專利名稱：信息編碼裝置、信息解碼裝置及其方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于光學式信息記錄和再生的信息編碼裝置、信息解碼裝置及其方法和程序。
本申請要求享有2003年4月8日提出申請的特愿2003-104048號的優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
以往，在對全息存儲器等存儲介質(zhì)的信息記錄中，首先把應(yīng)記錄的信息編碼為2維圖像，將激光等作為信號光或參考光來把該2維圖像的編碼信息記錄到存儲介質(zhì)(存儲材料)。
然后，將激光等作為再生光把攝像元件拍得的2維圖像進行解碼等處理，再生為原來的信息。
這種2維式表達信息的方法中，有一種以4乘4像素來表示2比特的信息的信息編碼方法(參照特開2002-366014號公報(以下稱其為專利文獻1))。另外，有一種把檢測到的圖像校正為原圖像大小的失真校正方法(參照特開2003-78746號公報(以下稱其為專利文獻2))。
如這些文獻所述，通常情況下，大多以黑白雙色圖像來記錄信息。另外，通過CCD(Charged Coupled Device電荷耦合器件)攝像頭等攝像元件獲取圖像并讀取所記錄的信息，來實現(xiàn)所記錄信息的再生。
像這樣用2維圖像表示信息時，如果用黑白雙色圖像表示2維圖像，那么某種大小的2維圖像所能表示的最大信息量就是該圖像的像素數(shù)比特。
但是，在再生時，由于圖像是通過CCD攝像頭等攝像元件獲取的，所以CCD攝像頭的像素與記錄圖像的像素之間的錯位會導致信息不能很好地判讀出來，用CCD攝像頭的1個像素實際上難以表示1比特信息。
例如，記錄圖像中像素呈白、黑、白、黑方式排列時，剛好只錯位0.5像素的情況下，通過CCD攝像頭獲取該圖像時，CCD像素就會落在白與黑的中間位置，變成白與黑的中間色即灰色，形成灰色、灰色、灰色的排列，原來的信息無法取出。即，有意義的信息以攝像元件的像素間距排列時，錯位之類的影響會造成信息判讀困難。
另外，專利文獻1中提出了一種以4乘4像素來表示2比特信息的編碼方法來解決這個問題。但是，由于這種方法用16像素表示2比特，所以編碼率為8分之1，存在著能記錄的信息量少的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮了上述情況，目的在于提供能夠用少量像素表示較多信息的信息編碼裝置、信息解碼裝置及其方法和程序。
本發(fā)明為解決上述問題，其信息編碼裝置具備將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼區(qū)塊化裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置將表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
另外，本發(fā)明的信息編碼裝置具備將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼區(qū)塊化裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置將表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
另外，上述信息編碼裝置中，上述編碼區(qū)塊化裝置也可以基于上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的上述像素的大小和配置位置。
另外，本發(fā)明的信息解碼裝置具備編碼模式推斷裝置，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包括表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝后，接受拍攝圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像和理想狀態(tài)的圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的模式；比特串復原裝置，基于該模式推斷的結(jié)果解碼上述所輸入的拍攝圖像的信息比特。
另外，也可以是上述信息解碼裝置中還具備錯位量檢測裝置，檢測上述2維圖像的像素與上述拍攝圖像的像素之間的錯位量；理想拍攝圖像計算裝置，基于該檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像；圖像比較裝置，將上述所輸入的拍攝圖像與上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算相對值；上述編碼模式推斷裝置根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
另外，也可以是上述信息解碼裝置中還具備錯位量檢測裝置，檢測上述2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量；理想拍攝圖像計算裝置，基于該檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像；理想復原圖像計算裝置，基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊的理想復原圖像；復原圖像計算裝置，基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；圖像比較裝置，將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的復原圖像相比較，計算出相對值；上述編碼模式推斷裝置根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
另外，本發(fā)明的信息編碼方法是一種將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的信息編碼方法，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
另外，本發(fā)明的信息編碼方法是一種將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的信息編碼方法，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
另外，在上述信息編碼方法中，也可以基于上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的上述像素的大小和配置位置。
另外，本發(fā)明的信息編碼方法中，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包括表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝后，接受拍攝圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像和理想狀態(tài)的圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的模式；基于該模式推斷的結(jié)果解碼上述所輸入的拍攝圖像的信息比特。
另外，上述信息解碼方法中，也可以檢測上述2維圖像的像素與上述拍攝圖像的像素之間的錯位量，基于該檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像，將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值，根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
另外，上述信息解碼方法中，也可以檢測上述2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量，基于該檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像，基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊的理想復原圖像，基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像，將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的復原圖像相比較，計算相對值，根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
本發(fā)明的信息編碼程序是一種在計算機中執(zhí)行將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼處理的信息編碼程序，在上述編碼處理中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
