JP4444180B2 - テクスチャ符号化装置、テクスチャ復号化装置、方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係るテクスチャ符号化装置、テクスチャ復号化装置、方法、およびプログラムは、複数の異なる視点/光源などの条件で取得あるいは作成されたテクスチャ群を符号化・復号化し、さらに、グラフィックスデータに対してテクスチャマッピング処理を行なうための装置である。
様々な条件への適用とは、視点条件や光源条件だけではなく、時間・速度・加速度・圧力・温度・湿度など自然界での様々な条件に応じて変化する信号に対しても適用できるということである。
また、様々な成分への適用とは、ピクセルデータとして色成分を扱うのではなく、法線ベクトル成分や深度成分、透明度成分、照明効果成分などの成分に対しても適用できるということである。
第1の実施形態では、テクスチャ符号化装置の一連の処理例を示す。本実施形態におけるブロック分割部は、固定ブロックサイズでの分割とする。固定サイズで分割されたブロックデータに対して、様々なブロックデータ符号化手段で符号化される処理を具体的に示す。
図1に示すテクスチャ符号化装置は、複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群を入力し、ピクセル位置の方向ならびに条件変化の方向(例えば、光源方向、視点方向)にブロック分割し、ブロック単位に符号化を行なうものである。
入力部101は、複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを入力する。
ブロック分割部102は、入力部101で入力されたテクスチャ群のうち、取得した条件が近く、かつ、ピクセル位置が近い複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化することによって、テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割する。
ブロックデータ符号化部103は、ブロック分割部102によって分割されたそれぞれのブロックデータに対して、符号化を行なう。
ブロックデータ連結部104は、ブロックデータ符号化部103によって符号化されたブロックデータを連結し、テクスチャ群の符号化データを生成する。
出力部105は、ブロックデータ連結部104によって生成されたテクスチャ群の符号化データを出力する。
<ステップS201>
入力部101がテクスチャ群のデータを入力する。図3に示すような空間の中で、視点および光源の位置を(すなわち、図3に示すθc,φc,θl,φl)をそれぞれ一定間隔ずつ変化させながらテクスチャを取得する。
入力部101は、例えば、下記の表1に示したようにそれぞれの角度を変化させてテクスチャを取得する。ただし、単位はdegree(度)とする。この場合、視点/光源ともにθ方向には20度間隔で変化させて18サンプル、φ方向には70度まで10度間隔で変化させて8サンプルの条件で、テクスチャを取得している。したがって、合計20,736(18×8×18×8)枚ものテクスチャを取得することになり、仮に、テクスチャサイズが256×256ピクセル(24ビットカラー)であったとすると、そのデータ量は約3.8GBとなってしまい、テクスチャマッピングに利用するテクスチャ素材として現実的に扱えるデータ量ではなくなってしまう。
次に、ブロック分割部102が取得されたテクスチャ群をブロック分割する。このブロック分割処理では、各パラメータの数値が近いピクセルデータ同士を1つの集まりとして考えブロック化を行なう。ここでいうパラメータとは、テクスチャ座標の横方向を示すuや縦方向を示すv、視点方向の条件を示すθcやφc、光源方向の条件を示すθlやφlなどのようなピクセルデータを抽出するための位置や条件を示す変数のことであり、本実施形態の場合、6次元のパラメータによってピクセルデータを抽出できることが分かる。すなわち、
(u,v,θc,φc,θl,φl)
である。
次に、ブロックデータ符号化部103が各ブロックデータの符号化を行なう。全てのブロックデータが符号化されるまでステップS203を行う(ステップS204)。ブロックデータの符号化処理では、ベクトル量子化を用いて、例えば16個のピクセルデータ(カラーベクトルデータ)から4個の代表ベクトルを算出する。代表ベクトルの算出方法については、後に図17を参照して説明する。この算出方法は、一般によく知られているK−means法やLBG法などと呼ばれるベクトル量子化の手法を用いている。
16個のピクセルデータ(斜線の丸印)が図4に示すような分布をしていた場合、ベクトル量子化によって黒色の丸印で示したような代表ベクトルを求めることができる。このようにして求められた代表ベクトル<C0>,<C1>,<C2>,<C3>をブロック内のコードブックデータとする(ここで、<A>は「ベクトルA」を表すとする。以下、この記法にしたがいベクトルを表記する)。そして、16個のピクセルデータがそれぞれどの代表ベクトルを選択するかどうかを示すインデックスデータを2ビットで表現する。
4個の代表ベクトルを求めるところまでは、上で説明した手法と同様に処理するが、その後、ある代表ベクトルを基準ベクトルとして、他の代表ベクトルをその基準ベクトルからの変化量を表わすベクトルに変換する。その様子を表わしたのが、図6である。代表ベクトル<C0>,<C1>,<C2>,<C3>を求めた後に、
<S1>=<C1>−<C0>
<S2>=<C2>−<C0>
<S3>=<C3>−<C0>
によって定まる3個のベクトル変化量<S1>,<S2>,<S3>を求める。こうして計算された代表ベクトルとベクトル変化量をコードブックに含めて符号化したものを図7に示す。このようにして、ベクトル変化量を用いて符号化する手法は、視点方向や光源方向の変化によってそれほど色の変化が起こらないような素材に大変有効である。なぜなら、ベクトル変化量では変化量だけを表現できればよいため、少ないビット数を割り当てるだけでよいからである。カラーベクトルの分布によっては、代表ベクトルの数とベクトル変化量の数のバランスを変えることもできる。また、代表ベクトル<C0>,<C1>,<C2>,<C3>の中から基準ベクトルを選び出す際、ベクトル変化量を最も小さくできるものを選択することによって、ベクトル変化量に割り当てるビット数をさらに小さくすることができる。
