(57)【要約】  動的ワープマップ生成システム（図１）および対応する方法が開示される。コンパクタ（図１の１１０）は、幾何学的および光学的歪みパラメータと共に空間変換パラメータを取得して、これらを結合してハイブリッドベクトル空間内にハイブリッドグリッドデータを形成する。このベクトル空間は、ハイブリッドブロックに分割される（図１の１１４）。各ハイブリッドブロックにおいてグリッドデータセットは、超曲面と適合させられ、表面係数はインタフェースに保存される。デコンパクタ（図１の１５０）は、変化する歪みパラメータを表す動的制御パラメータを取得して、ハイブリッド空間ベクトルを生成する。ハイブリッド空間ベクトルにしたがってワープマップは、動的な幾何学的および光学的歪みを補正する超曲面係数から復号される（図１の１５３）。本発明のもう一つの例では、動的ワープマップ生成システムは、色全域変換のために使用される。
2008526055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変化するＮ次元歪みおよび制御パラメータの影響を受ける動的ｍ次元ディジタルデータ変換のための電子システムであって、
ａ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを取得するための入力インタフェースと、
ｂ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを連結して、対応するハイブリッドベクトル空間内にｍ＋Ｎ次元ハイブリッドグリッドデータを生成するための、前記入力インタフェースに連結された連結ステージと、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、前記ハイブリッドベクトル空間をＮ次元歪み制御ゾーンとｍ次元幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割するための、前記連結ステージに連結された分割器と、
ｄ．各ハイブリッドブロック内に複数のコンパクト化係数によって表される超曲面マップを生成し、前記ハイブリッドグリッドデータを推定するために前記ハイブリッドグリッドデータをパラメータ化するための、前記分割器に連結された表面関数推定器と、
ｅ．前記コンパクト化係数を記憶するための、前記表面関数推定器に連結された表面マップインタフェースと、
ｆ．瞬間的ユーザおよび制御パラメータを取得して前記ユーザおよび制御パラメータに基づいてハイブリッドベクトル空間内にベクトルを生成するためのコントローラと、
ｇ．前記ハイブリッドベクトル空間内の前記ベクトルに対応する前記コンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算するための、前記表面マップインタフェースと前記コントローラとに連結された復号器と、
ｈ．前記瞬間的マップを記憶して中継するための出力インタフェースと、を備えるシステム。
【請求項２】
前記超曲面推定から計算された１セットの点と前記ハイブリッドグリッドデータから抽出された同じセットの点との間の差が予め決められた許容レベルより小さいかどうかをチェックするための、またもし小さくなければ前記ハイブリッドベクトル空間分割を更に細かくするために前記分割器に比較結果を送るための、前記表面関数推定器と前記分割器と前記連結ステージとに連結された誤差分析ステージを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
２次元空間グリッドデータと、多次元パラメータデータセットによって記述された変化する幾何学的および光学的歪みと、によって記述された動的２次元ディジタル画像変換のための電子システムであって、
ａ．２次元空間グリッドデータと、変化する幾何学的および光学的歪みを表す多次元歪みパラメータデータセットと、を取得するための入力インタフェースと、
ｂ．多次元歪みパラメータデータセットと２次元空間変換グリッドデータとを連結して、対応するハイブリッドベクトル空間内にハイブリッドグリッドデータ生成するための、前記入力インタフェースに連結された連結ステージと、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、前記ハイブリッドベクトル空間を多次元歪み制御ゾーンと２次元空間幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割するための、前記連結ステージに連結された分割器と、
ｄ．各ハイブリッドブロック内に多数のコンパクト化係数によって表される超曲面マップを生成するために前記ハイブリッドグリッドデータをパラメータ化するための、前記分割器に連結された表面関数推定器と、
ｅ．前記超曲面マップを表す前記コンパクト化係数を記憶するための、前記表面関数推定器に連結されたワープインタフェースと、
ｆ．表示パラメータと歪みパラメータとユーザパラメータとを含む瞬間的制御パラメータを取得して、前記制御パラメータからハイブリッド空間ベクトルを計算するためのコントローラと、
ｇ．前記ハイブリッド空間ベクトルに対応する前記コンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算するための、前記コンパクト化ワープインタフェースと前記コントローラとに連結された復号器と、
ｈ．前記瞬間的ワープマップを記憶して中継するための出力インタフェースと、を備えるシステム。
【請求項４】
前記超曲面推定から計算された１セットのグリッド点と前記ハイブリッドグリッドデータから抽出された同じセットの点との間の差が予め決められた許容レベルより小さいかどうかをチェックするための、またもし小さくなければ前記ハイブリッドベクトル空間分割を更に細かくするために前記分割器に比較結果を送るための、前記表面関数推定器と前記分割器と前記連結ステージとに連結された誤差分析ステージを更に含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