另外，本發(fā)明的信息編碼程序是一種在計算機中執(zhí)行將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼處理的信息編碼程序；在上述編碼處理中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
在上述編碼處理中，也可以基于上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的上述像素的大小和配置位置。
本發(fā)明的信息編碼程序在計算機中執(zhí)行以下處理1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包括表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝后，接受拍攝圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像和理想狀態(tài)的圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的模式；基于該模式推斷的結(jié)果解碼上述所輸入的拍攝圖像的信息比特。
在上述信息編碼程序中還可以執(zhí)行以下處理檢測上述2維圖像的像素與上述拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像；將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
在上述信息編碼程序中還可以執(zhí)行以下處理檢測上述2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像；基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊的理想復原圖像；基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的復原圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
如上述說明，本發(fā)明中，將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊時，把表示信息比特的像素配置于m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示信息比特的像素，因此，在2維圖像上無論怎樣配置編碼區(qū)塊，編碼部都不會相鄰，能夠切實地分離編碼區(qū)塊。
另外，本發(fā)明中，將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊時，把表示信息比特的像素配置于m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素，因此，在2維圖像上無論怎樣配置編碼區(qū)塊，編碼部都不會相鄰，能夠切實地分離編碼區(qū)塊，同時，由于導引部中所配置的信息比特是已知的，對與此相當?shù)牟糠诌M行校正，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的解碼。
另外，本發(fā)明中，基于(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小來決定(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的像素的大小和配置位置，因此，在2維圖像上無論怎樣配置編碼區(qū)塊，編碼部都不會相鄰，能夠切實地分離編碼區(qū)塊，同時，能夠針對用戶需求或存儲介質(zhì)的性質(zhì)等，實現(xiàn)高自由度的編碼設(shè)計。
另外，本發(fā)明中，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包括表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝后，接受拍攝圖像作為輸入，基于拍攝圖像和理想狀態(tài)的圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的模式；基于該模式推斷的結(jié)果解碼信息比特，因此能夠推斷出所記錄的編碼模式，高效地解碼高密度編碼的信息。
另外，本發(fā)明中，檢測2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像；將所輸入的拍攝圖像跟計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算相對值；根據(jù)計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式，因此，能夠推斷出所記錄的編碼模式，高效地解碼高密度編碼的信息。
另外，本發(fā)明中，檢測2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像；基于計算出來的理想拍攝圖像和檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊的理想復原圖像；基于檢測到的錯位量，根據(jù)拍攝圖像計算2維圖像的復原圖像；將根據(jù)拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)編碼區(qū)塊計算出來的復原圖像相比較，計算相對值；根據(jù)計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式，因此，能夠推斷出所記錄的編碼模式，更高效地解碼高密度編碼的信息。


圖1是說明編碼流程的圖。
圖2A和圖2B是說明記錄圖像的獲取方法的圖。
圖3A和圖3B是說明編碼順序的圖。
圖4是說明編碼區(qū)塊的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5A～圖5E是說明編碼區(qū)塊的分離方法的圖。
圖6A～圖6D是說明輝點大小和位置的圖。
圖7A和圖7B是說明解碼流程的圖。
圖8A和圖8B是說明解碼順序的圖。
圖9A～圖9P是說明編碼區(qū)塊的圖。
圖10A～圖10C是說明使用攝像元件進行拍攝的圖。
圖11A和圖11B是說明復原圖像的計算流程的圖。
圖12是說明理想拍攝圖像的計算的圖。
圖13是說明復原圖像的計算的圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限定于下面的實施方式。
首先說明本發(fā)明的基本思路。
例如，現(xiàn)在假定在2維圖像中，用0到255的256個層次來表示像素值。另外，以像素值0表示黑，像素值255表示白。
這只是為了說明所作的假定，數(shù)字與黑和白的分配沒有特別的意義。
將信息變換為2維圖像時，信息的數(shù)字化比特串不是原樣被圖像化，而是分割成適當長度的比特串，把分割后的每個比特串變換為編碼區(qū)塊，把這些編碼區(qū)塊排列起來構(gòu)成2維圖像。
此時，如果緊密地配置編碼區(qū)塊，編碼區(qū)塊的某些像素就會對相鄰編碼區(qū)塊產(chǎn)生影響，難以將編碼區(qū)塊有效地分離。
于是，在相鄰編碼區(qū)塊之間配置具有固定像素值的像素，以解決這個問題。
現(xiàn)在，以3乘3像素的9像素所構(gòu)成的編碼區(qū)塊為例加以考慮。該編碼區(qū)塊中，2乘2像素的4像素作為記錄實際信息的編碼部，剩下的5像素作為導引部。在編碼部中配置適當?shù)南袼刂祦肀磉_信息，導引部使例如“0”等固定的值作為像素值。此外，一般而言，如果編碼區(qū)塊是由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素的區(qū)域構(gòu)成，則以(m-o)乘(n-p)像素的區(qū)域(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))為編碼部，除此之外的區(qū)域為導引部。
這樣一來，3乘3像素的編碼區(qū)塊無論怎樣配置，在編碼部和編碼部之間必定存在1個像素的導引部，可以把各編碼區(qū)塊分離開。
另外，在m＝3、n＝3、o＝1、p＝1的情況下，編碼部最大能夠表達4比特信息，所以編碼率最大達9分之4，能夠比上述信息編碼方法表示更多信息。
另外，編碼部的像素值配置是任意的，可以針對記錄和再生進行設(shè)計。
另外，編碼區(qū)塊的大小是任意的，可以針對記錄和再生進行設(shè)計。
其次，將編碼區(qū)塊相對于編碼模式的理想拍攝圖像與實際得到的拍攝圖像相比較，由此推斷編碼模式，把上述所編碼的2維圖像解碼。
解碼方法的第1方法如下所示。
首先，用攝像元件拍攝2維圖像，獲取拍攝圖像。
接著，檢測2維圖像跟攝像元件的錯位量，根據(jù)成為解碼對象的編碼模式，計算理想拍攝圖像。
然后，將實際的拍攝圖像跟理想拍攝圖像相比較，推斷出最接近的模式，作為編碼模式。
解碼方法的第2方法如下所示。
像第1方法一樣獲取拍攝圖像。
