JP2002140717A - 画像処理方法及び装置、コンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オブジェクト画像の動きを、より自然に表現
する画像処理装置を提供する。 【解決手段】 オブジェクト画像の状態を定める状態変
数値の候補となる候補状態変数値を複数発生して、この
中から最も条件と合致するものを状態変数値とする複数
のプロセッサ２０と、これらのプロセッサの各々から状
態変数値を取得し、取得した状態変数値をすべてのプロ
セッサに同時期に送る影響コントローラ１０とを含む装
置を提供する。プロセッサが、複数の候補から最も条件
に合うものを状態変数値とするために、よりもっともら
しい画像が得られる。また、プロセッサは、影響コント
ローラから送られるすべてのプロセッサの状態変数値を
考慮して、次の時点での状態変数値を発生させることが
できるので、複数のオブジェクトが互いに影響し合う画
像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オブジェクト画像
の状態をコンピュータグラフィクス（ＣＧ）によって表
現するためのオブジェクトデータの処理技術に関し、よ
り詳しくは、オブジェクト画像をカオス的な動きで表現
する上で好適となる画像処理方法及び画像処理装置に関
する。「オブジェクト」とは表現対象となる物体をい
う。この明細書では、不規則に動く生物やそれに類する
物体を「オブジェクト」とする。

【０００２】

【発明の背景】ＣＧにより表現されるオブジェクト画像
がどのように動くかは、ＣＧの設計者が製作段階で決め
たプログラムに従って決められる。この種のプログラム
では、例えば、公知のモーションキャプチャを用いた
り、物理法則を用いた数値計算を行うことによって、オ
ブジェクト画像の動きを決めている。オブジェクトは、
通常は一定の論理で動くため、その動きがある程度予想
される。そのために、上記のようなプログラムによって
その動きを容易に決めることができ、それを表現したオ
ブジェクト画像の動きも自然な動きとなる。しかし、予
期しない動きをするオブジェクト画像を表現しようとす
ると、プログラムの設計によっては、動きが不自然なオ
ブジェクト画像になってしまったりする場合がある。特
に、複数のオブジェクトが相互に関連を持ちながら、か
つ全体として合目的に動くような生物的な動きを表現し
ようとすると、それを実現するためのプログラムの設計
が著しく困難となる。このようなプログラムを制作した
場合であっても、それにより行われる画像処理では、大
量のデータ処理が必要となり、処理時間がかかる。その
ため、リアルタイム処理が要求されるビデオゲームなど
で上記の生物的な動きの表現を行うことは、通常は不向
きとなる。

【０００３】しかしながら、最近のビデオゲームなどで
は、ユーザの興趣性を高めるために、論理に裏付けられ
ない、より自然で自由な、ユーザが予想できないような
動きをするオブジェクト画像の表現が求められている。
このような表現を可能にするために、乱数などによるゆ
らぎ変数を用いる手法自体は、画像処理の分野では、従
来より知られていた。すなわち、ゆらぎ変数を用いてオ
ブジェクトの位置、形状などの状態を表す状態変数値を
求め、これによってカオス的な振る舞いを表現してい
た。この振る舞いが自然に見えるかどうかは、ゆらぎ変
数から得られる状態変数値が所定の範囲内にあるか否か
でチェックしており、状態変数値が所定の範囲内であれ
ばその状態変数値を採用し、所定の範囲外であれば不自
然な振る舞いになるため、その状態変数値を採用せず
に、もう一度ゆらぎ変数を用いて状態変数値を求めてい
た。

【０００４】前述のように、複数のオブジェクトが相互
に関連を持ちながら、かつ全体として合目的に動作する
ような動きを表現する場合は、データ処理が大量になる
ことから、複数のプロセッサによりデータ処理を行うマ
ルチプロセッサ方式を採用することが考えられる。マル
チプロセッサ方式を採用する場合、物理的に接続された
プロセッサ間の状態変数値の送受は容易であるが、すべ
てのプロセッサ間で相互に状態変数値を送受する必要が
ある場合には、状態変数値の送受に時間がかかるため
に、高速処理が出来ない。例えば、一つのプロセッサで
一つのオブジェクトの状態変数値を求める場合、直接接
続されたプロセッサ間では、状態変数値を、相互に直接
送受することが容易なので、オブジェクト間に相互に関
連を持たせることが容易であるが、しかし、直接接続さ
れていないプロセッサ間では、状態変数値を直接送受す
ることができない。この場合は、送受しようとするプロ
セッサに接続されている他のプロセッサを経由して状態
変数値を送受することになるため、高速に処理すること
ができない。すべてのプロセッサ間をクロスバー接続す
ることにより、状態変数値の送受をマルチプロセッサ全
体で高速に行うことも可能であるが、この場合、必要な
ハードウェアが膨大になり、現実的ではない。

【０００５】本発明の主たる課題は、オブジェクト画像
の動きを、より自然に表現できるようにする画像処理方
法及び装置を提供することにある。本発明の他の課題
は、複数のオブジェクトが相互に関連を持ちながら全体
として合目的に動くようなオブジェクトの動きを高速に
表現できるようにする画像処理方法及び装置を提供する
ことにある。本発明の他の課題は、上記の画像処理装置
をコンピュータシステムにおいて実現するためのコンピ
ュータプログラムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明が提供する画像処
理方法は、オブジェクト画像の状態を表現するためのオ
ブジェクトデータを生成する装置において、前記オブジ
ェクト画像のある時点での状態を定める状態変数値の候
補となる候補状態変数値を所定個数発生させ、所定の条
件値との一致度合いが最も高い第１候補状態変数値を前
記状態変数値として決定し、この決定した状態変数値に
基づいて当該時点の前記オブジェクトデータを生成する
ことを特徴とする方法である。時点毎に最適な第１候補
状態変数値に基づいて状態変数値を決定し、これに基づ
いてオブジェクトデータを生成するので、上記の条件値
としてオブジェクト画像の動きを規定しておくことで、
自由な動きのオブジェクト画像を容易に表現することが
できるようになる。

【０００７】前記所定個数の候補状態変数値を、所定範
囲で変化可能なゆらぎ変数を用いて時系列に発生させ、
前記状態変数値を時点毎に時系列に決定していくことに
より、前記オブジェクト画像をカオス的に表現するため
の前記オブジェクトデータを容易に生成できるようにな
る。

【０００８】本発明の他の画像処理方法は、複数のプロ
セッサと各プロセッサとの間で双方向の通信を行うコン
トローラとを有し、各プロセッサがそれぞれ自己に割り
当てられたオブジェクト画像の状態を表現するためのオ
ブジェクトデータを生成する装置において実行される方
法であって、前記複数のプロセッサの少なくとも一つ
が、前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める
状態変数値の候補となる候補状態変数値を発生させ、こ
の候補状態変数値を前記コントローラへ個別的に送出
し、前記候補状態変数値を受け取ったコントローラが、
その候補状態変数値を含む参照用数値をすべてのプロセ
ッサに同時期に一斉送出し、前記候補状態変数値を送出
したプロセッサが、前記コントローラから受け取った前
記参照用数値と当該候補状態変数値との相対関係を定量
化してその結果が当該プロセッサに固有となる所定の範
囲内にある場合にその候補状態変数値に基づいて当該時
点での前記オブジェクトデータを生成することを特徴と
する。「参照用数値」とは、プロセッサから送られた一
又は複数の候補状態変数値をコントローラからすべての
プロセッサに転送し、各プロセッサにおいて上記相対関
係を判断する場合の参照用とする数値をいう。あるプロ
セッサから一つの候補状態変数値のみが送られた場合、
通常は参照用数値とその候補状態変数値は同じ数値とな
る。候補状態変数値が複数の場合には、平均値を参照用
数値とすることができる。

