使用點模式的信息輸入輸出方法

2023-05-15 15:51:31 10

專利名稱：使用點模式的信息輸入輸出方法
技術領域：
本發明涉及一種使用點模式的信息輸入輸出方法，該方法用於通過光學掃描形成在列印材料等之上的點模式信息來輸入和輸出各種信息和程序。
背景技術：
已經提出了一種通過掃描在列印材料等之上列印的條碼來輸出音頻信息等的信息輸入輸出方法。例如，已經提出了一種用於存儲與在存儲裝置中給定的密鑰對應的信息並檢索與由條碼讀取器掃描的密鑰對應的信息的方法。此外，提出了一種技術，用於生成點模式，在所述點模式中，基於預定規則來布置精細點，以輸出許多信息和程序，使用相機來將列印材料上列印的點模式掃描為圖像數據，並對所述數據進行數位化以輸出音頻信息。
然而，使用條碼來輸出音頻信息等的前述傳統方法的問題在於列印在列印材料等之上的條碼可能阻礙了視線。另一問題在於當條碼足夠大到佔用一部分紙張時，實質上不能在有限的布局空間中布置很多條碼，其中每一個條碼被放置在文本或句子的一部分中或用於每一個有意義的字符和出現在圖像(例如照片、圖片和圖形)中的其他對象，從而容易地看到這些條碼。
使用相機來將點模式捕獲作為圖像數據，所述圖像數據被數位化為非彩色的256灰度級圖像，其後，區分灰度級中的改變，以識別點。對差分係數與預定閾值進行比較以獲得點邊緣。其後，將256灰度級數據轉換為表示白或黑的二進位數據。這種二進位轉換可能導致由於列印模糊或未對準或者當點被列印到紙上時錯亂失準而產生的點列印差錯。傳統地，由奇偶校驗來檢查這些列印差錯。然而，這種差錯校驗的問題在於不能標識導致列印差錯的具體點，並且因為對包含多個點而不是單個點的數據塊執行差錯校驗，所以必須加寬圖像識別範圍。
另一問題在於鏡頭失真、傾斜的圖像、紙張的延展和收縮、介質表面的彎曲的表面以及列印時的失真可以導致點模式失真，從而需要一種先進技術來糾正這種失真。
提供本發明來解決這些問題。本發明的目的在於提供一種技術，其中，可以基於新的規則來放置將要顯示在列印材料等之上的點模式，以定義大量數據。

發明內容
本發明的第一方面是一種使用點模式的信息輸出方法，其中，將列印材料的介質表面上的四邊形區域或矩形區域定義為塊；將均沿著所述塊的邊緣的垂直方向和水平方向中的直線定義為參考柵格線；按預定間隔將虛擬柵格點放置於所述參考柵格線上；將參考柵格點放置於水平參考柵格線上的虛擬柵格點上；將連接所述參考柵格點與垂直線上的虛擬柵格點的直線定義為柵格線；將柵格線的交點定義為虛擬柵格點；並且布置具有基於所述虛擬柵格點的距離和方向的一個或多個信息點以形成點模式，所述方法包括生成所述點模式；通過光學讀取裝置來將所述點模式掃描為圖像信息；將所述點模式轉換為數值；以及從存儲裝置讀取並輸出與所述數值信息對應的信息。
根據該方法，可以通過基於配置四邊形塊的上邊緣和下邊緣的上參考柵格線和下參考柵格線之間的區域中的虛擬柵格點來放置信息點而生成能夠定義大量信息的點模式。
本發明的第二方面是一種根據本發明的第一方面的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將子參考柵格點而不是信息點放置於柵格線上的虛擬柵格點上，所述柵格線平行於與參考塊水平的參考柵格線，並按與所述塊中的所述參考柵格線的預定間隔放置。
子參考柵格點的使用甚至允許使用低精度數據來容易地標識柵格線並從虛擬柵格點精確地計算信息點的位置關係。更具體地說，子參考柵格點的使用使得光學讀取裝置能夠分析介質表面(紙張)上列印的點的任何失準、數位化的點的中心差錯、列印表面的摺疊以及在傾斜方向上拍攝的點的失真。