拡大縮小動作を実行することによって標準の正規化されたセットから特定の表示面を適合させるためのマップを生成するための表示変換器を更に含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記表面関数推定器は、前記ハイブリッドグリッドデータを表面多項式としてパラメータ化することに適応している、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記表面関数推定器は、精度レベルにしたがって前記表面多項式次数を変えることに適応している、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記表面関数推定器は、予め決められた精度レベルにしたがって空間変換細部を変えることに適応している、請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記分割器は、予め決められた精度レベルにしたがって制御ゾーンおよび幾何学パッチの数を変えることに適応している、請求項３に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムは、色空間を幾何学パッチに分割して、関連する歪みおよび制御パラメータ空間を制御ゾーンに分割することによってハイブリッド空間ブロックを生成することと、各ハイブリッド空間ブロック内において正確なグリッドデータを超曲面に適合させることと、に適応している、色全域変換のために使用される請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記超曲面は、表示装置の色空間を、ドリフト、エージング、紙タイプおよびユーザ選択の色調を含む変化する歪みおよび制御パラメータを有するプリンタの色空間に写像する、プリンタアプリケーションで使用される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムは色較正を実行するための色センサを更に含んでおり、前記較正結果は制御パラメータとして使用され、色変換のための新しいワープマップを生成するためにハイブリッド空間ベクトルに変換される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記超曲面は、標準ＲＧＢ空間を、明るさ、コントラストおよび色合いを含む所望のユーザパラメータによって特徴付けられるユーザ選択色空間に写像する、表示装置で使用される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムは色較正を実行するための色センサを更に含んでおり、前記較正結果は制御パラメータとして使用され、色変換のための新しいワープマップを生成するためにハイブリッド空間ベクトルに変換される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
変化するＮ次元歪みおよび制御パラメータの影響を受ける動的ｍ次元ディジタルデータ変換のための電子的方法であって、
ａ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを取得し、
ｂ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを連結して、対応するハイブリッドベクトル空間内にｍ＋Ｎ次元ハイブリッドグリッドデータを生成し、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、前記ハイブリッドベクトル空間をＮ次元歪み制御ゾーンとｍ次元幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割し、
ｄ．前記ハイブリッドグリッドデータを推定するために、各ハイブリッドブロック内に複数のコンパクト化係数によって表される超曲面マップを生成するための前記ハイブリッドグリッドデータをパラメータ化し、
ｅ．前記コンパクト化係数を記憶し、
ｆ．瞬間的ユーザおよび制御パラメータを取得して、前記ユーザおよび制御パラメータに基づいてハイブリッドベクトル空間内にベクトルを生成し、
ｇ．「ｆ」項で得られた前記ハイブリッドベクトル空間内の前記ベクトルに対応する前記コンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算し、
ｈ．前記瞬間的ワープマップを記憶して中継すること、を備える方法。
【請求項１６】
前記超曲面推定から計算された１セットの点と前記ハイブリッドグリッドデータから抽出された同じセットの点との間の差が予め決められた許容レベルより小さいかどうかをチェックするために、またもし小さくなければ前記ハイブリッドベクトル空間分割を更に細かくするために誤差分析を実行することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
２次元空間グリッドデータと、多次元パラメータデータセットによって記述された変化する幾何学的および光学的歪みと、によって記述された動的２次元ディジタル画像変換のための電子的方法であって、
ａ．２次元空間グリッドデータと、変化する幾何学的および光学的歪みを表す多次元歪みパラメータデータセットと、を取得し、
ｂ．対応するハイブリッドベクトル空間内にハイブリッドグリッドデータを生成するために前記多次元歪みパラメータデータセットと２次元空間変換グリッドデータとを連結し、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、前記ハイブリッドベクトル空間を多次元歪み制御ゾーンと２次元空間幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割し、
