JP2016201061A - 二次元コード、及び該二次元コードの読取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セル単位の明暗パターンの識別が容易であり、かつ、セル単位の明暗パターン以外の配色パターンによって、多くの専用データを記録可能な二次元コードを提供する。【解決手段】少なくとも一部のセルを、白色又は黒色で配色された中央部２０と、ＲＧＢ値の異なる３種類以上の基準色から選ばれた、１又は複数の色で配色された周辺部２１とからなる拡張セル２ａで構成し、拡張セル２ａの中央部２０の配色パターンによって記録される互換データと、拡張セル２ａの周辺部２１の配色パターンによって記録される専用データの少なくとも二種類の情報を記録する。かかる拡張セル２ａは、セル単位で明色と暗色の識別をした時に、中央部２０が白色の拡張セル２ａは容易に明色と識別され、中央部２０が黒色の拡張セル２ａは容易に暗色と識別される。【選択図】図２

Description

ＱＲコード（登録商標）などの一般的な二次元コードは、明色又は暗色のセルをマトリクス状に配置してなるものであり、セルの明暗パターンによってデータを記録している。こうした二次元コードは規格化されており、読取用プログラムをインストールしたスマートフォンなどを読取装置として用いれば、二次元コードに記録されたデータを復号できる。

発明者は、一般的な二次元コードの記憶容量を拡大するために、二次元コードのセルを更に微細なサブセルに分割するとともに、各サブセルを、反射率又は輝度が所定の明色閾値以上である複数の明色基準色と、反射率又は輝度が所定の暗色閾値以下である複数の暗色基準色の中から選択した色で配色することにより、セル単位の明暗パターンにより互換データを記録しつつ、サブセル単位の基準色の配色パターンによって付加的な専用データを記憶可能な二次元コードを提案している（特許文献１参照）。

特許文献１の二次元コードの互換データは、一般的な二次元コードと同様に、セル単位の明暗パターンによって記録されるため、一般的な二次元コードの読取装置を用いてかかる二次元コードを読み取れば、互換データを復号できる。一方、専用データは、セル単位の明暗パターンには記録されないため、一般的な二次元コードの読取装置では復号できないが、専用の読取装置を用いることで復号できる。

特開２０１４−１５４１１８号公報

ところで、上記特許文献１に記載の二次元コードは、多量の専用データを記録できるという利点があるが、四種類以上の基準色を用いるため、セル単位の明暗パターンの識別率が高くないという問題がある。二次元コードは一般的に誤り訂正機能を備えているため、誤り訂正が可能な範囲内であれば、セルの明暗パターンの識別を誤っても互換データを読み取り可能である。しかしながら、読取装置の明色と暗色の識別精度が低い場合や、印刷の経時変化によりセルの色が変動した場合、二次元コードを読み取る際の照明にムラがある場合などは、明暗パターンの識別誤りが多くなって、互換データの読み取りに失敗するおそれがある。

本発明は係る現状に鑑みてなされたものであり、セル単位の明暗パターンの識別が容易であり、なおかつ、セル単位の明暗パターン以外の配色パターンによって、多くの専用データを記録可能な二次元コードの提供を目的とする。

本発明は、明色と識別されるセルと暗色と識別されるセルとをマトリクス状に配置してなる二次元コードであって、少なくとも一部のセルが、白色又は黒色で配色された中央部と、ＲＧＢ値の異なる３種類以上の基準色から選ばれた、１又は複数の色で配色された周辺部とからなる拡張セルであり、拡張セルの中央部の配色パターンによって記録される互換データと、拡張セルの周辺部の配色パターンによって記録される専用データの少なくとも二種類の情報を含むことを特徴とする二次元コードである。

一般的な二次元コードの読取装置は、撮像した二次元コードの画像からセルの領域を切り出した後に、セルの中心付近の色を重視して当該セルが明色と暗色のいずれであるかを識別する。これに対して、本発明に係る拡張セルは、その中央部が、反射率や輝度が最も高い高い白色と、最も低い黒色とで配色されるため、一般的な二次元コードの読取装置で、セル単位で明色と暗色の識別をした時に、中央部が白色の拡張セルは明色と、中央部が黒色の拡張セルは暗色と容易に識別できる。したがって、本発明の二次元コードは、明色と暗色の識別精度が低い読取装置を用いた場合や、印刷の経時変化によりセルの色が変動した場合、二次元コードを照らす照明にムラがある場合などであっても、明暗パターンの識別誤りがそれほど多くならず、互換データを確実に読み取ることができるという利点がある。

一方、本発明では、拡張セルの周辺部の配色パターンによって専用データが記録される。ここで、上述のように、拡張セルのセル単位の明暗パターンの識別精度は、拡張セルの中央部の配色パターンによって確保されるため、周辺部を多くの基準色で配色した場合でも、また、周辺部を多くのサブセルに分割した場合でも、互換データの読取精度は損なわれない。したがって、本発明によれば、互換データの読取精度を損なうことなく、拡張セルに多量の専用データを記録可能となる。

本発明にあって、セルは正方形状をなしており、拡張セルは、当該拡張セルを縦横に３分割して得られる９つの正方形のうち、中央の正方形部分を中央部とし、残り８つの正方形部分を周辺部としている構成が提案される。一般的に、拡張セルにおける中央部の面積比率を高くするほど、周辺部の色の識別精度が低くなり、中央部の面積比率を低くするほど、中央部の色の識別精度が低くなるが、発明者の研究によれば、かかる構成とした場合に、中央部の明暗パターンの識別精度と、周辺部の基準色の識別精度の双方を最もバランスよく確保可能となる。

また、本発明にあって、前記基準色は、反射率又は輝度が所定の明色閾値以上である複数の明色基準色と、反射率又は輝度が所定の暗色閾値以下である複数の暗色基準色とからなり、中央部が白色で配色された拡張セルは、前記複数の明色基準色から選ばれた、１又は複数の色で配色されており、中央部が黒色で配色された拡張セルは、前記複数の暗色基準色から選ばれた、１又は複数の色で配色されている構成が提案される。

かかる構成にあっては、手ぶれやピントボケ、また撮像プログラムの平均化フィルタなどの影響によって、撮像した二次元コードの画像データにおいて、中央部の色に周辺部の色が影響を与えたとしても、中央部が白色の拡張セルは、反射率や輝度が高い明色基準色で周辺部が配色されるため確実に明色と識別され、中央部が黒色の拡張セルは、反射率や輝度が低い暗色基準色で周辺部が配色されるため確実に暗色と識別される。したがって、かかる構成によれば、拡張セルのセル単位の明暗パターンの識別精度を一層向上させることができる。また、周辺部の色情報を取得する際に、隣接する中央部の色の影響を受けて色情報が変化することがあるが、かかる構成では、周辺部と中央部の色が、反射率や輝度の点で近似しているため、周辺部から取得する色情報が、中央部の色による影響を受けにくくなり、周辺部の配色パターンをより高い精度で識別可能となる。

また、本発明にあって、各セルが明色と暗色のいずれで識別されるかが予め決定されて、光学的読取りを補助するパターンを構成する固定領域を備えるものであり、該固定領域は、所定部位をいずれか一色の基準色で配色してなるサンプルセルを、基準色ごとに備え、各基準色についてのサンプルセルは、固定領域の所定位置に設けられており、明色基準色についてのサンプルセルは、固定領域の、明色と識別されるセルであり、暗色基準色についてのサンプルセルは、固定領域の、暗色と識別されるセルである構成が提案される。

かかる構成では、各基準色のサンプルセルの色情報を、拡張セルの周辺部の色情報と比較することで、各拡張セルの周辺部の配色パターンを正確に識別できるという利点がある。すなわち、拡張セルの周辺部から読み取る色情報は、印刷の経時変化や、プリンタや表示装置、周囲の照明等の影響によって変化するため、拡張セルから取得した色情報のみに基づいて基準色を識別すると、基準色の識別誤りが増大し、専用データの読取りに支障が生じるおそれがある。これに対して、かかる構成では、サンプルセルの基準色は、印刷の経時変化や、プリンタや表示装置、周囲の照明等の影響を受けて、拡張セルの基準色と同様に変化するから、拡張セルの周辺部から取得した色情報を、サンプルセルから取得した基準色の色情報と比較することで、印刷の経時変化やその他の影響を排除して、各拡張セルの当該部分がどの基準色で配色されているかを正確に識別できるのである。なお、かかる構成では、明色基準色についてのサンプルセルは、固定領域の明色と識別されるセルに配設され、暗色基準色についてのサンプルセルは、固定領域の暗色と識別されるセルに配設されるため、サンプルセルの基準色が、固定領域のセルの明暗パターンの識別を阻害することはない。

また、上記構成では、前記固定領域は、サンプルセルを基準色毎に複数セット備えることが提案される。かかる構成にあっては、各基準色について、複数のサンプルセルが設けられるため、一部のサンプルセルが汚損した場合でも、拡張セルの配色パターンの識別に支障が生じない。

