JPH02210587A - 高速イメージ表現装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般にイメージ処理を行う方法及び装置、こ
とに新たな透視図からイメージを生成するようにイメー
ジデータを処理するイメージ表現法に関する。

〔発明の背景〕

高速イメージ処理装Ｒは、イメージデータの処理により
対象の新らたな場景又は透視図を異なる場景又は透視図
のイメージデータから生ずることができるようになって
いる。たとえば成る地理的領域のディジタル標高情報全
処理してこの地域の種種の互いに異なる２、５次元の表
示を生ずるようにすることができる。この地域の新らた
な透視場景は、空間内の任意の点から地域の透視図を観
察者に与える表現法に、ｒ、フ生ずることができる。こ
の地域のこのよりな１連の透視図から、人は真の飛行を
実際に経験しないで、この地域上の仮定の飛行を経験す
ることができる。このような表現法が軍用及び飛行用に
極めて有利である。

３次元の対象に関するイメージデータも又表現さ扛、観
察することが実際上むずかしいか又はできない新らたな
イメージをさらに定め、明らかにし、生成する等を行う
ことができる。このような応用例には、生理学的猫走査
（ｃａｔ−ｓｃａｎ　）、Ｘ線、ンノグラム、核磁気共
鳴等がある。このような６次元イメージデータを与える
と、人体組織又はその他の材料を強調するように新らた
な透視図を生成するのに半透明度、不透明度又は色彩の
パラメータを使い透視図を生成することができる。

イメージ表現は、イメージ光線追跡を會む種種の方法に
よｐ行わｎる。光線追跡法は、１９８８年５月の工Ｅｌ
のマーク・ルボイ（Ｍａｒｃ　Ｌｅｖｏｙ　）による技
術論文「体積データからの表面の表示」に体積表現に関
して記載しである。このような技術及びその他の類似の
光線追跡法によれば自由空間中に成魚を設定する。この
成魚から仮定の光線が対象の反、射イメージに向かって
延びる。２６５次元の光線追跡では、イメージプロセッ
サは各光線に沿って進み遂次に増分を生じ、対象の表面
が透過されているかどうかを定める。各光線増分又は各
光線区分は反射イメージに協働する画素（ピクセル）場
所に対応する。イメージの表面を特定の光線区分が透過
するときは、画素情報又はその再標本化さｎた情報は新
らたな透視図を後で表示するために記憶する。

３次元イメージ光線、追跡によれば、各光線は漸増的に
通過し問題の点が特定の容積の付近内にあるかどうかを
指示する。問題の領域は、光線区分が集中する４えらｎ
た球体内に存在する随意の強さ範囲又は不透明度範囲を
含む。

普通のイメージ光線追跡の１つの欠点は、表現作業を行
うのに時間のかかることである。各光線を追跡する増分
は一般に小さい。多数の画素に対する情報を光線に沿う
各点で処理しなけｎばならないので、全部の光線の処理
時間が膨大になる。

たとえば２．５次元の典型的な地形対象を表現する際に
は、表現は基本の反射イメージの複雑さ、によって１０
ないし１５ｍ１ｎかがる。６次元の表現は立方のシメン
ジョンを含むから、協働するイメージの表現はさらに長
くかかる。従って表現作業を実施するのに時間を短縮す
る新規な方法が必要であるのは明らかである。さらに現
用の方法エフ早いが得らｎる透視図の質的妥協は伴わな
い新規な表現作業が必要である。

〔発明の要約〕

本発明に工ｎは前記した表現法及びその協働する装置は
、従来の方法に伴う不利益及び欠点を実質的に減らし又
はなくす。本発明によればイメージの反射データは、実
際の表現処理中に参照する１つ又は複数のルックアヘッ
ドイメージを生ずるように表現に先だって前もって処理
する。従来の単一ステップ方式で各光線に沿って進むの
でなくて、本発明による方法及び装置は、他のＭ要なイ
メージデータを見落としたり見のがしたりしないで、先
ス大きいステップで次で一層小さいステップで進み関連
するイメージデータに出会うようにする。関連するイメ
ージデータをバイパスしないで各光線に沿って進むこと
のできるジャンプは、ルックアヘッドイメージを参照す
ることにヨり光線に沿う任意の点で定める。好適な実施
例全２．５次元及び６次元の表現の両方について述べる
。

