【発明の詳細な説明】
一定フォーマットのディジタル地図画像を発生する方法及び装置
〔発明の分野〕
本発明は、一般的には画像処理に関する。更に特別には、本発明は、印刷され
た地図を特定のフォーマットでディジタルに格納される画像に変換する方法に関
する。
〔発明の背景〕
現在は、地図画像を発生し表示できるコンピュータシステムが一般的に利用で
きる。地図画像を提供するコンピュータシステムは、典型的には、例えば二次記
憶装置のような自己のメモリーシステム中に、地図画像に対応するデータを格納
している。地図画像データがビットマップとして格納されている場合には、表示
する際に直接読込まれる。又は、地図画像データがデータベース中に情報として
格納され、コンピュータシステムがそのデータベース情報から独立に地図画像を
発生することもできる。
コンピュータが発生する地図画像の最も一般的な用途は、例えば「ムービング
マップ」システムのような画像ナビゲーションシステムである。例えば日本東京
のPioneer Electronicsは、自動車のような輸送手段のためのムービングマップ
システムを設計した。ムービングマップシステムは、グローバルポジショニング
システム（ＧＰＳ）衛星からデータを受信し、輸送手段の現在位置を決定する。
ムービングマップシステムは、このデータを用いてシステム中で例えばCD-ROMに
格納されている地理的データを選択し、それから現在位置の地図画像を読込んで
表示する。地図画像は、実際には、輸送手段が一つの地理的位置から他の地理的
位置に移動するに従って発生される複数の画像の組合せを変化させて地図が動く
ように見せる。地図画像上のカーソルが、輸送手段の運転者に現在の輸送手段の
位置を示し、地図画像で運転者を案内する。
現在の地図画像を表示するためのコンピュータシステムの欠点は、それらが表
示する地図画像の品質が悪いことである。データベース中のデータから地図画像
を発生するシステムにおいては、地図画像の細部がおろそかにされている。デー
タベースのフィールド中に記録されている地理的対象のみが画像上に現れる。例
えば、地図データベースは対象の地図上における位置を定めるためのフィールド
を含むが、高低のような位相的な特徴を表示するためのフィールドは具えていな
い。他方、ビットマップとして詳細な地図画像を格納しているシステムは、一定
フォーマットの画像を格納していない。一定フォーマットではない場合、ビット
マップ画像のサイズが変化し、地図画像上の輸送手段の位置の正確な決定及び表
示が困難になる。サイズの変化は更に、一つのサイズの画像が他のサイズの画像
で置換えられる際にスクリーン上にギャップを残す。種々の画像は、出来が悪く
て各ピース間のギャップなしにそれらを合わせることができないパズルのピース
のようなものである。
本発明の一つの目的は、従って、一定フォーマットで高度に詳細な地図画像を
与えるための方法を提供することにある。このフォーマットは、コンピュータシ
ステムが地図画像上にカーソル（即ち対象の点）を表示することができ、輸送手
段の地理的位置を正確に示すことができるものでなければならない。このフオー
マットは、更に、一つの画像が他の画像に置換わる際に、地図画像が継ぎ目なし
に相互に一致しディスプレイ上にギャップが現れないようにするものでなければ
ならない。ムービングマップシステムで使用する場合には、地図画像は、輸送手
段が一つの地理的範囲から他の地理的範囲へそれぞれの地図画像を超えて移動す
る際にも一つの画像のように見えなければならない。本発明の他の目的は、コン
ピュータシステムに容易に読込むための一定フォーマットの地図画像が格納され
る装置を提供することにある。
本発明のこれら及び他の目的は、以下に述べる好ましい実施例の詳細な説明か
ら更に明らかとなろう。
〔本発明の要約〕
本発明によれば、コンピュータを使用して一定フォーマットのディジタル地図
画像を発生する方法が示され且つ説明される。この方法においては、印刷された
地図に対応するビットマップ地図画像が具えられる。次にビットマップ地図画像
が取り込まれ、例えば１度×１度のような所望の地理的範囲に対応する地図画像