本發明的第三方面是一種根據本發明的第一和第二方面的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將構成所述塊的子參考柵格點或參考柵格點中的至少一個與虛擬柵格點移置，並將其用作關鍵點，在所述關鍵點中定義了所述塊的位移方向以及所述塊的配置。
關鍵點的使用允許光學讀取裝置識別點模式的方向。因此，可以通過改變對於每一個方向讀取的信息點的意義來將較大量的信息定義為點模式。
本發明的第四方面是一種根據本發明的第一至第三方面的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將所述信息點中的水平相鄰的信息點之間的數值差計算為數值信息，以輸出用於枚舉所述塊中的數值信息的信息組。
本發明的第五方面是一種根據本發明的第一至第四方面的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，垂直地以及水平地將所述塊連續地布置在任意區域，並且每一個塊水平地共享所述參考柵格點。
可以通過共享參考柵格點而在較小的區域中放置較大量的信息。
此外，對於任意區域中的每一塊定義相同的數據，從而當光學讀取裝置拍攝所述區域中的任意地方時，可以獲得相同的數據。此外，對於每一個塊定義X軸和Y軸，從而將所述光學讀取裝置用作坐標表示裝置(例如數位化器和寫字板)本發明的第六方面是一種根據本發明的第四和第五方面的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，在連續地放置於所述區域中的點模式中，以及在計算水平地相鄰的信息點之間的數值差以定義信息點之間的數值信息的點模式中，共享在所述塊的左端和右端處的信息點和參考柵格點，通過任意隨機數來確定所述區域中的水平端處的信息點的初始值。
該方法還允許通過共享參考柵格點來在較小區域中放置較大量的信息。
可以通過將使用差值方法的點放置算法應用於被連續放置在區域中的點模式來防止重複在相同位置的點的不均勻分布。因此，可以防止由於相同位置中的點的不均勻分布的重複而導致的模糊的模式等的可視化識別。
本發明的第七方面是一種根據本發明的第三至第六方面的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將所述關鍵點放置於塊的四個角中的至少一個上。
根據該方法，將關鍵點放置在塊的四個角上的任意位置以解析地並可視化地劃分一個數據塊，因此促進了數據的生成和管理。
本發明的第八方面是一種根據本發明的第一至第七方面的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，通過使用所述塊中的信息點位置來對於每一個信息點任意限制離開所述虛擬柵格點的距離和方向，從而定義所述塊的信息點中的信息。
該方法允許通過任意限制離開虛擬柵格點的距離和方向來定義信息，並且可以通過限制應用來使用根據本發明的點模式，從而確保了彼此的安全性。更具體地說，可以僅通過受限制而定義的信息的對應的光學讀取裝置來對其進行讀取。


圖1示出根據本發明實施例的點模式(a)5塊×5塊，(b)6塊×5塊，以及(c)7塊×5塊。
圖2是示出點模式的信息的定義的示圖(1)。
圖3是示出點模式的信息的定義的示圖(2)。
圖4是示出點模式的信息的定義的示圖(3)。
圖5是示出點模式的信息的定義的示圖(4)。
圖6是均示出點讀取順序的解釋性示圖(1)。
圖7是均示出點配置的示圖(1)。
圖8是均示出點讀取順序的解釋性示圖(2)。
圖9是均示出點配置的示圖(2)。
圖10是均示出按不同方法的點讀取順序的解釋性示圖(1)。
圖11是均示出當共享上參考點和下參考點時的點配置的示圖(1)。
圖12是均示出與圖11對應的點讀取順序的解釋性示圖。