種種の前もって定めた大きいジャンプを実行し、２．５
次元の応用例では対象の表面を透過しているかどうかを
定める。透過していｎば次次に小さいジャンプを実行し
て、光線に沿う普通の遂次に小さくなるステップに依存
しないで対象の表面の空間的決定に近づくことができる
ようにする。

本発明の好適な実施例では第１のルックアヘッドイメー
ジは、反射イメージデータを前処理して、多くのノ」１
さい増分に等しい単一のジャンプを実行するがなお対象
の表面を透過することができないかどうかを各光線に対
し判定することによって生ずる。単一のジャンプがこの
ようであ庇ば、ディジタル表記法をルックアヘッドイメ
ージ内に記憶してこのような大きいジャンプを行うこと
により、別の処理が行わｎる多くの小さい各別のジャン
プをなくすことができることを指示する。対象表面を透
過しないと単一の大きいジャンプを行うことができない
場合には、前処理法により複数の小さい増分に等しい中
間のジャンプを実行する。イ、メージ表面がこのように
して透過さｆ′したかどうか全確認するようにふたたび
判定を行う。透過さ−ｎなけｎば、第２のすなわち中間
のルックアヘッドイメージに、表面を透過した光線区分
に協働する画素情報に対応する前もって定めた表記法を
記憶する。中間ステップが対象表面を透過する場合には
、対象表面が光線に泊って存在する３次元空間内で正確
に判定するように標高イメージデータ自体を使い、最も
小さい増分を実行する。このようにして６つのルックア
ヘッドイメージが得らｆ、その１つは実際の標高イメー
ジデータ自体である。

３次元表現に対しては又各光線に沿う大きいジャンプ及
び中間のジャンプを、特定の種類又は質の画素への最小
距離を使って実施する。このような種類又は質の画素が
光線に沿うジャンプの出発点の付近を中心とする球体内
に存在しなけルば、ルックアヘッドイメージデータは最
大の距離にセットする。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明すると、第１図は本
発明による高速表現法を実施するようにしたイメージ処
理装置を示す。観察者が観察するように、イメージデー
タを処理してモニタ１２に送るイメージプロセッサ１０
を示しである。イメージプロセッサ１０は、他の回路の
うちでも、イメージメモリ１６に結合した算術論理演算
装置（ＡＬＵ）　１４　’に備えている。ＡＬＵ　１４
は、コＡ　Ｋ　画素データのように供給さｎるイメージ
データを処理する普通の構造のもの又は高度に精巧な回
路でもよい。画素データは、こｆが８ビット語又は１６
ビツト語のいず庇であっても、イメージメモリ１６に記
憶さ１Ａｂｎ１４に工υアクセスすることができる。

第１図に示した例ではイメージメモリ１６は、そｎぞｔ
互いに異なる種類のイメージデータを記憶する若干のプ
レーン１Ｂ、２０，２２．２４を備えている。たとえば
イメージメモリプレーン１８は赤色強さに対応するイメ
ージデータを記憶するが、プレーン２０，２２はそｎぞ
れ緑色及び青色のイメージ強さ情報を記憶する。上側に
重なるプレーン２４は、なお詳しく後述するように、オ
ーバレイデータ又はルックアヘッドデータのような他の
情報を記憶するのに利用する。表現機能を実施するのに
必要な全部のイメージデータを記憶するのに他の種類の
メモリ構造を使っても同様に有効である。イメージプロ
セッサ１０にはキーボード２６を協働させプロセッサ１
０の作用を制御しモニタ１２にイメージの種種の表現を
生ずるようにしである。本発明により操作するようにし
く１０） た高速イメージプロセッサ１０はフエイファ−（Ｐｆｅ
ｉｆｆｅｒ　）等を発明者とする１９８７年９月１４日
付米国特許願第０９７．６６４号明細書「高速イメージ
処理コンピュータ」に詳細に記載しである。この明細書
の記述は本説明に参照しである。

表現作業を実施するにはイメージメモリは、このプロセ
ッサにより書込−！へ反射イメージデータを記憶する。

２，５次元のイメージを表現するにはイメージメモリ１
６により、このイメージに協働する各画素場所に対応す
る振幅情報又は標高情報を記憶する。又イメージメモリ
１６には転送先イメージも記憶する。転送先イメー７の
画素データは、表現作業から得らｆ、たとえば与えられ
た空間点３４（第２図）からのイメージの透視図を構成
する。転送先イメージは、イメージプロセッサ１０にニ
ジモニタ１２に転送する。とくに第２図には、所望の種
種の透視図間により表現しようとする地形対象２８の地
勢図を示しである。又標高又は振幅の矢印３２に協働す
る典型的な画素場所３０を例示しである。各矢印３２は
、各画素場所３０の真上の地形２８の標高を示す。従っ
て各画素場所３０は地理学的特性を持つ協働する標高を
表わす２進データを記憶する。たとえばイメージメモリ
１６は、配列（たとえば５１２×５１２）を形成する行
及び列の画素記憶場所３０から成っている。

