JP3385019B2 - 混合解像度n次元オブジェクト空間 - Google Patents

混合解像度n次元オブジェクト空間

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JP3385019B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、オブジェクト記述をN次元オブジェクト空
間に変換する装置および方法に関する。また、本発明
は、ビット−インタリーブされたオブジェクト記述子
(bit−interleaved object description)を平面(pla
ne)上に投射することにより混合解像度(mixed−resol
ution)N次元オブジェクト空間(object space)を視
覚化する装置および方法に関する。さらに、本発明は特
に、新規なk−アレイ(ary)折り返しコード(以下、
交番コードともいう:reflected code)で空間的なロケ
ーション(spatial location)をエンコードする装置お
よび方法に関する。
なお、本明細書の記述は本件出願の優先権の基礎たる
米国特許出願第07/642,508号(1991年1月16日出願)の
明細書の記載に基づくものであって、当該米国特許出願
の番号を参照することによって当該米国特許出願の明細
書の記載内容が本明細書の一部分を構成するものとす
る。
関連技術の説明 視覚化方法に関する調査方向の概観において、Microe
lectronics and Computer Consortium(MCC)は、抽象
的視覚化の分野を、論理オブジェクト関係(relation
s)のビジュアル空間へのマッピングとして特徴付け
“・・・そのため、ビジュアル表現から引き出される推
論は、抽象的ドメインに引き戻されるはずである。”こ
こで説明するような抽象的視覚化はまた、感知された物
理的現象の論理空間へのマッピングを意味する。高次元
の多変量のデータを探求するようなアプリケーションに
対して、“・・・具体的な物(things)の視覚化は、抽
象的存在(entities)の視覚化ほど重要でない。”この
ようなアプリケーションにおいては、“・・・何を表現
し、表現をどのように伝えるかという問題が鍵であり、
一方、写真現実主義(photorealism)はあまり重要でな
い。” 抽象的視覚化に関する問題の重要な分類は、本質にお
いて算術的でない解答を有する。さらに、適切な結果と
なる特定の結果の説明は、結果そのものと同じように重
要である。理想的には、そのような問題を解くのに用い
られる方法は、問題−解答プロセスそのものとして抽象
的視覚化が可能であるべきである。ブール関数(Boolea
n function)表示の簡略化は、このような問題の特によ
く知られた例である。
回路デザインを発展するための機械的手順を案出する
ための初期のアプローチは、Harvard University Compu
tation Laboratoryによって開発された“チャート法(c
hart method)”を含んでいた。この方法は、H.H.Aiken
著のSynthesis of Electronic Computing and Control
Circuits,Harvard University Press,1951に記載されて
いる。“Sketch for an Algebra for Relay and Contac
t Circuits"という項目の中で、Montgomerieは、論理方
程式を減らすためのグラフィカルなアプローチを示唆し
ている。Montgomerieのアプローチは、E.W.Veitchによ
りProceedings of the Association for Computing Mac
hinery,ichard Rimbach Associates,Pittsburgh,1952,p
p.127−133の“A Chart Method for Simplifying Truth
Functions"において、その後、Maurice Karnaughによ
り、AIEE Transactions,Part I,Vol.72,November 1953,
pp.593−599の“The Map Method of Synthesis of Comb
inational Logic Circuits"において発展され、拡張さ
れた。
Karnaughは、サーキット入力の抽象的表現をビジュア
ル空間内にマッピングする方法について説明している。
カルノー図(Karnaugh map)はしばしばk−マップと呼
ばれるが、これは2値ブール代数学に基づく論理式(lo
gical expressions)を視覚化する技術として広く知ら
れている。サーキット入力の記述項は、2進n−空間ポ
イントとしてのコードを視覚化することに由来するk−
マップ内の位置に一致する。k−マップは、2進グレー
コード(Gray Code)により各軸をラベリングすること
によりデカルトの平面(Cartesian plane)上にマップ
されたこの空間の2次元表現である。論理式のこのビジ
ュアル表現に由来する推論は、通常正規の式を減少する
結果となる。これまで、Karnaughの、平面上のNスイッ
チング変数の起こりうる組み合わせ全てを図形表示する
方法により、多数のスイッチング変数に係わる問題を分
類することが知られてきた。
全てのグレーコードに共通するよく知られた側面は、
連続した符号語が1量区間だけ、すなわち2進グレーコ
ードの場合の1ビット位置だけ異なる。グレーコード
は、その最初の符号語と最後の符号語とが1量区間だけ
異なるか、さもなければそれがパスを記述している場
合、巡回している(cycle)といわれる。2進グレーコ
ードの連続する符号語は、変化するビット位置によって
表現され得る。最初の符号語と変位式が与えられれば、
全ての符号語の集合(set)が生成される。Frank Gray
によるU.S.Pat.No.2,632,058は、交番2進コード(refl
ected binary code)の最初の形式(form)と2番目の
変形とを区別している: 最初の形式のこのコードが一種の折り返し(交番)プ
ロセスによって従来の2進コードから作り得るものであ
り、他の形式は、最初の形式から同様な方法で順番に作
られたものであるから、いまだ名前が認識されていない
問題のコードは、この明細書および請求の範囲では、
‘交番2進コード(または、折り返し2進コード)’と
称する。
交番2進コードのいくつかの形式は、特定の用途とに
ついては他のものに比べて特別の効果を示す。
第1A図〜第1E図は、ClareによるDesigning Logic Sys
tem Using State Machines,1973,McGraw−Hi11,NY,pp.1
4−15に記載されている、2進3−キューブをk−マッ
プとして平面上に展開する従来の方法を示している。
第2図は、O−キューブk−マップ200,1−キューブ
k−マップ201,2−キューブk−マップ202,2−キューブ
k−マップ203,3−キューブk−マップ204,および4−
キューブk−マップ205を表している、2進n−キュー
ブのk−マップとしての従来技術の表現である。2−キ
ューブk−マップ202,203は、先に引用した論文の中でK
arnaughによって示された2変数のk−マップの異なる
表現である。このような互い違いの空間的表現は、互い
に一致しない。さらに、第2図の3−キューブk−マッ
プ204内の領域識別子A206,B207およびC208は、2−キュ
ーブk−マップ202の図と一致しないように設けられて
いる。第3A図は、各軸を2進グレーコードでラベリング
することにより符号化された4変数カルノー図を示して
いる。第3A図のマップセル300は、第3B図のグリッドセ
ル301と一致する。第3B図のラベリング法は、第3A図の
方法を簡略化したものである。第3B図のグリッドセル30
1は、領域識別子302によって区別される。特定の領域30
2内の第3B図のグリッドセル301は、第3A図のネームであ
る対応するマップセル300内のビット位置に対して1の
論理値を有する。
第4A図〜第4B図は、k−マップとしての2進5−キュ
ーブおよび2進6−キューブの従来の視覚化方法であ
る。Clareは先に引用した参考文献において、5−キュ
ーブ400および6−キューブ402を示している。これらは
それぞれ、右側および下側に複写され、変位されたもの
である。
第5図は、6変数のネットワークの合成を視覚化する
ために、Karnaughによって提案された装置を示してい
る: [3次元キューブは、]・・・ロッドにより1−1/2
インチ間隔で支持されている4つの6インチプレキシグ
ラスシートから構成されている・・・これを用いること
により我々は移動可能のマーカーを使用することができ
る。・・・8変数は、4つのキューブの集合により取り
扱うことができ、9変数は、8つのキューブを要求す
る。後者の場合、それらを、4つの中の2階層それぞれ
に簡単にスタックさせるのに都合がよい。9変数を越え
ると、合成のために要求される知的訓練は、一般には手
におえないであろう。
4変数以上の問題のためのk−マップの応用は、うん
ざりするほどの文献に記載されている;しかし、k−マ
ップの有用性は、一般的には、論理回路およびそれらの
合成についてのアイデアの導入部に限定される。J.P.Ro
thによるTransactions of the American Mathematical
Society,Vol.88,No.2,July 1958,pp.301−327の“The S
ynthesis of Switching Systems I"という論文には、キ
ュービック表記法(cubic notation)と呼ばれるブール
関数(Boolean functions)の互い違いの位相幾何学的
表現が記載されている。Rothのアプローチは、ブール関
数の機械化におけるKarnaughを発展させたものである
が、わずかな変数(a few variables)以上の問題の視
覚化は達成できない。
LiuおよびFuによるInformation Science,Vol.24,198
1,pp.93−109の“Cellwork Topology,Its Network Dual
s,and Some Applications−−Three−Dimensional Karn
augh Map and Its Virtual Planar Representation"と
いう論文は、他の規則についてのk−マップ法を一般化
するための種々の試みを表している。3次元k−マップ
の“仮想平面表現”は、ネットワークの観点からの“セ
ル−ワーク位相幾何学”の研究に用いられる。他の従来
の抽象的視覚化法は、多変数関数の2次元的視野を表現
する高次元多変数関数のマッピングを含んでいる。Patr
ick等によるIEEE Transactions on Computers,Vol.C−1
7,No.10,1968,p.949,の“Mapping Multidimensional Sp
ace to One Dimension for Computer Output Display"
という論文の中で、次のような問題が紹介されている: コンピュータ出力表示における[n]実変数の実値関
数 f(x1,x2,…,x[n])の表示の問題を考えよう。
・・・[n]=1の場合には、f(x[n])を2次元
のスクリーン上に表示するためにどのように処理するか
は明らかである;しかし、[n]>1の場合には、要求
される処理は自明ではない。
n>1についてのN次元関数の2次元的視野の表示へ
のPatrickのアプローチは、“f"が有界の場合、すなわ
ち静的に予め定められている場合、N次元ドメイン間の
1対1の対応を確立している。
上述した従来の方法は、第1には論理オブジェクトの
ビジュアル表現に関する。Srihariは、Computing Surve
ys,Vol.13,No.4,December 1981,pp.401 & 405"の“Rep
resentation of Tree−Dimensional Images"の中で、ボ
リュームの区分化の方法として対称再帰的指標付けにつ
いて述べている: 例えば放射エネルギの形態を通してオブジェクトを感
知することにより作成されるイメージは、・・・本質的
に連続的である。3Dイメージのコンピュータ表現は、値
の離散的な集合を引き出すためにボリュームをサンプリ
ングすることが要求される・・・キュービック空間は、
同一のボリュームの8つのサブキューブ(八分空間;オ
クタント)に部分分割される。これらの各オクタント
は、同質(例えば、減衰が均一)か、いくらかの非均一
性を有するかの何れかである。異質のオクタントは、さ
らにサブオクタントに分割される。この手続きは、均一
な性質のブロック(好ましくは単一のヴォクセル(voxe
l))が得られるまで必要なだけ繰り返される。
他の従来技術の方法は、オブジェクト関係の論理表現
およびビジュアル表示を制御することを探求している。
Huberによる“Apparatus and Process for Graphically
Representing Three−Dimensional Objects in Two−D
imensions"という名称のU.S.Patent No.4,721,952に
は、数値制御工作機械のスクリーンへの物体の遠近法表
現のプロセスを記載している。オブジェクトのビジュア
ルイメージを作成するために、オブジェクトは連続的に
表された一連のセクション(スライス)に分割されてい
る。Huberの発明は、 ・・・ワークピース等の3次元オブジェクトを表現す
る表示装置であって、そこでの表現が、コンピュータな
どの計算装置内に記憶されたデータおよびコマンドに基
づいている装置の制御方法 の改良をクレームしている。
装置および操作プロセスがより専門化しているので、
予想できなかった用途やより専門化に応じて交換可能な
コントローラが必要となってきている。
FedericoおよびWebsterは、“Virtual Machine Contro
l"という名称のU.S.Patent No.4,475,156の中で、“こ