圖13是均示出當共享信息點時的點配置的示圖。
圖14是示出點讀取順序以及按不同方法對值進行計算的方法的示圖。
圖15是示出與圖14對應的點配置的示圖。
圖16是示出放置信息點的另一方法的示圖。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖描述本發明的實施例。
圖1示出根據本發明實施例的示例點模式(a)4×4柵格，(b)5×4柵格，以及(c)6×4柵格。
參照圖1(a)，沿著四邊形水平或垂直地繪製參考柵格線1a至1d，並且按預定間隔將虛擬柵格點4放置於所述四邊形內。
注意，當對點模式進行放置或讀取時，並非將參考柵格線1a至1d以及虛擬柵格點4實際列印在紙上，而是在計算機圖像存儲器中對其進行虛擬地設置。
接下來，將每一個參考柵格點2放置於上水平參考柵格線1a和下水平參考柵格線1b上的虛擬柵格點4上。
接下來，將連接虛擬柵格點4的線假定為柵格線3，將柵格線3的交點假定為虛擬柵格點4。
接下來，對於每一個虛擬柵格點4，放置均具有離開虛擬柵格點4的一定距離和方向的一個或多個信息點5，以形成點模式。應理解，對於圖1中的每一個虛擬柵格點4放置一個信息點5。
如上所述，圖1(a)示出以垂直方向上的四個柵格以及水平方向上的四個柵格(4×4柵格)，(b)5×4柵格以及(c)6×4柵格來放置信息點。
圖2示出如何定義信息點。根據離開虛擬柵格點4的方向來定義信息點的值。更具體地說，可以將信息點放置在八個點中的一個上，所述八個點各自在通過虛擬柵格點4的柵格線3上順時針移位45度，從而定義總共八個不同的信息點(二進位表示的000至111，三個比特)。
參照圖3，提供兩步距離，相同方向中的每一個兩步距離如上所述那樣定義了總共16個不同的信息點(二進位表示的0000至1111，四個比特)。
參照圖4，以虛擬柵格點4為中心來放置多個信息點5。如果點出現在中心的環中，則1被定義，而如果點沒有出現在中心的環中，則0被定義，從而定義總共八個比特。因此，將放置於垂直方向中的點定義為第一比特，然後順時針定義後續比特信息。
參照圖5，將前述中心環形變成兩倍來定義總共16比特。這種結構允許對於虛擬柵格點4定義大量信息。
圖6解釋光學讀取裝置讀取信息點的順序。僅為了方便而使用圖6中帶圈的數字，其實際上與圖1(a)至(c)所示的點模式對應。
參照圖6(a)，從最左邊的垂直參考柵格線1c開始掃描，以對於每一個虛擬柵格點4讀取信息點5(從(1)到(3)的帶圈的數字)。其後，掃描朝向下一垂直柵格線3移動，以從頂部到底部進行讀取(從(4)到(6)的帶圈的數字)。順序地重複該過程，以對於每一個柵格點進行讀取。
應注意，上述對於每一個柵格點的讀取順序是以最左邊的垂直柵格線開始，但設置任意的放置和讀取信息的順序是顯而易見的。
參照圖7，假定在上參考柵格線1a和下參考柵格線1b之間平行地繪製柵格線30，並且將每一個子參考柵格點20而不是信息點放置在該柵格線30上。
當傳統光學讀取裝置讀取這些點模式時，所述光學讀取裝置開始掃描上參考柵格線1a和下參考柵格線1b，以找到參考柵格點2。接下來，所述光學讀取裝置假定在計算機上的柵格線3，其後從柵格線3假定虛擬柵格點4，最後基於這個虛擬柵格點4來確定信息點5的距離和長度。
然而，隨著參考柵格線1a和1b之間的柵格的數量的增加，可能由於紙張(介質表面)的變形或光學讀取裝置的讀取精度而導致信息點讀取差錯。
然而，如果將點(子參考柵格點20)放置在被放置在參考柵格線1a和1b之間的中間的柵格線30上的每一虛擬柵格點4上，如圖7(a)至(c)所示，則可以將這些點用作讀取的基準。因此，即使在紙張(介質表面)中產生任何變形或所述光學讀取裝置具有低精度，也可以容易地讀取信息點而沒有任何差錯。