各画素場所３０に記憶した標高データは、実際の地形の
地理学的データを使い、又は地理学的区域の互いに異な
る写真とこの地形の各区分の標高に達する三角測量法と
を使うことによって得らｎる。どの場合にも当業界には
よく知られているようにイメージデータを展開して、イ
メージ処理及び表現の主題であることが望ましい地理学
的地形の標高を表示することができる。このようなイメ
ージデータ情報により、表現法を使って、各画素場所３
０に記憶さ扛た情報を処理することにエフ地形２８の互
いに異なる透視図を生成することができる。実際の地理
学的地形を見ないで、表現作業に、Ｃυ観察者にたとえ
ば空間点３４．３６又はこのイメージ空間内の他の任意
の点からモニタ１２を介し透視図を提供することができ
る。点３４からの透視図が点３６から観察さｆる透視図
と異なるのは明らかである。イメージデータを表現する
ことにより、見通しのきく点３４又は点３６或は空間内
の他の任意の点から地理学的地形２８の透視図を見るこ
とができる。この説明では地理学的地形金側として述べ
るが、標高パラメータを特長とする他の任意のイメージ
全処理しこｎに従って表現することができるのはもちろ
んである。

イメージプロセッサ１０を使いイメージを表現する際に
空間内の特定の問題の点３４を見通しのきく点として選
ぶ。新たな透視図の標高特性が選定した見通しのきく点
３４に関して分っていないから、空間点３４から地形２
８の全部の点までのアーチ形の区域内で空間点３４から
若干の光線たとえば光線３８を延ばすことに、ｃシ普通
の表現法を実施する。各光線３８は通常光線区分４０に
沿い漸増的に縦走する。各光線区分４０が縦走する際に
表現アルゴリズムに、ｃシ地形２８の表面が透過さｎて
いるかどうかを見るように検査する。このようにする際
に、選定した画素場所に記憶さｎた標高データが光線区
分の空間点に対応するかどうかを判定する。一般に存在
する画素場所すなわち５１２×５１２＝２６２．１４４
と同数の光線が空間点３４から投射さｎる。さらにイメ
ージプロセッサ１０により行わなけ扛ばならない計算の
回数は画素場所の数Ｘ光線区分４０全数に相当する。

本発明の重要な特長によれば、各光線区分４０でイメー
ジデータ処理を行うことの必要性は、若干の光線区分４
０の処理をこｎ等がなお地形２８の表面を透過しない間
になくすようにこれ等の数の光線区分４０を飛越すこと
のできる程度を定めるように、ルックアヘッドイメージ
を設けることによってなくしている。

ルックアヘッドイメージ２４内に記憶さ扛たイメージデ
ータは、空間点３４のような所望の透視点から見た標高
情報である。普通の拡張アルプリズムは与えらｆＬだ空
間点に関するルックアヘッドデータを生ずるのに利用で
きる。要するにこのようなアルゴリズムは、光線区分の
付近で最高の標高値を探索し、とくにたとえば光線区分
のまわりの一定半径内の最悪状態の標高を求める。前記
した例では拡張のための一定の円半径は必要としないで
、パイ形又はアーチ形の区域を必要とするだけである。

その理由は、地形２８の対象がを間点３４からこの地形
対象の表面上の任意の点まで全部の光線が延びる狭い角
度区域から全体を見ることができるからである。

第６図には本発明の高速表現機能を実施するイメージプ
ロセッサの動作の流ｎ図を示しである。

最初に実際の表現作業中に種穏の種類のイメージデータ
及び協働するメモリ区域を利用するのは明らかである。

たとえば２．５次元の表現では、反射イメージをイメー
ジメモリ１６に記憶する。このイメージは、ソースイメ
ージの灰色値強さ情報を記憶する画素場所の配列から成
っている。カラー用では、３つのメモリ区域を利用しン
ースイメゾの赤、緑及び青のデータを記憶する。又画素
場所の配列内でイメージメモリ１６には標高イメージを
記憶する。標高イメージの画素、場所にはソースイメー
ジの振幅情報を記憶しである。標高イメージに記憶した
振幅データは普通のアルゴリズムに従って拡張さｔ１本
発明の１つ又は複数のルックアヘッドイメージ内に記憶
するデータを生ずる。

