JPH0620078A - ビットエラー減少方法 - Google Patents

ビットエラー減少方法

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JPH0620078A
JPH0620078A JP4356157A JP35615792A JPH0620078A JP H0620078 A JPH0620078 A JP H0620078A JP 4356157 A JP4356157 A JP 4356157A JP 35615792 A JP35615792 A JP 35615792A JP H0620078 A JPH0620078 A JP H0620078A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハードコピー記録媒体上の機械読み取り可能
なディジタル情報を符号化する際に、自己クロッキング
図形記号コードを読み取るときのビットエラーを減少さ
せることを目的とする。 【構成】 ｎビット長の多数ビットディジタル値を符号
化するための自己クロッキング図形記号コードの図形記
号（ｇ1 、ｇ2 、ｇ3 、ｇ4 ）が、各図形記号が復号化
している間その図形記号が最も混同されそうな２つの図
形記号に周期的な順序で隣接するように、お互いと混同
される分析的または経験的に決定された確率に基づい
て、その周期的な順序で予め順序づけられる。それか
ら、２進数の符号化した値がｎビット長のグレイコード
の順番に従ってこれらの順序づけられた図形記号に割り
当てられ、その結果、すべての与えられた図形記号に割
り当てられたその値は各図形記号が最も混同されそうな
図形記号に割り当てられた値と１つのビット位置だけ異
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハードコピー記録媒体
上の機械読み取り可能なディジタル情報を符号化するた
めの自己クロッキング図形記号コード(self-clocking g
lyph codes)に関し、より詳細には、マルチビットディ
ジタル値を図形的に符号化するためのグレイコード化(G
ray coded)された自己クロッキング図形記号コードに関
する。
【０００２】
【従来の技術】自己クロッキング図形記号コードは、種
々の形態のディジタル値（例えば、機械制御命令、デー
タ値、メモリーポインタ、実行可能な２進数）を電子工
学的な領域とハードコピーの領域との間で同期して相互
に転送するのに適したコードである。したがって、これ
らのコードは、ハードコピー文書とコンピュータによっ
て制御される電子文書処理システムとを、ほぼ完全な統
一体として統合するための将来性のある嘱望されるイン
タフェース技術である。
【０００３】自己クロッキング図形記号コードは、典型
的には、予め定められたビット長ｎの論理的に順序づけ
られたディジタル入力値を、予め定義された１組の２n
個の図形的に固有のシンボル（すなわち、“図形記号(g
lyphs)”）へマッピングすることによって生成される。
図形記号のそれぞれは、許される入力値のうちそれぞれ
異なった１つの入力値の符号化に予め割り当てられてい
る。このようにして、入力値のそれぞれは、対応する図
形記号に、変換されかつ対応する図形記号によって符号
化される。これらの図形記号符号化は、予め定められた
空間的なフォーマッティング規則に従ってハードコピー
記録媒体上に書き込まれ、それによって、入力値を符号
化しかつそれらの論理的な順序を保持する図形記号コー
ドが生成される。
【０００４】明らかなように、前述された形態のコード
は、符号化されたディジタル値をハードコピー領域から
電子工学的領域へ同期して転送するのに必要とされるク
ロック信号を保持する。それぞれの入力値は対応する図
形記号で表現されるので、クロックは、論理的に順序づ
けられた図形記号の空間的な配置に組み込まれる。この
ことが、これらのコードが“自己クロッキング(self-cl
ocking) ”図形記号コードと呼ばれる理由である。明ら
かなように、これらのコードの自己クロッキングの特性
が、複写装置およびファクシミリシステムあるいはその
いずれかによってそれらが複写再生されるときに受ける
劣化（すなわち、イメージ歪と背景ノイズ）に対するそ
の許容程度(tolerance) を増大させるのである。
【０００５】これらの自己クロッキング図形記号コード
のもう１つのよく知られた利点は、それらが、人の目に
よっては容易に認識されないが機械が検出することので
きる特徴によって図形的にお互いから識別される図形記
号から構成されることである。このようにして、これら
のコードは、ハードコピー文書の美的品質を大きく劣化
させることなく、その文書上に機械が読み取ることので
きるディジタル情報を記録するのに用いられる。例え
ば、この図形記号は、通常の照明条件下では人の目には
ほとんど見えないインクを用いて書かれる。図形記号
が、標準の静電写真のトーナーのような目に見えるイン
クを用いて、目につくように書かれたとしても、それ
は、非常に小さな均一な大きさであり、かつ、空間的に
