JPH04233683A - セルフクロッキング記号形状コードを使用した記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、デジタル・データをハードコピ
ー記録媒体上に記録するセルフクロッキングコードに関
し、特にその形状の中にデジタル・データ値を符号化し
た記号（ｇｌｙｐｈｓ）からなるコードに関する。記号
は便宜的に互いに劣化しないように選択するが、より広
くは、コードで容認できる画像の劣化量ないし歪みに特
に限定のない判別可能な記号で構成されるコードも本発
明に含まれる。

【０００２】更に、本発明は、印刷ないしハードコピー
様式にした時に、全般的に均一の質感の外見を持つ上記
の種類のコードに関する。何気ない観察者にとって高い
空間密度を持つコードの質感を識別するのは難しく、従
ってそれらのコードは一般に、全般的に均一のグレーの
外見を持つものとして描かれる。

【０００３】人間の判読可能な情報を保管、転送する記
録媒体として依然普通紙が好まれているが、電子文書処
理システムの出現で、人間の判読可能な情報を通常伝え
る普通紙その他の種類のハードコピー文書上に適当な機
械判読可能なデジタル・データを書き込んで補助すれば
、その機能的な利用を高めることができることは明らか
である。その機械判読可能データにより、文書を通常の
入力スキャナで走査してシステムに取り入れる時、ハー
ドコピー文書をそのような文書処理システムと様々な異
なる形で能動的に相互作用させることができるようにな
ろう。

【０００４】一般的にデジタル・データは、二次元マー
クが空間的位置に順番に存在するか否か、あるいはその
ような位置にマークと関連した転移が存在するか否かに
よりデータを符号化するパターンにしたがって２次元マ
ークを記録媒体上に書き込むことで記録される。通常磁
気及び光学的デジタル・データ記録媒体がこのスタイル
の符号化に準じている。更に以前に提案されているデジ
タル・データを紙上に記録するためのバー状コードも上
述の符号化様式に準じている。米国特許第４，６９２，
６０３号「プリントされたビット符号化データ用光学的
読み取り装置及びその読み取り方法」、米国特許第４，
７２８，７８３号及び第４，７５４，１２７号「デジタ
ル的に符号化されたデータをプリント・データ・ストリ
ップに変換する方法と装置」、米国特許第４，７８２，
２２１号「ビット符号化情報及びスキャナ・コントラス
トを含むプリント・データ・ストリップ」を参照のこと
。

【０００５】上述のバー状コードを更に幾分か詳細に考
察すると、それらはデータ依存的であるのでその視覚的
な外見は非常に変わり易いことが分かり、まだら状の外
見を有しがちである。そのまだら状の外見は、きれいで
簡潔な外見の高品質の印刷文書にあっては逸脱していて
容易に識別でき、従って一部の観察者にとっては審美的
に不快なものとなる。更にそれらバー状コードの別の欠
点は、それらが意図するオーバーヘッドである。特に上
記の発明が教えるように、このオーバーヘッドにはデー
タクロックを維持するために備えられた位置合わせマー
ク並びに所定のコード・ラインに沿って符号化されたビ
ット数といった符号化データの編成を記述するためのヘ
ッダー情報が含まれている。

【０００６】従って、デジタル・データを普通紙その他
のハードコピー記録媒体上に記録する比較的効率的で、
視覚的に改善されたコードが火急に必要で、特に人間に
判読可能な情報と並置して、そのような機械判読可能デ
ータを視覚的に記録するアプリケーションについて特に
必要性があることは明かである。更にそのようなコード
からデジタル・データを再生する効率的で信頼できる手
法が必要性である。更にハードコピー文書で運ばれる画
像はコピーやファクシミリ再生などで度々複製されるの
で、かなりの画像の歪みを許容することのできるデータ
・符号化、復号手法を有することが非常に有益であるこ
とは明かである。

【０００７】本発明の目的は、上記その他の必要性に鑑
みて、デジタル・データをハードコピー記録媒体上に印
刷するのに適した記号に符号化するセルフクロッキング
記号形状コードを提供することである。記号の利点とし
て、例えばコピーしたり、ファクシミリで転送したり、
電子文書処理システムで走査したりして、劣化ないし歪
みを生じても、互いに劣化しないように選択することが
できる。更に、少なくともいくつかのアプリケーション
については、記号を実質的に均一に間隔を置いた中心に
印刷することで描写したコードが全般的に均一の質感を
持つように、記号を殆ど同数のオン画素と殆ど同数のオ
フ画素を含む印刷された画素パターンで構成できる。高
い空間密度で印刷されたコードでは、この質感は全般的
に均一のグレー調に認められるようになる。

【０００８】Ａ．例示的環境 図面、特に図１について説明すると、図１は電子文書処
理システム２１を示し、本発明の代表的な環境を例示し
ている。標準操作では、文書処理システム２１は、主記
憶装置２３と大容量記憶装置２４を有するデジタル・プ
ロセッサ２２と、選択したハードコピー文書のデジタル
表現物をデジタル・プロセッサ２２に走査して送る入力
スキャナ２５と、デジタル・プロセッサ２２のファイル
・ディレクトリ（図示せず）上にリストされたファイル
で選択されたハードコピー表現物を印刷するためのプリ
ンタ２６からなる。更に、利用者がデジタル・プロセッ
サ２２、入力スキャナ２５、プリンタ２６と相互作用す
ることを可能にする利用者インターフェイス２７がある
。

【０００９】ここで分かるように、利用者インターフェ
イス２７は、利用者が入力スキャナ２５とプリンタ２６
に対する制御命令及びデジタル・プロセッサ２２に対す
る画像編集、走査命令を入力する集合的な入力装置であ
る。更に利用者インターフェイス２７は、利用者が入力
ないしプログラム制御で入力された命令に対して取られ
る行動についてのフィードバックを利用者が受け取る出
力装置となる。例えば利用者インターフェイス２７には
、一般的に利用者命令を入力するキーボード、デジタル
・プロセッサ２２により行われている過程の展望を利用
者にもたらすモニター、及びモニターが表示する過程に
データを選択ないし入力するため利用者がカーソルを移
動できるようにするカーソル制御器（これらの通常装置
は図示されていない）が含まれる。

【００１０】図示した文書処理システム２１は集中化さ
れており、従って全ての制御命令や全ての画像編集、操
作命令はプログラム制御下でデジタル・プロセッサ２２
により実行されるものと想定して単純化されている。し
かし実際には、それらの命令の実行はいくつかの異なる
プロセッサで取り扱うことができ、その一部ないし全て
は、それ自身の主記憶装置やそれ自身の大容量記憶装置
を有することがある。同様に、入力スキャナ２５及びプ
リンタ２６のどちらかないし両方は、それぞれ点線２８
、２９で示すようにそれ自身の利用者インターフェイス
を有することができる。実際、文書処理システム２１は
分散アーキテクチャを持つように再配置でき、遠隔入力
スキャナないし遠隔プリンタ（図示せず）で操作するこ
とができることは明かである。データは専用通信リンク
ないし交換通信ネットワーク（図示せず）を通してその
ような遠隔スキャナやプリンタ端子に転送したり、受信
したりすることができる。

【００１１】通例では、入力スキャナ２５は、各々のハ
ードコピー入力文書を例えば３００ｓ．ｐ．ｉｘ３００
ｓ．ｐ．ｉ．（スポット／インチ）の事前に定められた
空間解像度で走査するビットマップ・スキャナである。 動作について説明すると、入力スキャナ２５は走査され
た画像の個々に分解された画像要素（通常「画素」ない
し「ペル」と呼ばれる）を対応するデジタル値に変換し
、それらのデジタル値を組み合わせて、走査された値が
関係する画素の空間的関係を保持するデータ構造（「ビ
ットマップ像」として知られる）を生成する。以下の説
明では、入力スキャナ２５が走査された画像の画素を単
一ビット・デジタル値（即ち「１」ないし「０」）に変
換する黒白スキャナであるアプリケーションに焦点を当
てるが、それは画素を複数ビット値に変換するグレース
ケール・スキャナとすることもできることが分かる。更
に、入力スキャナ２５は、ビデオ撮像装置やいわゆるビ
デオ「フレームグラバ（ｆｒａｍｅ　ｇｒａｂｂｅｒ）
　」を必要に応じ適切なしきい値論理と共に用いて、文
書などのビットマップ像などを捕らえることができるこ
とは明かである。