ｄ．ハイブリッドグリッドデータを推定し、また多数のコンパクト化係数によって表される超曲面を各ハイブリッドブロック内に生成するために前記ハイブリッドグリッドデータをパラメータ化し、
ｅ．前記超曲面マップを表す前記コンパクト化係数を記憶し、
ｆ．表示パラメータと歪みパラメータとユーザパラメータとを含む瞬間的制御パラメータを取得して、前記制御パラメータに基づいてハイブリッド空間ベクトルを計算し、
ｇ．「ｆ」項で得られた前記ハイブリッド空間ベクトルに対応する前記コンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算し、
ｈ．前記瞬間的ワープマップを記憶して中継すること、を備える方法。
【請求項１８】
前記超曲面推定から計算された１セットのグリッド点とハイブリッドグリッドデータから抽出された同じセットの点との間の差が予め決められた許容レベルより小さいかどうかをチェックするために、またもし小さくなければ前記ハイブリッドベクトル空間分割を更に細かくするために誤差分析を実行することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
拡大縮小動作を実行することによって標準の正規化されたセットから特定の表示面を適合させるためのマップを生成することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記適合化超曲面は、表面多項式である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
予め決められた精度レベルにしたがって前記表面多項式次数を更に変える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
予め決められた精度レベルにしたがって空間変換細部を更に変える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
予め決められた精度レベルにしたがって制御ゾーンと幾何学パッチとの数を更に変える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記方法は、色空間を幾何学パッチに分割して、関連する歪みおよび制御パラメータ空間を制御ゾーンに分割することによってハイブリッド空間ブロックを生成し、また各ハイブリッド空間ブロック内においてグリッドデータを超曲面に適合させる、色全域変換のために使用される請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記超曲面は、表示色空間を、ドリフト、エージング、紙タイプおよびユーザ選択の色調を含む変化する歪みおよび制御パラメータを有するプリンタの色空間に写像する、プリンタアプリケーションで使用される請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記方法は色較正を実行するための色センシングを更に含んでおり、前記較正結果は制御パラメータとして使用され、色変換のための新しいワープマップを生成するためにハイブリッド空間ベクトルに変換される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記超曲面は、標準ＲＧＢ空間を、明るさ、コントラストおよび色合いを含む所望のユーザパラメータによって特徴付けられるユーザ選択色空間に写像する、表示装置で使用される請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記方法は色較正を実行するための色センシングを更に含んでおり、前記較正結果は制御パラメータとして使用され、色変換のための新しいワープマップを生成するためにハイブリッド空間ベクトルに変換される、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子的画像ワーピングに関し、特に歪みが変化する場合の動的ワープマップ生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元ディジタル画像処理は、入力画像のディジタル内容を変換し、出力画像を生成するために出力ディジタル画像データを生成することを備える。表示システムではこのような変換において、画像データは、固有歪みと状況歪みとを受ける。固有歪みは、種々の状況下で変わらない表示システムの特性である。これらの歪みの例は、接線歪みと放射レンズ歪みであって、それらの最も一般的な場合は、糸巻き型歪みと樽型歪みである。
【０００３】
他方、状況歪みは、特定の状況に依存する。これらの歪みの一般的な例は、水平および垂直キーストン歪みである。ある幾つかの歪みは、特定の表示特性に依存する固有または状況歪みと考えられ得るであろう。例えば、背面投射テレビジョンにおける幾何学歪みは固定されているが、スクリーンの幾何学形状に依存して、例えば平坦か、湾曲しているか、または投射角に依存して投影機において劇的に変化する。
【０００４】
幾何学的および光学的歪みを補正するために、一般に電子的画像ワーピングが使用される。画像ワーピングの論議は、Ｇｅｏｒｇｅ  Ｗｏｌｂｅｒｇの非特許文献１に見ることができる。ハードウエア実現を単純化するためという主要目標を持って、多くの電子的画像歪みまたは変換アルゴリズムが設計されている。この目的のために、空間変換の複雑さと柔軟さとがしばしば制限される。
【０００５】
Ｂｅｎｎｅｔｔ等の特許文献１は、リアルタイム画像処理システムのハードウエア実現によく適した方法を開示しており、単に１Ｄフィルタリングまたはリサンプリングを必要とする一連の１Ｄマップに２Ｄマップを分解している。Ｓａｙｒｅの特許文献２とＷｏｌｂｅｒｇ等の特許文献３は、１ピクセルずつの記述に基づく方法を開示している。両アプローチとも、必ずしもすべてのワープが１Ｄワープに分離され得ないので限定的であり、また１ピクセルずつの記述は、実現が極めて高価になることに加えて変化する歪みには適さない。
