DE69635512T2 - Verfahren zum Lesen eines zweidimensionalen Strichcodes ohne Taktsignal - Google Patents

Verfahren zum Lesen eines zweidimensionalen Strichcodes ohne Taktsignal Download PDF

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    • G06K7/1452—Methods for optical code recognition including a method step for retrieval of the optical code detecting bar code edges

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dekodierung von Informationen, die auf ein gedrucktes Medium gedruckt sind.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Im Unterschied zu den häufigen Vorhersagen, wonach wir eines Tages in einer „papierlosen Gesellschaft" leben werden, spielen Papier und andere bedruckte Medien eine zunehmend wichtige Rolle als günstige, wirksame und bequeme Mittel zur Kommunikation. Eine fundamentale Einschränkung bei Papier besteht jedoch darin, dass es vom Gesichtspunkt eines Computers gegenwärtig ein reines Ausgabeformat darstellt. Während Papier das bevorzugte Medium zur Darstellung für Informationen zur Verwendung durch Menschen ist, ist es schwierig für einen Computer, wenn nicht gar unmöglich, Daten, die einmal gedruckt worden sind, zuverlässig wieder herzustellen. Die optische Zeichenerkennung (OCR-optical character recognition) versucht dieses Problem in einem vergleichsweise einfachen Bereich zu lösen, wie zum Beispiel bei Text, der mit Standardfonts wiedergegeben ist, aber sie hat bisher einen beschränkten Erfolg gehabt. Während Genauigkeitsraten von neunundneunzig (99%) Prozent vielleicht erreichbar sind und beeindruckend erscheinen mögen, wird eine Seite mit 3000 Buchstaben dennoch durchschnittlich dreißig (30) OCT-Fehler aufweisen und macht deswegen eine teure und zeitaufwändige manuelle Nachverarbeitung erforderlich.
  • Eine weitere Herangehensweise verwendet computerlesbare Barcodes, die direkt auf Papier vorgesehen sein können (oder andere gedruckte Medien wie zum Beispiel Mikrofilm). Einmal codiert können solche Barcodes vom Computer verwendet werden, um Informationen wieder herzustellen, die für den menschlichen Leser offensichtlich sind, aber für einen Computer schwer zu erkennen sind (zum Beispiel gedruckten Text), Informationen, die in der Erstellung von Seiten beinhaltet sind, die aber im Wesentlichen für den menschlichen Leser unsichtbar sind (zum Beispiel Tabellenformeln) oder jede beliebige andere Information, die erwünscht ist, ob sie nun von dem tatsächlichen Buchstabentext auf dem Papier abhängt oder nicht.
  • Computerlesbare Barcodes, bei denen digitale Daten direkt auf Papier gespeichert werden, sind bekannt und sind verwendet worden, um eine Dokumenten- oder Produktidentifikation bereitzustellen, wenn ein fester Satz von Werten unter Verwendung einfacher nummerischer Codierungs- und Scantechnologien gegeben ist. Systeme zur Dokumenten- oder Produkterkennung, die in der Vergangenheit verwendet wurden, beinhalten Barcode-Marker und Scanner, die in einem weiten Bereich von Anwendungen Verwendung gefunden haben. Unter Bezugnahme auf Papierdokumente sind spezielle Kennzeichnungen oder Muster im Papier verwendet worden, um Informationen für ein hierauf bezogenes Bauteil bereit zu stellen, zum Beispiel das Jobsteuerungsblatt für die Bildverarbeitung, wie es von Hikawa im US-Patent mit der Nummer 5,051,779 beschrieben ist. In ähnlicher Weise sind identifizierende Kennzeichnungen, die codierte Informationen umfassen, auf das Deckblatt vorgedruckter Formulare gedruckt worden, wie im US-Patent mit der Nummer 5,060,980 von Johnson, et al. beschrieben. Das System von Johnson et al. ist darauf ausgerichtet, dass ein Nutzer per Hand erstellte Informationen in den Feldern einer Papierkopie des Formulars eingibt und dann das Formular gescannt wird, um Einfügungen in den Feldern in dem duplizierten Formular bereitzustellen, das elektronisch im Computer gespeichert wird. Noch ein anderes System wird im US-Patent mit der Nummer 5,091,966 von Bloomberg et al. beschrieben, das die Dekodierung von Codes in Bildzeichenform lehrt, bei welchen Codes es sich um digital codierte Daten auf Papier handelt. Die kennzeichnenden Codes können durch einen Computer ausgelesen werden und erleichtern dadurch die Handhabung des Dokuments seitens eines Computers, beispielsweise die Identifizierung, die Wiedergewinnung und Übertragung eines solchen Dokuments.
  • Abgesehen von den verschieden ausgeformten Barcodes, die oben beschrieben sind, sind auch zweidimensionale Barcodes, die „data strips" genannt werden und eine Mehrzahl von Reihen von „data lines" aufweisen, die Informationen repräsentieren, die digital aufgedruckten Medien codiert sind, in der Technik bekannt. Jede Reihe von Datenlinien besteht aus einer Folge schwarzer und weißer Pixel, die jeweils binäre Nullen und Einsen repräsentieren. Die Anordnung der Bits in jeder Reihe bestimmt die darin gespeicherten digitalen Daten. Die Daten, die innerhalb der Gesamtheit der Reihen abgespeichert sind, definieren die Daten, die in dem zweidimensionalen Barcode enthalten sind. Typischerweise führt der Nutzer, um den Barcode zu lesen, einen Handscanner, der gleichzeitig die Informationen in jeder einzelnen Datenlinienreihe liest, vertikal entlang der Länge des Barcodes, um alle Reihen von Datenlinien zu lesen.
  • Ein Beispiel für ein System im Stand der Technik, das einen zweidimensionalen Barcode als Data strip verwendet, der Reihen von Datenlinien mit Papiermedien aufweist, ist im US-Patent mit den Nummern 4,692,603, 4,754,127 und 4,782,221 von Brass et al. zu finden. In diesem System bestehen zweidimensionale Barcodes aus Datenlinienreihen, die dazu verwendet werden, Computerprogramme und Daten auf Papier zu codieren, und werden unter Verwendung eines Handscanners eingelesen. In Ergänzung zur Codierung von Computerprogrammen und Daten, enthalten diese Datenlinien auch Tracking- und Synchronisationsbits, die im Folgenden als „Takt Bits" bezeichnet werden. Das Erfordernis zur Verwendung zahlreicher Takt Bits direkt innerhalb jeder einzelnen Reihe von Datenlinien beeinträchtigt deutlich die Menge digitaler Daten, die in jeder einzelnen Reihe gespeichert werden können. Des Weiteren würden, falls Datenlinienreihen, die Takt Bits aufweisen, beschädigt werden, was häufig ist, falls solche Barcodes fotokopiert oder durch Faxsysteme übertragen werden, solche Takt Bits verloren gehen, wodurch es schwierig wird, falls nicht sogar unmöglich, die Information, die in den Barcode verschlüsselt ist, zu decodieren.
