(57)【要約】  ３次元入力空間における３次元入力モデル（１００）を所定の３次元出力空間（１０４）に適合する３次元出力モデル（２００）に縮尺変更する方法が開示される。前記縮尺変更する方法は、視点への第１距離を有する前記３次元入力空間における第１入力表面（１０６）が、第１縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第１出力表面（１１０）に投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面（１０８）が、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面（１１２）に投影されるように実行される。
2007515012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元入力空間における３次元入力モデルを所定の３次元出力空間に適合する３次元出力モデルに縮尺変更する方法であって、視点への第１距離を有する前記３次元入力空間における第１入力表面が、第１縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第１出力表面に投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面が、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面に投影される方法。
【請求項２】
前記第１入力表面に位置される前記３次元入力モデルの第１入力データポイントが、前記視点に関する遠近法的投影を用いて、前記第１出力表面に位置される前記３次元出力モデルの第１出力データポイントに投影される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２入力表面に位置される前記３次元入力モデルの第２入力データポイントが、前記視点に関する遠近法的投影を用いて、前記第１出力表面に位置される前記３次元出力モデルの第２出力データポイントに投影される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２入力表面に位置される前記３次元入力モデルの第２入力データポイントが、更なる視点に関する遠近法的投影を用いて、前記第１出力表面に位置される前記３次元出力モデルの第２出力データポイントに投影される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
３次元入力空間における３次元入力モデルを所定の３次元出力空間に適合する３次元出力モデルに縮尺変更する縮尺変更ユニットであって、前記３次元入力モデルのそれぞれの入力データポイントに対応する前記３次元出力モデルの出力データポイントの座標を計算する計算手段を備え、視点への第１距離を有する前記３次元入力空間における第１入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第１ポイントが、第１縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第１出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第１ポイントに投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第２ポイントが、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第２ポイントに投影される縮尺変更ユニット。
【請求項６】
−３次元入力モデルを表現する信号を受信する受信ユニットと、
−請求項５に記載の縮尺変更ユニットと、
−前記３次元出力モデルに基づき３次元画像をレンダリングするレンダリング手段と、
を備える画像処理機器。
【請求項７】
前記３次元画像を表示する表示装置を更に備える、請求項６に記載の画像処理機器。
【請求項８】
３次元入力空間における３次元入力モデルを所定の３次元出力空間に適合する３次元出力モデルに縮尺変更する命令を含む、計算機構成によってロードされるべき計算機プログラムであって、前記計算機構成が処理手段及びメモリを備え、当該計算機プログラムが、前記処理手段に前記３次元入力モデルのそれぞれの入力データポイントに対応する前記３次元出力モデルの出力データポイントの座標を計算する能力を提供し、視点への第１距離を有する前記３次元入力空間における第１入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第１ポイントが、第１縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第１出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第１ポイントに投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第２ポイントが、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第２ポイントに投影される計算機プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元入力空間における３次元入力モデルを所定の３次元出力空間に適合する３次元出力モデルに縮尺変更する方法に関する。