が選択される。選択された地図画像の境界は選択的に移動され、地理的範囲が例
えば長方形の碁盤目状に形成される。次に選択された地図画像は、所定のピクセ
ル範囲を含むようにサイズが変換される。ここでは、地図画像は一定フォーマッ
トであり、次に例えば位置のような参照点の識別子及び地図画像によって表され
る地理的範囲のサイズと共に格納される。例えば、識別子は地図画像を含むコン
ピュータ読取り可能ファイルの名称である。
最初にビットマップ化される地図画像は、印刷された地図から、スキャンニン
グ又は他の印刷された画像を電子画像に変換するための既知の技術によって得る
ことができる。所望の地理的範囲は、緯度線及び経度線のような網目状の線を参
照して決定することができる。
本発明による装置は、コンピュータが読取り可能な形式で複数のビットマップ
地図画像を格納するCD-ROMのような記憶媒体を具えることができる。各画像は、
予め定められたピクセル範囲及び参照点の識別子及び地図画像によって表される
地理的範囲のサイズを有する。識別子は、画像ファイルの名称であることが好ま
しい。
本発明の方法に用いられるCD-ROM及び他のデバイスは、種々の方法で用いるこ
とができる地図画像を独特な方法で記憶する。地図画像は、自動車、飛行機、又
は他の輸送手段が一つの地理的位置から他の地理的位置に移動する際にディスプ
レイ上に詳細な画像情報を表示することが望まれる、ムービングマップシステム
において特に有効である。他の有効な用途は、受注による地図の作成及び印刷の
用途である。例えば、多数の地図画像をCD-ROMから読込み、計画された旅行ルー
トをカバーする大きい地図に組合せることができる。次に、その地図画像を印刷
する。
これらの利点及び他の利点並びに本発明の特徴は、以下に添付の図面を参照し
て行われる好ましい実施例の説明から明らかとなろう。
〔図面の簡単な説明〕
図１は、本発明により、印刷された地図をビットマップ地図画像に変換するた
めのコンピュータシステムを示す説明図である。
図２は、本発明の方法を用いて、印刷された地図を物理的に切断し、分割し、
編集する方法を示す説明図である。
図３は、本発明による方法の主なステップのフローチャートである。
図４は、図３の変換ステップのフローチャートである。
図５は、図３のフォーマッティングステップのフローチャートである。
図６は、図３の格納ステップのフローチャートである。
図７は、本発明により、二つの印刷された地図から地図画像を作成する方法を
示す説明図である。
〔好ましい実施例の詳細な説明〕
図１においては、コンピュータ12、スキャナ14及びCD-ROM上に格納するための
ＣＤ記録デバイス16が図示されている。以下に詳細に説明するように、印刷され
た地図をスキャナ14によってスキャンし、ディジタル電子地図画像に変換する。
印刷された地図とは、紙又は人間が認識し得る形状の他の媒体上に物理的に描か
れた地図を意味し、コンピュータディスプレイスクリーン上又はコンピュータメ
モリー中に存在する地図画像に対比されるものである。次に、これらの地図画像
を、コンピュータ12上で動作するソフトウェアを用いて、独特な一定のフォーマ
ットに編集する。次に、編集した画像を、デバイス16を用いてCD-ROM(リードオ
ンリーメモリー）上にディレクトリと共に格納し、これにより、CD-ROMをCD-ROM
ドライブで読出し、画像を容易に読込むことかできるようにする。
上述のデバイスは一般的なものである。スキャナ14は、印刷された地図をディ
スク又はテープのような媒体上のコンピュータ読取り可能ファイルに格納できる
電子画像に変換できるものであれば、どのような型のスキャンニング装置を用い
てもよい。好ましい実施例においては、スキャンニング面が大きいという理由に
よりドラムスキャナを用いる。コンピュータ12は、パーソナルコンピュータ、ワ
ークステーション又は電子ファイルに含まれる画像を編集できる他の装置であっ
てもよい。好ましい実施例においては、コンピュータ12は、ハードディスクドラ
イブ及びテープドライブを具えるパーソナルコンピュータである。コンピュータ