十分に高い密度で書かれるので、結果としての図形記号
コードは、一般的に、人の目に対しては均一な組織を持
った外観(uniform textured appearance) を有するので
ある。図形記号のそれぞれが、回転的に異なっている
か、あるいは、回転的に変わらないならば、ディジタル
値は、そのような図形記号の回転(rotation)あるいは外
形(profiles)に符号化される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の自己クロッキン
グ図形記号コードは、単一ビットのディジタル値
（“１”または“０”）を符号化するのに特によく適合
するものである。また、これらのコードのいくつかは、
マルチビット値(multi-bit values)を符号化するのに有
効ではあるが、これらの周知のコードを復号化する費用
と複雑さは、それらの図形記号へ符号化されたディジタ
ル値のビット長の関数として指数的に増加する傾向があ
る。このことは、ｎ＞１であるとき、ｎビット長のディ
ジタル値を符号化する図形記号コードを復号化するには
２n 個のフィルタリング・ステップが必要とされるとい
う一般的な規則から当然なことである。さらに、マルチ
ビット値のこれらの従来のコードの図形記号への符号化
は、典型的には、図形記号の間の図形的な差異(graphic
al distinctions)を減少させることに多くの費用をかけ
て達成されるので、許容される低いビットエラー率でこ
れらのコードを読み取る（すなわち、復号化する）こと
を容易にする技法が必要とされるのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上で明示された必要性
により、ｎビット長のマルチビットディジタル値を符号
化するための自己クロッキング図形記号コードの図形記
号は、それぞれの図形記号が復号化の間により混同され
そうな２つの図形記号と周期的な順序で隣接するよう
に、お互いが混同されるそれらの解析的にあるいは経験
的に決定された確率に基づいて、その周期的な順序で(i
n a cyclical sequence)予め順序付けされる(preordere
d)。したがって、符号化される２進数の値は、ｎビット
長のグレイコード列に従って、これらの順序づけられた
図形記号に割り当てられるので、すべての与えられる図
形記号に割り当てられる値は、それが最も混同されそう
な図形記号に割り当てられる値とただ１つのビット位置
だけが異なることとなる。
【０００８】
【実施例】ここで、図面を、特に図１を、参照すると、
近年の電子文書処理システムに関する動作環境は、人が
読める情報と機械が読める情報とが電子工学的な領域１
１とハードコピーの領域１２との間で相互に転送される
混成した環境になりつつある。例えば、人が読むことの
できる情報と機械が読むことのできる情報とを含んだイ
メージは、電子文書処理システム１４（関連部分しか示
されない）内で構成され、そして、これらのイメージの
いくらかが、あるいは、すべてが、ほぼ従来のプリンタ
ー１６によってハードコピー領域１２へ転送される。引
き続いて、ハードコピーのイメージは、それぞれ複写機
およびファクシミリ装置（図示されない）のような種々
の複製(reprographic)手段１７によって複写再生される
ので、ハードコピーのイメージの複写再生された形態(v
ersion) は、光学的および（あるいは）電気的な歪みお
よび（あるいは）雑音によって劣化せしめられる。とに
かく、入力スキャナー１８は、元のハードコピーのイメ
ージを、あるいはその複写を、同一のあるいは異なった
電子文書処理システム１９（同様に、関連部分しか示さ
れない）内に、スキャンして取り込んでもよく、それに
よって、イメージが、あるいは選択されたイメージのあ
る部分が、ハードコピー領域１２から電子工学的領域１
１へ再転送される。
【０００９】より詳細には、図示されるように、電子工
学的領域１１とハードコピー領域１２との間で相互に機
械で読み取ることのできるディジタル情報を転送するた
めに、文書処理システム１４が符号器２１を、および文
書処理システム１９が復号器２２を、それぞれ備える。
ここで図２を参照すると、図示される具体例において、
符号器２１は、予め定義された１組の回転角度的に別個
の図形記号ｇ1 、ｇ2、ｇ3 、および、ｇ4 を使用し
て、２ビット長の（すなわち、２ビットの(dualbit)）
ディジタル入力値それぞれを論理的に順序づけされたそ
のような図形記号の列に符号化する。引き続いて、これ
らの図形記号による符号化は、予め定められた空間的な
フォーマッティング規則に従って、ハードコピー記録媒
体に、プリンター１６によって印刷され、それによっ
て、論理的に順序づけされた符号化された値がハードコ
ピー領域１２に自己クロッキング図形記号コード２３に
よって転送される。明らかなように、図形記号コード２
３は、プリンター１６によって、それだけが単独で印刷
されてもよく、あるいは、他の意義のある情報（機械お
よび（あるいは）人が読むことができる）と組み合わせ