れらの特徴を供給する総合的な機器コントローラは、し
ばしば使用に耐えないほどのものであり、柔軟でなく、
高価である”ということを教示している。従来の制御の
問題は、適切なモジュール方式の欠如およびファームウ
ェアー内で適切なモジュール方式を支持するメカニズム
の欠如を含んでいる。他の従来の制御は、使用のための
制御カーネル(control kernel)の操作の詳しい知識が
要求される。さらに従来のコントローラの問題は、専門
化された目的に伴う適切なメカニズムの一般的な欠如を
含んでいる。
Heathは、Hypercube Multiprocessors 1986,SIAM,Phi
ladelphia,1986,pp.7−10の“The Hypercube:A Tutoria
l Overview"という論文の中で、次のことを教示する: ・・・組立方体(hypercube)(または2進N−キュ
ーブ、コスミックキューブ、同質アンサンブルマシーン
(homogeneous ensemble machine)などと、いろいろ呼
ばれる。)では、2N個のプロセッサは、0から2n−1の
2進整数(例えば、長さNのビット記号列)によって連
続的に番号付けされている(またはタグ化されてい
る)。各プロセッサは、他の全てのプロセッサと結合さ
れている。これらの他のプロセッサの2進タグは、それ
自身より正確に1ビットだけ異なっている。位相幾何学
的に、これらの配置は、プロセッサをN次元キューブの
頂点(隅)に配置する。実際には、プロセッサの現実の
配置は、カードケージ内の線状の配置、または印刷され
たサーキットボード状への平面状の配置であり、キュー
ブ結合は、導線、導電層または背面電極で形成される。
第6A図〜第6D図は、従来のn−キューブ複製法によっ
て符号化された2進6−キューブの図である。Seitz
は、Communications of the ACM,Vol.28,No.1,January
1985,p.22の“The Comic Cube"という論文で、“2進6
−キューブの平面内の通信チャンネルのネットワークに
よって結合された・・・"64のコンピュータを記載して
いる。第6A図の相互結合パターンは、Seitzによって用
いられたものと類似している。第6B図の各節点(node)
は、他の6個の節点と弧(arc)により連結されてい
る。
第10A図〜第10B図は、2進4−キューブと呼ばれる4
次元超立方体の図を示す。第10A図の各要素は、節点100
0として引用されている。第10A図の次元は、節点1000と
結合されるリンク1000として表される。2進4−キュー
ブは、2つの部分空間:部分空間0CBA 1002および部分
空間1CBA 1003として第10B図中に区分されて(1004)示
されている。
任意の次元の超立方体は、導線で結合された線状の配
置を用いて作成される(第2図)。各次元のキューブ
は、次の低次元のキューブを複製することにより得ら
れ、それにより対応する節点が結合される。このような
超立方体相互結合配列の結果として生じる節点ネーム
は、Srihariによる上述した論文に記載されている方法
と類似する従来の2次元循環インデックシング法に一致
する。循環インデックシングは、種々の分野の専門家に
より独立に開発されてきた。循環インデックシングは、
各次元の解像度が異なることが許容されるN次元解像度
を一般化することへの拡張はできない。循環インデック
シング法を用いて平面上に投射したときの超立方体は、
通常、従来の文献では2進n−キューブとして引用され
ている。けれども、この2進空間区分手順は、k−アレ
イ(ary)2−キューブ、すなわち各次元に対してk/2ビ
ットの解像度を有しその要素が2進n−キューブのよう
に相互結合されている2次元空間を実際に表現する。こ
のような位相幾何学的曖昧さは、高−階層、N次元空間
の視覚化の機械化をだめにする。
MarihughおよびAndersonは、IEEE Transactions on C
omputers,Vol.C−20,No.20,October 1971,pp.1192−119
6の“The H Diagram:A Graphical Approach to Logic D
esign"という論文の中で、2進関数の分析を視覚的に助
けようとする幾何学的モデルを説明している。これらの
方法は、超立方体の座標の平面上への幾何学的変換に基
づいている。2進超立方体の座標をその座標を平面上に
変換することにより視覚化するHダイアグラム法は、各
次元の解像度が異なることが許容されるN次元空間を一
般化することに拡張することはできない。Sivilotti
は、Advanced Research in VLSI,Proceedings of the F
ifth MIT Conference,1988,MIT,p.248の“A Dynamicall
y Configurable Architecture For Prototyping Analog
Circuits"という論文の中で、階層的デコーダの単純な
代替物としてチップ周辺近傍の並列デコーダとともに,
スイッチを相互結合するリーフセルおよびクロスバーを
グリッド上に置く2進H−ツリー階層の相互結合構造説
明している。Sivilottiは、また、“局所コンパイラに
より実行される、幾何学的相互結合されたマトリックス
座標とフラットデカルト座標との間のマッピング・・
・”として、間接的要素ネーム(スイッチアドレス)変
換に言及している。
測色学は、人間の視覚システムがいかに色を知覚する
かを研究し試みる知覚科学である。この知覚の研究の結
果、色表現の種々のシステムがもたらされた。これらは
それぞれ主観的色の選択および再現に伴う問題を減少す
るものである。しばしばコンピュータ−関連の情報ディ
スプレイに関連して用いられる六色システムは、次のも
のを含んでいる:Munsellカラーシステム,HSVヘクスコー
ン(hexcone),HSLダブルヘクスコーン(double hexcon
e),HSLダブルコーン(double cone),HSLシリンダー
(cylinder),およびRGBカラーキューブ(Color cub
e)。
Munsellカラーシステムは、MeyerおよびGreenburgに
よるComputer Graphics,Vol.14,No.3,1980,pp.254−261
の“Perceptual Color Spaces for Computer Graphics"
という論文の中で、テレビジョンモニタへの再現に関し
て説明されている: Munsell再表示色がモニタに再現可能と判断するのは
難しい。これは、モニタとMunsellカラー領域(表現可
能な色の範囲)とが不規則な形状を有しており、それら
の共通部分が十分に決定されないからである。
A.R.Smithは、ACM Computer Graphics(SIGGRAPH7
8),VOL.12,No.3,pp.12−19の“Color Gamut Transform
ation Pairs"の中で、黒および白の中間の軸を用いるHS
V(色相(hue),彩度(saturation),および(Valu
e))ヘクスコーンを説明している。白点では、カラー
キューブの頂点での色を表現している頂点を有する六辺
形である。
D.F.Rogersは、Procedural Elements for Computer G
raphics,McGraw−Hill,NY,1985,pp.403−404いう本の中
で、HSL(色相(hue),彩度(saturation),および明
度(lightness))ダブルヘクスコーンを説明してい
る。このカラーシステムは、白では対等にもかかわら
ず、0.5の値でフルカラーが表現できる点を除けば、HSV
ヘクスコーンと類似のものである。
JobloveおよびGreenburgは、ACM Computer Graphics
(SIGGRAPH 78),Vol.12,No.3,pp.20−25の“Color Spa
ces for Computer Graphics"という論文の中で、その断
面が六角形であるよりむしろ環状であるHSLダブルコー
ンと呼ばれるHSLダブルヘクスコーンの変形を説明して
いる。JobloveおよびGreenburgは、同じ論文の中で、ダ
ブルコーンの底側および上側が黒および白サークル内に
拡がっているHLSシリンダについて説明している。
上述したカラー表現システムのそれぞれは、それぞれ
のカラー空間内の特定のカラー感覚のロケーションを計
算するための放射状の座標システムの変形を用いる。Me
yerおよびGreenburgは、上で引用した論文の中で、次の
意見を述べている: ・・・シリンドリカル座標システムを用いている“Th
e Munsell Book of Color"などのカラー系統化の何れも
が有する本来的な問題は、2つの放射状の線のように変
化する色間の間隔が、シリンダの中心から外に向かって
変化していくことである。・・・そのアイデアは、全て
の色が等しい知覚距離だけ離れているカラーシステムを
定義することである。例えば、システムの濃度階調を黒
白間で滑らかに移行するようにすべきである・・・この
ような理想的なシステムは未だ発見されていない・・・
・ RGBカラーキューブは、直交座標に赤、緑および青の
モニタ原色を表現する。モニタ上に表示できる色は、
(0,0,0)から(1,1,1)のキューブ内にある。中間の軸
は、黒点(0,0,0)から白点(1,1,1)への(対角)線で
ある。このカラーキューブは、文献では、3つのカラー
成分が3次元幾何学と同様な方法でマッピングできる点
では“自然(natural)”座標系といわれている。
コンピュータグラフィックで用いられているカラー表
現は、カラー表現装置およびカラー選択法の両者に密接
に結びついている。一様カラー空間は、どのレベルの解
像度のカラー情報が符号化されるべきかを決定するため
に用いることができる。例えば、2次元データプロット
は、カラースケールを選択するために一様カラー空間を
必要とする。先に引用した従来のカラーシステムにおい
て、カラー空間から引き出すために用いられる色素全領
域は、一般的にカラーモニタの全領域より小さく、色素
全領域は不規則である。先に引用したMeyerおよびGreen
burgによると(p.260)、“・・・これは、最もあでや
かなモニタカラーを合体するカラースケールの発見を困
難にする。” Richard Perezは、彼の本Electronic Display Device
s,TAB Professional and Reference Books,Blue Ridge
Summit,PA,1988,pp.69−129において、CRT電気表示装置
技術の詳しい説明を発表している。CRTディスプレイ上
に作成できる色の数は、例えば、各蛍光体(電子に衝撃
されたときに光を放射する化合物)について得ることが
できるグレーレベルの階調の数に依存する。もし、電子
銃が4レベル(2ビット)以上段階付けできれば、結果
として得られる色調は64色を有する。現在入手できるい
くつかのシステムでは、各銃(10ビット)から1024ステ
ップのグレーを得ることができる。しかし、各銃(8ビ
ット)から256ステップのグレーを得ることができるシ
ステムが、より一般的である。このようなシステムは、
1600万を越える一意でない色調を作ることが可能であ
る。目は色の小さな変化の多くを識別することができな
いので、見える色調は、かなり少ない色である。Color
and the Computer,Academic Press,Boston,1987,p.13の
“Color Displays and Color Science"という章の“Vis
ual Display Descriptive Systems"という節で、Gerald
Murchは、次の意見を述べている: ・・・最良の条件下で、合計約300万の識別可能な色
がビジュアルディスプレイに作成することができる;す
なわち隣においたときに異なると認識できる色である。
色を異なるスクリーン領域に配置して直ちに他のものと
異なると認識しなければならない場合には、色調は約70
00に減少する。・・・付加的に混合された色についての
得ることができる飽和レベルは、原色の数の増加により
拡張できる。・・・カラーテレビジョン産業は、4また
は5の原色で実験したが、その色の発展は、そのような
受信機の製品の価格の増加分を相殺するものではないと
結論づけた。ビジュアルディスプレイは、先例にならっ
た。
RobinsonおよびSanfoldは、“Optical Modulation De
vice"という名称のU.S.Patent No.4,887,878で、教示し
た:“光波で情報を伝達するためには、その波のいくつ
かの性質が、情報および採用されるコード化システムに
応じて変調しまたは変化する必要がある。”スペクトル
の光学的範囲内での電磁キャリア波の変調に応じた物質
の種々の電気−光学的,熱−光学的,または音響−光学
的性質に応答するデバイスが、この分野でよく知られて
いる。
分離には、第7図に示すようなカプラが必要である。
これは、波長に敏感であり、光700は、異なる経路702〜
706に沿って導かれる。回折格子701は、入力ファイバ70
0からの光のスペクトルを拡げ、そしてそのスペクトル
の特定波長を直線状に配置されたファイバ702〜706にフ
ォーカスするために用いられている。逆に、もし出力が
逆になれば、回折格子701は、5つの波長702〜706を合
成して単一の出力とするであろう。
Optics Source Book,S.Parker,ed.,McGraw−Hill,NY,
1988,pp.287−291内の“Integrated Optics"という論文
の中で、Streiferは、“・・・光程度の波長において、
1または2の非常に小さな次元の領域に伝搬光を閉じ込
める誘電体構造”を基礎とする平面導波路での光電送に
ついて説明している。第8図は、外部光ビーム801を薄
層導波路802に結合する従来のプリズム入力カップリン
グ800および回折格子出力カップリング803を示す。入射
ビーム801および出力ビーム804の方向を変えると、プリ