は、カリフォルニア州マウンテンビューのAdobe System Incorporatedから市販
されているAdobe Photoshop(商標)コンピュータプログラムのような画像編集ソ
フトウェアが動作するものである。デバイス16はCD-ROM上にデータを書込むこと
ができるＣＤ記録デバイスである。このデバイスの好ましい形は、適当なソフト
ウェアにより、記録可能コンパクトディスクに一度だけ書込むためのＪＶＣモデ
ルXR-W2OO0 ＣＤ記録ドライブ（パーソナルアーカイバ又はＲＯＭメーカー）で
ある。好ましい実施例においては、デバイス16は、更に、地図画像を読取ってCD
-ROM上に画像データを書込むためのハードディスクドライブを具える。好ましい
実施例は、地図画像をスキャナ14からコンピュータ12に移すためのテープ及び画
像をコンピュータ12からCD-ROMデバイス16に移すためのネットワークを用いる。
データは更にこれらの装置間で他の方法により移動できることは勿論である。地
図画像データは、例えば電線を通して、ディスクにより、又は装置間でデータを
転送するための他の既知の方法を用いて、転送により移動することができる。
図２Ａ−Ｄは、本発明により、印刷された地図を一定フォーマットのディジタ
ル地図画像に変換するための方法のステップを説明するものである。主なステッ
プは図３のフローチャートに示されており、更に細部のステップは図４−６に示
された主ステップを含む。
図３によれば、本発明の方法における第１ステップは、印刷された地図をコン
ピュータ又は等価の装置で編集できるビットマップ地図画像に変換することであ
る(40)。当該分野で既知のように、ビットマップ画像は、各ピクセルが１又は複
数ビット例えばピクセル当たり８ビットで表されるラスター画像である。次に、
地図画像を、コンピュータを用いて一定フォーマットに編集する(42)。最後に、
編集した地図画像を例えばCD-ROM上に格納し、これによりコンピュータ又は等価
の装置で迅速に読込むことが可能になる(44)。
図４は変換ステップ40の細部を示す。印刷された地図が著しく大きいサイズの
場合は、切断するか又は他の方法でスキャナ14に適する部分に分割しなければな
らない(46)。例えば、図２Ａは印刷された合衆国の地図を示す。スキャナに適合
させるために、通常は、例えば多くの地図に記載されている緯度線及び経度線の
ような参照線に沿って印刷された地図を切断する。図２Ｂは、緯度線47及び経度
線49を含む部分を切断することを示す。他の参照線として、都市地図にしばしば
用いられる文字線及び数字線を含むものであってもよい。切断部分は、地図全体
を切断しスキャンするために必要な労力を最小にすることができる大きさである
ことが望ましい。
次に地図の切断部分をスキャンし、それらをディジタル画像に変換する(48)。
画像をスキャンニングできるスキャナはどれでも同様に動作する。しかしながら
好ましい実施例においては、大きい地図部分をスキャンできるという理由からド
ラムスキャナが用いられる。これに代えて、ディジタル形式で格納するために画
像を取込むディジタルビデオカメラのような、印刷された地図をディジタル画像
に変換できる他の装置を用いてもよい。
次に、ディジタル地図画像を、例えば地図の名称のようなそれらの内容を示す
通常の識別子及び地図の範囲と共にテープに格納する(50)。
図５はディジタル地図画像を一定フォーマットの画像に編集するステップを含
む細部のステップを示す。スキャナから又は他のソースからのいずれの地図画像
ファイルであっても、ビットマップ地図画像ファイルをコンピュータ12にロード
し、画像編集ソフトウェアを用いて編集する(60)。図２Ｂはそのような地図画像
の例を示す。画像編集ソフトウェアを用いてビットマップ地図画像を取込み、例
えば緯度１度×経度１度の範囲のような所望の地理的範囲に対応する地図画像を
選択する(62)。この範囲は、選択された地図の型の全ての地図画像を取込む範囲
とすることが望ましい。図２Ｃは取込まれた画像を示す。
取込まれた地図画像においては、緯度線47は上方に湾曲し且つ経度線49は内側
にテーパーが付いているので、参照網目線（図２Ａ−Ｄの地図においては緯度線
