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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das technische Gebiet der Datenerkennung und
insbesondere ein Dokument mit isotropen Indexen und zugehörigem Dokument-Lesesystem.
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Um
Bequemlichkeit, Interesse und Verfügbarkeit zu erhöhen, ein
Dokument zu lesen, das auf einem Objekt, wie etwa Papier oder ähnlichem
gedruckt ist, bettet ein typisches Verfahren Indexe in Bildern ein,
die auf einem Dokument gedruckt sind, verwendet einen externen Leser,
um einen Index zu lesen, welcher einem Teil von Bildern entspricht
und aktiviert ein Ausgabegerät,
um etwa eine Tonausgabe zu erzeugen, in Übereinstimmung mit dem Index, der
durch den Leser gelesen wurde, wodurch das Lesen durch den Ton wirksam
unterstützt
wird. Jedoch verursacht es, auf Grund des in Bildern eingebetteten Index
auf dem Dokument, eine komplizierte Produktion von Dokumenten und
beeinflusst die Darstellung von Bildern. Ferner ist, wie Indexe
korrekt gelesen werden, ohne das Bild zu beeinflussen, ein zu lösendes Problem.
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US-Patent
5 416 312, erteilt an Jacques et al. für ein "Dokument, das ein Bild oder einen Text
trägt und
mit einem Indexierrahmen versehen ist und ein zugehöriges Dokument-Analysesystem" legt eine Schicht
von Indexen mit einer Vielzahl von Punkten über ein Quellbild. Wie in 1 gezeigt, besteht ein Index 10 aus
fünf aktiven
Zeilen und fünf
Leerzeilen. Die aktiven Zeilen enthalten die codierenden Stellen 30 und
die leeren codierenden Stellen 31. Ein derartiger Index 10 kann
verschiedene Bildobjekte repräsentieren,
welche mit einem optischen Lesesystem zur Nachbearbeitung gelesen
werden können.
Zum Beispiel werden Indexe, die verschiedene Bildobjekte darstellen,
Sprachdaten zugeordnet, so dass eine Sprachsequenz, welche einem
Bildobjekt entspricht, abgespielt wird, während das optische Lesesystem das
Bildobjekt liest.
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Jedoch
ordnet in US-Patent 5 416 312 der Index 10 eine Vielzahl
von Druckpunkten in einer Matrix und orthogonalen Form an. Jedoch
kann eine derartige Anordnung unkorrektes Lesen auf verdrehten Bildern
verursachen. Wenn das Dokument mit dem Index 10 nämlich leicht
verdreht ist, kann das optische Lesesystem den Index 10 nicht
akkurat lesen. Zusätzlich
muss eine X-Y-Koordinate auf das optische Lesesystem angewandt werden,
um eine Ausrichtung des gelesenen Index 10 akkurat zu bestimmen
und die Indexausrichtung gleichzeitig mit mehrfachen Codes zu identifizieren.
Ferner legt der Stand der Technik den Index 10 über die
gedruckten Bilder, was die Druckverfahren beschränkt und Zeit verschwendet.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist, ein Dokument mit Indexen und ein zugehöriges Dokumenten-Lesesystem
bereitzustellen, welches die Indexe in einem verdrehten Dokument
akkurat lesen kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Dokument mit Indexen und
ein zugehöriges
Dokumenten-Lesesystem bereitzustellen, welches gleichzeitig die
Indexe und zugehörige
Dokumentenbilder drucken kann.