4個の代表ベクトルを求めるところまでは、上で説明した手法と同様に処理するが、その後、ある代表ベクトルを、他の2つの代表ベクトルを補間することによって近似的に表現するための計算を行なう。具体的な例を図8に示す。この場合、<C0>,<C1>を用いて、<C3>の近似的表現を行なうための補間率の計算を行なう。点<C3>から線分<C0><C1>に対して垂線を下ろし、その足を点<C3>’とする。そして、以下のような計算を行ない、補間率r3を導出する。
r3=|<C0><C3>’|/|<C0><C1>|
こうして計算された代表ベクトルと補間率をコードブックに含めて符号化したものを図9に示す。このようにして、補間率を用いて符号化する手法は、視点方向や光源方向の変化に応じて線形的に色の変化が起こるような素材に大変有効である。なぜなら、補間率による代表ベクトルの近似を行なっても、誤差が少なくなるからである。また、補間によって近似する代表ベクトルを選び出す際、近似を行なっても誤差が最も小さく押えられるものを選択する。
16個のピクセルデータ(斜線の丸印)が図10に示すような分布をしていたとする。ここで、各ベクトル<P0>,<P1>,<P2>は以下のような条件(u,v,θc,φc,θl,φl)で抽出できるピクセルデータであるとする。
<P0>:(0,0,0,0,0,0)
<P1>:(0,0,0,10,0,0)
<P2>:(0,0,0,20,0,0)
つまり、ベクトル<P0>,<P1>,<P2>は、視点方向の条件であるφcを0度、10度、20度と変化させた3つのピクセルデータである。代表ベクトルを求める前にこのような分布に着目すると、<P1>のカラーベクトルはそもそも必要ではなく、<P0>と<P2>を用いて、これらの条件パラメータを基に補間によって求められてしまうものであることが分かる。したがって、<P1>は、インデックスデータで、条件パラメータをもとに補間するよう指示されるだけで、カラーベクトルを再現できてしまうことになる。すなわち、
<P1>=0.5×<P0>+0.5×<P2>
ただし、実際は、<P0>,<P2>はそれぞれ、代表ベクトルを<C0>,<C2>を用いて再現される。
ここまでいくつかの符号化方法を説明してきたが、ブロックデータ内で算出したコードブックデータの一部が、周辺のブロックデータの一部と共通であったりする場合がある。そのような場合は、複数のブロックデータ共通のコードブックデータを設定することができる。周囲のいくつかのブロックの集まりをマクロブロックと呼ぶことにすると、そのマクロブロックに、共通のコードブックデータを持たせたり、テクスチャ全体のコードブックデータを持たせたりすることができる。例えば、あるブロックで代表ベクトルC0,C1,C2,C3を求めたが、C3に関しては、周囲の4つのブロックが同じように代表ベクトルとして用いていたとする。この時、図12で示すようなフォーマットで符号化し、C3に関しては、ブロックデータとしてではなく、マクロブロックのコードブックデータとして格納する。このような符号化方法は、データ量の圧縮効率が向上する半面、復号化の速度が低下してしまうため注意が必要である。
ベクトル成分ごとに分割した符号化について図13を参照して説明する。各ピクセルのカラーベクトルは、RGB表色系に限らず、様々な表色系によってベクトルを表現できる。ここでは、輝度成分と色差成分とに分けることができるYUV表色系を例に挙げて説明する。視点方向や視点方向に応じて変化する各ピクセルの色変化は、素材によって様々であるが、輝度成分の変化が激しく、色差成分の変化が緩やかであるような場合がある。そのような場合には、図13に示すような符号化を行なうことができる。輝度成分はY0、Y1、Y2、Y3を使用し、色差成分はUV0を使用する。色差成分に関しては、ブロック内でほとんど変化しないために、インデックスデータの値に依らず、必ずUV0が使われる。輝度成分に関しては、ブロック内での変化が大きいために、通常の手法で4つの代表ベクトル(この場合は、スカラー値)を格納しておき、インデックスデータによって選択される。
符号化フォーマットは、テクスチャデータ内で固定のフォーマットにすることもでき、テクスチャデータ内で可変のフォーマットにすることもできる。しかしながら、可変のフォーマットにした場合には、各ブロックデータでどのようなフォーマットを用いたかという識別子がヘッダ情報として必要となる。
次に、ブロックデータ連結部104が符号化されたブロックデータの連結を行なう。様々な方法で符号化されたブロックデータを連結すると図14に示すようなデータ構造となる。符号化されたテクスチャデータには、まず、ヘッダ情報が格納されている。このヘッダ情報には、テクスチャサイズ、テクスチャ群を取得した条件、符号化フォーマットなどが含まれている。その次に、マクロブロックデータが連結されて格納されている。ただし、マクロブロックごとに符号化フォーマットを変更したり、マクロブロックを代表するコードブックを持たせたりしていない場合には、マクロブロックではなく、直にブロックデータを連結してしまってよい。マクロブロックごとに符号化フォーマットの指定がある場合には、マクロブロックの最初にヘッダ情報を格納し、マクロブロックを代表するコードブックを持たせる場合には、ヘッダ情報の次にコードブックデータを格納する。そして、マクロブロック内に存在するブロックデータを連結する。ブロックごとにフォーマットが異なる場合には、最初にヘッダ情報に格納し、次にコードブックデータとインデックスデータを格納する。
最後に、このようにして連結されたテクスチャデータを出力する(ステップS206)。
初期設定(m=4,n=1,δ)(ステップS1701)以降の処理では、4つの代表ベクトルを算出するために、クラスタリング処理を実行する。クラスタを順次2分割していく際には、各クラスタの分散を算出し、分散の大きいクラスタを優先的に2分割する(ステップS1702)。あるクラスタを2分割するために、2つの初期セントロイド(クラスタの中心)を決定する(ステップS1703)。セントロイドの決定は以下の手順で行なう。
1.クラスタの重心gを求める。
2.gから最も遠い要素をd0とする。
3.d0から最も遠い要素をd1とする。
