使用了點圖案的信息輸入輸出方法
2023-06-01 15:31:36 2
專利名稱：使用了點圖案的信息輸入輸出方法
技術領域：
本發明涉及使用了點圖案的信息輸入輸出方法。
背景技術：
過去以來，提案有讀取在印刷品等上所印刷的條形碼並輸出語音等信息的信息輸出方法。例如，提出了將與已預先賦予存儲單元的鍵信息(多位代碼)一致的信息存儲起來，從條形碼閱讀器所讀入的關鍵碼來進行搜索並輸出信息等的方法。又，為了能夠輸出大量的信息和程序，而生成按規定的法則將細微的點排列起來的點圖案，然後將印刷在印刷品等上的點圖案通過照相機作為圖像數據來取入，並進行數位化處理後輸出語音信息的技術也得以提案。
但是，上述以往的藉助於條形碼來輸出語音等的方法，具有在印刷物等上印刷的條形碼礙眼之類的問題。又，由於條形碼較大而佔據紙面的一部分，因此，當在書籍等上使用它時，不僅由於條形碼較大而有損印刷紙面的美觀，而且，當想要對一部分的文章和句子或在照片、繪畫、圖解的圖像中出現的具有含意的字符和對象物逐個分配容易理解且數量較多的條形碼的情況下，就有顯示條形碼的空間不夠或在紙面布局上不可能之類的問題。
由於這樣的問題點，如在特表2003-511761號公報(專利文獻1)和特開平10-187907號公報(專利文獻2)中所示，提出了這樣的技術根據一定的法則在紙面上形成點圖案，通過將該點圖案用光學方式讀取，來取得鍵信息(代碼)和紙面上的坐標值。
但是，當使上述專利文獻1或2等中所示的點圖案中具有鍵信息等的含意的情況下，這樣的點圖案的配置密度分布大多會不均勻，因此擔心在紙面上成為圖樣而表現出來，或給重疊印刷的繪畫和照片的印刷紙面的美觀帶來影響。
另外，若這樣的點圖案被廣泛地使用，就可以認為在日常的印刷品、商品的表面上形成點圖案，其光學的讀取手段也變得通用且便宜。但是，在以往的點圖案方式中，由於日常生活的溫度、溼度等的影響點圖案的紙面等的介質表面發生伸縮或彎曲、或由於印刷技術其本身的原因而在點圖案上產生了畸變這樣的情況下，進而在使用了採用加工精度較低的透鏡的讀取裝置的情況下，則進一步存在以下的問題由於讀取手段的讀取方向(例如，相對於紙面從使光軸自垂直方向偏離了的傾斜方向來讀取的情況)等原因，而在所攝像的點圖案中產生了畸變，為了將其修正就需要較高的技術力量。
發明內容
本發明涉及使用了點圖案的信息輸入輸出方法。
本發明的第1技術方案提供一種使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其中用光學讀取裝置讀取被形成在介質上的點圖案，該點圖案配置了在xy方向以規定間隔逐個設置的虛擬格子線上、且從格子點朝x方向或者y方向以規定間隔進行了偏移的信息點；將以光學方式所讀取的該點圖案在圖像存儲器上進行展開；通過圖像存儲器上的位映像計算，對各信息點識別從上述格子點向x方向或者y方向的偏移方法；對應於上述偏移方法對各信息點賦予值；計算鄰接的信息點間的值的差分並作為位信息；以及將規定區域內的位信息組作為坐標信息或者代碼信息進行輸出。
根據本發明，由於將信息點完全配置在格子點附近，點圖案的配置密度分布不會不均勻，不會在紙面上成為圖樣而表現出來，不會給與點圖案重疊而印刷的繪畫和照片的印刷紙面的美觀帶來影響。
本發明的第2技術方案是在第1技術方案所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法中上述虛擬格子線上從各格子點朝x方向或者y方向的規定間隔的偏移，對鄰接的信息點逐個交替生成向x方向、y方向的偏移。
這樣，由於在格子線上對鄰接的信息點逐個交替生成向x方向、y方向的偏移，相隔一個的信息點必然被配置在同一格子線上。因此，在已經用光學讀取裝置讀取了的情況下，在圖像存儲器上虛擬格子線的搜索算法變得簡單，其結果，在圖像存儲器上的格子點的搜索也變得容易。從而，不需複雜的算法就可以實現點圖案讀取速度的高速化。
進而，在由於日常生活的溫度、溼度等的影響點圖案的紙面伸縮或彎曲，或者由於印刷技術其本身的原因在點圖案上產生了畸變這樣的情況下，進而在使用採用了加工精度較低的透鏡的讀取裝置情況下，由於讀取手段的讀取方向(例如，相對於紙面從使光軸自垂直方向偏離了的傾斜方向來讀取的情況)等原因即使在已經被攝像的點圖案中產生了畸變，由於上述虛擬格子線不是直線而是緩慢的曲線所以不需要使用複雜的修正算法，搜索容易。
