(57)【要約】【課題】例えばカラーデータに加えて、距離データ及び不透明度データを含むＮ個（Ｎ≧３）の画像データを、実時間で合成処理する。【解決手段】合成対象の画像を入力すると、それら各画像データの画素ごとに備える距離データを複数画像の同一座標の画素データについて並列にソートして、遠近関係が調べられ、入力画像データの順序関係として求められる。一方、合成対象である各入力画像の画素毎のカラーデータと不透明度データを蓄積しておく。前記蓄積段階で蓄積したカラーデータと不透明度データとを読み出し、これらを前記ソート段階で得られた入力画像データの順序関係を用いてこれら入力画像に対応する前記順序関係になるように並列に並べ替える。並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列にアルファ合成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各属性が異なる複数個のディジタルデータからなる複数のデータセットを並列に入力する入力ポートをＮ個（Ｎ≧３）有し、各入力ポートに入力するデータセットの中から大小関係の属性を備える所定のデータを選び、これらの入力ポート数に等しい個数だけ存在する前記所定のデータ相互間の大小関係を調べ、得られた大小関係によって当該所定のデータが属するデータセットを並べ替えた後に演算を行う演算処理方法であって、入力ポートに付した番号をｉ、（同一入力ポートに属する）データセットの中の各属性のデータに付した番号をｊとし、入力ポートｉのデータセットを
（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，・・・，ＰｉＤｊ，・・・，ＰｉＤｍ）
とし、
各データセットから選んだ大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，・・・，ＰｎＤｋを並列にソートして、対応するデータセットの順序関係として求めるソート段階と、
データセットを蓄積する蓄積段階と、
前記ソート段階で得られた順序関係を用いて対応する前記蓄積したデータセットを並列に並べ替える並べ替え段階とを、含むことを特徴とする演算処理方法。
【請求項２】
各属性が異なる複数個のディジタルデータからなる複数のデータセットを並列に入力する入力ポートをＮ個（Ｎ≧３）有し、各入力ポートに入力するデータセットの中から大小関係の属性を備える所定のデータを選び、これらの入力ポート数に等しい個数だけ存在する前記所定のデータ相互間の大小関係を調べ、得られた大小関係によって当該所定のデータが属するデータセットを並べ替えた後に演算を行う装置であって、入力ポートに付した番号をｉ、（同一入力ポートに属する）データセットの中の各属性のデータに付した番号をｊとし、入力ポートｉのデータセットを
（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，・・・，ＰｉＤｊ，・・・，ＰｉＤｍ）
とし、
各データセットから選んだ大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，・・・，ＰｎＤｋを並列にソートして、対応するデータセットの順序関係として求めるソート手段と、
データセットを蓄積する蓄積手段と、
前記ソート手段で得られた順序関係を用いて対応する前記蓄積したデータセットを並列に並べ替える手段とを、含むことを特徴とする演算処理装置。
【請求項３】
カラーデータ、不透明度データ及び距離データを備え、ディジタル化されたＮ個（Ｎ≧３）の画像データを、画素単位に距離の大小及び不透明度を考慮して画像を合成する方法であって、
複数入力画像の各画素の位置に関する遠近関係を、各画素の距離データを並列にソートし、入力画像データの順序関係として求めるソート段階と、
前記複数入力画像の画素毎のカラーデータと不透明度データを蓄積する蓄積段階と、
前記ソート段階で得られた入力画像データの順序関係を用いて対応する前記蓄積したカラーデータと不透明度データを並列に並べ替える並べ替え段階と、
前記並べ替え段階で並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列にアルファ合成するアルファ合成段階とを、含むことを特徴とする画像合成方法。
【請求項４】
カラーデータ、不透明度データ及び距離データを備え、ディジタル化されたＮ個（Ｎ≧３）の画像データを、画素単位に距離の大小及び不透明度を考慮して画像を合成する装置であって、
複数入力画像の各画素の位置に関する遠近関係を、各画素の距離データを並列にソートし、入力画像データの順序関係として求めるソート手段と、
前記複数入力画像の画素毎のカラーデータと不透明度データを蓄積する蓄積手段と、
前記ソート段階で得られた入力画像データの順序関係を用いて対応する前記蓄積したカラーデータと不透明度データを並列に並べ替える並べ替え手段と、
前記並べ替え段階で並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列にアルファ合成するアルファ合成手段とを、含むことを特徴とする画像合成装置。
【請求項５】
複数の画像生成装置により並列に模擬視界画像を出力し、これら複数の模擬視界画像を複数入力画像として請求項４に記載の画像合成装置により合成して出力することを特徴とする模擬視界発生装置。
【請求項６】
複数の画像生成装置により並列にシミュレーション画像を出力し、これら複数のシミュレーション画像を複数入力画像として請求項４に記載の画像合成装置により合成して出力することを特徴とするビジュアルシミュレーション装置。
【請求項７】
複数の画像生成装置により並列に可視化画像を出力し、これら複数の可視化画像を複数入力画像として請求項４に記載の画像合成装置により合成して出力することを特徴とするデータ可視化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、複数個のディジタルデータからなる複数のデータセットを演算処理する方法及びその装置に関し、さらに、３次元コンピュータグラフィックスの手法により生成された画像データ、写真測量の手法により計測された画像データ（実写画像）、Ｘ線コンピュータトモグラフィの手法により得られた画像データ（実写画像）などの、複数のディジタル化された画像データを合成する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は、従来からあるソフトウェア技術により想定した画像合成装置であり、カラーデータ、不透明度データ及び距離データからなり、ディジタル化された複数の画像データを、画素単位に距離の大小及び不透明度を考慮して合成するものである。図１６において、１６０１１，１６０１２，１６０１３，１６０１４は、合成対象の画像データを格納する画像ファイル、１６０２はメモリ上のバッファ、１６０３はソート手段、１６０４は合成手段である。
【０００３】
例として、１０２４×１０２４の解像度（１，０４８，５７６画素又はピクセル）を有する４個の画像データにより説明する。画像合成するため、これらの画像データは、同一の視点から同じ視線方向、画角で、同じ解像度となるように生成又は加工され、不透明度と視点から物体までの距離データとを付加されたイメージデータである。これらを、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とする。例えば、Ｐ１は、各ピクセルに、カラーデータ（Ｐ１ｒ，Ｐ１ｇ，Ｐ１ｂ）、不透明度データ（Ｐ１ａ）、距離データ（Ｐ１ｄ）が対応付けられる。Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４についても同様である。