【００１２】一方プリンタ２６は、一般的にビットマッ
プ像ファイルのデジタル値を、普通紙などの適切な記録
媒体上に印刷する画像の空間的に対応した画素に写像す
るいわゆるビットマップ・プリンタである。デジタル・
プロセッサ２２は、ビットマップ像ファイルを操作、記
憶し、そのようなファイルを要求があればプリンタ２６
に転送するように構成することができる。しかし代わり
に図２に示すように、デジタル・プロセッサ２２には、
印刷するため選択する電子文書ファイルのＰＤＬ（ペー
ジ記述言語）記述をプリンタ２６に転送するＰＤＬドラ
イバ３１を含めることができる。このように、プリンタ
２６はそのようなＰＤＬ記述を分解するＰＤＬ分解器３
２を有し、対応するビットマップ像ファイルを生成する
ものとして説明される。まだ他のタイプのプリンタやプ
ロセッサ、プリンタ・インターフェイスを挙げられるが
、以下の説明の目的から、プリンタ２６はデジタル・プ
ロセッサ２２からＰＤＬファイルを受信するビットマッ
プ・プリンタであると見なされよう。

【００１３】Ｂ．記号形状の符号化 本発明を実施するため、プリンタ２６に機械判読可能な
デジタルデータ記号を、単独ないし人間判読可能情報と
並置して記録媒体上に印刷させる記号エンコーダ３３が
具備されている。特定のアプリケーションでは、記号エ
ンコーダ３３をデジタル・プロセッサ２２と共に配置し
て、電子文書ファイルをＰＤＬ記述へ変換する前に記号
コードを同ファイルに挿入することができる。しかし他
のアプリケーションでは、記号エンコーダ３３に、プリ
ンタ２６用に備えられたラスター・フォーマットのビッ
トマップ像ファイルに記号コードを挿入させることが必
要ないし望ましいことがある。記号形状符号化データの
ＰＤＬ記述は、そのようなデータを符号化したコードの
要約ビットマップ表現や、個々の符号化された記号形状
のフォント記述やレイアウト位置（そのようなビットマ
ップはプリンタ２６のフォント・ディレクトリ上に存在
ないしそれにダウンロード可能と想定して）、符号化さ
れた記号形状のビットマップのビット毎の記述を含めて
、いくつかの異なる様式を取ることができる。

【００１４】特に図２及び３（Ａ）に示す本発明によれ
ば、記号エンコーダ３３に加えられたデジタル・データ
３５は記号３６の形に符号化され、記号エンコーダ３３
はそれをプリンタ２６に記録媒体上に印刷させる。記録
媒体上に印刷されたコードは各々の符号化されたデータ
値に対し別々の記号３６を有するので、これらの記号は
セルフクロッキング記号コードを形成する。実際には図
３（Ｃ）に示すように、各々の印刷された記号３６は、
一般的に矩形の２次元の画素位置のアレイ３７（以下「
記号セル」ないし「データセル」と称する）内に印刷さ
れた画素パターンにより決まる。例として図３（Ｃ）を
参照のこと。これらの記号を定義するデータセル３７は
一般的に、記号コード３６を事前に定義したテンプレー
トないしパターンに従って後続のデータ値を空間的に分
散する事前に定められた空間フォーマット規則に従って
、記録媒体上にタイル張りにされる。例えば後続データ
値の記号コード３６を適切に含むデータセル３７は、印
刷されたデータセルが１６セルｘ１６セル論理ブロック
・フォーマットといった事前に定められた大きさの論理
ブロックの２次元アレイに空間的に組織されるように、
規則的で反復的な論理データブロック・フォーマット化
規則にしたがって記録媒体上に印刷される。

【００１５】記号形状符号化により明かに多くの様々な
ことが実現でき、あるものは単一ビット・デジタル値の
符号化に適し、またあるものは複数ビット値の符号化に
適している。例えば単一ビット値（「１」ないし「０」
）は、符号化されたデータ値が「１」ないし「０」かに
より記録媒体上の横軸から約＋４５゜ないし−４５゜の
角度で傾いた軸に沿って並んだ各々が事前に定められた
数の近接する「オン」（たとえば黒）画素で構成された
延長した複数画素記号で符号化することができる。その
ような記号はいわゆる「回転的に差異がある」記号の例
である。それらは単に回転的な操作で互いに写像できる
からである。それらはまた画像の重大な歪みや劣化があ
っても容易に判別可能な記号の例である。 それらは一般的な形に劣化することは余りないからであ
る。

【００１６】記号３６がすべて同一数の「オン」画素を
持つように選択することの重要な利点は、印刷された記
号コードが全般的に均一の質感を有し、何気ない観察者
が高密度の記号を見た時グレースケールの外見の様式に
なるからである。従ってこの利点は、データを記号３６
の回転ないし輪郭（ここでは集合的に「形状」と称する
）に符号化することで実現できるということに注目でき
よう。例えば単一ビット・デジタル値は、明瞭に異なる
輪郭を有するが、「１」と「０」の各々の符号化のため
の同一数の「オン」画素を持つ回転的に変わらない記号
により符号化することができる。例として図３（Ｂ）を
参照のこと。印刷された記号コードのグレー調の外見は
、記号のオン画素含有量を増大ないし削減することで審
美的に満足できるグレー調に「合わせる」ことができる
。更に印刷された記号コードのグレー調の外見は、例え
ばグレースケール画像値にしたがって（図示しない手段
により）変調し、グレースケール画像品質を印刷された
コードに与えることができる。

【００１７】記号形状符号化は理論的にはどの様なビッ
ト長のデジタル値、ｎの符号化にも単に２ｎ　の許容記
号形状を有するコードを利用することで拡張することが
できるが、コードは、その記号形状が互いに信頼性をも
って判別できるように慎重に選択すべきである。そのよ
うな判別は、符号化されたデータを正確に回復するのに
不可欠だからである。

【００１８】Ｃ．　　記号形状コードの復号１．概要 ここで図４において、上記の種類の印刷された記号コー
ドは、それらのビットマップ像を処理することで復号さ
れ易い。そのような記号コードを復号するため用意され
た画像処理手法はかなりの量の画像の歪みや劣化を許容
できるということから分かるように、走査されたコピー
やファクシミリのコピーで搬送されるコードも、走査さ
れた文書がオリジナルから何世代もかけ離れたものでな
ければ、復号することができる。もちろん印刷された記
号コードは、コードを復号する適切な電子文書処理シス
テムを用いて符号化されたデータを回復し、次にコード
内に符号化された正に同一のデータと共にコードを再印
刷することで、印刷された記号コードを再生することが
できる。復号と再符号化は本質的にここに説明したよう
に行われる。

【００１９】特定のデコーダでは、記号コードを復号す
るために行われる画像処理では、ビットマップ像空間の
ＸＹ座標内の記号の位置を先ず指定し、次にデータが符
号化された空間配列内の記号を指標付けするテーブルを
構成し、次にその中に符号化されたデータ値を順次に抽
出するため指標化された順で記号を分析する。他のデコ
ーダの画像処理では、ビットマップ像空間内の記号の中
心の位置指定を並列的に行いながら記号をその形により
分類するので、記号の復号された値は都合よくビットマ
ップ像空間に指標化される。しかしそれらの空間的に指
標化した復号データ値は、時間領域内でその逐次的な配
列を回復することが必要な場合は、空間テンプレートな
いしその空間的配列を支配するパターンにしたがって分
類することができる。

