JPH05290145A - 動画像高速生成装置 - Google Patents
動画像高速生成装置Info
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- JPH05290145A JPH05290145A JP4083995A JP8399592A JPH05290145A JP H05290145 A JPH05290145 A JP H05290145A JP 4083995 A JP4083995 A JP 4083995A JP 8399592 A JP8399592 A JP 8399592A JP H05290145 A JPH05290145 A JP H05290145A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は観察者と表示物体が相対的に移動
する場合において、高速でかつ高精細な画像を生成して
表示できるような動画像高速生成装置を提供することを
主要な特徴とする。 【構成】 画像情報入力装置２００から入力された画像
を対象物検出部２１０で検出し、その対象物２２１の画
像内における速度を速度検出部２３１で検出する。視点
位置検出装置２４０によって観察者の視点位置を検出
し、検出された速度と視点位置とに応じて、相対速度検
出部２５１から相対速度を検出する。領域分割部２６１
で対象物を複数の領域に分割し、検出した相対速度に応
じて、各領域の頂点数を変化させ、それぞれのモデル画
像を合成して合成表示装置２８１に表示する。
する場合において、高速でかつ高精細な画像を生成して
表示できるような動画像高速生成装置を提供することを
主要な特徴とする。 【構成】 画像情報入力装置２００から入力された画像
を対象物検出部２１０で検出し、その対象物２２１の画
像内における速度を速度検出部２３１で検出する。視点
位置検出装置２４０によって観察者の視点位置を検出
し、検出された速度と視点位置とに応じて、相対速度検
出部２５１から相対速度を検出する。領域分割部２６１
で対象物を複数の領域に分割し、検出した相対速度に応
じて、各領域の頂点数を変化させ、それぞれのモデル画
像を合成して合成表示装置２８１に表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は動画像高速生成装置に
関し、たとえば、観察位置に応じた画像表示が求められ
る臨場感通信会議や、リアルタイム性の要求されるコン
ピュータグラフィックスを利用したマンマシンインタフ
ェースのような動画像を高速に生成する分野に用いられ
るような動画像高速生成装置に関する。
関し、たとえば、観察位置に応じた画像表示が求められ
る臨場感通信会議や、リアルタイム性の要求されるコン
ピュータグラフィックスを利用したマンマシンインタフ
ェースのような動画像を高速に生成する分野に用いられ
るような動画像高速生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は人間の顔を三角パッチにより多面
体近似した例を示す図である。複雑な曲面を持つ立体形
状物体、たとえば図８（ａ）に示す人間の顔１００をコ
ンピュータグラフィックスにより表現する場合、一般に
曲面を図８（ｂ）に示すように、三角パッチ１０１で多
面体近似することにより表示することが行なわれてい
る。このように、多面体近似により立体形状を近似する
場合、精細に表示するためには、近似を細かく、すなわ
ち頂点数を多くする必要がある。しかしながら、コンピ
ュータグラフィックスで画像生成表示する場合、その頂
点数により処理時間が決まるため、頂点数の多い画像を
表示しようとすると処理時間が遅くなってしまう。
体近似した例を示す図である。複雑な曲面を持つ立体形
状物体、たとえば図８（ａ）に示す人間の顔１００をコ
ンピュータグラフィックスにより表現する場合、一般に
曲面を図８（ｂ）に示すように、三角パッチ１０１で多
面体近似することにより表示することが行なわれてい
る。このように、多面体近似により立体形状を近似する
場合、精細に表示するためには、近似を細かく、すなわ
ち頂点数を多くする必要がある。しかしながら、コンピ
ュータグラフィックスで画像生成表示する場合、その頂
点数により処理時間が決まるため、頂点数の多い画像を
表示しようとすると処理時間が遅くなってしまう。
【０００３】一方、観察者の視点に応じた表示画像を移
動させる場合などにおいて、表示空間と実空間の一体感
を高めるためにはリアルタイムに画像を表示することが
望まれ、高速に画像を生成表示することが要求される。
頂点数を変化させて高速に画像を生成表示する方法とし
ては、観察者の注視点を検出し、注視点近傍では細かく
近似したモデルを表示し、注視点以外の領域では粗く近
似したモデルを表示する方法などが提案されている。そ
のような方法は、たとえば電子情報通信学会論文集，平
成３年秋期全国大会Ａ−１１６に記載されている。しか
し、現状の計算機の能力では、リアルタイムに動く画像
を十分に再現されていない。
動させる場合などにおいて、表示空間と実空間の一体感
を高めるためにはリアルタイムに画像を表示することが
望まれ、高速に画像を生成表示することが要求される。
頂点数を変化させて高速に画像を生成表示する方法とし
ては、観察者の注視点を検出し、注視点近傍では細かく