後述の例では２つの新たなルックアヘッドイメージを利
用して標高誘導情報を記憶する。第１のイメージは光線
トレースに沿う第１のジャンプ大きさに対応し、同様な
情報を記憶する第２のルックアヘッドイメージは光線ト
レースに沿う第°２の一層小さいジャンプ大きさに対応
する。もちろん当業者は本発明によるルックアヘッドイ
メージを別の数だけ利用することを選ぶ。本発明の好適
な実施例では標高イメージは拡張して、各光線トレース
に関して与えられた付近で最悪の状態又は最高の標高を
前もって計算する。前記した付近は随意に定めらｎたと
えば半径Ｒを持つ円、パイ形区域又は特定の用途に適し
た他の形状でよい。

本発明によしは光線トレース３８の６４の区分内に最高
の標高を生ずる拡張したデータを持つ第１のルックアヘ
ッドイメージを生ずる。又各光線トレース３８の６４の
区分ステップ内で最高の標高を定める情報を持つ第２の
ルックアヘッドイメージを生ずる。イメージメモリ１６
の反射イメージ区域内に記憶した情報は、各光線トレー
ス３８の各区分４０に対し最高の標高を定めるルックア
ヘッドイメージとして利用することができる。従って３
つの有効なルックアヘッドイメージが得ら詐、そのうち
の２つは前記した拡張した動作によって生ずる。

第６図では表現作業は、たとえばブロック４２により示
しだような前もって定めたプロセッサ開始点で始める。

ブロック４４．４６により示すようにルックアヘッドイ
メージは、表現作業中に使用するために拡張した情報を
遂次に書込まｎる。

空間点３４（第２図）はキーボード２６を利用するオペ
レータとイメージプロセッサ１０（第１図）との間の対
話により光線追跡のために設定する。

すなわち、地形２８の透視図を得ようとする空間点たと
えば点３４又は点３６を選定する（第２図）。

このプログラムによる動作はブロック４８により示しで
ある。光線追跡のための空間点を選定すると、第１のジ
ャンプの大きさと同様に第１の光線３８の角度方向を選
定する。これは流れ図のブロック５０に示しである。選
定した第１の光線３８は随意であるが、地形２８に当た
る上部最左端の光線に対応する光線でよい。本発明によ
る第１のジャンプ大きさは６４の区分４０に相当するも
のとして選定する。すなわち６４の光線追跡区分の各増
分のジャンプはこのようなプログラムブロックにより実
施する。

イメージ処理流れによればブロック５２に示すようにイ
メージプロセッサ１０は選定した第１の光線３８に沿っ
てとくにその６４番目の区分に飛越す。６４の光線区分
のジャンプの大きさはブロック５０の処理に従って設定
した。判断ブロック５４に関してイメージプロセッサ１
０は、６４番目の光線区分までの任意の区分が地形２８
の表面の対象を透過するかしないかを検査するようにゾ
ログラムを定めである。このことは、６４番目の光線区
分の空間内湯所に対応する上下方同高さすなわち２軸寸
法を定めることによって行われる。

数学的減算は、前記した２軸寸法と前記の光線３８の６
４番目の区分に協働する画素場所に記憶した標高情報と
の間で実施される。対象表面が透過さｎなければ、制御
は６４光線の別の大きいソヤンゾが実行さｎるブロック
５２に制御が分岐して戻る。

プロセッサ１０は６４番目の区分ごとに試験を続は対象
表面が透過さｎているかどうかを判定し、透過されてい
ｎば制御はブロック５６に分岐する。

この場合プロセッサ１０は、試験さ庇たこの光線３８が
表面と同じ高さにほぼ対応しているかいないか、或は実
際に対応していればこのような光線が表面を透過したか
どうかを試験する。この光線が実際上対象の表面を透過
しすなわちその点における表面標高に対応していなけｎ
ば、プロセッサ１０はブロック５８に続く。ブロック５
ｇではジャンプ太きさが減小しブロック５２に戻る。本
発明の好適な実施例によれば第２のジャンプ大きさは１
６の光線区分として設定する。前記したようにジャンプ
太きさはむしろ随意のものであるが、処理する対象又は
イメージの特定の種類に従って表現時間を最適にするよ
うに前もって定める。ブロック５８にニジ示したように
プロセッサ１０は、対象表面が透過さｎたジャンプ開始
点に戻９次いで１６個の区分だけ進み試験を行い対象表
面が透過さｎているかどうかを判定する〔ブロック５４
〕。