【０００４】
プログラムにより、４個の画像データを合成する処理は、次のようになる。
（ｉ）画像データＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を各画像ファイル１６０１１，１６０１２，１６０１３，１６０１４からメモリ上のバッファ１６０２に読み込む。
（ｉｉ）各画像データの１画面を構成する１，０４８，５７６画素のうちの１画素づつを各画像データについて選ぶ。この選ばれる各画像データの各１画素は、前記１画面から予め定められた読み出し順により定められた位置であり、前記各画像について共通に、同一の視点から同じ視線方向、画角で見たときの視線とスクリーンとの交点により定まり、この各画素について画像が合成されることとなる。
（ｉｉｉ）前記選ばれたＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の各距離データＰ１ｄ，Ｐ２ｄ，Ｐ３ｄ，Ｐ４ｄをバッファ１６０２からソート手段１６０３に読み出し、ソート手段１６０３は昇順にソートする。
（ｉｖ）合成手段１６０４は、ソート結果に従い、距離の小さい順にカラーデータと不透明度データを読み出し、次の式により合成する。
【０００５】
ここで、カラーデータ及び不透明度データについて、距離の小さい順に、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３及びａ０，ａ１，ａ２，ａ３とする。また、求める合成結果をＣｏｕｔとする。なお、例えば、Ｃ０は（ｒ０，ｇ０，ｂ０）の略記である。
【０００６】
【式１】
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【０００７】
（ｖ）全ての画素について、予め定められた順に従って（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）を１画面について繰り返す。画像が動画のときは必要な画面数だけ（ｉ）から（ｉｖ）を繰り返す。
【０００８】
また、図１７は、不透明データを考慮しない場合においては、ソート処理が不要なデプスバッファ法による隠顕判定を用いた画像合成装置である。図１７において、１７０１１，１７０１２，１７０１３，１７０１４は、合成対象の画像データを格納する画像ファイル、１７０２はメモリ上のバッファ、１７０３はグラフィックスＬＳＩのフレームバッファ、１７０４は比較手段である。
【０００９】
例として、１０２４×１０２４の解像度（１，０４８，５７６画素又はピクセル）を有する４個の画像データにより説明する。画像合成するため、これらの画像データは、同一の視点から同じ視線方向、画角で、同じ解像度となるように生成又は加工され、不透明度と視点から物体までの距離データとを付加されたイメージデータである。これらを、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とする。例えば、Ｐ１は、各ピクセルに、カラーデータ（Ｐ１ｒ，Ｐ１ｇ，Ｐ１ｂ）、不透明度データ（Ｐ１ａ）、距離データ（Ｐ１ｄ）が対応付けられる。Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４についても同様である。
【００１０】
デプスバッファ法を高速に実行するグラフィックスＬＳＩを利用して、不透明度データを考慮せずに、４個の画像データを合成する処理は、次のようになる。
（ｉ）画像データＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を各画像ファイル１７０１１，１７０１２，１７０１３，１７０１４からメモリ上のバッファ１７０２に読み込む。
（ｉｉ）画像データＰ１の１画面を構成する全画素（１，０４８，５７６画素）のカラーデータ及び距離データを、グラフィックスＬＳＩのフレームバッファ１７０３に書き込む。なお、画像データＰ２，Ｐ３，Ｐ４についても、画像データＰ１と相互に交換可能にグラフィックスＬＳＩのフレームバッファ１７０３に書き込むことができ、各１画素は、同一の視点から同じ視線方向、画角で見たときの視線とスクリーンとの交点により定まり、この各画素について画像が合成されることとなる。
（ｉｉｉ）画像データＰ２の１画面を構成する全画素のカラーデータをグラフィックスＬＳＩのフレームバッファ１７０３に書き込む際に、比較手段１７０４は、現在のフレームバッファ１７０３に書き込まれているデプスデータ（距離データ）とＰ２の距離データとを合成すべき画素単位に比較する。Ｐ２の距離データが小さいときのみ、現在のフレームバッファ１７０３のカラーデータ及び距離データを書き替え、等しいかまたは大きいときは、現在のフレームバッファ１７０３のカラーデータ及び距離データを保存する。
（ｉｖ）画像データＰ３の１画面を構成する全画素のカラーデータをグラフィックスＬＳＩのフレームバッファ１７０３に書き込む際に、比較手段１７０４は、現在のフレームバッファ１７０３に書き込まれているデプスデータ（距離データ）とＰ３の距離データとを合成すべき画素単位に比較する。Ｐ３の距離データが小さいときのみ、現在のフレームバッファ１７０３のカラーデータ及び距離データを書き替え、等しいかまたは大きいときは、現在のフレームバッファ１７０３のカラーデータ及び距離データを保存する。
（ｖ）画像データＰ４の１画面を構成する全画素のカラーデータをグラフィックスＬＳＩのフレームバッファ１７０３に書き込む際に、比較手段１７０４は、現在のフレームバッファ１７０３に書き込まれているデプスデータ（距離データ）とＰ４の距離データとを合成すべき画素単位に比較する。Ｐ４の距離データが小さいときのみ、現在のフレームバッファ１７０３のカラーデータ及び距離データを書き替え、等しいかまたは大きいときは、現在のフレームバッファ１７０３のカラーデータ及び距離データを保存する。
【００１１】
図１６とともに説明した技術によれば、ディジタル化された複数の画像データを、画素単位に距離の大小及び不透明度を考慮して合成するには、前述のようにコンピュータプログラムによりファイルに格納された画像データを読み出し、逐次的に処理するが、データ量が膨大であるため、多くの処理がかかるものであった。
【００１２】
また、図１７とともに説明した技術すなわち近年急激に発達した３次元コンピュータグラフィックスＬＳＩにおいては、ポリゴンの隠顕判定を行うために、デプスバッファ法すなわちＺバッファ法と呼ばれる方法が採用されているが、基本的に逐次処理であり、合成対象の画像データがＮ個の場合、Ｎ回の逐次処理が必要となる。また、デプスバッファ法により画像合成する方法は、ソート処理が不要であり、前述したように（ｉｉ）から（ｖ）のように画像データごとに逐次処理すればよいが、不透明度データは考慮されない。一般に、互いに交叉の無いポリゴン群からなり、半透明のポリゴンを含む３次元データが対象であれば、まず全ての不透明ポリゴンをデプスバッファ法により隠顕判定して中間結果を生成し、次に半透明のポリゴンを視点からの距離によりポリゴン単位にソートした後、視点から遠い半透明ポリゴンから先にデプスデータによる隠顕判定と不透明度を考慮したアルファ合成を行い、順次視点から遠い順に半透明ポリゴンを合成することとなる。しかしながら、画像合成の対象がポリゴンでなく、カラーデータ不透明度データ及び距離データからなる画像データの場合、視点からの距離によるソートの単位は、画素であるので、処理の時間が多くかかる。