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In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dokument mit
Indexen bereitgestellt. Das Dokument ist konstruiert durch Drucken mehrerer
Pixel und in mehrere Bereiche unterteilt, wobei jeder Bereich mehrere
Indexe besitzt, um einen Bereichscode darzustellen, welcher dem
Bereich zugeordnet ist. Die Indexe, die auf das Dokument in Mischung
mit den Pixeln gedruckt werden, sind lesbar durch ein spezielles
optisches Lesesystem zur Extraktion.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dokument mit
Indexen bereitgestellt. Das Dokument ist konstruiert durch Drucken
mehrerer Pixel und in mehrere Bereiche unterteilt, wobei jeder Bereich
mehrere Indexe besitzt, um einen Bereichscode darzustellen, welcher dem
Bereich zugeordnet ist. Die Indexe sind lesbar mittels eines speziellen
optischen Lesesystems, wobei jeder der Indexe einen Mittelpunkt
besitzt, mehrere Richtungspunkte und mehrere erste Datenpunkte. Der
Mittelpunkt ist auf einer Mitte des Index. Die mehreren Richtungspunkte
sind jeweils in einem ersten Abstand von dem Mittelpunkt verteilt.
Einer der Richtungspunkte wird als Richtungserkennungspunkt verwendet,
um einen Beginn einer Indexierung im Hinblick auf den Mittelpunkt
anzugeben. Die mehreren ersten Datenpunkte sind jeweils in einem
zweiten Abstand von dem Mittelpunkt verteilt, wobei der zweite Abstand
größer als
der erste Abstand ist.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein optisches
Lesesystem bereitgestellt, das im Stande ist, ein Dokument mit Indexen
zu lesen. Das Dokument ist konstruiert durch Drucken mehrerer Pixel
und in mehrere Bereiche unterteilt, wobei jeder Bereich mehrere
Indexe aufweist, um einen Bereichscode darzustellen, welcher dem
Bereich zugeordnet ist. Die Indexe und die Pixel weisen verschiedene
optische Reflexionsmerkmale auf. Das System umfasst ein Filter,
einen Sensor und einen Decoder. Das Filter erlaubt einem Licht mit
speziellen Wellenlängen
hindurchzutreten, um ein gewünschtes
Licht zu erhalten, welches den Indexen des Dokuments entspricht. Der
Sensor ist mit dem Filter zum Erfassen des durchgelassenen Lichts
verbunden und bildet entsprechend ein auszugebendes Muster. Der
Decoder ist mit dem Sensor zum Decodieren verbunden und erhält daher
entsprechende Indexe in Übereinstimmung
mit dem vom Sensor ausgegebenen Muster.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Drucken eines Dokuments mit Indexen bereitgestellt. Das Dokument
ist konstruiert durch Drucken mehrerer Pixel und in mehrere Bereiche
unterteilt, wobei jeder Bereich mehrere Indexe aufweist, um einen
Bereichscode darzustellen, welcher dem Bereich zugeordnet ist. Die
Indexe und die Pixel haben verschiedene optische Reflexionsmerkmale. Das
Verfahren umfasst einen Farbraum-Umwandlungsschritt, einen Mischschritt
und eine Druckschritt. Der Farbraum-Umwandlungsschritt führt eine
RGB- zu YMCK-Umwandlung auf einem RGB-Bild aus und erzeugt ein YMCK-Bild.
Der Mischschritt mischt die Indexe jeweils mit YMCK-Pixeln, um so
gemischte Pixel zu erzeugen. Der Druckschritt druckt sowohl die YMCK-Pixel
und die gemischten Pixel, um so die Pixel des Dokuments zu bilden.
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Weitere
Gegenstände,
Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden ersichtlicher aus
der folgenden detaillierten Beschreibung, zusammen mit den anliegenden
Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
schematisch einen typischen Index;
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2 ist
ein Blockdiagramm eines optischen Lesesystems, dass im Stande ist,
ein Dokument in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zu lesen;
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3 ist
ein Flussdiagramm des Druckens eines Dokuments in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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4 zeigt
schematisch einen Index in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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5 zeigt
schematisch einen weiteren Index in Übereinstimmung mit der Erfindung;
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6 zeigt
schematisch einen komplementären
Index in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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7 ist
ein weiteres Flussdiagramm des Druckens eines Dokuments in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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8 zeigt
schematisch eine Anwendung von Indexen in Übereinstimmung mit der Erfindung;
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9 zeigt
schematisch eine weitere Anwendung von Indexen in Übereinstimmung
mit der Erfindung; und
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10 zeigt
schematisch zwei Erweiterungen in Übereinstimmung mit der Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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2 ist
ein Blockdiagramm eines optischen Lesesystem 300, das im
Stande ist, ein Dokument 600 in Übereinstimmung mit der Erfindung
zu lesen. Wie gezeigt besteht das Dokument 600 aus mehreren
Pixeln 611, die verschiedene Objekte bilden können, wie
etwa ein Auto, einen Computer oder einen Monitor. Gemäß der Objekte
kann das Dokument 600 in mehrere Bereiche unterteilt werden,
wobei jeder Bereich 601 mindestens ein Objekt aufweist
und mehrere Indexe 612, um einen Code darzustellen, welcher
dem Bereich 601 entspricht. Die Indexe 612 und
die Pixel haben verschiedene optische Reflexionsmerkmale.