【０００６】
空間変換のための他のアルゴリズムは、Ｆａｎｔの特許文献４、Ｋｉｍａｔａ等の特許文献５、Ｈａｍｂｕｒｇの特許文献６およびＬｅｖｉｅｎの特許文献７に開示されているような、ある一定のマッピングタイプ、例えば回転、線形拡大縮小、アフィン変換および遠近法変換に限定される。
【０００７】
変化する歪みパラメータの場合、如何なる所定の状況にも異なるワープマップが必要とされる。動的ワープマップ割当てを取り扱う一つの方法は、状況が変化するたびに一つのワープマップを生成することである。この方法は、明らかに効率的でなく、リアルタイムビデオ・アプリケーションの場合には実用的でない。
【０００８】
動的ワープ割当てのより効率的な方法は、１セットのワープマップをオフラインで生成して、これらのマップをメモリに記憶しておくことである。必要とされるときにこれらのワープマップのうちの一つが呼び出されて、ある特定の１セットの歪みパラメータにしたがって歪み補正のために使用される。この技法は、すべてのワープマップを記憶するためにかなりのメモリを必要とする。したがってこの方法は、あまりに多くのパラメータおよび構成の場合には実用的でなくなる。更にワープマップの選択は、所定の１セットの予め決められた歪みパラメータに限定され、これは出力画像の品質を大きく損なう可能性がある。
【非特許文献１】Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｗａｒｐｉｎｇ，ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８８
【特許文献１】米国特許第４，４７２，７３２号
【特許文献２】米国特許第５，１７５，８０８号
【特許文献３】米国特許第５，２０４，９４４号
【特許文献４】米国特許第４，８３５，５３２号
【特許文献５】米国特許第４，９７５，９７６号
【特許文献６】米国特許第５，８０８，６２３号
【特許文献７】米国特許第６，０９７，８５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ハードウエア実現の観点から効率的であって、許容できる歪みのタイプの点から柔軟であり、また高品質出力画像を表現できる動的ワープ生成方式を考案することが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は一態様において、変化するＮ次元歪みおよび制御パラメータの影響を受ける動的ｍ次元ディジタルデータ変換のための電子システムであって、
ａ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを取得するための入力インタフェースと、
ｂ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを連結して、対応するハイブリッドベクトル空間内にｍ＋Ｎ次元ハイブリッドグリッドデータを生成するための、入力インタフェースに連結された連結ステージと、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、ハイブリッドベクトル空間をＮ次元歪み制御ゾーンとｍ次元幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割するための、連結ステージに連結された分割器と、
ｄ．各ハイブリッドブロック内に複数のコンパクト化係数によって表される超曲面マップを生成し、ハイブリッドグリッドデータを推定するためにハイブリッドグリッドデータをパラメータ化するための、分割器に連結された表面関数推定器と、
ｅ．コンパクト化係数を記憶するための、表面関数推定器に連結された表面マップインタフェースと、
ｆ．瞬間的ユーザおよび制御パラメータを取得してユーザおよび制御パラメータに基づいてハイブリッドベクトル空間内にベクトルを生成するためのコントローラと、
ｇ．ハイブリッドベクトル空間内のベクトルに対応するコンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算するための、表面マップインタフェースとコントローラとに連結された復号器と、
ｈ．瞬間的マップを記憶して中継するための出力インタフェースと、を備えるシステムを提供する。
【００１１】
もう一つの態様において本発明は、２次元空間グリッドデータと、多次元パラメータデータセットによって記述された変化する幾何学的および光学的歪みと、によって記述された動的２次元ディジタル画像変換のための電子システムであって、
ａ．２次元空間グリッドデータと、変化する幾何学的および光学的歪みを表す多次元歪みパラメータデータセットと、を取得するための入力インタフェースと、
ｂ．多次元歪みパラメータデータセットと２次元空間変換グリッドデータとを連結して、対応するハイブリッドベクトル空間内にハイブリッドグリッドデータ生成するための、入力インタフェースに連結された連結ステージと、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、ハイブリッドベクトル空間を多次元歪み制御ゾーンと２次元空間幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割するための、連結ステージに連結された分割器と、
ｄ．各ハイブリッドブロック内に多数のコンパクト化係数によって表される超曲面マップを生成するためにハイブリッドグリッドデータをパラメータ化するための、分割器に連結された表面関数推定器と、
ｅ．超曲面マップを表すコンパクト化係数を記憶するための、表面関数推定器に連結されたワープインタフェースと、