【００１３】
以上のように、従来の技術では、任意個数の画像データに対して画素単位に距離の大小及び不透明度を考慮した画像合成処理を実時間で行うことはできなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、複数個のディジタルデータからなる任意個数の複数のデータセットを演算処理する方法及びその装置を提供することを目的とするとともに、カラーデータに加えて、距離データ及び不透明度データを含む任意個数の複数の画像データを、実時間で合成処理する方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に係る演算処理方法は、各属性が異なる複数個のディジタルデータからなる複数のデータセットを並列に入力する入力ポートをＮ個（Ｎ≧３）有し、各入力ポートに入力するデータセットの中から大小関係の属性を備える所定のデータを選び、これらの入力ポート数に等しい個数だけ存在する前記所定のデータ相互間の大小関係を調べ、得られた大小関係によって当該所定のデータが属するデータセットを並べ替えた後に演算を行う演算処理方法であって、入力ポートに付した番号をｉ、（同一入力ポートに属する）データセットの中の各属性のデータに付した番号をｊとし、入力ポートｉのデータセットを（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，・・・，ＰｉＤｊ，・・・，ＰｉＤｍ）とし、各データセットから選んだ大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，・・・，ＰｎＤｋを並列にソートして、対応するデータセットの順序関係として求めるソート段階と、データセットを蓄積する蓄積段階と、前記ソート段階で得られた順序関係を用いて対応する前記蓄積したデータセットを並列に並べ替える並べ替え段階とを、含むものである。
【００１６】
上記課題を解決するため請求項２に係る演算処理装置は、各属性が異なる複数個のディジタルデータからなる複数のデータセットを並列に入力する入力ポートをＮ個（Ｎ≧３）有し、各入力ポートに入力するデータセットの中から大小関係の属性を備える所定のデータを選び、これらの入力ポート数に等しい個数だけ存在する前記所定のデータ相互間の大小関係を調べ、得られた大小関係によって当該所定のデータが属するデータセットを並べ替えた後に演算を行う装置であって、入力ポートに付した番号をｉ、（同一入力ポートに属する）データセットの中の各属性のデータに付した番号をｊとし、入力ポートｉのデータセットを（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，・・・，ＰｉＤｊ，・・・，ＰｉＤｍ）とし、各データセットから選んだ大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，・・・，ＰｎＤｋを並列にソートして、対応するデータセットの順序関係として求めるソート手段と、データセットを蓄積する蓄積手段と、前記ソート手段で得られた順序関係を用いて対応する前記蓄積したデータセットを並列に並べ替える手段とを、含むものである。
【００１７】
上記課題を解決するため請求項３に係る画像合成方法は、カラーデータ、不透明度データ及び距離データを備え、ディジタル化されたＮ個（Ｎ≧３）の画像データを、画素単位に距離の大小及び不透明度を考慮して画像を合成する方法であって、複数入力画像の各画素の位置に関する遠近関係を、各画素の距離データを並列にソートし、入力画像データの順序関係として求めるソート段階と、前記複数入力画像の画素毎のカラーデータと不透明度データを蓄積する蓄積段階と、前記ソート段階で得られた入力画像データの順序関係を用いて対応する前記蓄積したカラーデータと不透明度データを並列に並べ替える並べ替え段階と、前記並べ替え段階で並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列にアルファ合成するアルファ合成段階とを、含むものである。
【００１８】
上記課題を解決するため請求項４に係る画像合成装置は、カラーデータ、不透明度データ及び距離データを備え、ディジタル化されたＮ個（Ｎ≧３）の画像データを、画素単位に距離の大小及び不透明度を考慮して画像を合成する装置であって、複数入力画像の各画素の位置に関する遠近関係を、各画素の距離データを並列にソートし、入力画像データの順序関係として求めるソート手段と、前記複数入力画像の画素毎のカラーデータと不透明度データを蓄積する蓄積手段と、前記ソート段階で得られた入力画像データの順序関係を用いて対応する前記蓄積したカラーデータと不透明度データを並列に並べ替える並べ替え手段と、前記並べ替え段階で並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列にアルファ合成するアルファ合成手段とを、含むものである。
【００１９】
上記課題を解決するため請求項５に係る模擬視界発生装置は、複数の画像生成装置により並列に模擬視界画像を出力し、これら複数の模擬視界画像を複数入力画像として請求項４に記載の画像合成装置により合成して出力するものである。
【００２０】
上記課題を解決するため請求項６に係るビジュアルシミュレーション装置は、複数の画像生成装置により並列にシミュレーション画像を出力し、これら複数のシミュレーション画像を複数入力画像として請求項４に記載の画像合成装置により合成して出力するものである。
【００２１】
上記課題を解決するため請求項７に係るビジュアルシミュレーション装置は、複数の画像生成装置により並列に可視化画像を出力し、これら複数の可視化画像を複数入力画像として請求項４に記載の画像合成装置により合成して出力するものである。
【００２２】
【作用】
請求項１に係る演算処理方法は、次のように作用する。入力ポートに付した番号をｉ、（同一入力ポートに属する）データセットの中の各属性のデータに付した番号をｊとし、入力ポートｉのデータセットを（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，・・・，ＰｉＤｊ，・・・，ＰｉＤｍ）とする。ソート段階は、各データセットから選んだ大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，・・・，ＰｎＤｋを並列にソートして、対応するデータセットの順序関係として求める。蓄積段階は、データセットを蓄積する。並べ替え段階は、前記ソート段階で得られた順序関係を用いて対応する前記蓄積したデータセットを並列に並べ替える。このようにして、各属性が異なる複数個のディジタルデータからなる複数のデータセットを並列に入力する入力ポートを複数個有し、各入力ポートに入力するデータセットの中から大小関係の属性を備える所定のデータを選び、これらの入力ポート数に等しい個数だけ存在する前記所定のデータ相互間の大小関係を調べ、得られた大小関係によって当該所定のデータが属するデータセットを並べ替えた後に演算を行う。