【００２０】２．２値画像処理による復号ａ．序 図４に示す復号過程内では、記号コードのビットマップ
像は先ず形態的ないし画素探索手法を用いて処理して、
４１のように記号の近似ないし見かけの中心を分離する
。コーナーの記号の見かけの中心のような事前に定めら
れた見かけの記号の中心の１つは次に、記号コードがコ
ピーないし走査されている間、記号コードに導入された
可能性のあるスキュー・エラーとＸ、Ｙ位取りエラーを
それぞれ補正するために、４２で適切なスキューとＸ、
Ｙの位取り訂正要素を計算する基準点として用いられる
。ここで分かるように、それらの補正要素は、記号中心
ラベル付け過程で記号中心から記号中心（あるいはより
正確には、次の記号中心と思われる場所）へジャンプす
ることができるようにするベクトルを計算するのに用い
られる。このように、４３にあるように、比較的局所化
した画素探索過程でも、ＸＹ画像空間座標で各々の記号
の見かけ中心画素をラベル付けするのに十分である。画
像のノイズ成分にはラベルが与えられないので、疑似的
な画像ノイズはこの時点で効果的に拒絶することができ
る。

【００２１】想起されるように、データは一般的に論理
的なブロック毎、セル毎の配列で記号に符号化される。 そのため４５に示すように、記号のＸＹ座標ラベルは一
般的にデータ・符号化の空間的配列にしたがって分類さ
れ、それによりデータがそれらに符号化された同一の配
列で逐時に記号をアドレス指定する指標テーブルが構築
される。あるいは所望により、選択された記号をそれら
にアクセスする配列で復号するため４５で指標を構築で
きるように、ビットマップ像空間内の１つないし複数の
事前に選択した位置で記号にランダムにアクセスできる
ようにポインタ（図示せず）を与えることができる。例
えば簡単なＸＹシークを用いて、２つの所与の記号中心
のＸとＹの各々の座標がそれぞれ互いにビットマップ像
空間内で変位する記号の中心の方向と数を計算すること
で、比較的早くそのようなポインタをどれか１つの記号
の中心からビットマップ像空間内の他の記号に移送する
ことができる。方向情報とそれらの中間的な記号中心カ
ウントを想定すると、適切なシークを先ず増分的にポイ
ンタを記号の中心から記号の中心へ例えばＸ軸に沿った
示された方向にポインタが所与の数の中間記号中心を飛
び越えるまで移送し、次に上記の過程をポインタを他の
あるいはＹ軸に沿った意図した宛先に増分的に移送して
繰り返すことで実行することができる。

【００２２】記号コードから符号化したデータ値を復元
するには、５１にあるようにコードのビットマップ像の
２ｎ　のコピー（ここでｎは記号形状の各々に符号化し
たデータ値のビット長）を２ｎ　の許容記号形状の各々
のものと突き合わせるフィルターでフィルター処理する
。例えばそれらの各々の画像は、許容記号形状の各々の
ものに（唯一に）弱く突き合わせるヒット・ミス・フィ
ルターにしたがって形態的に処理することができる。こ
れにより２ｎ　の別々にフィルター処理したビットマッ
プ像バージョンがもたらされる。特にヒット・ミス・フ
ィルタリングを行った結果、所与の記号中心に近似の画
素パターンないし所与のフィルター処理された画像の１
つの「データ・ラベル」位置は、所与の画像を作成する
ために用いるヒット・ミス・フィルターと所与のデータ
ラベル位置にある記号の間の突合せの正確さに依存する
（即ち突合せが近ければ近いほど、データラベル位置に
近似の「オン」画素数は多くなる）。従って５２にある
ようにデータラベル位置と論理符号化配列内のデータ・
ラベル位置（ないしランダム・アクセス配列）でフィル
ター処理された画像の画素パターンを比較し、５３にあ
るように引き続き記号に符号化されたデータ値を判定し
、順次に読み取る。

【００２３】ｂ．定義 復号過程を更に詳細に考察する前に、「形態的画像処理
操作」を説明するために採り入れたいくつかの用語を簡
潔に定義することは有益と思われる。

【００２４】「形態的操作（Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａ
ｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）　」とは、他のビットマップ
像（「宛先画像」として知られる）を作成するためにビ
ットマップ像（「ソース画像」と呼ばれる）を持つ各画
素位置の局所規則を用いた、ソース画像に対する操作で
ある。便宜的に、ソース及び宛先画像は時どき、操作可
能率を各「画素」に対する操作と見ることができるよう
に、「画素マップ」像と称することがある。「ビットマ
ップ及び画素マップ」は特定タイプのデータ構造の同義
語で、「ビット」と「画素」はここでは互換的に用いて
、そのようなデータ構造の内容を説明する。

【００２５】「構成要素（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ　Ｅ
ｌｅｍｅｎｔ）　（ＳＥ）」とは画像対象で、選択した
形態的操作を用いてソース画像から情報を抽出するため
、ソース画像を綿密に調査するための一般的に比較的小
さい単純な形状である。ここで以下に引き合いに出すＳ
Ｅは２値のＳＥである。それらはその「オン」画素の識
別に実線の円を用い、「オフ」画素の識別に中空の円を
用いて示している。それらの中心はビデオ・クロス（ｖ
ｉｄｅｏ　ｃｒｏｓｓ）で識別する。ＳＥには「無視す
る」画素が含まれることがあり、従ってそのような画素
は空の方形で表されることに留意する。

【００２６】以下の用語は２値的形態的操作に特有のも
のである。

【００２７】「侵食（ＥＲＯＳＩＯＮ）　」とは、「オ
ン」（１）ないし「オフ」（０）画素をソース画像内の
各々の画素位置について宛先画像に書き込むため、ＳＥ
を有する２値ソース画像を綿密に調査する操作である。 所与の位置に書かれる画素の論理レベルは、ソース画像
が所与の画素位置を中心とする場合に、ＳＥがソース画
像と整合しているかどうかに依存する。突き合わせるＳ
Ｅが「ヒット」と「ミス」の両方を含む場合は、その突
合せ操作は通常「ヒット・ミス変換」と称する。しかし
この開示を簡潔にするため、「侵食」の定義を拡大して
そのようなヒット・ミス変換も含める。

【００２８】「拡張（ＤＩＬＡＴＩＯＮ）」とは、ソー
ス画像内の全ての「オン」画素の位置に対応する中心上
の宛先画像にＳＥを書き込むため、ＳＥを有する２値ソ
ース画像を綿密に調査する操作である。ここで用いたよ
うに、「拡張」はＳＥ内の「ヒット」のみに定義され、
従って「ミス」は無視される。このように拡張された宛
先画像は、ソース画像の全ての１画素に変換されたＳＥ
の全ての複製を結合したものである。

【００２９】「開（ＯＰＥＮＩＮＧ）　」とは、ソース
画像内のＳＥに対する各々の突合せについて宛先画像内
のＳＥを複製する操作である。それはＳＥによるソース
画像の「侵食」と同一ＳＥにより侵食された画像の「拡
張」に相当する。上記の「侵食」と「拡張」の定義にし
たがうと、「開」操作の定義は拡張されてＳＥが「ヒッ
ト」と「ミス」の両方を含む「侵食」と、次にＳＥ内に
「ヒット」しかない「拡張」が含まれている。

【００３０】「閉（ＣＬＯＳＩＮＧ）　」とは、ソース
画像の「拡張」と次に拡張された画像の「侵食」で構成
される操作である。画像の「閉」は、ビット逆転ソース
画像に対して行われる「開」のビット逆転に相当する。 「拡張」の上記の定義の観点から、「閉」はここでＳＥ
内の「ヒット」のみに定義され、従って「ミス」は無視
されることが分かる。　　形態的操作は翻訳的には変わ
らない。言い替えれば、ソース画像は変換前に翻訳する
ことができ、それにより結果を量を変えずに同一量で翻
訳ないし移転することができる。これは、これらの操作
は、ソース画像内の各々のビットないし画素は同一規則
にしたがって処理されるので、高度の平行度で実施でき
ることを意味する。