接著檢測2維圖像跟攝像元件的錯位量。
接著，根據(jù)2維圖像跟攝像元件的錯位量以及成為解碼對象的編碼模式，計算理想拍攝圖像，根據(jù)該理想拍攝圖像和錯位量，計算理想復原圖像。
接著，基于檢測到的錯位量和拍攝圖像，計算2維圖像的復原圖像，即實際的復原圖像。
然后，將實際的復原圖像跟理想復原圖像相比較，推斷出最接近的模式，作為編碼模式。
這里，本發(fā)明的申請人先前已經(jīng)在特愿2002-247682(特開2003-150898號公報)中提出了關(guān)于錯位檢測方法的專利申請，例如，使用該專利申請說明書中所述的方法。即，在2維圖像中預先記錄下規(guī)定的模式，在解碼時，檢測該模式的概略位置，基于檢測到的概略位置以及計算出來的拍攝圖像中的區(qū)域與模式的相似度的分布重心，檢測出模式的詳細位置。然后，根據(jù)預先記錄下來的模式位置和解碼時檢測到的模式的詳細位置，檢測2維圖像跟攝像元件的錯位量。
這樣，使用上述編碼部和導引部所構(gòu)成的編碼區(qū)塊時，由于編碼部的周圍必定存在導引部，所以拍攝編碼部區(qū)域的攝像元件的像素最大為3乘3像素，該像素區(qū)域中除編碼部的像素之外，不影響像素值。
因此，根據(jù)成為對象的編碼模式和2維圖像跟攝像元件的錯位量，能夠?qū)?yīng)于實際的拍攝圖像和復原圖像，計算出理想拍攝圖像和復原圖像，將這些理想拍攝圖像或復原圖像跟實際的拍攝圖像或復原圖像相比較，能夠推斷編碼模式。
此外，用攝像元件拍攝的2維圖像通常是出自某種介質(zhì)，或是刻寫在某種介質(zhì)上，在攝像元件上有時候會產(chǎn)生拍攝失真。在這種情況下，應(yīng)用第2方法，在計算復原圖像時考慮錯位或失真，對編碼模式進行推斷，效果較好。
另外，失真不存在或者可以忽略的情況下，則計算量較少的第1方法更為有效。
下面參照附圖來說明本發(fā)明的信息編碼裝置、信息解碼裝置及其方法的一個實施方式。
(第1實施方式編碼裝置及方法)根據(jù)本實施方式的編碼裝置及其方法，把輸入信息、即信息比特編碼為由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成的2維圖像，1個編碼區(qū)塊包含表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示信息比特的像素的導引部。
下面參照

在上述的m、n、o、p的值分別是m＝3、n＝3、o＝1、p＝1的情況下本實施方式的編碼裝置及其方法。此外，該設(shè)定值只不過是一個例子，在除此之外的情況下，也可以適用同樣的方法。
圖1表示了本實施方式的編碼裝置1-2的結(jié)構(gòu)。
本實施方式的編碼裝置1-2包括比特串變換部1-3、比特串分割部1-4、編碼區(qū)塊化部1-5、圖像生成部1-6。
比特串變換部1-3進行接受信息1-1的輸入并將其變換為比特串的處理。
比特串分割部1-4接受已變換成比特串的信息比特作為輸入，將該信息比特分割成指定的單位。
編碼區(qū)塊化部1-5接受已被分割成多個的指定單位的信息比特作為輸入，把該信息比特編碼為m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素所構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊。
這時，編碼區(qū)塊化部1-5把表示信息比特的像素配置到m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))內(nèi)，m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他的像素區(qū)域中不配置表示信息比特的像素。另外，m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域中也可以配置表示既定信息比特的像素。
另外，該(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的像素的大小和配置位置是根據(jù)(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小決定的。
圖像生成部1-6把變換得到的編碼區(qū)塊變換為應(yīng)記錄的2維圖像輸出出來。
即，所輸入的信息1-1首先在比特串變換部1-3中被變換為比特串。變換得到的該比特串在比特串分割部1-4中被分割。分割得到的該比特串在編碼區(qū)塊化部1-5中被變換為編碼區(qū)塊。然后，變換得到的該編碼區(qū)塊在圖像生成部1-6中被變換為要記錄的圖像，作為被編碼的記錄圖像1-7輸出出來。
下面說明具體的編碼方法。
現(xiàn)在，如果記錄圖像由明亮的點(稱為輝點)構(gòu)成，用CCD拍攝后，假定有輝點的部分呈白色，沒有輝點的部分呈黑色，形成圖像。這些只是為了說明所作的假定，黑和白的分配沒有特別的意義。
圖2A和圖2B是其示意圖。記錄圖像由輝點2-1、2-3構(gòu)成，用2-2和2-4那樣的方格表示CCD的各個像素。而CCD所取得的圖像則是2-5和2-6。
此時，在圖2A的情況下，輝點2-1正好與CCD的像素2-2重合，有輝點的部分為白(2-7)，沒有輝點的部分為黑(2-8)，成為再生圖像2-5。另一方面，在圖2B的情況下，輝點2-3和CCD的像素2-4位置錯開了，在這種狀態(tài)下拍攝，就成為由像素2-9、2-10、2-11所構(gòu)成的再生圖像2-6，不能復原到原狀態(tài)了。
現(xiàn)在，用本實施方式的編碼方法把要記錄的信息編碼為記錄圖像。
圖3A和圖3B是說明了該編碼順序的圖。如圖3A和圖3B所示，信息編碼裝置把要編碼的信息(3-1)用數(shù)字化比特(3-3)表示，把該數(shù)字化比特分割成對應(yīng)于編碼區(qū)塊的比特串(3-5)，對每個比特串進行編碼(3-7)。
具體地，把信息3-2表示成數(shù)字化比特3-4后，再分解成固定長度，生成比特串3-6。
該比特串的長度根據(jù)1個編碼區(qū)塊需要表示多大的比特串來決定。這里示出把4比特編碼為1個編碼區(qū)塊的例子。
然后，把這個比特串3-6編碼為編碼區(qū)塊3-9。這里假定編碼區(qū)塊3-9由輝點3-8構(gòu)成，空白部分(3-10)處不配置輝點。
這時，與比特串相對應(yīng)的輝點個數(shù)或輝點模式等配置方法以及每個編碼區(qū)塊所表示的比特串的長度可以自由決定。不過，要保持圖4那樣的編碼區(qū)塊的結(jié)構(gòu)。即，基于(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小決定(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的像素的大小和配置位置。
編碼區(qū)塊由編碼部4-1和導引部4-3構(gòu)成。即，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域構(gòu)成，該區(qū)域包括表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示信息比特的像素的導引部。即，這時候，要記錄的信息通過編碼部來表示。
現(xiàn)在，像例如4-2那樣配置輝點。即，編碼部4-1可以自由地配置輝點，而導引部則以規(guī)定的模式構(gòu)成。本圖中表示為導引部中不配置輝點的模式。
這樣構(gòu)成編碼區(qū)塊后，在2維圖像上無論怎樣配置編碼區(qū)塊，編碼部都不會相鄰。
這就是就能夠把編碼區(qū)塊分離開的原因。
然后，在最后把編碼區(qū)塊化了的圖像排列起來，生成記錄圖像。
圖5A～圖5E表示了記錄圖像上編碼區(qū)塊的分離。
如圖5E所示，記錄圖像5-1由9個編碼區(qū)塊5-2構(gòu)成，各編碼區(qū)塊則是由輝點5-3形成的。另外，著色部分5-4表示導引部。
這時，考慮在中央部的區(qū)域5-5中用CCD再生。把區(qū)域5-5提取出來考慮的話，就成為例如區(qū)域5-7。5-6表示CCD的像素，根據(jù)CCD像素5-6相對于區(qū)域5-7的偏離狀況考慮圖5A～圖5D。
此時，包含輝點的CCD像素區(qū)域5-8絕不會包含編碼部即即中央部輝點以外的輝點。因而，只能在區(qū)域5-8內(nèi)有限的局部區(qū)域中觀測到輝點的模式，能夠把各編碼區(qū)塊分離開處理。
圖6A～圖6D中說明的是編碼區(qū)塊內(nèi)所配置的輝點的大小和位置。
圖6A中，編碼區(qū)塊內(nèi)配置了4個輝點，輝點呈圓形，輝點的大小6-2與像素的大小相同。另外，輝點間距6-1與像素間距相同。根據(jù)不同的讀取方法，也可以把它們?nèi)鐖D6B、圖6C、圖6D那樣配置，輝點間距就是6-3、6-5、6-7，輝點大小是6-4、6-6、6-8。
圖6B中，輝點大小6-4保持原樣，輝點間距6-3則比像素間距小。
圖6C中，輝點大小6-6變小，輝點間距6-5則比像素間距大。
圖6D中，輝點大小6-8和輝點間距6-7都變小。
此外，也可以用別的方法配置輝點。即，只要把輝點收容在編碼部之內(nèi)，就能夠在再生時把編碼區(qū)塊分離開，所以在編碼部之內(nèi)可以自由配置輝點。