また、上記構成では、サンプルセルは、拡張セルと同様に中央部と周辺部によって構成されており、サンプルセルの前記所定部位は、サンプルセルの周辺部であり、周辺部が明色基準色で配色されたサンプルセルは、中央部が白色で配色され、周辺部が暗色基準色で配色されたサンプルセルは、中央部が黒色で配色されている構成が提案される。

上述のように、本発明にあっては、拡張セルの周辺部から取得した色情報は、中央部の色情報の影響を受ける場合があるため、かかる構成のように、サンプルセルについても、拡張セルと同様に中央部と周辺部で構成し、かつ、拡張セルと同様に、周辺部の基準色に応じた色で中央部を配色すれば、サンプルセルの周辺部から取得する色情報を、拡張セルの周辺部から取得する色情報と同様に補正することができ、サンプルセルと拡張セルから取得する色情報をより適正に比較することが可能となる。発明者の研究によれば、かかる構成を採用した場合は、サンプルセル全体を一つの基準色で配色した場合よりも、各拡張セルにおいて基準色の識別を誤る頻度を低減することが可能であった。

また、本発明にあって、拡張セルの周辺部は、前記３種類以上の基準色から選ばれた、一つの色で配色されている構成が提案される。かかる構成にあっては、周辺部が単一色で配色されるため、周辺部の配色パターンの識別精度を高めることが可能となる。

また、本発明にあって、拡張セルの周辺部は、複数個のサブセルに細分されて、個々のサブセルが、前記３種類以上の基準色から選ばれた一つの色で配色されている構成が提案される。かかる構成にあっては、周辺部が複数種類の基準色で配色されるため、専用データの記憶容量を高めることが可能となる。

また、本発明にあって、光学的読取りを補助するパターンを構成するセルからなる固定領域と、データを記録するセルからなる符号化領域とを備えるものであり、符号化領域の、互換データを記録しないセルからなる残余領域に、拡張セルの記録形式を示す識別コードが、セル単位の明暗パターンによって記録されている構成が提案される。

本発明に係る拡張セルは、使用する基準色の種類や数、周辺部の分割・非分割、暗号化方式、誤り訂正方式など、複数の記録形式が用いられることが想定される。このため、かかる構成のように、拡張セルの記録形式を、セル単位の配色パターンによって記録すれば、拡張セルの周辺部の配色パターンを識別する前に、拡張セルのデータ記録形式を取得でき、拡張セルの周辺部の配色パターンの識別を容易に行うことが可能となる。なお、一般の二次元コードの読取装置は、残余領域の配色パターンに関わらず、残余領域にはデータが記録されていないとみなすため、一般の二次元コードの読取装置で二次元コードの互換データを読み取る際に、残余領域の識別コードが互換データの読み取りを阻害することはない。

本発明の二次元コードの読取方法において、周辺部が単一の基準色で配色されている拡張セルの基準色を識別する場合は、拡張セルの周辺部の複数箇所から色情報を取得し、取得した色情報の平均値に基づいて、当該拡張セルの周辺部の基準色を識別することが提案される。かかる読取方法では、複数箇所から取得した色情報を平均化することで、汚れや照明などによる変動を平準化し、周辺部の基準色をより正確に識別可能となる。

また、サンプルセルが基準色毎に複数セット備えられている場合は、本発明の二次元コードの読取方法において、前記複数セットのサンプルセルから、前記所定部位の色情報を個別に取得するサンプル色取得処理と、拡張セルの周辺部の特定部位から取得した色情報を、前記サンプル色取得処理で取得した色情報と個別に比較して、最も近似する色情報を取得したサンプルセルの前記所定部位の基準色が、前記特定部位の基準色であると判定する基準色識別処理とを含むようにすることが提案される。

二次元コードが均一に照らされていない場合は、同じ基準色の部位から色情報を取得して比較しても、夫々の照度の違いによって色情報に大きな差が生じる場合があるが、かかる方法では、各拡張セルの色情報を、複数セットのサンプルセルと比較するため、拡張セルを、比較的照度差の少ないサンプルセルと比較することで、基準色の識別間違いを低減できる。

また、サンプルセルの周辺部がいずれか一色の基準色で配色され、かつ、サンプルセルの中央部が白色又は黒色で配色された二次元コードを読み取る場合には、本発明の二次元コードの読取方法において、拡張セルの周辺部の特定部位から取得した色情報を、サンプルセルの周辺部の、前記特定部位に対応する部位から取得した色情報と比較して、最も近似する色情報を取得したサンプルセルの周辺部の基準色が、前記特定部位の基準色であると識別することが提案される。

かかる読取方法では、例えば、拡張セルの周辺部の右下部の基準色を決定する場合であれば、当該右下部から取得した色情報を、各サンプルセルの周辺部の右下部から取得した色情報と比較して、色情報の最も近似するサンプルセルの周辺部と同じ基準色であると判定する。かかる読取方法では、かかる方法によれば、比較対象とする各サンプルセルの周辺部の色情報は、拡張セルの周辺部から取得する色情報と同じように、中央部の色の影響を受けたものとなるため、拡張セルとサンプルセルの周辺部の色情報を比較する際に、中央部の色の影響に左右されることなく、基準色を正確に決定することができる。

また、中央部が白色の拡張セルでは周辺部が明色基準色で配色され、中央部が黒色の拡張セルでは周辺部が暗色基準色で配色された二次元コードを読み取る場合には、本発明の二次元コードの読取方法において、各拡張セルのセル単位の明暗パターンを識別して、前記互換データを復号する互換データ復号処理と、該互換データ復号処理の後に、各拡張セルの周辺部から取得した色情報に基づいて当該周辺部の配色パターンを識別し、前記専用データを復号する専用データ復号処理とを含み、該専用データ復号処理では、互換データ復号処理で識別した拡張セルのセル単位の明暗パターンに基づいて、周辺部の基準色を、明色基準色と暗色基準色のいずれかに絞り込むようにすることが提案される。

かかる構成にあっては、拡張セルの中央部の配色パターンを識別した後で、周辺部の配色パターンを識別するため、周辺部の色を、予め明色基準色と暗色基準色の一方に絞り込むことができ、これにより、周辺部の配色パターンを識別する処理を簡易化できる。また、中央部の配色パターンは、二次元コードに標準装備される誤り訂正機能を用いて訂正可能であるため、拡張セルの周辺部の配色パターンの識別を誤る確率も低減できる。

また、本発明の二次元コードの読取方法として、二次元コードを撮像する撮像処理を複数回実行するとともに、該撮像処理で得られた二次元コードの画像データに基づいて、各拡張セルの周辺部の配色パターンを識別する周辺部識別処理を撮像処理毎に実行し、その後、個々の拡張セルについて実行した複数回の周辺部識別処理の識別結果を多数決して、個々の拡張セルの周辺部の配色パターンを特定する多数決処理と、該多数決処理で特定した拡張セルの配色パターンに基づいて専用データを復号する多数決復号処理とを実行することが提案される。

発明者の研究によれば、拡張セルの周辺部の配色パターンの識別間違いは、同じ拡張セルで繰り返し発生する頻度が少ないため、かかる読取方法のように、拡張セルの周辺部の配色パターンの識別を繰り返し、複数回の識別結果を多数決して、各拡張セルの周辺部の配色パターンを特定するようにすれば、二次元データに記録された専用データをより確実に復号可能となる。

なお、上記読取方法は、撮像処理を複数回実行し、個々の拡張セルについて撮像処理を行った回数だけ周辺部識別処理を繰り返す必要があり、比較的多くの処理が必要となる。このため、二次元コードを撮像して得られた一枚の画像データに基づいて、拡張セルの周辺部の配色パターンを識別し、識別した拡張セルの周辺部の配色パターンに基づいて専用データを復号する初回復号処理を実行し、該初回復号処理で、専用データを復号できなかった場合に、上記二次元コードの読取方法を実行することが提案される。かかる読取方法とすれば、本発明に係る二次元コードの読取りに要する処理を低減できる。

また、本発明の二次元コードの読取方法として、赤色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の赤色成分の色情報を取得する赤色識別処理と、緑色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の緑色成分の色情報を取得する緑色識別処理と、青色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の青色成分の色情報を取得する青色識別処理との３つの処理のうち、少なくとも２つの処理を実行し、赤色識別処理、緑色識別処理、及び青色識別処理のうち、少なくとも２つの処理で取得した色情報を組み合わせて、拡張セルの周辺部の基準色を識別することが提案される。

赤色光の照明下で撮像して得られる二次元コードの画像データは、青色光や緑色光によるノイズがないため、かかる画像データから、拡張セルの周辺部の色情報を取得すれば、周辺部の色の赤成分について、より正確な色情報を得ることができる。同様に、青色光や緑色光の照明下で撮像して得られる二次元コードの画像データからは、周辺部の青色成分と緑色成分について、より正確な色情報を得ることができる。したがって、かかる方法のように、赤色光、緑色光、青色光の照明下で撮像した画像データから、拡張セルの周辺部の色情報を成分ごとに取得して組み合わせれば、白色光の照明下で撮像した二次元コードの画像を用いる場合よりも、拡張セルの周辺部の基準色を正確に識別できる。

