JPH03192474A - ３次元形状計測方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　要〕 色を用いて投影パターンを特徴づける平面コード法を用
いて、人間の顔等の３次元形状を計測する３次元形状計
測方式に関し、 投影パターンとして色で符号化されたスリット光を使用
した平面コード法において、観測画像から抽出されたス
リット像に対して途切れ・欠落に強い色の並びの復号を
可能とすることを目的とし、観測画像から各スリット像
を構成し得るスリット画素とその色を抽出するスリット
画素抽出手段と、該抽出された各スリット画素を、観測
画像上の各行毎に、所定の間隔以上となり又は同じ色と
なる隣接する２つのスリット画素が異なるグループに分
類されるように、グループ分けする画素グループ化手段
と、該分類された各グループのうち、該グループ内のス
リット画素の数がｋ個以上で、かつ該各スリット画素の
色の並びが投射側のスリット光の色の並びの一部分とな
るグループを検出し、該グループ内の各スリット画素に
該画素の色と同じ色の投射側のスリット光に付与されて
いるスリット番号を付与するグループ化画素復号手段と
、該スリット番号が付与されたスリット画素に基づいて
スリット番号を補間することにより、スリット画素抽出
手段から抽出されたスリット画素のうち、グループ化画
素復号手段によりスリット番号が付与されなかったスリ
ット画素にスリット番号を付与し、グループ化画素復号
手段によりスリット番号が付与されたスリット画素と合
わせて最終的な復号出力を出力するスリット番号補間手
段と、を有するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、色を用いて投影パターンを特徴づける平面コ
ード法を用いて、人間の顔等の３次元形状を計測する３
次元形状計測方式に関する。

〔従来の技術］ 近年、医療・個人識別・通信など多くの分野で、人間の
顔等の３次元形状を対象とした処理が盛んに行われてい
る。それに伴い、簡単に人間の顔等の３次元形状を計測
する必要性が高まっている。

３次元形状を計測する技術としては、従来、接触式・非
接触式の２種類の方式に大きく分類される。

顔も含めた人体の形状計測には、古くから接触式の計測
方式が用いられてきた。しかし接触式の方式の場合、以
下のような問題点がある。

第１に、得られた３次元データを計算機が扱える形式に
するまで手間がかかる。第２に、人体のように柔らかい
対象の形状を正確に計測することが困難である。第３に
、３次元データを対象表面上で密に採取することが困難
である。第４に、対象は長時間にわたり、成る姿勢のま
ま静止している必要がある。第５に、計測装置が大掛か
りになる。

上述のような問題点があるため、接触式の方式は、手軽
に計測できる手法であるとは言い難い。

このため現在は非接触式の方式が用いられるようになっ
てきている。

非接触式の３次元形状計測方式にも、従来、様々なもの
があるが、その一つに平面コード法と呼ばれる方式があ
る。この方式は、文献「山水、田宗、田村：“距離画像
の入力と処理”、電子情報通信学会技術速報ＩＥ８６−
１２８（１９８７−３）、　Ｊに詳細に記載されている
。平面コード法は、符号化された１枚のパターン光を対
象に投影し、それを撮影することで、光の投影方向から
見て得られる情報と等価な情報を、対象を撮影した観測
画像から得られるようにしたものである。この手法を用
いると、１枚の観測画像から３次元形状を算出するため
に必要な情報を全て得ることができる。平面コード法を
他の非接触式の手法と比べると次のような特徴がある。

第１に、多眼視性のように対象を異なる方向から撮影し
て複数の画像の間で対応をとる必要が無い。このため、
°対象の姿勢を制限したり、対象の表面に目印を付ける
必要が無い。第２に、光ビームで走査する方式のように
対象を複数回撮影する必要が無いため、対象は長時間に
わたり静止している必要が無い。第３に、レーザ・超音
波などを用いる手法に比べ簡単な装置で計測を行なえる
。

このように平面コード法は、比較的簡単な装置で、被験
者の姿勢に余り制限を付けず、特に人体の形状測定等の
場合、人間の静止可能時間よりもはるかに短い撮影時間
で対象の３次元データを得ることが可能であり、人間の
顔等の３次元形状計測に適した方式である。

平面コード法では、投影側のパターン光と観測画像中の
パターン像との間で対応づけを行い、観測画像に含まれ
ている、光の投影方向から見て得られる情報と等価な情
報を抽出する必要がある。

その際、投影するパターン光が均一であると互いに区別
がなくなるため、対応づけを自動的に行うことが困難と
なる。

そこで、色を用いてパターン光を特徴づけ、色の並び方
で対応づけに必要な情報を符号化する方式が提案されて
いる。この方式は、文献「米沢。

玉量：　“°符号化格子を用いた物体形状の計測゛。

電子情報通信学会論文誌り分冊、　Ｊ６１−Ｄ、６．ｐ
ｐ、４１１４１８（１９７Ｂ−６）、　Ｊ及びｒＫ、Ｌ
、Ｂｏｙｅｒ　ａｎｄ　Ａ、Ｃ，Ｋａｋ：”Ｃｏ１ｏｒ
−Ｅｎｃｏｄｅｄ　　５ｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　　Ｌｉｇ
ｈｔ　　ｆｏｒ　ＲａｐｉｄＡｃｔｉｖｅ　Ｒａｎｇｉ
ｎｇ−ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　Ｐａｔｔｅｒｎ　Ａｎ
ａｌ、　＆Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎｔｅｌｌ、、ＰＡＭＩ
−９，Ｌ、ｐｐ、１４−２７（１９８７−１）、」に詳
細に記載されている。この方式を用いると、観測画像か
らパターン像を抽出し、その色の並び方を復号すること
で、投射されたパターン光と観測されたパターン像との
対応づけの自動化が可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の色を用いてパターン光を特徴づける従来
方式において、人間の顔のように形状が複雑で凹凸が激
しく、表面の色が一様でない物体に対し、色で特徴づけ
たパターン光を投影すると、観測画像から抽出されるパ
ターン像に途切れ・欠落が生じやすくなり、パターン像
からの色の並びの正確な復号が難しくなるという問題点
を有しいる。