【０００２】
本発明は、更に、３次元入力空間における３次元入力モデルを所定の３次元出力空間に適合する３次元出力モデルに縮尺変更する縮尺変更ユニットに関する。
【０００３】
本発明は、更に、
−３次元モデルを表現する信号を受信する受信手段と、
−上述の縮尺変更ユニットと、
−前記３次元出力モデルに基づき３次元画像をレンダリングするレンダリング手段と、
を備える画像表示機器に関する。
【０００４】
本発明は、更に、３次元入力空間における３次元入力モデルを所定の３次元出力空間に適合する３次元出力モデルに縮尺変更する命令を含む、計算機構成によってロードされるべき計算機プログラム製品にもそれぞれ関する。
【背景技術】
【０００５】
３次元シーンのサイズが、シーンが表示されるべき画像表示装置の表示性能に一致しない可能性は高く、例えば、家を含む３次元シーンの寸法は、表示装置の通常の寸法よりも遥かに大きい。したがって、縮尺変更作業が必要になる。縮尺変更が必要とされ得る他の理由は、伝送チャネルに３次元シーンを表す３次元モデルの幾何形状を適合させること、又は３次元モデルを看者の好みに適合させることである。
【０００６】
３次元シーンを表す３次元モデルへの線形縮尺変更作業は周知である。深度情報の縮尺変更は、原理的に、出力空間の深度範囲に関連する深度情報の線形適合を用いることによって実行される。代替的には、表示性能の制限を越える情報は、切り取られる。
【０００７】
深度適合又は縮尺変更の不利な点は、深度の印象の低減になり得ることである。特に、線形深度縮尺変更は、表示装置の利用可能な範囲が多くの場合比較的小さいので、縮尺変更された３次元モデルの深度の印象に関して不利であり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、比較的強い３次元の印象を有する縮尺変更された３次元出力になる、冒頭の段落に記載される種類の方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のこの目的は、視点への第１距離を有する３次元入力空間における第１入力表面が、第１縮尺変更因数を適用することによって所定の３次元出力空間における第１出力表面に投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面が、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面に投影されることにおいて達成される。言い換えれば、適用される縮尺変更因数は、一定ではないが、入力表面及び視点の間の距離に関連される。少ない距離は、大きい縮尺変更因数を意味する。本発明による方法の有利な点は、３次元入力モデルが適合される、すなわち再形成され、これにより、深度の印象が、少なくとも維持か更に増大されることである。線形３次元縮尺変更を用いる場合、所定の３次元出力空間の深度の範囲が３次元入力空間の深度よりも遥かに小さい場合、深度の印象が低減されることを注意しなければならない。本発明による方法を用いると、この低減が妨げられる。任意選択的に、深度の印象は更に増大される。
【００１０】
本発明による方法の実施例の１つにおいて、第１入力表面に位置される３次元入力モデルの第１入力データポイントは、視点に関する遠近法的投影を用いて、前記第１出力表面に位置される所定の３次元出力空間の第１出力データポイントに投影され、第２入力表面に位置される前記３次元入力モデルの第２入力データポイントは、前記視点に関する遠近法的投影を用いて、前記第１出力表面に位置される前記３次元出力空間の第２出力データポイントに投影される。言い換えれば、入力データポイントは、１つの視点に基づき対応するデータ出力ポイントに投影される。本発明による方法のこの実施例の有利な点は、入力３次元モデルの元の深度の印象が維持されることである。このことは、元の深度の印象及び出力３次元モデルの深度の印象がほぼ相互に等しいことを意味する。
【００１１】
本発明による方法の別の実施例において、第１入力表面に位置される３次元入力モデルの第１入力データポイントは、視点に関する遠近法的投影を用いて、第１出力表面に位置される所定の３次元出力空間の第１出力データポイントに投影され、第２入力表面に位置される前記３次元入力モデルの第２入力データポイントは、更なる視点に関する遠近法的投影を用いて、前記第１出力表面に位置される前記３次元出力空間の第２出力データポイントに投影される。言い換えれば、入力データポイントは、複数の視点に基づき対応するデータ出力ポイントに投影される。本発明による方法のこの実施例の有利な点は、入力３次元モデルの元の深度の印象が増大されることである。このことは、出力３次元モデルの深度の印象が、入力３次元モデルの元の深度の印象よりも更に高いことを意味する。