【００３１】「ヒット」のみからなるＳＥで行われる「
侵食」「拡張」「開」「閉」操作は、幾何学的には「増
大（ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ）」操作である。

【００３２】従って、第１の画像が第２の画像に含まれ
ていれば、第１の画像に対してそのようなＳＥで行われ
るそれらの操作は第２の画像に含まれる。更に「閉」は
「拡張的（ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）　」であり、「開」は
「反拡張的（ａｎｔｉｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）　」である
。従ってソース画像が「閉」により変換される場合はソ
ース画像は宛先画像に含まれ、ソース画像が「開」によ
り変換される場合は、宛先画像はソース画像に含まれる
。「開」「閉」操作の結果は、ＳＥの中心位置とは独立
している。更に、「開」「閉」操作は部分的な能力しか
なく、それはそれらが変換画像に再適用されても、その
画像を変えないことを意味する。

【００３３】形態的操作を説明するのに時どき用いる他
の用語として以下がある。

【００３４】「４接続域」とは、完全にオン画素の集合
内にとどまり、唯一の水平ないし垂直１画素移動からな
る２つの画素の間の経路が求められる１組のオン（「１
」）画素である。

【００３５】「８接続域」とは、完全にオン画素の集合
内にとどまり、唯一の水平ないし垂直、対角的な１画素
移動からなる２つの画素の間の経路が求められる１組の
オン（「１」）画素である。

【００３６】「ヒット・ミス」ＳＥは、オン画素の非ゼ
ロ集合とオフ（「０」）画素の非ゼロ集合を特定するＳ
Ｅで、それらの２つの集合は重複しない（即ち交差しな
い）。「弱く」突き合わせたフィルターは、突き合わせ
る画素パターンの比較的小数の画素を特定し、「強く」
突き合わせたフィルターは突き合わせる画素パターンの
大きな割合を特定する。

【００３７】「ヒットのみ」ＳＥは、「オン」画素の非
ゼロ集合を特定するＳＥである。

【００３８】ｃ．詳細な実施 ここで図５に関し、一般に受け入れられる形で実施する
場合、記号復号プログラムを実行するのに利用するプロ
セッサや主記憶資源は、復号プログラムが呼び出される
度に６１のように再起動される。図１に示す実施例では
、プロセッサ２２は記号復号過程を行うため、その主記
憶装置２３、そして必要に応じその大容量記憶装置２４
（図１）と交信するが、復号過程は、主記憶装置２３な
いし別の記憶システム（図示せず）を利用して別にプロ
グラムされたプロセッサ（図示せず）の制御により行う
ことができることは明かである。

【００３９】ｉ．　　クロック復元 システムが所定の記号コードを復号するため起動される
と、６２のようにそのコードのビットマップ像のコピー
が主記憶装置にロードされ、次に６３のようにその像を
変換して、コードの各記号に対して少なくとも１つしか
し数画素よりも多くない中心的に位置指定したビットな
いし「画素」で較正された同一の尺度にしたビットマッ
プ像をもたらす。以下に説明するように、変換を行う過
程６３は一般的に、高密度の記号は低密度の記号よりも
印刷、コピー、走査中に起こるブレにより分離できない
ほど合体する可能性が大きいので、記号が印刷される空
間的密度に対するものとなっている。操作された記号が
十分分離されていれば、各々がその中心近くの単一の画
素に縮小することができる。他方、操作された記号が互
いに触れ合っていれば、それらは先ずフィルタリングに
より分離し、次に縮小する。変換６３は記号コードの操
作されたビットマップを、そのコードの各データセルの
近似中心に単一画素を含むビットマップに変換するが、
これは重要でないと理解される。

【００４０】ｉｉ．　歪みと縮尺の判定実際上、走査さ
れ、復号する記号コード像は水平から時計方向ないし反
時計方向に歪められたり、そのＸ軸ないしＹ軸に沿って
異なる倍率の縮尺エラーにより曲げられることがある。 そのため、記号ベース（図示）で、ないしデータブロッ
ク・ベース（図示せず）あるいは像歪み防止、再縮尺プ
ロセス（図示せず）を用いてそのようなエラーを補正す
るため、歪み、縮尺補正要素を計算する備えが６５でな
されている。

【００４１】後に明らかになるように、歪みや縮尺補正
要素は、走査されたビットマップ像空間内の、既知ない
し判定できる基準（即ちエラーなし）空間関係を持つ３
点以上の非共直線基準点のＸＹ座標から計算することが
できる。これらの基準点の１つを選択して翻訳的に変化
しない基準位置を定義するので、歪み及び縮尺エラーは
、各々の他の基準点の実際及び基準位置がその空間的に
固定された基準位置から転置された距離と角度を比較す
ることで判定することができる。

【００４２】先に指摘したように、一般的にデータを符
号化した記号は、一般的に平方のデータ・アレイないし
ブロックに事前に定められた空間密度に印刷されるので
、記号を定義するデータセルの中心（ここでは共通に「
記号中心」と称する）は通常、一般的に矩形の形に配列
される。従って歪みや縮尺補正要素は、印刷された記号
コードの少なくとも３つのコーナー記号の見かけの中心
画素のＸＹビットマップ像空間座標から、適切に計算す
ることができる。（但し、いわゆる「基準点」に必要な
上述の性質の説明から、コーナー記号の見かけの代わり
ないしそれに加えて、他の一意的に識別できる記号の見
かけの中心を用いることができることは明かである。）
このように、図示するように、選択されたコーナー画素
のＸＹ座標は次々と６６で識別されて６７で記憶され、
６５で歪みと縮尺補正要素を計算するのに必要な全ての
情報を収集したと６８で判定されるまで行われる。

【００４３】しかしここでも、そのような歪みや縮尺補
正要素の計算に、コーナー記号の代わりないしそれに加
えて他の一意的に識別できる記号の見かけの中心を用い
ることができるということが分かり、従っていわゆる「
基準点」に必要な性質の前述の説明を参考にできる。 更に、コーナー記号の中心画素は、六方格子パターンと
いった他のタイプの記号コード・パターンの歪みや縮尺
補正要素の計算に用いることができるということが分か
る。

【００４４】適切な歪み、縮尺補正要素を計算するため
十分な精度でコーナー画素のＸＹ座標を識別する変換ス
テップ６３によりもたらされる変換ビットマップは、比
較的簡単に分析を行うことができる。見かけの記号中心
画素のビットマップ像を左から右、上から下の順にビッ
トマップ像の少し上からはじめて操作する場合、遭遇す
る最初のオン画素は、上・左手（ＵＬ）コーナー画素か
、像の上・右手（ＵＲ）コーナーないしその近くの画素
かのどちらかである。この曖昧性をなくするため、この
画素は一時的にＵＬコーナー画素として受け入れるが、
ＵＬコーナー画素宛先を、一時的に受け入れられた画素
の左側にＭ画素以上あり、下にＮ走査線以上ない引続き
走査された画素に適用することで受け入れられないこと
がある。