て印刷されてもよい。図形記号コードが、追加の情報を
伴う場合は、典型的には、ハードコピー記録媒体上のそ
の位置によって、あるいは、機械が認識することができ
るヘッダー、境界線パターン、あるいは、空間周波数、
とのその関連によるような、なんらかの機械が認識でき
る属性によって、そのコードはその伴った情報から区別
される。
【００１０】実際問題として、復号器２２は、図形記号
コード２３を復号する間に、１つあるいはそれ以上の図
形記号を誤認する可能性があり、そのために、復号化の
エラーを引き起こす。この可能性は、典型的には、復号
器２２がコード２３の劣化せしめられたコピーを読み込
む場合に大きくなるが、復号器２２がコード２３の元の
イメージを読み込む場合であってもなんらかのエラーが
発生する。例えば、復号器２２は、図形記号を角度の向
きが最もよく似た図形記号の一方あるいは他方と混同す
る。あるいは、図形記号は、なんらかの異なった角度の
向きの図形記号とより混同されやすいという経験的な証
拠さえ存在するのである（このことは、図３に示される
ように、奇数と偶数の番号を付けられた図形記号の対ｇ
1 とｇ3および対ｇ2 とｇ4 の角度の向きはそれぞれ、
本質的にお互いに直交であるので、図形記号コード２３
ではありそうもないのだが）。しかしながら、いかなる
２つの図形記号でも混同する確率が解析的にあるいは経
験的にそのいずれによって決定されるかに関係なく、他
の技術（例えば、シフト符号器(shift encoders)で）に
ときどき使用される形態のグレイコード化が、もし、図
形記号ｇ1 〜ｇ4 がお互いに混同されるそれらの確率に
従って順序づけられるのであれば、そのような混同から
生じるデータの損失を最小限にとどめるために用いられ
ることが認められている。
【００１１】したがって、復号器２２のビットエラー率
を減少させるために、図形記号ｇ1〜ｇ4 が、お互いに
混同されるそれらの確率に従って、周期的な列(cyclica
l sequence) の中に分類され、それから、順序づけられ
た図形記号が、グレイコード列に従って、それらのそれ
ぞれの符号化の値に割り当てられる。より厳密に説明す
ると、もし、Ｐi,j が図形記号ｇi を図形記号ｇj と同
一であると識別する可能性があるとすれば、その順序づ
けが各図形記号ｇi に対して次の条件の両方を満足する
場合にのみ、与えられた図形記号の順序づけ（ｇ1 、ｇ
2 、........ｇk ）はグレイコード化に適する。
【００１２】すべてのＬに対して、 Ｐi,i ＞＞Ｐi,i-1 ＞Ｐi,L 、ここで、絶対値〔Ｌ−
１〕＞１である。 かつ、すべてのＬに対して、 Ｐi,i ＞＞Ｐi,i+1 ＞Ｐi,L 、ここで、絶対値〔Ｌ−
１〕＞１である。
【００１３】これらの式の十分な重要性は、添字数字が
モジュロ数Ｊ＝（Ｊ−１）MOD.k を表現することが認め
られる場合にのみ明白である。したがって、 ｋ＋１＝ｋMOD.k ＋１＝０＋１＝１、であり、 １−１＝（−１）MOD.k ＋１＝（ｋ−１）＋１＝ｋ である。
【００１４】一方、記号”＞＞”は、ただ単に、図形記
号を混同するには十分に低い確率が存在することを意味
し、その結果、そのような混同が、復号器２２の全範囲
にわたるビットエラー率を、与えられた用途に対して許
容することのできる低いレベルにするように寄与するこ
とを維持する（明確には、許されるそのような寄与は、
付加的な変数の数に依存するが、そのような趣旨は本発
明の範囲を逸脱するものである。）。
【００１５】よく知られるように、グレイコードは２進
コードであり、そこでは、２進数の表現によって連続的
な数が表現され、それぞれの数はそれのすぐ前の数とた
だ１つのビット位置だけが異なる。このことに関して
は、IEEEの標準電気電子用語辞典(IEEE Standard Dicti
onary of Electrical and Electronic Terms) を参照さ
れたい。このようにして、それぞれの図形記号が周期的
に順序づけられた列においてそれが最も混同されそうな
２つの図形記号と隣接するように（この状態は、与えら
れた図形記号がより混同されそうなその他の図形記号が
列に存在しない場合にのみすべての与えられた図形記号
に対して、存在する）、Ｍ＝２n 個の識別可能な図形記
号の形状を有する１組のコードのための図形記号が、上
述した形態の順序づけられた列にひとたび振り分けられ
ると、ビット長ｎのディジタル値に関するグレイコード
に従って、符号化の値が順序づけられた図形記号に割り
当てられる。例えば、図３を参照すると、ここでは、ｎ
＝２かつＭ＝４であるが、図形記号ｇ1 〜ｇ4 の適切な
周期的な順序づけは、典型的には、ｇ1 、ｇ2 、ｇ3、
ｇ4 、ｇ1 、ｇ2 、ｇ3 、..... であるので、図形記号
ｇ1 、ｇ2 、ｇ3 、およびｇ4 が符号化のために割り当
てられたそれぞれの値は、グレイコードの列、00、01、
11、10、00、01、11、......に一致する。
【００１６】明らかなように、すべての有限のｎに対し
てｎビット長のグレイコードの有限個が存在する。例え
ば、ｎ＝２に対しては４つの組のグレイコードが存在