【０００９】参照用数値により、自プロセッサで発生し
た候補状態変数値を他のすべてのプロセッサに対して容
易に送れるようになる。つまり、従来、直接接続された
プロセッサ以外のプロセッサに処理結果等を送るときに
は、直接接続されたプロセッサ間を経由して送る必要が
あるために、例えば、複数のプロセッサのすべてに処理
結果を送るときなどは多大な時間を要した。しかし、コ
ントローラによりすべてのプロセッサの処理結果を取り
込み、これを参照用数値として各プロセッサに一斉に送
出可能としたことで、すべてのプロセッサに、従来より
短時間で、処理結果を送ることが可能となる。また、他
のプロセッサで発生した候補状態変数値を受け取ること
も容易に可能となる。そのために、自プロセッサで発生
した候補状態変数値を、他のプロセッサで発生した候補
状態変数値と比較して、自プロセッサで発生した候補状
態変数値の妥当性を容易に確認可能となる。これによ
り、例えば、複数のオブジェクトが相互に関連を持ちな
がら全体として合目的に動くような動作が高速に表現で
きるようになる。

【００１０】本発明の他の画像処理方法は、複数のプロ
セッサ及び各プロセッサとの間で双方向の通信を行うコ
ントローラを有し、各プロセッサがそれぞれ自己に割り
当てられたオブジェクト画像の状態を表現するためのオ
ブジェクトデータを生成する装置において実行される方
法であって、前記複数のプロセッサの少なくとも一つ
が、それぞれ前記オブジェクト画像の状態を定める状態
変数値の候補となる候補状態変数値を所定個数発生させ
るとともに所定の条件値との一致度合いが最も高い第１
候補状態変数値を前記コントローラに個別的に送出し、
前記第１候補状態変数値を受け取った前記コントローラ
が、その第１候補状態変数値を含む参照用数値をすべて
のプロセッサに同時期に一斉送出し、前記第１候補状態
変数値を送出したプロセッサが、前記コントローラから
受け取った参照用数値と前記第１候補状態変数値との相
対関係を定量化してその結果が当該プロセッサに固有と
なる所定の範囲内にある場合にその第１候補状態変数値
に基づいて前記オブジェクトデータを生成することを特
徴とする。最適な候補状態変数値（第１候補状態変数
値）に基づいて状態変数値を決定し、これに基づいてオ
ブジェクトデータを生成するので、上記の条件値として
オブジェクト画像の動きを規定しておくことで、自由な
動きのオブジェクト画像を容易に表現することができる
ようになる。また、この方法では、第１候補状態変数値
を、コントローラにより、すべてのプロセッサに短時間
で送ることが可能なので、複数のオブジェクトが相互に
関連を持ちながら全体として合目的に動くようなオブジ
ェクトの動きを高速に表現できる。

【００１１】前記複数のプロセッサの少なくとも一つ
に、所定範囲で変化可能なゆらぎ変数を発生させ、その
ゆらぎ変数に基づいて前記候補状態変数値を発生させる
ようにすることで、前記オブジェクト画像をカオス的に
表現するための前記オブジェクトデータを容易に生成で
きるようになる。参照用数値は、候補状態変数値の他
に、上記のようなゆらぎ変数値を含んでもよい。つま
り、前記ゆらぎ変数を発生させたプロセッサが、そのゆ
らぎ変数を前記コントローラに個別的に送出し、前記ゆ
らぎ変数を受け取った前記コントローラが、受け取った
すべてのゆらぎ変数の平均値をとり、この平均値を前記
ゆらぎを送出したすべてのプロセッサに一斉送出し、前
記平均値を受け取ったプロセッサが、その平均値と前記
発生させたゆらぎ変数とに基づいて前記候補状態変数値
を発生させる。これにより、候補状態変数値を発生させ
るためのゆらぎ変数値に、他のプロセッサで発生したゆ
らぎ変数値の影響を反映させることができるようにな
る。これにより、例えば、個々のオブジェクトはそれぞ
れ独立して動作しているように見えても、全体としては
一つの群のように動作する画像を得ることができる。オ
ブジェクトデータを生成するこれらの装置では、前記複
数のプロセッサを一以上のグループに分け、一つのグル
ープ内のプロセッサの各々が決定した前記候補状態変数
値の一つを当該グループに属するすべてのプロセッサで
用いる共通の状態変数値とするようにしてもよい。これ
は、一つのプロセッサで複数の候補状態変数値を発生さ
せて、この中から最も条件値との一致度合いが高い第１
候補状態変数値を状態変数値とする場合と同様に、自由
な動きのオブジェクト画像を容易に表現することができ
るようになるが、グループに属するプロセッサで候補状
態変数値を発生させるために、一つのプロセッサで行う
よりも高速な処理が可能となる。

【００１２】本発明の画像処理装置は、オブジェクト画
像の状態を表現するためのオブジェクトデータを生成す
る装置であって、前記オブジェクト画像のある時点での
状態を定める状態変数値の候補となる候補状態変数値
を、所定範囲で変化可能なゆらぎ変数を用いて時系列に
発生させる手段と、前記発生した所定個数の候補状態変
数値のうち所定の条件値との一致度合いが最も高い第１
候補状態変数値を前記状態変数値として時点毎に時系列
に決定していき、各時点で決定した状態変数値に基づい
て当該時点の前記オブジェクトデータを生成する手段と
を備える。これにより、前記オブジェクト画像をカオス
的に表現する。

【００１３】本発明の他の画像処理装置は、複数のプロ
セッサと各プロセッサとの間で双方向の通信を行うコン
トローラとを有し、各プロセッサがそれぞれ自己に割り
当てられたオブジェクト画像の状態を表現するためのオ
ブジェクトデータを生成する装置であって、前記複数の
プロセッサの少なくとも一つが、前記オブジェクト画像
のある時点での状態を定める状態変数値の候補となる候
補状態変数値を発生させる手段と、発生した候補状態変
数値を前記コントローラへ個別的に送出するとともに、
自らが送出した前記候補状態変数値を含む参照用数値を
前記コントローラから受け取る手段と、前記受け取った
参照用数値と前記発生した候補状態変数値との相対関係
を定量化し、その結果が当該プロセッサに固有となる所
定の範囲内にある場合にその候補状態変数値に基づいて
当該時点での前記オブジェクトデータを生成する手段と
を備える画像処理装置である。

【００１４】本発明の他の画像処理装置は、複数のプロ
セッサと各プロセッサとの間で双方向の通信を行うコン
トローラとを有し、各プロセッサがそれぞれ自己に割り
当てられたオブジェクト画像の状態を表現するためのオ
ブジェクトデータを生成する装置であって、前記複数の
プロセッサの少なくとも一つが、前記オブジェクト画像
のある時点での状態を定める状態変数値の候補となる候
補状態変数値を所定個数発生させるとともに所定の条件
値との一致度合いが最も高い第１候補状態変数値を特定
する手段と、特定した前記第１候補状態変数値を前記コ
ントローラへ個別的に送出するとともに、自らが送出し
た前記第１候補状態変数値を含む参照用数値を前記コン
トローラから受け取る手段と、前記受け取った参照用数
値と前記特定した第１候補状態変数値との相対関係を定
量化し、その結果が当該プロセッサに固有となる所定の
範囲内にある場合にその第１候補状態変数値に基づいて
当該時点での前記オブジェクトデータを生成する手段と
を備える画像処理装置である。

【００１５】本発明のコンピュータプログラムは、コン
ピュータシステムをオブジェクト画像の状態を表現する
ためのオブジェクトデータを生成する画像処理装置とし
て動作させるためのコンピュータプログラムであって、
前記画像処理装置が、前記オブジェクト画像のある時点
での状態を定める状態変数値の候補となる候補状態変数
値を、所定範囲で変化可能なゆらぎ変数を用いて時系列
に発生させる手段と、前記発生した所定個数の候補状態
変数値のうち所定の条件値との一致度合いが最も高い第
１候補状態変数値を前記状態変数値として時点毎に時系
列に決定していき、各時点で決定した状態変数値に基づ
いて当該時点の前記オブジェクトデータを生成する手段
とを備え、これにより、前記オブジェクト画像をカオス
的に表現するものである。

【００１６】本発明の他のコンピュータプログラムは、
コンピュータシステムを画像処理装置として動作させる
ためのコンピュータプログラムであって、前記画像処理
装置が、複数のプロセッサと各プロセッサとの間で双方
向の通信を行うコントローラとを有し、各プロセッサが
それぞれ自己に割り当てられたオブジェクト画像の状態
を表現するためのオブジェクトデータを生成するもので
あり、前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、前記
オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態変数
値の候補となる候補状態変数値を発生させる手段と、発
生した候補状態変数値を前記コントローラへ個別的に送
出するとともに、自らが送出した前記候補状態変数値を
含む参照用数値を前記コントローラから受け取る手段
と、前記受け取った参照用数値と前記発生した候補状態
変数値との相対関係を定量化し、その結果が当該プロセ
ッサに固有となる所定の範囲内にある場合にその候補状
態変数値に基づいて当該時点での前記オブジェクトデー
タを生成する手段とを備えるものである。