【００４５】一部の状況では、ＵＬコーナー記号がどこ
にあるか分からないことがあり、従って記号コードの最
初のライン内の２番目の記号の近似的中心となっている
画素が、一時的にＵＬコーナー画素として同定されるこ
とがある。しかし記号ないしデータセルの平均的中心か
ら中心への垂直配置よりもＮがわずかに大きい（走査線
で）として選ばれれば、一時的に受け入れられた画素の
左にほぼ１データコールの距離でＮ走査線を走査中にオ
ン画素に遭遇する場合は、ＵＬコーナー画素位置をビッ
トマップ像のものとすることでこのエラーを検出し、補
正することができる。他の状況では、データの２列内の
第１の記号の近似的中心をマークする画素が、ＵＬコー
ナー画素のわずかに左にあることがある。しかしデータ
セルの平均的水平中心から中心への水平変位の適切な大
きさの断片（例えば約半分）としてＭが選択されれば、
ビットマップ像の歪みが２０゜程度以下である場合、こ
の偏差は一般的に無視される。要するに、ＭとＮの望ま
しい値は、印刷された記号のペル内のデータセルに依存
する。１０ペルｘ１０ペル・データセル・サイズでは、
Ｍは適切に約５画素と選択され、Ｎは適切に約１５走査
線として選択される。５ペルｘ５ペル・セル・サイズに
ついて比較することで、Ｍは一般的に約３画素として選
択され、Ｎは一般的に約８走査線として選択される。

【００４６】操作された記号コード・パターンのＵＬコ
ーナーを探す上述の過程は、簡単な類推により拡張し、
走査されたコード・パターンの上・右手（ＵＲ）コーナ
ー、下・左手（ＬＬ）コーナー、下・右手（ＬＲ）コー
ナー記号の見かけの中心画素を探す対応した過程をもた
らすことができる。それらのコーナー画素のＸＹ座標は
、（０、０）基準座標を例えばＵＬコーナーの画素に割
り当て次ぎにそれらの基準座標に他の全てのコーナー画
素の座標を参照することで、ビットマップ像空間内で識
別することができる。

【００４７】代わりにコーナー記号のいずれか全ての見
かけの中心画素は、ＵＬとＬＲコーナーに対して右側に
上向きに傾斜し、ＵＲとＬＬに対して左側に上向きに傾
斜した走査線に沿って１回以上の走査を行うことによっ
て求めることができる。この走査線には最初は記号コー
ド・パターンの外の安全距離を置かれるが、目標コーナ
ー記号に向けてそれに漸進的に近付くように引き続きの
各走査について増分的に移行される。従って目標コーナ
ー記号の見かけの中心画素は通常、この走査過程が遭遇
する最初の「オン」画素である。

【００４８】印刷した記号のデータセル・サイズ（プリ
ンタ・ペルで）と印刷された記号コード・パターンの見
かけの中心画素のＸＹビットマップ像空間座標を仮定す
ると、記号コードのビットマップ像の回転及び縮尺は上
記のように判定することができる。あるいは記号の周期
性は、フーリエ変換あるいはウォルシュ変換のような周
波数変換を、記号コードの走査されたビットマップない
し記号中心画素のビットマップに行うことで判定するこ
とができる。

【００４９】ｉｉｉ．　　ジャンプ、探索、ラベル付け
かくして記号コードのビットマップ像内の近接する記号
の中心間の平均画素数も、８０のように計算することが
出来ることは明らかになる。その情報が与えられると、
ジャンプと探索過程を見かけの記号中心のビットマップ
像のＵｌコーナー画素で始めて、例えば印刷された記号
コードの空間的に近接した列から空間的に近接した記号
の見かけの中心の近似ＸＹビットマップ像空間座標を７
１のように次々と逐次に識別し、７２のように記憶する
ことができる。この座標ラベル付け過程は、ＵＬコーナ
ー画素からその右手近傍の予想位置へジャンプすること
で始まる。その位置でオン画素が見つかれば、その画素
はそのＸＹ座標でラベル付けされ、過程は次の近傍記号
の予想中心位置へジャンプする。他方、その過程でオン
画素を予想中心位置で見つけることができなければ、オ
ン画素が予想中心位置のどこかの方向の数画素位置内に
オン画素があるかどうか判定するため、一般的に拡張ひ
し形ないしらせん状探索パターンを用いて拡張探索を行
う。そしてあれば、この過程は遭遇する最初の「オン」
画素にそのＸＹ座標でラベル付けし、次の隣接した記号
の中心位置と思われるものにジャンプする。逆にその探
索で近接するオン画素を見つけることができなければ、
過程は次の記号の中心画素を探すためさきにジャンプす
る前に、記号の中心画素を見つけることができると予期
した位置に適時戻り、その位置にそのＸＹ座標でラベル
付けする。この過程は、各々の全ての記号中心位置に対
してビットマップ像空間内のＸＹ座標ラベルを与えるた
め、走査された記号コードの記号毎、行毎に続けられる
。

【００５０】ｉｖ．　再較正した記号中心ラベル付け（
オプション） 図６に示すように、上述のジャンプ及び探索過程で行わ
れた記号中心ラベル付けには、記号中心が記号中心ビッ
トマップ像内で十分に分離されていなければエラーが含
まれることがある。高密度記号コードの走査ビットマッ
プ像から記号中心ビットマップ像を作成するのに用いる
ことのできる変換過程の一部は、全ての記号中心につい
てそのような分離がなされているか保証はせず、従って
そのような像の記号中心についてＸＹ座標レベルを再計
算するためのオプションの較正過程がある。

【００５１】図５に戻ると、このオプションの較正過程
は、所与の集合の重心からの画素の平均距離に基づいて
それら１つないしそれ以上の記号中心画素の各々の集合
内の全ての記号中心画素についてＸＹ座標を再計算する
ため、それら記号中心画素の集合の重心のＸＹ座標を用
いるということが分かる。この較正は一度行って、記号
中心ビットマップ像の重心に関した記号中心画素のＸＹ
座標を較正することができる。あるいは図示するように
、８３で判定される各々の重心に関して、８２のように
記号中心画素の後続集合（例：１６ｘ１６ブロック）の
ＸＹ座標を較正するため、８１のようにこれを繰り返す
ことができる。

【００５２】ｖ．　　符号化データ値の時間領域への復
元ＸＹ座標ラベルが記号中心画素に適用され、それらの
全ての必要な較正が完了した後、ＸＹ座標ラベルは通常
論理ブロック・シーケンスに分類され、それによりそれ
らはラベル付けされた記号にデータを符号化する順にし
たがって逐次に再配列される。更に８５に示すように、
増分的に増加する指標値は、分類されたシーケンスで容
易に検索できるように、再配列されたラベルに割り当て
られる。

【００５３】ｖｉ．　記号形状からのデータ値の判定図
７に転じて、記号の指標化されたＸＹ座標ラベルが与え
られると、記号コードは、個々の記号の形状を論理シー
ケンスで分析し、それらの符号化されたデータ値を逐次
に判定することで復号することができる。この記号形状
分析を行うため、１０１のように記号コードの走査ビッ
トマップ像を、１０３のように複数の異なるフィルター
にしたがって１０２で別々にフィルター処理する。フィ
ルターの各々は、許容記号形状の各々の画素を通過させ
、他の全ての記号形状を抑制するように選択されている
。そのためフィルターは、許容記号形状の各々のものに
個々に「同調されている」と記述することもできる。 ビットマップ・フィルタリングは、図７に示すように直
列、あるいは図４に示すように並列に行うことができる
。いずれの場合も、フィルター処理済みビットマップは
１０４に記憶されるので、以下に説明するように復号過
程の記号毎の分析段階中に検索することができる。

【００５４】フィルター処理済みビットマップ像をもた
らすには、複数の異なる弱いヒット・ミス・フィルター
にしたがって、独立した操作を用いて、記号コードのビ
ットマップ像を形態的に「侵食」する。この各々のフィ
ルターは、許容記号形状の異なるものに比較的よく整合
し、他の全てに対しては余り整合しない。これらのフィ
ルターは、記号形状を漠然としか特定しないので（即ち
記号形状を定義する「オン」や「オフ」画素のパターン
）、「弱い」ヒット・ミス・フィルターと称する。その
結果、ソース画像内の突き合わせる記号のフィルタリン
グにより一般的にいくつかのオン画素が突き合わせる記
号の中心近くの目標ないしフィルター処理済み画像に書
き込まれ、非突合せ記号のフィルタリングでは、あって
もかなり少ないオン画素しか非突合せ記号の中心近くの
目標画像に書き込まれないことになる。即ちフィルタリ
ングによりかなり多くのオン画素は、フィルターに整合
しないあるいは殆ど整合しない記号よりも、その特定像
を生成するために用いられるフィルターによく整合した
記号のフィルター処理済み画像に書き込まれるようにな
る。