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Das
optische Lesesystem 300 umfasst ein Filter 310,
einen Sensor 320 und einen Decoder 330. Das Filter 310 erlaubt
einem gewünschten
Licht mit einer speziellen Wellenlänge hindurchzutreten, worin das
gewünschte
Licht den Indexen 612 des Dokuments entspricht. Der Sensor 320 ist
mit dem Filter 310 zum Erfassen des Lichts verbunden und
bildet entsprechend ein auszugebendes Muster. Der Decoder 330 ist
mit dem Sensor 320 zum Decodieren verbunden und erhält daher
eine Bildinformation von korrespondierenden Indexen 612 in Übereinstimmung
mit dem Muster 320, welches durch den Sensor 320 ausgegeben
wird.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Indexe 612 mit Materialien gedruckt, wie etwa
kohlenstoffhaltigen Tinten, lesbar durch das optische Lesesystem 300.
Wenn sie von einem speziellen Licht (wie etwa Infrarot) bestrahlt
wird, kann die kohlenstoffhaltige Tinte auf den Indexen 612 das
Infrarotlicht absorbieren, so dass der Sensor 320 einen
dunklen Punkt an dem Index 612 erfasst. Die Pixel 611 werden
allgemein mit Materialien gedruckt, wie etwa jede Tinte ohne Kohlenstoff,
unlesbar durch das optische Lesesystem 300. Wenn ein spezielles
Licht (wie etwa Infrarot) einstrahlt, tritt das Infrarotlicht durch
die Tinte auf den Pixeln 611 hindurch, um ein Druckpapier
zu erreichen und daher ein reflektiertes Licht zu produzieren, so
dass der Sensor 320 einen hellen Punkt erfasst. Auf Grund
der verschiedenen verwendeten Materialien besitzen die Indexe und
die Pixel unterschiedliche Reflexionsmerkmale. Das Filter 310 erlaubt
dem Licht mit Wellenlängen
größer als
800 nm hindurchzutreten, wodurch reflektives Licht von Pixeln erhalten
wird, verschieden von den Indexen.
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3 ist
ein Flussdiagramm des Druckens eines Dokuments mit Indexen in Übereinstimmung mit
der Erfindung. Wie gezeigt kann ein auf das Dokument gedrucktes
Bild in einem BMP-, JPG- oder TIFF-Format sein. Das Drucken führt eine
Farbraumumwandlung durch (Schritt S310), um das Bildformat von einer
RGB-Form in eine YMCK-Form umzuwandeln. Daher kann jedes Pixel des
Bildes in YMCK-Pixel 611 eines 1-Bit-Halbtonbildes umgewandelt
werden, d.h. jedes umgewandelte Pixel wird gebildet durch ein schwarzes
(K) Pixel, ein gelbes (Y) Pixel, ein magentafarbenes (M) Pixel und
ein zyanfarbenes (C) Pixel, was in der Drucktechnik wohlbekannt
ist und daher wird eine detaillierte Beschreibung als nicht notwendig
erachtet.
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In
Schritt S320 werden die Indexe und die YMCK-Pixel 611 gemischt.