【００１７】本発明の他のコンピュータプログラムは、
コンピュータシステムを画像処理装置として動作させる
ためのコンピュータプログラムであって、前記画像処理
装置が、複数のプロセッサと各プロセッサとの間で双方
向の通信を行うコントローラとを有し、各プロセッサが
それぞれ自己に割り当てられたオブジェクト画像の状態
を表現するためのオブジェクトデータを生成するもので
あって、前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、前
記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態変
数値の候補となる候補状態変数値を所定個数発生させる
とともに所定の条件値との一致度合いが最も高い第１候
補状態変数値を特定する手段と、特定した前記第１候補
状態変数値を前記コントローラへ個別的に送出するとと
もに、自らが送出した前記第１候補状態変数値を含む参
照用数値を前記コントローラから受け取る手段と、前記
受け取った参照用数値と前記特定した第１候補状態変数
値との相対関係を定量化し、その結果が当該プロセッサ
に固有となる所定の範囲内にある場合にその第１候補状
態変数値に基づいて当該時点での前記オブジェクトデー
タを生成する手段とを備えるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しつつ詳細に説明する。

【００１９】＜全体構成＞図１は、本発明の画像処理装
置を、マルチプロセッサシステムに適用した場合の全体
の構成図の一例である。このマルチプロセッサシステム
１は、影響コントローラ１０と、複数のセルプロセッサ
２０と、複数のＷＴＡ（winner take all）・総和回路
３０と、を含んで構成されている。影響コントローラ１
０とすべてのセルプロセッサ２０とは、ブロードキャス
トチャネル（一斉送出可能な通信チャネル）により接続
されている。本発明のコントローラは、影響コントロー
ラ１０とＷＴＡ・総和回路３０とにより具現されてい
る。

【００２０】このマルチプロセッサシステム１は、各セ
ルプロセッサ２０のデータ処理結果であり、ある時点に
おけるオブジェクトの状態を表現するための状態変数値
を影響コントローラ１０により管理して、影響コントロ
ーラ１０からすべてのセルプロセッサ２０の状態変数値
を、参照用数値の一例として各セルプロセッサ２０へブ
ロードキャストにより送信するものである。ブロードキ
ャストにより状態変数値を各セルプロセッサ２０へ送信
するので、各セルプロセッサ２０は、高速に他のセルプ
ロセッサ２０により発生された状態変数値を入手可能で
ある。状態変数値は、各セルプロセッサ２０により行わ
れるデータ処理の結果として得られる値であり、ＣＧに
よるオブジェクトの位置座標、形状、色等の状態を表
す。状態変数値は、乱数などのランダムに変化するゆら
ぎ変数を用いて発生することにより、カオス的なゆらぎ
をもつ変数となる。ゆらぎ変数は、例えば以下の式によ
り得られる値である。

【数１】Ｒk+1＝４＊Ｒk＊（１−Ｒk） ０＜Ｒk＜１ Ｒk：ゆらぎ変数

【００２１】ブロードキャストチャネルは、影響コント
ローラ１０と複数のセルプロセッサ２０との間の伝送経
路であり、アドレスを送るアドレスバスと、各セルプロ
セッサ２０のデータ処理結果である状態変数値などのデ
ータを送るデータバスとを含んで構成される。アドレス
には、個々のセルプロセッサ２０を特定するためのセル
アドレスと、すべてのセルプロセッサ２０を対象とする
ブロードキャストアドレスとがある。セルアドレスは、
メモリ上のアドレス（物理アドレス又は論理アドレス）
に対応しており、セルプロセッサ２０のデータ処理結果
は、常に、当該セルプロセッサ２０を示すセルアドレス
に対応するアドレスに記憶される。各セルプロセッサ２
０には、各々を識別するための識別情報としてＩＤ（id
entification）が付されている。セルアドレスはこのＩ
Ｄにも対応する。これにより、例えば、送信されるデー
タがどのセルプロセッサ２０により導出されたかを、セ
ルアドレスにより表すことができる。

【００２２】複数のＷＴＡ・総和回路３０は、図１に示
すように接続される。即ち、ＷＴＡ・総和回路３０は、
セルプロセッサ２０側を一段目としてピラミッド状に接
続される。一段目のＷＴＡ・総和回路３０の入力端の各
々には２つのセルプロセッサ２０が接続され、出力端は
二段目のＷＴＡ・総和回路３０の入力端に接続される。
二段目以降は、入力端の各々に下位の段の２つのＷＴＡ
・総和回路３０の出力が接続され、出力端に上位の段の
ＷＴＡ・総和回路３０の入力端が接続される。最上段の
ＷＴＡ・総和回路３０は、入力端の各々に下段の２つの
ＷＴＡ・総和回路３０の出力端が接続され、出力端は影
響コントローラ１０に接続される。

【００２３】次に、影響コントローラ１０、セルプロセ
ッサ２０、ＷＴＡ・総和回路３０のそれぞれについて詳
細に説明する。

【００２４】＜影響コントローラ＞影響コントローラ１
０は、ブロードキャストチャネルによりすべてのセルプ
ロセッサ２０にデータをブロードキャストするととも
に、各セルプロセッサ２０の状態変数値を受信して保持
する。図２に影響コントローラ１０の構成例を示す。影
響コントローラ１０は、マルチプロセッサシステム１全
体の動作を制御するＣＰＵ（Central Processor Unit）
コア１０１と、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memor
y）などの書き換え可能なメインメモリ１０２と、ＤＭ
ＡＣ（DirectMemory Access Controller）１０３とがバ
スＢ１で接続されて構成される。バスＢ１には、最上段
のＷＴＡ・総和回路３０の出力端及びハードディスクや
可搬性メディア等の外部メモリも接続される。

【００２５】ＣＰＵコア１０１は、起動時に外部メモリ
から起動プログラムを読み込み、その起動プログラムを
実行してオペレーティングシステムを動作させる。ま
た、メインメモリ１０２から読み出したデータに基づい
て、各セルプロセッサ２０に対してブロードキャストす
るブロードキャストデータ（参照用数値）を生成する。
ブロードキャストデータは、例えば、状態変数値と当該
状態変数値を算出したセルプロセッサ２０を示すセルア
ドレスとの組からなる、１又は複数組のペアデータであ
る。また、各セルプロセッサ２０が状態変数値を発生さ
せる際に用いる所定の条件となる拘束条件を生成する。
拘束条件とは、例えば、セルプロセッサ２０で発生させ
る状態変数値が取り得る値の範囲を指定する条件であ
る。拘束条件値は、例えば、各セルプロセッサ２０に固
定した値であったり、各セルプロセッサ２０より発生さ
れた１サイクル前の状態変数値から導出する。メインメ
モリ１０２は、各セルプロセッサ２０の状態変数値など
のデータを保存するものであり、マルチプロセッサシス
テム１全体の共有メモリとして用いられる。状態変数値
は、当該状態変数値を算出したセルプロセッサ２０のセ
ルアドレスに応じたメインメモリ１０２のアドレスに保
存される。ＤＭＡＣ１０３は、メインメモリ１０２と各
セルプロセッサ２０との間のダイレクトメモリアクセス
転送制御を行う。例えば、各セルプロセッサ２０に対し
ては、ブロードキャストチャネルを介して、ブロードキ
ャストデータをブロードキャストする。また、各セルプ
ロセッサ２０のデータ処理結果を個別に取得して、メイ
ンメモリ１０２に保存する。