【００５５】１０５で全てのフィルター処理済みビット
マップ像が構成されたと判定されると、復号する第１の
記号の指標値に対して１０６で記号指標ポインタ１０７
が設定され、それにより記憶装置から第１の記号につい
てのＸＹ画像空間座標ラベルの検索が行われる。このラ
ベルは１１１で復号する記号のほぼ中心でフィルター処
理したビットマップ像を空間的に次々とアドレスするの
に用いられるので、それらの画像の各々が特定の記号の
中心近くに含むオン画素は、１１２のように計算するこ
とができる。それらのカウントは引続き、１１３のよう
にデータ・アレイの別のセルに記憶される。

【００５６】一般的に画素計算は、アドレスされた記号
のラベル付けされた中心点から始めて、そこから外側に
移動して、記号中心点を中心として選択した数の次第に
大きくなる方形内に含まれるオン画素数を計算する。こ
の「方形リング」探索パターンは全ての方向に１画素位
置／リングの割合で拡大するが、探索は復号されている
記号のデータ・セルに限定される。例えば、図８に示す
ように、記号について１０ペルｘ１０ペル・データセル
を用いて９００ビット／インチ２　の密度で書かれた記
号コードに対しては３リング探索が適当である。対照的
に、図９に示すように、５ペルｘ５ペル・データセルを
用いて３６００／インチ２　の密度で書かれた記号コー
ドに対しては２リング探索が望ましい。両方の場合、最
も内部のリングは記号のＸＹでラベル付けされた中心点
である。

【００５７】１１５で所与の記号の全ての画素の計算が
積算されたことを確認すると（図７）、それらを含むデ
ータ・アレイは計算値によるランク順で１１６で分類さ
れるので、２つの最も大きなカウントをそれから簡単に
抽出することができ、１１７のように比較できる。それ
らのカウントが１２１で判定して等しくなければ、最大
カウントをもたらす記号形状に関連したデータ値が１２
１のように所与の記号の指標に割り当てられる。他方、
均等性テスト１２１で２つの最大カウントが等しいと判
定されれば、エラー・カウントが増分されて、生ずる復
号曖昧性数を追跡し、曖昧な記号のＸＹ座標ラベルを記
憶して、その曖昧性ないし「エラー」がどこで生じたか
を示す。その後、曖昧な記号に符号化されたデータ値の
推定値は、１２５のようにその指標に割り当てられる。 そして１２６で復号する記号がまだあると判定される場
合は、１０７で記号指標値は増分され、カウントを繰り
返し、次の記号のプロセスを比較する。

【００５８】ｖｉｉ．　　エラー補正符号化を利用した
システム 図１０に示すように、記号形状の符号化と復号を、エラ
ー補正コードを含むデータに用いることができる。その
ため、データは１３１で符号化された記号形状であり、
符号化された記号形状は次に、ビットマップ・プリンタ
により普通紙のような適切な記録媒体に１３３で印刷で
きるように、１３２でラスター様式に変換される。引き
続いて、その印刷画像（それには人間判読可能情報並び
に記号コードを含めることができる）は、入力走査操作
１３４によりビットマップ像に変換される。このビット
マップ像は１３５で分析され、記号コードの走査された
画像を分離するので、上述の復号過程を１３６で用いて
、復号されたデータ値を記号ないしデータ指標に割り当
てることができる。次に記号復号データは１３７でエラ
ー補正コード復号器により処理され、オリジナル・デー
タをエラーが補正された形で提供する。

【００５９】ｖｉｉｉ．　記号中心画素を分離するため
の変換記号形状コードで記号の中心を識別する問題に帰
り、その機能を行う３つの異なる手法を説明する。この
節では記号コードの走査ビットマップ像を図５の６３の
ように記号中心画素のビットマップに変換する２方法を
説明し、そのような変換を必要としない３番目の方法は
次節で説明する。従ってこの節では、変換過程６３は、
記号の評価から別の異なるステップとして記号中心を分
離するために行われると見なされる。ここで分かるよう
に、変換過程６３は、記号コードの周期性を表す大きな
フィルター（それらのフィルターは一般的に２−６サイ
クル長のオーダーである）ないし個々の記号形状を示す
小さいフィルター（これらのフィルターは通常ともかく
記号よりも小さい）を用いて行うことができる。

【００６０】先ず変換６３の大型フィルターでの実施に
関し、低密度の記号コードの記号（即ち６ペルｘ６ペル
の小さな記号セルを用いて約２５００記号／インチ２　
の密度で印刷されるもの）は通常、記号コードの走査ビ
ットマップ像内で十分分離されていることが分かる。従
って図１１に示すように、それらの見かけの中心画素は
一般的に、１４１のように大型水平ヒット・ミス・フィ
ルター及び１４２のように大型垂直ヒット・ミス・フィ
ルターにしたがって走査されたビットマップ像１４０（
図１２を参照）を「開く」ことによって十分な精度で識
別することができる。それらの「開」操作の結果は、比
較的小さい対角オン画素構造を持つ第１レベルのフィル
ター処理済みビットマップ像を構成するために、１４３
でビット論理和化される。次にフィルター処理済みビッ
トマップ像は１４４と１４５で、それぞれ水平及び垂直
ヒット・ミス・フィルターにしたがって「開」操作され
、それらの走査の結果は１４６でビット論理積化され、
更に小さい対角構造と垂直、水平構造を持つ第２レベル
のフィルター処理済みビットマップ像をもたらす。図１
３を参照のこと。第２レベルのフィルター処理済み画像
のオン画素構造を更に減らすことが望まれる場合は（図
１４を参照）、第２レベルのフィルター過程を図１５の
１５１−１５６に示すように、１回ないしそれ以上の追
加反復して用いることができる。

【００６１】図１９に示すように、高密度記号（即ち５
ペルｘ５ペルの小さい記号セルを用いた３６００記号／
インチ２　までの密度）の記号中心画素の位置決めを行
うには、記号コードのビットマップ像は１６１と１６２
で、それぞれ大型水平及び垂直ヒットのみフィルターに
したがって「開く」かれ、それらの過程の結果は次に１
６３でビット論理積化され、よりよく分離されたマーク
からなるビットマップ像を構成する。

【００６２】１６１と１６２の画像「開」操作のビット
論理積化１６３は、結果的なビットマップ像内の記号中
心位置にいくつかの意図しない孔を作ることがあるが、
それらの孔は埋めることが可能である。そのため、この
変換過程６３の特定バージョン（図５）には更に、充填
、修復過程という１つないしそれ以上の反復過程を含め
ることができる。この充填、修復過程を図２０に示すよ
うに行うには、フィルター処理済みビットマップがそれ
ぞれ大型水平及び垂直ヒットのみフィルターにしたがっ
て先ず１７１と１７２で拡張され、拡張した画像は次に
１７３でビット論理積化され、ビットマップ像が拡張す
るのを防ぐ。その画像は次に１７４と１７５で大型ヒッ
トのみフィルターか大型ヒット・ミス・フィルターかに
従って「開かれ」、その「開」操作１７４、１７５の結
果は次に１７６でビット論理積化される。