【００１２】
本発明の更なる目的は、比較的強い３次元の印象を有する縮尺変更された３次元出力モデルを提供するように構成される、冒頭の段落に記載される種類の縮尺変更ユニットを提供することである。
【００１３】
本発明のこの目的は、縮尺変更ユニットが、３次元入力モデルのそれぞれの入力データポイントに対応する３次元出力モデルの出力データポイントの座標を計算する計算手段を備え、視点への第１距離を有する３次元入力空間における第１入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第１ポイントが、第１縮尺変更因数を適用することによって所定の３次元出力空間における第１出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第１ポイントに投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第２ポイントが、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第２ポイントに投影されることにおいて達成される。
【００１４】
本発明の更なる目的は、比較的強い３次元の印象を有する縮尺変更された３次元出力モデルを提供するように構成される、冒頭の段落に記載される種類の画像処理機器を提供することである。
【００１５】
本発明のこの目的は、縮尺変更ユニットが、３次元入力モデルのそれぞれの入力データポイントに対応する３次元出力モデルの出力データポイントの座標を計算する計算手段を備え、視点への第１距離を有する３次元入力空間における第１入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第１ポイントが、第１縮尺変更因数を適用することによって所定の３次元出力空間における第１出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第１ポイントに投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第２ポイントが、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第２ポイントに投影されることにおいて達成される。
【００１６】
本発明の更なる目的は、比較的強い３次元の印象を有する縮尺変更された３次元出力モデルになる、冒頭の段落に記載される種類の計算機プログラムを提供することである。
【００１７】
本発明のこの目的は、計算機プログラムが、処理手段及びメモリを備える計算機構成にロードされた後に、処理手段に３次元入力モデルのそれぞれの入力データポイントに対応する３次元出力モデルの出力データポイントの座標を計算する能力を提供し、視点への第１距離を有する３次元入力空間における第１入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第１ポイントが、第１縮尺変更因数を適用することによって所定の３次元出力空間における第１出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第１ポイントに投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する前記３次元入力空間における第２入力表面に位置される前記入力データポイントのうちの第２ポイントが、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって前記所定の３次元出力空間における第２出力表面に位置される前記出力データポイントのうちの第２ポイントに投影されることにおいて達成される。
【００１８】
前記縮尺変更ユニットの修正態様及びこれらの変形態様は、記載される画像処理機器、方法及び計算機プログラムの修正態様及び変更態様に対応し得る。
【００１９】
本発明による方法、縮尺変更ユニット、画像処理機器及び計算機プログラムのこれら及び他の態様は、以下に記載される実装例及び実施例、並びに添付の図面から明らかであり、これら実装例及び実施例に対してこの添付の図面を参照にして説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
３次元情報の記憶に関するモデル、すなわち３次元モデルは以下のようないくつかの種類が存在する。
−ＶＲＭＬ等に関して定められるワイヤーフレーム。これらのモデルは、ラインとフェイスの構造を有する。
−容量データ構造すなわちVoxel  map（Voxelは、容量要素(volume  element)の意味）。これらの容量データ構造は、３次元要素配列を有する。それぞれの要素は３次元を有し、特性値を表す。例えば、ＣＴ（コンピュータ断層撮影法）データは、それぞれの要素が対応するHounsfield値（Ｘ線吸収量を表現する単位）に対応する容量データ構造として記憶される。
−深度マップを有する２次元画像、例えばＲＧＢＺ値を有する２次元画像。このことは、それぞれの画素が３つの色コンポーネント値及び深度値を有することを意味する。３つの色コンポーネント値は、輝度値も表す。