ズム800および回折格子803の役割が変化する。Streifer
は、さらに、スイッチングおよび変調の用途の光集積回
路(optical integrated circuit;OIC)について説明し
ている: ニオブ酸リチウム(lithium niobate)およびガリウ
ム砒素(gallium arsenide)の両者は、電気−光学的活
性結晶の系統に属する。これらの物質に電界がかけられ
ると、その屈折率が変化する。・・・導波路が適切に設
計されていれば、電極に特定の小さな電圧を適用する
と、光パワーがある導波路からその隣の導波路に高効率
で最初の導波路にほとんど残らずに移行するであろう。
第9図は、ネットワークを切り替える従来の“4対4"
方向性結合器を示す。ここで、4つの入力光信号900
は、4つの出力ポート904の何れか1つに切り替えられ
るであろう。導電性電極901は、密接して、間隔をおい
て設けられた2つの導波路903に平行になるように結晶
質基板902の表面に設けられている。このような光集積
回路は、光ファイバを介して4つのコンピュータを相互
に結合するのに役にたつ。スイッチは、事実上モジュレ
ータである。従来のモジュレーションは、情報が光波上
に符号化されたものである。先に引用したStreiferによ
ると、“・・・パルスモジュレーションは、ある意味で
は受信機に理解し得るような方法で光波を単に遮断しま
たは結合することによって生じる。スイッチング電極へ
の電気信号に応答して導波路に、または導波路から光を
移行することにより、出力光波が変調される;すなわち
スイッチはモジュレータとして作用する。問題の本質
と、解決策の構築との区別を行う系統的な方法につい
て、その方法を実現することが長年望まれてきた。問題
空間の各関係をナビゲートする問題空間形成と、解決策
の構築についての戦略とを区別するには、ビジュアル化
できる機械化された方法を必要とする。本明細書に開示
される発明によれば、混合解像度、即ち、ビジュアル化
できる暗号化された属性関係のN次元オブジェクト空間
に変換すべきオブジェクト記述を有する属性によって特
徴付けられる問題を抱えている。
従って、前記の先行技術についての議論は、混合解像
度、N次元オブジェクトおよび空間についての問題を表
わしている。
発明の目的 本発明の目的は、変数の数が方法で限定できない多変
数の複合問題に関するN次元オブジェクト空間の生成を
機械化することにある。
本発明の他の目的は、内容−アドレス可能(content
−addressable)オブジェクト空間を生成することにあ
る。
本発明の他の目的は、ここではk−アレイ(k−ar
y)交番グレーコード(reflected Gray code)という交
番グレーコードの新規な形式の作成,説明および操作に
ある。
本発明のさらに他の目的は、感知された物理的現象を
論理的に表現することにある。
本発明の付加的な目的は、変数の数が方法で限定でき
ない多変数の複合問題に関する混合解像度N次元オブジ
ェクト空間の視覚化を機械化することにある。
本発明の他の目的は、論理カラー仕様(specificatio
ns)および視覚的色覚(color sensation)等の論理オ
ブジェクトを視覚的に表現することにある。
本発明のさらに他の目的は、1以上のオブジェクト空
間の複数のビューの同時制御にある。
本発明のさらに他の目的は、ここではモジュラーオブ
ジェクト記述システムの中核として記述された装置にあ
る。
本発明の目的は、オブジェクト空間におけるオブジェ
クト記述の論理表現(logical representation)および
視覚表示(visual expression)の動的制御にある。
本発明の他の目的は、オブジェクト空間における複数
の遷移パス(transition path)の同時制御にある。
本発明の目的は、オブジェクト空間における複数の要
素関係(element relation)の同時制御にある。
本発明のさらに他の目的は、オブジェクト空間におけ
る複数の領域(region)の同時制御にある。
本発明の付加的な目的は、複数のオブジェクト空間の
同時制御にある。
本発明の目的は、プロセッサやメモリ等の種々のタイ
プの装置を制御すること、および関連のプロセッサを制
御することにある。
本発明の他の目的は、光学モジュレーションやデモジ
ュレーション等の種々のタイプの処理を制御することに
ある。
発明の要約 非常に単純なオブジェクト記述(object descriptio
n)を表現するオブジェクト空間は、マニュアル(手
動)で形成され、いくつかのインスタンス(instance)
では、メンタル的(mentally)に形成される。しかし、
実際のシステムの記述空間は、メンタルな視覚化および
マニュアル手段の実行可能な範囲をすぐに越えてしま
う。従って、クレーム化された本発明によれば、特定の
問題ドメインを記述する属性同士の上位関係を機械化す
る。本明細書に開示される新規方法および装置によれ
ば、属性の集合によって定義された抽象オブジェクト記
述(abstract object description)と、それらに対応
する値をN次元オブジェクト空間に変換する。このN次
元オブジェクト空間は、ビジュアル化できる機械化され
た、論理的に暗号化された表現を表わす。従って、本発
明の実施例に示す装置は、パート・ビジュアル・マシン
であると同時に、アプリケーションの依存度および装置
の透明性についての適切なレベルを提供する。
本発明によれば、ここに実施例としておよび広範囲に
説明するように、コンピュータのような計算装置を用い
て混合解像度のN次元オブジェクト空間を生成しそして
視覚化する方法が提供される。計算装置は、例えば、デ
ータおよびコマンドを記憶する手段、記憶されたデータ
およびコマンドに対応したN次元オブジェクト空間の論
理表現を生成する手段、記憶されたデータおよびコマン
ドの対応したN次元オブジェクト空間を表現するバーチ
ャルイメージを生成する表示論理、およびバーチャルイ
メージのビジュアル表現を表示する表示手段を含むタイ
プであれば良い。
ユーザ規定の属性の場合、プロセスは、計算装置への
属性のユーザ入力とこの属性からN次元オブジェクト空
間のためのフレームを計算装置が生成することから始ま
る。次いで、フレームのビットは、オブジェクト記述子
を生成するためにインタリーブされる。計算装置は、フ
レームおよびオブジェクト記述子から、N次元オブジェ
クト空間の次元−空間的ロケーションが生成される。ま
た、計算装置は、N次元オブジェクト空間中の各次元−
空間的ロケーションに対するインタリーブ化フレームデ
ータに対応するオブジェクトセレクタを生成する。計算
装置は、次元−空間的ロケーションおよびオブジェクト
セレクタからN次元オブジェクト空間のバーチャルイメ
ージを生成する。ユーザまたはアプリケーション手続き
は、バーチャルイメージの領域を選択する。プロセスは
さらに、N次元オブジェクト空間のバーチャルイメージ
の選択された領域を表示手段上に表示するステップを含
むことがある。
プロセスはさらに、フレームおよびオブジェクト記述
子から混合解像度N次元オブジェクト空間のための各N
次元の解像度レベルを計算装置に生成させる工程を含
む。その後、オブジェクトセレクタは、混合解像度のN
次元オブジェクト空間における各解像度−空間的ロケー
ションに対するフレームデータから生成される。N次元
オブジェクト空間のバーチャルイメージは、解像度−空
間的ロケーションおよび次元−空間的ロケーションから
生成される。ユーザまたはアプリケーション手続きは、
バーチャルイメージの領域を選択する。プロセスは、混
合解像度N次元オブジェクト空間のバーチャルイメージ
の選択された領域を表示手段上に表示するために計算装
置を使用する工程を含むことがある。
本発明は、あるいは混合解像度N次元オブジェクト空
間の生成および視覚化のための装置に具現化されるであ
ろう。ユーザオブジェクト記述の場合、ユーザは、次元
および解像度を規定する属性の特定の集合を規定する。
アプリケーションで動かされるオブジェクト空間の場
合、アプリケーション手続きは、次元および解像度のレ
ベルを定義する属性の特定の集合を規定する。電磁気信
号のように検知された物理現象の場合、装置は、アナロ
グ信号を、次元および解像度レベルを定義する属性の特
定の集合を規定するディジタル形式に変形する。
装置は、N次元オブジェクト空間について規定された
属性からフレームを生成する手段を含む。ビットをイン
タリーブする手段は、インタリーブ化フレームデータに
対応するオブジェクト記述子を生成する。フレームおよ
びオブジェクト記述子を使用する場合、本発明では、N
次元オブジェクト空間の次元−空間的ロケーションを生
成する手段を使用する。フレームデータは、N次元オブ
ジェクト空間における各次元−空間的ロケーションに対
するオブジェクトセレクタを生成するために使用され
る。次元−空間的ロケーションおよびオブジェクトセレ
クタは、N次元オブジェクト空間のバーチャルイメージ
を生成するために用いられる。バーチャルイメージの領
域は、選択される。表示手段は、N次元オブシェクト空
間のバーチャルイメージの選択された領域を表示するか
も知れない。
本発明の装置は、さらに、フレームおよびオブジェク
ト記述子を用いた混合解像度N次元オブジェクト空間に
ついてのN個の各次元の解像度レベルに対する解像度−
空間的ロケーションを生成するための手段を含むことが
ある。フレームおよびオブジェクト記述子は、混合解像
度のN次元オブジェクト空間における各解像度−空間的
ロケーションに対するオブジェクトセレクタを生成する
ために使用される。解像度−空間的ロケーションおよび
オブジェクトセレクタと呼ばれる次元−空間的ロケーシ
ョンを使用する場合、N次元オブジェクト空間のバーチ
ャルイメージが生成され、バーチャルイメージを選択す
るための手段が準備される。特定のオブジェクトについ
てのフレームデータは、混合解像度N次元オブジェクト
空間における特定のロケーションに参照として載せるた
めの単一のオブジェクトセレクタを生成するために用い
られる。
本発明を説明するための例は、カラー知覚、カラー仕
様およびカラー空間に係り、特に、一様カラー空間の生
成および視覚化に係る。間接的にRGB信号電圧を規定
し、RGBカラー空間において感知できるカラーの結果の
分布を視覚化することによりRGB値を制御するカラーネ
ーミング法は、ここで開示された方法によって提供され
る。
本発明に従って使用されるカラーネーミング方法は、
特定カラー経歴のネーム(the name of a particular c
olor experience)を、一様カラーの選択および電子的
ディスプレイ上への再現の両目的のために符号化するプ
ロセスである。一様カラー空間を生成するために用いら
れるカラー表現のシステムは、赤,緑および青の付加的
な関係で色を示すことである。結果として生じたRGBシ
ステムは、3つの原色のそれぞれを0〜1または0%〜
100%の範囲の3組の値を規定する。結果として生じる
カラー関係は、キューブを形成する。RGBシステムは、
付加的なカラー混合の素を合体させるカラー記述の問題
への単純で直接的なアプローチである。すなわち、ユー
ザは、使用が誘導されるであろう電気的アクティビティ
によって色を直接規定することができる。従来技術の説
明の項で引用したMurchによると、付加的なカラー関係
を規定することの困難さが述べられている。
・・・付加的カラー混合のニュアンスを理解した個人に
とっては、RGBシステムは心地よいものである。
・・・付加的カラーを明確に理解しているこれらの個人
にとってさえ、全ての3つの原色についていくつかの真
の値が要求されるときの、キューブ内部内でのカラーの
ロケーションおよび適正な仕様は、困難性を与える。例
えば、褐色の媒体のイメージセレクションである。適正
な色相および明るさの色が定められ、彩度のシフトが要
求されたときに最も大きな困難に出会う。かかるシフト
は、3つの全ての値の不均衡な変更を要求するであろ
う。
RGBカラー空間において感知できる色の分布を生成
し、制御しおよび視覚化するための新規な方法を以下に
述べる。この方法の第1の態様では、(物理的)RGB信
号電圧を規定し、また表示可能な一様カラー空間中の特
定のロケーションを(論理的に)ネーム化するビットの
符号化したパターンをここに開示する。方法の他の態様
では、カラー空間の例として説明されている発明の論理
的ネーミング法が、新規な光学的変調法を含むように一
般化されるかも知れない。
本発明の付加的目的および効果は、次の詳細な説明の
部分に示され、またその一部分は詳細な説明から自明で
あり、あるいは本発明の実行によって知ることができる
であろう。本発明の目的および効果は、また、添付の請
求の範囲に特に挙げられている手段および組合わせによ
って実現でき到達できるであろう。
図面の簡単な説明 明細書に併合されてその一部を構成する添付の図面
は、本発明の好ましい実施例を説明し、また詳細な説明
とともに本発明の原理を説明するために供される。
第1A図〜第1E図は、従来技術にかかる方法による2進
3−キューブの“unfolded"の図である。
第2図は、k−マップとしてのn−キューブの表現を
示す図である。
第3A図〜第3B図は、4変数カルノー図の従来の表現を
示す図である。
第4A図〜第4B図は、2進5−キューブおよび2進6−
キューブの従来の表現を示す図である。
第5図は、2進6−キューブをより上位の空間を視覚
化するように拡張する従来の装置を示す図である。
第6A図〜第6D図は、2次元の再帰的インデックス法に
より符号化された2進6−キューブの図である。
第7図は、ファイバを分離するための従来の複数波長
の分布を示す図である。
第8図は、薄膜導波路への外部光ビームのプリズムイ
ンプットカップリングおよび回折格子アウトプットを示
す図である。
第9図は、従来の“4対4"の方向性結合器スイッチを
示す図である。
第10A図〜第10B図は、従来の4次元超立方体を示す図
である。
第11A図〜第11C図は、空間、空間的要素連係、および
平面上に投影された2進4−キューブを生成するための
直観的手順を示す図である。
第12図は、本発明のプロセスを示すユーザ規定属性の
