DE3914440A1 - Optisch maschinenlesbarer binaercode und verfahren zu seiner bildung und zur bestimmung seiner groesse und dichte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Binärcode, der optisch maschi­ nenlesbar ist und insbesondere eine dynamische Variabilität zuläßt.

Optisch lesbare Codes sind bekannt. Ein derartiger Code wird von einem Schachbrettmustersymbol gebildet, das die Information in Form von schwarzen und weißen Quadraten wiedergibt. Jedes Quadrat in der Schachbrettmatrix hat die gleiche Größe wie alle anderen Quadrate. Weiterhin sind die Anzahl und die Größe der Quadrate, die in der Matrix enthalten sind, bestimmt, so daß der die Daten empfangen­ de oder erzeugende Computer eine bestimmte Anzahl von Qua­ draten erwartet, die in der Matrix enthalten sind und je­ weils eine vorgegebene Größe haben. Dieser Code ist nicht zufriedenstellend. Er ist nicht in der Lage, die Datenka­ pazität dynamisch auszudehnen oder zusammenzuziehen, um den sich ändernden Benutzererfordernissen zu genügen, ohne daß die Software des Abtastcomputers umprogrammiert werden muß. Der Benutzer des Codes muß daher die Daten­ erfordernisse vor dem Eingeben des Softwaresystems genau bezeichnen. Da darüberhinaus alle Quadrate genau die gleiche Größe haben müssen und die Anzahl der Quadrate vorbestimmt ist, muß der Abtastcomputer auf die erwartete Matrixgröße voreingestellt werden, was den Benutzer auf einen Schachbrettcode mit einer einzigen Größe für jeden Abtaster beschränkt. Das macht eine Vielzahl von Code­ abtastern und ein System erforderlich, das jeden Code mit einer anderen Größe und einer anderen Dichte abtrennt und dem passenden Abtaster zuführt.

Codes, die diese Mängel dadurch überwinden, daß Kennzei­ chen vorgesehen werden, die dem Code zugeordnet sind, um den Computer über die Codegröße zu informieren, sind gleichfalls bekannt. Ein Beispiel eines derartigen Codes ist in der US-PS 37 63 467 beschrieben, der das optische Lesen von Daten zu entnehmen ist, die kastenförmig auf einer Karte aufgebaut sind. Die Karte ist an ihrem Umfang mit zwei Feldbegrenzungsmarkierungen markiert, die an der Vorderkante und der Hinterkante des Kastens angeordnet sind und die Größe des Feldes, das binärcodierte Dezimal­ daten enthält, angeben, die in dem Kasten gespeichert sind. Die erste Reihe dieser Daten im Kasten, die die Außenkante bildet, enthält die Formatinformation, die an­ gibt, welche Spalten im Kasten zu lesen sind. Dieser Code ist gleichfalls insofern nicht zufriedenstellend, als er Probleme mit der Dichte und der Größe hat. Obwohl die Größe des Feldes variabel ist, ist die tatsächliche Größe der Zeichen im Feld nicht variabel, so daß eine kleinere Feld­ größe zu einer geringeren gespeicherten Informationsmenge führt. Die zu lesenden Größenkennzeichen müssen weiterhin an einer bestimmten Stelle angeordnet sein, damit sie durch die Abtastanordnung empfangen und verstanden wer­ den können.

Es wären daher ein dynamisch variabler und optisch maschinenlesbarer Binärcode sowie ein Verfahren zum Lesen und Bilden desselben wünschenswert, die die Mängel der be­ kannten oben beschriebenen Einrichtungen beseitigen.

Durch die Erfindung wird ein optisch lesbarer Binärcode geschaffen, der in seiner Größe, seinem Format und der Dichte der Information dynamisch variabel ist. Der Code besteht aus einer Matrix, die Daten enthält und eine erste und eine zweite Seite hat, von denen jede aus identischen unterbrochenen Linienmustern aus abwechselnd dunklen und hellen Bereichen besteht. Die erste Seite und die zweite Seite schneiden sich an einer ersten Ecke. Das Produkt aus der Anzahl der hellen Bereiche und der dunklen Berei­ che der ersten Seite und der Anzahl der hellen Bereiche und der dunklen Bereiche der zweiten Seite entspricht der Informationsmenge, die im Code enthalten ist. Eine dritte Seite und eine vierte Seite sind jeweils als ausgezogene Linien gleicher Dunkelheit ausgebildet, die sich an einer zweiten Ecke schneiden. Die ausgezogenen Linien entsprechen der Länge, der Höhe und dem Feld des Codes.