【００２３】
請求項２に係る演算処理装置は、次のように作用する。入力ポートに付した番号をｉ、（同一入力ポートに属する）データセットの中の各属性のデータに付した番号をｊとし、入力ポートｉのデータセットを（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，・・・，ＰｉＤｊ，・・・，ＰｉＤｍ）とする。ソート手段は、各データセットから選んだ大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，・・・，ＰｎＤｋを並列にソートして、対応するデータセットの順序関係として求める。蓄積手段は、データセットを蓄積する。並べ替え手段は、前記ソート手段で得られた順序関係を用いて対応する前記蓄積したデータセットを並列に並べ替える。このようにして、各属性が異なる複数個のディジタルデータからなる複数のデータセットを並列に入力する入力ポートを複数個有し、各入力ポートに入力するデータセットの中から大小関係の属性を備える所定のデータを選び、これらの入力ポート数に等しい個数だけ存在する前記所定のデータ相互間の大小関係を調べ、得られた大小関係によって当該所定のデータが属するデータセットを並べ替えた後に演算を行う。
【００２４】
請求項３に係る画像合成方法は、次のように作用する。ソート段階において、合成対象の画像を入力すると、それら各画像データの画素ごとに備える距離データを複数画像の同一座標の画素データについて並列にソートして、遠近関係が調べられ、入力画像データの順序関係として求められる。一方、蓄積段階において、合成対象である各入力画像の画素毎のカラーデータと不透明度データを蓄積しておく。並べ替え段階において、前記蓄積段階で蓄積したカラーデータと不透明度データとを読み出し、これらを前記ソート段階で得られた入力画像データの順序関係を用いてこれら入力画像に対応する前記順序関係になるように並列に並べ替える。アルファ合成段階において、前記並べ替え段階で並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列にアルファ合成する。これにより、１画素分の位置について画像合成が行われ、１画面分の画素について予め定められた順序により入力されて複数画像の合成が行われ、１画面分の画像を得る。合成画面が複数枚例えば連続画像が必要の場合は、その数分だけの合成が行われる。
【００２５】
請求項４に係る画像合成装置は、次のように作用する。ソート手段は、合成対象の画像を入力すると、それら各画像データの画素ごとに備える距離データを複数画像の同一座標の画素データについて並列にソートして、遠近関係を調べ、入力画像データの順序関係として求める。一方、蓄積手段は、合成対象である各入力画像の画素毎のカラーデータと不透明度データを蓄積しておく。並べ替え手段は、前記蓄積段階で蓄積したカラーデータと不透明度データとを読み出し、これらを前記ソート段階で得られた入力画像データの順序関係を用いてこれら入力画像に対応する前記順序関係になるように並列に並べ替える。アルファ合成手段は、前記並べ替え段階で並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列にアルファ合成する。これにより、１画素分の位置について画像合成が行われ、１画面分の画素について予め定められた順序により入力されて複数画像の合成が行われ、１画面分の画像を得る。合成画面が複数枚例えば連続画像が必要の場合は、その数分だけの合成が行われる。
【００２６】
請求項５に係る模擬視界発生装置は、次のように作用する。画像生成装置のそれぞれは、生成した模擬視界画像を並列に出力する。請求項４に記載の画像合成装置は、これら複数の模擬視界画像を入力し、合成して出力する。
【００２７】
請求項６に係るビジュアルシミュレーション装置は、次のように作用する。画像生成装置のそれぞれは、生成したシミュレーション画像を並列に出力する。請求項４に記載の画像合成装置は、これら複数のシミュレーション画像を入力し、合成して出力する。
【００２８】
請求項７に係るデータ可視化装置は、次のように作用する。画像生成装置のそれぞれは、生成した可視化画像を並列に出力する。請求項４に記載の画像合成装置は、これら複数の可視化画像を入力し、合成して出力する。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。図３は演算処理方法の一実施例を説明するフロー図及び図４は演算処理装置の機能ブロック図である。図３においては演算処理の対象とするデータセット数Ｎを、Ｎ＝４とした場合を示す。データセットのそれぞれはディジタル化され、属性が異なるデータＰｉＤｊを備える。２０１はソート手段として機能する並列ソータ、２０２１，２０２２，２０２３，２０２４は蓄積手段として機能するパイプラインレジスタ、２０３は並べ替え手段として機能するセレクタでありＮ対Ｎマルチプレクサを用いる。２０４は演算処理部、２０６は制御部である。
【００３０】
並列ソータ２０１は、演算処理対象のＮ個（図４ではＮ＝４）の入力データセット
（Ｐ０Ｄ０，Ｐ０Ｄ１，…，Ｐ０Ｄｍ）
（Ｐ１Ｄ０，Ｐ１Ｄ１，…，Ｐ１Ｄｍ）
（Ｐ２Ｄ０，Ｐ２Ｄ１，…，Ｐ２Ｄｍ）
（Ｐ３Ｄ０，Ｐ３Ｄ１，…，Ｐ３Ｄｍ）
について、大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，Ｐ２Ｄｋ，Ｐ２Ｄｋを入力ポートＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に入力する。また、順序番号を示すコードデータ０，１，２，３を入力ポートｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３に入力する。このコードデータ０，１，２，３は大小で表現可能な属性を備える所定のデータＰ０Ｄｋ，Ｐ１Ｄｋ，Ｐ２Ｄｋ，Ｐ２Ｄｋに対応付けられる。並列ソータ２０１は、ＰｉＤｋに関して並列に大小関係を調べ、昇順または降順にソートし順序関係として求めたＰｉＤｋに前記対応付けられたコードデータ０，１，２，３を並び替え選択信号として出力ポートｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３に出力する。ソート結果の出力は入力データのみに関わり、前のソート結果によらない。次回のソート対象の入力データセットは順次並列ソータ２０１に入力される。
【００３１】
パイプラインレジスタ２０２１，２０２２，２０２３，２０２４は、データを蓄積し、データを指定したパイプライン段数だけ遅延させるメモリであり、演算処理対象のデータセットをそれぞれに記憶する。
【００３２】
セレクタ２０３はＮ対Ｎのマルチプレクサであり、Ｎ個の入力データから、並び替え選択信号を用いて並び替えたＮ個のデータを同時に出力する。図４の例では４対４マルチプレクサを用い、パイプラインレジスタ２０２１，２０２２，２０２３，２０２４に記憶しているデータセットを読み出し、これを入力とする。また、前記並列ソータ２０１で得られたコードデータ０，１，２，３を並び替え選択信号として用いている。セレクタ２０３は、入力のデータセットを、コードデータ０，１，２，３の配列状態すなわち並列ソータ２０１が調べた大小関係による順序関係になるように、並べ替えて同時に出力する。並べ替えの結果出力は入力データのみに関わり、前の並べ替えの結果によらない。