4.gとd0及びgとd1のそれぞれの1:2の内分点をC0,C1とする。
ただし、2要素間の距離には、RGBの3次元空間でユークリッド距離を用いる。ステップS1704からステップS1706のループ処理は、一般によく知られたクラスタリングアルゴリズムであるK−Means法と同様の処理を行なっている。
以上の手順により、4つの代表ベクトル<C0>,<C1>,<C2>,<C3>を求めることができる(ステップS1710)。
第2の実施形態では、可変ブロックサイズで分割されるテクスチャ符号化装置を示す。特に、ブロック分割部102において、どのような手法で適応的にブロック分割されるかについて説明する。
まずは、図1に示した装置の構成のままで実現する手法である。ブロック分割部102は、まず、どのようなブロック分割をするべきかを調べるための処理を行なう。処理手順の例を図18に示す。
もうひとつの手法は、ブロック分割部102とブロックデータ符号化部103を用いて分割の仕方を決定させる手法であり、この場合、図1の装置の構成を若干変更する必要がある。変更後の装置の構成を図19に示す。図1の装置と異なるのは、ブロックデータ符号化部の後段に、符号化誤差算出部1901と、符号化誤差比較部1902が加わったことである。以下、既に説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。
符号化誤差算出部1901は、ブロックデータ符号化部103と同等の処理を行ない、元データと復号化データとの比較によって符号化誤差の算出を行なう。
符号化誤差比較部1902は、符号化誤差算出部1901が算出した符号化誤差と、符号化誤差がある範囲内である許容条件とを比較する。許容条件は例えば、符号化誤差がある閾値未満であることである。この場合、符号化誤差算出部1901が算出した符号化誤差が閾値未満のブロックに関しては、次のブロックデータ連結部104に出力し、閾値以上のブロックに関しては、ブロック分割部102に処理を戻す。すなわち、ブロック分割部102により、さらに細かいブロックに分割されて再度符号化が行なわれるという流れとなる。換言すれば、各ブロックデータは前回よりもより小さいデータ量になるように分割されて再度符号化が行われる。
第3の実施形態では、固定ブロックサイズで符号化されたテクスチャ群のデータを入力するものとし、入力された符号化データをどのように復号化し、グラフィックスデータに、どのようにマッピングするかを示す。本実施形態では、テクスチャ復号化装置(マッピング部を含む)の一連の処理例を示す。
まず、概略を説明する。図21のテクスチャ復号化装置は、第1、第2の実施形態で説明したテクスチャ符号化装置によって符号化されたテクスチャデータを入力し、指定されたテクスチャ座標や条件パラメータをもとに、特定のピクセルデータを復号化し、グラフィックスデータにマッピングするものである。
入力部2101は、複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群の符号化データを入力する。
ブロックデータ抽出部2102は、ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および条件を指定する条件パラメータを入力し、入力部2101で入力された符号化データの中から、指定されたデータが含まれるブロックデータを抽出する。
ブロックデータ復号化部2103は、ブロックデータ抽出部2102で抽出されたブロックデータを、第1および第2の実施形態で説明したテクスチャ符号化装置におけるブロックデータ符号化部103で符号化される元のデータとして復号する。
ピクセルデータ算出部2104は、ブロックデータ復号化部2103で復号されたデータをもとにピクセルデータを算出する。
マッピング部2105は、テクスチャマッピングの対象となるグラフィックスデータ、および、テクスチャマッピングの手法を指定するマッピングパラメータを入力し、ピクセルデータ算出部2104において算出されたピクセルデータを、入力されたマッピングパラメータをもとに、入力されたグラフィックスデータにマッピングする。
出力部2106は、マッピング手段によってマッピングされたグラフィックスデータを出力する。
<ステップS2201>
本実施形態のテクスチャ復号化装置においては、まず、入力部2101が符号化されたテクスチャ群のデータを入力する。入力した時点で、入力部2101は、符号化データのヘッダ情報を読み取り、テクスチャサイズ、テクスチャ群を取得した条件、符号化フォーマットなどを調べる。
次に、ブロックデータ抽出部2102がテクスチャ座標および条件パラメータの入力を行なう。これらのパラメータは、グラフィックスデータの各頂点に設定されたテクスチャ座標やカメラ位置、光源位置などのシーン情報から得られるものである。
次に、ブロックデータ抽出部2102がブロックデータの抽出を行なう。本実施形態では、ブロック分割は、固定ブロックサイズで行なわれているものとしている。したがって、ブロックデータ抽出部2102は、入力したテクスチャ座標u,vおよび条件パラメータθc,φc,θl,φlをもとにして、そのピクセルデータが存在するブロックデータにアクセスすることができる。
ただし、ここで気をつけなければならないのは、求められている条件パラメータが、元々テクスチャを取得した条件とぴったり適合するものではない場合があるということである。そのような場合には、存在する近傍の条件のピクセルデータを全て抽出し、補間する必要がある。例えば、θc未満の最も近いテクスチャサンプルの条件をθc0、θc以上の最も近いテクスチャサンプルの条件をθc1とし、同様に、φc0,φc1,θl0,θl1,φl0,φl1を決定すると、これらの条件を満たす全てのピクセルデータを抽出することになる。抽出すべきピクセルデータは、以下のc0からc15の16個である。
c1=getPixel(θc0,φc0,θl0,φl1,us,vs)
c2=getPixel(θc0,φc0,θl1,φl0,us,vs)
c3=getPixel(θc0,φc0,θl1,φl1,us,vs)
c4=getPixel(θc0,φc1,θl0,φl0,us,vs)
c5=getPixel(θc0,φc1,θl0,φl1,us,vs)
c6=getPixel(θc0,φc1,θl1,φl0,us,vs)