應注意，從參考柵格線1a和1b之間按相等的距離(等於柵格的數量)放置柵格線30，但可以將子參考柵格點20放置在平行於參考柵格線1a和1b的任意柵格線上。
參照圖7(b)，將子參考柵格點20放置在4×5柵格區域中的柵格線30上。參照圖7(c)，將子參考柵格點20各自放置在6×4柵格區域中的柵格線30上。應注意，可以設置包括和超過4×1柵格的任意數量的柵格。
圖8(a)至(c)示出在具有如圖7所描述的那樣而放置的子參考柵格點的點模式中讀取信息點的順序。圖中所示的帶圈的數字表示讀取的順序。如這些圖所示，將子參考柵格點放置在柵格線C上。因此，不能將信息點放置在柵格點部分上，但讀取精度可以大大改善，如上所述，可以減少計算信息點值的時間，並且可以容易地讀取信息點5而不導致差錯。參照圖9(a)和(b)，將關鍵點而不是參考柵格點放置在參考柵格線上的虛擬柵格點上。在圖9(a)中，將關鍵點放置在從參考柵格線A的中間位置中的虛擬柵格點向上移位的位置。在圖9(b)中，將關鍵點放置在中間的柵格線30上的子參考柵格點上。
可以將這些關鍵點用於定義點模式的方向。
圖10描述使用不同方法讀取信息點的順序。下文中，帶括號的數字由[]表示，帶圈的數字由來表示。
例如，參照示出4×4柵格的圖10(a)，由信息點值(4)和(1)之間的差來表示值[1]。
通過相同的記號，由信息點值(5)和(2)之間的差來表示值[2]，由信息點值(6)和(3)來表示值[3]。以相似的方式來表示值[4]至[12].
值[1]至[12]中的每一個由信息點值之間的差來表示，如下所示。
[1]＝(4)-(1)[2]＝(5)-(2)[3]＝(6)-(3)[4]＝(7)-(4)[5]＝(8)-(5)[6]＝(9)-(6)[7]＝(10)-(7)[8]＝(11)-(8)[9]＝(12)-(9)[10]＝(13)-(10)[11]＝(14)-(11)[12]＝(15)-(12)圖10(b)示出所述差由4×2柵格來表示。在圖10(b)中，放置子參考柵格點20。
下文中，在圖10(b)中，由信息點之間的差來表示每一值[1]至[8]，如下所示。
[1]＝(2)-(1)[2]＝(3)-(2)[3]＝(4)-(3)[4]＝(5)-(4)[5]＝(7)-(6)[6]＝(8)-(7)[7]＝(9)-(8)[8]＝(10)-(9)這種差值方法允許從一個真實值生成多個不同的點模式，從而增強了安全性。
應注意，不僅可以使用差值方法，而且還可以使用信息點之間定義的任意公式來計算真實值。
參照圖11，在上參考柵格線和下參考柵格線上的參考柵格點被共享。
參照圖11(a)，未共享垂直參考柵格線。在此情況下，信息點的數量保持不變。
參照圖11(b)，子參考柵格線被放置。
圖12示出讀取與圖11(a)和(b)對應的信息點的順序。
參照圖13(a)，使用差值方法來共享具有相鄰柵格的垂直參考柵格線上的信息點。在此情況下，將隨機數用於被放置在最左邊的垂直參考柵格線上的信息點(差值的初始值)，以在不規則的位置布置後續的(向右)點，從而防止點模式的視覺模糊。
參照圖13(b)，將子參考柵格點放置在圖13(a)中的柵格線C上。在此情況下，不能將信息點放置在柵格點上，但優點在於，讀取精度大大增加，並且節省了計算時間。圖14是示出讀取與圖13對應的信息點的順序的解釋性示圖。
圖14(a)是4×4柵格的示例，由信息點之間的差來表示值[1]至[12]，如下所示。