ケースのフローチャートである。
第13図は、ゼロ−キューブの表現を示す図である。
第14図は、1次元オブジェクト空間の表現を示す図で
ある。
第15図は、2次元オブジェクト空間の表現を示す図で
ある。
第16図は、3次元オブジェクト空間の表現を示す図で
ある。
第17図は、4次元オブジェクト空間の表現を示す図で
ある。
第18図は、5次元オブジェクト空間の表現を示す図で
ある。
第19図は、6次元オブジェクト空間の表現を示す図で
ある。
第20A図〜第20C図は、k−アレイ1次元オブジェクト
空間の図である。
第21A図〜第21B図は、4次元オブジェクト空間を示す
図である。
第22A図〜第22B図は、2進4次元オブジェクト空間か
ら導かれる混合解像度4次元オブジェクト空間の図であ
る。
第23図は、オブジェクト記述プロセスの機能図であ
る。
第24A図〜第24B図は、オブジェクト記述システムにお
ける実モジュールのブロック図である。
第25図は、オブジェクト記述システムの機能モジュー
ルを示す図である。
第26A図〜第26H図は、4−ビットフレーム論理モジュ
ールにより生成されるオブジェクト空間構成を示す図で
ある。
第27A図〜第27C図は、8−要素RGBカラー空間の図で
ある。
第28A図〜第28C図は、64−要素RGBカラー空間の図で
ある。
第29A図〜第29C図は、異なった解像度の3次元空間間
の関係を示す図である。
第30図は、445nm,535mm、および630mm制御ソースのマ
ッチングカーブを示すグラフである。
第31A図〜第31C図は、64−要素RGBカラー空間におい
て各原色に対する値の範囲を越えるスペクトル強度のパ
ーセンテージがどれくらいかを示す図である。
好ましい実施例の詳細な説明 以下、本発明の好ましい実施例について言及する。そ
の例は、いくつかの図において類似の参照番号が類似の
要素を示す添付図面に示されている。
システム記述の理論的プロセスが与えられると、本発
明は、システム記述の新規な表現を機械化する。オブジ
ェクト記述は、ある物理的あるいは概念的性質を有する
いくつかのシステムについて言及しまたは記述する、と
いう意味を有している。
カラーグラフィックスにおいては、オブジェクトは、
例えばカラー空間において定義されている赤,緑,青な
どの属性によって記述される独特の色覚(color sensat
ions)であろう。光通信においては、オブジェクトは、
信号空間で定義される光波のコンポーネントによって記
述される特別のコヒーレント光源であろう。
システム記述の重要な面は、実際の記述が規定の可能
性ある記述の中から選択されたものであることである。
本発明は、設計の時点では実際に選択されるかどうかわ
からないが、各可能性ある問題選択をオペレートするた
めに設計された一般的な装置および方法である。
本発明のプロセスは、感知された物理的現象を論理的
に表現することおよび論理的オブジェクトを視覚的に表
現することが可能である。従来技術の説明において引用
した従来技術の大部分は、ビジュアル空間上に論理オブ
ジェクトをマップすることにより問題を解決するプロセ
スのいくつかの面を視覚化することを求めるものであっ
た。
大部分の従来技術の方法は、その中で論理オブジェク
トが真の直線,平面,またはキューブ空間上にマップさ
れているデカルトの(Cartesian)空間であるビジュア
ル空間を想定している。したがって、ビジュアル空間中
のオブジェクトのロケーションは、1またはそれ以上の
対等の軸との関係で測量的に決定される。これらの従来
技術に対する本発明の第1の発展はここにある。すなわ
ち、本発明の方法および装置は、オブジェクト空間中の
オブジェクトロケーションが測量的よりむしろ論理的に
決定されるという、オブジェクト空間の新規な形式を定
義する。従来技術の説明の項で引用した他の従来方法
は、そのいくつかの変形に帰納的指標付けすることによ
って問題を解決するプロセスのいくつかの面を視覚化す
ることを求めるものであった。しかし、このような従来
方法は、ドメインを分解することによってロケーション
を決定するものである。
オブジェクト空間を形成するプロセスは、本発明の方
法によるオブジェクト記述によって導かれる。オブジェ
クト表現は、本発明のオブジェクト空間内の位置に直接
対応する一様2進−コード化ネームによって表現され
る。本発明は、まず、2進N次元オブジェクト空間を折
り返す(交番させる)方法として説明することができ
る。さらに、本発明は、混合−解像度N次元空間を折り
返す(交番させる)一般化された方法として説明するこ
とができる。ビットインタリーブ(bit interleaving)
は、しばしばそれ自身のデータ表現の部分と同様に構成
するデータとして使用される。Sametは、自書The Desig
n and Analysis of Spatial Data Srructures,1989,Add
ison Wesley,NY,p.109で、次のように述べている: ビットインタリーブは、複数次元ポイントデータのデ
ータベースをダイナミカリーにバランスすることを可能
にする。それは、対数挿入、削除およびサーチアルゴリ
ズムに通じる。しかし、それは欠点を有している。ま
ず、そして最も重大であるが、ビットインタリーブは、
一般のコンピュータにおいては効果的に行われていな
い。その複雑さは、キー中のビットの総数に依存する。
2進−コード化データの効果的なインタリーブはここ
に述べられている視覚化プロセスにきわめて重要である
ので、本発明の実施例は、視覚化構造を有する装置とし
て説明する。本発明の実施例を詳細に説明する前に次の
術語を定義する。
1.オブジェクト(Object):何かの実世界(real−worl
d)または想像上の現象(imaginary phenomenon)の構
造の表現(structural expression)および/または動
きの表現(behavioral expression) 2.オブジェクト記述子(Object descriptor):オブジ
ェクト空間を記述する特殊のオブジェクト表現のための
スキーマを記述する属性の集合 3.オブジェクトセレクタ(Object selector):規定さ
れたオブジェクト表現の記述子と関連しオブジェクト空
間中のロケーションを定義する属性値の集合 4.オブジェクト空間(Object space):オブジェクト記
述子のビット−インタリーブされた表現 5.オブジェクトネーム(Object name):オブジェクト
空間中のオブジェクトセレクタの2進−符号化された表
現 6.ビジュアル空間(visual space):平面上に投影され
たオブジェクトネームの空間 7.次元(dimension):オブジェクト空間およびビジュ
アル空間の両者における次元に対応するオブジェクト記
述子の各属性 8.次元解像度(dimensional resolution):オブジェク
ト記述子の属性に関連する値(values)の値域(rang
e) 9.量子化(quantization):論理ディジタルコードを値
の値域に割り当てること 10.フレーム:各属性(次元)が、解像度の付加的ビッ
トを表現している、複数の“0"がつながる“1"によって
示されるところであるオブジェクト記述子のフォーマッ
トを記述する 本発明は、コンピュータなどの計算装置を用いるN次
元オブジェクト空間の視覚化のためのプロセスを与え
る。計算装置は、例えば、データおよびコマンドを記憶
する手段、記憶されたデータおよびコマンドに対応した
N次元オブジェクト空間の論理表現を生成する手段、記
憶されたデータおよびコマンドの対応したN次元オブジ
ェクト空間を表現するバーチャルイメージを生成するフ
レーム論理、およびバーチャルイメージのビジュアル表
現を表示する手段を含むタイプであれば良い。プロセス
はこの計算装置を使用する。
第11A図〜第11C図は、平面上に混合解像度N次元オブ
ジェクト空間を折り返す(交番させる)ための直観的手
順を示す。ユーザ規定属性のケースを示すフローチャー
トである第12図を参照すると、プロセスは、計算装置に
属性1201を入力するステップでスタートする。属性は、
問題(problem)を説明する。カラーディスプレーは、
例えば3つの原色:赤、緑、青の属性を有するであろ
う。各属性は、問題の次元に一致する。カラーディスプ
レーにおいては、3つの原色の各々は、例えば3の次元
を与える(N=3)次元と考えられるであろう。コンピ
ュータは、ユーザ規定の属性から、N次元オブジェクト
空間のためのフレームを生成する(1202)。フレーム
は、特定の問題ドメインのための属性記述のコード化さ
れた表現である。カラー空間においては、原色色相に対
応する各属性は、フレーム中のビットフィールドによっ
て記述される。各ビットフィールドの第1のビットは、
常に論理的なものである。与えられたビットフィールド
中のその後のビットは、論理ゼロである。各論理ゼロ
は、解像度の付加的ビットを表す。
第1の例である、各次元について2ビット解像度を有
する3次元オブジェクト空間は、フレーム(0,1,0,1,0,
1)を有するであろう。各々の1−ビットは、各次元を
示し、対応する1−ビットの前にある0−ビットは解像
度の第2のビットを示す。カラーディスプレーの場合、
各3つの次元における解像度の2ビットは、各原色の強
度の4レベルに対応するであろう。
第2の例である、第1の次元に3ビット解像度、第2
の次元に1ビット解像度および第3の次元に2ビット解
像度を有する3次元オブジェクト空間は、フレーム(0,
1,1,0,0,1)を有するであろう。カラー空間において
は、右の3つのビットが赤属性の8レベルの解像度また
は飽和を示し、中央の1つのビットが緑属性の2レベル
の解像度または飽和を示し、左の2つのビットが青属性
の4レベルの解像度または飽和を示すであろう。
第3の例である、各次元に1ビット解像度の3次元オ
ブジェクト空間は、フレーム(1,1,1)を有するであろ
う。左から右の各ビットは、それぞれ赤属性、緑属性お
よび青属性を示すであろう。フレームは、属性の数と各
属性の解像度とを表示する位取り表記(positinal nota
tion)である。フレームデータは、値または与えられた
フレームの各ビット位置のセンスである。
第12図に示すように、フレームのビットは、インタリ
ーブされて(1203)オブジェクト記述子となる。第1の
例では、フレーム(0,1,0,1,0,1)に対するオブジェク
ト記述子は(0,0,0,1,1,1)である。第2の例では、フ
レーム(0,1,1,0,0,1)に対応するオブジェクト記述子
は、(0,0,0,1,1,1)である。第3の例では、フレーム
(1,1,1)に対応するオブジェクト記述子は、(1,1,1)
である。計算装置は、フレームおよびオブジェクト記述
子から、N次元オブジェクト空間の次元−空間的ロケー
ションを生成する(1204)。オブジェクト記述からの各
1−ビットに対応して、計算装置は、次元−空間的ロケ
ーションの次元を生成する。次元−空間的ロケーション
は、問題の属性に対応する。
第13図〜第19図は、正の整数であるいかなるNに対し
ても表されているN次元−オブジェクト空間を機械化し
そして視覚化するプロセスとして、ここでさらに記述さ
れる本発明にしたがってのn−キューブの投射を説明す
る。第13図〜第19図の各々は、n−キューブの要素配置
の3つの表現を示すものであることに注意すべきであ
る。
第13図のn−キューブは、ここでは0次元オブジェク
ト空間という。第13図は、次元がゼロ(n=0)のオブ
ジェクト空間はただ1つの要素、すなわち1次元−空間
的ロケーションを有している。
第14図の2進1−キューブは、ここでは1ビット解像
度を有する1次元オブジェクト空間という。第14図は、
次元が1(n=1)のオブジェクト空間が2つの要素、
すなわち2つの次元−空間的ロケーションを有すること
を示している。第14図の1次元1ビットのオブジェクト
空間は、論理ゼロおよび論理1としてそれぞれ呼ばれる
(ネーム化(named)された)2つの要素からなる直線
状の領域として視覚化される。第14図の線状の領域は、
“0"と呼ばれる(ネーム化された)第1の0次元オブジ
ェクト空間を右に折り返す(交番させる)することによ
って生成される。それによって、“1"とネーム化された
第2の0次元オブジェクト空間が生成される。次元−空
間的ロケーションのネームは、オブジェクトセレクタと
いわれている。
第15図〜第19図は、Nが2から6まで変化する場合の
交番2進n−キューブの連続した(順送り)投射(prog
ressive projection)を示す。第15図〜第19図におい
て、各次元−空間的ロケーションは、正方形として描か
れているセルとして表現されている。N次元オブジェク
ト空間は、下記に示す装置からの制御信号によって決定
される方向の正射影内の領域として折り返される。第15
図〜第19図を参照すると、第2の(交番)領域内のn−
1ビットの最右端のオブジェクトセレクタビットは、第
1の領域(すなわち、ここでNは、オブジェクトセレク
タ内のビットの数である)を構成する対応するオブジェ
クトセレクタのn−1ビットの最右端のオブジェクトセ
レクタビットと同じであることに注意すべきである。さ
らに、第1の領域最左端のオブジェクトセレクタビット
の値は、常に論理ゼロであり、第2領域の最左端のオブ
ジェクトセレクタビットは、常に論理1であることに注
意すべきである。
第15図の2進2−キューブは、ここでは1ビット解像
度の2次元オブジェクト空間という。第15図は、次元が
2(n=2)のオブジェクト空間が4つの要素、すなわ
ち次元−空間的ロケーションを有している。第15図の2
次元1−ビットオブジェクト空間は、交番2進グレーコ
ード(Gray code)(例えば、00,01,11,10)によってネ
ーム化された4つの要素から構成される2つの線状領域
として視覚化される。第15図のオブジェクト空間は、第
1の線状領域を上側に折り返すことにより形成される。
これによって、第2の(交番,折り返し)線状領域が生
成される。各線状領域の対応するオブジェクトセレクタ
は、最右端のビット位置では同じ値を有するが、最左端
のビット位置では異なることに注意すべきである。第1