Im Allgemeinen werden die schwarzen (K) Pixel 611 mit einer
kohlenstoffhaltigen Tinte gedruckt und auch die Indexe werden in einem
Material gedruckt, welches durch das optische Lesesystem lesbar
ist. Dementsprechend, mit Mischung der Indexe und der schwarzen
(K) Pixel, kann der Drucker die schwarzen Pixel und Indexe in einem Durchlauf
drucken.
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In
Schritt S330 druckt er sowohl die K-Pixel, die mit den Indexen gemischt
sind, und die YMC-Pixel (d.h. die Y-, M- und C-Pixel). Um ein Überlappen der
Indexe und der K-Pixel zu vermeiden, kann jedes der K-Pixel zerlegt
werden in YMC-Pixel
eines zu druckenden 1-Bit-Halbtonbildes. Jedes 1-Bit-K-Halbtonbild
wird zerlegt und repräsentiert
durch entsprechende YMC-Pixel 611, ohne im Wesentlichen
das K-Pixel zu drucken. Zusätzlich
können
die überlappenden
Indexierpunkte und K-Pixel 611 wie gewöhnlich gedruckt werden, können jedoch
nicht akkurat gelesen werden. Jedoch sind Indexe über zugeordnete
Bereiche verteilt und dementsprechend wird die Gesamtleistung nicht
beeinflusst, da einige der Indexe in den zugeordneten Bereichen
akkurat gelesen werden können.
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4 zeigt
schematisch einen Index 612 in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Wie gezeigt, besteht jeder Index aus einer Vielzahl von Indexierpunkten.
Die Indexierpunkte sind isotrop angeordnet, wobei jeder Indexierpunkt
einen Radius von ungefähr 100 μm aufweist.
Die Punkte umfassen einen Mittelpunkt 410, mehrere Richtungspunkte 421 und 422, mehrere
erste Datenpunkte 431-436 und mehrere zweite Datenpunkte 4401-4412.
In dieser Ausführungsform
weist jeder Index 612 sechs Richtungspunkte 421 und 422 auf,
die jeweils in einem ersten Abstand 'a' von
dem Mittelpunkt 410 entfernt sind, wodurch eine Richtungsangabe
bereitgestellt wird, bei welcher der erste Abstand 'a' ungefähr 400 μm ist. Die Richtungsangabe wird
bereitgestellt mit dem Richtungspunkt 422 als ein Richtungserkennungspunkt,
um die Indexierrichtung im Hinblick auf den Mittelpunkt 410 anzuzeigen.
Der Richtungserkennungspunkt 422 kann ein leerer oder hohler
Punkt sein, welcher keinen gedruckten Punkt repräsentiert.
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Wie
gezeigt, besitzt jeder Index 612 sechs erste Datenpunkte 431-436,
die jeweils in einem zweiten Abstand '2a' vom
Mittelpunkt 410 liegen, wodurch eine erste Datenanzeige
bereitgestellt wird, wobei der zweite Abstand '2a' größer als
der erste Abstand 'a' ist. In diesem Fall
ist der zweite Abstand '2a' zweimal der erste
Abstand 'a'. Die ersten Datenpunkte 431-436 können Leerpunkte
sein, um eine logische 0 darzustellen oder ausgefüllte Punkte,
um eine logische 1 darzustellen. Die erste Datenanzeige wird im
Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn angeordnet, beginnend
mit einem der sechs ersten Datenpunkte, die auf der gleichen Linie
mit dem Richtungserkennungspunkt 422 und dem Mittelpunkt 410 liegen.
Beginnend mit dem Punkt 431 in 4 zeigt die
erste Datenanzeige nämlich
einen Wert von 111110b an, während der
Punkt 431 das höchstwertige
Bit (MSB) im Uhrzeigersinn darstellt und einen Wert von 011111b, während
der Punkt 431 das niederwertigste Bit (LSB) entgegen dem
Uhrzeigersinn darstellt.