本發明的第3技術方案是在第1技術方案所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法中對規定數目的每個格子區域具有配置在格子點上的拐角點，並將該拐角點所包圍的區域作為上述規定區域來登錄坐標信息或者代碼信息。
通過使用上述拐角點，可以使信息的保存單位明確。作為該區域單位，作為一例，可以是設定為4格子塊×4格子塊＝16格子塊。可以將該16格子塊中的格子點附近設為信息點的配置位置。
本發明的第4技術方案是在第3技術方案所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法中在上述拐角點所包圍的區域外或者區域內的格子點上配置意味著上述規定區域的朝向的矢量點。
由於通過配置該矢量點就能在向±90度方向和180度方向旋轉了的狀態下讀入點圖案，所以在上下左右任何的方向都可以讀取點圖案表示的代碼。
此外，通過利用矢量點來加進方向信息，即使是同一點圖案，也有可能由於讀取方向而使輸出變化。
本發明的第5技術方案是在第1至4中技術方案任意一項所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法中對上述所輸出的位信息組，將與各位相對應保存了鍵參數的保密表配備在存儲裝置內，並通過用鍵參數對各位信息進行運算處理而計算出真值。
通過使用這樣的保密表，可以防止第三者根據點圖案的讀取結果(位信息)來解析其意味的代碼信息和坐標信息。
本發明的第6技術方案提供一種使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其中用光學讀取裝置讀取被形成在介質上的點圖案，該點圖案配置了在xy方向以規定間隔逐個設置的虛擬格子線上、且對鄰接的每個格子點朝x方向或者y方向以規定間隔交替進行了偏移的信息點；將以光學方式所讀取的該點圖案在圖像存儲器上進行展開；搜索上述每隔一個配置的信息點在位映像上識別x方向和y方向的格子線；識別位映像上的各格子點的坐標；通過位映像計算，對各信息點識別從上述格子點向x方向或者y方向的偏移方法；對應於上述偏移方法將預先定義的值賦予各信息點；計算鄰接的信息點間的值的差分作為位信息；輸出規定區域內的位信息組；對上述位信息組，從與各位相對應保存了鍵參數的保密表讀出鍵參數，並通過進行運算處理而計算出真值組；以及輸出對應於上述真值組的代碼信息或者介質面上的坐標信息組。
本發明的第7技術方案提供一種點圖案生成方法，該點圖案在介質上配置在xy方向以規定間隔逐個設置的虛擬格子線上、且對鄰接的每個格子點朝x方向或者y方向以規定間隔交替進行了偏移的信息點；其中針對真值組運算處理從保密表讀出的鍵參數以計算出位信息組；使用任意的隨機數來決定被配置在x方向或者y方向的初始格子線上的初始點；基於預先設定的從格子點的偏移規則來配置上述初始點；在上述初始點意味的值上相加位信息值以計算被配置在第2格子線上的點的值；在上述第2格子線上基於預先設定的從格子點的偏移規則來配置各點；以及基于格子線n-1上的點順次反覆進行上述點的配置、格子線n上的點的配置。
根據本發明的第1～7技術方案所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法，不會使點圖案的配置密度分布不均勻，為此，也不用擔心點圖案在紙面上成為較醜的圖案而表現出來，或給重疊印刷的繪畫和照片的印刷紙面的美觀帶來影響。
又，在點圖案的紙面等的介質表面伸縮或彎曲，或由於印刷技術其本身的原因在點圖案上產生了畸變這樣的情況下，進一步在使用採用了加工精度較低的透鏡的讀取裝置的情況下，進而在由於讀取手段的讀取方向(例如，相對於紙面從使光軸自垂直方向偏離了的傾斜方向來讀取的情況)等原因在已經攝像的點圖案中產生了畸變的情況下，也不需要使用複雜的修正算法，可以容易地搜索虛擬格子線，因此，不受介質表面和讀取條件左右，可以實現高速且正確的點圖案的識別。
通過使用本發明的點圖案，應用於個人計算機和信息處理裝置等的輸入手段，就有可能代替以往的滑鼠、圖形輸入板、數位化轉換器等的輸入，能夠給輸入系統帶來變革。
這時，既可以使點圖案意味特定的代碼信息，也可以設為使其意味xy坐標的數值。
圖1是說明本實施方式的點圖案的配置方法的圖。
圖2是表示實施方式的點和格子線的關係的圖。
圖3是表示從信息點的格子點偏離方法的形態的圖。
圖4是用於說明基於差分的信息獲得的點圖案的圖。