另外，只要收容在編碼部之內(nèi)，除輝點形狀和大小之外，還可以改變輝點的亮度分布進行配置。
(第2實施方式解碼裝置及方法)本實施方式的解碼裝置及其方法中，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包含表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示信息比特的像素的導引部；對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝，接受拍攝到的圖像作為輸入，對所輸入的拍攝圖像信息比特進行解碼。
下面參照

在上述的m、n、o、p的值是m＝3、n＝3、o＝1、p＝1的情況下本實施方式的解碼裝置及其方法。另外，在除此之外的情況下，也能夠用同樣的方法加以說明。
現(xiàn)在，如果記錄圖像由明亮的點(稱為輝點)構(gòu)成，用CCD拍攝后，假定有輝點的部分呈白色，沒有輝點的部分呈黑色，形成圖像。這些只是為了說明所作的假定，黑和白的指定沒有特別的意義。
圖7A和圖7B中示出了2種解碼裝置7-2a和7-2b作為本實施方式的解碼裝置的結(jié)構(gòu)例。如圖7A所示，本實施方式的解碼裝置7-2a由錯位量檢測部7-3、理想拍攝圖像計算部7-4、圖像比較部7-5、編碼模式推斷部7-6、比特串復原部7-7構(gòu)成。
錯位量檢測部7-3檢測編碼得到的2維圖像和拍攝圖像7-1之間的錯位量。
理想拍攝圖像計算部7-4根據(jù)檢測到的錯位量計算理想拍攝圖像。這里，所謂的理想拍攝圖像是與編碼裝置中編碼區(qū)塊化部1-5所使用的全部編碼模式相對應(yīng)的編碼區(qū)塊的拍攝圖像。
圖像比較部7-5將理想拍攝圖像計算部7-4計算出來的理想拍攝圖像跟實際的拍攝圖像7-1相比較。這里，圖像比較部7-5所作的比較具體是指，如后面所述，例如，計算輸入的拍攝圖像跟計算出來的理想拍攝圖像之間的相對值(例如，相似度)。
編碼模式推斷部7-6基于圖像比較部7-5計算出來的相對值推斷編碼區(qū)塊的模式。例如，編碼模式推斷部7-6把圖像比較部7-5計算出來的相似度最高的模式推斷為該編碼區(qū)塊的模式。
比特串復原部7-7基于模式推斷的結(jié)果解碼信息比特并輸出。
即，向解碼裝置7-2a輸入編碼得到的2維圖像的拍攝圖像7-1后，首先，錯位量檢測部7-3檢測2維圖像跟拍攝圖像之間的錯位量。其次，在理想拍攝圖像計算部7-4中根據(jù)檢測到的錯位量計算理想拍攝圖像，在圖像比較部7-5中將計算出來的理想拍攝圖像跟實際的拍攝圖像7-1相比較，基于比較結(jié)果，在編碼模式推斷部7-6中推斷編碼模式，在比特串復原部7-7中基于推斷結(jié)果把比特串復原，作為解碼信息7-8輸出出來。
另外，如圖7B的解碼裝置7-2b所示，本實施方式的解碼裝置的另一種結(jié)構(gòu)是在上述的理想拍攝圖像計算部7-4和編碼模式推斷部7-6之間設(shè)置理想復原圖像計算部7-9和復原圖像計算部7-10、圖像比較部7-11。
即，在這種情況下，本實施方式的解碼裝置7-2b由錯位量檢測部7-3、理想拍攝圖像計算部7-4、理想復原圖像計算部7-9、復原圖像計算部7-10、圖像比較部7-11、編碼模式推斷部7-6和比特串復原部7-7構(gòu)成。
錯位量檢測部7-3檢測編碼得到的2維圖像與拍攝圖像之間的錯位量。
理想拍攝圖像計算部7-4如上所述根據(jù)檢測到的錯位量計算理想拍攝圖像。這里所說的理想拍攝圖像是指編碼區(qū)塊相對于編碼裝置中編碼區(qū)塊化部1-5所使用的全部編碼模式的拍攝圖像。
理想復原圖像計算部7-9基于錯位量檢測部7-3所檢測到的錯位量，根據(jù)理想拍攝圖像計算部7-4計算出來的理想拍攝圖像，計算2維圖像的理想復原圖像，傳遞給圖像比較部7-11。
復原圖像計算部7-10基于錯位量檢測部7-3所檢測到的錯位量，根據(jù)拍攝圖像計算2維圖像的復原圖像，傳遞給圖像比較部7-11。
圖像比較部7-11計算理想復原圖像計算部7-9所計算出來的理想復原圖像與復原圖像計算部7-10所計算出來的復原圖像之間的相對值(例如，相似度)。
編碼模式推斷部7-6基于圖像比較部7-11所計算出來的相對值推斷編碼區(qū)塊的模式。例如，編碼模式推斷部7-6把圖像比較部7-5所計算出來的相似度最高的模式推斷為該編碼區(qū)塊的模式。
比特串復原部7-7基于模式推斷的結(jié)果解碼信息比特并輸出。
在圖8A和圖8B中說明解碼方法的2個程序。
首先說明圖8A所示的第1方法。
適當安排2維圖像和攝像元件的位置關(guān)系，從這種攝像狀態(tài)開始(步驟8-1)，用攝像元件拍攝2維圖像作為拍攝圖像(步驟8-2)。
接著，檢測2維圖像跟攝像元件的錯位量(步驟8-3)。即，如上所述，在2維圖像中預先記錄下指定的模式，解碼時，檢測拍攝圖像中該模式的概略位置，基于檢測到的概略位置以及計算出來的拍攝圖像中的區(qū)域與模式的相似度的分布重心，檢測模式的詳細位置。然后，根據(jù)預先記錄下來的模式位置和解碼時檢測到的模式的詳細位置，檢測2維圖像跟攝像元件的錯位量。
基于檢測到的錯位量和成為解碼對象的全部編碼模式，計算出相對于各種編碼模式的理想拍攝圖像(步驟8-4)。
然后，將實際的拍攝圖像與理想拍攝圖像相比較(步驟8-5)。
通過比較，把與最接近的理想拍攝圖像相對應(yīng)的編碼模式推斷為所記錄的編碼模式(步驟8-6)。
下面說明圖8B所示的第2方法。
像第1方法一樣，拍攝2維圖像作為拍攝圖像(步驟8-7、8-8)。
然后，用與步驟8-3一樣的方法，檢測出2維圖像跟攝像元件的錯位量(步驟8-9)。
接著，根據(jù)2維圖像跟攝像元件的錯位量以及成為解碼對象的全部編碼模式，計算相對于各種編碼模式的理想拍攝圖像(步驟8-10)。
然后，根據(jù)該理想拍攝圖像和錯位量，計算理想復原圖像(步驟8-11)。
接著，基于檢測到的錯位量和拍攝圖像，計算2維圖像的復原圖像(步驟8-12)。
然后，將實際的復原圖像與理想復原圖像相比較(步驟8-13)。通過比較，將最接近的模式推斷為編碼模式(步驟8-14)。
另外，用攝像元件拍攝的2維圖像通常是出自某種介質(zhì)，或是刻寫在某種介質(zhì)上，在攝像元件上有時候會產(chǎn)生拍攝失真。在這種情況下，應(yīng)用第2方法，在計算復原圖像時考慮錯位或失真，進行編碼模式的推斷。
此外，拍攝圖像7-1是經(jīng)過程序8-1、8-7和8-2、8-8而得到的，錯位量檢測部7-3執(zhí)行程序8-3、8-9，理想拍攝圖像計算部7-4執(zhí)行程序8-4、8-10，理想復原圖像計算部7-9執(zhí)行程序8-11，復原圖像計算部7-10執(zhí)行程序8-12，圖像比較部7-5和7-11分別執(zhí)行程序8-5、8-13，編碼模式推斷部7-6執(zhí)行程序8-6、8-14。比特串復原部7-7根據(jù)所推斷出來的在編碼時對比特串所使用的編碼模式，把具有該編碼模式的比特串復原，最后作為解碼信息7-8輸出。
下面具體說明第1和第2方法。
首先說明第1方法。
先定義如圖9A～圖9P所示的編碼區(qū)塊。編碼區(qū)塊由編碼部9-1和導引部9-2構(gòu)成，編碼部9-1中存在輝點9-3。
這里考慮編碼部中有0到4個輝點的16種編碼模式。實際上，信息比特被指派為這種編碼模式，比特串復原部7-7在復原比特串時會用到。因此，這種情況下，用3乘3像素的9像素能夠表達16種模式、即4個比特。
圖10A～圖10C中說明了攝像元件的拍攝。記錄圖像10-1由9個編碼區(qū)塊10-2構(gòu)成，各編碼區(qū)塊中存在輝點10-3。另外，編碼區(qū)塊的周圍的區(qū)域10-4表示導引部。
這時，考慮在中央部的區(qū)域10-5中用攝像元件拍攝。
把區(qū)域10-5提取出來考慮的話，就成為例如圖10B所示的攝像狀態(tài)10-6。區(qū)域10-7相當于區(qū)域10-5，10-8表示編碼區(qū)塊的編碼部，10-9表示編碼部周圍的導引部，10-10表示編碼部的輝點，10-11表示攝像元件的像素，記錄圖像和攝像元件配置成相互偏離10-13大小。
這時，包含輝點的攝像元件的像素區(qū)域成為10-12，因為編碼部的周圍有導引部，所以區(qū)域10-12中絕不會包含中央部的輝點之外的輝點。因此，在拍攝后可以只處理區(qū)域10-12。
這里，記錄圖像和攝像元件在水平和垂直方向上都錯開0.5像素。此時，攝像狀態(tài)10-6中拍攝的圖像成為拍攝圖像10-14。這里，用10-15那樣的顏色表示像素值。即，有輝點的部分表示為白，沒有輝點的部分表示為黑。
即，編碼區(qū)塊由m乘n像素構(gòu)成，編碼部是(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))的情況下，區(qū)域10-12就是(m-o+1)乘(n-p+1)像素。即拍攝圖像10-14是(m-o+1)乘(n-p+1)像素的圖像。這里，當m＝3、n＝3、o＝1、p＝1時，拍攝圖像10-14是3乘3像素的圖像。