  • In der US 5,337,362 ist ein Verfahren zur Verschlüsselung und Formatierung einer Datenquelle beschrieben, das geeignet zum Ausdruck als zweidimensionale Bitmap ist, des Weiteren wird die folgende Decodierung unter der Verwendung eines Border- und Taktbits beschrieben.
  • Die EP 0 672 994 beschreibt das Auslesen eines zweidimensionalen Codes.
  • Das US-Patent mit der Nummer 5,083,214 von Knowles beschreibt ein zweidimensionales Barcodesystem, das auch die Einbettung von Taktbits in die codierten Daten selbst erfordert. Das Patent von Knowles mit der Nummer 5,083,214 verwendet jedoch, anstatt der Verschlüsselung jeder Reihe und Spalte von Daten mit Synchronisations- und Clockbits, die alleroberste Reihe in einem Datenbarcode, um eine Synchronisation während des Scannens zu ermöglichen. Des Weiteren umfassen die ersten acht Spalten von Bits ganz links Taktbits, die verwendet werden, um die Takte zu bilden, um die Datenbits, die in jeder Reihe enthalten sind, zu lesen. Da die oberste Reihe und alle acht Spalten ganz links des zweidimensionalen Barcodes, die in dem Knowles Patent mit der Nummer 5,083,214 beschrieben ist, alleine für die Synchronisation und Taktung verwendet werden, wird die gesamte Datenkapazität des Barcodes proportional herabgesetzt. Des Weiteren wird, falls die oberste Reihe oder Spalten ganz links des Barcodes beschädigt werden, die Taktinformation verloren gehen, wodurch es schwierig, wenn nicht gar unmöglich wird, die Daten auszulesen, die in jeder einzelnen Datenreihe codiert sind, sowie bei anderen Systemen gemäß dem Stand der Technik.
  • Es ist das Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren zur Decodierung von Informationen anzugeben, die digital in Form eines taktfreien zweidimensionalen Barcodes codiert sind, der auf einem gedruckten Medium aufgedruckt ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung erläutert und die neuen Merkmale werden insbesondere in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Decodierung von Informationen gemäß dem unten stehenden Anspruch 1 bereitgestellt, wobei bevorzugte Merkmale davon in den Ansprüchen 2 bis 4, die ebenfalls unten angegeben sind, wiedergegeben werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die folgende detaillierte Beschreibung, die als Beispiel gegeben wird und nicht dazu dient, die vorliegende Erfindung alleine hierauf zu beschränken, versteht man am besten im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, die Folgendes zeigen:
  • 1 ist ein Diagramm, das schematisch Beispiele von Barcodes darstellt, die auf einem gedruckten Medium aufgedruckt sind,
  • 2 zeigt ein Beispiel eines zweidimensionalen Barcodes,
  • 3 zeigt einen zweidimensionalen Barcode, der Reihen von Blockkennungen beinhaltet,
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte zur Codierung von Informationen auf ein gedrucktes Medium zeigt,
  • 5 stellt einige der Schritte dar, die in Übereinstimmung mit dem Verfahren, das in dem Flussdiagramm der 4 wiedergegeben ist, ausgeführt werden,
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte zur Decodierung von Informationen, die auf ein gedrucktes Medium gedruckt sind, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 7A und 7A zeigen jeweils, wie eine horizontale Kante und eine vertikale Kante in den gescannten Barcode gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt werden,
  • 8 zeigt, wie jeweils horizontale und vertikale Kanten in jeder einzelnen Reihe und Spalte gemäß der vorliegenden Erfindung gezählt werden,
  • 9A und 9B zeigten graphisch wie Spalten- und Reihen-Taktzentren gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt werden,
  • 10A und 10B stellen einen Barcode dar, der eine fehlende Reihe bzw. eine zusätzliche Reihe aufweist,
  • 11 zeigt eine Suchordnung zur Bestimmung des Ortes der Blockkennzeichnungen, und
  • 12 zeigt die Hinzufügung einer Reihe von Informationen, wenn eine fehlende Reihe gemäß der Erfindung bestimmt wurde.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Wie vollständig in der US-Patentanmeldung mit dem Titel „Certifiable Optical Character Recognition" (Seriennummer 07/958,938, angemeldet am 09. Oktober 1992, die fallen gelassen wurde, und der Continuation Application mit der laufenden Seriennummer 08/223,830, angemeldet am 06. April 1994) und „Method and Apparatus For Providing Reproduktion for Printed Documents Enhanced Optical Character Recognition" (Seriennummer 08/138,467, mit dem Anmeldedatum 15. Oktober 1993) beschrieben, können Informationen über den Inhalt, das Layout, die Erzeugung und das Wiederauffinden eines Dokuments durch einen Computer codiert werden, wenn der Computer ursprünglich das Dokument erzeugt oder bei einer folgenden computerbasierten Verarbeitung davon. Die codierte Dokumenteninformation kann dann über einen Barcode bereitgestellt werden, der hierin auch als „PanaMark"® bezeichnet wird, der auf einer Fläche einer gedruckten Version des Dokuments erzeugt wird. Fortgeschrittene Codierungs- und Druckauflösungsfähigkeiten, die gegenwärtig verfügbar sind, können bis zu 30.000 Bits an Information auf einem einzigen Quadratzoll von Raum unterbringen. Deshalb kann man, wie von den oben angegebenen Anmeldungen gelehrt wird, theoretisch den gesamten Dokumenteninhalt codieren, begrenzt lediglich durch die Menge an Raum auf der Dokumentenfläche, die man bereit ist, für PanaMark zu opfern. Ein Barcodescanner, in Verbindung mit oder vollständig getrennt von einem optischen Seitenscanner, kann das PanaMark scannen und die Informationen einem angeschlossenen System bereitstellen, das mit einer geeigneten Erkennungs- und Decodierungssoftware ausgestattet ist. Die entschlüsselten Informationen können dann vom Scanningsystem verwendet werden, um eine neue Version des Dokuments zu erstellen oder die Erkennung, Reproduktion und Fehlerkorrektur für das gescannte Dokument zu verbessern. Um PanaMark zu entschlüsseln, ist es nicht erforderlich, dass solche Barcodescanner und Scansysteme die Druckauflösung der PanaMark kennen, vorausgesetzt, dass die Scanauflösung des Scanners wenigstens so fein ist wie die Druckerauflösung der PanaMark, sodass jedes einzelne 1 × 1 oder Pixel der PanaMark, das ein logisches Bit repräsentiert, gescannt werden kann.