この問題に対しては、パターン光の符号化方式やパター
ン像の抽出方式に工夫を加えるのみでは対処しきれない
。

本発明は、投影パターンとして色で符号化されたスリッ
ト光を使用した平面コード法において、観測画像から抽
出されたスリット像に対して途切れ・欠落に強い色の並
びの復号を可能とすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、まず、スリット番号が付与された複数のスリ
ット光を観測対象に投射し、その観測対象を撮影した観
測画像から画像上のスリット像に対応するスリット光の
スリット番号を復号し、これをもとに観測対象の３次元
形状を計測する３次元形状計測方式を前提とする。スリ
ット番号が付与された複数のスリット光は、３次元座標
系内で各々固有の投射角で観測対象に投射され、また、
ｒｉ１測画像画像影するカメラと観測対象及びスリット
光の相互の位置関係は予め設定される。そして、観測画
像上のスリット像がどのスリット番号のスリット光に関
するものであるかがわかれば、そのスリット像がどのよ
うな投射角で観測対象に投射されたかがわかり、これと
上述の位置関係とがら、当該スリット像に重なる観測対
象の部分の３次元座標系内の座標を一意に決定できる。

このようにして、観測対象の複数箇所の座標を決定する
ことにより、観測対象の３次元形状を計測できる。

この場合、観測画像のスリット像からスリット番号を決
定できるようにするために、各スリット光はｑ色（ｑは
２以上の自然数）のうち１色で特徴付けられる。また、
隣接する２本のスリット光は同色にならず、隣接するに
本（ｋは２以上の自然数）のスリット光による色の並び
方は全スリット光中に一度しか現れないように、各スリ
ット光の色がｑ色の中から設定される。

以上のようにして色分けされ、かつ各々にスリット番号
が付与された複数の平行なスリット光が、所定の３次元
座標系内の所定の座標軸に平行になるように観測対象に
投射され、その状態で該観測対象を上記所定の座標軸が
垂直方向となるように観測画像を撮影する。このように
して撮影した観測画像から各スリット光に対応するスリ
ット像とその色を検出し、該各スリット像の色の並びか
らスリット番号を復号することにより、前述したように
して観測対象の３次元形状を計測する。

以上の３次元形状計測方式を前提とする本発明のブロッ
ク図を第１図に示す。

まず、スリット画素抽出手段１０２は、観測画像１０１
から各スリット像を構成し得るスリット画素とその色を
抽出する。ここで、前述のスリット光の色の種類の数ｑ
を、例えば赤色、緑色及び青色の３色とすると、上述の
観測画像１０１は、例えばビデオカメラから出力される
赤色成分画像、緑色成分画像及び青色成分画像の３枚の
画像である。そして、上述のスリット画素抽出手段１０
２は、赤色成分画像、緑色成分画像及び青色成分画像の
各画像側に、該各画像上の各行毎に明度値が極大となる
画素をスリット画素として抽出すると共に、該各スリッ
ト画素に該画素が赤色成分画像、緑色成分画像及び青色
成分画像のどの画像内で極大となったかによって、赤色
、緑色又は青色のうちいずれかの対応する色としてスリ
ット画素の色を抽出する。

次に、画素グループ化手段１０３は、上述のようにして
抽出された各スリット画素を、観測画像１０１上の各行
毎にグループ分けする。この場合、任意の２つのスリッ
ト画素について、それらの間隔が所定の間隔以上となり
、或いはそれらの色が同じ色となる場合には、それら隣
接するスリット画素が異なるグループに分類されるよう
に、グループ分けする。

また、グループ化画素復号手段１０４は、上述のように
分類された各グループのうち、該グループ内のスリット
画素の数が前述した数であるに個以上で、かつ該各スリ
ット画素の色の並びが投射側のスリット光の色の並びの
一部分となるグループを検出する。そして、そのグルー
プ内の各スリット画素に該画素の色と同じ色の投射側の
スリット光に付与されているスリット番号を付与する。

この場合、同手段は、例えば各スリット画素のスリット
番号の復号を行うと既にスリット番号が与えられている
スリット画素との間でスリット番号の反転を生じる第１
の状態、又は各スリット画素のスリット番号の復号を行
うと１本のスリット光により生じたスリット像内に、異
なるスリット番号を持ったスリット画素が混在する第２
の状態の何れかが発生した場合には、各スリット画素の
スリット番号の復号を行わない。

更に、スリット番号補間手段１０５は、上述のようにし
てスリット番号が付与されたスリット画素に基づいてス
リット番号を補間することにより、スリット画素抽出手
段１０２から抽出されたスリット画素のうち、グループ
化画素復号手段１０４によりスリット番号が付与されな
かったスリット画素にスリット番号を付与し、グループ
化画素復号手段１０４によりスリット番号が付与された
スリット画素と合わせて最終的な復号出力１０６を出力
する。同手段は、例えば以下のような水平方向補間手段
と垂直方向補間手段とを含む。すなわち、水平方向補間
手段は、観測画像１０１の各行毎に、スリット番号が未
だ付与されていないスリット画素列が、スリット番号が
付与されているスリット画素で挟まれている場合に、該
スリット画素のスリット番号に基づいて投射側のスリッ
ト光の並びのうち対応するものを参照し、スリット番号
が付与されていない各スリット画素に該画素に対応する
投射側のスリット光に付与されているスリット番号を付
与する。垂直方向補間手段は、水平方向補間手段での処
理の後、第１の場合として、スリット番号が未だ付与さ
れていないスリット画素が、同一のスリット番号が付与
されている２つのスリット画素に８連結で挟まれて接続
する場合に、該挾まれたスリット画素に該同一のスリッ
ト番号を付与する。また、第２の場合として、スリット
番号が未だ付与されていないスリット画素が、スリット
番号が未だ付与されていない端点のスリット画素とスリ
ット番号が付与されているスリット画素に挟まれて８連
結で接続する場合に、該挟まれたスリット画素に該スリ
ット番号を付与する。