Die im Codeumfang enthaltene Information kann einmal oder mehrmals auftreten, so daß sich eine Redundanz in der auf­ gezeichneten Information ergibt. Die Information kann auch in einer Vielzahl von Mustern in der Matrix gespeichert sein.

Der Code wird durch einen optischen Abtaster gelesen und durch ein Abmessen der ausgezogenen schwarzen Linien wird die räumliche Größe der Matrix bestimmt. Durch ein Abtasten des in Form einer unterbrochenen Linie vorliegenden Musters der anderen Umfangsseiten wird die Informations­ menge bestimmt, die in der Matrix enthalten ist. Der Computer kann dann unabhängig voneinander sowohl die Größe als auch die Dichte der abgetasteten Matrix be­ stimmen.

Durch die Erfindung soll somit ein verbesserter optisch lesbarer Binärcode geschaffen werden.

Durch die Erfindung soll insbesondere ein optisch les­ barer Binärcode geschaffen werden, der es einem Abtast­ computer erlaubt, unabhängig voneinander und ohne Rück­ sicht auf die tatsächliche räumliche Größe oder das Volu­ men der im Symbol enthaltenen Daten die codierte Informa­ tion zu erkennen, zu verstehen und zu verarbeiten.

Durch die Erfindung soll weiterhin ein optisch lesbarer Binärcode geschaffen werden, der unabhängig von der Winkel­ orientierung des Symbols zum Abtaster gelesen und verarbei­ tet werden kann.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein optisch lesbarer Binärcode geschaffen werden, der große Informationsmengen in jeder räumlichen Größe dynamisch codieren kann.

Der erfindungsgemäße optisch lesbare Binärcode soll es weiterhin ermöglichen, daß ein Computer unabhängig vonein­ ander die im Code enthaltene Information erkennt und ent­ schlüsselt, und zwar unabhängig von der körperlichen Größe, der Datendichte oder dem Drehwinkel des Codes relativ zum Leser.

Der erfindungsgemäße optisch lesbare Binärcode soll es weiterhin erlauben, die Dichte der Codematrix dyna­ misch zu bestimmen und von einem Computer zu erzeugen, ohne daß der Benutzer in Anspruch genommen werden muß.

Durch die Erfindung sollen weiterhin ein optisch lesba­ rer Binärcode und ein Verfahren zu seiner Verarbeitung geschaffen werden, die dem Benutzer die absolute Kontrol­ le über die Wahl der räumlichen Größe des Codes sowie über das Volumen der darin verschlüsselten Daten geben.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung be­ sonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1a und 1b zwei Ausführungsbeispiele des erfindungs­ gemäßen Binärcodes mit verschiedener Größe, die jedoch die gleiche Information enthal­ ten,

Fig. 2a bis 2d die Anordnung der Daten im Außenumfang eines Ausführungsbeispiels des erfindungs­ gemäßen Binärcodes,

Fig. 3a bis 3d die redundante Bildung von optischen Zellen in der Matrix gemäß der Erfindung,

Fig. 4 das Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Abtasten und Verarbeiten des Codes gemäß der Erfindung, und

Fig. 5 in einem Flußdiagramm den Arbeitsvorgang beim Lesen des Binärcodes.

In Fig. 1a ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Binärcodes dargestellt, der allgemein als Matrix 10 gezeigt ist. Die Binärcodematrix 10 hat einen Umfang 11, der von sich schneidenden Seiten 12, die aus ausgezogenen Linien gebildet sind,und aus sich schneidenden Umfangs­ seiten 14 besteht, die aus dunklen Umfangsquadraten 16 und hellen Umfangsquadraten 18 in einem abwechselnden Muster gebildet sind. Die Daten 19 sind im Umfang 11 der Matrix 10 gespeichert.