圖11A和圖11B中表示了根據(jù)編碼模式計算理想拍攝圖像的流程。根據(jù)成為解碼對象的全部編碼模式11-4和錯位量11-2計算出相對于各種編碼模式的理想拍攝圖像11-5。然后，將計算出來的理想拍攝圖像11-5與實際的拍攝圖像11-1相比較，推斷編碼模式。具體地，通過例如圖像匹配計算相似度，根據(jù)其結(jié)果進行比較。
這里，如上述所說明，實際的拍攝圖像11-1跟理想拍攝圖像11-5通常是(m-o+1)乘(n-p+1)像素的圖像，當m＝3、n＝3、o＝1、p＝1時，就是3乘3像素的圖像。
具體地，用以下方法計算理想拍攝圖像11-5。
圖12說明了理想拍攝圖像的計算流程。
理想拍攝圖像可以根據(jù)拍攝圖像和攝像元件的錯位量以及編碼模式計算出來。12-1表示了編碼模式和理想拍攝圖像的像素的位置關(guān)系。把周圍的相鄰編碼模式的導引部也包含在內(nèi)的4乘4像素的編碼模式12-2，與3乘3像素的理想拍攝圖像的像素12-3，兩者處于錯位量為12-4的位置關(guān)系。
其一部分像素附近的放大圖如12-5所示。
12-6表示編碼模式，考慮把像素編號為10～13。12-7表示理想拍攝圖像的1個像素，在水平方向上產(chǎn)生了12-8的像素偏離，在垂直方向上產(chǎn)生了12-9的像素偏離。
這時，把各個錯位量以像素大小的形式標準化為s、t，拍攝圖像的各像素10～13的像素值分別作為v10、v11、v12、v13。此時，像素12-7通過以下算式求得。
(1-s)*(1-t)*v10+s*(1-t)*v11+(1-s)*t*v12+s*t*v13 (1)另外，理想拍攝圖像11-5和實際的拍攝圖像11-1的比較通過例如圖像匹配、計算相似度來實現(xiàn)。
這里說明3種相似度計算方法。一種方法是通過差分計算2個圖像的相似度。如果實際的拍攝圖像11-1的像素(x，y)的像素值為f(x，y)，編碼模式Pt的理想拍攝圖像11-5的像素(x，y)的像素值為gPt(x，y)，則相似度可以用算式(2)計算。
ΣxΣy|f(x,y)-gPt(x,y)|---(2)]]>把這個值最小的編碼模式Pt作為推斷模式。這種情況下，由于在實際的拍攝圖像中有時候會產(chǎn)生亮度斑點或亮度差異，因此對實際的像素值或理想像素值進行一些標準化處理，有一定的效果。
第2種方法是通過相關(guān)系數(shù)法來計算2個圖像的相似度。就像通過差分計算相似度一樣，如果實際的拍攝圖像11-1的像素(x，y)的像素值為f(x，y)，編碼模式Pt的理想拍攝圖像11-5的像素(x，y)的像素值為gPt(x，y)，則相似度可以用算式(3)計算。
ΣxΣyf(x,y)gPt(x,y)ΣxΣygPt2(x,y)---(3)]]>把這個值最大的編碼模式Pt作為推斷模式。此外，必須注意當算式(3)的分母為0時不能使用這個算式。這種情況下可以利用使用算式(2)的那個方法。
第3種方法是針對像素值的平均值和標準偏差，通過進行了標準化處理的相關(guān)系數(shù)來計算2個圖像的相似度。像上述的2個方法一樣，如果實際的拍攝圖像11-1的像素(x，y)的像素值為f(x，y)，編碼模式Pt的理想拍攝圖像11-5的像素(x，y)的像素值為gPt(x，y)，則相似度可以用算式(4)計算。
ΣxΣy(f(x,y)-mfσf-gPt(x,y)-mgptσgPt)2---(4)]]>這里，mf和mgPt分別表示f(x，y)和gPt(x，y)的平均值，σf和σgPt分別表示f(x，y)和gPt(x，y)的標準偏差。把這個算式(4)的值最小的編碼模式Pt作為推斷模式。
此外，必須注意當σf或σgPt為0時不能使用這個算式。
這種情況下可以利用使用算式(2)或使用算式(3)的方法(不過，只能是在算式(3)的分母不為0時)。
通過使用算式(4)，與使用算式(2)或算式(3)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的計算精度。
這里，在上述的計算相似度的3種方法中，當編碼區(qū)塊是3乘3像素、編碼部是2乘2像素時，實際的拍攝圖像11-1和理想拍攝圖像11-5就是3乘3像素的圖像。因此，f(x，y)和gPt(x，y)中x和y的范圍就是3乘3像素的范圍。
通常，編碼區(qū)塊是m乘n像素、編碼部是(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))的情況下，實際的拍攝圖像和理想拍攝圖像就是(m-o+1)乘(n-p+1)像素的圖像。因此，f(x，y)和gPt(x，y)中x和y的范圍就是(m-o+1)乘(n-p+1)像素的范圍。
此外，使用上述方法的話，即使輝點的間距或配置位置、輝點大小、輝點亮度等有所不同，也能夠計算其理想狀態(tài)，所以能夠推斷出編碼模式。
接下來說明第2方法。
像第1方法一樣，起先定義如圖9A～圖9P所示的編碼區(qū)塊。編碼區(qū)塊由編碼部9-1和導引部9-2構(gòu)成，編碼部9-1中存在輝點9-3。
這里考慮編碼部中有0到4個輝點這樣16種編碼模式。實際上，信息比特被指派為這種編碼模式，比特串復原部7-7在復原比特串時使用。因而，這種情況下，用3乘3像素的9像素能夠表達16種模式、即4個比特。
圖10A～圖10C中說明了攝像元件的拍攝。記錄圖像10-1由9個編碼區(qū)塊10-2構(gòu)成，各編碼區(qū)塊中存在輝點10-3。另外，編碼區(qū)塊的周圍的區(qū)域10-4表示導引部。
這時，考慮在中央部的區(qū)域10-5中用攝像元件拍攝。
把區(qū)域10-5提取出來考慮的話，就成為例如攝像狀態(tài)10-6。
區(qū)域10-7相當于區(qū)域10-5，10-8表示編碼區(qū)塊的編碼部，10-9表示編碼部周圍的導引部，10-10表示編碼部的輝點，10-11表示攝像元件的像素，記錄圖像和攝像元件配置成相互偏離10-13大小。
這時，包含輝點的攝像元件的像素區(qū)域成為10-12，因為編碼部的周圍有導引部，所以區(qū)域10-12中絕不會包含中央部的輝點之外的輝點。因此，在拍攝后可以只處理區(qū)域10-12。
這里，記錄圖像和攝像元件在水平和垂直方向上都錯開0.5像素。此時，攝像狀態(tài)10-6中拍攝的圖像成為拍攝圖像10-14。這里，用10-15那樣的顏色表示像素值。即，有輝點的部分表示為白，沒有輝點的部分表示為黑。
即，編碼區(qū)塊由m乘n像素構(gòu)成，編碼部是(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))的情況下，區(qū)域10-12就是(m-o+1)乘(n-p+1)像素。即拍攝圖像10-14是(m-o+1)乘(n-p+1)像素的圖像。這里，當m＝3、n＝3、o＝1、p＝1時，拍攝圖像10-14是3乘3像素的圖像。
圖11A和圖11B說明了復原圖像的計算流程。
實際的拍攝圖像的復原圖像可以根據(jù)拍攝圖像11-1和記錄圖像與攝像元件的錯位量11-2計算出來。其結(jié)果得到復原圖像11-3。通過圖13來說明根據(jù)拍攝圖像11-1和錯位量11-2取得復原圖像11-3的具體計算方法。
理想拍攝圖像的復原圖像的計算，首先根據(jù)成為解碼對象的全部編碼模式11-4和錯位量11-2計算出相對于各種編碼模式的理想拍攝圖像11-5，再根據(jù)該理想拍攝圖像11-5和錯位量11-2求得理想復原圖像11-6。
這里，如上述所說明，實際的拍攝圖像11-1跟理想拍攝圖像11-5通常是(m-o+1)乘(n-p+1)像素的圖像，當m＝3、n＝3、o＝1、p＝1時，拍攝圖像就是3乘3像素的圖像。
另外，實際的復原圖像11-3和理想復原圖像11-6與編碼部相同，是(m-o)乘(n-p)像素的圖像，當m＝3、n＝3、o＝1、p＝1時，復原圖像就是2乘2像素的圖像。
這里，理想拍攝圖像11-5的具體計算使用與第1方法的理想拍攝圖像同樣的計算方法。
用圖12說明理想拍攝圖像的取得方法。理想拍攝圖像可以根據(jù)拍攝圖像和攝像元件的錯位量以及編碼模式計算出來。12-1表示了編碼模式和理想拍攝圖像的像素的位置關(guān)系。把周圍的相鄰編碼模式的導引部也包含在內(nèi)的4乘4像素的編碼模式12-2，與3乘3像素的理想拍攝圖像的像素12-3，兩者處于錯位量為12-4的位置關(guān)系。
其一部分像素附近的放大圖如12-5所示。
12-6表示編碼模式，考慮把像素編號為10～13。12-7表示理想拍攝圖像的1個像素，在水平方向上產(chǎn)生了12-8的像素偏離，在垂直方向上產(chǎn)生了12-9的像素偏離。
這時，把各個錯位量以像素大小的形式標準化為s、t，拍攝圖像的各像素10～13的像素值分別作為v10、v11、v12、v13。此時，像素12-7通過上述的算式(1)求得。
另外，通過圖13說明根據(jù)理想拍攝圖像11-5和錯位量11-2取得理想復原圖像11-6的具體計算方法。
圖13說明了上述的復原圖像11-3以及理想復原圖像11-6的具體計算方法。
復原圖像11-3以及理想復原圖像11-6可以根據(jù)錯位量11-2和拍攝圖像11-1及理想拍攝圖像11-5計算出來。
13-1表示了拍攝圖像和復原圖像的像素的位置關(guān)系。3乘3像素的拍攝圖像13-2和2乘2像素的復原圖像13-3處于錯位量為13-4的位置關(guān)系。
其一部分像素附近的放大圖如13-5所示。
13-6表示了拍攝圖像，考慮把像素編號為10～13。