【００２６】＜セルプロセッサ＞各セルプロセッサ２０
は、ブロードキャストデータの中から必要となるデータ
を取捨選択してデータ処理を行い、データ処理の終了時
に、その旨をＷＴＡ・総和回路３０へ報告する。データ
処理の結果である状態変数値を、影響コントローラ１０
からの指示により、影響コントローラ１０送出する。各
セルプロセッサ２０は、図示しない共有メモリを介して
カスケード接続される。各セルプロセッサ２０は、デー
タ処理を同期的なクロックで行ってもよく、各々異なる
クロックで行ってもよい。図３にセルプロセッサ２０の
構成例を示す。セルプロセッサ２０は、セルＣＰＵ２０
１と、入力バッファ２０２と、出力バッファ２０３と、
ＷＴＡバッファ２０４と、プログラムコントローラ２０
５と、命令メモリ２０６と、データメモリ２０７と、を
含んで構成される。

【００２７】セルＣＰＵ２０１は、プログラマブルな浮
動小数点演算器を備えたプロセッサであり、セルプロセ
ッサ２０内の動作を制御して、データ処理を行うもので
ある。セルＣＰＵ２０１は、影響コントローラ１０から
ブロードキャストされたブロードキャストデータを入力
バッファ２０２を介して取得し、ペアデータのセルアド
レスにより自己が行うべき処理に必要なデータか否かを
判断して、必要であればデータメモリ２０７の対応する
アドレスに状態変数値を書き込む。また、データメモリ
２０７から状態変数値を読み出してデータ処理を行い、
発生した状態変数値を出力バッファ２０４に書き込み、
ＷＴＡ・総和回路３０にデータ処理の終了を示すデータ
を送る。

【００２８】入力バッファ２０２は、影響コントローラ
１０からブロードキャストされたブロードキャストデー
タを保持するものである。保持されたブロードキャスト
データは、セルＣＰＵ２０１からの要求により、セルＣ
ＰＵ２０１へ送られる。出力バッファ２０３は、セルＣ
ＰＵ２０１の状態変数値を保持するものである。保持さ
れた状態変数値は、影響コントローラ１０からの要求に
より、影響コントローラ１０へ送信される。入力バッフ
ァ２０２及び出力バッファ２０３は、この他に制御用の
データ等の送受を行ってもよい。ＷＴＡバッファ２０４
は、セルＣＰＵ２０１によるデータ処理の終了時に、セ
ルＣＰＵ２０１からデータ処理の終了を示すデータを受
信して、これをＷＴＡ・総和回路３０へ送信することに
より、データ処理の終了をＷＴＡ・総和回路３０に報告
するものである。データ処理の終了を示すデータには、
例えば、自セルプロセッサ２０のＩＤと、出力バッファ
２０３に保存された状態変数値が影響コントローラ１０
へ読み取られるときの優先度を決める優先度データとが
含まれる。

【００２９】プログラムコントローラ２０５は、セルプ
ロセッサ２０の動作を規定するプログラムを影響コント
ローラ１０から取り込むものである。セルプロセッサ２
０の動作を規定するプログラムには、セルプロセッサ２
０で実行されるデータ処理のためのプログラムや、当該
セルプロセッサ２０で処理に必要なデータを決めるデー
タ選択プログラム、処理結果が影響コントローラ１０へ
読み取られるときの優先度を決める優先度決定プログラ
ムなどがある。命令メモリ２０６は、プログラムコント
ローラ２０５により取り込んだプログラムを保存するも
のである。保存したプログラムは、必要に応じてセルＣ
ＰＵ２０１に読み込まれる。

【００３０】データメモリ２０７は、セルプロセッサ２
０において処理されるデータを保存するものである。セ
ルＣＰＵ２０１により必要と判断されたブロードキャス
トデータが書き込まれる。ブロードキャストデータは、
セルアドレスに応じたアドレスに保存される。また、本
実施形態では、候補状態変数値及び比較値の組を一時保
存すると共に、新たな状態変数値が決定すると、新たな
状態変数値が所定のアドレスに書き込まれる。また、本
実施形態ではデータメモリ２０７の一部は共有メモリを
介して隣接するセルプロセッサ２０に繋がっており、１
サイクル毎に隣接するセルプロセッサ２０とデータの送
受が可能となっている。

【００３１】セルＣＰＵ２０１には、コンピュータプロ
グラムを実行することによって、図４に示すように、ゆ
らぎ生成部２０１１、候補状態変数値生成部２０１２、
比較値生成部２０１３、比較部２０１４等の機能ブロッ
クが形成される。このコンピュータプログラムは、命令
メモリ２０６に保存されており、プログラムコントロー
ラ２０５を介して影響コントローラ１０から送られたも
のである。

【００３２】ゆらぎ生成部２０１１は、例えば数式１な
どによりゆらぎ変数を発生するものである。発生したゆ
らぎ変数は、候補状態変数値生成部２０１２へ送られ
る。候補状態変数値生成部２０１２は、ゆらぎ変数に基
づいて状態変数値の候補である候補状態変数値を生成す
るものである。生成した候補状態変数値は、比較値生成
部２０１３へ送られる。候補状態変数値は、所定の条件
を満たすことにより状態変数値とされる。比較値生成部
２０１３は、候補状態変数値生成部２０１２により発生
した候補状態変数値とブロードキャストデータから取捨
選択した状態変数値とにより所定の演算を行って算出し
た値と、外部から入力される所定の条件値である拘束条
件値とを比較して、比較値を導出する。比較値は、候補
状態変数値が、現時点のセルプロセッサ２０の状態変数
値としてどの程度適しているかを表す値である。比較値
は、例えば、発生した候補状態変数値と取捨選択した状
態変数値とから算出される値と、拘束条件値との差分値
である。候補状態変数値と比較値とを組にして、データ
メモリ２０７に保存する。また、以上のようにして生成
される候補状態変数値と比較値の組を計数する。拘束条
件値は、例えば、命令メモリ２０６を経由して、影響コ
ントローラ１０から取り込む。比較部２０１４は、複数
の比較値から最適と判断される比較値を検出する。最適
と判断される比較値とは、例えば、比較値が、候補状態
変数値と取捨選択した状態変数値とから算出される値
と、拘束条件値との差分値である場合、最小の比較値と
いうことになる。最適な比較値を検出すると、ＷＴＡバ
ッファ２０４へデータ処理の終了を示すデータを送信す
る。また、最適と判断した比較値と組になる候補状態変
数値を、自セルプロセッサ２０の新たな状態変数値とし
て、データメモリ２０７の所定のアドレスに保存し、他
の候補状態変数値及び比較値を消去する。

【００３３】＜ＷＴＡ・総和回路＞複数のＷＴＡ・総和
回路３０は、各セルプロセッサ２０から送られるデータ
処理の終了を示すデータにより、影響コントローラ１０
がセルプロセッサ２０から状態変数値を取り込む順序を
決めて影響コントローラ１０へ報告する。

【００３４】図５にＷＴＡ・総和回路３０の構成例を示
す。各ＷＴＡ・総和回路３０は、２つの入力レジスタ
Ａ、Ｂ（以下、第１入力レジスタ３０１、第２入力レジ
スタ３０２）と、切換器３０３と、比較器３０４と、加
算器３０５と、出力レジスタ３０６と、を含んで構成さ
れる。

【００３５】第１入力レジスタ３０１及び第２入力レジ
スタ３０２は、それぞれ整数レジスタ及び浮動小数点レ
ジスタを備えている。整数レジスタには、例えばセルプ
ロセッサ２０から送られるデータ処理の終了を示すデー
タのうち、ＩＤデータが書き込まれ、浮動小数点レジス
タには、例えば優先度データが書き込まれる。

【００３６】切換器３０３は、比較器３０４及び加算器
３０５のいずれか一方を活性化する。具体的には、動作
モードに従って一方のみを使用可能とする。動作モード
は、例えば影響コントローラ１０からの指示により決め
られる。動作モードについては、後述する。比較器３０
４は、第１入力レジスタ３０１及び第２入力レジスタ３
０２の各々の浮動小数点レジスタが保持する浮動小数点
値の比較を行い、大きい方（又は小さい方）の値と、そ
れに付随する整数とを、出力レジスタ３０６へ書き込
む。加算器３０５は、第１入力レジスタ３０１及び第２
入力レジスタ３０２の各々の浮動小数点レジスタが保持
する浮動小数点値の和を算出し、算出結果を出力レジス
タへ書き込む。出力レジスタ３０６は、第１入力レジス
タ３０１及び第２入力レジスタ３０２とほぼ同じに構成
される。つまり、整数レジスタ及び浮動小数点レジスタ
を備えている。整数レジスタには、例えばＩＤデータが
書き込まれ、浮動小数点レジスタには、例えば優先度デ
ータが書き込まれる。