減小したジャンプ寸法を使い表現作用を使用する際に第
２のルックアヘッドイメージを利用して所定の最高標高
がこのジャンプ点の所望の付近内のどこに存在するか又
は存在しないかを判定する。

又このジャンプが処理さｎている間に対象表面が透過さ
扛ると、ジャンプ大きさはふたたび減小して、プロセッ
サ１０は各光線区分４０に対応して位置する各画素ごと
にブロック５４の試験を行う。

すなわちジャンプ太きさは１の値まで減小し、標高イメ
ージが解析さｎ各党線区分場所ごとに標高データを定め
る。

Ｊｌ的に６４．１６又は１のジャンプステップ中に１つ
の光線区分が対象２８の表面に対応し、プロセッサ１０
はプログラムの流詐のブロック６０に分岐する。前記の
方法では、各光線区分４０に対しブロック５４の判定を
実施する必要がないから処理を促進できるのは明らかで
ある。たとえば実際上１２９番目の光線区分が対象２８
の表面に一致すると、本発明のプロセッサ１０は従来の
１２９回の処理計算でなくてプログラム流ｎのブロック
５４に従って４回だけの試験を行う。

実験の結果、本発明によるイメージ表現は従来の２．５
次元の表現法に比べて６ないし５倍の率で促進できるこ
とが分った。表面のわずかに上方で地平線の方に向いた
眼の点からの表現は本発明方法では約６ないし４倍の速
度増加が得らルる。しかし各成魚が４５°の範囲内に入
るという制限によりこのような成魚からの全部の光線追
跡の速度増加が５ないし６倍になる。

プログラム流ｎブロック６０ではソース又は反射のイメ
ージデータを再標本化し新たな画素デーりを生ずる。こ
の画素データは引続いて利用し表現処理中にイメージの
所望の透視図を生ずる。この再標本化は、問題の画素の
付近における各画素の平均化又は補間を含む。プログラ
ム流ｎのブロック６２に記載しであるように再標本化画
素はモニタ１２に表示するために転送先イメージに記憶
する。イメージメモリ１６からの転送先イメージの実際
の表示又は読出しはブロック６４に記載しであるように
実施する。

以上述べた所では表現しようとする対象の表面の空間内
湯所を定めるように単一の光線３８の促進した追跡を示
す。他の各光線は、全部の光Ｉ＃ヲ処理し終るまで同様
にして追跡し対象の所望の透視イメージをふたたび定め
る。最後の光線を追跡し終ったときにプログラムブロッ
ク６６．６７によりプロセッサ１０は動作の終了６８に
進む。

前記した方法は又３次元の対称の表現を促進するのにも
使うことができる。２．５次元の追跡の場合と同様にル
ックアヘッドイメージは２つのフォーマットの一方で生
成する。

第１のフォーマントではルックアヘッドイメージは、ン
ースイメーシ画素の体積群を試験することによって生成
し、問題の画素が選定した容積の境界の囲い内に存在す
るかどうかを判定する。否定の判定に達するとこの場合
容積囲いを増し、問題の画素の存在に対しさらに試験を
行う。問題の画素は、強調しようとするイメージパラメ
ータによる。このイメージパラメータは、一般に特定の
色範囲、不透明度範囲等を持つ画素である。問題の画素
が容積イメージ内に認めらｎる場合には、問題の画素ま
での距離を指示してルックアヘッドイメージ内に記憶す
る。この距離は、任意の方向で問題の最も近い画素に達
するのに飛越す光線区分の数である。

第２のフォーマットでは容積上の付近内でルックアヘッ
ドイメージを光線に沿いふたたび生成する。しかしこの
場合追跡は、設定さｔたレイディアム（ｒａｉｉｕｍ　
）で生じ、その距離内で出会う最末端の画素を定める。

この距離を定めると、この距離はルックアヘッドイメー
ジに記録する。

画素の末端は、プログラマブルパラメータ、たとえば地
形ソースイメージにわたるトレースの高さ又は出会うこ
とのあるその他の最悪状態点である。レイディアムの振
幅は、増分を減小する際に設定さｎ追跡光線に沿うジャ
ンプの距離に合致する。たとえばレイディアムの初期の
スパンは６４に設定することができる。すなわち光線に
沿う中間点から光線に沿って下方に６４単位から成るジ
ャンプがあり、この点で６４の球形スパンがある。