13-7表示復原圖像的1個像素，在水平方向上產(chǎn)生了13-8的像素偏離，在垂直方向上產(chǎn)生了13-9的像素偏離。
這時，把各個錯位量以像素大小的形式標準化為值s、t，拍攝圖像的各像素10～13的像素值分別作為v10、v11、v12、v13。此時，像素13-7的像素值通過上述的算式(1)求得。
此外，拍攝圖像中產(chǎn)生了失真時，通過在算式(1)中考慮失真，能夠求得復原圖像。
然后，把上述計算出來的實際的復原圖像11-3跟理想復原圖像11-6相比較，推斷編碼模式。具體地，通過例如圖像匹配計算相似度，根據(jù)其結(jié)果進行比較。這里說明3種相似度計算方法。一種方法是通過差分計算2個圖像的相似度。如果實際的拍攝圖像11-3的像素(x，y)的像素值為f(x，y)，編碼模式Pt的理想拍攝圖像11-6的像素(x，y)的像素值為gPt(x，y)，則相似度可以用上述的算式(2)計算。
把這個值最小的編碼模式Pt作為推斷模式。這種情況下，由于在實際的拍攝圖像中有時候會產(chǎn)生亮度斑點或亮度差異，因此對實際的復原圖像或理想復原圖像進行一些標準化處理，會有一定效果。
第2種方法是通過相關(guān)系數(shù)法來計算2個圖像的相似度。就像通過差分計算相似度一樣，如果實際的復原圖像11-3的像素(x，y)的像素值為f(x，y)，編碼模式Pt的理想復原圖像11-6的像素(x，y)的像素值為gPt(x，y)，則相似度可以用上述的算式(3)計算。
把這個值最大的編碼模式Pt作為推斷模式。此外，必須注意當算式(3)的分母為0時不能使用。
第3種方法是針對像素值的平均值和標準偏差，通過進行了標準化處理的相關(guān)系數(shù)來計算2個圖像的相似度。
像上述的2個方法一樣，如果實際的復原圖像11-3的像素(x，y)的像素值為f(x，y)，編碼模式Pt的理想復原圖像11-6的像素(x，y)的像素值為gPt(x，y)，則相似度可以用上述算式(4)計算。
把這個值最小的編碼模式Pt作為推斷模式。此外，必須注意當σr或σgPt為0時不能使用這個算式。這種情況下可以利用使用算式(2)或使用算式(3)的方法(不過，只能是在算式(3)的分母不為0時)。
這里，在上述的計算相似度的3種方法中，當編碼區(qū)塊是3乘3像素、編碼部是2乘2像素時，實際的復原圖像11-3和理想復原圖像11-6就是2乘2像素的圖像。因此，f(x，y)和gPt(x，y)中x和y的范圍就是2乘2像素的范圍。
通常，編碼區(qū)塊是m乘n像素、編碼部是(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))的情況下，實際的復原圖像和理想復原圖像就是(m-o)乘(n-p)像素的圖像。因此，f(x，y)和gPt(x，y)中x和y的范圍就是(m-o)乘(n-p)像素的范圍。
此外，使用上述方法的話，即使輝點的間距或配置位置、輝點大小、輝點亮度等有所不同，也能夠計算其理想狀態(tài)，所以能夠推斷出編碼模式。
如上述說明，借助于本實施方式的信息編碼裝置和信息解碼裝置，在進行光學式信息記錄時，由于在相鄰編碼區(qū)塊之間配置了特定的像素值，所以很容易把編碼區(qū)塊分離開，所獲得的效果是能夠?qū)σ涗浀男畔崿F(xiàn)更高信息密度的2維編碼。
另外，借助于本實施方式的信息編碼裝置和信息解碼裝置，當編碼圖像的最小輝點間距小于1個像素時，根據(jù)記錄圖像的拍攝圖像或者其復原圖像以及編碼模式的理想拍攝圖像或者復原圖像，能夠推斷所記錄的編碼模式，高效地解碼高密度編碼的信息。
上述的信息編碼裝置和信息解碼裝置內(nèi)部具有計算機系統(tǒng)。
而且，與上述的信息編碼裝置和信息解碼裝置相關(guān)的一系列處理過程以程序的形式存儲在可由計算機讀取的存儲介質(zhì)中，計算機讀取并執(zhí)行該程序，就可以實施上述處理。
即，CPU等中央計算處理裝置從ROM或RAM等主存儲裝置中讀取上述程序，執(zhí)行信息的加工、計算處理，來實現(xiàn)信息編碼裝置和信息解碼裝置中各處理裝置和處理部的功能。
這里所說的可由計算機讀取的存儲介質(zhì)是指磁盤、光磁盤、CD-ROM、DVD-ROM、半導體存儲器等。另外，也可以把這個程序通過通信線路發(fā)送到某個計算機，在該計算機上執(zhí)行這個程序。
此外，本發(fā)明應(yīng)用到要求高密度信息記錄的全息存儲器時效果尤為明顯。但本發(fā)明并不一定限定于此，可以廣泛應(yīng)用于光學式信息記錄和再生，例如可以用于2維條形碼。
本發(fā)明提供應(yīng)用于全息等光學式信息記錄和再生的信息編碼裝置、信息解碼裝置及其方法和程序。借助于本發(fā)明，在2維圖像上無論怎樣配置編碼區(qū)塊，編碼部都不會相鄰，能夠切實地分離編碼區(qū)塊。另外，根據(jù)本發(fā)明，其他像素區(qū)域中所配置的信息比特是已知的，因此對與此相當?shù)牟糠诌M行校正，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的解碼。另外，借助于本發(fā)明，能夠針對用戶需求或存儲介質(zhì)的特性，進行高自由度的編碼設(shè)計。另外，借助于本發(fā)明，能夠推斷所記錄的編碼模式，高效地解碼高密度編碼的信息。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.(修改后)一種信息編碼裝置，其具備將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼區(qū)塊化裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置將表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的上述編碼部以外的區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
2.(修改后)一種信息編碼裝置，其具備將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼區(qū)塊化裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置將表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的上述編碼部以外的區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
3.(修改后)如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的信息編碼裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置基于上述編碼部的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素的區(qū)域即上述編碼部中所配置的表示上述信息比特的像素的大小和配置位置，使得表示上述信息比特的像素完全收容在上述編碼部的區(qū)域內(nèi)。
4.(修改后)一種信息解碼裝置，其具備編碼模式推斷裝置，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包含表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，用攝像元件對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝，接受拍攝到的圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像與根據(jù)上述2維圖像和上述攝像元件的位置關(guān)系計算出來的理想拍攝圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的編碼模式；比特串復原裝置，基于該編碼模式推斷的結(jié)果，解碼與上述所輸入的拍攝圖像的各編碼區(qū)塊相對應(yīng)的信息比特。
5.(修改后)如權(quán)利要求4所述的信息解碼裝置，其還具備
錯位量檢測裝置，根據(jù)上述攝像元件所拍攝的拍攝圖像，檢測上述2維圖像的像素與上述攝像元件的像素之間的錯位量；理想拍攝圖像計算裝置，基于該檢測到的錯位量，計算上述攝像元件所拍攝的編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想拍攝圖像；以及圖像比較裝置，將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值，上述編碼模式推斷裝置根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的編碼模式。