ｆ．表示パラメータと歪みパラメータとユーザパラメータとを含む瞬間的制御パラメータを取得して、制御パラメータからハイブリッド空間ベクトルを計算するためのコントローラと、
ｇ．ハイブリッド空間ベクトルに対応するコンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算するための、コンパクト化ワープインタフェースとコントローラとに連結された復号器と、
ｈ．瞬間的ワープマップを記憶して中継するための出力インタフェースと、を備えるシステムを提供する。
【００１２】
もう一つの態様において本発明は、変化するＮ次元歪みおよび制御パラメータの影響を受ける動的ｍ次元ディジタルデータ変換のための電子的方法であって、
ａ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを取得し、
ｂ．ｍ次元変換データとＮ次元歪みおよび制御パラメータセットとを連結して、対応するハイブリッドベクトル空間内にｍ＋Ｎ次元ハイブリッドグリッドデータを生成し、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、ハイブリッドベクトル空間をＮ次元歪み制御ゾーンとｍ次元幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割し、
ｄ．ハイブリッドグリッドデータを推定するために、各ハイブリッドブロック内に複数のコンパクト化係数によって表される超曲面マップを生成するためのハイブリッドグリッドデータをパラメータ化し、
ｅ．コンパクト化係数を記憶し、
ｆ．瞬間的ユーザおよび制御パラメータを取得して、ユーザおよび制御パラメータに基づいてハイブリッドベクトル空間内にベクトルを生成し、
ｇ．「ｆ」項で得られたハイブリッドベクトル空間内のベクトルに対応するコンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算し、
ｈ．瞬間的ワープマップを記憶して中継すること、を備える方法を提供する。
【００１３】
もう一つの態様において本発明は、２次元空間グリッドデータと、多次元パラメータデータセットによって記述された変化する幾何学的および光学的歪みと、によって記述された動的２次元ディジタル画像変換のための電子的方法であって、
ａ．２次元空間グリッドデータと、変化する幾何学的および光学的歪みを表す多次元歪みパラメータデータセットと、を取得し、
ｂ．対応するハイブリッドベクトル空間内にハイブリッドグリッドデータを生成するために多次元歪みパラメータデータセットと２次元空間グリッドデータとを連結し、
ｃ．所望の精度レベルに基づいて、ハイブリッドベクトル空間を多次元歪み制御ゾーンと２次元空間幾何学パッチとからなる複数のハイブリッドブロックに分割し、
ｄ．ハイブリッドグリッドデータを推定し、また多数のコンパクト化係数によって表される超曲面を各ハイブリッドブロック内に生成するためにハイブリッドグリッドデータをパラメータ化し、
ｅ．超曲面マップを表すコンパクト化係数を記憶し、
ｆ．表示パラメータと歪みパラメータとユーザパラメータとを含む瞬間的制御パラメータを取得して、制御パラメータに基づいてハイブリッド空間ベクトルを計算し、
ｇ．「ｆ」項で得られたハイブリッド空間ベクトルに対応するコンパクト化係数から瞬間的ワープマップを動的に計算し、
ｈ．瞬間的ワープマップを記憶して中継すること、を備える方法を提供する。
【００１４】
本発明の実施形態の異なる態様と利点の更なる詳細は、付属図面と共に下記の説明において明らかにされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
先ず、本発明にしたがって作られた動的ワープシステム１００の一例を示す図１を参照する。動的ワープシステム１００は、コンパクタ１１０とデコンパクタ１５０とを備える。コンパクタ１１０は、入力インタフェース１１２と、連結ステージ１１３と、分割器１１４と、表面関数推定器１１５と、誤り分析ステージ１１６と、コンパクト化ワープインタフェース１１７と、を備える。デコンパクタ１５０は、コントローラ１５２と、復号器１５３と、出力インタフェース１５４と、を備える。
【００１６】
如何なる表示システムにおいても、１セットの歪みパラメータに関連する光学的および幾何学的歪みが存在する。これらのパラメータの一部は、表示システムに固有の幾何学的変換を表す。例えば投影システムにおける表示面の形状とサイズは、重要な幾何学的パラメータである。例えば湾曲した表示面は、関連パラメータを有する固有の表面マップを有する。他の幾何学的パラメータは、状況歪みを定義し得る。例えば水平および垂直キーストン角は、キーストン歪みに関連する。同様に光学的歪み（例えば接線方向および半径方向のレンズの不完全さ、レンズオフセットなど）は、固有の光学パラメータによっても特徴付けられ得るであろう。歪みパラメータの各一意の組合せは、一意の空間変換を定義し、したがってこの変換は画像をワープさせるであろう。
【００１７】
【数１】
2008526055.tif 000003
【００１８】
もしすべての出力ピクセルに関してこのような関係が存在するならば、すべての出力ピクセル座標は入力ピクセル座標に写像され、これは変換のグリッドデータ表現と呼ばれる。出力ピクセル座標を入力ピクセル座標空間に写像すること、あるいはいわゆる「逆写像」は、出力画像に未割当ての出力ピクセルが存在しない、したがって「孔」が存在しないであろうという利点を有する。本発明では逆写像が使用される。
【００１９】
一般にグリッドデータ記述は、下記の形式的な方程式によって要約され得る。
【００２０】
【数２】
2008526055.tif 000004
【００２１】