  • Die in Form einer PanaMark verschlüsselte Information kann verwendet werden, um die Softwaretools zu verbessern, die bereits verwendet werden, um Papierdokumente zu erstellen. Beispiele beinhalten Textverarveitung, Tabellen, objektorientierte Grafiken und Multimediaanwendungen, wie zum Beispiel Stimmaufzeichnung und fotografische Bildgebung. Diese Beispiele werden unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
  • 1 stellt verschiedene Darstellungen einiger der Anwendungen für eine PanaMark dar, die auf einer gedruckten Seite aufgedruckt ist. Die gedruckte Seite 10 zeigt Buchstabentext, der von einem Standardtextverarbeitungsprogramm erzeugt wurde, wie zum Beispiel Microsoft® Word 5.1a®. Die gedruckte Seite 11 zeigt eine Tabelle, die von einem standardmäßigen Tabellenprogramm erstellt wurde, zum Beispiel von Microsoft® Excel®. Die gedruckte Seite 12 zeigt eine computergenerierte Grafik, die von einem standardmäßigen Grafikprogramm erstellt wurde, wie zum Beispiel MacDraw Pro 1.5v1®. Jede einzelne dieser gedruckten Seiten 10 bis 12 umfasst einen analogen Teil 13, wie zum Beispiel den Buchstabentext der Seite 10, der für einen menschlichen Leser leicht verständlich ist, und einen digitalen Teil 14, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Datenbarcode oder eine PanaMark handelt, die für eine maschinelle Verwendung formatiert sind. Die PanaMark 14 der gedruckten Seite 10 kann den gesamten Text der Seite codieren und/oder andere Informationen wie zum Beispiel verschiedene Formatierungsinformationen, sodass ein Text, der von einer Textverarbeitungssoftware erzeugt wurde, wie zum Beispiel Microsoft® Word® erneut formatiert werden kann, um mit einer anderen Textverarbeitungssoftware wie zum Beispiel WordPerfect zu arbeiten. PanaMark 14 der gedruckten Seite 11 kann die tatsächliche Texttabelle codieren und/oder Formeln und Formatierungsinformationen beinhalten, sodass eine Tabelle, die mit Microsoft® Excel® formatiert wurde, in andere Tabellensoftwareprogramme konvertiert werden kann, wie zum Beispiel Lotus®-Tabellenkalkulation. In ähnlicher Weise kann die PanaMark 14 der gedruckten Seite 12 Informationen codieren, bei denen es sich um andere Informationen als die computergenerierten Grafiken handelt. Des Weiteren sollte bemerkt werden, dass jede beliebige dieser PanaMarks 14 Informationen beinhalten kann, die vollständig unabhängig von den analogen Teilen 13 sind. Außerdem können die PanaMarks 14 jede beliebige zweidimensionale Größe oder Form haben, die nötig ist, um die ästhetische Erscheinungsform zu gewährleisten oder die Informationsmenge, die auf der gedruckten Seite enthalten ist, codiert zu enthalten.
  • Die 2 zeigt ein Beispiel der grundlegenden PanaMark-Symbologie. Die PanaMark 15 umfasst einen codierten Satz von Datenbits in einem zweidimensionalen Gitter. Typischerweise wird jedes einzelne Datenbit, das codiert wird, als eine Matrix schwarzer oder weißer Pixel 17 gedruckt. Bevorzugterweise ist eine Pixelmatrix, die ein Datenbit darstellt, quadratisch und kann so klein sein wie eine 1 × 1-Matrix, aber auch so groß wie eine 6 × 6-Matrix oder größer. Nichtquadratische Matrizen können auch verwendet werden. Bevorzugterweise beinhaltet die PanaMark eine Entzerrungsgrenze 16, die zwei horizontale und zwei vertikale Entzerrungsstreifen 16 umfasst, die den einzigen Nichtdatenteil der PanaMark darstellen. Jeder einzelne Entzerrungsstreifen wird verwendet, um sicherzustellen, dass jede einzelne Reihe und Spalte der PanaMark geeignet miteinander angeordnet ist, wie im Einzelnen unter Bezugnahme auf 5 noch ausgeführt wird. Eine hinreichende Anordnung kann jedoch mit der Verwendung lediglich eines einzigen Entzerrungsstreifens erreicht werden, und es ist möglich, akzeptable Ergebnisse ohne Verwendung irgendwelcher Entzerrungsstreifen zu erhalten.
  • Die Datenbits, die durch schwarze und weiße Pixel 7 dargestellt werden, sind bevorzugterweise randomisiert, um sicherzustellen, dass sich eine gleiche Verteilung von 0- und 1-Bits ergibt. Des Weiteren kann die gesamte PanaMark unter Verwendung entweder regulärer (schwarzer) Tinte oder „unsichtbarer" Tinte gedruckt werden, die nur mit einem geeigneten Scanner lesbar ist, wie zum Beispiel einem Ultraviolettscanner.
  • In der 3 ist ein bevorzugtes Beispiel eines PanaMark 20 dargestellt, der eine Entzerrungsgrenze 25 aufweist und Reihen 21, 22, 23 und 24 so genannter Blockkennungen beinhaltet. Diese Blockkennungen können eine ganze Reihe von Datenbits umfassen, wie in der 3 dargestellt, oder sie können nur einen Teil einer Reihe an spezifischen vorbestimmten Orten umfassen. Des Weiteren können Blockkennungen in Spalten von Datenbits anstelle von oder in Verbindung mit Reihen von Datenbits enthalten sein.
  • Wie detaillierter unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben wird, werden Blockkennungen wahlweise an vorbestimmten Orten in einer PanaMark hinzugefügt, um es zu ermöglichen, die Anzahl von Datenbits zwischen jeder einzelnen Blockkennung zu identifizieren. Auf diese Art und Weise wird es möglich, zu bestimmen, ob Datenbits in der PanaMark hinzugefügt sind oder fehlen und solche Fehler auszugleichen.
  • Die 4 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte zur Verschlüsselung zu Informationen in Form einer PanaMark auf einem gedruckten Medium wie zum Beispiel Papier darstellt. Die Eingabedaten, die für den Einschluss in die PanaMark bestimmt wurden, werden im Schritt 30 komprimiert. Es könnten verschiedene Kompressionsalgorithmen verwendet werden, in Abhängigkeit von der Natur der Eingabedaten (zum Beispiel LZW® für Text, JPEG® für Grafiken). Der Kompressionsalgorithmus konvertiert die eingegebenen Rohdaten (jedes beliebigen Typs) und erzeugt einen schriftzeichenbasierten oder binären komprimierten Datenstrom. Falls der komprimierte Datenstrom schriftzeichenbasiert ist, wird der Datenstrom auf entsprechende binäre Bits oder Bytes digitaler Daten abgebildet, die Nullen und Einsen umfassen. Falls der komprimierte Datenstrom binär ist, ist dieser Schritt unnötig.