6.(修改后)如權(quán)利要求4所述的信息解碼裝置，其還具備錯位量檢測裝置，根據(jù)上述攝像元件所拍攝的拍攝圖像，檢測上述2維圖像的像素與上述攝像元件的像素之間的錯位量；理想拍攝圖像計算裝置，基于該檢測到的錯位量，計算上述攝像元件所拍攝的編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想拍攝圖像；理想復原圖像計算裝置，基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想復原圖像；復原圖像計算裝置，基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；以及圖像比較裝置，將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的理想復原圖像相比較，計算出相對值，上述編碼模式推斷裝置根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的編碼模式。
7.(修改后)一種信息編碼方法，其將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊，其中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的上述編碼部以外的區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
8.(修改后)一種信息編碼方法，其將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊，其中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的上述編碼部以外的區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
9.(修改后)如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的信息編碼方法，其基于上述編碼部的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素的區(qū)域即上述編碼部中所配置的表示上述信息比特的像素的大小和配置位置，使得表示上述信息比特的像素完全收容在上述編碼部的區(qū)域內(nèi)。
10.(修改后)一種信息解碼方法，其中，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包含表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，用攝像元件對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝，接受拍攝到的圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像與根據(jù)上述2維圖像和上述攝像元件的位置關(guān)系計算出來的理想拍攝圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的編碼模式；并基于該編碼模式推斷的結(jié)果解碼與上述所輸入的拍攝圖像的各編碼區(qū)塊相對應(yīng)的信息比特。
11.(修改后)如權(quán)利要求10所述的信息解碼方法，其根據(jù)上述攝像元件所拍攝的拍攝圖像，檢測上述2維圖像的像素與上述攝像元件的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算上述攝像元件所拍攝的編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想拍攝圖像；將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的編碼模式。
12.(修改后)如權(quán)利要求10所述的信息解碼方法，其根據(jù)上述攝像元件所拍攝的拍攝圖像，檢測上述2維圖像的像素與上述攝像元件的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算上述攝像元件所拍攝的編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想拍攝圖像；基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想復原圖像；基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的理想復原圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的編碼模式。
13.(修改后)一種信息編碼程序，其在計算機中執(zhí)行將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼處理，其中，在上述編碼處理中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的上述編碼部以外的區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
14.(修改后)一種信息編碼程序，其在計算機中執(zhí)行將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼處理，其中，在上述編碼處理中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的上述編碼部以外的區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
15.(修改后)如權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的信息編碼程序，其在上述編碼處理中，基于上述編碼部的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素的區(qū)域即上述編碼部中所配置的表示上述信息比特的像素的大小和配置位置，使得表示上述信息比特的像素完全收容在上述編碼部的區(qū)域內(nèi)。
16.(修改后)一種信息解碼程序，其在計算機中執(zhí)行以下處理1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包含表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，用攝像元件對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝，接受拍攝到的圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像與根據(jù)上述2維圖像和上述攝像元件的位置關(guān)系計算出來的理想拍攝圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的編碼模式；基于該編碼模式推斷的結(jié)果，解碼與上述所輸入的拍攝圖像的各編碼區(qū)塊相對應(yīng)的信息比特。
17.(修改后)如權(quán)利要求16所述的信息解碼程序，其在計算機中執(zhí)行以下處理
根據(jù)上述攝像元件所拍攝的拍攝圖像，檢測上述2維圖像的像素與上述攝像元件的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算上述攝像元件所拍攝的編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想拍攝圖像；將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的編碼模式。
18.(修改后)如權(quán)利要求16所述的信息解碼程序，其在計算機中執(zhí)行以下處理根據(jù)上述攝像元件所拍攝的拍攝圖像，檢測上述2維圖像的像素與上述攝像元件的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算上述攝像元件所拍攝的編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想拍攝圖像；基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊相對于全部編碼模式的理想復原圖像；基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的理想復原圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的編碼模式。
權(quán)利要求
1.一種信息編碼裝置，其具備將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼區(qū)塊化裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
2.一種信息編碼裝置，其具備將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼區(qū)塊化裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的信息編碼裝置，上述編碼區(qū)塊化裝置基于上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的上述像素的大小和配置位置。