[1]＝1(4)1-1(1)1＝1(4)2-1(1)2＝2(4)1-2(1)1＝2(4)2-2(1)2[2]＝1(5)1-1(2)1＝1(5)2-1(2)2＝2(5)1-2(2)1＝2(5)2-2(2)2[3]＝1(6)1-1(3)1＝1(6)2-1(3)2＝2(6)1-2(3)1＝2(6)2-2(3)2[4]＝1(7)1-1(4)1＝1(7)2-1(4)2＝2(7)1-2(4)1＝2(7)2-2(4)2[5]＝1(8)1-1(5)1＝1(8)2-1(5)2＝2(8)1-2(5)1＝2(8)2-2(5)2[6]＝1(9)1-1(6)1＝1(9)2-1(6)2＝2(9)1-2(6)1＝2(9)2-2(6)2[7]＝1(10)1-1(7)1＝1(10)2-1(7)2＝2(10)1-2(7)1＝2(10)2-2(7)2[8]＝1(11)1-1(8)1＝1(11)2-1(8)2＝2(11)1-2(8)1＝2(11)2-2(8)2[9]＝1(12)1-1(9)1＝1(12)2-1(9)2＝2(12)1-2(9)1＝2(12)2-2(9)2[10]＝1(1)2-1(10)1＝1(1)3-1(10)2＝2(1)2-2(10)1＝2(1)3-2(10)2[11]＝1(2)2-1(11)1＝1(2)3-1(11)2＝2(2)2-2(11)1＝2(2)3-2(11)2[12]＝1(3)2-1(12)1＝1(3)3-1(12)2＝2(3)2-2(12)1＝2(3)3-2(12)2參照圖14(b)，將子參考柵格點放置在圖14(a)中，由信息點之間的差來分別表示值[1]至[8]，如下所示。
[1]＝1(2)1-1(1)1＝1(2)2-1(1)2＝2(2)1-2(1)1＝2(2)2-2(1)2[2]＝1(3)1-1(2)1＝1(3)2-1(2)2＝2(3)1-2(2)1＝2(3)2-2(2)2[3]＝1(4)1-1(3)1＝1(4)2-1(3)2＝2(4)1-2(3)1＝2(4)2-2(3)2[4]＝1(1)2-1(4)1＝1(1)3-1(4)2＝2(1)2-2(4)1＝2(1)3-2(4)2[5]＝1(6)1-1(5)1＝1(6)2-1(5)2＝2(6)1-1(5)1＝2(6)2-2(5)2[6]＝1(7)1-1(6)1＝1(7)2-1(6)2＝2(7)1-2(6)1＝2(7)2-2(6)2[7]＝1(8)1-1(7)1＝1(8)2-1(7)2＝2(8)1-2(7)1＝2(8)2-2(7)2[8]＝1(5)2-1(8)1＝1(5)3-1(8)2＝2(5)2-2(8)1＝2(5)3-2(8)2參照圖15，將關鍵點放置在四個角的每一個上以定義塊。
圖15(a)示出具有4×4柵格的點模式的示例，圖15(b)還示出具有帶有子參考柵格點的4×4柵格的點模式的示例。
參照圖16(a)，在垂直和水平方向上以及在斜方向上對每一個柵格移位地放置信息點。
按照該方式，每一個柵格地移位離開虛擬柵格點的距離和方向，從而基於位置規則來維持安全性。更具體地說，通過嚴格定義位置來放置信息點，從而僅與該配置對應的光學讀取裝置可以讀取信息點。
參照圖16(b)，將子參考柵格點放置在圖16(a)所示的點模式中。
如上所述，基於根據本發明實施例的使用點模式的信息輸入輸出方法，將虛擬柵格點按預定間隔放置在上參考柵格點和下參考柵格點之間的區域中，並且將信息點放置在具有離開虛擬柵格點的距離和方向的位置中，以定義任意信息，從而增加了被包含在點模式中的信息的量。
此外，光學讀取裝置用於掃描點模式並識別參考柵格點，並提取用於識別可以被用作參數的方向的關鍵點。接下來，提取被放置在上參考柵格點和下參考柵格點之間的信息點，以快速輸出信息和程序。
此外，將參考柵格點或子參考柵格點放置在點模式中，從而當光學讀取裝置將點模式掃描為圖像數據時，可以校正由於相機鏡頭失真、紙張的延展和收縮、彎曲的介質表面以及列印時的失真而導致的點模式的變形。