及び経度線）間の範囲が長方形ではないことが明らかである。この不規則な形状
は二つの問題を提起する。第１は、１度×１度の地図画像の実際のサイズが変化
することである。赤道に近い座標を持つ画像は、極に近い座標を持つ画像より大
きい。このため、画像での位置と地図での位置との間のピクセルの関係が各地図
によって異なるので、地図画像上に一つの点を位置させることが困難になる。例
えば、一つの地図画像が全幅 600ピクセルであり、他の地図画像が全幅 400ピク
セルであるとすると、参照線について200番目のピクセルはそれぞれの地図画像
で異なる地図位置を表すことになる。第２は、地図画像の形状が例えば長方形、
三角形等のように、相互に継ぎ目なしに一致するような規則的な形状ではないこ
とである。規則的な形状のこれらの型は、時には碁盤目状と呼ばれる。不規則な
形状は、一度分割されてビットマップとして格納された後は、電子的に継ぎ目な
しに繋ぎ合わせることができない。このような困難性を克服するため、画像編集
ソフトウェアを用いて画像を編集する。しかしながら、編集処理を開始する前に
画像を適切な方向に回転させることが必要な場合がある(64,66)。これは、初め
にスキャンされた時にビットマップ地図画像が誤った方向になっているような場
合に必要になる。
画像を適切な方向に向けた後、画像編集ソフトウェアを用いて一定フォーマッ
トに編集する(68)。例えば、Adobe Photoshop(商標)プログラムにおいては、種
々の機能の中から、傾斜及び曲げ機能を用いて画像を処理する。しかしながら、
取込んだ画像のサイズにより、最初に編集し易いように四分割することがある。
この分割は、取込みツールで再び行われることがある。
緯度線及び経度線（又は他の参照網目線）に沿って画像を長方形にするため、
これらの線を含むようにビットマップ地図画像を取込む。取込んだ画像の境界の
隅が、ここでは、編集ツールを用いて地理的範囲を長方形にするために選択的に
動かすことができる「ハンドル」を持つ。湾曲した緯度線47を直線にするため、
例えば、その線の一端のハンドルを選択し、線が直線になるまで移動する。同様
に、経度線49の一端を移動させ、その線が直線となった緯度線47に直交するよう
にする。必要な場合、ここで長方形になった地理的範囲を含む選択された地図画
像を更に取込み、画像範囲を地理的範囲に合致させる。この取込みステップは、
最初の取込みで地理的範囲より大きく取込んだ場合に必要になる。次に、この処
理を隣接する四分割画像に対して実行し、画像を所望の一定フォーマットの画像
に再構成する。
次に、予め定められたピクセル範囲を含むように、選択された地図画像のサイ
ズを修正する(70)。このステップを実行するためにはImage Sizeコマンドを用い
ることができる。好ましいピクセル範囲は、幅 720ピクセル及び高さ 900ピクセ
ルの長方形である。
編集された画像のカラーモードがＣＭＹＫの場合、次に、モードをＣＭＹＫか
らＲＧＢに変換し、地図画像をコンピュータディスプレイ上に表示できるように
する(72)。ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）は、カラー画
像を印刷するために用いられる減色である。一つの頁でこれらのカラーインクを
加え合わせるとそれぞれが光スペクトルを吸収するので、四つの色を加え合わせ
ると黒になる。他方、ＲＧＢ（レッド、グリーン及びブルー）は加色である。加
色は、全て組合せると白い光を生成する。加色は、照明、ビデオ、フィルムレコ
ーダ及びディスプレイモニターで用いられる。これらの地図画像は先ずディスプ
レイスクリーン上で見られるようにするものであるため、それらのカラーモード
をＣＭＹＫからＲＧＢに変換することが望ましい。勿論、この変換は、地図画像
が最初にＲＧＢモードではない場合のみ必要である。
時には、地図画像の焦点が充分に合っておらず、シャープにして明瞭度を上げ
なければならない場合がある。必要ならば、これを、画像編集ソフトウェア中の
シャープ化ツールを用い、画像のピクセル間のコントラストを増すことによって