【００６３】充填、修復過程が終わると、ビットマップ
像はいくつかのオン画素を少なくともいくつかの記号位
置近くに持つことがある。しかしその像は細線化するこ
とができ、その細線化過程が停止するまで反復的細線化
過程を遂行することでほぼ記号毎に１画素に細線化する
ことができる。図２２に示すように、この細線化過程は
１９０の細線化するビットマップ像のコピーと、４つの
ヒット・ミス構成要素１９１−１９４の組合せの最初の
ものでそれぞれ始められる。これらのヒット・ミス・フ
ィルター１９１−１９４は、２つのオン画素の空間的シ
ーケンスと、それぞれ０゜、９０゜、１８０゜、２７０
゜の角度の１つのオフ画素を特定する。この細線化過程
が最初に繰り返される間、最初の構成要素１９１により
ビットマップは最初に１９５のように「侵食」され、「
侵食」されたビットマップは次に細線化されている像１
９０で１９６で排他的論理和化され、それにより単一オ
ン画素は細線化されるか、構成要素１９１の方位にある
複数オン画素を含む各記号位置から「トリム」され、ト
リムされた画素は構成要素１９１の中心位置と列をなす
。この最初の細線化の次に、構成要素指標１９７は「侵
食」と排他的論理和ステップ１９５と１９６を細線化し
た像に繰り返すために残りの構成要素１９２−１９４を
次々に用いて増分されるので、余分のオン画素はオン画
素の水平ないし垂直に近接した全集合からサイドからサ
イドへの事前に定められた順番でトリムされる。

【００６４】細線化過程の各々の反復が１９８で判定さ
れて終わると、細線化ビットマップ像は、ビットマップ
像は１９０と１９９でビット比較が行われる。画像が同
一であれば、細線化は停止され、従って過程は完了する
。そうでなければ細線化像は１９０でコピーされ、その
像を更に細線化するために過程が繰り返される。

【００６５】更に例えば４ペルｘ４ペルの小さい記号セ
ルで５６２５記号／インチ２　の空間密度を持つ高密度
の記号コードは、変換して、上述の中間密度コードの変
換と本質的に同じ過程を用いて、それらの記号の見かけ
の中心を位置決めすることができる。しかしそれら高密
度コードの変換には一般的に、充填、修復過程１７１−
１７６の数回の反復が必要である（図２０）。

【００６６】代わりに先に指摘したように、変換過程６
３（図５）は、許容記号形状に弱く突き合わせた小型の
ヒット・ミス・フィルターを用いて行うことができる。 それを行うには図２３に示すように、記号コードのビッ
トマップ像は許容記号形状の各々のものに弱く突き合わ
せた小さい構成要素にしたがって２０１、２０２で「侵
食」され、それらの「侵食」の結果は次に２０３でビッ
ト論理和化され、小さいマークないし画素パターンから
なるフィルター処理済みビットマップ像を構成する。例
えば回転的に差異がある記号を用いた場合、「侵食」２
０１、２０２の結果のビット論理和化２０３により、よ
り小さく、より円形のビットないし画素パターンからな
るフィルター処理済みビットマップがもたらされる。図
１６を参照のこと。このフィルター処理済みビットマッ
プは一般的に、各々の記号の中心近くにいくつかの画素
を含んでいる。

【００６７】従って上述タイプ（図２２を参照）の細線
化過程は通常、フィルター処理済みビットマップを記号
毎にほぼ１オン画素に細線化するのに必要とされる。こ
の細線化過程の前に記号位置の画素パターンの境界ボッ
クス拡張を行い、細線化により各記号の最も内側のオン
画素をより正確に分離できるようにすることができる。 そのような境界ボックス拡張により生成されるビットマ
ップ像の例として図１７を参照のこと。

【００６８】フィルター処理済みビットマップ（図１６
）ないしその境界ボックス拡張の片割れの細線化は、記
号中心全てが単一の分離したオン画素により十分に定義
される前に停止することがある。高空間密度コードの場
合、これにより潜在的にかなりのラベル付けエラーがジ
ャンプ、探索、ラベル付け過程７１−７３（図５）で生
じることがあるが、オプションの較正過程８１−８３（
図５）は通常、復号過程の記号形状評価段階で図７の１
０７のように記号から記号に追跡することが十分できる
精度で記号中心ラベルを再較正することができる。

【００６９】３．畳込みフィルタリングによる復号ここ
で図２４に転じると、２２１のコードのビットマップ像
から記号形状コードの記号を復号する畳込みフィルタリ
ング過程が示されている。ここで分かるように、この過
程はＸＹ像内の見かけの中心画素を位置決めするため記
号を縮小する必要なしに行うことができる。その代わり
ビットマップ像２１１は２１２でｎの異なるフィルター
で別々に畳込まれる。それらフィルターの各々は、対応
するｎの許容記号形状の１つと強く突き合わされる。こ
れらの畳込みにより作成された像は続いて２１３−２１
８のように記号毎に処理され、２２１−２２４でそれら
をその形状により並列的に分類して復号しながら、ビッ
トマップ像空間内のそのＸＹ座標位置を識別する。代わ
りにビットマップ像は１組のｎの突合せ済みフィルター
でデータセル毎に畳込むことも可能である。更に各々の
許容記号形状に対して多重畳込みを行い、異なる記号形
状間の区別を更に行うために１組の畳込んだ像を提供す
ることも可能であることが分かる。

【００７０】図２５（Ａ）、２５（Ｂ）に示すように、
畳込みフィルターは、それぞれ２２８、２２９で非重み
付きあるいは重み付きであってもよい。非重み付きフィ
ルターは、２値の正と負の値からなり、重み付きフィル
ターは正と負のグレースケール値からなる。フィルター
２２９のように重み付きフィルターを用いる場合は、そ
れらは突き合わせる記号形状のより際だった特徴を強調
し、また他の記号形状のより際だった特徴は強調しない
ために有利に重みを付けることができる。

【００７１】特に図２４に示す過程にしたがって記号コ
ードを復号する場合、既知の空間的関係という３つない
しそれ以上の非共直線基準点が２３１のように記号コー
ドビットマップ像空間内で次々と位置決めされ、２３２
のようにビットマップ歪みとＸとＹの縮尺補正要因が計
算される。ＸとＹの縮尺補正要因は２３３で、ビットマ
ップ像空間の各々Ｘ軸、Ｙ軸に沿った記号の中心から中
心の平均変位を較正するために用いられる。それらの較
正が行われる変位値は、記号が印刷された既知の空間密
度（プリンタ・ペル内）か、高速フーリエ変換や高速ウ
ォルシュ変換といった周波数変換により決まる記号コー
ドのビットマップ像の空間周期性から計算することがで
きる。他方歪み補正要因は、比較的小さい局所領域に対
して探索を行うことで次の記号の中心を位置決めできる
ような十分な精度を持つビットマップ像空間で、２１３
で画像処理を１つの記号位置から次の記号があると思わ
れる位置にジャンプできるようにＸとＹの変位ベクトル
の角度の設定に利用される。この局所探索は、拡張ひし
形状あるいは拡張平方リングタイプの探索パターンにし
たがって行われる。要するに、この復号過程と上述の復
号過程の予備段階間には実質的な類似性があることが明
白である。しかしこの過程は、バイナリ復号過程よりも
かなり少ない記号コードビットマップ像の予備的な処理
しか必要としないことも明白である。

【００７２】記号コードは記号毎に、２１３で例えばＵ
Ｌコーナー記号のほぼ中心から始められる（その中心の
位置決めのための適切な過程は既に説明した）。復号を
行うため、ビットマップ像は２１２でｎ記号突合せフィ
ルターの各々と畳込まれる。これによりｎグレースケー
ル像が生成され、各々は、ｎの許容記号形状の各々のも
のに比較的強く突き合わせたフィルターに対する記号コ
ード像の畳込み応答を表すことになる。２１４ではそれ
ら畳込み像の各々で復号されている記号の近似ないし推
定位置から局所探索が行われ、最大畳込み値がラベル付
けされる。各々の画像には２１５のように、ＸＹ像空間
座標を持つその特定の記号が含まれる。図２４に示すよ
うに、それらの局所最大畳込み値は２１４で畳込み画像
から読み取られ、２１５でそのＸＹビットマップ像空間
座標で指標付けされるが、局所最大のＸＹ座標は、それ
ら局所最大の周辺の小領域から畳込み値の合計を指標付
けする別の実施例でも用いることができることが分かる
。