此外，可以通過指定離開虛擬柵格點的距離和方向藉助於對於塊中的每一個信息點定義任意信息來檢查點配置差錯，由此增強了安全性。
權利要求
1.一種使用點模式的信息輸出方法，其中，將列印材料的介質表面上的四邊形區域或矩形區域定義為塊；將各自沿著所述塊的邊緣的垂直方向和水平方向上的直線定義為參考柵格線；按預定間隔將虛擬柵格點放置於所述參考柵格線上；將參考柵格點放置於水平參考柵格線上的虛擬柵格點上；將用於連接所述參考柵格點和垂直線上的虛擬柵格點的直線定義為柵格線；將柵格線的交點定義為虛擬柵格點；並且布置具有基於所述虛擬柵格點的距離和方向的一個或多個信息點以形成點模式，所述方法包括生成所述點模式；通過使用光學讀取裝置來將所述點模式掃描為圖像信息；將所述點模式轉換為數值；以及從存儲裝置讀取並輸出與所述數值信息對應的信息。
2.如權利要求1所述的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將子參考柵格點而不是信息點放置於下述柵格線上的虛擬柵格點上，所述柵格線平行於與參考塊水平的參考柵格線，並按與所述塊中的所述參考柵格線的預定間隔來放置。
3.如權利要求1至2所述的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將構成所述塊的子參考柵格點或參考柵格點中的至少一個與虛擬柵格點移置，並將其用作關鍵點，在所述關鍵點中定義了所述塊的位移方向以及所述塊的配置。
4.如權利要求1至3所述的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將所述信息點中的水平相鄰的信息點之間的數值差計算為數值信息，以輸出用於枚舉所述塊中的數值信息的信息組。
5.如權利要求1至4所述的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，垂直地以及水平地將所述塊連續地布置在任意區域中，並且每一個塊水平地共享所述參考柵格點。
6.如權利要求4至5所述的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，在連續地放置於所述區域中的點模式中，以及在其中計算水平地相鄰的信息點之間的數值差以定義信息點之間的數值信息的點模式中，共享在所述塊的左端和右端處的信息點和參考柵格點，通過任意隨機數來確定所述區域中的水平端處的信息點的初始值。
7.如權利要求3至6所述的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，將所述關鍵點放置於塊的四個角中的至少一個上。
8.如權利要求1至7所述的使用點模式的信息輸入輸出方法，其中，通過使用所述塊中的信息點位置來對於每一個信息點任意限制離開所述虛擬柵格點的距離和方向，從而定義所述塊的信息點中的信息。
全文摘要
將列印材料等的介質表面上的四邊形或矩形區域定義為塊。將各自沿著所述塊的邊緣的垂直方向和水平方向中的直線定義為參考柵格線。按預定間隔將虛擬柵格點放置於所述參考柵格線上。將參考柵格點均放置於水平參考柵格線上的虛擬柵格點上。將連接所述參考柵格點和垂直線上的虛擬柵格點的直線定義為柵格線。將柵格線的交點定義為虛擬柵格點。並通過布置具有基於所述虛擬柵格點的距離和方向的一個或多個信息點來生成點模式。使用光學讀取裝置來將所述點模式掃描為圖像信息。其後，將所述點模式轉換為數值，並從存儲裝置讀取並輸出與所述數值信息對應的信息。
文檔編號G06K19/00GK101091185SQ200480044758
公開日2007年12月19日 申請日期2004年12月28日 優先權日2004年12月28日
發明者吉田健治 申請人:吉田健治