【００３７】ＷＴＡ・総和回路３０は、以下に説明する
３つの動作モードをもつ。

【００３８】最大値（ＷＴＡ）モード：切換器３０３に
より、比較器３０４が活性化される。比較器３０４は、
第１入力レジスタ３０１及び第２入力レジスタ３０２の
各々の浮動小数点レジスタが保持する浮動小数点値Ａ、
Ｂの比較を行い、大きい方（又は小さい方）の値と、そ
れに付随する整数値を出力レジスタ３０６に書き込む。
出力レジスタ３０６への書き込みが終了すると、第１入
力レジスタ３０１及び第２入力レジスタ３０２をクリア
する。出力レジスタ３０６の内容は、上位の段のＷＴＡ
・総和回路３０の入力レジスタに書き込まれる。このと
き、書き込み先の入力レジスタがクリアされていないと
きは、書き込みがストールして、そのサイクルでは書き
込みを行わず、次のサイクルで書き込むようにする。

【００３９】加算モード：切換器３０３により、加算器
３０５が活性化される。加算器３０５により、第１入力
レジスタ３０１及び第２入力レジスタ３０２の各々の浮
動小数点レジスタが保持する浮動小数点値Ａ，Ｂの和を
算出し、算出結果を出力レジスタ３０６に書き込む。出
力レジスタ３０６の内容は、上位の段のＷＴＡ・総和回
路３０の入力レジスタに書き込まれる。

【００４０】近似ソートモード：切換器３０３により、
比較器３０４が活性化される。比較器３０４は、第１入
力レジスタ３０１及び第２入力レジスタ３０２の各々の
浮動小数点レジスタが保持する浮動小数点値Ａ、Ｂの比
較を行い、大きい方（又は小さい方）の値と付随する整
数値を出力レジスタ３０６に書き込む。その後、出力レ
ジスタ３０６に書き込まれた値を保持していた入力レジ
スタのみをクリアする。出力レジスタ３０６の内容を、
上位の段のＷＴＡ・総和回路３０の入力レジスタに書き
込む。書き込み先の入力レジスタがクリアされていない
場合は、書き込みがストールし、そのサイクルでは書き
込みを行わない。ただし、下位の段のＷＴＡ・総和回路
３０の出力レジスタ３０６からの書き込み動作は行われ
る。近似ソートモードにより、影響コントローラ１０が
最上段のＷＴＡ・総和回路３０から受け取るデータは、
浮動小数点値が多きい順或いは小さい順にソートされた
ものとなる。

【００４１】なお、各モードに入る前には、すべてのＷ
ＴＡ・総和回路３０の第１入力レジスタ３０１、第２入
力レジスタ３０２及び出力レジスタ３０６がクリアされ
る。

【００４２】＜実施例１＞この実施例では、セルプロセ
ッサ２０毎に設定される拘束条件値で状態変数値を更新
する場合について説明する。図６は、このような処理の
フローチャートである。この例では、複数のオブジェク
トが互いの距離を一定に保ちながら運動するようなアニ
メーションを作成する場合について説明する。オブジェ
クトの位置を表す位置座標を、Ｘ、Ｙ、Ｚの直交座標系
で表し、一個のセルプロセッサでは、一個のオブジェク
トの位置座標を算出するものとする。ｉ番目のセルプロ
セッサで処理されるｋサイクル目の位置座標を、（Ｘi,
k、Ｙi,k、Ｚi,k）と表す。この場合、位置座標が状態
変数値である。

【００４３】影響コントローラ１は、各セルプロセッサ
２０の状態変数値である各オブジェクトの位置座標を、
メインメモリ１０２から読み出してすべてのセルプロセ
ッサ２０へブロードキャストする（ステップＳ１０
１）。各セルプロセッサ２０では、ブロードキャストさ
れた位置座標から、自プロセッサで必要となる位置座標
のみを取捨選択する（ステップＳ１０２）。例えば、ブ
ロードキャストされた位置座標のうち、自プロセッサが
処理するオブジェクトに近接するオブジェクトについて
の処理を行うプロセッサについてのセルアドレスが付さ
れた位置座標（Ｘj,k、Ｙj,k、Ｚj,k）を選択する。

【００４４】次に各セルプロセッサ２０は、Ｘ、Ｙ、Ｚ
座標の各々について、ゆらぎ変数を発生する（ステップ
Ｓ１０３）。ゆらぎ変数は、例えば以下のような式によ
り発生する。

【数２】 Ａi,k+1 ＝ ４ ＊ Ａi,k ＊ （１−Ａi,k） Ｂi,k+1 ＝ ４ ＊ Ｂi,k ＊ （１−Ｂi,k） Ｃi,k+1 ＝ ４ ＊ Ｃi,k ＊ （１−Ｃi,k） ０＜Ａi,k＜１ 、 ０＜Ｂi,k＜１ 、０＜Ｃi,k＜１

【００４５】このようにして発生したゆらぎ変数を用い
て、候補状態変数値Ｘi,k+1、Ｙi,k+1、Ｚi,k+1を発生
する（ステップＳ１０４）。例えば、以下のような式に
より候補状態変数値を発生する。この式では、ゆらぎ変
数Ａi,k+1、Ｂi,k+1、Ｃi,k+1と、１サイクル前の状態
変数値Ｘi,k、Ｙi,k、Ｚi,kとの和により候補状態変数
値Ｘi,k+1、Ｙi,k+1、Ｚi,k+1を発生している。

【数３】 Ｘi,k+1 ＝ Ａi,k+1 ＋ Ｘi,k Ｙi,k+1 ＝ Ｂi,k+1 ＋ Ｙi,k Ｚi,k+1 ＝ Ｃi,k+1 ＋ Ｚi,k

【００４６】各セルプロセッサ２０は、発生した候補状
態変数値（Ｘi,k+1、Ｙi,k+1、Ｚi,k+1）及び取捨選択
した状態変数値（Ｘj,k、Ｙj,k、Ｚj,k）から得られる
値と、拘束条件値Ｌとから比較値Ｋを算出する。例えば
以下のような式により、比較値Ｋを算出する（ステップ
Ｓ１０５）。比較値Ｋとそのときに用いた候補状態変数
値とは、一つの組としてデータメモリ２０７に保存され
る。また、比較値Ｋと候補状態変数値との組の個数をカ
ウントする（ステップＳ１０６）。

【数４】 Ｋ＝SQRT（（Ｘj,k−Ｘi,k+1）＾２＋Ｙj,k−Ｙi,k+1）
＾２＋Ｚj,k−Ｚi,k+1）＾２）−Ｌ 拘束条件値Ｌは、個々のセルプロセッサ２０に固有の数
値であり、例えば、当該セルプロセッサで位置座標の計
算を行う対象のオブジェクトが、他のオブジェクトとの
間で保つ一定の距離である。拘束条件値Ｌは、例えば、
プログラムに含ませて、影響コントローラ１０から各セ
ルプロセッサ２０へ予め入力しておく。拘束条件値Ｌ
は、設計時に予め設計者により決められたり、外部から
の入力により決まる数値である。比較値Ｋは、ｉ番目の
セルプロセッサで処理されたｋ＋１サイクル目の位置座
標とｊ番目のセルプロセッサで処理されたｋサイクル目
の位置座標との距離と、拘束条件値Ｌとの差である。Ｘ
j,k、Ｙj,k、Ｚj,kは、取捨選択した状態変数値であり
ｊ番目のセルプロセッサ２０のｋサイクル目の位置座標
を示す状態変数値を表す。

【００４７】セルプロセッサ２０は、候補状態変数値及
び比較値Ｋの組が所定の個数に達したか否かを判定する
（ステップＳ１０７）。判定の結果、所定の個数に達し
ていない場合は、ステップＳ１０３に戻って、再びゆら
ぎ変数を発生して、候補状態変数値及び比較値Ｋの組を
発生する（ステップＳ１０７：N）。所定の個数に達し
ている場合は（ステップＳ１０７：Y）、絶対値が最も
小さい比較値Ｋを検出し（ステップＳ１０８）、この比
較値Ｋと組となる候補状態変数値を特定する（ステップ
Ｓ１０９）。特定した候補状態変数値が、このセルプロ
セッサ２０の新しい状態変数値となる。新しい状態変数
値により、オブジェクトの新しい位置座標が決定する。
新しい状態変数値を決定すると、その旨を示す終了通知
をＷＴＡ・総和回路３０に送信する（ステップＳ１１
０）。終了通知は、自プロセッサを示すＩＤを含む通知
である。