c7=getPixel(θc0,φc1,θl1,φl1,us,vs)
c8=getPixel(θc1,φc0,θl0,φl0,us,vs)
c9=getPixel(θc1,φc0,θl0,φl1,us,vs)
c10=getPixel(θc1,φc0,θl1,φl0,us,vs)
c11=getPixel(θc1,φc0,θl1,φl1,us,vs)
c12=getPixel(θc1,φc1,θl0,φl0,us,vs)
c13=getPixel(θc1,φc1,θl0,φl1,us,vs)
c14=getPixel(θc1,φc1,θl1,φl0,us,vs)
c15=getPixel(θc1,φc1,θl1,φl1,us,vs)
ただし、us,vsはこの例において入力されたテクスチャ座標であるものとし、getPixelは条件パラメータとテクスチャ座標の6次元のパラメータをもとに、ピクセルデータを抽出する関数であるものとする。そして、この16個のピクセルデータを以下のように補間することによって最終的なピクセルデータcを抽出することができる。
+(1−ε0)×(1−ε1)×(1−ε2)× ε3 ×c1
+(1−ε0)×(1−ε1)× ε2 ×(1−ε3)×c2
+(1−ε0)×(1−ε1)× ε2 × ε3 ×c3
+(1−ε0)× ε1 ×(1−ε2)×(1−ε3)×c4
+(1−ε0)× ε1 ×(1−ε2)× ε3 ×c5
+(1−ε0)× ε1 × ε2 ×(1−ε3)×c6
+(1−ε0)× ε1 × ε2 × ε3 ×c7
+ ε0 ×(1−ε1)×(1−ε2)×(1−ε3)×c8
+ ε0 ×(1−ε1)×(1−ε2)× ε3 ×c9
+ ε0 ×(1−ε1)× ε2 ×(1−ε3)×c10
+ ε0 ×(1−ε1)× ε2 × ε3 ×c11
+ ε0 × ε1 ×(1−ε2)×(1−ε3)×c12
+ ε0 × ε1 ×(1−ε2)× ε3 ×c13
+ ε0 × ε1 × ε2 ×(1−ε3)×c14
+ ε0 × ε1 × ε2 × ε3 ×c15
ただし、補間率ε0,ε1,ε2,ε3は以下のように算出する。
ε0=(θc−θc0)/(θc1−θc0)
ε1=(φc−φc0)/(φc1−φc0)
ε2=(θl−θl0)/(θl1−θl0)
ε3=(φl−φl0)/(φl1−φl0)
以上のように、1つのピクセルデータを算出するのに、16個のピクセルデータを抽出して補間する必要があるが、ここで注目すべきポイントは、本発明の実施形態で提案している符号化データは、同じブロックデータ内に隣り合った条件のピクセルデータが存在しているということである。したがって、上記のような16個のピクセルデータが、全て同一のブロックデータに含まれている場合もあり、その場合には、1個のブロックデータを抽出するだけで、補間済みのピクセルデータを算出することができる。しかしながら、場合によっては、2個〜16個のブロックデータを抽出しなければならない場合もあるので、条件パラメータに応じて抽出回数を変化させる必要がある。
次に、ブロックデータ復号化部2103がブロックデータの復号化を行なう。ブロックデータを復号化し特定のピクセルデータを抽出する手法は、符号化フォーマットによって若干異なる。しかしながら、基本的には、抽出したいピクセルのインデックスデータを参照し、それによって復号化方法を判定する。インデックスデータによって指し示された代表ベクトルをそのまま抽出する場合もあれば、基準ベクトルからベクトル変化量の分だけ変化させたベクトルを抽出する場合もある。また、2つのベクトルを補間したベクトルを抽出する場合もある。これらは、それぞれ符号化の際に決められたルールに基づいて復号化される。
次に、ピクセルデータ算出部2104がピクセルデータの算出を行なう。ここでは、前述したとおり、16個のピクセルデータを上記の計算式を用いて補間する処理を行なう。
次に、マッピング部2105がグラフィックスデータおよびマッピングパラメータを入力(ステップS2206)し、マッピングパラメータに合わせて、ピクセルデータをマッピングする(ステップS2207)。そして最後に、出力部2106がテクスチャマッピング済みのグラフィックスデータを出力する(ステップS2208)。
グラフィックスLSI上でのレンダリング性能は、テクスチャの配置方法に大きく左右される。本実施形態では、高次元テクスチャの一例として、(u,v,θc,φc,θl,φl)の6次元パラメータで表現されるテクスチャを挙げているが、このようなテクスチャデータをグラフィックスLSIのメモリにどのような配列で格納するかによって、ピクセルデータをロードする回数やハードウェア上に存在するテクスチャキャッシュにヒットする割合が変化し、それによってレンダリング性能にも変化が見られる。これは、無圧縮の高次元テクスチャに関しても言えることであるが、高次元テクスチャを符号化する際にも、この点に留意してブロック化し、ブロックデータを連結する必要がある。
第4の実施形態では、可変ブロックサイズで符号化されたテクスチャ群のデータを入力した場合の、テクスチャ復号化装置(マッピング部を含む)の処理について説明する。特に、ブロックデータ抽出部において、どのようにしてブロックデータにアクセスするかについて説明する。
第3の実施形態では、固定ブロックサイズで符号化されたテクスチャデータを対象としていたが、本実施形態では、可変ブロックサイズで符号化されたテクスチャデータを対象とする。可変ブロックサイズで符号化されたテクスチャデータにおいて、ブロックデータに適切にアクセスし抽出する手法としては、例えば、以下のような2つの手法がある。
第2の実施形態で説明したように、可変ブロックサイズで符号化した場合には、ブロック指定データが符号化データ内に含まれる。したがって、ブロックデータ抽出部2102が、テクスチャ座標および条件パラメータを入力した後に、その入力した6次元のパラメータと、ブロック指定データとを照らし合わせることによって、どこのブロックデータにアクセスすればよいかを調べることができる。指定のブロックデータにアクセスすることができれば、それ以降の処理は、第3の実施形態で説明した処理と同様である。