  • Im Schritt 31 wird der binäre Datenstrom eine vorherbestimmte Anzahl von Malen repliziert und bevorzugterweise zu einem einzigen linearen Datenstrom kombiniert. Der Grad an Redundanz wird von der beabsichtigten Anwendung abhängen, zum Beispiel davon, wie viel Realweltschaden zu erwarten ist, und von der Menge an Platz, der für die PanaMark zur Verfügung steht. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass das Replizieren des Datenstroms nicht nötig ist und dazu verwendet wird, die Entschlüsselungsgenauigkeit durch Redundanz zu verbessern.
  • Im Schritt 32 kann an verschiedenen Stellen im Datenstrom ein Fehlerkorrekturcode (Error Correcting Code-ECC) hinzugefügt werden. Zum Beispiel können Standard ECC-Techniken zur Erzeugung von ECC-Bits für die Daten verwendet werden. Ein Beispiel für einen ECC-Algorithmus, der gute Ergebnisse erzielt hat, ist der binäre BCH-Code. Weiterhin können die Daten in dem Datenstrom mit einem zyklischen Redundanzcheck (Cyclic Redundancy Check – CRC) codiert werden, um Fehler zu entdecken und die Korrektur von Fehlern zu unterstützen. Der CRC-Algorithmus, der verwendet wird, kann ein Standardalgorithmus wie zum Beispiel der in „CCITT Polynomial" sein. Hier ist es wiederum so, dass der ECC nicht benötigt wird, aber bevorzugterweise verwendet wird, um eine größere Entschlüsselungsgenauigkeit zu erreichen.
  • Im Schritt 33 werden die Daten in dem Datenstrom bevorzugterweise randomisiert, um sicher zu stellen, dass insgesamt im Wesentlichen die gleiche Anzahl von 0- und 1-Bits vorliegt. Die Randomisierung muss selbstverständlich umkehrbar sein, sodass die randomisierten Bits während der Entschlüsselung entrandomisiert werden können. Es gibt viele Techniken zur Durchführung einer Randomisierung. Zum Beispiel kann der Datenstrom Bit für Bit randomisiert werden. Das heißt, dass jedes einzelne Datenbit im Datenstrom die gleiche Wahrscheinlichkeit aufweist, ein binäres 0- oder 1-Bit zu sein. Eine andere Randomisierungstechnik wäre, eine weitere Kompressionsschicht anzuwenden. Des Weiteren kann jede beliebige einer Anzahl wohlbekannter kryptografischer Techniken auch verwendet werden. Kryptografische Techniken haben die potentiell erwünschte Nebenwirkung der Sicherstellung der Daten, da, um die Daten zu entschlüsseln, der richtige Verarbeitungskey benötigt wird. Demgemäß würde eine nicht autorisierte Entschlüsselung der PanaMark verhindert werden. Der Zweck der Randomisierung der Datenbits ist es, eine näherungsweise 50-50% Verteilung von Nullen und Einsen sicherzustellen, was dabei hilft, die Daten in der PanaMark ohne die Verwendung von Taktungen zu entschlüsseln. Dies wird im Folgenden detailliert beschrieben.
  • Im Schritt 34 wird der randomisierte Datenstrom abgebildet oder auf ein zweidimensionales Feld geblockt. Dieser Schritt kann unter Verwendung einer einfachen Reihen-Haupt-Ordnungs-Abbildungstechnik oder einer komplizierteren „zufälligen" Abbildungstechnik durchgeführt werden, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Des Weiteren kann das zweidimensionale Feld mit zufälligen Bits aufgefüllt oder „bit-stuffed" werden, um alle unbenötigten Plätze aufzufüllen. Des Weiteren liefert das Blockierverfahren, falls es erwünscht ist, Blockkennungen in die PanaMark einzufügen, wie oben diskutiert, bestimmte vorbestimmte Orte in dem zweidimensionalen Feld leer.
  • Im Schritt 35 werden Blockkennungen in die leeren Stellen eingeführt, die verwendet werden, wie vorstehend beschrieben, um die Anzahl verschlüsselter Datenbits dazwischen zu zählen, um fehlende oder hinzugefügte Datenreihen und/oder -spalten zu entdecken, wenn die PanaMark gelesen wird. Die freien Stellen können in Reihen oder Spalten des zweidimensionalen Feldes auftreten oder können eine ganze Reihe oder Spalte umfassen bzw. nicht umfassen.
  • Danach wird das zweidimensionale digitale Feld in ein Portable-Bitmap-Format (PBM-Format) konvertiert, indem Headerinformationen und alle notwendigen Steuerungsdaten (zum Beispiel Entzerrungsbalken) im Schritt 36 zur PanaMarke zugefügt werden. Diese PBM wird dann unter Verwendung eines herkömmlichen Translatorprogramms in ein gekapseltes PostScript (Encapsulated PostScript-EPS) konvertiert.
  • Im Schritt 37 wird die EPS-Repräsentation der PanaMark mit einer PostScript-Darstellung der gedruckten Seite unter Verwendung eines Standard-Übersetzungsprogramms zusammengefasst. Schließlich werden im Schritt 38 die analoge Information und die PanaMark auf einem gedruckten Medium mittels eines Standarddruckers eines beliebigen Typs ausgedruckt.
  • Dies ist so zu verstehen, dass viele dieser Schritte miteinander ausgetauscht werden können oder vollständig weggelassen werden können. Zum Beispiel kann der Schritt 33 der Randomisierung vor der Replizierung des Datenstroms durchgeführt werden, oder der Schritt der Randomisierung kann vollständig weggelassen werden.
  • Ein spezifisches Beispiel, um die Schritte, die in 4 erklärt wurden, weiter zu beschreiben, ist in der 5 dargestellt. Im Schritt 15 stellt der Satz „Call me Ishmael" die eingegebenen Rohdaten dar, die in einer PanaMark verschlüsselt und auf eine gedruckte Seite gedruckt werden sollen.
  • Im Schritt 51 kann die Schriftzeichenwendung zu der gezeigten Darstellung komprimiert werden. Jedes Schrittzeichen wird dann im Schritt 52 auf seinebinäre Darstellung abgebildet.