末端の点に出会わなけｎば、６４の振幅がルックアヘッ
ドイメージに記録さｎ追跡が継続する。しかしこのスパ
ン内で末端点に出会うとジャンプ及びレイディアム振幅
は１６に減小し、ジャンプ及びスパンは光線に沿い同じ
中間点から反復する。

又末端点に出会うと、振幅はただし第２のルックアヘッ
ドイメージ内に記憶される。次いで振幅は同様に１１で
減／Ｊ１シ最終のスパン及びルツアヘッドイメーゾ入力
が生ずる。

すなわち一定の容積スパン内で出会う最末端画素の場所
はルックアヘッドイメージに記録さｎる。

従って前記したような問題の画素でなくて定めらｎた容
積内の最大の末端の画素がルックアヘッドイメージに入
れられる。この最大の末端は広げらｎた容積内の最悪状
態点を識別するのに使うことができる。

６次元ソースイメージを表現する間にイメージプロセッ
サ１０（第１図参照）はふたたび空間内基準点と追跡し
ようとする光線の数とを設定する。

本発明の好適な実施例ではルックアヘッドイメージは任
意の方向における最も近い問題のボクセル（ＶＯＸｅｌ
　）までの正確な距離を記憶するように構成され、プロ
セッサ１０が問題のボクセルに協働する最も近い光線区
分に直接飛越すことができるようにしである。このよう
な距離ルックアヘッドイメージは、もとの６Ｄ（６次元
）反射イメージ内の各別のボクセルの１わシに遂次に大
きい各球体ヲ調べることによって生成する。各３Ｄイメ
ージボクセル場所のまわりで問題のボクセルを含む最小
の球体はその半径を距離ルックアヘッドイメージの対応
する場所に位置させである。このような距離が設定した
最大距離を越えると、この設定した最大値は距離ルック
アヘッドイメージ内に位置する。このような距離ルック
アヘッドイメージは対称関係によって任意の透視観察位
置から表現を行う間に再使用することができる。前記の
球形の探索をパイ形薄片状の球体相当形状に制限する場
合には、若干の範囲の観察位置に対する距離ルックアヘ
ッドイメージの使用を含むが、こｎ等の観察位置からの
性能を向上する。各光線の追跡中に距離ルックアヘッド
イメージは参照さ扛、問題のボクセルを見のがすことが
なく、存在する場合にどｎだけの数の光線区分をスキッ
プすることができるかを定める。この場合光線のさらに
下方の次の点を定めてふたたび距離ルックアヘッドイメ
ージ全参照する。ルックアヘッドイメージ又は再標本化
ボクセルデータのいずｎかが妥当な反射ボクセルを指示
するときは、このボクセルは半透明の表現モデル、照明
付き不透明表現又は今日の当業界では一般的な任意のこ
のような表現法に従って処理する。この処理により、妥
当なポクセルデ−夕の付近における単一区分イメージ光
線追跡を自動的に速度低下させ、又妥当なボクセルが最
も近い問題のボクセルに対しこの光線位置が近接すると
自動的に速度上昇させる。この方法に、［ニジ全部の妥
当ボクセルデータ全ボクセル表現処理に送り、このよう
にして６Ｄイメージ光線追跡の加速中に誤差を生じない
。問題のボクセルに対する３次元表現の例を第４ａ図及
び第４ｂ図に示しである。ボクセルとは６次元解析の際
に単にイメージ画素に対し与えられた名前である。「画
素」という用語は以下２次元イメージピクセルと共に６
次元ボクセルヲ合むのはもちろんである。第４ａ図及び
第４ｂ図にはソースイメージ容積１３０を貫いて追跡さ
ｎる光線１３４を示しである。ソースイメージ容積１３
０内にはこのソースイメージ容積わすボクセル１３２が
ある。追跡中に各光線１３４の繰返しで、距離ルックア
ヘッドイメージ１３８の対応する場所を参照することに
より問題のボクセルがあるかどうかを判定する。問題の
ボクセルに出会うと、問題の全部のボクセルを再標本化
して表現処理に送る。前記の繰返しは、通常のように妥
当性全検査した、光線に沿い単一ステップだけさらに下
方の次の光線区分を調べることにより継続する。妥当な
ボクセル区域に近づくと、距離ルックアヘッドイメージ
は減速距離１４２を生ずる。妥当ボクセル区域を反射イ
メージ１４６内で透過すると、距離ルックアヘッドイメ
ージは零距離１４０により妥当ボクセルデータを指示す
る。妥当ボクセル区域が左方であると、距離ルックアヘ
ッドイメージはこの区域から遠ざがる向きに加速距離１
４４を生ずる。