もう1つの手法は、符号化データ変換処理を行なってからブロックデータ抽出を行なうというものである。この場合、図22の装置の構成を若干変更する必要がある。変更後の装置の構成を図27に示す。図27で図21と異なる装置部分は、符号化データ変換部2701だけである。符号化データ変換部2701は、ブロックデータ抽出部2102の前段、かつ、入力部2101の後段に設定される。
符号化データ変換部2701では、可変ブロックサイズで符号化されていたテクスチャデータを、固定ブロックサイズでの符号化データに変換するという処理を行なう。符号化データ変換部2701において可変サイズのブロックデータにアクセスする際には、ブロック指定データを利用する。そして、固定サイズに変換した後は、ブロック指定データは不要になるため削除される。
また、符号化データ変換を用いた手法では、グラフィックスLSI内部のビデオメモリに格納する直前に固定ブロックサイズのデータに変換することによって、比較的高速なレンダリングを行なうことができる。しかしその一方で、固定ブロックサイズにすることによって、データ量が比較的増えてしまうという問題もある。どちらの手法においてもメリット・デメリットがあるため、テクスチャ素材の複雑度やグラフィックスLSIの仕様に応じて、うまく使い分ける必要がある。
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーションシステム)や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のMW(ミドルウェア)等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、LANやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
また、記憶媒体は1つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
Claims (27)
- 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得するテクスチャデータ取得手段と、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割するブロック分割手段と、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行なうブロックデータ符号化手段と、
前記符号化されたブロックデータを連結し、テクスチャ群の符号化データを生成するブロックデータ連結手段と、
前記生成されたテクスチャ群の符号化データを出力する出力手段と、を具備し、
前記ブロック分割手段は、前記取得したテクスチャ群のデータに含まれる複数のピクセルデータの分散値を算出する算出手段と、
各分散値がある値よりも小さいか否かを比較する比較手段と、
前記ある値以上の分散値を有するピクセルデータがある場合には、前記複数の条件のうちの1つに対応する、ピクセルデータの次元で、かつ、分散値の最も大きい次元を検出する検出手段と、
前記検出された次元で前記テクスチャ群のデータを2分割する分割手段と、を含み、
前記算出手段は、さらに、前記2分割されたデータごとに分散値を算出することを特徴とするテクスチャ符号化装置。 - 前記ブロック分割手段は、複数の前記条件および前記ピクセル位置がある値を有するピクセルデータを基にして、該ピクセルデータと、該ピクセル位置が同一で各前記条件をある範囲内で変更した一定数のピクセルデータと、を1つの集まりとしてブロック化することを特徴とする請求項1に記載のテクスチャ符号化装置。
- 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得するテクスチャ取得手段と、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割するブロック分割手段と、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行なうブロックデータ符号化手段と、
前記符号化されたブロックデータのそれぞれの符号化誤差を算出する誤差算出手段と、
ブロックデータごとに、前記算出された符号化誤差と、符号化誤差がある範囲内である許容条件とを比較する比較手段と、
前記算出された符号化誤差が前記許容条件を満たすブロックデータについては、前記符号化されたブロックデータのそれぞれを連結するブロックデータ連結手段と、
前記連結されたブロックデータをテクスチャ群の符号化データとして出力する出力手段と、を具備し、
前記算出された符号化誤差が前記許容条件を満たさないブロックデータについては、前記ブロック分割手段が、該ブロックデータを前記分割されたブロックデータよりも小さいデータ量を有するブロックデータに分割することを特徴とするテクスチャ符号化装置。 - 前記ブロックデータ符号化手段は、ベクトル量子化によって前記分割されたブロックデータごとに符号化を行なうことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のテクスチャ符号化装置。
- 前記ブロックデータ符号化手段は、
各前記分割されたブロックデータからベクトル量子化により複数の代表ベクトルを算出するベクトル算出手段と、
各ブロックデータに対応する複数の代表ベクトルを含むコードブックデータと、各前記ブロックデータ内の各ピクセルデータがどの代表ベクトルに対応するかの情報であるインデックスデータとを作成する作成手段と、を含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のテクスチャ符号化装置。 - 前記ブロックデータ符号化手段は、復号の元データとして利用されるコードブックデータ、および、各ピクセルの復号方法を識別するためのインデックスデータを作成する作成手段を含み、
前記符号化されたブロックデータは、前記コードブックデータおよび前記インデックスデータを含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のテクスチャ符号化装置。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得するテクスチャデータ取得手段と、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割するブロック分割手段と、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行なうブロックデータ符号化手段と、