−画像を基にしたモデル、例えばステレオ画像対又はマルチビュー画像。これらの種類の画像は、光照射野(light  field)とも称される。
【００２１】
ある種類の３次元モデルによって表されるデータを別の３次元モデルへ変換することは可能である。例えば、ワイヤーフレーム又は深度マップを有する２次元画像を用いることによって表されるデータは、容量データ構造又は画像を基にしたモデルを用いて表されるデータへのレンダリングを用いることによって変換され得る。
【００２２】
３次元表示装置を用いて実現され得る深度の量は、その種類に依存する。容量表示装置を用いると、深度の量は、完全に表示装置の寸法によって決定される。例えばガラスを用いるステレオディスプレイは、観察者に依存する深度の量に関する穏やかな制限を有する。深度の量がレンズ調整及び相互眼輻輳間の「衝突」によって多大に生じられる場合に、観察者が疲労してしまうこともある。例えば複数の視野に関するレンズ型スクリーンを備えるＬＣＤに基づく自動ステレオスコープ表示装置は、視野の量によって決定される理論的最大深度範囲を有する。
【００２３】
図１は、従来技術による線形縮尺変更の方法を概略的に示す。図１は、３次元入力モデル１００、及び例えば３次元表示装置の視野範囲に対応する所定の３次元出力空間１０４に適合する線形縮尺変更された３次元出力モデルを示す。前記縮尺変更は、入力データポイントI1、I2、I3及びI4のそれぞれが、出力データポイントO1、O2、O3及びO4のうちの対応するものに変換されることを意味する。例えば、図１において、３次元入力モデル１００の境界部における第１入力表面１０６に位置する入力データポイントI1が、所定の３次元出力空間１０４の境界部における第１出力表面１１０に位置する出力データポイントO1にマップされるのが示される。また図１において、３次元入力モデル１００の他の境界部における第２入力表面１０８に位置する入力データポイントI3が、所定の３次元出力空間１０４の他の境界部における第２出力表面１１２に位置する出力データポイントO3にマップされるのが示される。３次元入力モデル１００及び３次元出力モデル１０２の両方は、ブロック形状を有する。例えば、３次元入力モデル１００の第１入力表面１０６（z=z3）に位置する第１側面の幅Wi(z3)は、３次元入力モデル１００の第２入力表面１０８（z=z2）に位置する第２側面の幅Wi(z2)に等しく、３次元出力モデル１０２の第１出力表面１１０に位置する第１側面（z=z4）の幅（Wo(z4)）は、３次元出力モデル１０２の第２出力表面１１２に位置する第２側面（z=z1）の幅Wo(z1)に等しい。
【００２４】
図２Ａは、本発明による縮尺変更の方法を概略的に示す。図２Ａは、３次元入力モデル１００及び１つの視点V1の遠近法で縮尺変更された３次元出力モデル２００を示す。３次元入力モデル１００は、長方形形状を有するが、３次元出力モデル２００は台形形状を有する。例えば、３次元入力モデル１００の第１側面（z=z3）の第１幅Wi(z3)は、３次元入力モデル１００の第２側面（z=z2）の第２幅Wi(z2)に等しいが、３次元出力モデル２００の第１側面（z=z4）の第１幅（Wo(z4)）は、３次元出力モデル２００の第２側面の幅Wo(z1)とは相違する。言い換えれば、３次元入力モデル１００の第１幅Wi(z3)及び第２幅Wi(z2)の第１幅Wo(z4)及び第２幅Wo(z1)へのそれぞれの変更は、３次元入力モデル１００の別々の側面の位置、すなわちｚ座標に依存する。
【００２５】
縮尺変更、すなわち３次元入力モデル１００の所定の３次元出力空間１０４への変形は、出力データポイントO1、O2、O3及びO4のそれぞれが、（計算の精度に依存して）対応する入力データポイントI1、I2、I3及びI4から１つの視点V1への対応する線に配置される又は非常に近接して位置されるようにされる。例えば、出力データポイントの第１ポイントO3は、第１入力データポイントI3から視点V1への第１線l1に位置され、また、出力データポイントの第２ポイントO2は、第２入力データポイントI2から特定の視点V1への第２線l2に位置される。
【００２６】
上述のように、本発明による縮尺変更は、３次元入力モデルの変形になるある種の遠近投影である。以下に、変形の程度を示すのにいくつかの計算が提供される。変形の程度は、第１側面の変化及び第２側面の変化における差異である。
【００２７】
出力データポイントO1及びO2が位置される３次元出力モデル２００の第１側面の第１幅Wo(z4)=|O2-O1|は、式１
【数１】
2007515012.tif 000003
を用いて計算され得、ここで、Wi(z3)=|I2-I1|は、入力データポイントI1及びI2が位置される３次元入力モデル１００の第１側面の第１幅であり、z1は、所定の３次元出力空間１０４の境界のｚ座標であり、z3は、３次元入力モデル１００第１表面のｚ座標であり、dは、深度、すなわち所定の３次元出力空間１０４のｚ範囲である。
【００２８】
出力データポイントO3及びO4が位置される３次元出力モデル２００の第２側面の第２幅Wo(z1)=|O4-O3|は、式２