圖5是用於說明信息位和保密表和真值之間關係的圖。
圖6是用於說明點圖案的讀取算法之圖(1)。
圖7是用於說明點圖案的讀取算法之圖(2)。
圖8是表示採用了光學讀取裝置的點圖案的讀取方法的說明圖。
圖9是用於說明點圖案的讀取算法之圖(3)。
圖10是用於說明點圖案的讀取算法之圖(4)。
圖11是用於說明點圖案的讀取算法之圖(5)。
圖12是用於說明點圖案的讀取算法之圖(6)。
圖13是用於說明點圖案的讀取算法之圖(7)。
圖14是用於說明點圖案的讀取算法之圖(8)。
圖15是用於說明點圖案的讀取算法之圖(9)。
圖16是用於說明點圖案的讀取算法之圖(10)。
圖17是用於說明點圖案的變形例子的讀取算法的圖。
圖18是表示圖17的信息位和保密表和真值之間的關係的說明圖。
具體實施例方式
以下，參考附圖對本發明的實施方式進行說明。
(點圖案的基本原理)利用圖1對本實施方式的點圖案的基本原理進行說明。
首先，如圖1所示，在xy方向上以規定間隔逐個假定格子線(y1～y7，x1～x5)。稱該格子線的交點為格子點。而且，在本實施方式中，作為用這樣4個格子點包圍的最小塊(1柵格)，在xy方向上，以每4塊(4柵格)、也就是4×4＝16塊(16柵格)設為一個信息塊。此外，將這個信息塊的單位設為16塊只不過是一例，不言而喻也可以以任意塊數來構成信息塊。
然後，將構成該信息塊的矩形區域的4個角點設為拐角點(x1y1，x1y5，x5y1，x5y5)(圖中，用圓形包圍的點)。使這4個拐角點與格子點一致。
這樣，通過發現與格子點一致的4個拐角點，可以識別信息塊。但是，雖然只要有該拐角點就可以識別信息塊，卻不知道其朝向。這是因為例如，如果不能識別信息塊的方向，即使是相同的信息塊若掃描到使其旋轉了±90度或180度的信息塊，就會變成完全不同的信息。
因此，在信息塊的矩形區域的內部或鄰接的矩形區域內的格子點配置了矢量點(鍵點)。在同一圖中，用三角形包圍的點(x0y3)就是矢量點，在構成信息塊的上邊的格子線的中點的垂直上方的1個目的格子點處配置了鍵位(矢量點)。與此相同，在該信息塊中構成下邊的格子線的中點的垂直向上的1個目的格子點(x4y3)處配置了下面的信息塊的鍵位。
此外，在本實施方式中，將格子之間(柵格之間)的距離設為0.25mm。因此，信息塊的一邊為0.25mm×4柵格＝1mm。而且，其面積為1mm×1mm＝1mm2。在該範圍中，可以保存14位的信息，在將其中的2位作為控制數據使用的情況下，變成可以保存12位的信息。此外，將格子之間(柵格之間)的距離設為0.25mm也只是一個例子，例如，也可以在0.25～0.5mm以上的範圍自由地變更。
(信息點的配置原則)在從格子點向x方向、y方向偏移的位置，每隔一個配置了信息點。信息點的直徑最好是0.03～0.05mm以上，從格子點的偏移量最好是格子之間距離的15～25％左右。該偏移量也只是一例子也未必一定在該範圍，但是，一般在比25％還大的偏移量的情況下，在用眼睛看時，點圖案很有可能成為圖樣而容易表現出來。
總之，因為從格子點的偏移方法設定成交互地進行向上下(y方向)的偏移和向左右(x方向)的偏離，所以就不存在點的配置分布的不均勻，在紙面上也不會變成波紋和圖樣而看見，保證了印刷紙面的美觀。
通過採用這樣的配置原則，信息點就一定可以每隔1個被配置在y方向(參考圖2)的格子線上。這樣，在讀取點圖案時，最好每隔一個在y方向或x方向上來尋找被配置在直線上的格子線，具有可以使識別時的信息處理裝置中的計算算法簡單且快速化的優點。
另外，例如，在由於紙面的彎曲等而導致點圖案變形了的情況下，有時格子線不是精確的直線，而是接近於直線的緩慢的曲線，因此，由于格子線的發現比較容易，可以說是針對紙面的變形和讀取光學系統的偏移和畸變來說較強的算法。
圖3是關於信息點的含意的說明。在該圖中，+表示格子點，·表示點(信息點)。對于格子點，當在-y方向上配置了信息點時設為0，在+y方向配置了信息點時設為1，對於同樣的格子點當在-x方向上配置了信息點時設為0，在+x方向配置了信息點時設為1。
下面利用圖4對具體的信息點的配置狀態和讀取算法進行說明。
在同一圖中，帶圓圈的數字的1的信息點(以下設為信息點(1))，由於從格子點(x2y1)向+x方向偏移所以意味著「1」。又，信息點(2)(圖中帶圓圈的數值)由於從格子點(x3y1)向+y方向偏移，所以意味著「1」。進而，信息點(3)(在圖中帶圓圈的數字)，由於從格子點(x4y1)向-x方向偏移，所以意味著「0」，信息點(4)(在圖中帶圓圈的數字)意味著「0」，信息點(5)意味著「0」。