の線状領域のオブジェクトセレクタの最左端のビット
は、論理ゼロである。第2の(交番,折り返し)線状領
域のオブジェクトセレクタの最左端のビットは、論理1
である。
第16図の2進3−キューブは、ここでは1ビット解像
度の3次元オブジェクト空間という。第16図は、次元が
3(n=3)のオブジェクト空間が8つの要素、すなわ
ち次元−空間的ロケーションを有する。第16図の3次元
1−ビットオブジェクト空間は、それぞれが4つの要素
からなる2つの正方形の領域として視覚化される。これ
らの8つの要素は、交番2進グレーコード(例えば、00
0,001,011,010,110,111,101,100)によってネーム化さ
れる。第16図のオブジェクト空間は、4つの要素から構
成される第1の正方形領域を左側に折り返すことにより
形成される。これによって、第2の正方形(交番,折り
返し)領域が形成される。第2の(交番,折り返し)正
方形領域内の2つの最右端のオブジェクトセレクタビッ
トの値が、第1の正方形領域を構成する、対応するオブ
ジェクトセレクタの2つの最右端のビットと同一である
ことに注目すべきである。第1の正方形領域の最左端の
オブジェクトセレクタビットの値は、論理ゼロである。
第2の正方形領域の最左端のオブジェクトセレクタビッ
トの値は、論理1である。
第17図の2進4−キューブは、ここでは1ビット解像
度の4次元オブジェクト空間という。第17図は、次元が
4(n=4)のオブジェクト空間が16個の要素、すなわ
ち次元−空間的ロケーションを有していることを示して
いる。第17図の4次元1−ビットオブジェクト空間は、
それぞれが8つの要素で構成される2つの長方形領域と
して視覚化される。これらの16の要素は、交番2進グレ
ーコードによってネーム化される。第17図のオブジェク
トセレクタは、8つの要素から構成される第1の長方形
領域を下側に折り返すことによって形成される。これに
よって、第2の長方形(交番,折り返し)領域が生成さ
れる。
第18図の2進5−キューブは、ここでは1ビット解像
度の5次元オブジェクト空間という。第18図は、次元が
5(n=5)のオブジェクト空間が32の要素、すなわち
次元−空間的ロケーションを有することを示している。
第18図の5次元1−ビットオブジェクト空間は、それぞ
れ16の要素から構成される2つの正方形領域として視覚
化される。これらの32の要素は、交番2進グレーコード
によってネーム化される。第18図のオブジェクト空間
は、16の要素から構成される第1の正方形領域を右側に
折り返すことにより形成される。これによって、第2の
正方形(交番,折り返し)領域が生成される。
第19図の2進6−キューブは、ここでは1ビット解像
度の6次元オブジェクト空間という。第19図は、次元が
6(n=6)のオブジェクト空間が64個の要素、すなわ
ち次元−空間的ロケーションを有していることを示して
いる。第19図の6次元1−ビットオブジェクト空間は、
それぞれ32個の要素から構成されている2つの長方形領
域として視覚化される。これらの64個の要素は、交番2
進グレーコードによってネーム化される。第19図のオブ
ジェクト空間は、32の要素からなる第1の長方形領域を
上側に折り返すことにより形成される。これによって、
第2の長方形(交番,折り返し)領域が生成される。
あらゆるN次元空間に対する空間的要素のネーミング
のプロセスは、その部分空間(subspace)を折り返す
(交番させる)ことの“機能(function)”として直観
的に理解することができる。
第13図〜第19図によって説明されている空間形成方法
は、平面上に投射された場合、交番N次元空間2次元ビ
ジュアル表現となる。本発明の新規な方法は、あらゆる
N次元オブジェクト空間に対する連続した空間生成(pr
ogressive space generation)の視覚化に用いることが
できる。
次元−空間的ロケーションは、セルを、右,上,左,
下,右,上,左,下など、反時計回りと考えられる方向
に反射することによって生成できる。この代わりに、次
元−空間的ロケーションは、セルを、左,上,右,下,
左,上,右,下など、時計回りと考えられる方向に反射
することによって生成できる。次元−空間的ロケーショ
ンは、時計回り方向または反時計回り方向に折り返され
るであろう。さらに、次元−空間的ロケーションは、セ
ルを、ある単一の方向、または選択された方向に折り返
す(交番させる)ことによって形成される。目的を説明
するために、次元−空間的ロケーションを生成する反時
計回りの実施例を、反対の(時計回りの)実施例が反時
計回りの実施例と同等の次元−空間的ロケーションを生
成するということを理解しつつ、この記述全体に用い
る。
第12図に示すように、全ての次元−空間的ロケーショ
ンが生成されると(1205)、問題の全ての次元が表現さ
れ、次いで計算装置がフレーム中に第1の属性ビットフ
ィールドを確保する(1206)。このビットフィールドか
ら、計算装置は、解像度−空間的ロケーションがこのビ
ットフィールドから生成される必要があるかどうかを決
定する(1207)。もし解像度−空間的ロケーション生成
されなければ、次に計算装置はこれがフレームの最後の
ビットフィールドかどうかを決定する(1206)。もしイ
エスであれば、次に計算装置はあらゆるビットフィール
ドについて生成された付加的解像度−空間的ロケーショ
ンが存在するかどうかをチェックする(1211)。もし解
像度レベルが要求されなければ、次に計算装置は、N次
元オブジェクト空間における各次元−空間的ロケーショ
ンに対するインタリーブ化フレームデータに対応するオ
ブジェクトセレクタを生成する(1212)。オブジェクト
セレクタは、次元−空間的ロケーションを表現するセル
中のロケーションを定義する。
もし、N次元オブジェクト空間の全ての次元−空間的
ロケーションに対する全てのオブジェクトセレクタが生
成された場合、次に計算装置は、次元−空間的ロケーシ
ョンおよびオブジェクトセレクタからN次元オブジェク
ト空間のビジュアルイメージを生成する(1214)。ユー
ザまたはアプリケーション手順は、機械制御、ディスプ
レイ、または他のアプリケーションによって動かされる
機能に対するビジュアルイメージの領域を選択するであ
ろう(1215)。さらに、プロセスはN次元オブジェクト
空間のビジュアルイメージの選択された領域を表示手段
上に表示するために計算装置を用いることを含むであろ
う。さらに加えて、プロセスは、フレームおよびオブジ
ェクト記述子から混合解像度N次元オブジェクト空間の
N個の各次元の解像度レベルに対する解像度−空間的ロ
ケーションを生成するために計算装置を用いるであろ
う。
第20図〜第22図は、解像度−空間的ロケーションの生
成を説明する。第20図に示すように、k−アレイ1−キ
ューブ内の要素の数は、解像度のビットの数によって2
の累乗として決定される。例えば、2ビットの解像度の
4−アレイ1−キューブは、4つの要素を有し、3ビッ
トの解像度の8−アレイ1−キューブは、8つの要素を
有する。第20A図〜第20C図に示すように、k−アレイ1
−キューブの要素が線状に折り返された場合、要素の変
化の連続は、交番2進コードの一次子(primary)の形
式に一致するが、交番k−アレイコードとして解釈され
るであろう。
第20A図は、ここでは1ビット解像度の1次元オブジ
ェクト空間という2進1−キューブを示す。第20A図の
1次元1−ビットオブジェクト空間は、それぞれ“0"お
よび“1"とネーム化された2つのオブジェクトセレクタ
で構成されている。1次元1−ビットオブジェクト空間
は、次元−空間的ロケーションを表す。
第20B図は、2ビット解像度の1次元オブジェクト空
間を説明する。この場合、第20A図の元の次元−空間的
ロケーションは、第1の次元の方向に解像度を増加させ
るために右側に折り返されている。解像度を増加させる
ための折り返し(交番)は、次元を生成する折り返しと
きの方向と同じであることに注目したい。元の次元−空
間的ロケーションのオブジェクトセレクタは、その前に
置かれた0−ビットを有しており、新たに生成された解
像度−空間的ロケーションは、その中に折り返されその
前に置かれた1−ビットを伴う元のオブジェクトセレク
タを有する。
第20C図は、第20B図の1次元2−ビットオブジェクト
空間から生成される3ビットの解像度の1次元オブジェ
クト空間を示している。この場合、1次元2−ビットオ
ブジェクト空間(2−アレイ1−キューブ)からのオブ
ジェクトセレクタは、その前に置かれた0−ビットを有
し、折り返すことにより生成されたオブジェクトセレク
タは、その前に置かれた1−ビットを有する。第21A図
〜第21B図は、4次元オブジェクト空間の図である。第2
1A図は、1ビット解像度の4次元オブジェクト空間を示
す。第21B図は、各次元が2ビット解像度の4次元オブ
ジェクト空間を示す。この場合、4つの次元の全ての次
元−空間的ロケーションが生成された後、解像度−空間
的ロケーションが生成される。従って、4つの次元に対
する16の次元−空間的ロケーションは、最初に、第1の
次元のための解像度の2レベルを生成するために右側に
折り返される。この段階で、32の次元−空間的ロケーシ
ョンおよび解像度−空間的ロケーションが存在する。第
2の次元に対して解像度の2レベルを生成するために、
32の次元−空間的ロケーションおよび解像度−空間的ロ
ケーションの組み合わせを上側に折り返すことにより32
の解像度−空間的ロケーションが生成される。この段階
で全部で64の空間的ロケーションが存在する。第3の次
元に対する2レベルの解像度−空間的ロケーションは、
64の解像度−空間的ロケーションを先に生成された64の
空間的ロケーションの左側に折り返すことによって生成
される。第4の次元の2レベルの解像度−空間的ロケー
ションは、128の解像度−空間的ロケーションを、第1,
第2および第3の次元からの128の混合解像度の空間的
ロケーションの混合物に対して下側に折り返すことによ
り生成されるであろう。これによって、第4の2−ビッ
トオブジェクト空間に対して全部で256の空間的ロケー
ションが生成される。オブジェクトセレクタは、各混合
解像度の空間的ロケーションについて既に述べたものと
同様な方法で生成される。
第22A図〜第22B図は、2進4次元オブジェクト空間に
由来する混合解像度の4次元オブジェクト空間の図であ
る。第22A図はまた、1ビット解像度の4次元オブジェ
クト空間を示す。
第22B図は、混合解像度4次元オブジェクト空間を示
す。混合解像度オブジェクト空間内で、各次元に対する
解像度のビット数は、異なることが許容されている。オ
ブジェクト空間の要素をネーミングする従来の方法は、
アドレス可能な要素ロケーションの数がコンテナの広が
り(エクステント;extent)の関数であるというコンテ
ナ−主導(Container−oriented)として特徴付けられ
る。この代わりに、ここで述べられている方法は、オブ
ジェクト空間の広がり(エクステント)および構成(Co
nfiguration)がその内容(Contents)の関数であると
いう内容−アドレス可能(Content−addressable)とし
て特徴付けられる。第22B図のオブジェクト空間では、
第1および第2の次元のそれぞれは2ビットの解像度を
有しており、第2および第4の次元はただ1のビットの
解像度を有している。このため、第22B図のオブジェク
ト空間に対するオブジェクトセレクタは、全部で6ビッ
トを有している。オブジェクトセレクタのビットの数
は、2の累乗としてみた場合、与えられたオブジェクト
空間の要素の数を説明していることを想起しよう。従っ
て、第22B図のオブジェクト空間は64の要素を構成して
いる。より高次元の空間の従来の表現では典型的に、全
ての次元に対して要求されるビットの最も大きな数に関
係する各次元の解像度が固定されることに注目すべきで
ある。これによって、能率の悪い空間的表現が創造され
る。本発明の方法では、空間的分解のプロセスよりむし
ろ新規なオブジェクトの表現に頼っているプロセスによ
って論理オブジェクト空間を生成する。第22B図の場
合、4つの次元のそれぞれにおける解像度の1ビットに
対する次元−空間的ロケーションが生成される。次い
で、第1および第3の次元に対する解像度−空間的ロケ
ーションが生成される。16の次元−空間的ロケーション
は、第1の正方形領域を構成する。16の要素の第1の正
方形領域は右側に折り返され、これによって、第2の
(折り返し,交番)正方形領域が生成される。折り返し
の方向(右側)は、第1の次元の解像度の付加的ビット
により決定される。このステップにより、32の要素から
なる長方形の領域が生じる。第2の次元は解像度の付加
的ビットを有してなく、次の直交する方向(上側)は飛
び越される。従って、32の要素で構成される長方形領域
は、次の直交する方向(左側)に折り返される。これに
よって、第2の(折り返し,交番)長方形領域が生成さ
れる。結果として生じた第1および第2の領域は、第22
B図のオブジェクト空間に示される64の要素を占める。
1以上の次元が2以上の解像度ビットを有するオブジ
ェクト空間表現(例えば、k−アレイn−キューブ)が
与えられると、オブジェクトセレクタは、k−アレイ交
番グレーコードと呼ばれる交番グレーコードの新規な形
式を表す。第12図に示すように、混合解像度N次元オブ
ジェクト空間における各解像度−空間的ロケーションに
対して、オブジェクトセレクタが生成される(1212)。
解像度−空間的ロケーション、次元−空間的ロケーショ
ンおよびオブジェクトセレクタから全てのオブジェクト
セレクタが生成されると(1213)、N次元オブジェクト
空間のバーチャルイメージが生成される(1214)。ユー
ザまたは装置は、使用または表示のためのバーチャルイ
メージの領域を選択するであろう。計算装置は、混合解
像度N次元オブジェクト空間のバーチャルイメージの選
択された領域を表示手段上に表示するであろう。
第23図は、オブジェクト記述プロセスの機能を示す図
である。4つの手順がオブジェクト記述プロセスを構成
する:すなわち、表示(expression)2301,量子化(qua