以上の構成に加えて、スリット画素抽出手段１Ｏ２から
抽出されたスリット画素に対して、以下の第１の処理〜
第４の処理を実行し、残ったスリット画素を画素グルー
プ化手段１０３に出力する前処理手段を有するように構
成してもよい。同手段は、第１の処理として、現在着目
しているスリット画素の８近傍内に異なる色を有するス
リット画素がある場合に、該着目画素を削除する。第２
の処理として、現在着目しているスリット画素の８近傍
内に他のスリット画素が３画素以上ある場合に、該着目
画素を削除する。第３の処理として、現在着目している
スリット画素の８近傍のうち、該着目画素の行とその１
行上の行とに含まれる画素にスリット画素が２つ以上あ
る場合、又は着目画素の行とその１行下の行とに含まれ
る画素にスリット画素が２つ以上ある場合に、着目画素
を削除する。そして、第４の処理として、上述の第１の
処理〜第３の処理の後、スリット画素が８連結で接続す
ることにより形成されるスリット像の長さが所定の長さ
より短ければ、該スリット像は雑音であるとして該スリ
ット像を構成するスリット画素を全て削除する。

〔作　　　用〕

本発明の前提とする色分けされたスリット光を用いる３
次元形状計測方式においては、観測画像からスリット像
を如何に正確に復号するかによって、計測精度が大きく
左右される。一般に、顔のように、表面の色が一様でな
く、複雑な形状をした物体を観測対象とすると、スリッ
ト像を抽出する際に途切れ・欠落が生じ、正しい復号が
困難となる。

そこで本発明では、スリット像に対応するスリット光の
スリット番号を復号する場合に、第１図に示される如く
、処理を複数の段階に分け、確実なものから徐々に復号
し、不確かなものに対しては、既に復号されているスリ
ット像の結果を参照し復号を行うようにしている。

すなわち、観測画像１０１からスリット画素抽出手段１
０２により、スリット像を構成する候補となるスリット
画素を抽出した後、画素グループ化手段１０３とグルー
プ化画素復号手段１０４により、まず、第１段階の復号
を行う。このうち、画素グループ化手段１０３では、予
めスリット像の途切れ・欠落の生じている可能性の高い
ところでスリット画素が別々にグループ化される。そし
て、グループ化画素復号手段１０４が、このようにして
グループ分けされたスリット画素単位で復号を行うこと
によって、間にスリット像の途切れ・欠落が生じている
２つのスリット画素に対して、連続したスリット番号が
与えられる可能性を低（することができる。この場合、
前述の第１の状態又は第２の状態の何れかが発生したら
復号は行われない。観測対象の背後にスクリーンを立て
たような場合、観測画像上のスリット像でのスリット番
号の反転はほとんど生じない。また、スリット像が１本
のスリット光により生じたものならば、そのスリット像
を構成する全ての画素に対し、同しスリット番号を与え
なければならない。従って、上述の第１及び第２の状態
を判定することにより、復号時の誤りを減少させること
ができる。

上述の第１段階の復号により得られた確実な復号結果を
用いて、スリット番号補間手段１０５で第２段階の復号
を行う。ここでは、第１段階の復号結果を用いた論理的
な補間処理により、スリット番号が与えられていなかっ
たスリット画素に適切にスリット番号を付与することが
できる。この場合、特に水平方向補間手段で水平方向の
補間処理を行うことにより、異なるスリット像に含まれ
るスリット画素に挟まれた別のスリット像のスリット画
素の補間を適切に行える。また、垂直方向補間手段で垂
直方向の補間処理を行うことにより、１本のスリット像
内でのスリット画素の補間処理を適切に行える。

以上のように、多段階に分けて復号を行うことにより、
途切れたり欠落したりしたスリット像のスリット番号も
適切に復号することが可能となる。

また、本発明では、第１図の画素グループ化手段１０３
での処理の前に、前述の前処理手段を設けることにより
、その後の復号過程での誤りを更に減少させることがで
きる。

〔実　　施　　例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例につき説明す
る。

（日の３　１の　　） まず、本発明の実施例の構成について説明する。

第２図は、３次元計測システムの基本計測装置を示した
図である。

同図において、光源２０１から発せられた光は、２０３
１〜２０３．の８本の色スリットを有するスリット板２
０２を透過することにより、色符号化されたＳ種類のス
リット光２０４Ｉ〜２０４゜に変換される。ここで、光
源２０１としては０ＨＰ（オーバーへラドプロジェクタ
）装置の光源を用い、スリット板２０２としては、ＯＨ
Ｐシート上に８本の色スリット２０４１〜２０４５を等
間隔で描いたものを用いる。色符号化されたスリット光
２０４．〜２０４．は、例えば約１ｍ離れた所に位置す
る対象２０５に投射される。

このようにスリット光２０４１〜２０４５の投射を受け
た対象２０５は、ビデオカメラである画像入力装置２０
６で撮影される。これにより、画像入力装置２０６のカ
メラフレーム（結像位置）上には、同図２０７に概念的
に示されるように、スリット光２０４の投射を受けた対
象２０５のスリット像が結像されることになる。画像入
力装置２０６としては、５１２Ｘ４８０画素、１画素が
８ｂｉｔ（２５６階調）のカラーＩＴＶカメラを用い、
同装置は対象２０５から例えば約１ｍ離れた位置に設置
する。

ここで、光源２０１と画像入力装置２０６の焦点間の距
Ｍｄ（後述する）は約０．５ｍ、光源２０１の光軸と画
像入力装置２０６の光軸は約３０’の角度をなすように
配設する。また、対象２０５の背後で光源２０１及び画
像入力装置２０６から約１．２ｍの位置に艶消し灰色の
スクリーンを置く。また、対象２０５は、スクリーンの
直前に配置し、対象２０５を画像入力装置２０６で撮影
した場合、対象２０５が撮影画面からはみ出さないよう
にする。

次に、本実施例では、画像入力装置２０６で撮影された
観測画像に対して、スリット像の復号処理を行う。その
ための復号処理部の構成を第３図に示す。

復号処理部では、第２図の画像入力装置２０６で撮影さ
れた観測画像３０１に対して、スリット候補画素抽出部
３０２、前処理部３０３、画素グループ化部３０４、グ
ループ化画素復号部３０５、水平方向補間部３０６及び
垂直方向補間部３０７の順に処理を行い、抽出された各
スリット像にスリット番号が対応付けられた最終的な復
号出力３０８を得る。これらの詳細な動作については後
述する。

（３’３゛Ｍ濱の　　　） 上記構成の３次元形状計測システムの実施例において、
まず、３次元形状を計測する場合の基本原理について以
下に説明しておく。なお、以下の説明では、第２図の光
源２０１は単に光源と呼び、画像入力装置２０６は単に
カメラと呼び、また、スリット光２０４．〜２０４ｓは
単にスリット光と呼ぶことにする。