実行することができる(74)。
フォーマッティング処理の最後のステップは、選択された全ての地図画像の同
じカラーを、全ての画像に共通のカラーパレットのカラーに変換することである
(76)。同一のカラーパレットを用いることにより、同一の型の特徴について全て
の地図が同一のカラーを持つ。従って、複数の地図画像にまたがる「動き」が継
ぎ目なく見える。この実施例においては、共通のカラーパレットはデフォルトパ
レットである。
画像編集が完了した後、画像を後刻の参照に備えて格納する。図６は画像格納
を含むステップを示す。例えば西及び北の地図境界の緯度線と経度線との交点の
ような、ピクセル範囲の参照点を決定する(80)。この参照点は地理的位置のイン
ジケータといえる。更に、例えば１度×１度のように地図画像の地理的範囲を決
定する(82)。次に、参照点の識別子及び地理的範囲のサイズと共に地図画像を格
納する(84)。好ましい実施例においては、識別子は画像を含むコンピュータ読取
り可能ファイルの名称であり、例えばＷ121＿46である。Ｗは地理的範囲のサイ
ズを示し、数字は参照点を示す。勿論、識別子は、例えばルックアップテーブル
へのインデックスにように、基本的に地図の地理的範囲を特定するために用いる
ことができるものならばどのような文字列であってもよい。勿論、画像とその画
像によって表される地理的範囲についての参照点を反映する限りにおいて、他の
ネーミングの慣例を用いることができる。全ての地図画像が同一のピクセル範囲
を持つので、この情報から、地図画像中の位置を正確に決定することができる。
次の処理は、地理的位置をピクセル座標に翻訳する簡単な処理である。
この処理を繰り返して、１又は複数の印刷された地図を複数のディジタル地図
画像に変換する。好ましい実施例においては、編集された地図画像を、ファイル
ディレクトリと共にネットワーク記憶装置に格納する。画像を、そこからCD-ROM
デバイス16に結合されているハードディスクドライブに転送する。デバイス16が
そのドライブから画像及びファイルディレクトリを読出し、それをコンパクトデ
ィスクに書込む。その結果、ディスクが一定フォーマットの多数の地図画像を含
むことになり、従って、表示及び印刷のために、それらの全てについて、個々に
且つ正確に読込むことができるようになる。
或る環境においては、所望の地図画像が別個に印刷された地図上に部分的に現
れる場合に、追加の編集が必要である。例えば、図７に示すように、１度平方の
切断部分が地図の反対側で重なる場合がある。それらの各部分を、先ずビットマ
ップ地図画像としてスキャンする。次に、所望の地図画像の部分をビットマップ
地図画像から個別に取込む。次に二つの取込み部分を合わせて一つの地図画像に
し、これを上述の方法で編集する。
本発明の原理を好ましい実施例に基づいて図示し説明したので、実施例の構成
及び細部において上記原理から逸脱せずに変更可能であることが、当業者には明
らかとなった。例えば、緯度線及び経度線の位置とは異なる参照点を用いること
ができる。或る環境において、スキャンニングなしでビットマップ地図画像が既
に利用可能である場合、本発明の方法はビットマップ地図画像を具えることから
始められる。
本発明の原理を適用できる多くの実施例が可能であるとの観点から、上述の実
施例は、単に本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の範囲を限定するもので
はないことが認識されるべきである。むしろ、本発明は請求項によって決定され
る。従って、この発明として、これらの請求の範囲及び精神の及ぶ全てのそのよ
うな実施例について請求項が作成される。
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１２月２２日（１９９８．１２．２２）
【補正内容】
請求の範囲
１．コンピュータで、印刷された地図をディジタル地図画像に変換する方法であ
って、
印刷された地図を、印刷された地図に対応するビットマップ地図画像に変換
すること、
所望の地理的範囲に対応する地図画像を選択するため、ビットマップ地図画