Die Daten 19 sind im Umfang der Matrix 10 dadurch ge­ speichert, daß jedes zu speichernde Zeichen in einen optischen Binärcode umgewandelt ist, der von dunklen und hellen Quadraten wiedergegeben wird, die der Eins und der Null der binären Information jeweils entsprechen. Ein Buchstabe oder eine Zahl, die vom Binärcode 0001 wiedergegeben wird, kann daher durch eine Kette von Da­ tenzellen wiedergegeben werden, von denen jede entweder ein dunkles Quadrat oder ein helles Quadrat enthält. Die Daten 0001 würden somit als eine Reihe von drei hellen Datenzellen und einer dunklen Datenzelle erscheinen. Die Zahlen 0 bis 9 werden beispielsweise in der Matrix 10 als ein Muster aus hellen Zellen 20 und dunklen Zellen 22 gespeichert.

Die binäre Darstellung der 128 US-ASCII Buchstaben, Zahlen und Symbole (die beispielsweise als alphanumerische Daten benutzt werden) erfordert 8 binäre Bits oder im Fall der Matrix 10 8 optische Quadrate oder Zellen, um ein Zeichen wiederzugeben. Durch eine Festlegung des maximalen Berei­ ches der Zeichen, der an jeder Stelle der Eingangsfolge auftreten kann, ist es jedoch möglich, diejenigen binären Bits zu unterdrücken, die die für den gesamten Bereich von Zeichen redundante und gemeinsame Information enthalten, um dadurch die erforderliche Anzahl von optischen Quadraten, die benötigt werden, um ein einzelnes Zeichen wiederzuge­ ben, auf weniger als 8 zu drücken. Bei einem Ausführungs­ beispiel, bei dem erwartet wird, daß nur die Buchstaben A bis D an der ersten Stelle einer Eingangsfolge auftreten, sind nur zwei optische Quadrate erforderlich, um die vier möglichen binären Bitkonfigurationen zu reflektieren. Wenn das Vorliegen einer dunklen Zelle "D" angibt und einer hellen Zelle "L" angibt, dann wird der Buchstabe A durch LD wiedergegeben. Der Buchstabe B würde als DL, der Buchstabe C als DD und der Buchstabe D als LL wiedergegeben, wobei jeweils die Darstellung nur zwei Zellen der optischen binären Information verwendet. Wenn in ähnlicher Weise bekannt ist, daß an der zweiten Zeichenstelle in der Eingangsfolge nur numerische Werte von 0 bis 9 auftreten werden, müssen nur vier optische Zellen reserviert werden, um den zehn möglichen binären Variationen zur Bildung dieser Zeichen zu genügen. Bei dem obigen Ausführungsbeispiel müssen daher insgesamt sechs optische Quadrate oder Zellen zum Wiedergeben von zwei Zeichen einer codierten Information statt sechzehn Zellen im US-ASCII-System reserviert werden.

Die Größe der Quadrate und die Anzahl der Zellen im Um­ fang des Quadrates werden aus dem Codeumfang 11 bestimmt. Die durchgehenden Linien 12 geben die räumliche Größe der Matrix 10 wieder.

Der Einfachheit halber ist eine quadratische Matrix 10 mit gleichen Seiten 12 dargestellt. Es kann jedoch jedes Paral­ logramm wie beispielsweise ein Rechteck mit einem Flächen­ bereich, der über die Länge und die Höhe berechenbar ist, verwandt werden.

Die Seite 14 gibt die Dichte oder die Anzahl der Zellen 20, 22 an, die in der Matrix 10 enthalten sind. Die Anzahl der sich abwechselnden Quadrate 16, 18 ausgehend vom ersten hel­ len Quadrat 18 jeder Umfangslinie 12, entspricht der Quadrat­ wurzel der Anzahl von optischen Zellen 20, 22, die im Um­ fang der Matrix 10 angegeben sind, aufgerundet auf die nächste ganze Zahl. Bei diesem Beispiel ist das Quadrat neben der Umfangslinie 12 ein helles Quadrat 18, bei einer Ma­ trix mit einer anderen Anzahl von Zellen 20, 22, die da­ rin enthalten sind, kann die Seite 14 jedoch auch mit einem dunklen Quadrat 16 beginnen, um einen passenden Wert für die Anzahl der abwechselnden Quadrate 16,18 zu erhalten.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Zah­ len 0 bis 9 in der Matrix 10 unter Verwendung von sechs­ unddreißig optischen Zellen 20, 22 codiert, die in einer Matrix 10 eingeschlossen sind, die eine Umfangsseite 14 aufweist, die sechs abwechselnde dunkle Quadrate 16 und helle Quadrate 18 enthält. Dadurch daß ein Umfang vorge­ sehen wird, der die Matrixgröße sowie die Anzahl der op­ tischen Zellen in der Matrix 10 in binärer Form angibt, ergibt sich eine Binärcodematrix 10, die in der später beschriebenen Weise über einen Abtastcomputer unabhängig von der räumlichen Größe oder der Informationsdichte er­ kennbar und identifizierbar ist.