【００３３】
演算処理部２０４は前記セレクタ２０３で並べ替えた４個のデータセットを並列に入力し、所定の演算をパイプライン処理し、演算結果であるデータＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を出力する。演算処理結果の出力は入力データのみに関わり、前の演算処理の結果によらない。
【００３４】
制御部２０５は、並列ソータ２０１、パイプラインレジスタ２０２１，２０２２，２０２３，２０２４、セレクタ２０３及び演算処理部２０４をクロックに同期させて制御するための信号を発生する。
【００３５】
データセットを構成する所定の属性を備えたデータ例えば、Ｐ０Ｄ１，Ｐ１Ｄ１，Ｐ２Ｄ１，Ｐ３Ｄ１（すなわちｋ＝１とする。）を選んで並列ソータ２０１の入力ポートＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３へ入力すると、並列ソータ２０１においては、Ｐ０Ｄ１，Ｐ１Ｄ１，Ｐ２Ｄ１，Ｐ３Ｄ１を並列にソートして、対応するデータセットの並び順を入力ポートｐ０，ｐ１，ｐ２，ｐ３に入力したコードデータとして得る（Ｐ２０１）。例えば、Ｐ２Ｄ１＜Ｐ０Ｄ１＜Ｐ１Ｄ１＜Ｐ３Ｄ１である場合、並列ソータ２０１は、コードデータの出力ポートｑ０に２、出力ポートｑ１に０、出力ポートｑ２に１、出力ポートｑ３に３と出力する。
【００３６】
Ｐ０Ｄ１，Ｐ１Ｄ１，Ｐ２Ｄ１，Ｐ３Ｄ１を並列ソータ２０１に入力すると同時に、データセットをパイプラインレジスタ２０２１，２０２２，２０２３，２０２４へ入力して蓄積する（Ｐ２０２）。すなわち、パイプラインレジスタ２０２１はデータセット（Ｐ０Ｄ０，Ｐ０Ｄ１，…，Ｐ０Ｄｍ）を、パイプラインレジスタ２０２２はデータセット（Ｐ１Ｄ０，Ｐ１Ｄ１，…，Ｐ１Ｄｍ）を、パイプラインレジスタ２０２３はデータセット（Ｐ２Ｄ０，Ｐ２Ｄ１，…，Ｐ２Ｄｍ）を、パイプラインレジスタ２０２４はデータセット（Ｐ３Ｄ０，Ｐ３Ｄ１，…，Ｐ３Ｄｍ）を、それぞれ記憶する。
【００３７】
パイプラインレジスタ２０２１，２０２２，２０２３，２０２４に蓄積されたデータセット（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，…，ＰｉＤｍ）は、並列ソータ２０１の演算処理に要するクロック数だけ遅延されて、セレクタ２０３へ入力する。同時に、並列ソータ２０１の出力ポートｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３から、ソート結果に従う並び替え選択信号がセレクタ２０３へ入力される。セレクタ２０３は、並び替え選択信号による順序関係を用いて、属性を備えたデータＰ０Ｄ１，Ｐ１Ｄ１，Ｐ２Ｄ１，Ｐ３Ｄ１の大小の順序に対応するように、データセット（ＰｉＤ０，ＰｉＤ１，…，ＰｉＤｍ）の並び替えを行なう（Ｐ２０３）。すなわち、出力ポートｑ０，ｑ１，ｑ２，ｑ３からの出力は順に“２０１３”であり、これを並び替え選択信号とするから、セレクタ２０３の出力は、上から（Ｐ２Ｄ０，Ｐ２Ｄ１，…，Ｐ２Ｄｍ）、（Ｐ０Ｄ０，Ｐ０Ｄ１，…，Ｐ０Ｄｍ）、（Ｐ１Ｄ０，Ｐ１Ｄ１，…，Ｐ１Ｄｍ）、（Ｐ３Ｄ０，Ｐ３Ｄ１，…，Ｐ３Ｄｍ）のように、データセットの要素ＰｉＤｊの添え字ｉが並び替え選択信号の“２０１３”に対応した順序関係になるように並べ替えられて並列にすなわち同時に演算処理部２０４に出力する。演算処理部２０４は所定の処理をする。
【００３８】
以下に、上記演算処理方法及び演算処理装置を画像合成方法及び画像合成装置に応用したものを示す。図１は画像合成方法の一実施例を説明するフロー図及び図２は画像合成装置の機能ブロック図である。図２においては合成の対象とする画像データの数Ｎを、Ｎ＝４とした場合を示す。画像データのそれぞれはディジタル化され、カラーデータ（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）、不透明度データＡｎ、距離データＤｎを備える。但し、これら各データの添え字のｎは、ｎ＝０，〜３である。１０１はソート手段として機能する並列ソータ、１０２１，１０２２，１０２３，１０２４は蓄積手段として機能するパイプラインレジスタ、１０３は並べ替え手段として機能するセレクタ、１０４はアルファ合成手段として機能する並列アルファブレンダ、１０５はパイプラインレジスタ、１０６は制御部である。
【００３９】
並列ソータ１０１は、合成対象のＮ個（図２ではＮ＝４）の入力画像について、合成画面上の同一画素の位置（座標）に対応する画像データが備える距離データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を入力ポートＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に入力する。また、順序番号を示すコードデータ０，１，２，３を入力ポートＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に入力する。このコードデータ０，１，２，３は距離データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に対応付けられる。並列ソータ１０１は、距離データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に関して並列に遠近関係すなわち大小関係を調べ、昇順または降順にソートし順序関係として求めた距離データに前記対応付けられたコードデータ０，１，２，３を並び替え選択信号として出力ポートＱ０，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３に出力するとともに、距離データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の内で最も手前側（視点からの距離が小さい）のものを出力ポートＹ０に出力する。ソート結果の出力は入力データのみに関わり、前のソート結果によらない。
【００４０】
パイプラインレジスタ１０２１，１０２２，１０２３，１０２４は、データを蓄積し、データを指定したパイプライン段数だけ遅延させるメモリであり、合成対象の画像データ毎のカラーデータ及び不透明度データをそれぞれに記憶する。
【００４１】
セレクタ１０３はＮ対Ｎのマルチプレクサであり、Ｎ個の入力データから、並び替え選択信号を用いて並び替えたＮ個のデータを同時に出力する。図２の例では４対４マルチプレクサを用い、パイプラインレジスタ１０２１，１０２２，１０２３，１０２４に記憶しているカラーデータ及び不透明度を読み出し、これを入力とする。また、前記並列ソータ１０１で得られたコードデータ０，１，２，３を並び替え選択信号として用いている。セレクタ１０３は、入力のカラーデータ及び不透明度のデータを、コードデータ０，１，２，３の配列状態すなわち並列ソータ１０１が調べた距離データの順序関係になるように、並べ替えて同時に出力する。並べ替えの結果出力は入力データのみに関わり、前の並べ替えの結果によらない。
【００４２】