在圖4中所示的點圖案的情況下，信息點(1)～(17)成為以下的值。
(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此外，在本實施方式中，對於上述信息位，進一步實現了使用基於以下說明的差分法的信息取得算法來計算值，但是，也可以是將該信息點按原樣作為信息位來輸出。又，也可以對於該信息位進行後述的保密表的值的運算處理計算出真值。
(基於差分法的信息取得算法)下面，使用圖4對基於本實施方式的點圖案採用了差分法的信息取得方法進行說明。
此外，在本實施方式的說明中，用包圍的數字意味在圖中用圓形包圍的數字(帶圓圈的數字)，用[]包圍的數字意味著在圖中用四邊形包圍的數字。
在本實施方式中，信息塊中的14位各自的值表現為鄰接的信息點的差分。例如，第1位是對於信息點(1)通過與在x方向上+1格子部分的位置的信息點(5)之間的差分而求解的。也就是，[1]＝(5)-(1)。在這裡，信息點(5)意味著「1」，信息點(1)意味著「0」，所以第1位[1]意味著1-0，也就是「1」。同樣，第2位[2]用[2]＝(6)-(2)表示，第3位用[3]＝(7)-(3)表示。第1位～第3位如下。
此外，在下面所述的差分公式中，數值採取絕對值。
＝(5)-(1)＝0-1＝1[2]＝(6)-(2)＝1-1＝0[3]＝(7)-(3)＝0-0＝0接著，關於第4位[4]，用處於矢量點的正下方位置的信息點(8)與信息點(5)的差分來求解。因此，第4位[4]～第6位[6]取位於+x方向1格子、+y方向1格子處的信息點的數值之差分。
這樣一來，第4位[4]～第6位[6]可以用以下的公式求解。
＝(8)-(5)＝1-0＝1[5]＝(9)-(6)＝0-1＝1[6]＝(10)-(7)＝1-0＝1接著，關於第7位[7]～第9位[9]，取處於+x方向1格子、-y方向1格子處的信息位的數值之差分。
這樣一來，第7位[7]～第9位[9]可以用以下的公式求解。
＝(12)-(8)＝0-1＝1[8]＝(13)-(9)＝0-0＝0 ＝(14)-(10)＝0-1＝1下面，關於第10位[10]～第12位[12]，取位於+x方向1格子處的信息點的差分，如下。
-(15)-(12)＝0-0＝0[11]＝(16)-(13)＝1-0＝1[12]＝(17)-(14)＝1-0＝1最後，第13位[13]和第14位[14]，取對於信息點(8)在x方向分別位於+1、-1格子處的信息點的差分，如下求解。
＝(8)-(4)＝1-0＝1[14]＝(11)-(8)＝1-1＝0此外，也可以將第1位[1]～第14位[14]原樣設為真值並作為讀取數據來採用。但是，為了確保保密，也可以通過設置對應於該14位的保密表，將與各位對應的鍵參數定義好，並將鍵參數對讀取數據進行加法、乘法等計算而得到真值。
這時，真值T可以用Tn＝[n]+Kn(n1～14，Tn真值，[n]讀取值，Kn鍵參數)求解。可以將已經保存了這樣的鍵參數的保密表登錄在光學讀取裝置中的ROM內。
例如，作為保密表，在設定了如下的鍵參數的情況下，K1＝0K2＝0K3＝1K4＝0K5＝1K6＝1K7＝0K8＝1K9＝1K10＝0K11＝0
K12＝0K13＝1K14＝1真值T1～T14，可以分別如下求解。
T1＝[1]+K1＝1+0＝1T2＝[2]+K2＝0+0＝0T3＝[3]+K3＝0+1＝1T4＝[4]+K4＝1+0＝1T5＝[5]+K5＝1+1＝0T6＝[6]+K6＝1+1＝0T7＝[7]+K7＝1+0＝1T8＝[8]+K8＝0+1＝1T9＝[9]+K9＝1+1＝0T10＝[10]+K10＝0+0＝0T11＝[11]+K11＝1+0＝1T12＝[12]+K12＝1+0＝1T13＝[13]+K13＝1+1＝0T14＝[14]+K14＝0+1＝1將以上說明的信息位和保密表和真值之間的對應關係在圖5中表示。
此外，在上述中，已經對從信息點得到信息位然後參考保密表求解真值的情況進行了說明。但是，與此相反，對於從真值生成點圖案的情況，第n位的數值[n]，可以用[n]＝Tn-Kn來求解。
在這裡作為一例，在設T1＝1、T2＝0、T3＝1的情況，第1位[1]～第3位[3]用以下的公式求解。