  • Schritt 53 zeigt die Replizierung des Datenstroms des Schritts 52. Dies ist so zu verstehen, dass, obwohl drei Datenströme gezeigt sind, diese bevorzugterweise ein einziger gleichzeitiger Datenstrom sind. Im Schritt 54 ist gezeigt, dass ein drei Bit-ECC zu allen vier Bits von Daten hinzugefügt wird. Im Schritt 55 werden die Bits des replizierten ECC-verschlüsselten Datenstroms randomisiert. Im Schritt 56 wird der randomisierte lineare Datenstrom auf ein zweidimensionales Feld durch die „zufällige" Abbildungstechnik abgebildet. Die zufällige Abbildung kann gegenüber der Reihe-Haupt-Ordnung-Abbildung zu bevorzugen sein, wenn es sich um Anwendungen handelt, bei denen ein höchst lokalisierter Schaden an Teilen der PanaMark möglich ist. Die leeren Bitstellen werden im Schritt 57 mit Blockkennungen (001) gefüllt. Schließlich wird im Schritt 58 eine Darstellung eines Teils der PanaMark gezeigt.
  • Wenn erst einmal Informationen in der Form einer PanaMark verschlüsselt und auf eine gedruckte Seite gedruckt sind, kann diese mittels der Schritte, die in 6 gezeigt sind, von der Seite gelesen werden. Für den Zweck der Entschlüsselung der PanaMark besteht die Erkennung der Markierung aus mehr als dem bloßen Auffinden ihres Ortes auf der gedruckten Seite. Die Erkennung besteht aus den Schritten 60 bis 63, die die Lokalisierung der PanaMark und die Durchführung von Bildtransformationen zum Vorbereiten der PanaMark für die Entschlüsselung umfassen.
  • Im Schritt 60 wird die gesamte Dokumentenseite gelesen, beispielsweise mittels eines Scanners, wobei sowohl der analoge Teil als auch die PanaMark in einer Online-Bitmap-Darstellung transferiert werden. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass ein optischer Flachbettscanner in einem Standard-8-Bit-Graustufen-Format (TIFF-Format) zur Erzeugung von Bilddateien verwendet wird. Falls jedoch die PanaMark unter Verwendung der so genannten „unsichtbaren" Tinte wie vorstehend diskutiert, ausgedruckt worden ist, würde ein Ultraviolettlichtscanner verwendet werden, um die PanaMark zu scannen.
  • Im Schritt 61 wird das Graustufenbild unter Verwendung von Schwellwerten in eine binäre Schwarz-Weiß-Bitmap umgewandelt. Während der Anwendung des Grenzwertverfahrens wird ein Intensitätslevel dynamisch gewählt, worin Pixel mit einem Intensitätslevel oberhalb des Grenzwertlevels als ein schwarzes (oder ein weißes) Pixel betrachtet werden, während Pixel mit einem Intensitätslevel unterhalb des Schwellwertlevels umgekehrt als ein weißes (oder schwarzes) Pixel betrachtet werden.
  • Danach wird im Schritt 62 die PanaMark basierend auf verschiedenen Techniken von der Bitmap lokalisiert. Zum Beispiel werden die Größe oder näherungsweise Lokalisierung der PanaMark gespeichert, sodass sie auf dem gedruckten Dokument lokalisiert werden kann. Das PanaMark-Bild wird dann abgeschnitten und die zweidimensionale Pixelgröße wird bestimmt. Die Bestimmung der Pixellänge oder -breite ist erwünscht, da zum Beispiel, falls sich ergibt, dass die PanaMark 2,615 Pixel lang ist und es bekannt ist, dass dieses logisch 655 Bits entspricht, daraus geschlossen werden kann, dass jedes einzelne Bit näherungsweise 4 Pixel lang ist.
  • Im Schritt 63 wird eine Korrektur an der PanaMark vorgenommen, um auszugleichen, dass die PanaMark mit einem leichten Winkel gescannt wurde. Grundsätzlich beinhaltet der Schritt der Entzerrung der PanaMark ein Rückgängigmachen der Rotation der Markierung durch ein Verschieben („sliding") dieser Datenbits und der Entzerrungsstreifen in eine Position derart, dass die vertikalen und horizontalen Entzerrungsstreifen jeweils tatsächlich vertikal und horizontal verlaufen. Wie oben beschrieben ist zur Durchführung dieses Entzerrungsschrittes nur ein einziger Streifen notwendig. Diese Technik kann den so genannten „Sheer"-Algorithmus verwenden, wobei es angenommen wird, dass der Streifen links außen mit der Kante der PanaMark bündig ist, um die Reihen von Pixeln nach links zu verschieben, wie benötigt. Eine andere Entzerrungstechnik kann verwendet werden, die als der „Rotate"-Algorithmus bekannt ist, gemäß der die inverse geometrische Rotation auf das Bild angewandt wird. Danach wird die PanaMark entzerrt, die Entzerrungsstreifen (das heißt, die Nichtdatengrenzen) werden vom Bild entfernt.
  • Nun, da die PanaMark lokalisiert und verbessert worden ist, ist die PanaMark bereit, um die Entschlüsselung in den Schritten 64 und 65 vorzunehmen. Die Entschlüsselung der PanaMark beinhaltet die tatsächliche Übersetzung der Pixel vom gescannten Bild in binäre Daten in der Form eines zweidimensionalen Bit Arrays. Als solcher ist dies verständlicherweise der wichtigste Schritt in dem Leseverfahren für die PanaMark. Obwohl in der Vergangenheit zweidimensionale Barcodes unter Verwendung so genannter „Clocks" oder „Clocking Bits" wie oben diskutiert entschlüsselt wurden, verwendet die PanaMark keinerlei solcher Taktbits, sondern entschlüsselt die Informationen einzig und allein basierend auf den Datenpixeln selbst. Die Entschlüsselung macht sich die Zufälligkeit jedes einzelnen Datenpixels zu Nutze, woraus sich ergibt, dass in jeder beliebigen Reihe oder Spalte näherungsweise eine gleiche Anzahl von Nullen und Einsen enthalten ist. Folglich gibt es viele weiß-nach-schwarz- und schwarz-nach-weiß-Übergänge, die im Folgenden als „Kanten" bezeichnet werden, und zwar überall in der Markierung. Diese Kanten werden dazu verwendet, um Reihen- und Spalten-„Center" im Schritt 64 zu bestimmen. Die Reihen- und Spalten-Center werden dann verwendet, um zu bestimmen, wo jedes einzelne Datenbit im Schritt 65 ausgelesen werden soll. Diese taktfreie Entschlüsselungstechnik könnte auch arbeiten, falls die Daten nicht randomisiert worden sind; es ist jedoch wahrscheinlich, dass sie in diesem Fall weniger wirksam ist. Die Details der Schritte 64 und 65 werden unter Bezugnahme auf die 8 bis 12 im Folgenden detaillierter beschrieben.