並列アルファブレンダ１０４は前記セレクタ１０３で並べ替えたカラーデータと不透明度データを並列に入力し、後述する式に従って、合成演算をパイプライン処理し、演算結果であるカラーデータ及び合成した不透明度を出力する。合成結果の出力は入力データのみに関わり、前の合成結果によらない。
【００４３】
制御部１０６は、並列ソータ１０１、パイプラインレジスタ１０２１，１０２２，１０２３，１０２４、セレクタ１０３及び並列アルファブレンダ１０４をクロックに同期させて制御するための信号を発生する。
【００４４】
次に、本発明による画像合成処理の詳細を図１及び図２により説明する。入力する画像データに対し、０から採番した入力ポートの番号を付して、（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，Ａ０，Ｄ０）、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ａ１，Ｄ１）、（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ａ２，Ｄ２）、…（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ，Ａｎ，Ｄｎ）とする。ただし、Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎは、カラーデータであり、それぞれ、ＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥのカラー値を表し、Ａｎは不透明度（オパシティ）データを表し、Ｄｎは、距離データを表す。図２ではｎ＝０〜３の例を示す。
【００４５】
画像データを構成する距離データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を並列ソータ１０１の入力ポートＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３へ入力すると、並列ソータ１０１においては、入力した距離データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を並列にソートして、対応する画像データの並び順を入力ポートＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に入力したコードデータとして得る（Ｐ１０１）。例えば、Ｄ２＜Ｄ０＜Ｄ１＜Ｄ３…である場合、並列ソータ１０１は、コードデータの出力ポートＱ０に２、出力ポートＱ１に０、出力ポートＱ２に１、出力ポートＱ３に３…と出力する。並列ソータ１０１における画像データの入力出力タイミングを図５に示す。なお、出力ポートＹ０には４個の入力画像のうち最も手前側にある画像の距離が、対応する画像データと同じタイミングで出力される。この距離データはパイプラインレジスタ１０５によりセレクタ１０３及び並列アルファブレンダ１０４の処理クロック数分の遅延を施される。このタイミングの調整は、本画像合成装置を多段に接続したときに有効となる。
【００４６】
距離データをソータに入力すると同時に、カラーデータ及び不透明度データをパイプラインレジスタ１０２１，１０２２，１０２３，１０２４へ入力する（Ｐ１０２）。すなわち、パイプラインレジスタ１０２１は第１の画像データのカラーデータ（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０）と不透明度Ａ０を、パイプラインレジスタ１０２２は第２の画像データのカラーデータ（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）と不透明度Ａ１を、パイプラインレジスタ１０２３は第３の画像データのカラーデータ（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）と不透明度Ａ２を、パイプラインレジスタ１０２４は第４の画像データのカラーデータ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）と不透明度Ａ３を、それぞれ記憶する。図６にパイプラインレジスタ１０２１，１０２２，１０２３，１０２４のデータの入力タイミングと、後述する出力タイミングを示す。
【００４７】
パイプラインレジスタ１０２１，１０２２，１０２３，１０２４に蓄積されたカラーデータ（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）及び不透明度データＡｎは、並列ソータ１０１の演算処理に要するクロック数だけ遅延されて、セレクタ１０３へ入力する。同時に、並列ソータ１０１の出力ポートＱ０，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３から、ソート結果に従う並び替え選択信号がセレクタ１０３へ入力される。セレクタ１０３は、並び替え選択信号による順序関係を用いて、距離データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の順序に対応するように、カラーデータ（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）及び不透明度データＡｎの並び替えを行なう（Ｐ１０３）。すなわち、出力ポートＱ０，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３からの出力は順に“２０１３”であり、これを並び替え選択信号とするから、セレクタ１０３の出力は、上から（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ａ２）、（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，Ａ０）、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ａ１）、（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３，Ａ３）のように、各カラーデータと不透明度データの添え字が並び替え選択信号の“２０１３”に対応した順序関係になるように並べ替えられて並列にすなわち同時に並列アルファブレンダ１０４に出力する。
【００４８】
並列アルファブレンダ１０４は、前記並べ替え段階で並べ替えて入力されたカラーデータと不透明度データを入力して、パイプライン処理により、アルファ合成の計算を行ない、合成が行われる（Ｐ１０４）。以下に、Ｆｒｏｎｔ  ｔｏ  Ｂａｃｋ  Ａｌｐｈａ  Ｂｌｅｎｄｉｎｇの例を示す。ここで、カラー値及び不透明度データについて、０から採番した並列アルファブレンダ１０４の入力ポート番号を付して、（ｒ０，ｇ０，ｂ０，ａ０）、（ｒ１，ｇ１，ｂ１，ａ１）、（ｒ２，ｇ２，ｂ２，ａ２）、（ｒ３，ｇ３，ｂ３，ａ３）とする。従って、上記の例では、セレクタ１０３の出力（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ａ２）、（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，Ａ０）、（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ａ１）、（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３，Ａ３）は次のように読み替える。