【数２】
2007515012.tif 000004
を用いて計算され得、ここで、Wi(z2)=|I4-I3|は、入力データポイントI3及びI4が位置される３次元入力モデル１００の第２側面の第２幅であり、z2は、３次元入力モデル１００の第２側面のｚ座標である。
【００２９】
２つの出力側面間のサイズの差異は、式３
【数３】
2007515012.tif 000005
を用いて計算され得る。２つの出力側面間の相対的な差異は、個別の側面、すなわち表面に関して適用される縮尺変更因数における差異に対応する。式４
【数４】
2007515012.tif 000006
を参照されたい。
【００３０】
表１にいくつかの例が載せられる。例1。３次元モデル１００が、例えば5m×5m×10mの部屋、すなわちWi(z2)=5m、Wi(z3)=5m、及びz3-z2=5mであるシーンに対応すると仮定する。所定の３次元出力空間１０４は、10cmの深度範囲、すなわちd=0.10mである容量表示装置に対応する。観察者１０６が位置される視点V1と容量表示装置との間の距離は、2m、すなわちz1=2mに等しい。そして、縮尺変更された３次元出力モデル２００の第１側面の第１幅Wo(z4)は、0.7mに等しく、縮尺変更された３次元出力モデル２００の第２側面の第２幅Wo(z1)は、1mに等しい。よって、２つの出力側面間の差異は、0.3mであり、縮尺変更因数における差異は、30%である。
【００３１】
例２。例１の値の大部分が適用可能である。しかし、ここで、３次元モデル１００は、5m×20mの長い廊下に対応する。そして、縮尺変更された３次元出力モデル２００の第１側面の第１幅Wo(z4)は、0.35mに等しい一方で、縮尺変更された３次元出力モデル２００の第２側面の第２幅Wo(z1)は、1mに等しい。よって、２つの出力側面間の差異は、0.65mであり、縮尺変更因数における差異は、65%である。
【００３２】
例３。z=z3において、第１の俳優は、0.5mの幅Wi(z3)を有して位置され、z=z2において、第２の俳優は、0.5mの幅Wi(z2)を有して位置される。２人の俳優間の距離は、1m、すなわちz3-z2=1である。第１の俳優の表現は、縮尺変更された３次元出力モデル２００の第１出力表面１１０に縮尺変更される。幅Wo(z4)は、0.1mに等しい。第２の俳優の表現は、第２出力表面１１２に縮尺変更される。幅Wo(z1)は、0.095mに等しい。よって、２つの出力側面間の差異は、0.005mに等しく、縮尺変更因数の差異は、5%である。
【００３３】
例４。例３の値の大部分は適用可能である。しかし、ここで、所定の３次元出力空間１０４は、5cmの深度範囲、すなわちd=0.05mを有する容量表示装置に対応する。よって、２つの出力側面間の差異は、0.007mに等しく、縮尺変更因数における差異は、7％である。
【００３４】
例５。例３の値の大部分は適用可能である。しかし、ここで、所定の３次元出力空間１０４は、5cmの深度範囲、すなわちd=0.02mを有する容量表示装置に対応する。よって、２つの出力側面間の差異は、0.008mに等しく、縮尺変更因数における差異は、8％である。
【表１】
2007515012.tif 000007
【００３５】
図２Ｂは、本発明による縮尺変更の方法の第２の実施例を概略的に示す。この実施例において、視点が１つ存在するのではなく、視点V1及びV2の並びが存在する。縮尺変更、すなわち３次元入力モデル１００の所定の３次元出力空間１０４への変形は、出力データポイントO1、O2、O3及びO4のそれぞれが、対応する入力データポイントI1、I2、I3及びI4から（計算の精度に応じて）視点V1及びV2の並びへの対応する線に配置される又は非常に近接して位置される。例えば、出力データポイントの第１ポイントO3は、第１入力データポイントI3から視点V1への第１線l1に位置されるが、出力データポイントの第２ポイントO2は、第２入力データポイントI2から別の視点V2への第２線l2に位置される。好ましくは、３次元入力モデルの入力表面のそれぞれは、３次元出力モデルの対応する出力表面に自身の視点に応じて投影される。図２Ｂに示される３次元出力モデル２０２を図２Ａに示される３次元出力モデル２００と比較する場合、３次元入力モデル１００の変形は、図２Ａに関して記載される本発明による方法の実施例においてよりも、図２Ｂに関して記載される本発明による方法の実施例においてのほうがより多いことが確認され得る。
2007515012.tif 000008
であることを注意しなければならない。追加的な変形の程度は、深度の印象の増大の量に関連する。
【００３６】
深度の印象の増大の代わりに、図２Ｂに関して説明されるように、例えば１視点が別の視点の後ろに又はその上にあるなど、複数の視点を適用することによって深度の印象の低減を制限することも実現され得ることは明らかである。このことは、示されていない。
【００３７】