まず、スリット板２０２からは、Ｓ種類のスリット光が
出るが、今、スリット板２０２上の各色スリット２０３
１〜２０３ｓには一連のスリット番号を付けておき、従
って、各スリット光もそれに対応して一意に決定される
ものとする。

次に、第２図の３次元形状計測システムで用いる座標系
を第４図に示す。同図の如く、原点０を光源の焦点にと
り、カメラの焦点をＸ軸上に置く。

また、Ｓ種類のスリット光は、ｙ軸に略平行となるよう
に対象２０５上の任意の点Ｐに投影されるとする。

今、スリット光が投射された対象２０５上の任意の点Ｐ
の座標Ｐ　（ｘｏ、　　ｙｏ、Ｚｏ　）は、次の式（１
）〜（３）で求めることができる。

ｘｏ＝ｚｏｃｏｔ　θ１（１） ｙｏ＝Ｊ　　　ＸＯｄ　　　　　　＋ｚｏ　　　　ｔａ
ｎ　　θｔ（２）ここで、 ｄ　＝光源とカメラの焦点間の距離 θ、＝Ｘ軸とカメラの光軸のなす角 θｔ＝ｘ−ｚ平面とカメラの光軸のなす角θＩ”Ｘ軸と
スリット光のなす角 である。また、距離ｄの具体的数値は前述した通りであ
り、また、光源及びカメラの特性を予め測定しておけば
、カメラによる観測画像中の画素の位置から０２、θ４
を求めることができる。更に、観測画像から抽出される
スリット像において、点Ｐに重なるスリット像のスリッ
ト番号が決定できればθ１を求めることができる。何故
なら、スリット番号が決定できれば、スリット光が第２
図のスリット板２０２上のどのスリットで生成されたか
がわかり、第２図の光源２０１とスリット板２０２上の
対応するスリットとの位置関係から、第３図の６１を一
意に決定できるからである。

以上のようにして、対象２０５上の適当な複数個の点Ｐ
の位置が決定できれば、３次元座標であるｘｙｚ座標上
の対象２０５の位置が決定できることになり、対象２０
５の３次元形状を計測できる。

上述の原理かられかるように、点Ｐの計測精度は次の２
つの要因により決定される。すなわち、第１の要因は、
光源・カメラ特性の測定精度であり、第２の要因は、観
測画像から抽出されたスリット像の復号精度である。

上記２つの要因を比べると、観測画像から抽出されたス
リット像の復号誤りによる影響の方が、光源・カメラ特
性の測定精度によるものよりもはるかに大きい。

本発明は、後に詳述するように、スリット像のスリット
番号の復号を正確に行うことができるスリット像の復号
処理部に特に関連するものである。

ここで、本実施例では、第２図の対象２０５への投影パ
ターンとして、色で符号化されたＳ種類のスリット光２
０４．〜２０４ｓを用いる。このスリット光は、第２図
のスリット板２０２上のＳ種類のスリット２０３重〜２
０３ｓにより発生される。

色符号化スリット光２０４１〜２０４ｓは、隣接したス
リット光に本の色の並び方から、それらのスリット番号
が一意に決定できるように、全体の配色が決められてい
る。ｑ色を用いてスリット光２０４１〜２０４．を特徴
づけるとすると、このように配色されたスリット光は、
ｑ元を用い符号長ｋを符号化させた符号系列と考えるこ
とができる。本実施例において用いるスリット光２０４
１〜２０４．は、以下の■〜■の４つの条件に従い符号
化することにする。なお、この条件は、文献「山本、田
宗２田村：　“距離画像の入力と処理°。

電子情報通信学会技術速報ＩＥ８６−１２８（１９８７
−３）、　Ｊの記載に基づいている。

■スリット光２０４１〜２０４．はｑ色を使って特徴づ
けられる。

０１本のスリット光は１色で特徴づけられる。

■隣接するスリット光は同色にならない。

■隣接したに本のスリット光による色の並び方は全スリ
ット光中に一度しか現れない。

上述の■〜■の条件に従って符号化した場合、生成され
る符号系列の最大長、すなわちスリット光の総数Ｓは、 ５＝ｑＸ、（ｑ−１）ｋ−’　＋）ｃ−１（４）となる
。理想的な状況下では、このように符号化されたスリッ
ト光２０４１〜２０４ｓを対象に投影すると、隣接した
に本のスリット像を観測画像から抽出し、その配色を調
べれば、それらに本のスリット像のスリット番号が決定
できる。しかし実際は、観測画像から抽出されるスリッ
ト像に途切れ・欠落が生じ、ｋ本の配色を調べてもスリ
ット番号が一意に決定できなかったり、正しく対応づけ
られない場合が多い。

特徴づけに用いる色の数９を増やせば、少ない本数でス
リット番号の復号が可能となり、スリット像の途切れ・
欠落の影響を受けにくくなる。しかし、スリット像の色
の判別は困難となる。特に、人間の顔のように表面の色
が均一でない物体を対象とすると、対象自体が持つ色の
影響を受けるため判別がより難しくなる。

１本のスリット光を長さ方向に分割し、ｑ色を用いてさ
らに符号化することも考えられる。しかし、複雑な形状
を持つ物体を対象とすると、本来は１本のスリット光に
よるものが途切れ・欠落のため観測画像中では複数のス
リット像として観測されたり、或いは、複数のスリット
光によるものが１本のスリット像として観測される可能
性がある。このような場合、１本のスリット光を１色で
特徴づけておいたほうが、ス゛リット像とスリット光の
対応づけを行いやすい。

符号長が等しい場合、隣接するスリット光を異なる色で
特徴づけると、同色を許す場合に比べ、生成される符号
系列の最大長は短くなる。しかし、隣接するスリット光
の区別がつけやすくなるため、スリット光を対象に投影
する際の密度を上げることができる。

以上のことを考慮し、本実施例では、赤（Ｒ）・緑（Ｇ
）　　・青（Ｂ）の３色を用い符号化したスリット２０
３１〜２０３５をＯＨＰシートのスリット板２０２上に
描き、スリット光２０４．〜２０４、を特徴づけている
。また、対象１０５の全体にスリット光が投影されるよ
うに、スリット２０３＋〜２０３．は符号長に＝６で符
号化し、前述の（４）式より、スリットの総数Ｓを３Ｘ
２’−’＋６−１＝１０１本とした。第５図に、色符号
化したスリットの例を示す。