（ｒ０，ｇ０，ｂ０，ａ０）←（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ａ２）
（ｒ１，ｇ１，ｂ１，ａ１）←（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，Ａ０）
（ｒ２，ｇ２，ｂ２，ａ２）←（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ａ１）
（ｒ３，ｇ３，ｂ３，ａ３）←（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３，Ａ３）
また、並列アルファブレンダ１０４の出力データを、（Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ，Ａｏｕｔ）とする。また、並列アルファブレンダの出力データを（Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ，Ａｏｕｔ）とする。また、（ｒｎ，ｇｎ，ｂｎ）をＣｎ、（Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ）をＣｏｕｔと略記する。
【００４９】
【式２】
2005006237.tif 000004
【００５０】
【式３】
Ａｏｕｔ＝１−（１−ａ０）×（１−ａ１）×（１−ａ２）×…×（１−ａｎ）…（３）
【００５１】
式（２），（３）において図２の例ではｎ＝３である。式（２）によると次のようなカラーが得られる。画像データが１画素分あり、カラーデータｃ＝（ｒ，ｇ，ｂ）、不透明度データａとする。この画像データ自身が寄与するカラーは、ａ×ｃであり、この画像データの背後から伝達されるカラーデータをＣ＝（Ｒ，Ｇ，Ｂ）としたとき、透過するカラーは、
【００５２】
【式４】
（１−ａ０）×Ｃ    …（４）
【００５３】
となり、これらを加えた
【００５４】
【式５】
ａ０×ｃ０＋（１−ａ０）×Ｃ    …（５）
【００５５】
が最終的なカラーとなる。この模式図を図７（ａ）に示す。画素データが２個になると、合成カラー値は、
【００５６】
【式６】
2005006237.tif 000005
【００５７】
となる。この模式図を図７（ｂ）に示す。
【００５８】
並列アルファブレンダ１０４の合成により、１画素分の位置について画像合成が行われ、１画面分の画素について予め定められた順序により入力されて複数画像の合成が行われ、１画面分の画像を得る。合成画面が複数枚例えば連続画像が必要の場合は、その数分だけの合成が行われる。
【００５９】
以下に各構成要素の具体的手段を説明する。図８（ａ）は並列ソータ１０１を構成する２入力ソータのブロック図、図８（ｂ）は２入力ソータ全体を１ブロックで示した図である。比較器３０１とマルチプレクサ３０２１，３０２２，３０２３，３０２４を組み合わせて、基本的な２入力の並列ソータを構成している。さらに２入力並列ソータを組み合わせて、図９のように４入力の並列ソータが実現できる。入力ポートにおいてコードデータＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を入力データＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に付加し、ソート結果に応じて同コードデータを出力できるようにすることにより、４対４マルチプレクサを利用して、カラーデータ及び不透明度データの並び替えが並列に行える利点がある。このコードデータのビット幅は、４入力の場合、２ビット、８入力の場合は３ビットである。並列ソータ内でのコードデータの処理は、単にマルチプレクサを付加し、大小の比較結果に応じて選択するのみであり、極めて容易である。また、図８（ｂ）では説明のため省略しているが、クロックに同期して動作させるために、適宜ラッチをマルチプレクサ３０２１，３０２２，３０２３，３０２４の後段に挿入する。なお、２入力の並列ソータと４入力の並列ソータを組み合わせて、適当な入力の並列ソータを実現することができる。
【００６０】
４対４のセレクタ１０３は、例えば、４対１マルチプレクサを４個組み合わせて構成することができる。なお、Ｎ対Ｎマルチプレクサへの拡張も容易に行うことができる。
【００６１】
並列アルファブレンダ１０４は、乗算器、加減算器等を組み合わせて構成することができる。ブロック図による４入力並列アルファブレンダの実現例を、図１０に示す。乗算器（Ｘ）、加減算器（＋）は、ＲＯＭないしＲＡＭのテーブル（１−Ａ）で実現することができる。また、クロックに同期して動作させるために、適宜ラッチＬを挿入した例を図１１に示す。なお、入力ポートの拡張は容易に行うことができる。
【００６２】
上記例として、４入力の画像合成の場合を説明したが、例えば８入力など入力数を増やすことは容易である。また、同一の装置を多段接続することにより、さらに適切な多入力の画像合成を実現することができる。例えば、図１２に示すように、４入力の画像合成装置１２０１〜１２０５を５台用いて、２段接続することにより、１６入力の画像合成装置に拡大することができる。ただし、この場合、距離データに基づく画像データの並び替えは、１台の画像合成装置内でのみ行なわれるという制限がある。
【００６３】
また、図１において説明のため省略しているが、画像データとともに、垂直同期信号及び水平同期信号を入力し、アルファブレンダのカラーデータ出力と、これにタイミングを合わせた垂直同期信号及び水平同期信号を、Ｔ．Ｍ．Ｄ．Ｓデコーダで出力すれば、ＤＶＩインタフェースのディスプレイに接続して表示することができる。また、アルファブレンダのカラーデータ出力をＤＡコンバータによりアナログビデオ信号に変換して出力すれば、アナログディスプレイに接続して表示することができる。
【００６４】
図１３は、図２により説明した画像合成装置を用いた模擬視界発生装置の一実施例を示す。模擬視界発生装置は、車両や航空機等の操縦技能を訓練するためのシミュレータシステムに用いられる。図１３は車両操縦訓練用の模擬視界発生装置を示し、同図において、１３０１は車両運動模擬装置、１３０２は模擬視界制御装置、１３０３１，１３０３２，１３０３３，１３０３４は画像生成装置、１３０４は画像合成装置、１３０５はディスプレイである。
【００６５】
車両運動模擬装置１３０１は、ステアリング、アクセル、ブレーキ等の操作入力と車両の各種特性、道路等の地形データから、走行する車両の位置、姿勢等を計算し、模擬視界制御装置１３０２へ出力する。模擬視界制御装置１３０２は、車両運動模擬装置１３０２から入力した車両の位置、姿勢データに従い、ドライバの視点位置や視線の方向、太陽の方向、天候などを制御し、画像生成装置１３０２１，１３０２２，１３０２３，１３０２４へ指示する。画像生成装置１３０２１，１３０２２，１３０２３，１３０２４は、道路、市街地、車両等の３次元データをもとに、視点情報、光源情報等に従い、コンピュータグラフィックスの技法により、模擬視界画像を生成する。画像合成装置１３０４は、図２により説明したものであり、画像生成装置１３０２１，１３０２２，１３０２３，１３０２４で生成した模擬視界画像を所望の視覚効果を得るように合成する。ディスプレイ装置１３０５は、ＣＲＴまたはプロジェクタで構成し、画像合成装置１３０４が出力するビデオ信号を表示する。