＝1-0＝1[2]＝0-0＝0[3]＝1-1＝0然後，第1位[1]～第3位[3]，可以通過以下的差分公式來表示。
＝(5)-(1)[2]＝(6)-(2)[3]＝(7)-(3)在這裡，賦予了(1)＝1、(2)＝1、(3)＝0這樣的初始值，可以將點(5)～(7)如下求解。
(5)＝(1)+[1]＝1+1＝0(6)＝(2)+[2]＝1+0＝1(7)＝(3)+[3]＝0+0＝0以下的說明省略，但是，同樣地可以求解點(8)～(14)的值，可以基於該值來配置點。
此外，點(1)～(3)的初始值可以是任意的隨機數(0或1)。
總之，通過將信息位[1]～[3]的值對被分配的初始點(1)～(3)進行加法計算，可以求解被配置在接下來的y方向格子線上的點(5)～(7)的值。同樣，通過將信息位[4]～[6]的值對點(5)～(7)的值進行加法計算，可以求解點(8)～(10)的值。進而，通過將信息位[7]～[9]的值對它們進行加法計算，可以求解點(12)～(14)的值。進一步，可以將信息位[10]～[12]的值對其進行加法計算來求解點(15)～(17)的值。
此外，關於點(4)和(11)，可以通過基於在上述計算出的點(8)將信息位[13]減去、將信息位[14]相加來分別求解。
這樣一來，在本實施方式中，基于格子線y(n-1)上的點配置來決定格子線yn上的點的配置，通過將其依次重複來決定全體的信息點的配置。
(光學讀取裝置中的點圖案讀取過程)(步驟1)如圖6所示，將在光學讀取裝置801(參考圖8)中讀取的數據在VRAM(圖像存儲器)上進行位映像(bitmap位圖)展開，螺旋狀地從攝影中心開始尋找圖像存儲器上的二值化的點。將最初找到的點設為基準點Po。
(步驟2)接下來，從基準點Po開始，向右螺旋狀地搜索點的有無。對於在這裡找到的點進行下面所述的判定，當不滿足條件時返回到(步驟2)，並尋找從到此尋找到的點開始到上述螺旋方向的下一個的作為研究對象的點。
(步驟3)對於攝影中心垂直方向，測量從基準點Po到研究對象點的方向所成的角度θ和距基準點Po的距離L，並以上述距離L的較短的順序在被設置在存儲器上的表中進行登錄。此外，每當發現新的點，就將該順序進行排序。因為，在旋轉狀尋找的情況下，是在以基準點Po為中心的正方形形狀上尋找點，後面尋找到的點有可能距離變短。圖6是，使光學讀取裝置801傾斜，從相對讀取面的垂直線傾斜的方向讀取點圖案，點圖案變形為長方形的例子。
(步驟4)計算新的研究對象點P1和已經在表中登錄的點Ps之間的角度差▲θ(參考圖7)。
(步驟5)在上述步驟4中，如果▲θ＞tan-10.4，則返回到(步驟1)。
此外，tan-10.4(＝21.8°)，是在以50°的角度傾斜光學讀取裝置801來拍攝點圖案的情況下，以基準點為中心處于格子線方向的附近的點和進一步處於的其附近的點形成的角度。(圖8)(步驟6)在上述步驟4中，如果▲θ≤tan-10.4，設到已經登錄(較短)的點Ps的距離為Ls、設到研究對象(較長)的點Pl的距離為Ll，如果2.4＞Ll2/Ls2，7.0＜Ll2/Ls2，對點Pl在上述表上設立研究對象以外的標誌，並返回到(步驟2)。
此外，2.4≤Ll2/Ls2≤7.0，是在以50°的角度拍攝了點圖案的情況下，在標有基準點的格子線方向上，從基準點到處於鄰近的點和進一步處於其鄰近的點的距離的平方之比。
(步驟7)在上述步驟6中，如果2.4≤Ll2/Ls2≤7.0，對於Pl的相對基準點Po的正好相反的方向，在該角度θ′是▲θ′≤tan-10.4的範圍，從基準點Po開始尋找最短距離的點Ps′。
(步驟8)如果在上述步驟7中如果沒有發現點，就在表上的Pl處設立研究對象以外的標誌，並返回到(步驟2)。
(步驟9)在步驟7中已經發現了點的情況下，在Pl的相對基準點Po正好相反的方向，尋找比Ps′還遠的點Pl′，如果滿足(步驟6)、(步驟7)的條件，將Pl-Po-Pl′當作基準第1方向格子線的候補。如果沒有找到，就在Pl處設立研究對象以外的標誌，並返回到步驟2。
(步驟10)在找到基準第1方向格子線候補Pl-Po-Pl′以後，為了挑選離基準點距離最短的10個點，以基準點Po中心，從點Pl以下的點開始以螺旋狀繼續尋找共計達到15個點，測量從基準點Po的距離，並以距離較短的順序在表中進行登錄。此外，尋找多餘的點是基於與(步驟3)同樣的理由。