なお、かかる読取方法は、二次元コードの撮像を複数回実行する必要があり、比較的多くの処理が必要となる。このため、白色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の配色パターンを識別し、識別した拡張セルの周辺部の配色パターンに基づいて専用データを復号する白色光復号処理を実行し、該白色復号処理で、専用データを復号できなかった場合に、上記読取方法を実行するようにすることが提案される。かかる読取方法とすれば、本発明に係る二次元コードの読取りに要する処理を低減できる。

また、上述の二次元コードの読取方法のように、互換データ復号処理で識別した拡張セルのセル単位の明暗パターンに基づいて、周辺部の基準色を、明色基準色と暗色基準色のいずれかに絞り込める場合は、本発明の二次元コードの読取方法において、読取対象の二次元コードの拡張セルの周辺部に用いられる全ての明色基準値でＲＧＢ値の緑色成分が共通しており、かつ、全ての暗色基準値でＲＧＢ値の緑色成分が共通している場合には、専用データ復号処理において、赤色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の赤色成分の色情報を取得する赤色識別処理と、青色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の青色成分の色情報を取得する青色識別処理とを実行し、赤色識別処理及び青色識別処理で取得した色情報を組み合わせて、拡張セルの周辺部の配色パターンを識別することが提案される。

かかる読取方法とすれば、緑色光の照明下での二次元コードの撮像を省略して、二次元コードの読取りに要する処理が増大するのを抑えつつ、拡張セルの周辺部の配色パターンを正確に識別可能となる。

以上に述べたように、本発明の二次元コードは、セル単位の明暗パターンの明暗パターンの識別が容易であり、かつ、セル単位の明暗パターン以外の配色パターンによって、多くの専用データを記憶できる。

（ａ）は実施例１の二次元コード１の概略図であり、（ｂ）は実施例１の二次元コード１の各領域を機能別に模様分けして示す説明図である。 符号化領域４の拡大図である。 （ａ）は、拡張セル２ａ及びサンプルセル２ｂの構造を示す説明図であり、（ｂ）は、拡張セル２ａ及びサンプルセル２ｂの配色パターンを示す説明図である。 基準色を示す図表である。 拡張セル２ａの配色パターンに対応する符号化データを示す図表である。 実施例１の二次元コード１のデータ構造を示す概念図である。 サンプル領域５ａの拡大図である。 （ａ）は実施例１の二次元コード１の概略図であり、（ｂ）は、実施例１の二次元コード１と互換性を有するＱＲコード１ａである。 実施例１の二次元コード１の生成方法を示すフローチャートである。 符号化処理の処理内容を示すフローチャートである。 実施例１の二次元コード１の読取処理を示すフローチャートである。 専用データ復号処理の処理内容を示すフローチャートである。 色情報取得部位３０を示す説明図である。 多数決読取処理の処理内容を示すフローチャートである。 複数照明読取処理の処理内容を示すフローチャートである。 （ａ）は、実施例２の拡張セル２ｃの構造を示す説明図であり、（ｂ）、（ｃ）は、拡張セル２ｃの配色パターンの例を示す説明図である。 拡張セル２ｃの配色パターンに対応する符号化データを示す図表である。 実施例２の二次元コード１０のデータ構造を示す概念図である。 （ａ）は、拡張セル２ｃの色情報取得部位３０ａ〜３０ｈを示す説明図であり、（ｂ）は、サンプルセル２ｂの色情報取得部位３１ａ〜３１ｈを示す説明図である。

本発明の実施形態を、以下の実施例に従って説明する。

本実施例の二次元コード１は、二次元コードの中で最も普及しているＱＲコード（登録商標）と互換性を有するものである。具体的には、図１（ａ）に示すように、本実施例の二次元コード１は、正方形のセル２を、縦横に２１個ずつマトリクス状に配置してなるものである。この二次元コード１の各セル２は、白色と黒色のみで配色されるものだけではないが、セル単位で明色又は暗色と識別可能であり、二次元コード１の基本構造は、ＱＲコードの規格に準拠している。すなわち、図１（ｂ）に示すように、二次元コード１は、ＱＲコードと同様に、機能パターン（固定領域）３と符号化領域４とによって構成される。機能パターン３は、各セル２が明色と暗色のいずれで識別されるかが予め決定されている領域であり、二次元コード１の光学的読取りを補助する位置検出パターン５、分離パターン６、タイミングパターン７などによって構成される。また、符号化領域４は、セル単位の明暗パターンによってデータを記録する領域であり、データコード語及び誤り訂正コード語が記録されるデータコード領域８と、形式情報を示すコードが配置される形式情報コード領域９とによって構成される。こうした構成は、基本的に、ＱＲコードのＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｘ ０５１０：２００４）に準拠したものであるため詳細な説明は省略する。

図２に示すように、二次元コード１の符号化領域４のセル２は、中央部２０と周辺部２１とからなる拡張セル２ａで構成される。詳述すると、図３（ａ）に示すように、各拡張セル２ａは、縦横に３分割して得られる９つの正方形のうち、中央の正方形部分を中央部２０とし、周囲の残り８つの正方形部分を周辺部２１としている。モノクロ画像であるため図２などでは十分に示されていないが、各拡張セル２ａの中央部２０は、白色と黒色のいずれか一色で配色される。また、各拡張セル２ａの周辺部２１は、８種類の基準色から選ばれたいずれか一つの色で配色される。

図４に示すように、本実施例では、ＲＧＢ値の相違する白色、黄色、シアン、緑色、マゼンタ、赤色、青色、黒色の８種類の色が基準色として用いられる。これらの基準色は、色の相互識別が容易となるように、ＲＧＢ空間の立方体の端部にある色を採用したものである。ここで、８種類の基準色のうち、輝度が０．７以上の白色、黄色、シアン、緑色の４種類は明色基準色に分類される。一方、輝度が０．３以下のマゼンタ、赤色、青色、黒色の４種類は暗色基準色に分類される。すなわち、輝度０．７が、本発明に係る明色閾値に相当し、輝度０．３が本発明に係る暗色閾値に相当するものである。なお、ＲＧＢ値と輝度（Ｙ）の変換式は、ＢＴＡ Ｓ−００１Ｂによって規定された下記の式を用いている。
Ｙ＝（０．２１２６×Ｒ ＋ ０．７１５２×Ｇ ＋ ０．０７２２×Ｂ）／２５５

ここで、拡張セル２ａは、図３（ｂ）に示す８通りの配色パターンのいずれかで配色される。これらの配色パターンでは、中央部２０が白色の拡張セル２ａは、周辺部２１が４つの明色基準色のいずれか一色で配色され、中央部２０が黒色の拡張セル２ａは、周辺部２１が４つの暗色基準色のいずれか一色で配色される。

本実施例の二次元コード１の拡張セル２ａを、ＱＲコードの読取装置によってセル単位の明暗パターンを識別した場合、中央部２０が白色の拡張セル２ａは明色と識別され、中央部２０が黒色の拡張セル２ａは暗色と識別される。ＱＲコードの読取装置は、各セルの中心付近の色情報を重視して、当該セルが明色と暗色のいずれであるかを識別するためである。特に、拡張セル２ａの中央部２０は、反射率や輝度が、最も高い色（白色）と最も低い色（黒色）のいずれかで配色されるため、ＱＲコードの読取装置で、セル単位で明色と暗色の識別をした時に、中央部が白色の拡張セルは明色と、中央部が黒色の拡張セルは暗色と容易に識別できる。すなわち、本実施例では、拡張セル２ａの中央部２０の白色と黒色の配色パターンが、拡張セル２ａのセル単位の明暗パターンとして識別される。このため、本実施例では、中央部２０の配色パターンによって、ＱＲコードの読取装置が読取可能な互換データを記録する。なお、ＱＲコードの読取装置とは、ＱＲコードを読み取るための専用装置に限らず、ＱＲコード読取用プログラムをインストールしたスマートフォン等も含む。

一方、本実施例では、拡張セル２ａの周辺部２１の基準色の配色パターンによって、専用データを記録する。ＱＲコードの読取装置は、周辺部２１の基準色を識別できないため、専用データを読み取るためには、周辺部２１の基準色を識別可能な専用の読取装置（以下、専用読取装置という。）が必要である。なお、専用読取装置は、拡張セル２ａの周辺部２１の基準色の識別機能等を有するプログラムをインストールしたスマートフォン等も含む。

なお、本実施例では、拡張セル２ａを縦横に３分割して得られる９つの正方形のうち、中央の正方形部分を中央部２０とし、周囲の残り８つの正方形部分を周辺部２１としているが、発明者の研究によれば、中央部２０と周辺部２１の面積比率をかかる比率（１：８）とした場合に、中央部２０の明暗パターンの識別精度と、周辺部２１の基準色の識別精度の双方を最もバランスよく確保できる。