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Wie
in 5 gezeigt, können
die sechs ersten Datenpunkte 431-436 in 4 Punkte
mit verschiedenen Graustufen sein, wobei ein Punkt mit einem ersten
Graustufenwert einen Wert von 11b anzeigt
(wie etwa der Punkt 431 in 5, wobei
die Graustufenwerte von 0 bis 32 gehen), ein Punkt mit einem zweiten
Graustufenwert einen Wert von 10b anzeigt
(wie etwa der Punkt 432 in 5, wobei
dessen Graustufenwerte von 49 bis 80 reichen), ein Punkt mit einem
dritten Graustufenwert zeigt einen Wert von 01b an
(wie etwa der Punkt 433 in 5, wobei
dessen Graustufenwerte von 112 bis 144 reichen), und ein Punkt mit
einem vierten Graustufenwert zeigt einen Wert von 00b an
(wie etwa der Punkt 436 in 5, wobei
dessen Graustufenwerte von 180 bis 212 reichen). Wenn der erste
Datenpunkt 431 das höchstwertige
Bit (MSB) anzeigt, stellt die erste Datenanzeige in 5 einen
Wert von 111001111100b dar. Die Punkte werden
mit den ersten bis vierten Graustufenwerten gezeigt, um jeweils 11b, 10b, 01b, 00b anzuzeigen,
jedoch können
sie jeweils durch erste bis vierte Farben jeweils zu 11b,
10b, 01b, 00b gezeigt werden.
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Erneut
Bezug nehmend auf 4 weist jeder Index 612 zwölf zweite
Datenpunkte 4401-4412 auf, die jeweils in einem
dritten Abstand 'b' vom Mittelpunkt 410 liegen,
wodurch eine zweite Datenanzeige bereitgestellt wird, wobei der
dritte Abstand größer ist
als der zweite Abstand. Die zweiten Datenpunkte 4401-4412 können leere
Punkte sein, um eine logische 0 anzuzeigen, oder volle Punkte, um
eine logische 1 jeweils anzuzeigen. Die zweite Datenanzeige wird
angeordnet beginnend mit einem der sechs ersten Datenpunkte, welcher
der erste im Uhrzeigersinn von einer Linie ist, welche den Richtungserkennungspunkt 422 und
den Mittelpunkt 410 umfasst. Der Punkt 4401 in 4 ist
nämlich
ein Beginn, um das höchstwertige
Bit (MSB) darzustellen und dementsprechend zeigt die zweite Datenanzeige
einen Wert von 111111111101b an. Ähnlich können die
zweiten Datenpunkte 4401-4412 in 5 eine
größere Menge
an Daten bereitstellen auf Grund der verschiedenen Graustufen oder
Farben.
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Da
die Indexe in Materialien gedruckt sind, welche durch das optische
Lesesystem lesbar sind, werden, für größere Einheitlichkeit und Annehmlichkeit
beim Betrachten von Drucken, Materialien, welche durch das optische
Lesesystem unlesbar sind, beim Drucken als komplementäre Indexe
hinzugefügt,
wie in 6 gezeigt. Die komplementären Indexe sind komplementär zu den
Indexen aus 4. Kurz wird ein leerer oder
hohler Index aus 4 ein voller Index in 6 und
einer voller Index in 4 wird ein leerer oder hohler
Index. Die komplementären
Indexe in 6 weisen identische Druckpositionen
zu den Indexen in 4 auf, d.h., dass die komplementären Indexe
mit den Indexen überlappen.
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In
der Beschreibung von Schritt S320 verwenden sowohl die Indexe und
die K-Pixel 611 Materialien,
welche durch das optische Lesesystem lesbar sind. Wie in 7 gezeigt,
zeigt eine weitere Ausführungsform,
dass die Indexe mit Materialien gedruckt werden, welche durch das
optische Lesesystem lesbar sind, aber alle YMCK-Pixel 611 und
komplementären
Indexe mit einem Material gedruckt werden, das durch das optische
Lesesystem lesbar ist. Zusätzlich
werden die komplementären
Indexe gemischt mit den K-Pixeln, wie in Schritt S720 gezeigt. Als
solche können
die Indexe akkurat gelesen werden, sogar wenn sie mit den K-Pixeln oder den komplementären Indexen überlappen.