  • Im Schritt 66 sind die binären Daten aus der PanaMark ausgelesen worden, und die Blockkennungen, falls welche vorliegen, sind lokalisiert. Dann wird verifiziert, basierend auf der Anzahl von verschlüsselten Datenbits oder der Anzahl von Reihen und/oder Spalten zwischen jeder einzelnen lokalisierten Blockkennung, ob Reihen/Spalten von Daten gelöscht worden oder hinzugefügt worden sind. Falls dies der Fall ist, werden hinzugefügte oder fehlende Reihen/Spalten wie im Folgenden unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 beschrieben kompensiert.
  • Nachdem die Integrität des zweidimensionalen Bitfeldes bestätigt worden ist, werden die binären Datenbits, wie im Schritt 67 dargestellt, entsperrt, wodurch sich ein linearer Datenstrom ergibt. Dann wird im Schritt 68 der inverse Randomisierungsprozess durchgeführt. Im Schritt 69 durchlaufen die binären Datenbits eine Standard ECC-Prozedur, um Fehler zu eliminieren, wie im Stand der Technik bekannt ist. Nach dem ECC-Verfahren werden die redundanten Datenströme, falls solche vorliegen, verwendet, um im Schritt 70 einen „Konsens"-Datenstrom zu bilden. Zum Beispiel kann, falls es drei redundante Datenströme gibt, eine Mehrheitswahl verwendet werden, sodass in dem Fall, dass zwei Datenströme zeigen, dass der Wert eines bestimmten Datenschriftzeichens „C" ist, während der dritte Datenstrom zeigt, dass der Wert „Q" beträgt, die Mehrheit gewinnt und die Ausgabe „C" sein wird.
  • Schließlich wird im Schritt 71 der Strom dekomprimiert, wodurch sich die originalen Roheingabedaten ergeben.
  • Diese Technik der Entschlüsselung der PanaMark wird nun unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 erklärt. Um die PanaMark ohne die Verwendung von Taktbits zu entschlüsseln werden alle horizontalen „Edges" für jede einzelne Spalte und alle vertikalen „Edges" jeweils für einzelne Reihe gezählt. Eine Kante wird definiert als zwei benachbarte Pixel der gleichen Farbe, die an ein Pixel einer anderen Farbe angrenzen. Die vier unterschiedlichen Typen horizontaler Kanten sind mit den Bezugszeichen 73 und 74 der 7A bezeichnet. In ähnlicher Weise sind die vier unterschiedlichen Typen vertikaler Kanten durch die Bezugszeichen 75 und 76 der 7B dargestellt. Ob eine horizontale Kante als eine rechte Kante 73 oder eine linke Kante 74 betrachtet wird, hat keine Konsequenzen, wenn sie verwendet wird, um die PanaMark zu entschlüsseln. Falls jedoch die Anzahl horizontaler rechter Kanten und horizontaler linker Kanten vorher bekannt ist und falls eine andere Anzahl gezählt wird, dann wird ein Fehler erkannt. Das gleiche kann über die vertikale obere Kante 75 und die vertikale untere Kante 76 gesagt werden.
  • Die 8 stellt dar, wie horizontale und vertikale Kanten jeweils in jeder einzelnen Spalte und Reihe gezählt werden, um Spaltenmittellinien und Reihenmittellinien zu bestimmen. Im Allgemeinen haben Spalten und Reihen, die Spalten- und Reihenmittellinien entsprechen, bei Weitem weniger Kanten als jene, die Nichtcentern entsprechen. Spalten- und Reihenmittellinien werden verwendet, um das Centerpixel einer Pixelmatrix zu bestimmen, das ein binäres Datenbit zum Auslesen darstellt. Das Centerpixel wird ausgelesen, um die genauesten Daten zu erhalten, im Gegensatz zu den umgebenden Seitenpixeln der Matrix. In anderen Worten ist es in dem Fall, in dem ein einziges Datenbit durch einen 3 × 3 Block von Pixeln dargestellt wird, wünschenswert, das Mittelpixel der Datenbits auszulesen. Umgekehrt haben die Pixel, die das Mittelpixel umgeben, eine bei Weitem größere Chance darauf, fehlerhaft zu sein, aufgrund von Rauschen, das durch zufällige Pixelfehler und dergleichen verursacht wird. Demgemäß kann durch eine Bestimmung der Orte in jeder einzelnen Spalte und Reihe, die die geringste Anzahl von Kanten haben, jedes einzelne Mittelpixel genau lokalisiert werden, wodurch die zuverlässigsten binären Daten erhalten werden, wenn dieses Pixel ausgelesen wird.
  • Die 8 stellt dar, wie vertikale und horizontale Kanten in einem Teil einer PanaMark ausgewiesen werden. Zum Beispiel wird die Scanlinie 80 verwendet, um die Anzahl vertikaler Kanten, die in Reihe 3 enthalten sind, zu zählen. Wie gezeigt hat Reihe 3 vier vertikale Kanten. In ähnlicher Weise weist Reihe 5 dreizehn vertikale Kanten auf, die entlang der Scanlinie 81 gezählt wurden. Unter Bezugnahme auf die horizontale Kantenzählung beinhaltet Spalte 8 acht horizontale Kanten entlang der Scannlinie 78, während Spalte 15 zwei horizontale Kanten entlang der Scanlinie 79 aufweist. Selbstverständlich wird jede einzelne Reihe und Spalte gescannt, sodass die Anzahl von Kanten für jede Reihe und Spalte bestimmt wird.
  • Die 9A stellt horizontale Kantenzählungen pro Spalte für die gesamte Breite einer PanaMark mit 134 Pixelspalten dar. Wie gezeigt wird immer wenn ein lokales Minimum vorliegt, bestimmt, dass die Spalte eine Spaltenmittellinie aufweist. In ähnlicher Weise stellt die 9B die vertikale Kantenzählung per Reihe für die Teillänge (die ersten 134 Reihen) einer PanaMark dar, die sich über den größten Teil einer gedruckten Seite, wie in den PanaMarks 14 der 1 zu sehen, erstreckt. Hier sind auch die lokalen Minima, die Reihenmittellinien darstellen, gut definiert.