グリッドデータ記述は極めて精確ではあるが、かなりの量のハードウエア資源を取り、それ自体としては２Ｄ変換を電子的に実現するには非効率な方法である。したがって電子的画像処理においては、シングルパスおよびツーパス両方法に適用される面適合が、２Ｄ空間変換を記述する好適な方法である。面適合は、両方向における幾何学的振舞いを同時に組み込む精確な記述を与える。
【００２２】
前述のように如何なる実際の表示システムにおいても、幾何学的および光学的歪みは存在する。これらの歪みは、一定であるか、動的に変化するか、いずれかであり得るであろう。したがって如何なる特定の設定にも、１セットの歪みパラメータが関連している。変化する歪みパラメータの鮮明な例は、投影システムにおけるキーストン歪み角である。所定の歪みタイプに関して、一つあるいは多くの関連パラメータが存在し得るであろう。したがってこれらのパラメータは、多次元空間における点またはベクトルとして決定される。
【００２３】
【数３】
2008526055.tif 000005
【００２４】
【数４】
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【００２５】
連結ステージ１１３は、ワープｇに関するハイブリッド関係を形成するために空間データを対応する歪みデータに結合する。
【００２６】
【数５】
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【００２７】
【数６】
2008526055.tif 000008
【００２８】
【数７】
2008526055.tif 000009
【００２９】
制御空間のゾーン分割は、表面適合における所望の精度と利用可能なハードウエア資源との間のトレードオフに基づいている。しかしながら制御ゾーンが多いほど、精度が高いほど、より大きな計算パワーと記憶空間とが必要となる。これらの制御ゾーンは、等しいボリュームである必要はなく、境界位置は最適化のために独立に変えることができる。
【００３０】
【数８】
2008526055.tif 000010
【００３１】
幾何学パッチ分割もまた、表面適合における所望の精度と利用可能なハードウエア資源との間のトレードオフによって決定される。複合ワープは、同じレベルの精度を達成するためにより多くの幾何学パッチを必要とし、したがってより大きな計算パワーと記憶空間とを必要とするであろう。原理的には幾何学パッチは、１セットが４個の隣接ピクセル点からなるすべてのセットに割り当てられ得るが、これは空間変換を記憶するために大量のメモリを必要とするであろう。この基本機能はまた、トレードオフを最適化するために変えられ得る。これらの幾何学パッチは同じサイズである必要はないが、方程式によって示唆されるように、規則的な仕方で互いに適合すべきである。この文脈における用語「規則的」は、幾何学パッチが行および／または列に配列され得ることを意味するように意図されている。これは、矩形の幾何学パッチによる如何なる分割も規則的配列にできるので限定的ではない。図２Ｂには、規則的および不規則的幾何学パッチ分割の両方が示されている。この図には、再分割のレベルを犠牲にせずに、規則的幾何学パッチ方式を達成する方法が示されている。
【００３２】
【数９】
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【００３３】
表面関数推定器１１５は、ハイブリッドデータを個別グリッドデータ形式から閉鎖関数形式に変換し、実質的にパラメータ量を減らす。使用される適合および基本関数の方法は、可変であり得る。本発明の一例では、テンソル積多項式ベースの基底（例えばテンソル積Ｂｅｚｉｅｒ基底またはＢスプライン基底）を有する線形最小二乗アプローチが使用される。下記の方程式は、基底は一般的のままに維持されるが、この線形およびテンソル積形式を反映している。二つの超曲面に関するデータは、インデックスを再配列した後に下記のように書くことができる。
【００３４】
【数１０】
2008526055.tif 000012
【００３５】
【数１１】
2008526055.tif 000013
【００３６】
【数１２】
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【００３７】
【数１３】
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【００３８】
【数１４】
2008526055.tif 000016
【００３９】
誤差条件は単に、計算された座標が正しい座標に精確に近似しているべきであることを示している。もし予め決められた許容レベル条件が満足されない（すなわち、距離が許容レベルより大きい）ならば、誤差分析ステージ１１６はこれらの結果を分割器１１４に送り返す。分割器１１４に送られた結果は、誤差が許容レベルより大きかった領域点のリストからなる。これらの領域点は、破断点と呼ばれる。これらの結果に基づいて分割器１１４は、ハイブリッド領域空間を更に再分割する。誤差が許容レベルより大きいブロックだけが再分割される。上述のように誤差が許容レベルより大きいブロックは、破断点のリストから決定され得る。
【００４０】
再分割は、特定の制御間隔だけが分割される制御ゾーンレベルにおいて、または特定の空間間隔だけが分割される幾何学パッチレベルにおいて、またはこれら二つの組合せにおいて発生し得る。これらのステップは、所望の精度が得られて許容レベルが満たされるまで、繰り返される。幾何学パッチおよび／または制御ゾーンの数を増加させることによって、得られる最大誤差は任意に小さな値にまで減らされることができ、継続した再分割が最終的に如何なる許容レベルも満足できることを示唆している。しかしながら、実際的な限界は通常、ハードウエア限界（各再分割がデータ記憶の量を増加させる）と特定用途向け基準とによって設定される。ある一定数の再分割の後にプロセスは、得られる精度がワーピング品質にとって顕著な改善にならないほど小さくなるので、冗長になる。極端な限界ではすべての領域点がブロック頂点に位置して、これは本質的にすべての制御ベクトルにおける変換の１ピクセルずつの記述になる。