し、それらは順序を置き換えられたものである。その結
果として、本発明は、ｎビット長の符号化する値を、周
期的に順序づけするｎビット長のすべての組のグレイコ
ードに従って、適切に順序づけられた２n 個の図形記号
のどんな組にでも割り当てることによって、実行される
ことがわかる。ｎ＞２に対するグレイコードにおいて
は、コードを介して循環するとき、より高位のビットの
値は、より低位のビットの値より少ない頻度で変化す
る。したがって、これらのより高位のビットは、より低
位のビットよりいくぶん、より信頼性が高い傾向がある
ので、それらのより高位のビットは、より好ましいもの
あるいは重要性があるものとして、復号器２２によって
回復されるディジタル値に本質的に直接に作用するエラ
ー訂正機構（図示されない）のような手段によって有益
に取り扱われる。
【００１７】前述された観点からみて、本発明は、自己
クロッキング図形記号コードの復号器のビットエラー率
を減少させるための技法を提供することが理解されるで
あろう。また、本発明は、マルチビットの長いビットス
トリングのようなマルチビットのディジタル値を符号化
する図形記号コードの実質的にすべてに適用されること
が理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が効果的に利用された文書処理の環境の
概略ブロック図である。
【図２】２−ビット・ディジタル値を符号化するための
斜線状のシンボルのほぼ等しく分散された４つの角度方
向を用いた自己クロッキング図形記号コードのプリント
出力である。
【図３】図２に示されるコードによって包含される図形
記号の回転の向きによって２−ビット・ディジタル値を
符号化する、順番に配列されたグレイ・コードを示した
図である。
【符号の説明】
１１ 電子工学的領域 １２ ハードコピー領域 １４、１９ 電子文書処理システム １６ プリンター １７ 複製手段 １８ 入力スキャナー ２１ 符号器 ２２ 復号器 ２３ 図形記号コード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年２月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 実際問題として、復号器２２は、図形記
号コード２３を復号する間に、１つあるいはそれ以上の
図形記号を誤認する可能性があり、そのために、復号化
のエラーを引き起こす。この可能性は、典型的には、復
号器２２がコード２３の劣化せしめられたコピーを読み
込む場合に大きくなるが、復号器２２がコード２３の元
のイメージを読み込む場合であってもなんらかのエラー
が発生する。例えば、復号器２２は、図形記号を角度の
向きが最もよく似た図形記号の一方あるいは他方と混同
する。あるいは、図形記号は、なんらかの異なった角度
の向きの図形記号とより混同されやすいという経験的な
証拠さえ存在するのである（このことは、図３に示され
るように、奇数と偶数の番号を付けられた図形記号の対
ｇ１とｇ３および対ｇ２とｇ４の角度の向きはそれぞ
れ、本質的にお互いに直交であるので、図形記号コード
２３ではありそうもないのだが）。しかしながら、いか
なる２つの図形記号でも混同する確率が解析的にあるい
は経験的にそのいずれによって決定されるかに関係な
く、他の技術（例えば、シャフト符号器（ｓｈａｆｔｅ
ｎｃｏｄｅｒｓ）で）にときどき使用される形態のグレ
イコード化が、もし、図形記号ｇ１〜ｇ４がお互いに混
同されるそれらの確率に従って順序づけられるのであれ
ば、そのような混同から生じるデータの損失を最小限に
とどめるために用いられることが認められている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １つの組の２n 個の図形的に識別可能な
    図形記号にｎビット長のマルチビットディジタル値を符
    号化する自己クロッキング図形記号コードの読み取りに
    おけるビットエラーを減少させる方法であって、 それぞれの図形記号は前記読み取りの間にその図形記号
    が最も混同されそうな図形記号と隣接している前記図形
    記号の周期的な連続した順序付けを識別する段階と、 前記順序付けに従って前記図形記号に連続するｎビット
    長のグレイコードの値を割り当てる段階であって、それ
    によって、前記図形記号のそれぞれによって符号化され
    た値がその図形記号が最も混同されそうな図形記号によ
    って符号化された値と１つのビット位置でだけ異なる、
    前記割り当てる段階と、 からなるビットエラーの減少方法。
JP35615792A 1991-12-27 1992-12-18 ビットエラー減少方法 Expired - Lifetime JP3268675B2 (ja)

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US815005 1991-12-27

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