4.一種信息解碼裝置，其具備編碼模式推斷裝置，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包含配置有表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝，接受拍攝到的圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像和理想狀態(tài)的圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的模式；以及比特串復原裝置，基于該模式推斷的結(jié)果解碼上述所輸入的拍攝圖像的信息比特。
5.如權(quán)利要求4所述的信息解碼裝置，其還具備錯位量檢測裝置，檢測上述2維圖像的像素與上述拍攝圖像的像素之間的錯位量；理想拍攝圖像計算裝置，基于該檢測到的錯位量，計算相對于編碼模式的編碼區(qū)塊的理想拍攝圖像；以及圖像比較裝置，將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值；上述編碼模式推斷裝置根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
6.如權(quán)利要求4所述的信息解碼裝置，其還具備錯位量檢測裝置，檢測上述2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量；理想拍攝圖像計算裝置，基于該檢測到的錯位量，計算相對于編碼模式的編碼區(qū)塊的理想拍攝圖像；理想復原圖像計算裝置，基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊的理想復原圖像；復原圖像計算裝置，基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；以及圖像比較裝置，將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的復原圖像相比較，計算出相對值；上述編碼模式推斷裝置根據(jù)該計算出來的相對值推斷相應(yīng)編碼區(qū)塊的模式。
7.一種信息編碼方法，其將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊，其中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
8.一種信息編碼方法，其將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊，其中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
9.如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的信息編碼方法，其基于上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的上述像素的大小和配置位置。
10.一種信息解碼方法，其中，1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包含表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝，接受拍攝到的圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像和理想狀態(tài)的圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊的模式；基于該模式推斷的結(jié)果解碼上述所輸入的拍攝圖像的信息比特。
11.如權(quán)利要求10所述的信息解碼方法，其檢測上述2維圖像的像素與上述拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算相對于編碼模式的編碼區(qū)塊的理想拍攝圖像；將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
12.如權(quán)利要求10所述的信息解碼方法，其檢測上述2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算相對于編碼模式的編碼區(qū)塊的理想拍攝圖像；基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊的理想復原圖像；基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的復原圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
13.一種信息編碼程序，其在計算機中執(zhí)行將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼處理，其中，在上述編碼處理中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示上述信息比特的像素。
14.一種信息編碼程序，其在計算機中執(zhí)行將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊的編碼處理，其中，在上述編碼處理中，把表示上述信息比特的像素配置于上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))，上述m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中配置表示既定信息比特的像素。
15.如權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的信息編碼程序，其在上述編碼處理中，基于上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域的大小來決定上述(m-o)乘(n-p)像素區(qū)域中所配置的上述像素的大小和配置位置。
16.一種信息解碼程序，其在計算機中執(zhí)行以下處理1個編碼區(qū)塊由m乘n像素區(qū)域所構(gòu)成，該區(qū)域包含表示信息比特的(m-o)乘(n-p)像素(m、n是自然數(shù)，o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))配置于其中的編碼部以及不配置表示該信息比特的像素的導引部，對由此構(gòu)成的2維圖像進行拍攝，接受拍攝到的圖像作為輸入，基于上述拍攝圖像和理想狀態(tài)的圖像的相對比較結(jié)果，推斷編碼區(qū)塊模式；基于該模式推斷的結(jié)果，對上述所輸入的拍攝圖像的信息比特進行解碼。
17.如權(quán)利要求16所述的信息解碼程序，其還在計算機中執(zhí)行以下處理檢測上述2維圖像的像素與上述拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算相對于編碼模式的編碼區(qū)塊的理想拍攝圖像；將上述所輸入的拍攝圖像跟上述計算出來的理想拍攝圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
18.如權(quán)利要求16所述的信息解碼程序，其還在計算機中執(zhí)行以下處理檢測上述2維圖像的像素與拍攝圖像的像素之間的錯位量；基于該檢測到的錯位量，計算相對于編碼模式的編碼區(qū)塊的理想拍攝圖像；基于該計算出來的理想拍攝圖像和上述檢測到的錯位量，計算編碼區(qū)塊的理想復原圖像；基于上述檢測到的錯位量，根據(jù)上述拍攝圖像計算上述2維圖像的復原圖像；將根據(jù)上述拍攝圖像計算出來的復原圖像與根據(jù)上述編碼區(qū)塊計算出來的復原圖像相比較，計算出相對值；根據(jù)該計算出來的相對值推斷該編碼區(qū)塊的模式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠用少量像素表達較多信息的信息編碼裝置、信息解碼裝置及其方法和程序。將輸入的信息比特編碼為由m(m是自然數(shù))乘n(n是自然數(shù))像素構(gòu)成的2維圖像的區(qū)塊。具體地，把表示信息比特的像素配置到m乘n像素的編碼區(qū)塊中的(m－o)乘(n－p)像素區(qū)域即編碼部(o、p是滿足0＜o＜m、0＜p＜n的自然數(shù))內(nèi)，m乘n像素的編碼區(qū)塊中的其他像素區(qū)域即導引部中不配置表示信息比特的像素。
文檔編號G06K19/06GK1698062SQ20048000042
公開日2005年11月16日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
發(fā)明者遠藤勝博, 黑川義昭, 八木生剛, 田邊隆也 申請人:日本電信電話株式會社