ntization)2304,変換(transformation)2307および実
行(execution)2301である。ユーザー規定の属性の場
合、ユーザは、オブジェクト記述(2302)として表現さ
れている(2301)オブジェクトのドメイン(2300)を入
力する。オブジェクト記述は属性の集合(set)として
符号化される。選択された属性のそれぞれは、N次元オ
ブジェクト空間の1つの次元に対応している。その中で
属性が規定されている順序は、オブジェクト空間が生成
されるシーケンスを決定する。
各属性の可能性ある値の値域2303は、論理ディジタル
コードを値の値域2303に割り当てる量子化手続き2304に
よって符号化される。解像度は、値の値域2303の程度で
ある。値域圧縮の程度(例えば、値の拡大縮小(scalin
g))は、属性の仕様(specification)の一部である。
コード化された属性の値は、交番2進コードの変換シー
ケンスに一致する、各符号語が2進数字の一様なシーケ
ンスである、オブジェクトの配列された集合のネーム化
あるいはコード化の最も簡単な方法は、直観的に、2進
法で数えることであるが、通常連続した符号語が1ビッ
ト位置以上異なる。上述した従来技術の説明で引用し
た、交番2進コードのいくつかの形式は、特殊の用途に
対して他のものより特別な効果が生じる。表現するのに
要求されるビットの最大数は、その次元的解像度を定義
する。オブジェクト記述2302の各次元に関する値の値域
2303は、量子化されて(2304)、フレーム2306と呼ばれ
るコード化されたオブジェクト記述2305が形成される。
フレーム2306のフォーマットは、コード化された属性ま
たはビットフィールドの連続するシーケンスを表してい
る右側から読みとられるビットパターンである。各属性
のビットフィールドの最右端のビットは、空間的次元を
示す論理1である。与えられた属性に対する解像度の付
加的ビットは、もしあれば、論理ゼロが割り当てられ、
例えば、(0,1,0,1)が2つの4−値属性を表現するコ
ード化されたオブジェクト記述子に対するフレーム2306
である。
次に、オブジェクトフレーム2306のビットは、変換さ
れて(2307)、記述子2309と呼ばれるインタリーブ化オ
ブジェクトフレーム2308が生成される。オブジェクト記
述子は、具体的なオブジェクト表現のためのネームフォ
ーマットを表現する。ネーム化オブジェクト表現のイン
タリーブ化フレーム2308に関するコード化属性値のコレ
クションは、オブジェクトセレクタと呼ばれる。オブジ
ェクト記述子2309は、ビジュアル空間2311を生成するた
めの実行プロセス2310を制御する。ビットに関する制御
シーケンスは、拡張されたフォーム内のインタリーブ化
オブジェクトフレーム2306を考慮することによって理解
することができる。n−キューブのユニットを表してい
る次元の数Nは、拡張されたフレームの第1の区間(イ
ンターバル)内で定義される。各部分列(サブシーケン
ス)の区間(インターバル)オブジェクト空間2311の次
元解像度を拡張する。拡張されたオブジェクト記述子23
09内のブランク区間(インターバル)位置は、特定の次
元のための空間的制御シーケンスの終了として考えられ
るであろう。
第14図〜第19図に示されるオブジェクト空間は、手動
でそしていくつかの例では精神的に生成するに十分簡単
である。しかしながら、実際のシステムの記述空間は、
精神的視覚化および手動の手続きの実行可能な限界をす
ぐに越える。従って、本発明の実施例は、電気的制御と
して説明する。種々のタイプの装置およびアプリケーシ
ョン手続きが本発明の範囲内において熟考されること
は、理解されるべきである。フレームコントローラは、
ビジュアル空間のシンタックス(syntactic)表現であ
る。領域コントローラは、ネーム空間としてのオブジェ
クト空間の意味(semantic)表現を決定するビジュアル
装置の部分である。
特別のオブジェクト空間内の次元および解像度を定義
するユーザ−規定の属性の集合が与えられる場合、オブ
ジェクト記述システムの説明に役に立つ実施例は、本発
明方法を十分に機械化する種々の論理構成を作動可能に
結合するであろう複数の物理的モジュールから構成され
る。オブジェクト記述システムの説明に役に立つ実施例
には、2種類の物理的モジュールがある:すなわちホス
ト計算装置のモジュールと、ホスト計算装置のモジュー
ルを作動可能に結合するオブジェクトモジュールとであ
る。
第24A図に示すように、計算装置2400は、入力装置240
1、プロセッサ2402、メモリ2403および表示装置2404を
含んでいる。入力装置2401は、例としては、キーボー
ド、コンピュータポートあるいはコンピュータ内のアプ
リケーションを挙げることができる。プロセッサ2402
は、入力装置2401、メモリ2403および表示装置2404を結
合している。
第24B図は、作動可能に計算装置2400結合されてい
る、オブジェクトフレームモジュール2406、オブジェク
ト領域モジュール2407およびオブジェクトセレクタモジ
ュール2408を含むオブジェクトモジュール2405を示して
いる。各オブジェクトモジュール2405は、少なくとも1
つの記憶セルを有する少なくとも1つのレジスタ装置;
レジスタに関係する組み合わせ論理装置;モジュール内
の装置同士を連結しおよび異なるモジュール内の装置同
士を連結するデータ信号パス;およびモジュール内の装
置同士を連結しおよび異なるモジュール内の装置同士を
連結する制御信号パスから構成される。領域モジュール
2407は、計算装置(computing device)2400の入力論理
およびオブジェクトフレームモジュール2406に作動可能
に結合されている。オブジェクト領域論理2407は、バー
チャルイメージの領域を選択するために用いられる。
本発明方法によると、ユーザは、オブジェクト空間に
おける次元および解像度のレベルを定義する属性の特定
の集合に対する意味表示(semantic expression)を規
定するであろう。ユーザは、入力装置(input device)
2401を用いて混合解像度N次元オブジェクト空間に対す
る問題の属性の特定の集合を入力する。プロセッサ2402
の計算装置における入力論理は、作動可能に入力装置24
01に結合され、メモリ2405を介して入力装置2404とイン
タフェースしている。
オブジェクト・フレーム・モジュール2406のフレーム
論理は、このフレームをインターリーブし、オブジェク
ト記述子を生成する。また、このオブジェクト・フレー
ム・モジュール2406のフレーム論理は、フレームおよび
オブジェクト記述子から、N次元の次元−空間的ロケー
ションを生成する。このフレームおよびオブジェクト記
述子から、オブジェクト・フレーム・モジュール2406
は、混合解像度、即ち、N次元オブジェクト空間のN次
元の各々の解像度レベルについての解像度−空間的ロケ
ーションを生成する。このオブジェクト・セレクタ・モ
ジュール2408は、フレーム・データを使用し、特定の空
間位置、即ち、オブジェクト・セレクタを生成する。前
述した通り、このオブジェクト・セレクタは、交番2進
コードの初期形態に準拠する。次元−空間的ロケーショ
ンと、オブジェクト・セレクタを使用して、オブジェク
ト・フレーム・モジュール2406のフレーム論理は、N次
元オブジェクト空間のバーチャル・イメージを生成す
る。この計算装置は、オブジェクト領域モジュール2407
の領域論理を使用して、ビット・セレクタによりバーチ
ャル・イメージを操作する。
本発明の装置は、混合解像度、N次元オブジェクト空
間をビジュアル化するのに使用してもよい。ユーザは、
このオブジェクト空間内の次元と、解像度レベルを定義
する属性の集合によって記述されたオブジェクト空間を
指定する。また、ユーザは、入力装置2401を使用して、
属性値を入力してもよい。
オブジェクト・フレーム・モジュール2406は、計算装
置から、オブジェクト・フレームと呼ばれる属性のコー
ド化された表示を受信する。これらのコード化された属
性の表示は、実際の値を意味する。この様なコード化さ
れた属性値のインスタンスは、オブジェクト・フレーム
・モジュール2406によって接続され、フレーム・データ
を生成する。このフレーム・データは、コード化された
属性表示に隠れた実際の値を表わす。
オブジェクト・フレーム・モジュール2406は、オブジ
ェクト・フレームをインターリーブしてオブジェクト記
述子を生成する。また、このオブジェクト・フレーム
と、オブジェクト記述子を使用して、オブジェクト・フ
レーム・モジュール2406は、N次元についての次元−空
間的ロケーションを生成する。また、オブジェクト・フ
レーム・モジュール2406は、フレームおよびオブジェク
ト記述子から、混合解像度、即ち、N次元オブジェクト
空間におけるN次元での各解像度レベルの解像度−空間
的ロケーションを生成する。
オブジェクト・セレクタ・モジュール2408は、各次元
−空間的ロケーションと、各解像度−空間的ロケーショ
ンについてのオブジェクト・セレクタを生成する。オブ
ジェクト・セレクタは、フレーム・データをインタリー
ブすることにより形成される。このオブジェクト・セレ
クタは、オブジェクト空間における特定位置の名前を識
別する。この位置は、属性関係の集合をネーム化する。
このため、このオブジェクト・セレクタは、次元−空間
的ロケーションおよび解像度−空間的ロケーションを表
わす一意のセル位置を定義する。
オブジェクト・フレーム2406は、フレーム、フレーム
・データ、次元−空間的ロケーション、解像度−空間的
ロケーションを使用したN次元空間のバーチャル・イメ
ージを生成する。
オブジェクト領域モジュール2407は、このバーチャル
・イメージの要素を一つ以上選択するのに使用される。
オブジェクト領域モジュール2407は、この選択されたバ
ーチャル・イメージ領域をストアし、表示装置2404は、
N次元オブジェクト空間のバーチャル・イメージを表示
する。
物理的モジュールの種々の論理構成は、オブジェクト
記述システムの手順動作を実現する。オブジェクト記述
システムは、混合解像度N次元オブジェクト記述を論理
的に処理され得る機械的形式に変換する手順の実現とみ
なすことができる。オブジェクト記述システムはまた、
混合解像度N次元オブジェクト記述をグラフィックス表
示装置上にイメージとして存在可能な知覚的フォームに
変換する手順の実現とみなすことができる。
第25図に示すように、これらの変換手順は、オブジェ
クト記述システムの機能モデル2500の中に体系づけら
れ、まとめられている。オブジェクト記述システムの機
能モデルは、以下のように第12図の参照番号に一致する
相関的な機能を果たす複数の論理プロセッサを構成す
る: アプリケーション入力プロセッサ2501(1201) フレームプロセッサ2502(1202) 記述プロセッサ2503(1203/1204) 次元−ロケーションプロセッサ2504(1204/1205) 解像度−ロケーションプロセッサ2505(1206〜1211) セレクタプロセッサ2506(1212/1213) バーチャルイメージプロセッサ2507(1214/1215) 機能モデル内の論理プロセッサは1以上の物理的モジ
ュールに相当し、機能モデル内の2つの論理プロセッサ
は1つの物理的モジュールを共有するかも知れない。同
様に、オブジェクト空間の表現は1以上の異なるメモリ
内に存在するかも知れない。このかわりに、複数のこの
ようなオブジェクト記述システムは、例えば概念的問題
ドメインによって指示される種々の論理構成に作動可能
に結合され、複数のオブジェクト空間記述の同時操作あ
るいは特定のオブジェクト空間記述の複数のビューの同
時操作を可能にする。
第26A図〜第26H図は、4−ビットフレーム論理モジュ
ールによって形成されるオブジェクト空間構成を示して
いる。第26A図〜第26H図に示されているオブジェクト空
間2602のそれぞれは、そのオブジェクトフレームセレク
タ2600とこれらのフレームおよびインタリーブ化フレー
ム2601の論理ネームとの図を伴っている。フレームおよ
びインタリーブ化フレーム2601の論理ネームは、第26E
図〜第26H図に示され、この結果、実際にはこれらの空
間に対するオブジェクトフレームがそれらのインタリー
ブされた形式であるように観察される。
本発明の実例となる実施例 本発明方法により生成された一様カラー空間として具
体化されたオブジェクト空間の例は、発明がいかに実施
されるかによってよりいっそう理解される。従来技術の
説明の項で引用された従来のカラーモデルの議論では、
アルゴリズム的に規定できる特定のカラーセンセーショ
ン(色覚)のような一様カラー空間の表現法の必要性が
認められた。特に、この具体例では、RGBカラー空間に
より表現される色覚の値域(range)をいかに一様に平
面上に投射するかを説明する。この具体例は教示する:R
GBカラーキューブの属性をいかに記述するか;カラー仕
様の知覚の属性が、本発明の問題記述方法とどのように
直接対応するか;そしてこの具体例は、本発明の問題記
述方法と色覚の電気製品との対応も教示する。
物理カラー空間と呼ばれる可視光線は、例えば電波,
レーダー,マイクロ波、赤外および紫外光、x−線,お
よびガンマ線を含む電磁放射線の連続の小さなセグメン
トである。カラー表現システムは、論理カラー空間と呼
ばれるビジュアル空間の特定の色覚のロケーションを決
定する。システムはカラー表現システムである;入力は
白色光である;応答(response)は本発明方法に従って
生成されたカラー空間である。
カラー表現システムは、カラー空間と呼ばれるビジュ
アル空間における特定の色覚のロケーションを決定す
る。カラー空間式は、カラーディスプレイに対する物理
装置制御信号を間接的に生成する。RGBカラーキューブ
は、赤,緑,および青の原色(一次子)を直交座標に表
現する。表示可能な色は、(0,0,0)から(1,1,1)のキ
ューブ内にある。中心軸は、黒点(0,0,0)から白点
(1,1,1)までの(対角)線である。このカラーキュー
ブは、3次元幾何学と同じ方法で3つのカラー成分を直
交座標系にマップするという点で、“自然”座標系とし