前記符号化されたブロックデータを連結し、テクスチャ群の符号化データを生成するブロックデータ連結手段と、
前記生成されたテクスチャ群の符号化データを出力する出力手段と、を具備し、
前記ブロックデータ符号化手段は、
各前記分割されたブロックデータからベクトル量子化により複数の代表ベクトルを算出するベクトル算出手段と、
各ブロックデータに対応する複数の代表ベクトルを含むコードブックデータと、各前記ブロックデータ内の各ピクセルデータがどの代表ベクトルに対応するかの情報であるインデックスデータとを作成する作成手段と、を含み、
前記ブロックデータ符号化手段は、
複数のブロックを1つの集まりとしたマクロブロック単位、または、テクスチャ群全体に、前記コードブックデータを付与する付与手段と、
各ピクセルのインデックスデータにおいて、ブロック内のコードブックデータに加えて、マクロブロック単位のコードブックデータ、または、テクスチャ群全体のコードブックデータを用いて復号する方法を示す、各ピクセルのインデックスデータを作成する作成手段と、を含むことを特徴とするテクスチャ符号化装置。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得するテクスチャデータ取得手段と、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割するブロック分割手段と、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行なうブロックデータ符号化手段と、
前記符号化されたブロックデータを連結し、テクスチャ群の符号化データを生成するブロックデータ連結手段と、
前記生成されたテクスチャ群の符号化データを出力する出力手段と、を具備し、
前記ブロックデータ符号化手段は、復号の元データとして利用されるコードブックデータ、および、各ピクセルの復号方法を識別するためのインデックスデータを作成する作成手段を含み、
前記符号化されたブロックデータは、前記コードブックデータおよび前記インデックスデータを含み、
前記ブロックデータ符号化手段は、
複数のブロックを1つの集まりとしたマクロブロック単位、または、テクスチャ群全体に、前記コードブックデータを付与する付与手段と、
各ピクセルのインデックスデータにおいて、ブロック内のコードブックデータに加えて、マクロブロック単位のコードブックデータ、または、テクスチャ群全体のコードブックデータを用いて復号する方法を示す、各ピクセルのインデックスデータを作成する作成手段と、を含むことを特徴とするテクスチャ符号化装置。 - 前記作成手段は、前記コードブックデータに、ブロックデータ内の代表的なピクセルデータを示す代表ベクトル、または、ある代表ベクトルからの変化量を保持するベクトル変化量、または、複数の代表ベクトルを補間するための補間率を含めることを特徴とする請求項6または請求項8に記載のテクスチャ符号化装置。
- 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得するテクスチャデータ取得手段と、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割するブロック分割手段と、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行なうブロックデータ符号化手段と、
前記符号化されたブロックデータを連結し、テクスチャ群の符号化データを生成するブロックデータ連結手段と、
前記生成されたテクスチャ群の符号化データを出力する出力手段と、を具備し、
前記ブロックデータ符号化手段は、
各前記分割されたブロックデータからベクトル量子化により複数の代表ベクトルを算出するベクトル算出手段と、
各ブロックデータに対応する複数の代表ベクトルを含むコードブックデータと、各前記ブロックデータ内の各ピクセルデータがどの代表ベクトルに対応するかの情報であるインデックスデータとを作成する作成手段と、を含み、
前記ブロックデータ符号化手段は、各ピクセルデータのベクトルの成分が、色情報、透過度情報、法線ベクトル情報、深度情報、照明効果情報、グラフィックスデータの作成において必要となるベクトル情報からなるブロックデータを符号化することを特徴とするテクスチャ符号化装置。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得するテクスチャデータ取得手段と、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割するブロック分割手段と、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行なうブロックデータ符号化手段と、
前記符号化されたブロックデータを連結し、テクスチャ群の符号化データを生成するブロックデータ連結手段と、
前記生成されたテクスチャ群の符号化データを出力する出力手段と、を具備し、
前記ブロックデータ符号化手段は、復号の元データとして利用されるコードブックデータ、および、各ピクセルの復号方法を識別するためのインデックスデータを作成する作成手段を含み、
前記符号化されたブロックデータは、前記コードブックデータおよび前記インデックスデータを含み、
前記ブロックデータ符号化手段は、各ピクセルデータのベクトルの成分が、色情報、透過度情報、法線ベクトル情報、深度情報、照明効果情報、グラフィックスデータの作成において必要となるベクトル情報からなるブロックデータを符号化することを特徴とするテクスチャ符号化装置。 - 前記ブロックデータ符号化手段は、前記成分のうちの1つ以上の異なる成分を組み合わせてベクトル化し、ベクトル量子化の際に、各前記成分の変化の特性に応じて、前記インデックスデータを成分ごとに割り当てたり、前記コードブックデータを成分ごとに割り当てたりすることを特徴とする請求項10または請求項11に記載のテクスチャ符号化装置。
- 前記ブロックデータ符号化手段は、前記成分のうち、ある変化量よりも変化の少ない成分に対して割り当てる符号量よりも、ある変化量以上に変化の多い成分に対して多くの符号量を割り当てることを特徴とする請求項10から請求項12のいずれか1項に記載のテクスチャ符号化装置。