【００４８】ＷＴＡ・総和回路３０は、終了通知をセル
プロセッサ２０から受信すると、近似ソートモードで動
作して、受信した順に終了通知を影響コントローラ１０
へ送信する。影響コントローラ１０は、終了通知により
新しい状態変数値が決定したセルプロセッサ２０を特定
して、該当するセルプロセッサ２０から新しい状態変数
値を取得して、メインメモリ１０２が保持する該当する
セルプロセッサ２０の状態変数値を更新する（ステップ
Ｓ１１１）。引き続き、次のサイクルにおけるオブジェ
クトの位置座標の導出を行う。そのために、ステップＳ
１０１からの一連の処理を再び行う。このような処理を
続けて行うことにより、オブジェクトが連続的に移動す
る画像が作成される。一連の処理は、例えば、マルチプ
ロセッサシステム１に対して外部から終了の命令がある
まで続けられる（ステップＳ１１２）。

【００４９】ゆらぎ変数を用いてオブジェクトの状態変
数値（位置座標）を決定するために、カオス的な表現が
可能となって、より自然な動作が可能となる。また、候
補状態変数値及び比較値Ｋを所定の個数導出し、この中
から最適な比較値Ｋと組となる候補状態変数値を選択し
て状態変数値を決めるので、ゆらぎ変数を用いている場
合でも、オブジェクトが互いの距離を一定に保ちながら
運動するという条件を満たすアニメーションが提供可能
である。なお、状態変数値及び比較値Ｋを導出して、比
較値Ｋが拘束条件値Ｌを満たす場合に、所定個数の候補
状態変数値を発生させずに、そのままこのときの候補状
態変数値を新たな状態変数値としてもよい。この場合、
拘束条件値Ｌを所定の範囲で表すようにするとよい。こ
こで、拘束条件式に用いられるｊ番目のセルプロセッサ
２０が、ｉ番目のセルプロセッサ２０と共有メモリを介
して接続されている場合は、影響コントローラ１０によ
るブロードキャストによりｊ番目のセルプロセッサ２０
の状態変数値を取得する必要はなく、共有メモリを介し
て取得するようにしてもよい。

【００５０】＜実施例２＞この実施例では、セルプロセ
ッサ２０が、ゆらぎ変数計算時に他のセルプロセッサか
らの影響を反映させることにより、カオス同期現象によ
るゆらぎ変数を発生する場合について説明する。図７
は、このような処理のフローチャートである。なお、こ
の実施例は、実施例１に示す処理と、ゆらぎ変数計算
（ステップＳ１０３）の工程のみが異なるので、この部
分についてのみ説明する。

【００５１】各セルプロセッサ２０は、ブロードキャス
トデータからの状態変数値の取捨選択が終了すると（ス
テップＳ１０２）、ゆらぎ変数Ａi,tmp、Ｂi,tmp、Ｃi,
tmpを発生する（ステップＳ１０３１）。ゆらぎ変数
は、例えば以下の式により発生する。

【数５】 Ａi,tmp ＝ ４ ＊ Ａi,k ＊ （１−Ａi,k） Ｂi,tmp ＝ ４ ＊ Ｂi,k ＊ （１−Ｂi,k） Ｃi,tmp ＝ ４ ＊ Ｃi,k ＊ （１−Ｃi,k） ゆらぎ変数の発生が終わると、ＷＴＡ・総和回路３０
へ、発生したゆらぎ変数を送信する（ステップＳ１０３
２）。

【００５２】ＷＴＡ・総和回路３０は、各セルプロセッ
サ２０からゆらぎ変数を受信すると、加算モードで動作
して、ゆらぎ変数の総和を求め、これを影響コントロー
ラ１０へ送信する（ステップＳ１０３３、Ｓ１０３
４）。

【００５３】影響コントローラ１０は、ゆらぎ変数の総
和を受信して、これをセルプロセッサの個数で除算する
ことにより、ゆらぎ変数の平均値AveＡ,k、AveＢ,k、Av
eＣ,kを算出する（ステップＳ１０３５）。算出したゆ
らぎ変数の平均値は、すべてのセルプロセッサ２０にブ
ロードキャストされる（ステップＳ１０３６）。

【００５４】各セルプロセッサ２０は、ブロードキャス
トされたゆらぎ変数の平均値を用いてカオス同期計算を
行う（ステップＳ１０３７）。カオス同期計算は、例え
ば以下のような式により行う。

【数６】 Ａi,k+1 ＝ α＊Ａi,tmp ＋ β＊AveＡ,k ＋ γ＊Ａi+1,tmp Ｂi,k+1 ＝ α＊Ｂi,tmp ＋ β＊AveＢ,k ＋ γ＊Ｂi+1,tmp Ｃi,k+1 ＝ α＊Ｃi,tmp ＋ β＊AveＣ,k ＋ γ＊Ｃi+1,tmp α＋β＋γ＝１

【００５５】カオス同期計算により求められたゆらぎ変
数には、ステップＳ１０３１で発生したゆらぎ変数、複
数のセルプロセッサ２０の各々で発生したゆらぎ変数の
平均値、隣接するセルプロセッサで発生したゆらぎ変数
が用いられる。つまり、カオス同期計算により求められ
るゆらぎ変数には、他のセルプロセッサで発生したゆら
ぎ変数が影響する。なお、隣接するセルプロセッサで発
生したゆらぎ変数は、ゆらぎ変数の平均値とともにブロ
ードキャストチャネルを介して影響コントローラ１０か
ら受け取るようにしてもよいが、共有メモリを介して、
直接、隣接するセルプロセッサから受け取ってもよい。
各セルプロセッサ２０は、このようにして求めた、カオ
ス同期計算を施したゆらぎ変数Ａi,k+1、Ｂi,k+1、Ｃi,
k+1を用いて、候補状態変数値を発生する（ステップＳ
１０４）。

【００５６】α、β、γの値を制御することにより、指
定した一部のセルのゆらぎ変数を同期させたり、ずらし
たりすることで部分的なセルの群のように見せることが
可能となる。ゆらぎ変数自体は、各セルプロセッサ２０
において独自に発生されるものである。そのために、ゆ
らぎ変数から求められる候補状態変数値も、各セルプロ
セッサ２０で、無関係に計算される。そこで、この実施
例で説明するように複数のセルプロセッサ２０のゆらぎ
変数の平均値を計算して、これを用いる。各プロセッサ
のゆらぎ変数の成分をフィードバックさせることで、カ
オスの同期計算が可能となる。カオスの同期現象を用い
ることにより、オブジェクトが、より実際の生物に近い
動作を行うアニメーションを提供できる。つまり、複数
のオブジェクトが群をなして動作するような動きが可能
となり、全体として、生物のような動きとなる。

【００５７】＜実施例３＞この実施例では、複数のセル
プロセッサ２０で同じ拘束条件値により状態変数値を更
新する場合について説明する。図８は、このような処理
のフローチャートである。セルプロセッサ２０は、例え
ばＮ個で一つのグループをなしている。一つのグループ
において、グループをなすＮ個のセルプロセッサ２０の
それぞれで候補状態変数値を導出して、その中から最適
な状態変数値を選択する。

【００５８】影響コントローラ１は、各セルプロセッサ
２０の状態変数値を、メインメモリから読み出してすべ
てのセルプロセッサ２０へブロードキャストする（ステ
ップＳ２０１）。各セルプロセッサ２０では、ブロード
キャストされた状態変数値から、自プロセッサで必要と
なる状態変数値のみを取捨選択する（ステップＳ２０
２）。一つのグループをなすＮ個のセルプロセッサ２０
では、同じ状態変数値を取捨選択する。