(步驟11)對於基準第1方向格子線候補Pl-Po-Pl′，在以基準點Po為中心從Pl到Pl′沿右旋方向和從Pl到Pl′沿左旋方向，分別除了Ps、Ps′以外，分別在兩方向上挑選相對基準點Po距離最短的5個點。
(步驟12)5個點中，省去離基準點Po距離最短的點，從其餘的4個點測量從基準點Po到Pl-Po-Pl′的距離，連接距離相等的2個點的連線作為準第1方向格子線的候補，該距離(線間距離)為第2方向格子間距離D2。但是，在到Pl-Po-Pl′的距離相等的2個點有2組的情況下，挑選該距離較短的2個點。(參考圖9)(步驟13)
在上述步驟12中，當在4個點中沒有發現到Pl-Po-Pl′的距離相等的2個點的情況下，在Pl、Pl′處設立研究對象以外的標誌，對於其下面的研究對象點進行步驟4～步驟15的作業。但是，已經設立了研究對象以外的標誌的點，由於不形成基準第1方向格子線而不作為研究對象的點。
(步驟14)在上述的步驟12中，在右旋和左旋的兩側，找到準第1方向格子線的候補，進而將在右旋側和左旋側的步驟12中省去的、距離最短的點之間連接，作為基準第2方向格子線的候補。在這裡，從右旋側和左旋側的準第1方向格子線候補，到基準第1方向格子線候補的距離相等(D2＝D2′)，且在從Ps和Ps′到基準第2方向格子線候補的距離相等的情況下(D1＝D1′)，基準第1方向格子線以及兩個準第1方向格子線和基準第2方向格子線被確定。求解基準第2方向格子線和基準第1方向格子線和兩個準第1方向格子線的交點，設為格子點3G2、3G3、3G4。此外，從Ps和Ps′到基準第2方向格子線的距離就出為第1方向格子間距離D1(參考圖10)。
(步驟15)在步驟14中，在從各自的準格子線候補到基準格子線候補的距離不相等的情況、或者在從Ps和Ps′到基準第2方向的格子線的距離不相等的情況下，在Pl和Pl′處設立對象以外的標誌，對於下面的研究對象點進行步驟4～步驟15的處理。但是，設立了對象以外的標誌的點，由於不形成基準第1方向格子線而不作為研究對象的點。
(步驟16)從直至形成第1方向格子線的Ps和Ps′，以與基準第2方向格子線相同的角度描劃準第2方向格子線候補，求解與第1方向格子線和兩個準第1方向格子線的交點，設為虛擬格子點2G2′、2G3′、2G4′和4G2′、4G3′、4G4′。(圖11)(步驟17)通過步驟14和步驟16，求解包圍基準點Po附近的格子點的共計9個的格子點和虛擬格子點。上述，對於在上述共計9個的格子點和虛擬格子點的周圍的14個格子點，以第1和第2方向格子線之間的距離(D1、D2)為基礎，在各自的格子線方向上推測其位置並設為虛擬格子點。以該虛擬格子點為中心螺旋狀地從虛擬格子點開始尋找最近位置的點，發現虛擬格子點附近的14個點並與9個格子點和虛擬格子點附近的點一起作為mPn(參考圖12)。
(步驟18)首先，分別連接2P1-2P3-2P5和4P1-4P3-4P5，作為準第2方向格子線。
(步驟19)然後，分別連接1P1-3P1-5P1和1P5-3P5-5P5，作為次準第1方向格子線。
(步驟20)然後，分別連接1P2-1P4和5P2-5P4，作為次準第2方向格子線。
(步驟21)藉助於5條第1方向格子線和5條第2方向格子線，虛擬格子點22個取代格子點來求解全部的格子點25個的位置。
(步驟22)由於基準點Po形成基準第1方向線並從格子點向第1方向偏移，因此，其他的所有點確定是向第1方向還是第2方向的某一方向從格子點進行偏移，根據其進行偏移的方向而具有1位的信息。此外，拐角點和矢量點變成在格子點上點重疊的格子點。
(步驟23)在25個點中，拐角點和矢量點分別具有一個以上，可以找到包含拐角點、矢量點的最小2個以上的以及最大5個的格子點。
(步驟24)在格子點中，挑選相對基準點Po最近的格子點和2個與該格子點最近的格子點。這時，必然為拐角點和矢量點。首先，尋找相對基準點Po最近的第1個的格子點和連接該格子方向兩相鄰的2個信息點的連線與格子線重疊的方向。該方向和連接上述兩相鄰的2個信息點附近的格子點中的與第2個的格子點較近的格子點和第2個的格子點的方向已經是1個格子線方向，判定其間是否處於偏離了2個格子的位置。如果滿足條件，第1個的格子點為矢量點，第2個的點是拐角點。如果沒有滿足條件，對第2個的格子點進行同樣的判定。如果2個點都不滿足條件，就為錯誤。此外，從上述矢量點和拐角點所在的2個格子線相交的格子點到矢量點的朝向就為點圖案的朝向(參考圖13)。