て文献で引用されている。Color and the Computer,Aca
demic Press,Boston,1987,p.23の“Color Displays and
Color Science"という章の“Visual Display Descript
ive Systems"という節で、Murchは、次の意見を述べて
いる:“・・・全ての3つの原色についていくつかの真
の値が必要とされるとき、キューブ内でのカラーのロケ
ーションおよび適切な仕様は困難さを立証する。” カラー仕様は、対話式の視覚化およびカラーディスプ
レイ装置の知覚カラー全領域(gamuts)(生成可能なカ
ラーの値域)の制御を意味する。理想的なカラーモデル
は、直観的アドレス指定能力(intuitive addressabili
ty);一様性(uniformity);明度および色コントラス
トの独立制御;知覚項(perceptual term)に特徴があ
るディスプレイ装置;およびカラー仕様をネーミングす
るための基底(basis)を成し遂げるべきである。
直観的アドレス指定能力は、知覚項におけるカラー表
現の仕様である。知覚仕様は、例を挙げるとすれば、色
相,彩度および強度を含むであろう。色相は、色の基本
的なコンポーネントであり、第1に、具体的な色覚(例
えば、赤,緑,青など)に対応する。彩度は、色覚に寄
与する波長数に最も密接に関係する。彩度は、カラー仕
様における純粋な色相の相対的優越(dominance)に依
存する。強度は、可視可能なものより広い値域の色相が
通過したときの照度の増加レベルをいう。
一様性は、カラー式の知覚関係に基づく、知覚された
色の変化の規則正しい表現である。明度および色コント
ラストの独立制御は、強度とは独立して色コントラスト
を拡張するための機会またはその逆をいう。知覚項に特
徴があるディスプレイ装置は、そのプロダクションを表
現し制御する適切なディスプレイを選ぶ。カラー仕様を
ネーミングするための基底は、スペクトル記述子による
プロセス式の多次元モデルを構成するために矛盾のない
カラー参照法を用いるための機会である。
カラー空間記述の問題に適用される本発明の実例は、
視覚的な色覚を論理的に表現し、論理的カラー空間を視
覚的に再現する方法を教示する。カラー仕様およびカラ
ー空間編成(organization)は、伝統的に、知覚属性
(例えば色相,彩度,および強度)によるカラーの仕様
間で計算間接参照(computational indirection)のレ
ベル、および電気的色信号の部分列プロダクション(su
bsequent production)を含んでいる。プロセスは、知
覚カラー属性によって表される論理カラー空間の記述を
符号化し、与えられたディスプレイ装置の物理的カラー
空間により直接表現する。問題へのアプローチは、カラ
ー空間コンポーネント関係の記述的仕様である。
カラー表現システムのドメイン記述は、人間の視覚シ
ステムの、可視光線と呼ばれる電磁スペクトルの限定さ
れた一部への応答である。光は、一般的に、380nmから7
70nmの電磁放射線に関する。感知される光の色は、異な
る波長の強度の混合されたものである。与えられた制御
ソースに対する強度の変化の比は、波長の関数である。
R.HallのIllumination and Color in Computer Generat
ed Imagery,Springer−Verlag,NY,1988,pp.47−52おけ
る、波長の関数としての強度のグラフは、与えられたテ
ストカラーに対するスペクトル曲線である。このグラフ
は、与えられたテストカラーに対する光強度の制御の決
定についての概略を表す。各制御ソーススペクトル曲線
は、カラー空間ドメインの次元コンポーネントに対応す
る。波長のバンドが互いに加算されるように混合された
色は、加法混色(additive color mixture)と呼ばれ
る。
RGBカラー空間の例は、次の3つの原色(例えば、色
相=ドメイン次元)によって次元的に表現される:高波
長(R)赤原色;中波長(G)緑原色;および低波長
(B)青原色。各次元が色原色に対応するN次元カラー
空間において、カラー空間の解像度は、各原色(例え
ば、彩度=値域(range)解像度)の値の数である。次
元解像度の値域は、各次元における1以上のビットによ
って決定される。各次元について規定されるビット数
は、異なるであろう。解像度の2ビット(例えば、4
値)は、下記のように生成されるRGBカラー空間におけ
る各原色に対して規定される。
値量子化は、スペクトルサンプリングとして説明する
ことができる。従来技術において、スペクトルサンプリ
ングは、スペクトル曲線を部分列色計算のためのサンプ
ル値のセットに減少することを意味する。ここでスペク
トルサンプリングは、スペクトル曲線を本発明方法によ
り生成されるカラー空間における論理ネームに関連する
強度値のセットに減少することを意味する(例えば、強
度=値)。
論理カラー空間(例えば、カラーネームの空間)の生
成は、次のように実行される。フレームは、問題ドメイ
ンに対するユーザ−規定の属性記述のコード化表現であ
る。カラー空間において、原色の色相に対応する各属性
は、フレーム内のビットフィールドによって表現され
る。各ビットフィールドの最初のビットは、論理1であ
る。与えられたビットフィールドにおける部分列ビット
は、論理ゼロである。各論理ゼロは、解像度の追加ビッ
トを表す。
カラー空間の例において、フレーム“010101"は、3
つの2−ビットビットフィールドを構成する:ここで、
右端の2つのビットは赤属性を表し、中央の2つのビッ
トは緑属性を表し、左端の2つのビットは青属性を表
す。フレームの一次関数は、オブジェクト記述子または
オブジェクトセレクタの可能意味(possible meaning)
間を区別するインタープリターとして存在する。
カラー空間の例では、オブジェクト記述子は、各フレ
ームビットフィールドのビットがインタリーブされるフ
レーム変換の結果である。例えば、フレーム“010101"
がインタリーブされると、その結果オブジェクトセレク
タ“000111"となる。オブジェクト記述子の一次関数
は、N次元オブジェクト空間の生成におけるそのロール
である。次元ビットを解像度ビットから区別するために
フレームを用いる場合、オブジェクト記述子はN次元オ
ブジェクト空間の直交型生成を決定する。
N次元オブジェクト空間の直交型生成に関連する2つ
の巡回(サイクル)の概念がある。第1のサイクルは、
オブジェクト記述子の解釈(interpretation)の順序で
ある。オブジェクト記述子のビットは、次元区間(inte
rval)、例えば、“000 111"に論理的にグループ分けさ
れる。各次元区間は、空間的オリジンにおけるサイクル
の始まりとして処理される。
N次元オブジェクト空間の直交型生成に関連する第2
のサイクルは、論理セレクタネームを生成する折り返し
(交番)の順序である。折り返しサイクルのステップ
は、例えば4つの直交方向に対応する:これは、右,
上,左および下である。時計回り方向よりむしろ反時計
回り方向が任意に選ばれるが、選択した方向は、厳格に
固守されるべきである。次元の数が4より大きい場合に
は、オブジェクト記述子区間の拡張された形式中の各非
−空白(non−null)位置に対する次の直交方向に、折
り返しプロセスを続ける。オブジェクト記述子の拡張さ
れた形式は、与えられた区間の中で解像度が他より小さ
いオブジェクト記述子内の属性のための空白位置ホルダ
ー(null place holder)に挿入される。
フレームは属性の数および各属性の解像度を表示する
位置表記である。フレームデータは値、または与えられ
たフレームにおける各ビット位置のセンスである。
フレーム“010101"およびフレームデータ“000010"が
与えられた場合、フレームデータの右端のビットフィー
ルド“10"は色仕様における赤属性の特定の強度に対す
る値を表す。オブジェクトセレクタはそこでフレームデ
ータがインタリーブされるフレームデータの変換であ
る。フレームデータ“000010"がインタリーブされた結
果は、オブジェクトセレクタ“001000"である。N次元
空間における各ロケーションのネームはオブジェクトセ
レクタに対応する。
第27図〜第31図は本発明方法によるカラー表現システ
ムの具体例を示す。第27A図〜第27C図は2進RGBラーキ
ューブのネーム空間要素が本発明方法により平面上にい
かに投射されるかを示す。RGBカラーキューブの各軸270
1は原色に対応する。RGBカラーキューブの各節2700,270
2は特定の色覚または論理カラー空間の要素2703に対応
する。RGBカラー空間の各色覚のネームは、論理カラー
空間における特定の要素ロケーション2702に対応する。
第27C図は、2進RGBカラー空間の要素、すなわちネーム
空間ラベルがいかにラベル付けされるかを示す。“R"と
ラベル付けされた垂直領域2704は、最右端のビット位置
がセットされた要素を含む。“G"とラベル付けされた水
平領域2705は、中央のビット位置がセットされた要素を
含む。“B"とラベル付けされた左半分2706は、最左端の
ビット位置がセットされている。第28A図〜第28C図は、
64要素RGBカラー空間の要素を示す。第28B図は、64要素
カラー空間要素がいかにラベル付けされるかを示す。第
28C図は、各色覚の論理ネームに対応する64要素RGBカラ
ー空間のオブジェクトセレクタを示す。
第29A図〜第29C図は、異なる解像度の3次元空間間の
関係を示す。R.Hallは、Illumination and Color in Co
mputer Generated Imagery,Springer−Verlag,NY,1988,
p.48の中で、波長の関数に従っていかなる波長にも合う
ように要求された制御光の強度をプロットしている。
第30図は、445nm,535nmおよび630nmの制御ソースに対
するマッチング曲線の結果のグラフを示す。第31A図〜
第31C図は、各原色に対する値の値域を越えたスペクト
ル強度のパーセンテージが、第30図のマッチング曲線の
グラフを用い64要素RGBカラー空間においてどのように
決定されるかを示す。
論理カラー空間の操作は、要素,関係,パス,領域,
および部分空間等の特定の論理ビューに関連した方法に
よって成し遂げられる。論理カラー空間の要素として特
定の色覚を参照することは、値参照(reference by val
ue)またはロケーション参照(reference by locatio
n)の2つの方法によって成し遂げられる。
値参照は、ユーザまたはアプリケーションプロセスが
特定の色覚の記述をそのコンポーネント色相およびこれ
ら各々の強度によって、典型的にはフレームデータとし
て提供することを意味する。フレームは属性の数および
各属性の解像度を表示する位置表記であることを想起し
よう。従って、フレームデータは、値、または与えられ
たフレームにおける各ビット位置のセンスに対応する。
例えば、フレーム“010101"およびフレームデータ“000
010"が与えられた場合、フレームデータの右端のビット
フィールド“10"は色仕様における赤属性の特定の強度
に対する値を表す。
ロケーション参照は、ユーザまたはアプリケーション
プロセスが特定の色覚をそのロケーションによって、イ
ンデックス(例えば、色調登録(pallete entry))を
介して間接的に、またはそのセレクタを介して直接的に
選択することを意味する。オブジェクトセレクタはそこ
でフレームデータがインタリーブされるフレームデータ
の変換であることを想起しよう。例えば、フレーム“01
0101"およびフレームデータ“000010"が与えられ、フレ
ームデータ“000010"がインタリーブされた場合、その
結果はオブジェクトセレクタ“001000"である。N次元
空間における各ロケーションのネームはオブジェクトセ
レクタに対応する。
論理カラー空間の関係として調和した色覚の集合を参
照することは、同時にkをとるn−物(things)(ここ
で、nは論理カラー空間の要素の数であり、kはセレク
タビットの数である)の組み合わせを生成することによ
り成し遂げられるであろう。集合の要素は、近傍(neig
hbors)または論理的に近接しているといわれる。これ
は、一方は、特定のセレクタビット位置において“0"お
よび“1"をスイッチングすることにより他方から得られ
るからである。各論理関係における要素の数は、セレク
タビットの数に対応する。論理カラー空間における種々
の集合を参照することは、1以上のセレクタビットを選
択的にマスキングすることにより成し遂げられるであろ
う。
論理カラー空間におけるパスとしての色覚の調和シー
ケンスを生成することは成し遂げられるであろう。これ
は要素ネームのコレクションが連続する要素間のハミン
グ距離(Hamming distance)が1であるグレーシーケン
ス(Gray sequence)を表しているからである。色覚の
シーケンスは、その最初および最後の要素符号語が1量
区間(quantum interval)だけ異なる場合、巡回する
(サイクル)といわれる。もしそうでなければ、色覚の
シーケンスはパスとして知られる。最初の要素符号語お
よび遷移シーケンスが与えられた場合、論理カラー空間
における要素符号語の全体の集合は生成され得る。
論理カラー空間の種々の関係を参照することは、低位
(lower−order)のセレクタビットを選択的にマスキン
グすることによって成し遂げられるであろう。
論理カラー・フレームが、色覚を電子的に生成すると
解釈されるプロセスは、本明細書では、交番グレイ・コ
ード(RGC)復調と呼ばれる。このRGC復調の反転は、RG
C復調のプロセスによるアナログ情報のデジタル形式
(例えば、量子化、スペクトル分解など)への変換とす
る。本発明の方法は、新規性のあるコーディング・シス
テムを表わす。各オブジェクト記述は、一定の意図、即
ち、これらの記述が、一定の物理特性または概念上の特
性を有するシステムの説明または記述するという意図を
有する。カラー・グラフィックスの場合、このオブジェ
クトは、カラー空間を定義する赤・緑・青などの属性に
ついて記述された特定の色覚であってもよい。光通信の