図３は、メモリ装置３０２のデータセル３０４−３２０への入力データポイントI1−I11のマッピングを概略的に示す。メモリ装置３０２は、３次元データ構造を有する。この３次元データ構造は、所定の３次元出力空間を表す。３次元データ構造から、たった１つのz,xスライス、すなわちy座標が一定であるスライスが図３に示される。別々のy,xスライス３３０−３４０、すなわちz座標が一定であるスライスは、容量表示装置の別々の視覚平面に対応し得る。別々の出力データポイントO1−O13の例えば色及び輝度の値は、メモリ装置３０２の対応するデータセル３０４−３２０に記憶される。各入力データポイントI1−I11に関して、それに対応するデータセルは、適切な色及び輝度値で決定及び充填される。例えば、入力データポイントI1は、出力データポイントO1にマップされ、データセル３１２に記憶され、入力データポイントI6は、出力データポイントO6にマップされ、データセル３０４に記憶される。入力データポイントから出力データポイントへのマッピングは、入力データポイントの既知の座標、所定の３次元出力空間及び視点V1に基づく。出力データポイントのx、y及びz座標は、それぞれ式５、６及び７、
【数５】
2007515012.tif 000009
【数６】
2007515012.tif 000010
【数７】
2007515012.tif 000011
を用いて決定され得る。この場合、出力データポイントO1−O6のz座標は、以下のように計算される。６個の入力データポイントI2−I6が視点V1を介してラインl1に位置されて存在していることは既知である。所定の３次元出力空間の境界に位置される第１出力表面のz座標は、先験的に既知である。ラインl1における第１出力データポイントO1のz座標は、この既知のz座標に設定される。所定の３次元出力空間の他の境界に位置される第２出力表面のz座標は、先験的に既知である。ラインl1における最後の出力データポイントO6のz座標は、この後者のz座標に設定される。他のz座標は、所定の３次元出力空間のz範囲を５個の等距離へと変換することによって決定される。例えば以下の参照のような、代替的なマッピングも可能であることを特記されるべきである。必要条件は、入力データポイントの順序が変更されないことである。
【００３８】
代替的に、出力データポイントO7−O10の値は、入力データポイントI7−I10間の距離に基づき計算される。この場合、出力データポイントO7−O10のz座標は、以下のように計算される。４個の入力データポイントI7−I10が視点V1を介してラインl2に位置されて存在していることは既知である。所定の３次元出力空間の境界に位置される第１出力表面のz座標は、先験的に既知である。ラインl2における第１出力データポイントO7のz座標は、この既知のz座標に設定される。所定の３次元出力空間の他の境界に位置される第２出力表面のz座標は、先験的に既知である。ラインl2における最後の出力データポイントO10のz座標は、この後者のz座標に設定される。出力データポイントO8及びO9のz座標は、入力データポイントI7−I10間の距離及び第１出力表面及び第２出力表面間の距離に基づき計算される。任意選択的に、出力データポイントO11−O12の更なる値は、例えばI7−I10等の複数の入力データポイントの補間に基づき計算される。
【００３９】
更なる代替案において、特定の出力データポイントの値O13は、例えば、対応する入力データポイントI11が３次元入力モデルにおけるオブジェクトに属するので、他の出力データポイントに基づき計算される。図３において、３つの入力データポイントI5、I9及びI11は１つのラインI4にあることが示され、これらが１つのオブジェクトに属することを示している。特定の入力データポイントI11は、視点V1を介してラインI3に位置される。ラインI3において他の入力データポイントがないので、出力データポイントO13がマップされるデータセル、すなわちz座標がどれかは任意的である。３次元出力モデルの第１表面に対応する最初のy,xスライス３３０のデータセルに、又は３次元出力モデルの第２表面に対応する最後のy,xスライス３４０のデータセルに、記憶され得る。それ以外の選択肢は、図３に示される。出力データポイントO13のz座標は、出力データポイントO5及びO9のz座標に基づく。
【００４０】
上述の記憶スキームは単なる例の１つであることが特記されるべきである。３次元出力モデルは、代替的には、固定平面すなわちy,xスライス３３０を有する斯様な厳格な３次元データ構造に記憶されない。１つの選択肢は、それぞれの出力データポイントから、輝度及び／又は色値だけでなくその座標も記憶することである。
【００４１】
図４は、本発明による画像処理機器４００を概略的に示す。画像処理機器４００は、
−３次元入力モデルを表現する信号を受信する受信ユニット４０２と、
−前記３次元入力モデルを３次元出力モデルに縮尺変更する縮尺変更ユニット４０４と、
−前記３次元出力モデルに基づき３次元画像をレンダリングするレンダリング手段４０５と、
を備える。
【００４２】
信号は、入力コネクタ４１０に供給される。例えば信号は、ＶＲＭＬ仕様に従うデータのデジタルストリームである。信号は、アンテナ又はケーブルを介して受信される放送信号であり得が、ＶＣＲ（ビデオカセットレコーダ）又はデジタル多機能ディスク（ＤＶＤ）等の記憶装置からの信号でもあり得る。