近似したモデルを表示し、注視点以外の領域では粗く近
似したモデルを表示する方法などが提案されている。そ
のような方法は、たとえば電子情報通信学会論文集，平
成３年秋期全国大会Ａ−１１６に記載されている。しか
し、現状の計算機の能力では、リアルタイムに動く画像
を十分に再現されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、コンピ
ュータグラフィックスにより高精細に立体形状物体を表
現するためには、頂点数の多いモデルを表示する必要が
あるが、処理速度が遅くなり、高速に画像を生成表示す
ることは困難であり、観察者と表示物体が相対的に運動
するような場合には、表示遅れが生じるという問題点が
あった。
ュータグラフィックスにより高精細に立体形状物体を表
現するためには、頂点数の多いモデルを表示する必要が
あるが、処理速度が遅くなり、高速に画像を生成表示す
ることは困難であり、観察者と表示物体が相対的に運動
するような場合には、表示遅れが生じるという問題点が
あった。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、観
察者と表示物体が相対的に運動する場合において、高速
かつ高精細な画像を生成表示できるような動画像高速生
成装置を提供することである。
察者と表示物体が相対的に運動する場合において、高速
かつ高精細な画像を生成表示できるような動画像高速生
成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
観察者と表示された物体画像とが相対的に移動する場合
において、動画像を生成する動画像高速生成装置であっ
て、観察者または表示された物体画像の移動速度を検出
する速度検出手段と、速度検出手段の検出出力に応じ
て、物体画像の頂点数を変化させたモデル画像を生成す
る画像生成手段と、画像生成手段によって生成された画
像を表示する画像表示手段とを備えて構成される。
観察者と表示された物体画像とが相対的に移動する場合
において、動画像を生成する動画像高速生成装置であっ
て、観察者または表示された物体画像の移動速度を検出
する速度検出手段と、速度検出手段の検出出力に応じ
て、物体画像の頂点数を変化させたモデル画像を生成す
る画像生成手段と、画像生成手段によって生成された画
像を表示する画像表示手段とを備えて構成される。
【０００７】請求項２に係る発明では、画像生成手段は
観察者に対して相対的に移動する表示物体を複数の領域
に分け、それぞれの領域を単位として、速度検出手段の
検出出力に応じて各領域ごとに頂点数を変化させる。
観察者に対して相対的に移動する表示物体を複数の領域
に分け、それぞれの領域を単位として、速度検出手段の
検出出力に応じて各領域ごとに頂点数を変化させる。
【０００８】
【作用】この発明に係る動画像高速生成装置は、観察者
または表示された物体画像の移動速度を検出し、その検
出出力に応じて物体画像の頂点数を変化させたモデル画
像を生成して表示する。一般に、観察物体が相対的に運
動する場合、人間の識別能力は静止した物体を観察する
場合に比べて運動速度が大きくなるほど低下することが
知られており、運動時に精度の粗いモデルを表示しても
人間には知覚されることがなく、高速に画像を生成表示
する。
または表示された物体画像の移動速度を検出し、その検
出出力に応じて物体画像の頂点数を変化させたモデル画
像を生成して表示する。一般に、観察物体が相対的に運
動する場合、人間の識別能力は静止した物体を観察する
場合に比べて運動速度が大きくなるほど低下することが
知られており、運動時に精度の粗いモデルを表示しても
人間には知覚されることがなく、高速に画像を生成表示
する。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の概略ブロック図
であり、図２はコンピュータグラフィックスにより生成
される画像の一例を示す図であり、図３は人間の顔を複
数の領域に分割した例を示す図である。
であり、図２はコンピュータグラフィックスにより生成
される画像の一例を示す図であり、図３は人間の顔を複
数の領域に分割した例を示す図である。
【００１０】まず、図１を参照して、画像情報入力装置
２００は画像の内容，動きに関する情報を入力するもの
であり、入力された情報は対象物検出部２１０に与えら
れる。対象物検出部２１０は入力された画像に対して画
像処理を行ない、頂点数を変化させる対象物を検出す
る。この実施例では、対象物検出部２１０によって複数
の対象物２２１，２２２…２２ｎが検出され、これらの
対象物２２１，２２２…２２ｎについて、頂点数を変化
させるものとする。ここで言う対象物は、たとえば人物
像やコンピュータグラフィックスにより生成される仮想
空間内において操作される物体であり、たとえば図２の
人物像３０１，３０２および操作される物体３０３であ
る。
２００は画像の内容，動きに関する情報を入力するもの
であり、入力された情報は対象物検出部２１０に与えら
れる。対象物検出部２１０は入力された画像に対して画
像処理を行ない、頂点数を変化させる対象物を検出す
る。この実施例では、対象物検出部２１０によって複数
の対象物２２１，２２２…２２ｎが検出され、これらの
対象物２２１，２２２…２２ｎについて、頂点数を変化
させるものとする。ここで言う対象物は、たとえば人物