第１３図（ａ）に色符号化スリット光を投影し、第２図
の画像入力装置２０６によって撮影された観測画像の例
を示す。

（復号処理部■動作） 次に、本発明に特に関連する復号処理部の動作について
説明する。

復号処理部では、第２図の色符号化したスリット光２０
４１〜２０４．を対象２０５に投影し、それを画像入力
装置２０６で撮影した観測画像３０１から上記スリット
光により生じたスリット像を抽出し、スリット番号を復
号する。画像入力装置２０６から出力される１枚の観測
画像３０１は、赤・緑・青成分に対応した３枚の画像デ
ータからなる。これは、一般のビデオカメラの標準的な
出力である。以後、各画像データをそれぞれＲ−Ｇ・Ｂ
と略すことにする。また、Ｒ−Ｇ−Ｂの座標系は第１３
図（ａ）の例に示される如く、水平右方向のＵ軸と、垂
直下方向のＶ軸とによって規定され、第２図のスリット
光２０４Ｉ〜２０４．は、Ｖ軸に対し略平行になるよう
に投影される。

スリット　　　　　　　３０２の 上記Ｒ−Ｇ−Ｂの各画像データからなる観測画像３０１
は、まず、スリット候補画素抽出部３０２に入力しここ
でスリット候補画素が抽出される。

そのために、Ｒ−Ｇ−Ｂの各画像データ別に、横方向（
第１３図の例のＵ軸方向）に１行ずつ走査してゆき、各
行で明度値が極大となる画素を捜す。ここで、値が極大
となる画素とは、行方向で前後の画素の明度値より大き
い明度値を有する画素のことをいう。前述した如く、ス
リット光２０４１〜２０４．は、Ｖ軸に対しほぼ平行に
なるよう投射されるため、各行は上記スリット光に基づ
いて生じるスリット像にほぼ直交することになる。

従って、スリット像に対応する部分では明るくなり（画
素の明度値が大きくなる）、スリット像の間に対応する
部分では暗くなる（画素の明度値が小さくなる）ため、
明度値が極大となる画素はスリット像を構成する画素の
候補と考えられる。ここで抽出された極大値を持つ画素
をスリット候補画素と呼ぶことにする。１本のスリット
像は、これらスリット候補画素が互いに８連結で接続し
ているものから構成されているとする。

各スリット候補画素には、Ｒ−Ｇ−Ｂのうちどの画像デ
ータ内で極大となったかで、Ｒ−Ｇ−Ｂのうち対応する
色情報が付与される。もし、スリット候補画素が複数の
画像データにおいて極大となる場合は、明度値が最大と
なった画像データの色をスリット候補画素の色とする。

ＩｙＬ　１．１３０３のΦ 次に、上述のようにして抽出されるスリット候補画素は
前処理部３０３に入力し、後に実行されるスリット像の
復号が容易かつ正確に行われるようにするため、以下の
処理１〜処理４で示されるような前処理が順に行われ、
異なるスリット光により生じたスリット像が互いに８連
結で接続しないようにする。まず、現在処理を行おうと
するスリフト候補画素を第６図の如＜ｐｏとし、その画
素の８近傍の各画素に、同図に示す番号Ｐ＋＝Ｐｓを付
与する。

＊処理１・・・成るスリット候補画素Ｐ。の８近傍内（
Ｐ＋−Ｐａ）に、Ｐ、と異なる色情報が付与されたスリ
ット候補画素があれば、画素Ｐ。

を削除する。

１本のスリ・ノド光は１色で特徴付けられている。

従って、１本のスリット画像に異なる色情報が付与され
た画素が存在する場合、このスリット像は異なるスリッ
ト光により生じた像が連結したものであると考えられる
。従って、上述の処理１により、複数の色で構成されて
いる１本のスリット像が複数のスリット像に分割され、
各スリ・ノド像を構成する画素は同一の色を持つことに
なる。

＊処理２・・・成るスリット候補画素Ｐ。の８近傍内に
他のスリット候補画素が３画素以上あれば、画素Ｐ。を
削除する。

＊処理３・・・Ｐａがスリット候補画素で、Ｐ１〜Ｐ５
内にスリット候補画素が２つ以上、又はＰとＰ５〜Ｐ８
内にスリット候補画素が２つ以上あれば、画素Ｐ０を削
除する。

同一のスリット光により生じたスリット像が交差・分岐
することは極めて特殊な例であり、はとんどないといえ
る。従って、交差・分岐が生じている箇所では、異なる
スリット光により生じたスリット像が連結していると考
えられる。従って、上述の処理２、処理３を行うことに
より、スリット像が交差・分岐する箇所の画素が取り除
かれ、１本のスリット像が複数のスリット像に分割され
る。

上述の処理１〜処理３を行った後、何らかの要因により
観測画像３０１に重畳された雑音等により誤って検出さ
れたスリット候補画素を取り除くため、処理４を行う。

＊処理４・・・各スリット像の長さ（一方の端点から他
の端点にいくまでに通るスリット候補画素の数）を調べ
、ある値よりも短ければ雑音であるとみなし、そのスリ
・ノド像を構成するスリット候補画素を全て削除する。

以上の処理が終了した後、残ったスリット候補画素で構
成されるスリット像が最終的な抽出結果として出力され
る。このようにして出力される抽出結果は次の■〜■の
条件を満たすようになる。

０１本のスリット像を構成する画素は、互いに８連結で
接続している。

０１本のスリット像の太さは１画素である。

■１本のスリット像を構成する画素は同一の色情報を有
している。これは、処理１による。

■異なる色情報を持つ各スリット像は１画素以上離れて
いる。これも処理１による。

■スリット像は交差・分岐しない。これは、処理２、処
理３による。

■スリット像の端点は、スリット像を構成する画素のう
ちで最も上に位置する（Ｖ座標の値が最小である）、又
は最も下に位置する（Ｖ座標の値が最大である。これは
、処理３による。