- 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群の符号化データを取得する符号化データ取得手段と、
前記符号化データに含まれるブロックのサイズを固定ブロックサイズに変換する符号化データ変換手段と、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータを取得する指定データ取得手段と、
前記変換された符号化データの中から、前記テクスチャ座標および前記条件パラメータに対応するブロックデータを抽出するブロックデータ抽出手段と、
前記抽出されたブロックデータを復号するブロックデータ復号化手段と、
前記復号されたデータをもとにピクセルデータを算出するピクセルデータ算出手段と、
前記算出されたピクセルデータを出力するピクセルデータ出力手段と、を具備することを特徴とするテクスチャ復号化装置。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群の符号化データを取得する符号化データ取得手段と、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータを取得する指定データ取得手段と、
前記符号化データの中から、前記テクスチャ座標および前記条件パラメータに対応するブロックデータを抽出するブロックデータ抽出手段と、
前記抽出されたブロックデータを復号するブロックデータ復号化手段と、
前記復号されたデータをもとにピクセルデータを算出するピクセルデータ算出手段と、
前記算出されたピクセルデータを出力するピクセルデータ出力手段と、を具備し、
前記符号化データ変換手段は、請求項1に記載の分割が行なわれた符号化データを、請求項2に記載のブロック化が行なわれた符号化データに変換することを特徴とするテクスチャ復号化装置。 - テクスチャマッピングの対象となるグラフィックスデータ、および、テクスチャマッピングの手法を指定するマッピングパラメータを取得する取得手段と、
前記マッピングパラメータを参照して、前記ピクセルデータを、前記グラフィックスデータにマッピングするマッピング手段と、
前記マッピングされたグラフィックスデータを出力するグラフィックスデータ出力手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項14または請求項15に記載のテクスチャ復号化装置。 - 前記符号化データ取得手段は、請求項2記載のブロック分割手段を用いたテクスチャ符号化装置によって符号化されたデータを取得し、
前記ブロックデータ抽出手段は、請求項2記載のブロック化にしたがって、ブロックデータにアクセスすることを特徴とする請求項14から請求項16のいずれか1項に記載のテクスチャ復号化装置。 - 前記符号化データ取得手段は、請求項1記載のブロック分割手段を用いたテクスチャ符号化装置によって符号化されたデータを取得し、
前記ブロックデータ抽出手段は、ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータに加えて、前記テクスチャ座標や前記条件パラメータをもとにアクセスするべきブロックデータを決定するためのテーブルデータであるブロック指定データも入力し、
前記テクスチャ座標、前記条件パラメータ、前記ブロック指定データに基づいて、アクセスするべきブロックデータを決定して、ブロックデータを抽出することを特徴とする請求項14から請求項16のいずれか1項に記載のテクスチャ復号化装置。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群の符号化データを取得する符号化データ取得手段と、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータを取得する指定データ取得手段と、
前記符号化データの中から、前記テクスチャ座標および前記条件パラメータに対応するブロックデータを抽出するブロックデータ抽出手段と、
前記抽出されたブロックデータを復号するブロックデータ復号化手段と、
前記復号されたデータをもとにピクセルデータを算出するピクセルデータ算出手段と、
前記算出されたピクセルデータを出力するピクセルデータ出力手段と、を具備し、
前記符号化データ取得手段は、請求項1記載のブロック分割手段を用いたテクスチャ符号化装置によって符号化されたデータを取得し、
前記ブロックデータ抽出手段は、ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータに加えて、前記テクスチャ座標や前記条件パラメータをもとにアクセスするべきブロックデータを決定するためのテーブルデータであるブロック指定データも入力し、
前記テクスチャ座標、前記条件パラメータ、前記ブロック指定データに基づいて、アクセスするべきブロックデータを決定して、ブロックデータを抽出することを特徴とするテクスチャ復号化装置。 - テクスチャマッピングの対象となるグラフィックスデータ、および、テクスチャマッピングの手法を指定するマッピングパラメータを取得する取得手段と、
前記マッピングパラメータを参照して、前記ピクセルデータを、前記グラフィックスデータにマッピングするマッピング手段と、
前記マッピングされたグラフィックスデータを出力するグラフィックスデータ出力手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項19に記載のテクスチャ復号化装置。 - 前記ブロックデータ抽出手段は、前記条件を指定する条件パラメータが符号化されたテクスチャ群の中の取得条件または作成条件とちょうど適合するものが存在しない場合には、アクセスするべきブロックデータが2以上になり、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標、前記条件パラメータ、前記テクスチャ座標や前記条件パラメータをもとにアクセスするべきブロックデータを決定するためのテーブルデータであるブロック指定データによって、いくつのブロックデータにアクセスするべきかを決定して、必要となる全てのブロックデータを抽出し、