【００５９】各セルプロセッサ２０は、ゆらぎ変数を発
生する（ステップＳ２０３）。発生したゆらぎ変数から
候補状態変数値を発生する（ステップＳ２０４）。発生
した候補状態変数値及び取捨選択した状態変数値から比
較値Ｋを発生する（ステップＳ２０５）。ゆらぎ変数の
発生、候補状態変数値の発生及び比較値Ｋの発生は、例
えば、数式２、３、４により行う。なお、一つのグルー
プをなすセルプロセッサ２０では、ゆらぎ変数、候補状
態変数値、比較値Ｋを同じ数式により発生するが、ゆら
ぎ変数は、初期値を変えるなどして、各セルプロセッサ
２０で異なるゆらぎ変数を発生するようにする。候補状
態変数値は、データメモリ２０７及び出力バッファ２０
３に保存される。比較値Ｋは、自セルプロセッサを示す
ＩＤと共にＷＴＡ・総和回路３０へ送信される（ステッ
プＳ２０６）。

【００６０】ＷＴＡ・総和回路３０は、最大値モードで
動作し、一つのグループから送信されるＮ個の比較値Ｋ
とＩＤとの組から、最適な比較値Ｋを選択し（ステップ
Ｓ２０７）、該当するＩＤを影響コントローラ１０へ送
信する。最適な比較値Ｋと組となるＩＤにより特定され
るセルコントローラ２０により発生された候補状態変数
値が、このグループの新たな状態変数値となる。影響コ
ントローラ１０は、ＷＴＡ・総和回路３０から送られた
ＩＤによりセルプロセッサ２０を特定する。特定したセ
ルプロセッサ２０から候補状態変数値を取り込み、メイ
ンメモリ１０２の該当するアドレスの状態変数値を更新
する（ステップＳ２０８）。引き続き、次のサイクルに
おける状態変数値の導出を行う。そのために、ステップ
Ｓ２０１からの一連の処理を再び行う。一連の処理は、
例えば、マルチプロセッサシステム１に対して外部から
終了の命令があるまで続けられる（ステップＳ２０
９）。

【００６１】以上のような処理により、一つのセルプロ
セッサ２０で候補状態変数値を複数発生して、その中か
ら最適な状態変数値を選択する実施例１、２よりも、高
速に最適な状態変数値を得ることが可能となる。また、
各セルプロセッサ２０で実施例１のステップＳ１０３乃
至ステップＳ１０９に示すような処理を行い、複数の候
補状態変数値を発生して、この中から最適な状態変数値
を検出し、さらに、各セルプロセッサ２０内で最適とさ
れた状態変数値の中から最適な状態変数値を検出するよ
うにしてもよい。このようにすると、より最適な状態変
数値を検出することができる。

【００６２】実施例１乃至３に示す処理は、一つのマル
チプロセッサシステム１内で交互に行ってもよい。例え
ば、一つのセルプロセッサ２０で、実施例１乃至３をそ
れぞれ１サイクルずつおこなうようにしてもよい。これ
は、影響コントローラ１０によって状態変数値のブロー
ドキャストを行い、各セルプロセッサ２０が、各自必要
な状態変数値を取捨選択するようなマルチプロセッサシ
ステムにおいて、各セルプロセッサ２０により取捨選択
される状態変数値を適宜調整することにより、容易に実
現できる。また、ゆらぎ変数として一様乱数を用い、拘
束条件として物理的なエネルギー方程式を用いると、通
常のモンテカルロ法と等価になる。

【００６３】図９は、以上のような本発明のオブジェク
トデータ処理方法によるオブジェクトの動作を表す図で
ある。複数のオブジェクトが、処理が進むにつれて、次
第に統一性のある動作を行う様子を表している。

【００６４】各オブジェクトの拘束条件として、オブジ
ェクト間の距離を設定し、この距離以内でオブジェクト
が動作すると条件を決めて実施例１の方法を実行する。
処理が進むにつれてオブジェクト間の距離を狭めていく
と、オブジェクトは次第に集合するようになる。これに
より、図９に示すように、当初、画面全面に存在してい
た円又は楕円で表されるオブジェクトが、処理が進むに
つれて次第に画面の左側に集まり、ついにはオブジェク
トが一つに合わさるようになる画像が得られる。各オブ
ジェクトを同じ色で表現すると、分離していたオブジェ
クトが、次第に集まって、最終的に一つのオブジェクト
となるような画像となる。

【００６５】ここで、実施例２の方法を実行する。つま
り、オブジェクト同士で互いに動作に影響を与え合うよ
うにする。これにより、例えば、ゆらぎ変数を用いてい
るにもかかわらず、複数のオブジェクトが同じような動
作をするようになる。実施例１の方法と合わせて、複数
のオブジェクトが、同じような動作で一箇所に集合する
ような画像が得られる。各オブジェクトで互いに影響を
及ぼし合いながら動作するために、複数のオブジェクト
が一つの物体として合目的に動作するような画像とな
る。

【００６６】各オブジェクトは、最適な状態変数値によ
り位置が決められるので、自然な振る舞いで集合する画
像となる。なお、実施例３の方法を実行すると、処理可
能なオブジェクトの数は減少するが、実施例１と同様の
処理が、より高速に実行可能となる。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来手法に比べてより自然な動作を行うオブ
ジェクト画像を表現でき、それを観る者の興趣性を高め
ることができる。また、本発明を、複数のプロセッサと
各プロセッサとの間で双方向の通信を行うコントローラ
とを有する装置に適用することにより、複数のオブジェ
クト画像が相互に関連しながら動く画像を高速に処理す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マルチプロセッサシステムの全体構成図。