像を取込むこと、
地理的範囲を碁盤目状に成形するため、選択された地図画像の境界を移動す
ること、
所定のピクセル範囲を含むように、選択された地図画像のサイズを決定する
こと、及び
参照点の識別子及び選択された地図画像によって表される地理的範囲のサイ
ズと共に、選択された地図画像を格納すること
を含む方法。
２．印刷された地図から、各々が所定のピクセル範囲の一定フォーマット及び参
照点の識別子及び地理的範囲のサイズを持つ複数のディジタル地図画像を生成
するために、各ステップを繰り返すことを含む請求項１に記載の方法。
３．識別子が、地図画像を含むコンピュータ読取り可能ファイルの名称である請
求項１に記載の方法。
４．格納するステップが、選択された地図画像をCD-ROM上に格納することを含む
請求項１に記載の方法。
５．所望の地理的範囲を参照網目線によって定義し、選択された地図画像を定義
の網目線中に取込むことを含む請求項１に記載の方法。
６．参照網目線が、緯度線及び経度線である請求項１に記載の方法。
７．地理的範囲のサイズが１度×１度である請求項１に記載の方法。
８．選択された地図画像が所望の地理的範囲を含み、画像範囲を碁盤目状地理的
範囲に合致させるために必要な場合は、更に選択された地図画像を取込むこと
を含む請求項１に記載の方法。
９．変換するステップが、印刷された地図をスキャナで電子的にスキャンニング
し、ディジタルビットマップ画像を生成することを含む請求項１に記載の方法
。
10．取込むステップが、選択された画像より小さい画像として取込み、それを動
かし、サイズを定め、合体させて選択された画像にし、それを格納することを
含む請求項１に記載の方法。
11．各ステップを繰り返して、印刷された地図から複数のディジタル地図画像を
生成することを含み、各選択された地図画像のカラーを、全ての選択された地
図画像に共通のカラーパレットのカラーに変換することを含む請求項１に記載
の方法。
12．複数のディジタル地図画像を生成するための装置であって、
ビットマップ地図画像をコンピュータ読取り可能の形式で格納するためにコ
ンピュータシステムにおいて用いられる記憶媒体、及び
各画像が所定のピクセル範囲及び参照点の識別子及び地図画像によって表さ
れる範囲と同じ碁盤目状地理的範囲のサイズを持つ、媒体上のコンピュータ読
取り可能ファイルに格納された複数のビットマップ地図画像
を具える装置。
13．記憶媒体が、CD-ROMである請求項１２に記載の装置。
14．識別子が、地図画像を含むコンピュータ読取り可能ファイルの名称である請
求項１２に記載の装置。
15．コンピュータで、一定フォーマットのディジタル地図画像を発生する方法で
あって、
印刷された地図に対応するビットマップ地図画像を生成すること、
所望の地理的範囲に対応する地図画像を選択するため、ビットマップ地図画
像を取込むこと、
地理的範囲を碁盤目状に成形するため、選択された地図画像の境界を移動す
ること、
所定のピクセル範囲を含むように、選択された地図画像のサイズを決定する
こと、及び
参照点の識別子及び選択された地図画像によって表される地理的範囲のサイ
ズと共に、選択された地図画像を格納すること
を含む方法。
16．所望の地理的範囲が参照網目線によって定義され、更に、選択された地図画
像を参照網目線に取込むことを含む請求項１５に記載の方法。
17．参照網目線が、緯度線及び経度線である請求項１６に記載の方法。
18．碁盤目形状が長方形である請求項１６に記載の方法。
19．請求項１に記載のステップによって作成されたディジタル地図画像。
20．請求項１５に記載のステップによって作成されたディジタル地図画像。
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フロントページの続き
(72)発明者 ローゼ ケヴィン ジェイ
アメリカ合衆国 オレゴン州 97027 グ
ラッドストーン ダブリュー イプスウィ
ッチ 270
(72)発明者 ビーカー マシュー ティー
アメリカ合衆国 オレゴン州 97060 ト
ラウトデイル エス イー ビーヴァーク
リーク エルエヌ 2329