像やコンピュータグラフィックスにより生成される仮想
空間内において操作される物体であり、たとえば図２の
人物像３０１，３０２および操作される物体３０３であ
る。
【００１１】図１に示す速度検出部２３１，２３２…２
３ｎは、各対象物２２１，２２２，２２ｎについて、画
像処理を行なって予め画像内における速度を検出する。
検出方法としては、たとえば対象物について特徴点を予
め定めておき、その特徴点の動きにより速度を検出す
る。さらに、観察者の視点位置を検出するために、視点
位置検出装置２４０が設けられる。観察者の位置検出に
ついては、三次元磁気センサ（IEEE Trans. Aerosp & E
lectron Syst., Vol. AES-15, No.5, 1979），顔の特徴
点を利用した画像処理による方法（テレビ技法、Vol.１
４，No. ３６，第１９頁〜第２４頁，１９９０）などの
方法があるが、ここではその方法を限定するものではな
い。
３ｎは、各対象物２２１，２２２，２２ｎについて、画
像処理を行なって予め画像内における速度を検出する。
検出方法としては、たとえば対象物について特徴点を予
め定めておき、その特徴点の動きにより速度を検出す
る。さらに、観察者の視点位置を検出するために、視点
位置検出装置２４０が設けられる。観察者の位置検出に
ついては、三次元磁気センサ（IEEE Trans. Aerosp & E
lectron Syst., Vol. AES-15, No.5, 1979），顔の特徴
点を利用した画像処理による方法（テレビ技法、Vol.１
４，No. ３６，第１９頁〜第２４頁，１９９０）などの
方法があるが、ここではその方法を限定するものではな
い。
【００１２】相対速度検出部２５１，２５２…２５ｎは
それぞれ速度検出部２３１，２３２…２３ｎで検出され
た対象物の速度と、視点位置検出装置２４０によって検
出された観察者の視点位置とに応じて、観察者と対象物
の相対速度ｖを検出する。
それぞれ速度検出部２３１，２３２…２３ｎで検出され
た対象物の速度と、視点位置検出装置２４０によって検
出された観察者の視点位置とに応じて、観察者と対象物
の相対速度ｖを検出する。
【００１３】次に、領域（ブロック）分割部２６１は、
対象物２２１を複数の領域（ブロック）に分割する。た
とえば、図３（ａ）に示す人間の顔１００を図３に示す
ように複数の領域４０１に分割する。図３（ｂ）に示し
た例では、顔を額，頬，目の付近、鼻，口の周囲などに
分割している。額，頬は曲率が比較的小さく大きな平面
で近似できる部分であり、目，鼻，口などは形，動きの
複雑な部分である。ここでは、領域に分割する処理を相
対速度を検出してから行なった例を示すが、前処理とし
て対象物を決めた時点で領域分割を行なってもよい。
対象物２２１を複数の領域（ブロック）に分割する。た
とえば、図３（ａ）に示す人間の顔１００を図３に示す
ように複数の領域４０１に分割する。図３（ｂ）に示し
た例では、顔を額，頬，目の付近、鼻，口の周囲などに
分割している。額，頬は曲率が比較的小さく大きな平面
で近似できる部分であり、目，鼻，口などは形，動きの
複雑な部分である。ここでは、領域に分割する処理を相
対速度を検出してから行なった例を示すが、前処理とし
て対象物を決めた時点で領域分割を行なってもよい。
【００１４】分割した各ブロックごとに、相対速度検出
部２５１で検出された速度ｖにおいて、頂点数変化部２
７１，２７２…２７ｍで頂点数を変化させる。すなわ
ち、頂点数変化部２７１，２７２…２７ｍは速度をＩ段
階（Ｉは自然数）に分け、速度ｖ＝０のときや速度ｖが
小さいときは、頂点数Ｎを多くし、速度ｖが大きくなる
ほど頂点数Ｎを減らしていく（Ｎ0 ≧Ｎ1 ≧…≧
Ｎn ）。頂点数を減らすことにより高速に表示すること
が可能となり、また、動きを伴うため観察者にとっては
精度の差は知覚されない。なお、ここでは速度を用いた
が、加速度を用いるようにしてもよい。
部２５１で検出された速度ｖにおいて、頂点数変化部２
７１，２７２…２７ｍで頂点数を変化させる。すなわ
ち、頂点数変化部２７１，２７２…２７ｍは速度をＩ段
階（Ｉは自然数）に分け、速度ｖ＝０のときや速度ｖが
小さいときは、頂点数Ｎを多くし、速度ｖが大きくなる
ほど頂点数Ｎを減らしていく（Ｎ0 ≧Ｎ1 ≧…≧
Ｎn ）。頂点数を減らすことにより高速に表示すること
が可能となり、また、動きを伴うため観察者にとっては
精度の差は知覚されない。なお、ここでは速度を用いた
が、加速度を用いるようにしてもよい。
【００１５】このようにして各頂点数変化部２７１，２
７２…２７ｍで頂点数が変化された各モデル画像は合成
表示装置２８１で合成され、対象物が表示される。その
後、新たに検出された相対速度ｖの値を用い、頂点数を
変える処理を繰り返す。
７２…２７ｍで頂点数が変化された各モデル画像は合成
表示装置２８１で合成され、対象物が表示される。その
後、新たに検出された相対速度ｖの値を用い、頂点数を
変える処理を繰り返す。
【００１６】図４は図１に示した相対速度検出部２５１
で検出する速度を説明するための図である。図４（ａ）
において、観察者５００と対象物５０１との相対速度ｖ
を検出する際、速度については三次元直交座標系で表現
する方法や、観察者５００と対象物５０１との距離ｄと
速度ｘ，ｙ，ｚ成分との比で表わす方法や、図４（ｂ）