また、本実施例では、中央部２０が白色の拡張セル２ａは、周辺部２１が高輝度（０．７以上）の基準色で配色され、また、中央部２０が黒色の拡張セル２ａは、周辺部２１が低輝度（０．３以下）の基準色で配色されており、周辺部２１は、中央部２０の色と反射率や輝度が近似する基準色で配色されている。このため、本実施例では、二次元コード１を読み取る際に、手ぶれやピントボケ、また撮像プログラムの平均化フィルタなどの影響によって、中央部２０と周辺部２１の境界が曖昧となり、中央部２０から取得した色情報に、周辺部２１の色が影響した場合でも、中央部２０から取得した色情報に基づいて、拡張セル単位の明暗パターンを正確に識別できる。また、周辺部２１から取得した色情報に、中央部２０の色が影響した場合でも、周辺部２１から取得した色情報に基づいて、周辺部２１の配色パターンを高い精度で識別できる。

本実施例では、図５に示すように、拡張セル２ａの８通りの配色パターンによって、１つの拡張セル２ａに「０００」から「１１１」の３ビットの符号化データを記録する。この符号化データの最上位のビット（第１ビット）は、中央部２０の配色パターンに対応するデータであり、ＱＲコードの読取装置によって読み取ることのできる互換データである。一方、第２ビット、第３ビットは、周辺部２１の配色パターンに対応するデータであり、専用読取装置でしか読み取ることのできない専用データである。本実施例では、拡張セル２ａの符号化データを、同じ位置のビット毎の集合とすることで、３層のデータ領域を形成している。具体的には、符号化データの最上位のビット（第１ビット）の集合によって第一層のデータ領域を形成し、かかるデータ領域に互換データを記録する。そして、第２ビット、第３ビットの集合によって第二層と第三層のデータ領域を夫々形成し、かかるデータ領域に専用データを記録する。

本実施例では、上記三層のデータ領域は、ＱＲコードの符号化領域と同じデータ形式となっており、図６に示すように、本実施例の二次元コード１は、ＱＲコード１ａ，１ｂ，１ｃのデータ構造を３つ積層したデータ構造をなしている。かかるＱＲコード１ａ〜１ｃは、二次元コード１と同じセル数であり、各ＱＲコード１ａ〜１ｃのセルの色は、当該セルと同じ位置にある二次元コード１の拡張セル２ａの配色パターンに対応したものとなっている。例えば、ｍ行ｎ列のセルの色が、第一層のＱＲコード１ａで「１」（黒）、第二層のＱＲコード１ｂで「０」（白）、第三層のＱＲコード１ｃで「０」（白）である場合は、二次元コード１のｍ行ｎ列の拡張セル２ａの色がマゼンタ（符号化データが「１００」）となる（図５参照）。

また、図１，７に示すように、二次元コード１は、拡張セル２ａの周辺部２１の基準色を、正確に識別可能とするために、位置検出パターン５の左側にサンプル領域５ａを備えている。サンプル領域５ａは、８個のサンプルセル２ｂによって構成される。サンプルセル２ｂは、拡張セル２ａと同様に、白色と黒色のいずれか一色で配色される中央部２０と、上記８種類の基準色のいずれか一色で配色される周辺部２１とからなるセル２である。サンプル領域５ａを構成する８個のサンプルセル２ｂは、拡張セル２ａの８通りの配色パターン（図３（ｂ））で配色されており、８個のサンプルセル２ｂの周辺部２１は、別々の基準色によって配色される。ここで、サンプル領域５ａでは、どのサンプルセル２ｂの周辺部２１が、どの基準色で配色されるかが予め決定されている。このため、本実施例では、拡張セル２ａの周辺部２１から光学的に取得した色情報（ＲＧＢ値）を、各サンプルセル２ｂの周辺部２１から取得した色情報と比較することで、拡張セル２ａの周辺部２１の基準色を識別できる。拡張セル２ａの周辺部２１から光学的に取得したＲＧＢ値の絶対値に基づいて、当該周辺部２１の基準色を識別する場合には、印刷の経時変化や、プリンタや表示装置、周囲の照明等による色情報の変動によって、基準色の識別を誤る可能性があるが、このように、サンプルセル２ｂの基準色を比較対象として基準色を識別すれば、印刷の経時変化や、プリンタや表示装置、周囲の照明等の影響を排除できるため、基準色の識別誤りを低減できる。

なお、サンプル領域５ａでは、位置検出パターン５で明色と識別される部分に、中央部２０が白色で、周辺部２１が明色基準色となるサンプルセル２ｂを配置し、位置検出パターン５で暗色と識別される部分に、中央部２０が黒色で、周辺部２１が暗色基準色となるサンプルセル２ｂを配置しているため、サンプル領域５ａが位置検出パターン５の機能を阻害することはない。

また、本実施例では、図１，７に示すように、左上、左下、右上の位置検出パターン５にサンプル領域５ａが１セットずつ配設されており、周辺部２１が８種類の基準色で配色されたサンプルセル２ｂが３セット設けられている。このため、かかる構成にあっては、一部のサンプル領域５ａが汚損した場合でも、拡張セル２ａの配色パターンの識別に支障が生じることはない。

また、サンプルセル２ｂは、拡張セル２ａと同様に、周辺部２１が明色基準色で配色されたものが、中央部２０が白色で配色され、周辺部２１が暗色基準色で配色されたものが、中央部２０が黒色で配色されるため、拡張セル２ａとサンプルセル２ｂの周辺部２１から取得する色情報は、中央部２０の色の影響を同じように受けることとなる。したがって、かかる構成によれば、拡張セル２ａとサンプルセル２ｂの周辺部２１から取得した色情報を、中央部２０の色の影響を考慮することなく比較できるという利点がある。

また、本実施例では、データコード領域８の拡張セル２ａに、拡張セル２ａのデータ記録形式を示す識別コード８ａが記録される。拡張セル２ａの記録形式とは、周辺部２１に用いられている基準色の種類や数、周辺部２１の分割数、暗号化方式、誤り訂正方式などである。この識別コード８ａは、中央部２０の配色パターン、すなわち拡張セル２ａのセル単位の明暗パターンによって記録される。かかる識別コード８ａによれば、専用読取装置は、拡張セル２ａのセル単位の明暗パターンを識別するだけで、拡張セル２ａの記録形式を判別できるから、拡張セル２ａの周辺部２１の配色パターンを容易に識別可能となる。なお、かかる識別コード８ａは、データコード領域８の中の埋め草領域に設けられる。埋め草領域は、データコード領域８に互換データを記録した後の残余領域であり、通常のＱＲコードでは、有効なデータが記録されない領域である。かかる埋め草領域の配色パターンは、ＱＲコードの読取装置では無視されるため、識別コード８ａは、ＱＲコードの読取装置による互換データの読取りを阻害しない。

以上のように、本実施例の二次元コード１を、ＱＲコードの読取装置に読み取らせた場合、当該読取装置は、拡張セル２ａの配色パターンを詳細に識別することなく、中央部２０の配色パターンに基づいて、各拡張セル２ａを明色又は暗色と識別する。そして、当該読取装置が、かかる明暗パターンに基づいてＱＲコードの復号処理を実行すれば、二次元コード１に記録された互換データが復号される。図８（ａ）は、本実施例の二次元コード１であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の二次元コード１にあって、中央部２０が白色の拡張セル２ａ及びサンプルセル２ｂを全て白塗りとし、中央部２０が黒色の拡張セル２ａ及びサンプルセル２ｂを全て黒塗りとして得られたＱＲコード１ａである。このＱＲコード１ａは、セルの明暗二値パターンによって二次元コード１と同じ互換データを記録したものであるから、ＱＲコードの読取装置で図８の二次元コード１とＱＲコード１ａを読み取った場合は、いずれも同じ互換データが読み取られることとなる。すなわち、本実施例の二次元コード１は、ＱＲコードの読取装置に対しては、ＱＲコードの同等品として機能し得るものであり、ＱＲコードと互換性を有するものとなっている。

一方、本実施例の二次元コード１は、専用読取装置を用いれば、各拡張セル２ａの周辺部２１の配色パターンを識別して、二次元コード１に記録された互換データと専用データの両方を復号できる。

図９は、上記二次元コード１を生成するフローチャートである。まず、ステップＳ１００では、二次元コード１に記録すべき３セットのデータを取り込む。３セットのデータは、１セットの互換データＤＳ０と、２セットの専用データＤＳ１、ＤＳ２である。

次のステップＳ１１０では、互換データＤＳ０について、通常のＱＲコードの生成手続に則って二次元コード化し、互換データＤＳ０を記録するデータ上のＱＲコード１ａ（図６参照）を生成する。ここで、互換データを記録するＱＲコード１ａの明暗パターンは、二次元コード１のセル単位の明暗パターンに対応するものである。かかるステップＳ１１０では、ＱＲコード１ａの生成時に、ＱＲコード１ａの埋め草領域のセルに、識別コード８ａの配色パターンを埋め込む処理を行う。