(步驟25)根據上述的矢量點和拐角點，推測其他的矢量點和拐角點的位置，確認其位置是否與在23)中發現的格子點完全重疊。當存在不重疊的格子點時，為錯誤。
(步驟26)根據以上，可以知道點圖案的朝向和全部的信息點從格子點的偏移方向，將與點圖案的朝向為90°的右方向設為1，將他們的逆方向設為0，計算1塊相當的信息。此外，通過求解攝影中心垂直方向和點圖案的朝向形成的角度，可以將該角度作為信息參數。此外，在圖14中，角度信息參數為＝0°。
(步驟27)圖1～9是將光學讀取裝置801傾斜，從傾斜方向讀取點圖案，點圖案呈長方形進行了變形的例子。但在光學讀取裝置的攝影中心垂直方向和點圖案的朝向之間具有角度，而發生了菱角形狀的變形的情況下，也可以適當地實施上述的步驟1～26(參考圖15)。
(步驟28)1塊部分的數據計算，在編碼形式的數據的情況下，由於任意區域的哪個塊的數據都記錄了完全相同的編碼，所以無需一定要得到被4個拐角點包圍的點的位信息，即便跨越了塊只要得到與1塊部分的相當的各點的位信息(1或0)，就可以計算出1塊部分的數據。
此外，在xy坐標形式的情況下，根據鄰近的塊的xy坐標的增量值和攝影中心位置，進行修正和插補，來計算攝影中心的正確的坐標值。也就是，在塊內的數據意味著xy坐標的情況下，首先根據格子點和矢量點的位置關係來判定攝影中心在塊的那個位置。然後，對從被包含在攝影範圍中的鄰近的塊參考到的部分數據進行修正，並插補沒有被包含在該攝影中心塊的攝影範圍中的部分的數據。據此，可以求解該塊的xy坐標(具體而言就是攝影中心被包含的塊的xy坐標)。
該xy坐標意味著塊中心的xy坐標，將塊中心的位置和攝影中心的位置的偏移量和塊之間xy坐標的增減量進行線性插補，可以求解該塊的真正的xy坐標。
此外，使用了本發明的點圖案的信息輸入輸出方法，並不限定於上述的實施方式，不言而喻在不脫離本發明的宗旨的範圍內可以施加各種變更。
例如，在作為印刷上的背景的情況下，也可以在格子點其本身配置點(偽點圖案)。這樣的偽點圖案，可以在可以識別線面的邊界區域(掩碼圖像和與掩碼圖像的邊界部分)中使用。另外，該偽點圖案，也可以作為印刷上的背景。在這種情況下，在用光學讀取裝置進行讀取時，由於不存在信息點而進行錯誤輸出。根據該錯誤的輸出就可以識別為背景，可以輸出與背景配合的背景音樂(BGM)等的音樂和小鳥的鳴叫聲等。
另外，在實施方式中，矢量點(參考圖16)表示4×4格子塊(柵格)的信息塊的方向，但是，由於通過使用該矢量點可以識別光學讀取裝置的讀取方向，所以即使是同樣信息塊的點圖案，也可以使其具有根據讀取方向而不同的含意。也就是，對於同一點圖案，通過以讀取光軸為中心使光學讀取裝置旋轉90度、180度或270度來讀取，矢量點的位置在圖像存儲器上也與信息塊相對變成左右或向下的方向，所以在讀取了信息塊內的點圖案以後，也可以根據從矢量點的位置得到的朝向信息來使輸出(聲音等)變化。例如，也可以在交叉拼字謎的各塊中，將本發明的點圖案印刷好，通過將光學讀取裝置的讀取面以光學軸為中心而旋轉90度，分別將縱方向的字的提示、橫方向的字的提示分開進行顯示輸出(輸出聲音)。進而，關於使用矢量點來進行光學讀取裝置的讀取時的旋轉角度的識別的技術，在上面說明了以90度為單位使其旋轉的情況。但是，作為最小旋轉角度即便5度左右的也可以進行該角度識別。
另外，在圖16中，單獨設置了矢量點，但是，也可以將作為信息點的其本身設為一個矢量點。也就是，在基於差分法的點圖案的生成時，可以通過控制初始值來控制點的位置(例如，圖17的帶圓圈的數字8的點)的配置位置，因此，可以將這樣特定位置的信息點作為矢量點來使用。
如果這樣，由於能夠共用矢量點和信息點，所以可以增加信息量。
而且，在圖4和圖16中，由於矢量點單獨存在，必須將其讀取順序如[4]～[9](參考圖4、圖16)那樣在傾斜方向檢測出其差分，但是，在共用信息點和矢量點的情況下，如圖17所示，由於可以大概在水平方向讀取差分，故搜索算法簡化。
此外，圖18是表示了圖17所示的點圖案的信息位的值、保密表的值以及從該信息位值和保密表值計算出的真值的對應關係的圖。
也就是，保密表被設置在光學讀取手段的存儲單元等中，通過將保密表的值K1～K14相加在作為差分所讀取到的信息位的值上(圖18的上段)，就可以計算出真值T1～T14。
此外，在實施方式中，格子塊的數用4×4作為一個信息單位，但是不言而喻該塊數可以自由地進行變更。