に示すように、観察者５００との視覚により垂直方向θ
V ，水平方向θH の角速度に加えて、奥行方向について
は観察者５００と対象物５０１との距離ｄと速度の奥行
方向の成分ｖZ との比により表わす方法がある。さら
に、図４（ｃ）に示すように、回転運動については、対
象物５０１上の特徴点を複数個決めておき、その特徴点
の動きにより中心のまわりの回転の角速度ωを求める方
法などがある。
で検出する速度を説明するための図である。図４（ａ）
において、観察者５００と対象物５０１との相対速度ｖ
を検出する際、速度については三次元直交座標系で表現
する方法や、観察者５００と対象物５０１との距離ｄと
速度ｘ，ｙ，ｚ成分との比で表わす方法や、図４（ｂ）
に示すように、観察者５００との視覚により垂直方向θ
V ，水平方向θH の角速度に加えて、奥行方向について
は観察者５００と対象物５０１との距離ｄと速度の奥行
方向の成分ｖZ との比により表わす方法がある。さら
に、図４（ｃ）に示すように、回転運動については、対
象物５０１上の特徴点を複数個決めておき、その特徴点
の動きにより中心のまわりの回転の角速度ωを求める方
法などがある。
【００１７】図５は図１に示した領域分割部２６１によ
って対象物を複数の領域に分割する方法を説明するため
の図である。この図５に示した例は、対象物６０１を等
高線の手法を用いて分割された領域を表現したものであ
る。対象物６０２において、等高線の曲率が小さい領域
と等高線の間隔がほぼ一定である領域を同一平面として
扱い、図５（ａ）に示すように、対象物６０１のうち、
領域６１１と６１２，領域６１５〜６１８をそれぞれ同
一平面の領域として分割する。ここでは、等高線の手法
を用いた領域分割法について説明したが、その他の方法
を用いるようにしてもよい。
って対象物を複数の領域に分割する方法を説明するため
の図である。この図５に示した例は、対象物６０１を等
高線の手法を用いて分割された領域を表現したものであ
る。対象物６０２において、等高線の曲率が小さい領域
と等高線の間隔がほぼ一定である領域を同一平面として
扱い、図５（ａ）に示すように、対象物６０１のうち、
領域６１１と６１２，領域６１５〜６１８をそれぞれ同
一平面の領域として分割する。ここでは、等高線の手法
を用いた領域分割法について説明したが、その他の方法
を用いるようにしてもよい。
【００１８】図６および図７は分割された各領域の頂点
数を変化させる方法を説明するための図である。
数を変化させる方法を説明するための図である。
【００１９】頂点数を変化させる方法としては、図６に
示すように、それぞれの領域のほぼ重心または領域のほ
ぼ中心にある頂点から放射状に相対速度ｖにおいて７０
１〜７０３に示すように頂点数を変化させる方法や、図
７に示すように、領域をｎ×ｍに分割し、その分割数を
変えて頂点数を変化させる方法７１１，７１２などがあ
るが、その他の方法を用いてもよい。
示すように、それぞれの領域のほぼ重心または領域のほ
ぼ中心にある頂点から放射状に相対速度ｖにおいて７０
１〜７０３に示すように頂点数を変化させる方法や、図
７に示すように、領域をｎ×ｍに分割し、その分割数を
変えて頂点数を変化させる方法７１１，７１２などがあ
るが、その他の方法を用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、コン
ピュータグラフィックスによる画像生成において、観察
者と表示画像との相対的な移動速度を検出し、その移動
の動きに合わせて頂点数の画像を表示することにより、
高精細な画像を高速で表示することができる。
ピュータグラフィックスによる画像生成において、観察
者と表示画像との相対的な移動速度を検出し、その移動
の動きに合わせて頂点数の画像を表示することにより、
高精細な画像を高速で表示することができる。
【図１】この発明の一実施例の概略ブロック図である。
【図２】コンピュータグラフィックスにより生成される
画像の一例を示す図である。
画像の一例を示す図である。
【図３】人間の顔を複数の領域に分割した例を示す図で
ある。
ある。
【図４】検出される速度について説明するための図であ
る。
る。
【図５】対象物を複数の領域に分割する方法を説明する
ための図である。
ための図である。
【図６】領域のほぼ中心にある頂点から放射状に頂点数
を変化させる方法を説明するための図である。
を変化させる方法を説明するための図である。
【図７】領域をｎ×ｍに分割して頂点数を変化させる方
法を説明するための図である。
法を説明するための図である。
【図８】従来の方法により人間の顔を三角パッチにより
多面体近似した例を示す図である。
多面体近似した例を示す図である。
２００ 画像情報入力装置 ２１０ 対象物検出部 ２２１，２２２…２２ｎ 対象物 ２３１，２３２…２３ｎ 速度検出部 ２４０ 視点位置検出装置 ２５１，２５２…２５ｎ 相対速度検出部 ２６１ 領域分割部 ２７１，２７２…２７ｍ 頂点数変化部 ２８１ 合成表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 隆宣 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール通信シ ステム研究所内 (72)発明者 鉄谷 信二 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール通信シ ステム研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 観察者と表示された物体画像とが相対的