Zum Vergleich enthält die Matrix 10 a in Fig. 1b die glei­ che Information im gleichen Format wie die Matrix 10, wo­ bei diese Matrix 10 a einen kleineren Maßstab mit klei­ neren Umfangsseiten 12 a und 14 a hat. Die räumliche Größe des Codes kann daher unbegrenzt sein. Durch Vorgeben eines Formates, das dem Abtastcomputer die Größe und die Dichte der maschinenlesbaren Matrix angibt, ist eine Maschinenles­ barkeit einer Vielzahl von Binärcodes mit verschiedener Größe und Informationsdichte mittels eines einzigen opti­ schen Abtastcomputersystems möglich. Beim besonders bevor­ zugten Ausführungsbeispiel kann die räumliche Größe von 0,6 bis 45 cm² reichen, sie ist nur durch die Fähigkeit des Druckers des Benutzers begrenzt, die gewählte Größe zu erzeugen.

In den Fig. 2a bis 2d ist die Anordnung der optischen Zellen 12 in der Matrix 10 dargestellt, wobei gleiche Ele­ mente in Fig. 1a mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Ein Zeichen kann durch dunkle optische Zellen 22 a, 22 b, 22 c, 22 d und 22 e dargestellt werden. Die optischen Zellen 22 a bis 22 e können in einer Vielzahl verschiedener Muster in der Matrix angeordnet sein. Die optischen Zellen 22 können der Reihe nach in einer Ecke der Matrix 10 (Fig. 2a) ange­ ordnet sein, über jede Ecke der Matrix 10 verstreut sein (Fig. 2b), in einer umgekehrten Reihenfolge in einer Ecke der Matrix 10 liegen (Fig. 2c) oder willkürlich in der Ma­ trix 10 verteilt sein (Fig. 2d). Jede Matrix 10 kann auf eine spezifische Anordnung der optischen Zellen in Abhän­ gigkeit von den Erfordernissen jedes jeweiligen Benutzers festgelegt sein. Das macht es einem Benutzer möglich, mit Mustern zu arbeiten, die entweder von allen Benutzern eines Binärcodes oder nur von bestimmten Benutzern des Binärcodes, beispielsweise bei Geheimhaltungsbeurkundun­ gen, gelesen werden können. Ein Schlüssel 23 zum Bestimmen, welches Muster benutzt wird, ist in optischen Zellen ver­ schlüsselt, die im Umfang 11 der Matrix 10 an einer be­ kannten Bezugsposition in der Matrix 10 enthalten sind. Die optische Schlüsselzelle 23 kann beispielsweise einen gegebenen Abstand vom Schnittpunkt der durchgehenden Li­ nien 12 haben. Darüberhinaus kann im selben Aufbau ein Ge­ misch sowohl aus öffentlich zugänglichen als auch gehei­ men Mustern vorhanden sein, um es der Öffentlichkeit zu ermöglichen, einen Teil dessen zu lesen, was in der Ma­ trix 10 enthalten ist, und nur bestimmten Teilen der Öf­ fentlichkeit die Möglichkeit zu geben, das zu lesen, was im Rest der Matrix 10 enthalten ist. Bei einem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel gibt es 256 Mustervariationen zum Anordnen der optischen Zellen 22, 23 in der Matrix 10.

