой точки сетки. Затем, задавая направление под прямым углом 90° от направления точечного растра как "1" и задавая его обратное направление как "0", вычисляется информация для одного блока. Далее, получая угол, образованный вертикальным направлением в центре фотографирования и направлением точечного растра, этот угол может быть принят за информационный параметр. На фиг.14 угловой информационный параметр составляет θ = 0.
(Шаг 27)
Фигуры 1-9 показывают пример того, как точечный растр считывается из наклонного направления наклоненным устройством 801 оптического считывания, и точечный растр модифицируется в продолговатую фигуру. Также в случае, когда угол образуется вертикальным направлением в центре фотографирования устройства оптического считывания и направлением точечного растра и точечный растр модифицируется в ромбовидную форму, вышеописанные шаги от 1 до 26 могут быть выполнены соответствующим образом (см. фиг.15).
(Шаг 28)
В вычислении данных для одного блока, в случае данных в форме кода, одинаковый код записывается в данных любого блока в любой области, так что не всегда необходимо, чтобы была получена битовая информация точки растра, окруженной четырьмя угловыми точками. Если битовая информация (1 или 0) каждой точки растра, соответствующая одному блоку, получается по блоку, то могут быть вычислены данные для одного блока.
Далее, в случае координатного формата xy, проводя коррекцию и интерполяцию координаты xy смежного блока и положения центра фотографирования с помощью значения приращения, вычисляется точное значение координаты центра фотографирования. Другими словами, когда данные в блоке означают xy координату, сначала, из взаимного расположения между узловой точкой растра и векторной точкой растра, определяется, расположен ли центр фотографирования в блоке. Затем, путем коррекции данных части, указанной из смежного блока, включенной в диапазон фотографирования, интерполируются данные в части, не включенной в диапазон фотографирования блока центра фотографирования. Тем самым, получается xy координата блока (в частности, xy координата блока, в котором включается центр фотографирования).
Указанная xy координата означает xy координату в центре блока, и истинную xy координату этого блока можно получить посредством линейной интерполяции величины смещения между положением центра блока и центра фотографирования, а также величины приращения и отрицательного приращения xy координаты между блоками.
Далее, способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра настоящего изобретения не ограничивается вышеописанным вариантом осуществления, и очевидно, что к настоящему изобретению могут быть добавлены различные модификации, не отклоняясь от сущности настоящего изобретения.
Например, в случае использования точечного растра в качестве фона для печати, точка растра может быть расположена на самой узловой точке сетки (черновой точечный растр). Такой точечный растр может быть использован в области границы, которую можно распознать как штриховой рисунок (область границы среди шаблонных изображений). В дополнение, упомянутый черновой точечный растр может быть превращен в фон для печати. В этом случае, когда черновой точечный растр считывается устройством оптического считывания, информационной точки растра нет, и производится ошибочный вывод. Вследствие этого ошибочного вывода можно распознать, что черновой точечный растр является фоном и музыкой, как например, музыкальный фон (BGM) или трель маленьких птиц согласно тому, какой фон выводится.
В дополнение, согласно варианту осуществления, векторная точка растра (см. фиг.16) указывает направление информационного блока 4x4 блока сетки (сеток), однако, используя данную векторную точку растра, можно распознать направление считывания устройства оптического считывания. Следовательно, точечный растр одного и того же информационного блока может иметь различные значения в зависимости от направления считывания. Другими словами, считывая один и тот же точечный растр устройством оптического считывания, вращаемым на угол 90 градусов, 180 градусов или 270 градусов вокруг оси оптического считывания, положение векторной точки растра так же является горизонтальным направлением или более низким направлением относительно информационного блока в памяти для хранения изображений. Следовательно, после считывания точечного растра в информационном блоке выходной сигнал (речь или т.д.) может изменяться согласно информации направления, полученной из положения векторной точки растра. Например, точечный растр настоящего изобретения печатается на каждой клетке кроссворда, затем, посредством вращения поверхности считывания устройства оптического считывания на 90 градусов вокруг оптической оси, могут отображаться и выводиться отдельно подсказка слова в продольном направлении и подсказка слова в поперечном направлении. Далее, технология распознавания угла вращения, когда устройство оптического считывания считывает точечный растр посредством использования векторной точки растра, была описана выше для случая, когда устройство оптического считывания вращается на 90 градусов, однако в качестве минимального угла вращения можно распознать угол приблизительно 5 градусов.
Кроме того, на фиг.16 векторная точка растра обеспечивается поодиночке; однако сама по себе информационная точка растра может быть задана как одна векторная точка растра. Другими словами, после генерации точечного растра согласно разностному методу, управляя начальным значением, можно управлять положением размещения точки растра (например, точка растра обведенного кружком численного значения 8 на фиг.17). В результате, информационная точка растра такого специфического положения может быть использована в качестве векторной точки растра.
Таким образом, векторная точка растра и информационная точка растра могут совместно использоваться, так что может быть увеличен объем информации.
Затем, поскольку векторная точка растра расположена поодиночке на фиг.4 и фиг.16, разность могла бы быть обнаружена с использованием порядка считывания для наклонного направления, подобно порядку от [4] до [9] (см. фиг.4 и фиг.16). Однако, когда информационная точка растра и векторная точка растра совместно используются, как показано на фиг.17, разность может считываться приблизительно в горизонтальном положении, что приводит к упрощению алгоритма поиска.
Далее, фиг.18 показывает сравнение между значением информационного бита, значением таблицы защиты данных и истинным значением, вычисленным из значения информационного бита и значения таблица защиты данных точечного растра, показанного на фиг.17.
1
14
1
14
Другими словами, таблица защиты данных обеспечивается на накопителе средства оптического считывания, и, прибавляя значения с K до K таблицы защиты данных к значению информационного бита, считанному посредством разности (верхняя фаза фиг.18), можно вычислить истинные значения с T до T.
Согласно варианту осуществления, число узловых блоков сетки определяется одним модулем информации, составленным из 4x4, однако, очевидно, что указанное число блоков может свободно изменяться.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Применяя способ ввода и вывода информации с использованием точечного растра, согласно настоящему изобретению, к печатной среде, такой как книга с картинками и афиша или что-то подобное, к печатной информации бумажного носителя может быть прибавлена информация другого символа, информация изображения и речевая информация.
В дополнение, согласно настоящему изобретению, используя точечный растр печатного носителя, точечный растр может быть заменой планшетного ввода.