次のステップＳ１２０では、専用データＤＳ１，ＤＳ２の夫々について、通常のＱＲコードの生成手続に則って二次元コード化し、夫々のデータＤＳ１，ＤＳ２を記録するデータ上のＱＲコード１ｂ，１ｃ（図６参照）を２つ生成する。なお、前述のステップＳ１１０と、かかるステップ１２０で生成する３つのＱＲコード１ａ〜１ｃは、相互に合成し得るように、生成する二次元コード１と同じ形式（バージョン）で生成される。夫々のデータＤＳ０，ＤＳ１，ＤＳ２の二次元コード化は、規格化されたＱＲコードの生成手順と同様に実行可能できるため、詳細な説明は省略する。

ステップＳ１３０の符号化処理では、ＱＲコード１ａ〜１ｃについて、同じ位置のセルごとに夫々の色を合成し、上記二次元コード１のセル２の配色パターンに変換する。具体的には、生成する二次元コード１の一辺のセル数をＮとすると、二次元コード１全体では、Ｎ^２個のセル２が存在し、ＱＲコード１ａ〜１ｃにも、Ｎ^２個のセルの配色パターンが存在する。符号化処理では、このＮ^２個のセル２の配色を１つずつ決定する。より具体的には、ＱＲコードの、縦のセルのインデックスをＩ，横のセルのインデックスをＪとすると、Ｉ＝１からＮ、Ｊ＝１からＮまでの組合せで全てのセルを表現できる。Ｉ，Ｊで示されるセルの色をＣ（Ｉ，Ｊ）で表現する。また、各ＱＲコード１ａ，１ｂ，１ｃをＫで示すとすると、Ｃ（Ｉ，Ｊ，Ｋ）で示すことが可能となる。ここで、Ｋは１から３である。そして、かかる符号化処理を全てのセルについて実行すると、二次元コード１の生成が終了する。

図１０は、符号化処理（図９：Ｓ１３０）の処理内容を示したフローチャートである。 符号化処理では、まず、ステップＳ２１０で、ＩとＪで指定されるセルについて、それが機能パターン３を構成するセル２であるか否かを判定する。そして、機能パターン３を構成するセルであると判定した場合は、ステップＳ２２０で、当該セルの位置に基づいて配色を決定する。一方、符号化領域４を構成するセル２であると判定した場合は、次のステップＳ２３０で各ＱＲコード１ａ〜１ｃの特定位置のセルの配色パターンを読み込む。具体的には、Ｃ（Ｉ，Ｊ，Ｋ）（Ｋは１から３）の配色データを読み込み、各セルが０か１（明色か暗色）かを識別する。次に、ステップＳ２４０では、ＱＲコード１ａ〜１ｃの当該セルの配色パターンを結合して、拡張セル２ａに記録する３ビットの符号化データを生成する。このとき、互換データに係るＱＲコード１ａの配色データは、符号化データの第１ビットに結合され、専用データに係るＱＲコード１ｂ，１ｃの配色データは、符号化データの第２ビットと第３ビットに夫々結合される。そして、ステップＳ２５０では、得られた符号化データから拡張セル２ａの配色を決定する。例えば、図５に示すように、符号化データが「０１０」の場合は、中央部２０が白色、周辺部２１がシアンの配色に決定される。また、符号化データが「１１１」の場合は、中央部２０及び周辺部２１が黒色の配色に決定される。ステップＳ２６０では、すべてのセル２について、上記の処理が完了したかを判定し、すべてのセル２の処理が完了した場合は符号化処理を終了する。

このように、本実施例の二次元コード１の生成方法では、互換データＤＳ０及び専用データＤＳ１，ＤＳ２を夫々ＱＲコード化し、データ上のＱＲコード１ａ〜１ｃを合成することによって、二次元コード１の配色を決定する。かかる生成方法では、互換データと専用データの双方を、ＱＲコードの符号化方式に則って符号化するため、互換データと専用データの符号化に共通のアルゴリズムを用いることにより、二次元コード１の生成プログラムを簡素化できるという利点がある。また、かかる生成方法によって生成された二次元コード１は、互換データと専用データの復号時にも共通のアルゴリズムを用いることができるから、二次元コード１の読取プログラムも簡素化できる。

次に、実施例１の二次元コード１を専用読取装置で読み取る際の読取方法を説明する。
図１１は、専用読取装置による二次元コード１の読取処理を示すフローチャートである。
最初のステップＳ３００では、読取装置に設けられた撮像装置によって、白色光の照明下で二次元コード１を撮像し、二次元コード１のカラーの画像データを得る。次に、ステップＳ３０１では、撮像した画像からＱＲコードの画像識別手順にしたがって二次元コード１を識別し、セル２の切り出しを行う。具体的には、各セル２について、画像から該当するピクセルデータを抽出する。次に、ステップＳ３０２では、通常のＱＲコードの読取処理を行い、二次元コード１の第一層のデータ領域に記録されたデータ（互換データ）を読み取る。すなわち、かかるステップＳ３０２は、本発明に係る互換データ復号処理に相当するものである。なお、この時点では、専用読取装置は、二次元コード１をＱＲコードと区別せずに処理を行う。通常のＱＲコードの読取処理は周知であるため、詳細な説明は省略する。

続くステップＳ３０３では、第一層に記録されたデータの復号に成功したか否かを判定し、復号に失敗した場合には、ステップＳ３０４で、読取りエラーを示す表示をディスプレイに表示して、読取処理を終了する。一方、ステップＳ３０３で、復号に成功したと判定した場合は、ステップＳ３０５で、埋め草領域の識別コード８ａの読取りを行い、ステップＳ３０６で、識別コード８ａの読取りに成功したか否かを判定する。ここで、識別コード８ａの読取りに失敗した場合は、識別コード８ａのない通常のＱＲコードであると判断し、読取処理を終了する。このように、識別コード８ａの読取りに成功するか否か、すなわち、有効な識別コード８ａが記録されているか否かによって、拡張セル２ａを有する二次元コード１と、通常のＱＲコードとを識別すれば、セル単位の明暗パターンを識別するだけで、両者を容易に識別できる。一方、ステップＳ３０６で、識別コード８ａの読取りに成功した場合は、専用データが記録された二次元コード１であると判断し、ステップＳ３０７の専用データ復号処理で、識別コード８ａの情報に基づいて専用データを復号し、読取処理を終了する。すなわち、かかるステップＳ３０７が、本発明に係る専用データ復号処理に相当するものである。

図１２は、専用データ復号処理（図１１：Ｓ３０７）の処理内容を示したフローチャートである。
専用データ復号処理では、まず、ステップＳ４０１で、サンプル領域５ａの各サンプルセル２ｂの周辺部２１の色情報を取得する。具体的には、図１３に示すように、各サンプルセル２ｂの周辺部２１の８箇所を色情報取得部位３０として、当該８箇所から取得した色情報（ＲＧＢ値）の平均値を、当該サンプルセル２ｂの周辺部の色情報とする。このように、複数箇所の色情報を平均化したものを周辺部２１の色情報とすれば、汚れや照明などによる色情報の変動を平準化して、周辺部２１の色情報をより適切に取得可能となる。なお、かかる処理では、３セットのサンプル領域５ａの計２４個のサンプルセル２ｂについて、周辺部２１の色情報をサンプルセル２ｂ毎に取得する。すなわち、かかるステップＳ４０１の処理により、本発明に係るサンプル色取得処理が実現される。

次に、ステップＳ４０２で、一つの拡張セル２ａの周辺部２１の色情報を取得する。具体的には、サンプルセル２ｂと同様に、拡張セル２ａの周辺部２１の８箇所を色情報取得部位３０として（図１３参照）、当該８箇所から取得した色情報（ＲＧＢ値）の平均値を、当該拡張セル２ａの周辺部２１の色情報とする。このように、複数箇所から取得した色情報の平均値を周辺部２１の色情報とすれば、汚れや照明などによる色情報の変動を平準化して、周辺部２１の色情報を適切に取得することができ、これにより、周辺部２１の基準色をより正確に識別可能となる。

続いて、ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で取得した拡張セル２ａの周辺部２１の色情報を、各サンプルセル２ｂの周辺部２１から取得した色情報と個別に比較して、色情報が最も近似するサンプルセル２ｂを決定する。そして、決定したサンプルセル２ｂの周辺部２１の基準色が、当該拡張セル２ａの周辺部２１の基準色であると判定する。すなわち、かかるステップＳ４０３の処理により、本発明に係る基準色識別処理及び周辺部識別処理が実現される。ここで、色情報の比較は、拡張セル２ａと各サンプルセル２ｂの色情報について、ＲＧＢ値のユークリッド距離を算出することによって比較する。そして、拡張セル２ａの色情報とのユークリッド距離が最も小さかったサンプルセル２ｂが、拡張セル２ａの色と最も近似であると判定する。