以上の前処理部３０３での処理により、第１３図（ａ）
に例示された観測画像３０１から抽出されたスリット像
（スリット候補画素による画像）の例を第１３図（ｂ）
に示す。この例では、前述の処理４において、長さが１
５画素以下のスリット像は削除されている。また、同図
の例では、スリット光が右側から投影されているため、
顔の左端、鼻の左側で影になる箇所が生じスリットが欠
落している。また、鼻の下・唇の付近は凹凸が特に激し
いため、スリットが途切れている。

′　　の−　・な。占 上述の如く前処理部３０３で抽出されたスリット候補画
素に対して、第３図の画素グループ化部３０４、グルー
プ化画素復号部３０５、水平方向補間部３０６及び垂直
方向補間部３０７というように順次処理が行われてゆき
、復号化の処理が実行される。ここで、スリット候補画
素によって各スリット像が表現された画像をスリット画
像と呼ぶ。

ここでは、復号化の具体的な処理について説明する前に
、スリット画像から各スリット像のスリット番号を復号
する場合の一般的な問題点について説明し、それと第３
図の各処理部との関係について言及する。

理想的な状況の下では、（３次元形状計測の基本原理）
の項で前述したように、隣接したに本のスリット像を抽
出し、それらを構成するスリット候補画素に付与されて
いる色情報を調べることにより、与えるべきスリット番
号を決定できる。しかし、抽出されたスリット像中に次
のような状況が生じると、ただ単にスリット像の配色を
調べだけでは、与えるべきスリット番号が一意に決定で
きなかったり、誤った番号を与えてしまうことになる。

＊状況１・・・スリット像の反転が生じる。

＊状況２・・・スリット像の途切れ・欠落が生じる。

＊状況３・・・異なるスリット光により生じたスリット
像が互いに８連結で接続してしまい、１本のスリット像
として抽出される。

第７図に、上述の各状況の例を示す。図中、各正方形が
スリット像を構成する画素を表し、正方形内の数字は各
スリット候補画素に与えられるスリット番号であるとす
る。

上述の状況１は、第７図（ａ）又は第８図（ａ）に示す
ように、光源２０１側と画像入力装置２０６側との間で
スリットの順番が反転する現像である。この問題に対し
ては、第７図（ｂ）の如く、対象２０５と背後のスクリ
ーンとの距離を短くすれば、かなり防ぐことができる。

このため、本実施例で想定する観測画像３０１（第３図
）中ではスリット像の反転が生じていないものとして復
号を行うことにする。

また、前述の状況２は、光源２０１・画像入力装置２０
６に対して対象２０５上に不可視の領域が存在したり、
観測画像３０１からスリット像を抽出する際に途切れ・
欠落が生じたりすることにより発生する。

これにより、第７図（ｂ）　（途切れ）及び（Ｃ）（欠
落）に示すように、隣接するスリット像のスリット番号
が不連続となったり、１本のスリット光により生じたス
リット像が複数のスリット像として抽出されたりする。

復号以前の処理を工夫しただけでは、この状況の発生を
防ぎきれない。この問題に対しては、主に後述する画素
グループ化部３０４で対処できる。

更に、前述の状況３は、対象２０５の凹凸が激しい場合
に生じ、第７図（ｄ）に示されるように、同一のスリッ
ト像を構成する画素でも、与えるべきスリット番号が画
素により異なってくる。前述した前処理部３０３での処
理１においては、異なる色で特徴付けられた複数のスリ
ット光により生じたスリット像が互いに８連結で接続し
ている場合、最終的には１本のスリット像として抽出さ
れることはない。しかし、同一の色で特徴付けられた異
なるスリット光により生じたスリット像が８連結で接続
している場合、処理１では対処できないため、上述のよ
うな現象が生じる。この問題に対しては、主にグループ
化画素復号部３０５で対処できる。

第３図の画素グループ化部３０４以下の復号処理におい
ては、同図かられかるように、処理を複数の段階に分け
ている。すなわち、確実であるものから順にスリット候
補画素の番号付けを行ってゆき、番号が決定されなかっ
た画素については近傍のスリット候補画素の番号を参照
し順次決定してゆくようにしている。これが本実施例の
大きな特徴である。

グループ　　３０４の まず、画素グループ化部３０４では、第３図の前処理部
３０３の出力すなわちスリット像を構成するスリット候
補画素について処理を行う。以後の説明では、この画素
をスリット画素と呼ぶことにする。スリット画像におい
て、隣接するスリット画素の間隔が大きい場合、その間
にスリット像の途切れ・欠落が生じている可能性が高い
と考えられる。また、隣接するスリット光は同じ色にな
らないから、隣接する２つのスリット画素の色が同じ場
合も、間に途切れ・欠落が生じている可能性が高い。こ
めような場合は、前述の状況２に該当する。

そこで、画素グループ化部３０４では、スリット画像を
横方向に１行ずつ走査し、隣接するスリット画素をグル
ープにまとめていく。ただし、隣接する２つのスリット
画素（Ｐ□ｐｂ）の間隔が所定の闇値Ｄｔよりも大きい
場合、又はＰ、、Ｐ。

に付与されている色情報が同じである場合には、Ｐ−、
Ｐｂを異なるグループに分類する。闇値Ｄｉは、スリッ
ト画像全体における隣接するスリット画素間隔の平均で
あるとする。

グループは、途切れ・欠落の生じている可能性の高いと
ころで区切られることになるため、グループ化されたス
リット画素を復号の処理単位とすることで、間にスリッ
ト像の途切れ・欠落が生じている２つの画素に対して、
連続したスリット番号が与えられる可能性を低くするこ
とができる。

第９図に、画素グループ化部３０４での画素のグループ
化の例を示す。同図において、Ｄｔ””２であり、Ｒ−
Ｇ−Ｂはスリット画素に付与された色情報によって決ま
る色を表し、Ｇ１−Ｇ５はグループを表すものとする。

Ｇ２　　Ｇｅ１間はスリット画素の間隔がり、よりも大
きくなるため、２つのグループに分けられる。Ｇ４＝０
５間は隣接するスリット画素の色が同色になるため、２
つのグループに分けられる。

グループ　　　”’　　３０５の 上述のようにして、各スリット画素がグループ化された
スリット画像はグループ化画素復号部３０５に入力し、
ここでグループ化されたスリット画素が復号される。