場合、各オブジェクトは、信号空間を定義する、光波コ
ンポーネントについて記述された特定のコヒーレントは
光源であってもよい。システム記述の重要な態様として
は、実際の記述が、起こり得る記述の集合から選択され
た記述であることが挙げられる。本発明は、起こり得る
各々の問題の選択に応じて動作するように設計された一
般的な装置および方法であって、設計時に知られていな
いために実際に選ばれるに過ぎない装置および方法とは
異なる。
フロントページの続き (72)発明者 ウォーカー,ジョン,パウェル アメリカ合衆国 73120 オクラホマ州 オクラホマ シティ ドーチェスター プレイス 1704 (56)参考文献 S.N,Srihari,Repre sentation of Three Dimentional Digit al Images,Computin g Surveys,米国,ACM P ress,1981年12月,Volume 13,No.4,(http://por tal.acm.org/citati on.cfm?id=356862&col l=ACM&dl=ACM&CFID= 5542548&CFTOKEN=90341257) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 15/00 100

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】デジタルコンピューティングデバイスを使
    用し、前記デジタルコンピューティングデバイスについ
    て基本的動作を制御することにより、前記デジタルコン
    ピューティングデバイスの物理的アーキテクチャにより
    課される固定基数モードの動作を混合基数モードの動作
    に変換するための、論理的アーキテクチャを動的に構成
    する方法であって、 前記方法は、 前記デジタルコンピューティングデバイスを用いて: a.前記デジタルコンピューティングデバイスを用いるこ
    とにより、問題空間を記述した各属性に関する論理名称
    を符号化し、符号化した属性名称の連続したシーケンス
    を編成するためのオブジェクトフレームを形成するステ
    ップであって、 各オブジェクトフレームは、N次元オブジェクト空間の
    次元を表す論理1のビットを有し、且つN次元オブジェ
    クト空間の1つの次元における特定の属性に関して、可
    能な値の範囲の解像度の程度を表す論理0のビットを有
    するステップと; b.オブジェクト記述子を生成するために、前記オブジェ
    クトフレームのビットをインターリーブするステップで
    あって、 前記オブジェクト記述子は、前記デジタルコンピューテ
    ィングデバイスの記憶ロケーションを参照し且つ前記記
    憶ロケーションの配列を制御するための、ネームフォー
    マットを表し、 前記記憶ロケーションは、前記N次元オブジェクト空間
    の空間ロケーションとして配列構成されているステップ
    と; c.前記オブジェクトフレームおよび前記オブジェクト記
    述子から、前記N次元オブジェクト空間の次元−空間ロ
    ケーションとして、前記空間ロケーションを構成するス
    テップと; d.前記オブジェクトフレームおよび前記オブジェクト記
    述子から、混合解像度N次元オブジェクト空間のための
    解像度−空間ロケーションとして、前記空間ロケーショ
    ンを構成するステップとを備え、 前記混合基数モードの動作により、前記コンピューティ
    ングデバイスは、前記混合解像度N次元オブジェクト空
    間の要素,パスおよび関係に関する混合基数表現を選択
    する方法を機械化すると共に、前記コンピューティング
    デバイスの固定基数アーキテクチャにより必要とされ
    る、ユニット表現と混合基数表現との間の変換を不要し
    たことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の方法において、さらに加
    えて、 前記問題空間の記述を変化させる前記コンピューティン
    グデバイスへの入力に応答して、前記ステップaから前
    記ステップdを反復するステップをさらに具え、 ここで、該ステップは、前記コンピューティングシステ
    ムを混合基数モードで動作させるための、新たな論理的
    アーキテクチャを構成することを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の方法において、 混合解像度N次元オブジェクト空間における空間ロケー
    ションとして、デジタルコンピューティングデバイスの
    記憶ロケーションを構成するための、少なくとも1つの
    レベルの解像度を有する少なくとも1つの次元を規定す
    る少なくとも1つの属性により記述される問題空間を、
    機械プロセスが動的に決定することを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】請求項1または2に記載の方法において、 混合解像度N次元オブジェクト空間における空間ロケー
    ションとして、前記問題空間の記述を視覚化するディス
    プレイデバイスを有するデジタルコンピューティングデ
    バイスの記憶ロケーションを構成するために、少なくと
    も1つのレベルの解像度を有する少なくとも1つの次元
    を規定する少なくとも1つの属性により記述される問題
    空間を、ユーザが対話式で決定することを特徴とする記
    載の方法。
  5. 【請求項5】請求項1または2に記載の方法において、 前記混合解像度N次元オブジェクト空間の名前付き空間
    ロケーションとして構成されたメモリ内における、空間
    ロケーションを参照するためのオブジェクトセレクタ
    は、 前記コンピューティングデバイスを混合基数モードで動
    作させるための、フレームデータの特定インスタンスの
    インターリーブビットにより、 論理的に生成されることを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】請求項1または2に記載の方法において、 前記混合解像度N次元オブジェクト空間の名前付き空間
    ロケーションとして構成されている、メモリ内の空間ロ
    ケーションの間の関係は、 前記コンピューティングデバイスを混合基数モードで動
    作させるために特定のオブジェクトセレクタのビットの
    意味を変更することにより、 論理的に生成されることを特徴とする方法。
  7. 【請求項7】請求項1または2に記載の方法において、 前記混合解像度N次元オブジェクト空間の名前付き空間
    ロケーションとして構成されている、メモリ内の複数の
    空間ロケーションを含むパスは、 前記コンピューティングデバイスを混合基数モードで動
    作させるために特定のシーケンスにおける特定のオブジ
    ェクトセレクタのビットの意味を変更することにより、 論理的に生成されることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】請求項1または2に記載の方法において、 前記混合解像度N次元オブジェクト空間の名前付き空間
    ロケーションとして構成されている、メモリ内の複数の
    空間ロケーションを含む領域は、 前記コンピューティングデバイスを混合基数モードで動
    作させるために特定のオブジェクトセレクタのビットを
    抑制することにより、 論理的に生成されることを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】請求項1または2に記載の方法において、 前記混合解像度N次元オブジェクト空間の名前付き空間
    ロケーションとして構成されている、メモリ内の複数の
    空間ロケーションを含む、同時に選択されたパスに関す
    る多重パスは、 前記コンピューティングデバイスを混合基数モードで動
    作させるために特定のシーケンスにおける複数のオブジ
    ェクトセレクタのビットの意味を変更することにより、 論理的に生成されることを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】少なくとも1つの混合解像度N次元オブ
    ジェクト空間として構成されている、デジタルコンピュ
    ーティングデバイスのメモリにおけるデータ記憶ロケー
    ションの論理的処理を制御するためのオブジェクト記述
    システムであって、 該オブジェクト記述システムは、混合基数論理的アーキ
    テクチャを有する特定用途向けコンピューティングデバ
    イスとして記述されるオブジェクト記述システムであ
    り、 前記コンピューティングデバイスは、前記データ記憶ロ
    ケーションをアクセスするためのプロセッサ手段;前記
    プロセッサ手段と結合して動作し、制御信号,アドレス
    信号およびデータ信号を前記プロセッサ手段との間で授
    受するための信号通信手段;前記信号通信手段により前
    記プロセッサ手段と結合され、オブジェクト記述を受け
    取る入力手段;および、前記信号通信手段により前記プ
    ロセッサ手段と結合され、データを記憶するメモリを有
    し、 前記オブジェクト記述システムは、 前記信号通信手段により前記プロセッサ手段と結合して
    動作するオブジェクト手段であって、該オブジェクト手
    段は、前記N次元オブジェクト空間を生成するために前
    記信号通信手段により前記プロセッサ手段と結合して動
    作するフレーム手段を有し、 該フレーム手段は、 オブジェクトフレームにおける符号化属性名称のビット
    をインターリーブしてオブジェクト記述子を生成し、且
    つ、フレームデータにおける特定インスタンスのビット
    をインターリーブしてオブジェクトセレクタを生成する
    手段と、 前記オブジェクトフレームを記憶する少なくとも1つの
    レジスタであって、前記インターリーブする手段により
    前記オブジェクトフレームのビットをインターリーブす
    る順序を制御し、且つ、前記インターリーブする手段に
    より前記フレームデータのビットをインターリーブする
    順序を制御する少なくとも1つのレジスタとを備え、 前記データ記憶ロケーションは、混合解像度N次元オブ
    ジェクト空間として構成されるとき、前記コンピューテ
    ィングデバイスを混合基数モードで動作させるために汎
    用コンピューティングデバイスの固定基数アーキテクチ
    ャによって課されるユニット表現へ混合基数表現を変換
    することおよびユニット表現から混合基数表現へ変換す
    ることなしに、論理的にアドレスされ、且つ、基本的な
    データ記憶動作により処理される ことを特徴とするオブジェクト記述システム。
  11. 【請求項11】請求項10に記載のシステムにおいて、さ
    らに加えて、 前記フレーム手段に結合され、且つ前記信号通信手段に
    より前記プロセッサ手段に結合され、前記混合解像度N
    次元オブジェクト空間として構成されている、前記メモ
    リの要素およびパスを選択するセレクタ手段を備え、該
    セレクタ手段は、 オブジェクトセレクタを記憶するための少なくとも1つ
    のレジスタと、 前記混合解像度N次元オブジェクト空間として構成され
    ている、前記メモリにおける特定要素の間の属性の関係
    を形成する特定オブジェクトセレクタビットの意味を変
    更する手段とを含み、 さらに、請求項10に記載のシステムは、 前記フレーム手段と結合され、且つ前記信号通信手段に
    より前記プロセッサ手段と結合され、前記混合解像度N
    次元オブジェクト空間として構成された前記メモリの複
    数の関連する要素を有する領域を処理するための領域手
    段をさらに備え、該領域手段は、 オブジェクトセレクタを記憶するための少なくとも1つ
    のレジスタと、 前記混合解像度N次元空間として構成された前記メモリ
    の複数の関連する要素を含む領域を形成するための、特
    定オブジェクトセレクタビットを抑制する手段とを含む ことを特徴とするシステム。
  12. 【請求項12】請求項10または11に記載のシステムにお
    いて、 前記コンピューティングデバイスは、混合解像度N次元
    オブジェクト空間に関する空間ロケーションとして問題
    空間の記述を視覚化するためのディスプレイ手段を含
    み、該ディスプレイ手段は、前記信号通信手段によって
    前記プロセッサ手段および前記入力手段と結合して動作
    し、それによってユーザが前記コンピューティングデバ
    イスの内部動作を対話的に制御するようにしたことを特
    徴とするシステム。
  13. 【請求項13】請求項10または11に記載のシステムにお
    いて、 少なくとも1つの混合解像度N次元オブジェクト空間と
    して構成された複数のコンピューティングデバイスにお
    ける少なくとも1つのメモリのデータ記憶ロケーション
    の論理的処理を制御するためのシステムであって、該シ
    ステムは、混合基数の論理的アーキテクチャを有する特
    殊目的の多重プロセッサとして記述され、前記オブジェ
    クト空間の表現が1つ以上の異なるメモリに存在しても
    よいことを特徴とするシステム。
  14. 【請求項14】請求項10または11に記載のシステムにお
    いて、 複数のオブジェクト記述システムが、概念的問題のドメ
    インにより記述された種々の論理的構成において作動的
    に結合され、複数のオブジェクト空間の記述の少なくと
    も1つの同時処理、および特定のオブジェクト空間記述
    の複数のビューを同時処理できるようにしたことを特徴
    とするシステム。
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