なお、拡張セル２ａの中央部２０の配色パターン（セル単位の明暗パターン）は、ＱＲコードの読取処理（図１１：Ｓ３０２）の段階で識別済みであるため、かかるステップＳ４０３では、識別済みの中央部２０の色に基づいて、拡張セル２ａの周辺部２１の基準色の候補を、明色基準色と暗色基準色の一方に予め絞り込み、これにより、サンプルセル２ｂの色情報との比較処理を簡易化する。具体的には、中央部２０が白色の拡張セル２ａは周辺部２１が明色基準色であるから、周辺部２１が暗色基準色で配色されたサンプルセル２ｂとの色情報の比較を省略する。同様に、中央部２０が黒色の拡張セル２ａは周辺部２１が暗色基準色であるから、周辺部２１が明色基準色で配色されたサンプルセル２ｂとの色情報の比較を省略する。なお、中央部２０の配色パターン（セル単位の明暗パターン）は、識別を誤っても、ＱＲコードの読取処理（図１１：Ｓ３０２）の段階で、ＱＲコードの誤り訂正機能によって識別結果が訂正される。このため、中央部２０の配色パターンについては、正確な情報を得ることができる。したがって、このように、中央部２０の配色パターンに基づいて周辺部２１の基準色の候補を絞り込めば、周辺部２１の色情報のみから、周辺部２１の配色パターンを識別する場合に比べて、識別率の向上が可能となる。

また、かかるステップＳ４０３では、拡張セル２ａの周辺部２１の色情報を、３セットのサンプルセル２ｂの周辺部２１の色情報と個別に比較する。例えば、中央部２０が白色の拡張セル２ａであれば、周辺部２１が明色基準色で配色された１２個（４色×３セット）のサンプルセル２ｂと色情報を個別に比較する。拡張セル２ａとサンプルセル２ｂが均一に照らされていない場合は、同じ基準色で配色された部位から取得した色情報でも、照度の違いによって大きな差が生じる場合があるが、かかる方法によれば、各拡張セル２ａの色情報を、基準色毎に複数セットのサンプルセル２ｂと個別に比較して、拡張セル２ａを、比較的照度差の少ないサンプルセル２ｂと比較することで、基準色の識別間違いを低減できる。

上記ステップＳ４０２，Ｓ４０３は、符号化領域４の全てのセル（拡張セル）２ａについて実行されて、全ての拡張セル２ａの配色が判別される。そして、ステップＳ４０４で、全ての拡張セル２ａの配色を判別し終えたと判定した場合は、ステップＳ４０５で、決定した配色に基づいて、各拡張セル２ａに記録された符号化データを復号する。例えば、中央部２０が黒色で、周辺部２１が赤色であると判定した拡張セル２ａは、「１０１」の符号化データに復号される（図５参照）。ステップＳ４０６では、拡張セル２ａごとに復号した３ビットの符号化データを、第１ビット、第２ビット、第３ビットごとに結合して、互換データＤＳ０を記録したデータ上のＱＲコード１ａと、専用データＤＳ１，ＤＳ２を記録したＱＲコード１ｂ，１ｃを得る。そして、ステップＳ４０７では、専用データを記録するＱＲコード１ｂ，１ｃを、通常のＱＲコードの復号手順にしたがって、専用データＤＳ１、ＤＳ２に復号する。なお、互換データＤＳ０は、ＱＲコードの読取処理（図１１：Ｓ３０２）の段階で復号済みであるため、互換データＤＳ０を記録するＱＲコード１ａは復号しない。

ステップＳ４０８では、専用データＤＳ１，ＤＳ２の復号に成功したか否かを判定し、成功したと判定した場合は、専用データ復号処理を終了する。一方、専用データの復号に失敗したと判定した場合は、ステップＳ４０９で、多数決読取処理を実行して、専用データ復号処理を終了する。多数決読取処理は、二次元コード１を３回撮像して、撮像した画像データ毎に拡張セル２ａの周辺部２１の配色を判別する処理を実行して、最終的に、判別結果を多数決することによって、各拡張セル２ａの最終的な配色を決定する処理である。発明者の研究によれば、拡張セル２ａの周辺部の配色パターンの識別間違いは、同じ拡張セルで繰返し発生する頻度が少ないため、かかる多数決読取処理のように、二次元コード１を３回撮像して、画像ごとの基準色の識別結果を多数決して拡張セル２ａの周辺部２１の基準色を特定するようにすれば、二次元コード１の専用データの読取成功率を格段に高めることが可能となる。なお、多数決読取処理は、専用データの読取成功率は高いが、比較的多くの処理が必要であり、常時実行すると時間がかかるため、かかる読取方法のように、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７の処理で専用データの復号に失敗した場合に実行することが望ましい。すなわち、本発明に係る初回復号処理は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７によって実現される。

図１４は、多数決読取処理（図１２：Ｓ４０９）の処理内容を示したフローチャートである。
多数決読取処理では、まず、ステップＳ５００で、二次元コード１の２回目の撮像を実行する。そして、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６において、得られた２枚目の画像データに基づいて、各拡張セル２ａの周辺部２１の基準色を識別する。ステップＳ５００〜Ｓ５０６の個々の処理は、上述したステップＳ３００，Ｓ３０１，Ｓ３０５，Ｓ４０１〜Ｓ４０４の処理と同じであるため、詳細な説明は省略する。そして、ステップＳ５０７では、ステップＳ５００〜Ｓ５０６を規定回数（ここでは２回）に達するまで繰り返す。これにより、二次元コード１の撮像と、拡張セル２ａの周辺部２１の基準色の識別が計３回繰り返されることとなる。なお、二次元コード１の１回目の撮像はステップＳ３００で実行され、拡張セル２ａの周辺部２１の基準色を識別する１回目の処理は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０４で実行される。

そして、ステップＳ５０８では、個々の拡張セル２ａについて３回繰り返された基準色の識別結果を多数決して、最多の識別結果を、当該拡張セル２ａの基準色として最終的に特定する。すなわち、かかるステップＳ５０８によって、本発明に係る多数決処理が実現される。なお、多数決の結果、最多の識別結果が２以上存在した場合は、抽選によりいずれか１つの識別結果を、当該拡張セル２ａの基準色とする。

そして、ステップＳ５０９〜Ｓ５１１では、ステップＳ４０５〜Ｓ４０７と同様にして、各拡張セル２ａの周辺部２１について特定した基準色に基づいて専用データＤＳ１，ＤＳ２を復号する。すなわち、かかるステップＳ５０９〜Ｓ５１１によって、本発明に係る多数決復号処理が実現される。そして、ステップＳ５１２で、専用データＤＳ１，ＤＳ２の復号に成功したと判定した場合は、そのまま多数決読取処理を終了し、復号に失敗したと判定した場合は、ステップＳ５１３で、読取りエラーを示す表示をディスプレイに表示して、多数決読取処理を終了する。

以上の二次元コード１の読取方法からもわかるように、本実施例の二次元コード１では、互換データがＱＲコードの規格に準じて二次元コード化され、各セル２が明色と暗色のいずれであるかの情報によって記録されているため、ＱＲコード用の読取装置で互換データを読み取ることができる。一方、拡張セル２ａの色情報を判別でき、かつ、当該色情報を復号可能な専用読取装置を用いれば、拡張セル２ａの周辺部２１に記録された専用データを読み取ることができる。

次に、上記二次元コード１の読取方法の変形例について説明する。
変形例の読取方法は、上述の多数決読取処理（図１２：Ｓ４０９）に替えて、図１５に示す複数照明読取処理を実行する。複数照明読取処理は、色の異なる複数種類の照明下で撮像した画像データに基づいて拡張セル２ａの周辺部２１の基準色を識別する処理である。

複数照明読取処理では、まず、ステップＳ６００で、赤色光の照明下で二次元コード１を撮像する。そして、ステップＳ６０１〜Ｓ６０３において、撮像した画像データに基づいて、各拡張セル２ａの周辺部２１の色情報（ＲＧＢ値）を取得する。次に、ステップＳ６０４で、青色光の照明下で二次元コード１を撮像する。そして、ステップＳ６０５〜Ｓ６０７において、撮像した画像データに基づいて、各拡張セル２ａの周辺部２１の色情報（ＲＧＢ値）を取得する。すなわち、本発明に係る赤色識別処理は、ステップＳ６００〜Ｓ６０３によって実現され、青色識別処理は、ステップＳ６０４〜Ｓ６０７によって実現される。

ステップＳ６０８では、赤色光と青色光の照明下で夫々撮像した２枚の画像から取得した色情報を組み合わせて、各拡張セル２ａの周辺部２１の色情報（ＲＧＢ値）を決定する。ここで、ＲＧＢ値のうち、赤色成分（Ｒ）に関しては、赤色光の照明下で撮像した画像から取得した色情報が、ノイズの少ない正確な値と考えられるため、ＲＧＢ値のうち、赤色成分（Ｒ）については、赤色光の照明下で撮像した画像から取得した色情報を採用する。同様に、ＲＧＢ値のうち、青色成分（Ｂ）に関しては、青色光の照明下で撮像した画像から取得した色情報が、ノイズの少ない正確な値と考えられるため、ＲＧＢ値のうち、青色成分（Ｂ）については、青色光の照明下で撮像した画像から取得した色情報を採用する。なお、かかる複数照明読取処理では、ＲＧＢ値のうち、緑色成分（Ｇ）に関しては、色情報を特定しない。図４に示すように、４種の明色基準色はＲＧＢ値の緑成分が共通し（Ｇ＝２５５）、４種の暗色基準色も、ＲＧＢ値の緑成分が共通しているため（Ｇ＝０）、ＲＧＢ値の緑成分（Ｇ）は、基準色の識別にほとんど寄与しないためである。