６次元ソースイメージを表現する際のその他の違いは当
業者には明らかである。この説明では３次元表現に適応
するプログラミングの変更は容易に認めらｎ又実施する
ことができる。第５図には本発明の高速表現作業を、特
定の種類又は品質の画素に対し可変の距離を含むルック
アヘッドイメージで実施する主要なステップの流れ図を
示しである。表現は前もって定めた処理開始点８０から
開始する。出力（すなわちルックアヘッド）イメージの
行８２及び列８４は共に、問題の方向８８におけるもと
の空間点８６から表現する。この処理は、距離ルックア
ヘッドイメージに従って光線９０に沿って進む。問題の
画素が存在しない場合〔ブロック９２〕、ルックアヘッ
ドイメージはこのようにして反射し、処理は、間融の画
素に出会うまで光線９０に沿って継続する。この画素に
出会うと光線１１０に沿い前方に単一の区分に対し設定
した次のジャンプ大きさで再標本化及び部分的表現が行
われる〔ブロック９４〕。不当なボクセル・のスキップ
と妥当なボクセルの不時の再標本化及び表現のこの処理
は、６Ｄ反射イメーゾ容積が終了し又は光線が前もって
設定した最大の広がシに達するまで繰返して生ずる〔ブ
ロック１１２〕。

この処理は、使用する表現処理に従って後から前へ又は
前から後へのイメージ光線追跡にょシ生ずるものである
。全部の妥当ボクセルデータを単一の学線に沿い再標本
化して表現したときに、情報を記憶し〔ブロック９６〕
表示する〔ブロック９８〕。全部の行光線及び列光線を
追跡し終るまで全部の処理が継続する。

以上他のイメージ全表わすイメージデータから新たなイ
メージの高速表現を行う装置及び方法について述べたわ
けである。とくに光線追跡ステップ中に不必要な処理を
なくすことにより表現作業を実施することのできる時間
を短縮するように、実際の表現作業に使用するための少
なくとも１つのルックアヘッドイメージを生ずるために
イメージデータを前処理する方法を述べた。ルックアヘ
ッドイメージは２種類であることを示しである。

第１の場合に一定の組の観察点に対する一定の距離内の
最悪状態値は各ルックアヘッドイメージ内に記憶する。

こｎ等の値は、ボクセル強さ、色、標高、不透明度、こ
う配又は６Ｄ反射イメージの各ボクセルに協働する随意
の組の値がある。多重のルックアヘッドイメージはこの
場合各ルックアヘッドイメージに対し互いに異なる固定
の距離に対応する。２．５Ｄの地形の例では、６４．１
６及び１の画素の固定の距離内の最悪状態標高は、ルッ
クアヘッドイメージ内に記憶する。この種のルツクアヘ
ッドイメージは、普通のイメージ光線追跡よシロないし
４倍早い表現速度を支える。

なお本発明によ訛ば一定の種類又は品質のボクセルまで
の距離を記憶する。画素の種類又は品質は第１の場合に
前記したように全く一般的である。

多重ルックアヘッドイメージはこの場合各ルックアヘッ
ドイメージに対し互いに異なる一定の形式のボクセルに
対応する。６Ｄ容積の表現例では随意の組のボクセルま
での距離は表現のために単一の距離ルックアヘッドイメ
ージに記憶する。この種のルックアヘッドイメージは普
通のイメージ光線追跡よシ２０ないし３０倍早い表現速
度を支える。

いず牡の形式のルックアヘッドイメージもフォーマツト
ラ直し、統計的に要約し又はこのデータの実質的な性質
又は目的は変えないで所望の次元に変換する。新たな形
のルックアヘッドデータは、強さ、色、不透明度、こう
配、ＸＹＺ場所又は任意の他の指標により指標付けした
ＩＤ、２Ｄ又は６Ｄの配列である。たとえば３Ｄの白色
ボクセルまでの距離の統計的要約では、特定の３Ｄイメ
ージ内の全部の黒色ボクセルが最も近い白色ボクセルか
ら少なくとも２９ボクセル単位だけ離ｎたことを示す。