【００４３】
縮尺変更ユニット４０４は、３次元入力モデルのそれぞれの入力データポイントに対応する３次元出力モデルの出力データポイントの座標を計算する計算手段４０７を備え、これにより、視点への第１距離を有する３次元入力空間における第１入力表面に位置される入力データポイントのうちの第１ポイントは、第１縮尺変更因数を適用することによって所定の３次元出力空間における第１出力表面に位置される出力データポイントのうちの第１ポイントに投影され、前記第１距離より小さい前記視点への第２距離を有する３次元入力空間における第２入力表面に位置される入力データポイントのうちの第２ポイントは、前記第１縮尺変更因数より大きい第２縮尺変更因数を適用することによって所定の３次元出力空間における第２出力表面に位置される出力データポイントのうちの第２ポイントに投影される。出力データポイントの座標の計算は、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に関連して記載される。
【００４４】
縮尺変更ユニット４０４の計算手段４０７及びレンダリング手段４０５は、１つの処理器を用いて実装され得る。このことは、斯様には記載されてはいない。通常、これらの機能は、ソフトウェアプログラム製品の制御の下に実行される。実行において、通常、ソフトウェアプログラム製品は、ＲＡＭ等のメモリにロードされ、そこから実行される。プログラムは、ＲＯＭ、ハードディスク又は磁気若しくは光学の記憶装置等のバックグラウンドメモリからロードされ得るか、インターネットなどのネットワークを介してロードされ得る。任意選択的には、特定用途向け集積回路が、ここで開示される機能を提供する。
【００４５】
画像処理機器は、任意選択的には、レンダリング手段の出力画像を表示する表示装置４０６を備える。画像処理装置４００は、例えばテレビ等であってもよい。代替的には、画像処理装置４００は、任意選択的な表示装置を備えないが、表示装置４０６を備える機器への出力画像を提供し得る。その場合該画像処理装置４００は、セットトップボックス、衛星チューナ、ＶＣＲプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ又はレコーダ等であり得る。任意選択的に、画像処理機器４００は、ハードディスクなどの記憶手段、又は光学ディスク等のリムーバブル媒体への記録のための手段を備える。画像処理機器４００は、映画スタジオ又は放送局によって適用されるシステムでもあり得る。それ以外の選択肢は、画像処理機器４００がゲームをプレイするためのゲーム装置に備えられるということである。
【００４６】
入力データポイントを出力データポイントへ投影するのに用いられる視点が必ずしも観察者の実際の位置に一致する必要はないことを特記されなければならない。それ以外にも、入力データポイントを出力データポイントへ投影するのに用いられる視点が、３次元画像をレンダリングするのに用いられる別の視点に必ずしも一致する必要はない。このことは、異なる視点のデータが中央点として投影用に解釈されるべきことを意味する。これらの視点は、入力データポイント及び出力データポイント間の幾何形状の関係を規定する。
【００４７】
上述の実施例は、本発明を制限するものよりもむしろ例証するものであり、当業者が、添付の請求の範囲から逸脱することなく、代わりの実施例を設計することが可能であることを注意しなければならない。請求項において、括弧記号間に位置される如何なる参照符号も、請求項を制限するように解釈されてはならない。「有する」という語句は、請求項に記載される以外の要素又はステップの存在を排除しない。単数形の構成要素は、複数個の斯様な構成要素の存在を排除しない。本発明は、いくつかの個別の構成要素を有するハードウェアを用いて、及び適切にプログラムされた計算機を用いて実施され得る。いくつかの手段を列挙している装置請求項において、これらの手段のいくつかは、１つの同じハードウェアの項目によって実施化することが可能である。第１、第２及び第３などの語句の使用は、いかなる順序も示さない。これらの語句は、名称として解釈されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、従来技術による縮尺変更の方法を概略的に示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明による縮尺変更の方法の第１実施例を概略的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明による縮尺変更の方法の第２実施例を概略的に示す。
【図３】図３は、メモリ装置のデータ要素への入力データポイントのマッピングを概略的に示す。
【図４】図４は、本発明による画像処理機器を概略的に示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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