【００４１】
完全な超曲面は、誤差条件が満たされた後に、表面係数とハイブリッド空間分割データすなわち制御ゾーンおよび幾何学パッチの構成とによって定義される。このデータは、下記のように要約される。
【００４２】
【数１５】
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【００４３】
超曲面係数は、「コンパクト化係数」とも呼ばれる。超曲面を得ることによって、グリッドデータセットを介して記述された多くのワープマップは、小さな１セットのコンパクト化係数で置き換えられている。コンパクト化ワープインタフェース１１７は、超曲面データ（係数および分割データ）を記憶し、それらを要求時にデコンパクタ１５０に中継する。したがってコンパクタ１１０の機能は、１セットの歪みおよび空間変換パラメータからこれらのコンパクト化係数を準備することと、要求時にこれらの係数を中継するためにこれらのコンパクト化ワープ係数を記憶することである。これにより、極めて多くのワープマップへの容易な動的アクセスが可能になる。ワープマップは、特定の制御ベクトルにおいて超曲面を評価することによって得られ、これはデコンパクタ１５０によって行われる。
【００４４】
図３Ａは、極めて多くのワープマップにアクセスする典型的な従来技術の方法を示す。この方法は、ワープマップ生成３２０のためにグリッドマップ３１０を取得するステップからなる。そのとき、各生成されたワープマップ３３０は、ステップ３４０で記憶してダウンロードする用意が整っている。特にこの方法は、２Ｄ適合面として１セットのワープマップを記憶することを含む。ワープマップを記憶することは、かなりのハードウエア資源を必要とする。効率的にするために、この従来技術の方法に基づく装置は、大きなメモリインタフェースを必要とするであろう。更にこの方法は、「作動中に」ワープマップが必要となるたびにメモリへの迅速なアクセスを必要とするであろう。大きな高速メモリ装置は高価である。更に歪みパラメータはある一定の個別値に制限され、また実際の歪みパラメータに関するワープマップの精度は、実際の値が予め決められた値にどれほど近いかに依存する。
【００４５】
これに対して図３Ｂは、本発明の方法に関するコンパクタ・デコンパクタ方式を示している。この方法では、個別のグリッドマップ３５０は、ハイブリッドグリッドセット３６２を出力するグリッドセット創作器３６０によって取得される。ワープセットは、コンパクト化係数３７２を出力するステップ３７０で生成される。これらの係数は、ステップ３７４で記憶されて要求時に読み出され、ステップ３８４でダウンロードされる特定のワープマップ３８２を動的に生成するためにステップ３８０で復号される。デコンパクトする本方法では、差を平滑にするために面評価は、各制御ゾーンおよび幾何学パッチで実行される。
【００４６】
【数１６】
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【００４７】
【数１７】
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【００４８】
この「デコンパクション」手順は、如何なる制御ベクトルに関するワープマップの動的生成も可能にする。いったん超曲面が取得されるとデコンパクタは、このマップを生成するために単に入力として制御ベクトルを必要とするだけである。更にワープマップは関数形式になっているので、すなわち個別グリッドデータよりむしろ２Ｄ面になっているので、これらは容易に、縮尺変更（拡大または縮小）でき、あるいは水平方向または垂直方向または両方向にフリップできる。拡大縮小およびフリップ動作は、上記のワープ係数の単純な変換である。例としての用途は、拡大縮小動作を実行することによって標準の正規化されたセットから特定表示面を適合させるマップを生成するための表示変換器からなる。
【００４９】
【数１８】
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【００５０】
図４は、動的ワープシステム１００の論理的流れ図を示す。ステップ４０１、４０２において空間変換パラメータと歪みパラメータとが取得される。ステップ４１０で２Ｄ空間変換パラメータおよび多次元歪みパラメータは、連結ステージ１１３によって連結される。したがってハイブリッドグリッドデータセットと関連ハイブリッド空間とが両セットのパラメータを表す各ベクトルによって形成される。ハイブリッド空間の歪み成分は、制御空間と呼ばれる。ステップ４２０で、分割器１１４は、各々の制御ゾーンが制御パラメータのサブセットを決定する制御ゾーンに、制御空間を分割する。制御空間の分割は、所望の適合精度に基づいており、ハードウエア資源の利用可能性によって制限される。更に幾何学空間（座標空間）も幾何学パッチに分割される。
【００５１】
制御ゾーンおよび幾何学パッチは共に、ハイブリッド空間をブロックに分割する。ステップ４３０で各ブロック（幾何学パッチ＋制御ゾーン）内のデータは、面適合される。面適合プロセスは、必要とされる精度に適応可能である。本発明の一例では、表面は、多項式としてパラメータ化され、多項式の次数は適合の精度を決定する。ステップ４４０で、面適合の誤差分析が実行される。適合の誤差は、適合から計算された１セットの点をステップ４１０で得られたハイブリッドグリッドデータセットから得られた正確な値と比較することによって決定される。もしこれら２セットの値の間の差が予め決められた許容レベルより大きければ、誤差分析の結果は、より良好な解像度という結果をもたらすハイブリッド空間の更に細かい分割のためにステップ４２０に送り返される。いったん許容レベルが満たされると、ステップ４５０でコンパクト化表面係数は保存される。この時点でコンパクタ１１０の機能は完了する。