まず、各グループ内のスリット画素の数が符号長に以上
で（前述の（４）式等参照）、スリット画素の色の並び
方がスリット光投影側における符号系列の一部分となる
グループを記録しておく。

そして、含まれるスリット画素の数が多いグループから
順に復号を行い、それぞれのグループに含まれるスリッ
ト画素に、対応するスリット番号を与えていく。例えば
、第１０図（ａ）のような色の並びを有するスリット画
素列に対して、同図（ｂ）の投射側のスリットパターン
列の色の並びのうち等しい部分を参照し、対応するスリ
ット番号を同図（ａ）の如く付与する。

但し、以下に述べる２つの状態が発生した場合は、その
グループに対する復号を行わないことにする。

＊状態１・・・その復号を行うと、既にスリット番号が
与えられているスリット画素との間で、スリット番号の
反転が生じる。

＊状態２・・・その復号を行うと、１本のスリット光に
より生じたスリット像内に、異なるスリット番号を持っ
たスリット画素が混在する。

前述したように、本実施例で扱う観測画像３０１中では
、スリット像の反転がほとんど生じない。

また、スリット像が１本のスリット光により生じたもの
ならば、そのスリット像を構成する全ての画素に対し、
同じスリット番号を与えなければならない。従って、あ
る復号により上述のような状態１又は２が発生した場合
、その復号は誤っていることになる。

状態２が発生しているか否かを調べるためには、次に述
べる検査を行い、スリット像が１本のスリット光により
生じたものか、複数のスリット光により生じたものか判
定する。

複数のスリット光により生じたスリット像が互いに８連
結で接続している場合、両隣のスリット像にも同じ状態
が生じていることは非常に少なく、はとんどの場合はス
リット像の途切れ・欠落が発生している。そこで今、隣
接する３本のスリット像Ｓ□Ｓ、、Ｓｅがあるとし、各
々に含まれるスリット画素をＰａ　　（ｕｓ、ｖｂ　）
、Ｐｂ　　（ｕｂ、Ｖｂ　）。

Ｐｃ　　（ｕｃ、Ｖｃ　）とする。成る量Ｖ、、Ｖｄが
存在し、Ｖ、＜ｖ、、　ｖｂ＋ＶＣ＜ｖｄのときに、Ｐ
、、Ｐｂ、ＰＣが以下の■及び■の条件を満足するなら
ば、この範囲内でスリット像Ｓｂ及びその両隣のスリッ
ト像Ｓ、、Ｓｃには途切れ・欠落が発生していないとみ
なし、Ｓｂのこの部分（Ｖ、＜ｖ、。

＜Ｖ、）は、１本のスリット光により生したものと判断
する。

■ｕ＠　＜　ｕｂ　＜　Ｌｌｃかつｕｂ　　（１ｍ＋ｕ
ｃ　　ｕｂ＜Ｄ、が成立する。但し、ｖ、＝ｖｂ　＝ｖ
ｃ＝ｖ（同一値）である。また、Ｄｉは、画素グループ
化部３０４において使用された闇値である。

■ｖ、＝ｖｂ　＝ｖｃ＝ｖ　（同一値）のとき、Ｐ。

Ｐｂ間及びＰｂ　　Ｐｅ間に他のスリット画素が存在し
ない。

以上のようにして、グループ化されたスリット画素の復
号が終了したら、この処理により決定された画素のスリ
ット番号を、前述の状態２が発生しない限り、スリット
像に沿って上下のスリット画素に伝搬させていく。

第１３図（Ｃ）に、グループ化画素の復号を行った例を
示す。また、同図（ｄ）に、スリット像に沿って上下の
スリット画素（垂直方向）にスリット番号を伝搬させた
例を示す。同図において、スリット番号が決定された画
素は黒で表しである。

３０６の 上述の復号化出力は、更に、水平方向補間部３０６に入
力する。第１３図（１））と（ｄ）図４（ハ）を比較す
ればわかるように、グループ化されたスリット画素を復
号しただけでは、未だ番号付けされていないスリット画
素が多数存在する。そこで、水平方向補間部３０６では
、まだ番号を与えられていないスリット画素で互いに隣
接しているものを単位として、スリット番号の補間を水
平方向に行う。

第１１図（ａ）のように、番号未決定のスリット画素列
が、番号決定済みの画素で挟まれている場合、同図（ト
））の投影側のスリットパターン列と比較し、色の並び
方が投影側のパターン列の一部分と−敗しなくとも、ス
リット画素の番号が一意に決定できることにする。

第１３図（ｅ）に、水平方向補間部３０６での処理結果
の例を示す。同図において、スリット番号が決定された
画素は黒で表しである。

なお、水平方向の補間が終了したら、グループ化画素復
号部３０５の場合と同様に、垂直方向にスリット番号を
伝搬させていく。

垂盲　ｎ　　日、３０７の１１１ 上述の水平方向補間部３０６を通ったスリット画素は、
最後に垂直方向補間部３０７に入力する。

ここでは、水平方向補間部３０６までの処理でスリット
番号が与えられないスリット画素に対して、以下の手順
に従って番号付けが行われる。

＊スリット番号が決定されていないスリット画素が、同
一のスリット番号Ｎ、を待った２つのスリット画素に挟
まれた場合、間にある未決定のスリット画素にスリット
番号Ｎ５を与える。

＊スリット番号が決定されていないスリット画素が、番
号未決定の端点とスリット番号がＮ、に決定済みのスリ
ット画素に挟まれた場合、間にある未決定のスリット画
素にスリット番号Ｎ、を与える。

第１２図に、上述の処理の動作を示す。同図において、
Ｎ１〜Ｎｃは水平方向補間部３０６までの処理により決
定されているスリット画素のスリット番号を表し、Ｐａ
−ＰＣはスリット番号が未だ決定されていないスリット
画素を表す。上述の処理により、Ｐ３〜ＰＣの画素に対
し、それぞれスリット番号Ｎ、−Ｎ、が与えられること
になる。

以上、垂直方向補間部３０７までの全ての処理を行って
得られる復号出力３０８（第３図）の例を第１３図げ）
に示す。同図において、スリット番号が決定された画素
は黒で表しである。同図かられかるように、第１３図（
ｂ）の黒い部分で示される、前処理部３０３（第３図）
で得られたスリット像に対して、最後までスリット番号
が決定されなかった画素は非常にわずかであり、復号化
が適切になされていることがわかる。