  • Im Betrieb muss das Computersystem nicht tatsächlich grafisch die Spalten- und Reihencenter, wie jeweils in den 9A und 9B dargestellt, herstellen. Stattdessen wird jeweils ein eindimensionale lineare Darstellung für jede einzelne Reihe und Spalte berechnet, um die lokalen Minima zu bestimmen. Dies kann sehr genau durchgeführt werden, da der Computer schätzt, wie weit jede einzelne Reihenmitte und Spaltenmitte voneinander beabstandet sein sollten. Zum Beispiel ist es in einem binären Datenbit, das durch eine 3 × 3 Pixelmatrix dargestellt wird, bekannt, dass näherungsweise alle drei Pixelreihen und alle drei Pixelspalten eine neue Reihen- und Spaltenmittellinie sein sollte. Die Mittellinien sind so gut definiert, dass es nicht erforderlich ist, dass der Computer den näherungsweisen Abstand der Mittellinien kennt.
  • Wenn die horizontalen und vertikalen Kanten erst einmal gezählt und jede Spalte- und Reihenmittellinie bestimmt ist, werden die binären Daten, die an der Schnittlinie der Spalten- und Reihenmittellinien lokalisiert sind, sequentiell ausgelesen, um ein zweidimensionales Zelt von Datenbits zu bilden. Zum Beispiel weist die Spalte 31, wie in der 9A gezeigt, ein Spaltenmittellinie auf. So werden für jede Reihenmittellinie, wie in der 9B gezeigt (Reihe 9, 13, 16 ...) die binären Daten ausgelesen, an dem Ort, an dem jede einzelne Reihenmittellinie (9, 13, 16 ...) die Spaltenmittellinie 31 schneidet.
  • Wenn das zweidimensionale Feld von Datenbits hergestellt ist, werden Blockkennungen, falls solche vorliegen, wie im Schritt 66 der 6 beschrieben identifiziert. Der Vorteil des Einfügens von Blockkennungen in die PanaMark während des Verschlüsselungsverfahrens sollte offensichtlich sein. Es ist leicht, sich Umstände vorzustellen, unter denen die binären Daten in einer PanaMark nicht zuverlässig entschlüsselt werden können. Zum Beispiel sei angenommen, dass die Mehrzahl der PanaMark bedeckt ist oder fehlt oder dass bloß ein kleiner Bereich der PanaMark bedeckt ist. In diesem Fall kann es, obwohl es möglich ist, welche Daten auch immer vorliegen, diese direkt zu entschlüsseln, nicht möglich sein, die entschlüsselten Daten zu verwenden, da nicht bekannt ist, wo sie bezüglich der fehlenden Daten hingehören. Ein subtilerer Effekt tritt auf, wenn eine PanaMark gefaxt wird. Es wurde beobachtet, dass ein Scanner von Faxmaschinen verschiedene Verzerrungen entlang von Datenbarcodes verursacht. Demgemäß ist es denkbar, dass eine PanaMark, die mittels eines Faxgeräts übertragen worden ist, eine Verzerrung entlang einer Reihe von Pixeln aufweist, die dafür sorgt, dass fehlende oder zusätzliche Reihen von Pixeln auftreten. Die 10A zeigt ein PanaMark 82, bei der eine Reihe von Pixeln 83 derart komprimiert worden ist, dass, wenn die PanaMark entschlüsselt wird, die komprimierte Reihe von Pixeln wechselt. Die 10B zeigt eine PanaMark 84, bei der eine Reihe von Pixeln 86 auf näherungsweise das Zweifache ihrer Größe expandiert worden ist. Demgemäß wird die expandierte Reihe, wenn die PanaMark 84 entschlüsselt wird, mehr als einmal in der Ausgabe dargestellt. Dies kann dazu führen, dass eine gesamte Reihe oder Reihen von Datenbits verloren gehen oder dupliziert werden. Selbstverständlich kann der gleiche Effekt in den Spalten der PanaMark auftreten.
  • Deswegen ist es wünschenswert, Blockkennungen einzufügen, die jeweils eine bekannte vorbestimmte Bitsequenz oder einen Wert haben, wobei die Einfügung an vorbestimmten leeren Orten des digitalen zweidimensionalen Feldes erfolgt, wie in den Schritten 56 und 57 der 5 dargestellt. Die Blockkennungen können eine gesamte Reihe oder Spalte belegen und mittels einer bekannten Anzahl von Reihen oder Spalten von Datenbits separiert werden. Alternativ können die Blockkennungen eine vorbestimmte Anzahl von Bits darstellen, die durch eine vorbestimmte Anzahl von Datenbits separiert werden. Während der Entschlüsselung, nachdem die binären Datenbits in ein zweidimensionales Bitfeld ausgelesen worden sind, werden die Blockkennungen zunächst lokalisiert und dann bevorzugterweise die Anzahl von Reihen und/oder Spalten zwischen jeder einzelnen Blockkennung gezählt, um zu bestimmen, ob es hinzugefügte oder fehlende Reihen gibt. Alternativ werden die Anzahlen von Datenbits zwischen Blockkennungen gezählt, um zu bestimmen, ob Datenbits hinzuzufügen oder zu löschen sind. Wenn Reihen und/oder Spalten oder Datenbits fehlen, muss dann bestimmt werden, wo Daten hinzuzufügen sind, um die Fehler auszugleichen.
  • Die 11 zeigt die bevorzugte Suchreihenfolge zur Bestimmung der Stelle einer Blockkennung. Da die Fehler genauso wahrscheinlich innerhalb der Bits auftreten, die die Blockkennungen darstellen, wie überall sonst, sucht der Blockerkennungsalgorithmus nicht nach einer exakten Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Wert. Stattdessen wird die Linie mit dem minimalen Hamming-Abstand zu jeder einzelnen vorbestimmten Bitsequenz identifiziert, als die Linie, die die Blockkennung enthält. Selbstverständlich können andere Techniken neben dem Vergleich von Hamming-Abständen verwendet werden.
  • Die 11 zeigt einen Teil der PanaMark 90, die eine Folge von Reihen 91, 92, 93, 94, 95 von Datenbits aufweist, deren eine Reihe eine Blockkennung mit einer vorbestimmten Bitsequenz aufweist. Um die Blockkennung zu lokalisieren, wenn zum Beispiel bekannt ist, dass jede einzelne Blockkennung nach jeweils acht Reihen verschlüsselter Datenbits eingefügt worden ist, wird angenommen, dass die Reihe, die die Blockkennungsbits aufweist, jede neunte Reihe sein wird, es sei denn, es hat irgendeine Verzerrung gegeben. Demgemäß wird die Reihe, die die erwartete Blockkennung aufweist (Reihen 91 der 11) als erste mit der vorbestimmten Bitsequenz verglichen. Falls es keine exakte Übereinstimmung gibt, wird die Reihe 92 mit der Bitfolge verglichen. Die verbliebene Suchordnung wird weiter in der 11 dargestellt, das heißt, Reihe 93, 94 und 95. Falls es in keiner dieser Reihen eine exakte Übereinstimmung gibt, wird die Reihe mit dem minimalen Hamming-Abstand von der vorbestimmten Bitfolge als die Reihe mit der Blockkennung bestimmt. Selbstverständlich kann die Blockkennung, obwohl die Blockkennung so dargestellt wird, dass sie in einer Reihe von Datenbits vorliegt, auch in Spalten des Bitfeldes lokalisiert sein. Des Weiteren können die exakten Orte jeder einzelnen Blockkennung innerhalb einer Reihe oder Spalte bekannt sein, sodass die bekannte Reihe oder Spalte zuerst mit der vorbestimmten Bitfolge verglichen wird, wie oben beschrieben.