Die Daten 19 können auch nicht nur einmal sondern mehr­ mals gespeichert sein, was zu einer Redundanz der In­ formation führt, die in der Matrix 10 gespeichert ist. Die Redundanz kann von einem Faktor ohne Redundanz bis 400% Redundanz reichen. Wie es in den Fig. 3a bis 3d dargestellt ist, muß die Redundanz jedoch nicht im sel­ ben Muster wie die Grundzellen vorliegen. Optische Zel­ len A, B, C, D sind in der Matrix 10 mehrmals angeordnet. Die Grundzellen, die durch dunkle Buchstaben wiedergege­ ben sind, können in einem Spiegelbild (Fig. 3a, 3b, 3c) oder in einem willkürlichen Muster (Fig. 3d) wiederholt sein, solange identische optische Zellen, beispielsweise die Zellen A, nicht nebeneinander liegen. Somit geht über die Redundanz der Code nicht verloren, wenn ein Teil der Matrix während der normalen Übertragung oder Benutzung zerstört oder verformt wird.

Die Matrix 10 kann mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrich­ tung gelesen werden. Das optische Bild der Matrix 10 wird zusammen mit seinem Umgebungsbereich über einen optischen Abtaster 24 eingefangen, der das optische Bild in eine Reihe von elektronischen Impulsen umwandelt. Der Abtaster 24 kann eine lichtempfindliche elektronische Anordnung, eine optische CCD-Kamera, eine lineare Abtastergruppe, ein Laserleser zum zweidimensionalen Abtasten oder ein ähnliches Gerät sein.

Die vom Abtaster 24 erzeugten elektronischen Impulse wer­ den auf einen Digitalisierer 26 übertragen, der diese elek­ tronischen Impulse in eine Reihe von computererkennbaren binären Datenbits umwandelt, die dem abgetasteten Bild entsprechen. Jeder optischen Zelle wird ein binärer nume­ rischer Wert auf der Grundlage der vom optischen Abtaster 24 wahrgenommenen Lichtintensität zugeordnet. Optische Zellen, die absolut schwarz oder absolut weiß sind, wer­ den den höchsten und niedrigsten Werten jeweils zugeord­ net, während Schatten dazwischen steigenden Werten zuge­ ordnet werden, die ein elektronisches Bild der abgetaste­ ten Matrix 10 bilden. Dieses Bild wird auf eine Zentral­ einheit eines Computers 28 CPU übertragen, die ein Bit­ kartenbild der Matrix 10 und eines Teils ihres Umfangsbe­ reiches als Bezug in ihrem Speicher speichert.

Die Matrix 10 wird nicht immer in einer leicht erkennbaren Orientierung relativ zum Abtaster 24 abgetastet. Dement­ sprechend führt die CPU 28 eine binäre Suche durch, um das codierte Muster zu lokalisieren und die Orientierung der Matrix 10, wie sie in der CPU 28 gespeichert ist, zu be­ stimmen. Die einzigartige Bedeutung des Umfangs 11 der Matrix 10 macht einen Bezugspunkt erforderlich. Jede Ma­ trix 10 enthält zwei durchgehend dunkle Seiten 12. Die CPU 28 sucht nach einer der durchgehenden dunklen Seiten 12 und dann, wenn sie eine derartige Seite 12 gefunden hat, nach dem Schnittpunkt der dunklen Seiten 12. Durch die Lo­ kalisierung der Ecke, an der sich die dunklen Seiten 12 schneiden, identifiziert die CPU 28 die spezifische Stelle der Matrix 10 unabhängig von der Größe oder der Orientie­ rung im abgetasteten optischen Feld. Die CPU 28 mißt dann die Länge jeder durchgehenden schwarzen Linie 12, die in ihrem Speicher gespeichert ist,und den Winkel, unter dem sich die Linien 12 schneiden. Die CPU 28 berechnet dann, wo sich die gegenüberliegende Ecke der Matrix 10 befindet. Unter Verwendung der Länge und des Schnittwinkels der Sei­ ten 12 ist die Matrix 10 immer auch dann erkennbar, wenn sie einer erheblichen linearen Verformung während der Di­ gitalisierung unterworfen worden war, so lange das binäre Bild ein Parallelogramm bleibt. Die Einzigartigkeit des Umfanges 11 erlaubt es der CPU 28 darüberhinaus, die Ma­ trix 10 von anderen Symbolen oder Bildern im Abtastfeld zu unterscheiden.

In Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zum Lesen und Entschlüs­ seln der Matrix 10 dargestellt. Wenn einmal die vier Ecken der Matrix 10 identifiziert sind, dann zählt die CPU 28 die abwechselnden dunklen und hellen Quadrate 16, 18 der Umfangsseiten 14 in einem Schritt 100. Da die Seiten 14 einen identischen Aufbau haben, wird eine Sei­ te 14 als Prüfseite gegenüber der zweiten Seite 14 be­ nutzt, um die Information zu bestätigen, was im Schritt 102 erfolgt. In einem Schritt 104 berechnet die CPU 28 das Produkt aus der Anzahl der Quadrate in jeder Seite 14 und bestimmt die CPU 28 die Dichte der Zelle in der Ma­ trix 10. Durch Berechnen des Winkels der Matrix, der Ma­ trixgröße und der Matrixdichte kann die CPU 28 die Lage jeder optischen Zelle 20, 22 relativ zu den sich schnei­ denden Linien 12 in einem Schritt 106 berechnen. In die­ ser Weise kann der Mittelpunkt jeder optischen Zelle 20, 22 bestimmt werden. Die CPU 28 kennt nun die räumliche Größe des zu decodierenden Musters, die Gesamtanzahl an optischen Zellen oder ihr elektronisches Äquivalent, das als Daten 19 gespeichert ist, und die Stelle des Mittel­ punktes jeder optischen Zelle 20, 22, bezogen auf die vier Ecken der Matrix 10. Da die räumliche Größe und die Zellendichte der Matrix 10 berechnete und nicht vorgege­ bene Werte sind, kann die CPU 28 eine Matrix 10 beliebi­ ger räumlicher Größe oder Dichte erkennen und decodieren.

Das Muster der Daten 19 wird dadurch decodiert, daß in einem Schritt 108 zunächst der Musterverteilungsschlüssel identifiziert wird. Der Verteilungsschlüssel wird immer als die Anzahl von optischen Zellen an einer bestimmten Position relativ zu den Ecken der Matrix 10 gespeichert. Wenn einmal die Orientierung der Matrix 10 durch die CPU 28 bestimmt ist, dann gewinnt die CPU 28 in einem Schritt 110 von ihrem Bitkartenbild der Matrix 10 das elektronische Äquivalent der optisch codierten Schlüssel­ zellen. Durch Decodieren dieser Schlüsselzellen im Schritt 112 wird die CPU 28 darüber informiert, welche der 256 Zellenverteilungsmuster verwandt wurde, um die Daten 19 in der Matrix 10 zu verschlüsseln. Wenn einmal das Verteilungsmuster bestimmt ist, dann wird in einem Schritt 114 die CPU 28 die geeigneten Zellen wieder ver­ einigen, um binäre Zeichenfolgen wiederzubilden, die den binären Zeichenfolgen entsprechen, die ursprünglich zum Verschlüsseln eingegeben worden waren.

Zum Erzeugen der Matrix 10 muß die CPU 28 diesen Vorgang umkehren und zunächst die binäre 0, 1 Sprache des Compu­ ters in dunkle und helle optische Zellen 20, 22 der Ma­ trix 10 umwandeln. Die CPU 28 berechnet die maximale Anzahl von Zeichenvariationen, die an jeder Stelle der Eingangsfolge erwartet wird,und bestimmt dann die klein­ ste Anzahl von optischen Zellen, die benötigt wird, um diese Anzahl von Variationen zu verschlüsseln. Der Kom­ pressionsvorgang variiert in Abhängigkeit von der erwar­ teten Art von Eingangszeichen. Wenn es beispielsweise bekannt ist, daß nur numerische Werte an einer gegebenen Stelle der Eingangsfolge auftreten werden, dann können die binären 8 Bitzahlen auf 3,32 optische Zellen komprim­ miert werden. Wenn alle alphabetischen Zeichen erwartet werden, dann kann ein binärer 8 Bitbuchstabe auf 4,75 optische Zellen komprimiert werden. Wenn die Eingangs­ zeichen entweder alphabetische oder numerische Zeichen sein können, dann kann der Kompressionsalgorithmus jedes Eingangszeichen von 8 binären Bits auf 5,21 optische Zellen komprimieren.