【００６６】
図１４は、図２により説明した画像合成装置を用いたビジュアルシミュレーション装置の一実施例を示す。ビジュアルシミュレーション装置は、例えば、３次元ＣＡＤ装置で入力した建物、道路、橋、都市等の３次元モデルデータをもとに、計画中の建物を周囲の風景に埋め込んで検討する景観シミュレーション、計画中の建物が太陽光を遮って周囲に落とす影のシミュレーションなどに利用される。図１４において、１４０１は３次元モデル入力装置、１４０２は画像表示制御装置、１４０３１，１４０３２，１４０３３，１４０３４は画像生成装置、１４０４は画像合成装置、１４０５はディスプレイである。
【００６７】
３次元モデル入力装置１４０１は、オペレータの操作により、建物、樹木、道路等の物体を３次元モデルデータとして入力する。画像表示制御装置１４０２は、オペレータの操作により、仮想の視点を置く位置の座標値や視線の方向、太陽の方向、天候などを制御し、画像生成装置１４０３１，１４０３２，１４０３３，１４０３４へ指示する。画像生成装置１４０３１，１４０３２，１４０３３，１４０３４は、建物、道路等の３次元モデルデータをもとに、視点情報、光源情報等に従い、コンピュータグラフィックスの技法により、シミュレーション画像を生成する。画像合成装置１４０４は、図２により説明したものであり、画像生成装置１４０３１，１４０３２，１４０３３，１４０３４で生成したシミュレーション画像を所望の視覚効果、例えば建物の一部を透過して見えるような効果を得るように合成する。ディスプレイ装置１４０５は、ＣＲＴまたはプロジェクタで構成し、画像合成装置１４０４が出力するビデオ信号を表示する。
【００６８】
図１５は、図２により説明した画像合成装置を用いたデータ可視化装置の一実施例を示す。データ可視化装置は、例えば、数値流体力学の手法で得られた解析結果を３次元データとして変換した後、コンピュータグラフィックスにより表示し、流れの様子を観察するために用いられる。解析対象を置き換えることにより他の観察可能なデータ可視化装置とすることが出来る。図１５において、１５０１は数値シミュレーション装置、１５０２は３次元データ変換装置、１５０３は可視化制御装置、１５０４１，１５０４２，１５０４３，１５０４４は画像生成装置、１５０５は画像合成装置、１５０６はディスプレイである。
【００６９】
数値シミュレーション１５０１は、例えば航空機まわりの流れ、湾付近の潮流などの流れの問題を、数値流体力学の手法により解析し、３次元スカラ場及び３次元ベクトル場のデータとして得る。３次元データ変換装置１５０２は、数値シミュレーション装置１５０１で得られた３次元スカラ場及び３次元ベクトル場のデータを、ラインデータ、ポリゴンデータ、ボリュームデータなどの３次元データに変換する。可視化制御装置１５０３は、オペレータの操作に従い、仮想の視点を置く位置や視線の方向、表示対象の色付け、カット面の位置・傾きを制御し、画像生成装置１５０４１，１５０４２，１５０４３，１５０４４へ指示する。画像生成装置１５０４１，１５０４２，１５０４３，１５０４４は、３次元スカラ場及び３次元ベクトル場のデータから変換した３次元データをもとに、視点情報、光源情報等に従い、コンピュータグラフィックスの技法により、可視化画像を生成する。画像合成装置１５０５は、図２により説明したものであり、画像生成装置１５０４１，１５０４２，１５０４３，１５０４４で生成したシミュレーション画像を所望の視覚効果、例えば航空機胴体面を透過して見えるような効果を得るように合成する。ディスプレイ装置１５０６は、ＣＲＴまたはプロジェクタで構成し、画像合成装置１５０５が出力するビデオ信号を表示する。
【００７０】
図１５によるデータ可視化装置において、解析結果は数値シミュレーション１５０１により得ていたが、これをＸ線ＣＴ装置に置き換えれば、スキャンした物体の内部構造を観察可能なデータ可視化装置とすることが出来る。
【００７１】
また、汎用な装置として、図２により説明した画像合成装置の入力にフレームバッファ装置、出力に表示装置又はデータ記録装置を接続して利用することも可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各属性が異なる複数個のディジタルデータからなる任意個数の複数のデータセットを大小関係を考慮して演算処理することが出来、また、カラーデータに加えて、距離データ及び不透明度データを含む複数の画像データを、実時間で合成処理することができる。また、カラーデータに加えて、合成不透明度及び最も近い画素の距離データを極めて容易に出力することができ、同一の装置を多段接続することにより、さらに多入力の画像合成装置に拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像合成方法の一実施例を説明するフロー図の例である。
【図２】本発明の画像合成装置の一実施例を説明する機能ブロック図の例である。
【図３】本発明の演算処理方法の一実施例を説明するフロー図の例である。
【図４】本発明の演算処理装置の一実施例を説明する機能ブロック図の例である。
【図５】並列ソータの入出力タイミングを説明する図の例である。
【図６】パイプラインレジスタの入出力タイミングを説明する図の例である。
【図７】並列アルファブレンダの合成を説明する図である。
【図８】２入力ソータのブロック図の例である。
【図９】４入力ソータのブロック図の例である。
【図１０】４入力並列アルファブレンダのブロック図の例である。
【図１１】４入力並列アルファブレンダのブロック図の例である。
【図１２】１６入力の画像合成装置のブロック図の例である。
【図１３】本画像合成装置を用いた模擬視界発生装置の一実施例である。
【図１４】本画像合成装置を用いたビジュアルシミュレーション装置の一実施例である。
【図１５】本画像合成装置を用いたデータ可視化装置の一実施例である。
【図１６】想定した画像合成装置である。
【図１７】従来の隠顕判定を用いた画像合成装置である。
【符号の説明】
１０１…並列ソータ（ソート手段）、１０２１，１０２２，１０２３，１０２４…パイプラインレジスタ（蓄積手段）、１０３…セレクタ（並べ替え手段）、１０４…並列アルファブレンダ（アルファ合成手段）、１０５…パイプラインレジスタ、１０６…制御部。
【図１】
2005006237.tif 000006
【図２】
2005006237.tif 000007
【図３】
2005006237.tif 000008
【図４】
2005006237.tif 000009
【図５】
2005006237.tif 000010
【図６】
2005006237.tif 000011
【図７】
2005006237.tif 000012
【図８】
2005006237.tif 000013
【図９】
2005006237.tif 000014
【図１０】
2005006237.tif 000015
【図１１】
2005006237.tif 000016
【図１２】
2005006237.tif 000017
【図１３】
2005006237.tif 000018
【図１４】
2005006237.tif 000019
【図１５】
2005006237.tif 000020
【図１６】
2005006237.tif 000021
【図１７】
2005006237.tif 000022