【００７３】ｎの畳込み画像の指標付けされた畳込み値
（即ち局所最大ないし合計）は２１６で値によるランク
順で分類され、２つの最高値は次に２１７で比較される
。その値が２２１で判定されて等しくなければ、処理さ
れている記号のデータ値はより大きな値を生成する畳込
みに関して復号され、その畳込み値のＸＹラベルは復号
データ値に割り当てられ、それをビットマップ像空間に
指標付けする。２２２を参照のこと。他方、２２１で２
つの最大畳込み値が等しいと判定されれば、それらの選
択された１つのもののＸＹラベルは記録されて、エラー
位置を識別し、２２３のようにエラー・カウントが増分
される。その後、２２４に示すように、選択された畳込
み値を生成する畳込みに関して推定復号データ値がもた
らされ、選択された畳込み値のＸＹラベルないし指標が
復号データ値に割り当てられ、それをビットマップ像空
間に指標付けする。

【００７４】上記の過程は、２１８で復号すべき記号が
他にあると判定されれば、その次の記号を復号するため
に繰り返される。復号する記号が他にある場合は、復号
過程はいつでも次の記号に上述のジャンプと探索ルーチ
ンを用いて進むのに、先に復号した隣接した記号のビッ
トマップ像空間ＸＹ座標（即ち指標位置）を用いる。

【００７５】図２６について、この復号過程の耐ノイズ
性を増大するため、復号されている記号の各々の局所最
大畳込み値を２３１で小さい周辺域からのその近接畳込
み値で合計することができる。例えば、畳込み値は、畳
込み画像の各々で分析されている記号の局所最大を中心
とした小さいひし形ないし平方形状の領域から画像毎に
積算することができる。それら２３３で判定される局所
最大のＸＹ位置は次に、２３４で各々の画像から積算さ
れた畳込み値の合計をラベル付けするために用いられ、
その合計は２３５で値によりランク順に分類される。そ
の時点からは、復号過程は、このタイプの復号の先に説
明したものと本質的に同じである。

【００７６】以上から、本発明は、印刷してきれいな外
見と、画像の劣化や歪みに対してかなりの許容性を有す
るコードを含むセルフクロッキング記号形状コードを提
供することが分かる。またそのようなコードは必要に応
じ再生することが可能であることが分かる。更にそのよ
うなコードは、異なる空間的周期性の空間的周期コード
をそれ自身適応的に縮尺して復号を行う復号過程を始め
、様々な異なる復号手法を用いて復号することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の様々な側面を実行し、利用する電
子文書処理システムの簡潔なブロック図である。

【図２】　　図１に示す文書処理システムの代表的なプ
ロセッサないしプリンタ・インターフェイスの機能ブロ
ック図である。

【図３】　　（Ａ）は回転的に差異がある記号形状から
なる比較的単純なセルフクロッキング２値記号形状コー
ドでもたらされるビット・符号化を示す符号化図であり
、（Ｂ）は２値データの回転的に変化しない記号形状コ
ードでのビット符号化を示す別の符号化図であり、（Ｃ
）は代表的なデータ・セル構造を示し図３（Ａ）に示す
種類の回転的に差異がある記号形状の代表的な印刷画素
パターンを描いたものである。

【図４】　　第１の記号コード復号過程の高レベル機能
流れ図である。

【図５】　　図４に示す復号過程の実施の記号の中心位
置指定、ラベル付け、分類段階のより詳細な流れ図であ
る。

【図６】　　図５に示すオプションの較正過程により再
較正される候補であるラベル付けされた記号中心位置の
ビットマップ像である。

【図７】　　図４に示す復号過程の前述の実施の記号読
み取りないしエラー検出段階の比較的詳細な流れ図であ
る。

【図８】　　比較的低密度の記号コードをそれぞれ復号
する際に使用するのに適した画素探索域を示す。

【図９】　　比較的高密度の記号コードをそれぞれ復号
する際に使用するのに適した画素探索域を示す。

【図１０】　　記号形状符号化、復号をエラー訂正コー
ド（ＥＣＣ）を含むデータに用いるシステムの高レベル
機能ブロック図である。

【図１１】　　記号コード像の周期性にしたがって配置
された大型フィルターを用いて記号の中心ないし中心近
くでオン画素を分離するため、走査された記号コードの
ビットマップ像をフィルター処理する形態的フィルター
過程の機能ブロック図である。

【図１２】　　代表的な記号コードのビットマップ図で
ある。

【図１３】　　図１１に示すフィルター過程を図１２に
示すビットマップに適用した効果を示すビットマップ像
である。

【図１４】　　図１１のフィルター過程の第２レベルの
フィルター処理を図１３に示すビットマップ像に繰り返
し再適用した効果を示した別のビットマップ像である。

【図１５】　　繰り返し的な第２レベルのフィルター処
理過程の機能ブロック図である。

【図１６】　　記号の中心を空間的に分離する別の形態
的フィルター処理過程によりフィルター処理した記号コ
ードのビットマップ像である。

【図１７】　　図１６に示すビットマップ像内の画素パ
ターンの境界ボックス拡張を示す。

【図１８】　　比較的低空間密度の記号コードの場合に
、図１６に示すビットマップ像内の個々の記号関連画素
パターンの重心を同定することにより、ないし、それら
のパターンないし図１７に示すそれらの境界ボックス拡
張に対して細線化過程を行うことにより達成できる記号
中心画素の分離を示すビットマップ像である。

【図１９】　　高空間密度記号コードの空間的別離を増
強する大型フィルターを利用する予備的な形態的フィル
ター処理過程の機能ブロック図である。

【図２０】　　図１９のフィルター処理過程でビットマ
ップ内に記号中心位置に孔を作る場合に、オン画素を同
位置に回復するのに用いることのできる形態的ビットマ
ップ像修復過程の機能ブロック図である。

【図２１】　　図１７に示すビットマップないし図２０
の画像修復過程で生成されたビットマップに対して細線
化過程を行うことで生成されるような比較的高密度の記
号コードの記号中心のビットマップ像である。

【図２２】　　図２１に示すビットマップ像を生成する
のに用いることのできる繰り返し形態的細線化過程の機
能ブロック図である。

【図２３】　　小さい弱く突き合わせたヒット・ミス・
フィルターを用いて記号中心画素を分離するための形態
的過程の機能ブロック図である。

【図２４】　　ビットマップ像空間内で記号の中心を位
置指定し、その形にしたがって記号を分類するためのビ
ットマップ記号コード像の畳込みフィルターリングを利
用した復号過程の機能流れ図である。

【図２５】　　（Ａ），（Ｂ）それぞれフィルターと強
く突き合わせた記号形状と非重み付き及び重み付きフィ
ルターを畳込み演算した結果を示す。

【図２６】　　図２４に示す復号過程の異なる実施例を
示す断片的な流れ図である。

【符号の説明】

２１　　電子文書処理システム、２２　　デジタル・プ
ロセッサ、２３　　主記憶装置、２４　　大容量記憶装
置、２５　　入力スキャナ、２６　　プリンタ、２７　
　利用者インターフェイス、３１　　ＰＤＬドライバ、
３２　　ＰＤＬ分解器、３３　　記号エンコーダ、３５
　　デジタル・データ、３６　　記号、３７　　データ
セル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　予め決められたビット長ｎのデジタル
   値を符号化するセルフクロッキングコードであって、前
   記コードが、少なくとも形状の一部が回転的に変化があ
   り２ｎ　の差異がある形状の中の選択されたものと一致
   する記号からなり、前記データ値が前記記号の形状内で
   符号化されているセルフクロッキングコード。