Das System kann weiterhin von verfügbaren Teilzellen Ge­ brauch machen. Das erste alphanumerische Zeichen wird beispielsweise 6 optische Zellen benötigen (kleinste ganze Zahl 5,21), während das zweite alphanumerische Zeichen nur fünf optische Zellen benötigen wird (10, 42 Zellen - 6 für das erste Zeichen = 4,42 abgerundet = 5). Das erlaubt eine stärkere binäre Kompression als es oben beschrieben wurde und setzt weiterhin die notwendige Dichte der Matrix 10 herab. Wenn es bekannt ist, daß in der in Fig. 1a dargestellten Weise zehn einzugebende Zei­ chen alle numerisch sind (0 bis 9), dann würde die CPU 28 über die Benutzung des Kompressionsalgorithmus fest - stellen, daß der Anzahl an möglichen binären Variationen über vierunddreißig optische Zellen statt über achtzig optische Zellen genügt werden kann, wie es sonst erwar­ tet würde.

Der Benutzer gibt dann in die CPU 28 die Art der gewünsch­ ten Verteilung der optischen Zellen in der Matrix 10 ein. Das Maß an gewünschter Redundanz wird dann in die CPU 28 in einem Bereich von einer Redundanz gleich null bis zu einer 400%-igen Wiederholung des Musters eingegeben. Die CPU 28 analysiert das Muster der optischen Grund­ zellen, die zu verschlüsseln sind, und positioniert die Redundanzdatenzellen am weitesten von der Grundzelle entfernt, um die höchste Wahrscheinlichkeit des Überle­ bens wenigstens einer Zelle bei einer Zerstörung eines Teils der Matrix 10 zu erzielen (Fig. 3a, 3b, 3c, 3d). Die Anzahl der optischen Zellen, die für die verschlüssel­ ten Daten bemötigt wird, wird dann berechnet und der An­ zahl an optischen Zellen zuaddiert, die als Verteilungs­ schlüsselzellen benötigt werden, um die Dichte der Ma­ trix 10 zu bestimmen. Die Quadratwurzel dieser Gesamtan­ zahl wird dann gebildet, um die Anzahl an Quadraten fest­ zulegen, die zur Bildung der Seiten 14 des Umfangs 11 der Matrix 10 benötigt wird. Schließlich wird die vom Be­ nutzer gewünschte räumliche Größe der Matrix 10 eingegeben, um die Länge der Seiten 12 der Matrix 10 zu bestimmen. Nach einer Berechnung aller dieser Werte bringt die CPU 28 einen Drucker 30 dazu, die neugebildete Matrix 10 zu er­ zeugen.

Dadurch daß ein maschinenlesbarer zweidimensionaler Binär­ code geschaffen wurde, dessen Umfang an zwei seiner Seiten die räumliche Größe des Codes und an zwei seiner Seiten die Dichte des codierten Materials angibt, ist der Daten­ code dynamisch variabel bezüglich der Größe und der Dich­ te der darin enthaltenen Information.

Claims (10)

1. Optisch maschinenlesbarer Binärcode, der Daten umfaßt, die eine Matrix mit einem Umfang bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang (11) Dichte­ anzeigeeinrichtungen zum Bestimmen der Dichte der Daten in der Matrix (10) enthält, die eine erste Seite (14) des Umfangs (11) und eine zweite Seite des Umfangs (11), die jeweils aus einem identischen unterbrochenen Linien­ muster bestehen, das aus abwechselnden dunklen Bereichen und hellen Bereichen (16, 18) gebildet ist, eine dritte und eine vierte Seite (12) einschließen, die sich an einer zweiten Ecke schneiden, wobei das Produkt aus der Anzahl der hellen und der dunklen Bereiche (16, 18) der ersten Seite (14) und der Anzahl der hellen und der dunklen Be­ reiche (16, 18) der zweiten Seite der Dichte der Daten in der Matrix (10) entspricht.

2. Optisch maschinenlesbarer Binärcode nach Anspruch 1, welcher Daten in Form einer Matrix (10) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang (11) der Ma­ trix Größeanzeigeeinrichtungen einschließt, die die räum­ liche Größe der Matrix (10) angeben.