ステップＳ６０９では、ステップＳ６０８で決定した周辺部２１の色情報（赤色成分と青色成分）に基づいて、当該周辺部２１の基準色を識別する。なお、ステップＳ６０９では、サンプルセル２ｂと色情報を比較せず、周辺部２１の色情報の絶対値のみに基づいて基準色を識別する。具体的には、色情報の赤色成分（Ｒ）や青色成分（Ｂ）の数値が１２８以上である場合は、当該値が２５５であると判定し、色情報の赤色成分（Ｒ）や青色成分（Ｂ）の数値が１２７以下である場合は、当該値が０であると判定し、基準値のＲＧＢ値と比較する。例えば、中央部２０が白色の拡張セル２ａ（Ｇ＝２５５）について、色情報の赤色成分が２００（Ｒ＝１５０）で、青色成分が５０（Ｂ＝５０）であった場合は、当該周辺部２１の基準色は、黄色（ＲＧＢ値＝２５５：２５５：０）であると識別する（図４参照）。そして、かかるステップＳ６０８，Ｓ６０９を全ての拡張セル２ａについて繰り返して（Ｓ６１０）、全ての拡張セル２ａの周辺部２１の基準色を識別する。なお、ステップＳ６０９では、周辺部２１の基準色のＲＧＢ値を判定するのに、０〜２５５の中間値（１２８）を閾値として用いているが、かかる閾値は、実際に周辺部２１から取得した色情報の分布に基づいて決定してもよい。

そして、ステップＳ６１１〜Ｓ６１３では、ステップＳ４０５〜Ｓ４０７と同様にして、各拡張セル２ａの周辺部２１の基準色の識別結果に基づいて専用データＤＳ１，ＤＳ２を復号する。そして、ステップＳ６１４で、専用データＤＳ１，ＤＳ２の復号に成功したと判定した場合は、そのまま複数照明読取処理を終了し、復号に失敗したと判定した場合は、ステップＳ６１５で、読取りエラーを示す表示をディスプレイに表示して、複数照明読取処理を終了する。

このように、かかる複数照明読取処理では、赤色光の照明下で撮像した画像データから取得した色情報の赤色成分と、青色光の照明下で撮像した画像データから取得した色情報の青色成分とを組み合わせて、拡張セル２ａの周辺部２１の色情報を特定するため、白色光の照明下で撮像した画像のみから拡張セル２ａの周辺部２１の色情報を決定する場合に比べて、二次元コード１の専用データの読取成功率を格段に高めることが可能となる。なお、複数照明読取処理は、専用データの読取成功率は高いが、比較的多くの処理が必要であり、常時実行すると時間がかかるため、本変形例の読取方法のように、まず、白色光の照明下で撮像した画像データに基づく専用データの読取りに失敗した場合に実行することが望ましい。すなわち、本発明に係る白色光復号処理は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７によって実現される。

本実施例は、実施例１から拡張セルの構成を変更したものである。
なお、拡張セルの構成以外は、実施例１と同じであるため、共通する構成については、本文及び図面で共通の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１６（ａ）に示すように、本実施例の拡張セル２ｃは、周辺部２１が、８個のサブセル２１ａ〜２１ｈに細分されており、サブセル２１ａ〜２１ｈ毎に、８種類の基準色のいずれか一色で選択的に配色される。具体的には、サブセル２１ａ〜２１ｈは、拡張セル２ｃを縦横に３分割して得られる９つの正方形のうち、中央部２０の正方形を除く、８つの正方形によって構成される。図１６（ｂ）に示すように、中央部２０が白色の拡張セル２ｃでは、各サブセル２１ａ〜２１ｈは、４種類の明色基準色（図４参照）のいずれかで配色される。一方、図１６（ｃ）に示すように、中央部２０が黒色の拡張セル２ｃでは、各サブセル２１ａ〜２１ｈは、４種類の暗色基準色（図４参照）のいずれかで配色される。

本実施例の拡張セル２ｃは、中央部２０の２通りの配色パターンと、周辺部２１の８個のサブセル２１ａ〜２１ｈと４通りの配色パターンによって、２^１７通りの配色パターンで配色される。このため、本実施例では、図１７に示すように、１つ拡張セル２ｃに、１７ビットの符号化データを記録する。符号化データは、実施例１と同様に、同じ位置のビット毎の集合とすることで１７層のデータ領域を形成しており、各層のデータは、ＱＲコードと同じデータ形式で、各拡張セル２ｃに１ビットずつ記録される。すなわち、本実施例の二次元コード１０は、図１８に示すように、データ上のＱＲコード１０ａ〜１０ｈを１７セット積層したデータ構造をなしている。なお、符号化データの最上位のビット（第１ビット）は、中央部２０の配色パターンに対応するデータであり、ＱＲコードの読取装置によって読み取ることのできる互換データである。このように、本実施例の二次元コード１０は、周辺部２１を８つのサブセル２１ａ〜２１ｈに分割して、サブセル２１ａ〜２１ｈ毎に基準色で配色するため、実施例１の二次元コード１に比べて、より多くの専用データを記憶できる。

本実施例の二次元コード１０は、実施例１の二次元コード１と同様の方法で生成可能である。すなわち、本実施例の二次元コード１０の生成方法では、二次元コード１０に記録する１７セットのデータＤＳ０〜ＤＳ１６を個別に記録するＱＲコード１０ａ〜１０ｈを生成して、１７セットのＱＲコードについて、同じ位置のセルの色を合成することにより、二次元コード１０の各セル２の配色パターンを決定する。

このように、本実施例の拡張セル２ｃは、中央部２０が白色と黒色のいずれか一色で配色され、また、中央部２０が白色の拡張セル２ｃは周辺部２１が明色基準色で、中央部２０が黒色の拡張セル２ｃは周辺部２１が暗色基準色で配色されるから、実施例１に係る拡張セル２ａと同様に、ＱＲコードの読取装置で明暗パターンを識別した場合、中央部２０が白色の拡張セル２ａは明色と識別され、中央部２０が黒色の拡張セル２ａは暗色と識別される。このため、本実施例の二次元コード１０を、ＱＲコードの読取装置に読み取らせた場合、当該読取装置は、各拡張セル２ｃの基準色を詳細に識別することなく、中央部２０の配色パターンに基づいて、各拡張セル２ｃを明色又は暗色と識別し、ＱＲコードの復号処理にしたがって互換データを復号する。

一方、本実施例の二次元コード１０は、専用読取装置を用いて、各拡張セル２ａの周辺部２１の配色パターンをサブセル単位で識別すれば、二次元コード１に記録された１７層のデータ領域に記録された互換データＤＳ０と専用データＤＳ１〜ＤＳ１６を全て復号できる。二次元コード１０の読取方法は、実施例１の二次元コード１の読取方法に準じて読取可能であるため詳細な説明は省略する。なお、本実施例の二次元コード１０の読取方法では、図１９（ａ）に示すように、拡張セル２ｃの８個のサブセル２１ａ〜２１ｈの中心を、サブセル２１ａ〜２１ｈについての色情報取得部位３０ａ〜３０ｈとして設定し、また、図１９（ｂ）に示すように、各サンプルセル２ｂの、サブセル２１ａ〜２１ｈの各色情報取得部位３０ａ〜３０ｈに対応する部位を、サンプルセル２ｂの色情報取得部位３１ａ〜３１ｈとして設定する。なお、サンプルセル２ｂは、実施例１の二次元コード１と同構成である。そして、サブセル２１ａ〜２１ｈの基準色を識別するに際しては、サブセル２１ａ〜２１ｈの色情報取得部位３０ａ〜３０ｈから取得した色情報を、各サンプルセル２ｂの対応する部位の色情報取得部位３１ａ〜３１ｈから取得した色情報と比較して、当該サブセル２１ａ〜２１ｈの基準色を、色情報が最も近似するサンプルセル２ｂの周辺部２１と同じ基準色であると判定する。例えば、左上のサブセル２１ａの基準色を識別するに際しては、左上のサブセル２１ａの色情報取得部位３０ａから取得した色情報を、各サンプルセル２ｂの左上部の色情報取得部位３１ａから取得した色情報と比較する。このように、サブセル２１ａ〜２１ｈから取得した色情報を、サンプルセル２ｂの周辺部２１の、対応する部位３１ａ〜３１ｈから取得した色情報と比較すれば、比較対象のサンプルセル２ｂの色情報は、サブセル２１ａ〜２１ｈから取得した色情報と同様に、中央部２０の色の影響を受けたものとなるため、拡張セル２ｃのサブセル２１ａ〜２１ｈの基準色を決定する際に、中央部２０の色の影響に左右されることなく、基準色を正確に決定することができる。