全部の灰色値に対しこの要約を行うと、各ボクセル強さ
に対し単一のルックアヘッド距離で距離探索表を生ずる
ことができる。このようなインプリメンテーションは必
要とするルックアヘッドイメージメモリが一層少くてす
むが、性能は犠牲になる。この例は普通のイメージ光線
追跡より６ないし４倍早い表現速度を与える。

本発明によりイメージデータを前処理して不必要な処理
をなくすと、６次元又は２．５次元の表現のいす几であ
っても表現時間の短縮が実現さｆる。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで積極の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明表現装置を使って行う表現法を実施する
ようにしたイメージ処理装置のブロック図、第２図は２
．５次元の標高イメージに関して使うイメージ光線追跡
の状態を示す斜視図、第３図は２．５次元の表現におい
て最悪状態標高値金倉む複数の一定距離ルツクアヘッド
イメージを使い本発明の高速表現作業を実施する際の主
要ステップの流ｎ図である。第４ａ図及び第４ｂ図は６
次元イメージ容積に関して使うイメージ光線追跡の線図
である。第５図は特定の種類又は質に対し可変の距離を
含む単一のルックアヘッドイメージによυ本発明の高速
表現作業を、実施する主要なステップの流ｎ図である。 １０・・・イメージプロセッサ、１２・・モニタ、１４
・・・Ａ：ＬＵ、１６−・・イメージメモリ、２４・・
ルックアヘッドイメージ、２６−・・キーボード、３４
・・・空間点、３８・・・光ｉｆｓ。 手続補正書（旗） 特 許 庁 長 官 殿 １、事件の表示 平成１年特許願第２４８２１１号 ２、発明の名称 高速イメ ジ表現装置 ３、補正をする者 事件とのＲ系 ’ｉｆｒ午出原１ノ、 ヴイジュアル、インフォメイシャン、テクナラジズ、イ
ンコーパレイティド （４）図面の浄書（内容に変更なし） ７、補正の内容 別紙の と お り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、古いイメージを表わすイメージデータから新たなイ
   メージの高速表現を生ずる装置において、空間内透視点
   を定め古いイメージを表現することにより新たなイメー
   ジを生ずることができるようにする決定手段と、 光線追跡によりイメージデータを処理して、表現中に利
   用される画素データを内部に記憶する少なくとも１つの
   ルツクアヘツドイメージを生じ表現の速度を高めるよう
   にする処理手段と、 前記各光線を追跡し前記ルツクアヘツドイメージを参照
   して問題の画素イメージデータが存在しない場合に処理
   をなくすようにすることにより前記の表現を実施する表
   現実施手段と を包含する高速イメージ表現装置。 ２、イメージデータを前処理して、それぞれ各光線に沿
   う互いに異なる大きさのジャンプに関する情報を記憶す
   る複数のルツクアヘツドイメージを生ずる前処理手段を
   備えた請求項１記載の装置。 ３、ルツクアヘツドイメージ内に、古いイメージに協働
   し所定数の画素内にある最高の標高データに関する情報
   を記憶する記憶手段を備えた請求項１記載の装置。 ４、ルツクアヘツドイメージ内に、与えられた区域内の
   所定の色範囲に関する情報を記憶する記憶手段を備えた
   請求項１記載の装置。 ５、ルツクアヘツドイメージ内に、与えられた容積内の
   所定の色範囲に関する情報を記憶する記憶手段を備えた
   請求項１記載の装置。 ６、画素にボクセルを含めた請求項１記載の装置。 ７、１つのルツクアヘツドイメージを所望の次元のフォ
   ーマットを直したイメージにより構成した請求項１記載
   の装置。 ８、１つのルツクアヘツドイメージを所望の次元の統計
   的に要約したイメージにより構成した請求項１記載の装
   置。 ９、１つのルツクアヘツドイメージを所望の次元のイメ
   ージの評価した変体により構成した請求項１記載の装置
   。 １０、イメージデータを前処理し多重ルツクアヘツドイ
   メージを生じ第１の前記ルツクアヘツドイメージ内に与
   えられた境界区域内の問題の画素に関する情報を記憶す
   る前処理手段と、他のルツクアヘツドイメージ内に一層
   小さい与えられた境界区域内の問題の画素を記憶する記
   憶手段とを備えた請求項１記載の装置。