  • Wenn alle der Blockkennungen lokalisiert sind, kann bestimmt werden, ob eine Anordnung durchgeführt werden muss. Falls die Anzahl von Reihen zwischen jeder einzelnen Blockkennung die korrekte vorbestimmte Anzahl beinhaltet, ist keine Ausrichtung erforderlich. Falls diese jedoch zu wenige Reihen beinhaltet, ist eine Ausrichtung erforderlich, um zusätzliche Reihen hinzuzufügen. Falls zu viele Linien vorhanden sind, ist eine Anordnung notwendig, um überflüssige Reihen zu löschen.
  • Falls festgestellt worden ist, dass eine Reihe codierter Datenbits gelöscht werden sollte, das heißt, die Anzahl tatsächlicher Reihen codierter Datenbits die vorbestimmte Anzahl überschreitet, dann wird angenommen, dass, falls es zwei benachbarte Reihen mit identischen binären Daten gibt, eine Reihe gelöscht werden sollte. Falls es keine zwei benachbarten identischen Reihen gibt, dann wird eine der zwei benachbarten Reihen mit dem minimalen Hamming-Abstand voneinander gelöscht.
  • Falls jedoch bestimmt worden ist, dass die Anzahl von Reihen codierter binärer Daten geringer ist als die vorbestimmte Anzahl, zum Beispiel wenn eine Reihe fehlt, dann ist es nötig, ein Reihe binärer Daten hinzuzufügen. Dies lässt die Frage offen, welche Daten eingefügt werden sollten und wo diese Daten eingefügt werden sollten. Was die Frage betrifft, welche Daten eingefügt werden sollten, können zufällige Daten als „Platzhalter" bei Fehlen einer besseren Wahl verwendet werden. Da die originalen codierten Daten randomisiert sind, wird jede beliebige Wahl der Anzahlen der Nullen und/oder Einsen für die eingefügte Reihe eine erwartete Genauigkeitsrate von 50% erreichen. Während die eingefügte Reihe im Mittel eine vergleichsweise große Fehlerzahl enthalten wird, wird die korrekte Anzahl von Reihen zwischen jeder einzelnen Blockkennung erreicht und eine ECC- und/oder Datenredundanz kann gegebenenfalls auftretende Fehler korrigieren.
  • Die 12 zeigt das Verfahren zur Festlegung, wo eine Reihe von zufälligen binären Daten in der PanaMark 100 einzufügen ist, wenn festgestellt wurde, dass eine Reihe fehlt. Das bevorzugte Verfahren betrachtet jede einzelne Reihenmittellinie, zum Beispiel die Reihenmittellinie 101 zwischen zwei aufeinander folgenden Blockkennungen, wie durch den Pfeil 105 in 12 dargestellt. In der Reihenmittellinie 101 werden alle Pixel mit einem „X" markiert. Als nächstes wird jedes einzelne Pixel in Reihe 102 über und Reihe 103 unter der Reihenmittellinie 101 mit seinem benachbarten Reihenmittellinienpixel verglichen. In diesen Reihen 102 und 103 wird ein Pixel mit einem „X" markiert, um anzuzeigen, dass das Pixel die gleiche Farbe aufweist (das heißt „verbunden ist") mit der Reihenmittellinie 101. Schließlich wird die Reihe mit der geringsten Anzahl von „X"en, das heißt den am meisten „unverbundenen" Pixeln als unangemessen benachbart zur Reihenmittellinie bestimmt und die hinzugefügte Reihe von zufälligen Daten wird dazwischen eingefügt. Unter Verwendung dieser Technik beinhaltet die Reihe 102 drei unverbundene Pixel (im Gegensatz zu lediglich zwei unverbundenen Pixeln der Reihe 103) und wird deshalb als die fehlerhaft benachbarte Reihe ausgewählt. Demgemäß wird eine Reihe von zufälligen Daten zwischen Reihe 102 und der Reihenmittellinie 101 eingefügt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele und verschiedene Gesichtspunkte davon gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für Fachleute selbstverständlich, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Es ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche so verstanden werden, dass sie die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele, die oben erwähnten Alternativen und alle Äquivalente davon enthalten.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Decodierung von Informationen, die auf ein gedrucktes Medium als Reihen und Spalten von Datenpixeln, die für festgelegte Informationen stehen, gedruckt sind, wobei die Datenpixel entweder eine erste oder eine zweite Farbe aufweisen, umfassend die folgenden Schritte: Lesen (60) dieser Information von dem bedrucktem Medium; und gekennzeichnet durch Bestimmen der Anzahl der horizontalen und vertikalen Kanten in allen jeweiligen Reihen und Spalten von Pixeln; Bestimmen der Reihenmittellinien anhand der lokalen Minima der gezählten horizontalen Kanten; Bestimmen der Spaltenmittellinien anhand der lokalen Minima der gezählten vertikalen Kanten; und Auslesen (65) binärer Daten, die an dem Schnittpunkt aller Mittelreihenlinien und Mittelspaltenlinien angeordnet sind, um ein Signal zu erzeugen, das für die verschlüsselte, auf das gedruckte Medium gedruckte Information steht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die auf das gedruckte Medium in der Form von Reihen und Spalten von Datenpixeln gedruckte Information zufällig verteilt ist, wobei das Verfahren nach dem Ausleseschritt den folgenden Schritt umfasst: Zurückrechnen des in eine Zufallszahl umgewandelten Signals um die auf das Medium gedruckte Zufallszahlinformation zu decodieren.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Bestimmens der Anzahl der Kanten die Bestimmung der Farbe der beiden Pixel umfasst, die einem ausgewählten Pixel benachbart sind und wobei eine Kante erkannt wird, wenn die beiden benachbarten Pixel unterschiedliche Farben aufweisen.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Farbe Schwarz oder Weiß ist und die zweite Farbe die andere schwarze oder weiße Farbe ist.
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