に移動する場合において、動画像を生成する動画像高速
生成装置であって、 前記観察者または前記表示された物体画像の移動速度を
検出する速度検出手段、 前記速度検出手段の検出出力に応じて、前記物体画像の
頂点数を変化させたモデル画像を生成する画像生成手
段、および前記画像生成手段によって生成された画像を
表示する画像表示手段を備えた、動画像高速生成装置。 - 【請求項２】 前記画像生成手段は、前記観察者に対し
て相対的に移動する表示物体を複数の領域に分け、それ
ぞれの領域を単位として、前記速度検出手段の検出出力
に応じて、前記各領域ごとに頂点数を変化させることを
特徴とする、請求項１の動画像高速生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083995A JP2709993B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 動画像高速生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083995A JP2709993B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 動画像高速生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05290145A true JPH05290145A (ja) | 1993-11-05 |
| JP2709993B2 JP2709993B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=13818119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4083995A Expired - Fee Related JP2709993B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 動画像高速生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709993B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271875B1 (en) | 1997-06-05 | 2001-08-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Three-dimensional image processing apparatus and three-dimensional image processing method |
| JP2010157228A (ja) * | 2009-12-24 | 2010-07-15 | Sven Technologies Inc | 多解像度による幾何学的配置 |
| USRE42366E1 (en) | 1995-12-18 | 2011-05-17 | Sony Corporation | Computer animation generator |
| USRE42406E1 (en) | 1998-06-18 | 2011-05-31 | Sugarloaf Acquisitions, Llc | Multi-resolution geometry |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP4083995A patent/JP2709993B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE42366E1 (en) | 1995-12-18 | 2011-05-17 | Sony Corporation | Computer animation generator |
| US6271875B1 (en) | 1997-06-05 | 2001-08-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Three-dimensional image processing apparatus and three-dimensional image processing method |
| USRE42406E1 (en) | 1998-06-18 | 2011-05-31 | Sugarloaf Acquisitions, Llc | Multi-resolution geometry |
| JP2010157228A (ja) * | 2009-12-24 | 2010-07-15 | Sven Technologies Inc | 多解像度による幾何学的配置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2709993B2 (ja) | 1998-02-04 |
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