3. Binärcode nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umfang (11) Orientierungsanzeige­ einrichtungen einschließt, die die Orientierung der Ma­ trix (10) relativ zum optischen Feld angeben.

4. Binärcode nach Anspruch 2, gekennzeich­ net durch Anzeigeeinrichtungen, die das Verteilungsmu­ ster der Daten in der Matrix (10) angeben.

5. Verfahren zum Bestimmen der Größe und der Dichte eines dynamisch variablen und optisch maschinenlesbaren Binärcodes, der eine Matrix mit einem Umfang bildet, der eine erste und eine zweite Seite, die jeweils aus einer durchgehenden Linie gleicher Länge bestehen, und einander an einer ersten Ecke schneiden, und eine dritte Seite und eine vierte Seite aufweist, die jeweils aus identi­ schen unterbrochenen Linienmustern gebildet sind, die aus abwechselnden dunklen und hellen Bereichen bestehen, wobei die dritte und die vierte Seite einander an einer zweiten Ecke entsprechend der Dichte der Daten in der Matrix schnei­ den, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärcode mit einem optischen Abtaster abgetastet wird, um die Matrix und den Umgebungsbereich der Matrix in eine Folge von elektronischen Impulsen umzuwandeln, wobei der Binärcode und der optische Code in einem optischen Feld angeordnet werden, das Signal der elektronischen Impulse in eine Reihe von elektronischen Datenbits umgewandelt wird, die einem zweiten Bild entsprechen, ein Bit-Karten­ bild der Matrix gebildet wird, die erste und die zweite Seite des Umfangs lokalisiert und deren Länge bestimmt wird, und das Produkt der Anzahl von hellen und dunklen Bereichen der dritten Seite und der Anzahl von hellen und dunklen Bereichen der vierten Seite gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ecke der sich schneidenden er­ sten und zweiten Linie lokalisiert und die Orientierung der Matrix bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in der Matrix enthaltenen Daten aus hellen und dunklen Bereichen bestehen und die in der Matrix enthaltenen Daten decodiert werden.

8. Verfahren zum Bilden eines dynamisch variablen und optisch maschinenlesbaren Binärcodes, der eine Ma­ trix bildet, die einen Umfang zum Angeben der Dichte der Daten in der Matrix und der Größe der Matrix auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die im Code zu enthaltenen Daten in binäre Form umgewandelt werden, die Anzahl der optischen Zellen bestimmt wird, die benötigt wird, um die binär verschlüsselte Informa­ tion in der Matrix wiederzugeben, die Größe der zu bil­ denden Matrix bestimmt wird, eine erste Seite des Ma­ trixumfangs als durchgehende dunkle Linie und eine zwei­ te Seite des Matrixumfangs als durchgehende dunkle Linie gebildet werden, die sich an einer ersten Ecke schneiden, wobei die Länge der Matrix aus der Länge der Linien be­ stimmt wird, die benötigt wird, um den Flächenbereich der Matrix wiederzugeben, die Quadratwurzel aus der Anzahl von optischen Zellen gebildet wird, die benötigt werden, um die im Binärcode enthaltenen Daten wiederzugeben, wo­ bei die Quadratwurzel auf eine ganze Zahl abgerundet wird, eine dritte Seite des Matrixumfangs aus einem unterbroche­ nen Linienmuster erzeugt wird, das aus abwechselnden dunk­ len Bereichen und hellen Bereichen besteht, derart, daß die Gesamtanzahl an dunklen und hellen Bereichen in der dritten Seite gleich der aufgerundeten Quadratwurzel der Anzahl der optischen Zellen ist, die in der Matrix ent­ halten sind, eine vierte Seite des Matrixumfanges aus einem unterbrochenen Linienmuster gebildet wird, das iden­ tisch mit der dritten Seite ist, wobei die vierte Seite die dritte Seite an einer zweiten Ecke schneidet und die erste Seite, die zweite Seite, die dritte Seite und die vierte Seite den Umfang der Matrix bilden, und der Binär­ code als Muster aus optischen Zellen innerhalb des Umfangs der Matrix gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optischen Zellen innerhalb des Umfangs des Binärcodes in einem bestimmten Muster gebil­ det werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Verteilungsschlüssel gebildet wird, der die Information zum Entschlüsseln des bestimm­ ten Musters enthält.