產業上的可利用性通過將採用了本發明的點圖案的信息輸入輸出方法用在圖畫書和封印等的印刷介質上，就可以對紙介質的印刷信息進一步附加其他的字符信息、圖像信息、聲音信息等。
另外，根據本發明，通過利用印刷介質的點圖案就可以作為圖板輸入的替代。
權利要求
1.一種使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其特徵在於用光學讀取裝置讀取被形成在介質上的點圖案，該點圖案配置有在xy方向按規定間隔設置的虛擬格子線上、且從格子點沿x方向或者y方向以規定間隔進行了偏移的信息點；將以光學方式所讀取的該點圖案在圖像存儲器上進行展開；通過圖像存儲器上的位映像計算，對各信息點識別從上述格子點向x方向或者y方向的偏移方法；對應於上述偏移方法對各信息點賦予值；計算鄰接的信息點間的值的差分並設為位信息；以及將規定區域內的位信息組作為坐標信息或者代碼信息進行輸出。
2.按照權利要求1所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其特徵在於上述虛擬格子線上從各格子點朝x方向或者y方向的規定間隔的偏移是對鄰接的信息點逐個交替生成向x方向、y方向的偏移。
3.按照權利要求1所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其特徵在於對規定數目的每個格子區域具有配置在格子點上的拐角點，並將該拐角點所包圍的區域作為上述規定區域來登錄坐標信息或者代碼信息。
4.按照權利要求3所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其特徵在於在上述拐角點所包圍的區域外或者區域內的格子點上配置意味著上述規定區域的朝向的矢量點。
5.按照權利要求1至4中任意一項所述的使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其特徵在於相對於上述被輸出的位信息組，將與各位相對應保存了鍵參數的保密表配備在存儲裝置內，並通過用鍵參數對各位信息進行運算處理而計算出真值。
6.一種使用了點圖案的信息輸入輸出方法，其特徵在於用光學讀取裝置讀取被形成在介質上的點圖案，該點圖案配置有在xy方向按規定間隔設置的虛擬格子線上、且對鄰接的每個格子點朝x方向或者y方向以規定間隔交替進行了偏移的信息點；將以光學方式所讀取的該點圖案在圖像存儲器上進行展開；搜索上述每隔一個配置的信息點並在位映像上識別x方向和y方向的格子線；識別位映像上的各格子點的坐標；通過位映像計算，對各信息點識別從上述格子點向x方向或者y方向的偏移方法；對應於上述偏移方法將預先定義的值賦予各信息點；計算鄰接的信息點間的值的差分並設為位信息；輸出規定區域內的位信息組；以及對上述位信息組，從與各位相對應保存了鍵參數的保密表讀出鍵參數，並通過進行運算處理而計算出真值組；輸出對應於上述真值組的代碼信息或者介質面上的坐標信息組。
7.一種點圖案生成方法，該點圖案在介質上配置有在xy方向按規定間隔設置的虛擬格子線上、且對鄰接的每個格子點朝x方向或者y方向以規定間隔交替進行了偏移的信息點；其特徵在於針對真值組運算處理從保密表讀出的鍵參數以計算出位信息組；使用任意的隨機數來決定被配置在x方向或者y方向的初始格子線上的初始點；基於預先設定的從格子點的偏移規則來配置上述初始點；在上述初始點意味的值上相加位信息值以計算被配置在第2格子線上的點的值；在上述第2格子線上基於預先設定的從格子點的偏移規則來配置各點；以及基于格子線n-1上的點順次反覆進行上述點的配置即格子線n上的點的配置。
全文摘要
本發明提供一種使用了點圖案的信息輸入輸出方法，採用配置成對在虛擬的格子線上鄰接的信息點逐個交替生成向x方向、y方向的偏移的點圖案，以使得對每個點向x方向、y方向的偏移交替生成，所以每隔一個的信息點必定被配置在同一格子線上。因此，在用光學讀取裝置進行了讀取的情況下，在圖像存儲器上虛擬格子線的搜索算法就變得簡便，結果圖像存儲上的格子點的搜索也變得容易。其結果就能夠使點圖案的讀取速度高速化而無須使用複雜的算法。
文檔編號G06F3/048GK1898676SQ20048003887
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月24日 優先權日2003年12月25日
發明者吉田健治 申請人:吉田健治