【００５２】
いったんコンパクト化表面係数が決定されると、デコンパクタ１５０が動的に機能する。ステップ４６０で動的制御パラメータが取得される。これらのパラメータは、ユーザフレンドリフォーマットにおけるユーザパラメータと同様に多次元幾何学的および光学的歪みパラメータを含む。これらのパラメータはいずれも、動的に変化し得る。次いで、これらのパラメータは、ハイブリッド空間ベクトルを構成するために使用される。ステップ４７０で、構成されたハイブリッド空間ベクトルに基づいて、ワープマップはコンパクト化表面係数から復号される。この復号されたワープマップは、すべての幾何学的および光学的歪みパラメータを補正する変換を表す。いったんワープマップが決定されると、ステップ４８０でこのワープマップは、入力ピクセル座標を決定するために実際のピクセル座標に適用されるように中継される。
【００５３】
本発明の他の実施形態では、動的ワープシステム１００は、色全域変換のために使用される。この例ではシステムは、二つの色空間の間の変換を取り扱う。入力および出力色空間は、異なる特性を持ち得る。これは、表示画面上の対象物が紙その他の媒体上に印刷されることになっているときに、プリンタアプリケーションにおいて極めて顕著である。ある画像をＲＧＢ表示から紙に印刷するときプリンタは、表示色空間をプリンタに（例えばＣＭＹ色空間に）変換しなければならない。更にこのような空間は、異なる次元（例えばＲＧＢからＣＭＹＫ、あるいは更に多くの原色を有する高次元色空間）である可能性もある。更に色空間は、典型的には異なる範囲を有する。表示画面のＲＧＢ色空間とは異なり、プリンタの色空間は「加法混色空間」ではなく、「減法混色空間」である。例えば、表示画面上の青の光線は、青色を作り出す。しかしながら白紙上の青のドットは、他のすべての色を除去して青だけを反射するので、名前は減法混色である。この場合の色全域変換は、異なる範囲に関して非線形であって極めて複雑である。更にプリンタには、経時変化、紙タイプ、ユーザパラメータおよびドリフトといった変化する要因が存在する。
【００５４】
本発明の一例では、動的ワープシステム１００は、変化する条件に対応する１セットの制御パラメータと、ＲＧＢ色座標のＣＭＹその他の色座標への写像を記述する、共に取得されてハイブリッドグリッドデータセットを形成する１セットの空間パラメータと、を入力するために適応している。色空間グリッドデータと歪みおよび制御空間グリッドデータとが存在する。これらのデータは、ハイブリッドベクトル空間を生成するために連結ステージ１１３によって連結される。分割器１１４は、ハイブリッドベクトル空間をハイブリッドブロックに分割する。各ブロックは、歪みパラメータ制御ゾーンと色空間幾何学パッチとからなる。各ハイブリッドブロックにおいてこのシステムは、変換グリッドデータを推定するために、多数の係数によって表される超曲面を適合させる。これらの結果的に得られた係数は、インタフェースに記憶され、ワープマップを構成するために、より適切には出力色空間を入力色空間に変換する「カラーマッピング」を構成するために、デコンパクタ１５０内の復号器１５３による使用のために利用可能である。
【００５５】
色全域変換のもう一つの例は、制御空間を形成する調整可能な明るさ、コントラストおよび色合いを有するＴＶモニタのような調整可能な表示装置である。これらのパラメータの各特定のセッティングのために色変換マップが存在する。この例では動的ワープシステム１００は、色空間と制御パラメータからハイブリッド空間を生成して、これを前述のようにハイブリッドブロックに分割する。各ハイブリッドブロックにおいてシステムは、グリッド変換データを超曲面に適合させる。特定のセッティングの選択時にシステムは、超曲面からワープマップを復号し、工場の標準セッティングに対応する色空間ベクトルをユーザによって決定された如何なる特定のセッティングにも変換する。
【００５６】
両方の場合において、動的ワープマップ生成により、全域範囲の限界への写像と外部エッジの均質でエレガントな写像とが可能になる。
【００５７】
本発明の色全域変換のもう一つの例では、経時変化したプリンタまたはモニタを較正するために色センサが使用される。較正測定結果は、制御パラメータとしてフィードバックされる。コントローラ１５２は、これらの測定結果からハイブリッド空間ベクトルを構成する。それから復号器１５３が、適切な色全域変換のためのワープマップを動的に生成する。このセンサ較正はまた、異なるタイプの紙が異なる出力色を生じるので、異なるタイプの紙に印刷するときにも使用され得るであろう。新しいワープマップは、新しいタイプの紙のために生成され、最適で均質な全域変換を与える。優れた印刷結果が決して得られないある幾つかのタイプの紙についても、本方法は改善された印刷品質を保証する。
【００５８】
当業者には明らかであるように、前述の構造の種々の修正および適応は、その範囲が付属の請求項に定義されている本発明から逸脱することなしに可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明にしたがって構築された動的ワープシステムのブロック図である。
【図２Ａ】３次元制御空間分割のグラフ的表現である。
【図２Ｂ】２次元座標空間分割のグラフ的表現である。
【図３Ａ】異なるグリッドマップから異なるワープマップを有するワープセットを生成するための従来技術の方法の図である。
【図３Ｂ】異なるワープマップを生成するための本発明の方法の図である。
【図４】本発明の一例の流れ論理図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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