以上に、本発明の実施形態を実施例によって説明したが、本発明は、上記実施例の形態に限らず本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。

例えば、上記実施例は、ＱＲコードの規格に本発明を適用した二次元コードを例示したが、本発明は、ＱＲコード以外の二次元コードの規格にも適用可能である。また、上記実施例では、セルの周辺部を８種類の基準色で配色しているが、本発明に係る基準色の数は適宜変更可能である。また、基準色は、色彩を有するものに限らず、複数階調の灰色を採用することできる。また、本発明にあって、基準色の配色は、基準色のインキのベタ塗りによって表されたものに限らず、微細な網点の合成等によって表されたものであってもかまわない。また、本発明の二次元コードは、印刷物に印刷されたものに限らず、表示画面に表示されたものも含む。

１，１０ 二次元コード
１ａ，１ｂ，１ｃ，１０ａ〜１０ｈ ＱＲコード
２ セル
２ａ，２ｃ 拡張セル
２ｂ サンプルセル
３ 機能パターン
４ 符号化領域
５ 位置検出パターン
５ａ サンプル領域
６ 分離パターン
７ タイミングパターン
８ データコード領域
８ａ 識別コード
９ 形式情報コード領域
２０ 中央部
２１ 周辺部
２１ａ〜２１ｈ サブセル
３０，３０ａ〜３０ｈ，３１ａ〜３１ｈ 色情報取得部位

Claims (18)

1. 明色と識別されるセルと暗色と識別されるセルとをマトリクス状に配置してなる二次元コードであって、
   少なくとも一部のセルが、白色又は黒色で配色された中央部と、ＲＧＢ値の異なる３種類以上の基準色から選ばれた、１又は複数の色で配色された周辺部とからなる拡張セルであり、
   拡張セルの中央部の配色パターンによって記録される互換データと、拡張セルの周辺部の配色パターンによって記録される専用データの少なくとも二種類の情報を含むことを特徴とする二次元コード。
2. セルは正方形状をなしており、
   拡張セルは、当該拡張セルを縦横に３分割して得られる９つの正方形のうち、中央の正方形部分を中央部とし、残り８つの正方形部分を周辺部としていることを特徴とする請求項１に記載の二次元コード。
3. 前記基準色は、反射率又は輝度が所定の明色閾値以上である複数の明色基準色と、反射率又は輝度が所定の暗色閾値以下である複数の暗色基準色とからなり、
   中央部が白色で配色された拡張セルは、前記複数の明色基準色から選ばれた、１又は複数の色で配色されており、
   中央部が黒色で配色された拡張セルは、前記複数の暗色基準色から選ばれた、１又は複数の色で配色されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二次元コード。
4. 各セルが明色と暗色のいずれで識別されるかが予め決定されて、光学的読取りを補助するパターンを構成する固定領域を備えるものであり、
   該固定領域は、所定部位をいずれか一色の基準色で配色してなるサンプルセルを、基準色ごとに備え、
   各基準色についてのサンプルセルは、固定領域の所定位置に設けられており、
   明色基準色についてのサンプルセルは、固定領域の、明色と識別されるセルであり、
   暗色基準色についてのサンプルセルは、固定領域の、暗色と識別されるセルであることを特徴とする請求項３に記載の二次元コード。
5. 前記固定領域は、サンプルセルを基準色毎に複数セット備えることを特徴とする請求項４に記載の二次元コード。
6. サンプルセルは、拡張セルと同様に中央部と周辺部によって構成されており、
   サンプルセルの前記所定部位は、サンプルセルの周辺部であり、
   周辺部が明色基準色で配色されたサンプルセルは、中央部が白色で配色され、周辺部が暗色基準色で配色されたサンプルセルは、中央部が黒色で配色されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の二次元コード。
7. 拡張セルの周辺部は、前記３種類以上の基準色から選ばれた、一つの色で配色されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の二次元コード。
8. 拡張セルの周辺部は、複数個のサブセルに細分されて、個々のサブセルが、前記３種類以上の基準色から選ばれた一つの色で配色されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の二次元コード。
9. 光学的読取りを補助するパターンを構成するセルからなる固定領域と、データを記録するセルからなる符号化領域とを備えるものであり、
   符号化領域の、互換データを記録しないセルからなる残余領域に、拡張セルの記録形式を示す識別コードが、セル単位の明暗パターンによって記録されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の二次元コード。
10. 請求項７に記載の二次元コードの読取方法であって、
    拡張セルの周辺部の複数箇所から色情報を取得し、取得した色情報の平均値に基づいて、当該拡張セルの周辺部の基準色を識別することを特徴とする二次元コードの読取方法。
11. 請求項５に記載の二次元コードの読取方法であって、
    前記複数セットのサンプルセルから、前記所定部位の色情報を個別に取得するサンプル色取得処理と、
    拡張セルの周辺部の特定部位から取得した色情報を、前記サンプル色取得処理で取得した色情報と個別に比較して、最も近似する色情報を取得したサンプルセルの前記所定部位の基準色が、前記特定部位の基準色であると判定する基準色識別処理とを含むことを特徴とする二次元コードの読取方法。
12. 請求項６に記載の二次元コードの読取方法であって、
    拡張セルの周辺部の特定部位から取得した色情報を、サンプルセルの周辺部の、前記特定部位に対応する部位から取得した色情報と比較して、最も近似する色情報を取得したサンプルセルの周辺部の基準色が、前記特定部位の基準色であると識別することを特徴とする二次元コードの読取方法。
13. 請求項３に記載の二次元コードの読取方法であって、
    各拡張セルのセル単位の明暗パターンを識別して、前記互換データを復号する互換データ復号処理と、
    該互換データ復号処理の後に、各拡張セルの周辺部から取得した色情報に基づいて当該周辺部の配色パターンを識別し、前記専用データを復号する専用データ復号処理とを含み、
    該専用データ復号処理では、互換データ復号処理で識別した拡張セルのセル単位の明暗パターンに基づいて、周辺部の基準色を、明色基準色と暗色基準色のいずれかに絞り込むことを特徴とする二次元コードの読取方法。
14. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の二次元コードの読取方法であって、
    二次元コードを撮像する撮像処理を複数回実行するとともに、
    該撮像処理で得られた二次元コードの画像データに基づいて、各拡張セルの周辺部の配色パターンを識別する周辺部識別処理を撮像処理毎に実行し、
    その後、個々の拡張セルについて実行した複数回の周辺部識別処理の識別結果を多数決して、個々の拡張セルの周辺部の配色パターンを特定する多数決処理と、
    該多数決処理で特定した拡張セルの配色パターンに基づいて専用データを復号する多数決復号処理とを実行することを特徴とする二次元コードの読取方法。
15. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の二次元コードの読取方法であって、
    二次元コードを撮像して得られた一枚の画像データに基づいて、拡張セルの周辺部の配色パターンを識別し、識別した拡張セルの周辺部の配色パターンに基づいて専用データを復号する初回復号処理を実行し、
    該初回復号処理で、専用データを復号できなかった場合に、請求項１４に記載の二次元コードの読取方法を実行することを特徴とする二次元コードの読取方法。
16. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の二次元コードの読取方法であって、
    赤色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の赤色成分の色情報を取得する赤色識別処理と、
    緑色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の緑色成分の色情報を取得する緑色識別処理と、
    青色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の青色成分の色情報を取得する青色識別処理と
    の３つの処理のうち、少なくとも２つの処理を実行し、
    赤色識別処理、緑色識別処理、及び青色識別処理のうち、少なくとも２つの処理で取得した色情報を組み合わせて、拡張セルの周辺部の基準色を識別することを特徴とする二次元コードの読取方法。
17. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の二次元コードの読取方法であって、
    白色光の照明下で撮像した二次元コードの画像データに基づいて、拡張セルの周辺部の配色パターンを識別し、識別した拡張セルの周辺部の配色パターンに基づいて専用データを復号する白色光復号処理を実行し、
    該白色復号処理で、専用データを復号できなかった場合に、請求項１６に記載の二次元コードの読取方法を実行することを特徴とする二次元コードの読取方法。
18. 請求項１３に記載の二次元コードの読取方法であって、
    読取対象の二次元コードの拡張セルの周辺部に用いられる全ての明色基準値でＲＧＢ値の緑色成分が共通しており、かつ、全ての暗色基準値でＲＧＢ値の緑色成分が共通している場合には、
    専用データ復号処理において、
    赤色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の赤色成分の色情報を取得する赤色識別処理と、
    青色光の照明下で二次元コードを撮像し、得られた二次元コードの画像データから、拡張セルの周辺部の青色成分の色情報を取得する青色識別処理とを実行し、
    赤色識別処理及び青色識別処理で取得した色情報を組み合わせて、拡張セルの周辺部の配色パターンを識別することを特徴とする二次元コードの読取方法。