【図２】影響コントローラの構成図。

【図３】セルプロセッサの構成図。

【図４】セルＣＰＵの機能ブロック図。

【図５】ＷＴＡ・総和回路の構成図。

【図６】実施例１のフローチャート

【図７】実施例２のフローチャート

【図８】実施例３のフローチャート

【図９】本発明により生成されるオブジェクトの状態遷
移を示す例示図。

【符号の説明】

１ マルチプロセッサシステム １０ 影響コントローラ １０１ ＣＰＵコア １０２ メインメモリ １０３ ＤＭＡＣ ２０ セルプロセッサ ２０１ セルＣＰＵ ２０１１ ゆらぎ生成部 ２０１２ 状態変数値生成部 ２０１３ 比較値生成部 ２０１４ 比較部 ２０２ 入力バッファ ２０３ 出力バッファ ２０４ ＷＴＡバッファ ２０５ プログラムコントローラ ２０６ 命令メモリ ２０７ データメモリ ３０ ＷＴＡ・総和回路 ３０１ 第１入力レジスタ ３０２ 第２入力レジスタ ３０３ 切換器 ３０４ 比較器 ３０５ 加算器 ３０６ 出力レジスタ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オブジェクト画像の状態を表現するため
   のオブジェクトデータを生成する装置において、 前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態
   変数値の候補となる候補状態変数値を所定個数発生さ
   せ、 所定の条件値との一致度合いが最も高い第１候補状態変
   数値を前記状態変数値として決定し、 この決定した状態変数値に基づいて当該時点の前記オブ
   ジェクトデータを生成することを特徴とする、画像処理
   方法。
2. 【請求項２】 前記所定個数の候補状態変数値を、所定
   範囲で変化可能なゆらぎ変数を用いて時系列に発生さ
   せ、前記状態変数値を時点毎に時系列に決定していくこ
   とを特徴とする、 請求項１記載の画像処理方法。
3. 【請求項３】 複数のプロセッサと各プロセッサとの間
   で双方向の通信を行うコントローラとを有し、各プロセ
   ッサがそれぞれ自己に割り当てられたオブジェクト画像
   の状態を表現するためのオブジェクトデータを生成する
   装置において実行される方法であって、 前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、前記オブジ
   ェクト画像のある時点での状態を定める状態変数値の候
   補となる候補状態変数値を発生させ、この候補状態変数
   値を前記コントローラへ個別的に送出し、 前記候補状態変数値を受け取ったコントローラが、その
   候補状態変数値を含む参照用数値をすべてのプロセッサ
   に同時期に一斉送出し、 前記候補状態変数値を送出したプロセッサが、前記コン
   トローラから受け取った前記参照用数値と当該候補状態
   変数値との相対関係を定量化してその結果が当該プロセ
   ッサに固有となる所定の範囲内にある場合にその候補状
   態変数値に基づいて当該時点での前記オブジェクトデー
   タを生成することを特徴とする、 画像処理方法。
4. 【請求項４】 複数のプロセッサ及び各プロセッサとの
   間で双方向の通信を行うコントローラを有し、各プロセ
   ッサがそれぞれ自己に割り当てられたオブジェクト画像
   の状態を表現するためのオブジェクトデータを生成する
   装置において実行される方法であって、 前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、それぞれ前
   記オブジェクト画像の状態を定める状態変数値の候補と
   なる候補状態変数値を所定個数発生させるとともに所定
   の条件値との一致度合いが最も高い第１候補状態変数値
   を前記コントローラに個別的に送出し、 前記第１候補状態変数値を受け取った前記コントローラ
   が、その第１候補状態変数値を含む参照用数値をすべて
   のプロセッサに同時期に一斉送出し、 前記第１候補状態変数値を送出したプロセッサが、前記
   コントローラから受け取った参照用数値と前記第１候補
   状態変数値との相対関係を定量化してその結果が当該プ
   ロセッサに固有となる所定の範囲内にある場合にその第
   １候補状態変数値に基づいて前記オブジェクトデータを
   生成することを特徴とする、 画像処理方法。
5. 【請求項５】 前記複数のプロセッサの少なくとも一つ
   が、所定範囲で変化可能なゆらぎ変数を発生させ、その
   ゆらぎ変数に基づいて前記候補状態変数値を発生させる
   ことで、前記オブジェクト画像をカオス的に表現するた
   めの前記オブジェクトデータを生成することを特徴とす
   る、 請求項３又は４記載の画像処理方法。
6. 【請求項６】 前記ゆらぎ変数を発生させたプロセッサ
   が、そのゆらぎ変数を前記コントローラに個別的に送出
   し、 前記ゆらぎ変数を受け取った前記コントローラが、受け
   取ったすべてのゆらぎ変数の平均値をとってこの平均値
   を前記ゆらぎを送出したすべてのプロセッサに一斉送出
   し、 前記平均値を受け取ったプロセッサが、その平均値と前
   記発生させたゆらぎ変数とに基づいて前記候補状態変数
   値を発生させることを特徴とする、 請求項５記載の画像処理方法。
7. 【請求項７】 前記複数のプロセッサを一以上のグルー
   プに分け、一つのグループ内のプロセッサの各々が決定
   した前記候補状態変数値の一つを当該グループに属する
   すべてのプロセッサで用いる共通の状態変数値とするこ
   とを特徴とする、請求項３，４又は５記載の画像処理方
   法。
8. 【請求項８】 オブジェクト画像の状態を表現するため
   のオブジェクトデータを生成する装置であって、 前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態
   変数値の候補となる候補状態変数値を、所定範囲で変化
   可能なゆらぎ変数を用いて時系列に発生させる手段と、 前記発生した所定個数の候補状態変数値のうち所定の条
   件値との一致度合いが最も高い第１候補状態変数値を前
   記状態変数値として時点毎に時系列に決定していき、各
   時点で決定した状態変数値に基づいて当該時点の前記オ
   ブジェクトデータを生成する手段とを備え、これによ
   り、前記オブジェクト画像をカオス的に表現することを
   特徴とする、画像処理装置。
9. 【請求項９】 複数のプロセッサと各プロセッサとの間
   で双方向の通信を行うコントローラとを有し、各プロセ
   ッサがそれぞれ自己に割り当てられたオブジェクト画像
   の状態を表現するためのオブジェクトデータを生成する
   装置であって、 前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、 前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態
   変数値の候補となる候補状態変数値を発生させる手段
   と、 発生した候補状態変数値を前記コントローラへ個別的に
   送出するとともに、自らが送出した前記候補状態変数値
   を含む参照用数値を前記コントローラから受け取る手段
   と、 前記受け取った参照用数値と前記発生した候補状態変数
   値との相対関係を定量化し、その結果が当該プロセッサ
   に固有となる所定の範囲内にある場合にその候補状態変
   数値に基づいて当該時点での前記オブジェクトデータを
   生成する手段とを備えることを特徴とする、 画像処理装置。
10. 【請求項１０】 複数のプロセッサと各プロセッサとの
    間で双方向の通信を行うコントローラとを有し、各プロ
    セッサがそれぞれ自己に割り当てられたオブジェクト画
    像の状態を表現するためのオブジェクトデータを生成す
    る装置であって、 前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、 前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態
    変数値の候補となる候補状態変数値を所定個数発生させ
    るとともに所定の条件値との一致度合いが最も高い第１
    候補状態変数値を特定する手段と、 特定した前記第１候補状態変数値を前記コントローラへ
    個別的に送出するとともに、自らが送出した前記第１候
    補状態変数値を含む参照用数値を前記コントローラから
    受け取る手段と、 前記受け取った参照用数値と前記特定した第１候補状態
    変数値との相対関係を定量化し、その結果が当該プロセ
    ッサに固有となる所定の範囲内にある場合にその第１候
    補状態変数値に基づいて当該時点での前記オブジェクト
    データを生成する手段とを備えることを特徴とする、 画像処理装置。
11. 【請求項１１】 コンピュータシステムをオブジェクト
    画像の状態を表現するためのオブジェクトデータを生成
    する画像処理装置として動作させるためのコンピュータ
    プログラムであって、 前記画像処理装置が、 前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態
    変数値の候補となる候補状態変数値を、所定範囲で変化
    可能なゆらぎ変数を用いて時系列に発生させる手段と、 前記発生した所定個数の候補状態変数値のうち所定の条
    件値との一致度合いが最も高い第１候補状態変数値を前
    記状態変数値として時点毎に時系列に決定していき、各
    時点で決定した状態変数値に基づいて当該時点の前記オ
    ブジェクトデータを生成する手段とを備え、これによ
    り、前記オブジェクト画像をカオス的に表現するもので
    あることを特徴とする、 コンピュータプログラム。
12. 【請求項１２】 コンピュータシステムを画像処理装置
    として動作させるためのコンピュータプログラムであっ
    て、 前記画像処理装置が、複数のプロセッサと各プロセッサ
    との間で双方向の通信を行うコントローラとを有し、各
    プロセッサがそれぞれ自己に割り当てられたオブジェク
    ト画像の状態を表現するためのオブジェクトデータを生
    成するものであり、 前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、 前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態
    変数値の候補となる候補状態変数値を発生させる手段
    と、 発生した候補状態変数値を前記コントローラへ個別的に
    送出するとともに、自らが送出した前記候補状態変数値
    を含む参照用数値を前記コントローラから受け取る手段
    と、 前記受け取った参照用数値と前記発生した候補状態変数
    値との相対関係を定量化し、その結果が当該プロセッサ
    に固有となる所定の範囲内にある場合にその候補状態変
    数値に基づいて当該時点での前記オブジェクトデータを
    生成する手段とを備えるものであることを特徴とする、 コンピュータプログラム。
13. 【請求項１３】 コンピュータシステムを画像処理装置
    として動作させるためのコンピュータプログラムであっ
    て、 前記画像処理装置が、複数のプロセッサと各プロセッサ
    との間で双方向の通信を行うコントローラとを有し、各
    プロセッサがそれぞれ自己に割り当てられたオブジェク
    ト画像の状態を表現するためのオブジェクトデータを生
    成するものであって、 前記複数のプロセッサの少なくとも一つが、 前記オブジェクト画像のある時点での状態を定める状態
    変数値の候補となる候補状態変数値を所定個数発生させ
    るとともに所定の条件値との一致度合いが最も高い第１
    候補状態変数値を特定する手段と、 特定した前記第１候補状態変数値を前記コントローラへ
    個別的に送出するとともに、自らが送出した前記第１候
    補状態変数値を含む参照用数値を前記コントローラから
    受け取る手段と、 前記受け取った参照用数値と前記特定した第１候補状態
    変数値との相対関係を定量化し、その結果が当該プロセ
    ッサに固有となる所定の範囲内にある場合にその第１候
    補状態変数値に基づいて当該時点での前記オブジェクト
    データを生成する手段とを備えるものであることを特徴
    とする、 コンピュータプログラム。
14. 【請求項１４】 請求項１１〜１３のいずれかの項に記
    載されたコンピュータプログラムを記録してなる、コン
    ピュータ読み取り可能な記録媒体。