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8 zeigt
schematisch eine Indexanwendung in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Wie gezeigt, besteht das Dokument 600 aus drei Bildobjekten 620-622,
die in jeweiligen Bereichen 601 liegen, wobei jeder Bereich
mehrere Indexe 612 aufweist, um eine Seriennummer in einer
Datenbank anzuzeigen für
ein jeweiliges Objekt 620, 621 oder 622 in dem
Bereich. Zum Beispiel zeigt der Index 612 eine Seriennummer
von 111110-111111111101b für das Objekt 620 an,
eine Seriennummer 011110-111111111111b für das Objekt 621 und
eine Seriennummer 001110-111111111111b für das Objekt 622 an.
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Die
Indexe 612 und die Objekte 620-622 verwenden
Materialien mit unterschiedlichen optischen Reflexionsmerkmalen
zum Drucken. Zum Beispiel wendet der Index 612 eine kohlenstoffhaltige
Tinte zum Drucken an, während
die Objekte 620-622 eine Tinte ohne Kohlenstoffgehalt
zum Drucken anwenden, oder die Indexe 612 wenden grüne Tinte
zum Drucken an, während
die Objekte 620-622 blaue oder rote Tinte zum
Drucken anwenden. Wie zitiert können
die Indexe 612 und die Objekte 620-622 unterschiedliche
optische Reflexionsmerkmale besitzen. Daher kann das optische Lesesystem 300 gemäß der Erfindung
die Indexe 612 erfolgreich lesen.
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9 zeigt
schematisch eine weitere Indexanwendung in Übereinstimmung mit der Erfindung.
In 9 ist das Dokument 600 gleichmäßig in mehrere Bereiche 810, 811,
..., 834, ..., etc. unterteilt. Jeder der Bereiche hat
mehrere Indexe, um einen jeweiligen Indexwert zu besitzen, wie etwa
einen Index 6121 für
Bereich 810 und einen Index 6122 für Bereich 811.
Das Dokument 600 hat zwei Bildobjekte 620 und 621.
Das Objekt 620 ist in Bereichen 810-812, 820-822,
während
das Objekt 621 in Bereichen 813, 814, 823, 824, 833, 834 ist.
Das optische Lesesystem 300 kann eine Nachschlagetabelle
für Indexierbereiche 810-812, 820-822 für das Objekt 620 und
Bereiche 813, 814, 823, 824, 833, 834 für das Objekt 621 vorab
speichern.
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Die
Ausrichtung des zuvor erwähnten
Index 612 kann beim Drucken falsch ausgerichtet werden oder
unterschiedlich ausfallen, indem ein Benutzer das Dokuments 600 schief
platziert. Jedoch, auf Grund der Richtungsanzeige gemäß der Erfindung, kann
der Index 612 akkurat durch das optische Lesesystem 300 in
jeder Ausrichtung gelesen werden, ohne X-Y-Richtung zu bestimmen,
wie im Stand der Technik verlangt, für die akkurate Bestimmung des gelesenen
Index.
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Wie
in 10 gezeigt, kann das Dokument mit Indexen auf
ein Objekt gedruckt werden, wie etwa eine Dose 101 und
ein Puzzle 102. Die Indexe mit unterschiedlichen Indexierpunkten
werden auf eine Oberfläche
der Dose 101 und des Puzzles 102 gedruckt und
selbst die Unterteilungen von Berg- und Autobildern im Puzzle 102 können unterschiedlich sein,
in Übereinstimmung
mit den unterschiedlichen Indexen oder Indexierpunkten gemäß der Erfindung.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Bezug auf ihre bevorzugte Ausführungsform
erläutert
wurde, ist selbstverständlich,
dass viele weitere mögliche
Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne
sich vom Geist und Umfang der Erfindung zu entfernen, wie im Folgenden
beansprucht.