前記符号化データが、ブロック化されている場合には、一度に複数の条件のピクセルデータを抽出することを特徴とする請求項14から請求項16のいずれか1項に記載のテクスチャ復号化装置。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群の符号化データを取得する符号化データ取得手段と、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータを取得する指定データ取得手段と、
前記符号化データの中から、前記テクスチャ座標および前記条件パラメータに対応するブロックデータを抽出するブロックデータ抽出手段と、
前記抽出されたブロックデータを復号するブロックデータ復号化手段と、
前記復号されたデータをもとにピクセルデータを算出するピクセルデータ算出手段と、
前記算出されたピクセルデータを出力するピクセルデータ出力手段と、を具備し、
前記ブロックデータ抽出手段は、前記条件を指定する条件パラメータが符号化されたテクスチャ群の中の取得条件または作成条件とちょうど適合するものが存在しない場合には、アクセスするべきブロックデータが2以上になり、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標、前記条件パラメータ、前記テクスチャ座標や前記条件パラメータをもとにアクセスするべきブロックデータを決定するためのテーブルデータであるブロック指定データによって、いくつのブロックデータにアクセスするべきかを決定して、必要となる全てのブロックデータを抽出し、
前記符号化データが、ブロック化されている場合には、一度に複数の条件のピクセルデータを抽出することを特徴とするテクスチャ復号化装置。 - テクスチャマッピングの対象となるグラフィックスデータ、および、テクスチャマッピングの手法を指定するマッピングパラメータを取得する取得手段と、
前記マッピングパラメータを参照して、前記ピクセルデータを、前記グラフィックスデータにマッピングするマッピング手段と、
前記マッピングされたグラフィックスデータを出力するグラフィックスデータ出力手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項22に記載のテクスチャ復号化装置。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得し、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割し、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行い、
前記符号化されたブロックデータのそれぞれの符号化誤差を算出し、
ブロックデータごとに、前記算出された符号化誤差と、符号化誤差がある範囲内である許容条件とを比較し、
前記算出された符号化誤差が前記許容条件を満たすブロックデータについては、前記符号化されたブロックデータのそれぞれを連結し、
前記連結されたブロックデータをテクスチャ群の符号化データとして出力し、
前記算出された符号化誤差が前記許容条件を満たさないブロックデータについては、該ブロックデータを前記分割されたブロックデータよりも小さいデータ量を有するブロックデータに分割することを特徴とするテクスチャ符号化方法。 - 複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群の符号化データを取得し、
前記符号化データに含まれるブロックのサイズを固定ブロックサイズに変換し、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータを取得し、
前記変換された符号化データの中から、前記テクスチャ座標および前記条件パラメータに対応するブロックデータを抽出し、
前記抽出されたブロックデータを復号し、
前記復号されたデータをもとにピクセルデータを算出し、
前記算出されたピクセルデータを出力することを特徴とするテクスチャ復号化方法。 - コンピュータを、
複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群のデータを取得するテクスチャ取得手段と、
前記テクスチャ群のうち、前記条件に対応する値がある第1範囲内にあり、かつ、ピクセル位置がある第2範囲内にある複数のピクセルデータを1つの集まりとしてブロック化して、前記テクスチャ群のデータを複数のブロックデータに分割するブロック分割手段と、
前記分割されたブロックデータのそれぞれに対して、符号化を行なうブロックデータ符号化手段と、
前記符号化されたブロックデータのそれぞれの符号化誤差を算出する誤差算出手段と、
ブロックデータごとに、前記算出された符号化誤差と、符号化誤差がある範囲内である許容条件とを比較する比較手段と、
前記算出された符号化誤差が前記許容条件を満たすブロックデータについては、前記符号化されたブロックデータのそれぞれを連結するブロックデータ連結手段と、
前記連結されたブロックデータをテクスチャ群の符号化データとして出力する出力手段として機能させ、
前記算出された符号化誤差が前記許容条件を満たさないブロックデータについては、前記ブロック分割手段が、該ブロックデータを前記分割されたブロックデータよりも小さいデータ量を有するブロックデータに分割することを特徴とするテクスチャ符号化プログラム。 - コンピュータを、
複数の異なる条件で取得あるいは作成したテクスチャ群の符号化データを取得する符号化データ取得手段と、
前記符号化データに含まれるブロックのサイズを固定ブロックサイズに変換する符号化データ変換手段と、
ピクセル位置を指定するテクスチャ座標および前記条件を指定する条件パラメータを取得する指定データ取得手段と、
前記変換された符号化データの中から、前記テクスチャ座標および前記条件パラメータに対応するブロックデータを抽出するブロックデータ抽出手段と、
前記抽出されたブロックデータを復号するブロックデータ復号化手段と、
前記復号されたデータをもとにピクセルデータを算出するピクセルデータ算出手段と、
前記算出されたピクセルデータを出力するピクセルデータ出力手段として機能させるためのテクスチャ復号化プログラム。
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