（３゛　−タ　”のｉ　゛　“　　の　　）以上示した
第３図の復号処理部での処理により、観測画像から抽出
された各スリット画素にスリット番号が一意に対応付け
られた復号出力３０８を得ることができる。

これに基づいて、（３゛−）８渭の　　、　）の項で前
述したように、上記スリット番号から、第４図に示され
る各スリット画素に重なる点Ｐに関するスリット光の投
射角θ１を一意に定めることができ、各スリット画素に
重なる点Ｐの第４図の座標系上での３次元座標（Ｘｏ　
、　　ｙｏ　、　　Ｚｏ　）を前述の（１）弐〜（３）
式から算出することができる。

第１３図（ｆ）の復号出力３０８の例より算出された３
次元座標を回転し得られた３次元形状を第１４図に示す
。

この場合、第３図の観測画像３０１からは、スリフト像
が抽出された部分の３次元座標しが求められないので、
第１４図の例では、得られた３次元座標をＢ　−５ｐｌ
　ｉｎｅの曲面により補関しである。

この補間技術については、文献ｒＷ、Ｊ、Ｇｏｒｄｏｎ
　ａｎｄＲ，Ｆ、Ｒｉｅｓｅｎｆｅｌｄ：’Ｂ−５ｐｌ
ｉｎｅ　Ｃｕｒｖｅｓ　ａｎｄ　５ｕｒｆａｃｅｓｉｎ
　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｇｅｏｍｅｔｏｒｉ
ｃ　Ｄｅｓｉｇｎ、　ｅｄｓ、　Ｒ。

Ｅ、Ｂａｒｎｈｉｌｌ　　ａｎｄ　　Ｒ，Ｆ、Ｒｉｅｓ
ｅｎｆｅｌｄ、　　ｐｐ、９５−１２６゜Ａｃａｄｅｍ
ｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ（１９７４）、
　Ｊに開示されている。

（発明の効果〕 本発明によれば、色分けされたスリット光を用いる３次
元形状計測方式において、複雑な形状をした観測対象か
らスリット像を抽出する際に途切れ・欠落が生じても、
復号処理を複数の段階に分け、確実なものから徐々に復
号し、不確かなものに対しては、既に復号されているス
リット像の結果を参照して復号を行うようにすることに
より、観測対象の３次元形状を正確に計測することが可
能となる。

これにより、被験者に特殊な状況を強いることなく、単
純な装置での自動計測が実現でき、従来の方式に比べて
簡単に顔の３次元形状を計測することが可能となる。

具体的な効果としては、画素グループ化手段で予めスリ
ット像の途切れ・欠落の生じている可能性の高いところ
でスリット画素を別々にグループ化した後に、グループ
化画素復号手段で復号することにより、間にスリット像
の途切れ・欠落が生じている２つのスリット画素に対し
て、連続したスリット番号が与えられる可能性を低くす
ることが可能となる。

また、グループ化画素復号手段で復号を行う場合に、生
じる可能性のない状態を論理的に判断して復号を行わな
いようにすることにより、復号時の誤りを減少させるこ
とが可能となる。

更に、スリット番号補間手段によりグループ化画素復号
手段での復号結果を用いて論理的な補間処理を行うこと
により、スリット番号が与えられていなかったスリット
画素に適切にスリット番号を付与することができる。こ
の場合、特に水平方向補間手段で水平方向の補間処理を
行うことにより、異なるスリット像に含まれるスリット
画素に挟まれた別のスリット像のスリット画素の補間を
適切に行うことが可能となる。また、垂直方向補間手段
で垂直方向の補間処理を行うことにより、１本のスリッ
ト像内でのスリット画素の補間処理を適切に行うことが
可能となる。

以上の効果に加えて、画素グループ化手段での処理の前
に、前処理手段を設けることにより、その後の復号過程
での誤りを更に減少させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のブロック図、 第２図は、本実施例で前提とする３次元計測システムの
構成図、 第３図は、本実施例における復号処理部の構成図、 第４図は、３次元計測システムの座標系の説明図、 第５図は、色符号化したスリットの例を示した図、 第６図は、画素Ｐ。の８近傍を示した図、第７図は、ス
リット像の復号を誤る状況の説明図、 第８図（ａ）、（ｂ）は、投影されるスリット光と検出
されるスリット像の関係図、 第９図は、画素のグループ化の説明図、第１Ｏ図は、グ
ループ化画素の復号処理の説明図、 第１１図は、スリット番号の補間処理（水平方向）の説
明図、 第１２図は、スリット番号の補間処理（垂直方向）の説
明図、 第１３図は、観測画像、スリット画像および復号の様子
を示した図、 第１４図は、３次元形状の計測結果の例を示した図であ
る。 １０１・・・観測画像、 １０２ １０３ ０４ ０５ ０６ スリット画素抽出手段、 画素グループ化手段、 グループ化画素復号手段、 スリット番号補間手段、 復号出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ｑ及びｋを２以上の所定の自然数とし、各スリット
   光がｑ色のうち１色で特徴付けられ、隣接する２本のス
   リット光は同色にならず、隣接するｋ本のスリット光に
   よる色の並び方は全スリット光中に一度しか現れず、か
   つ各スリット光にスリット番号が付与された複数の平行
   なスリット光を、所定の３次元座標系内の所定の座標軸
   に平行になるように観測対象に投射し、その状態で該観
   測対象を前記所定の座標軸が垂直方向となるように撮影
   した観測画像（１０１）から前記各スリット光に対応す
   るスリット像とその色を検出し、該各スリット像の色の
   並びからスリット番号を復号することにより、前記観測
   対象の３次元形状を計測する３次元形状計測方式におい
   て、 前記観測画像（１０１）から前記各スリット像を構成し
   得るスリット画素とその色を抽出するスリット画素抽出
   手段（１０２）と、 該抽出された各スリット画素を、前記観測画像（１０１
   ）上の各行毎に、所定の間隔以上となり又は同じ色とな
   る隣接する２つのスリット画素が異なるグループに分類
   されるように、グループ分けする画素グループ化手段（
   １０３）と、 該分類された各グループのうち、該グループ内のスリッ
   ト画素の数がｋ個以上で、かつ該各スリット画素の色の
   並びが投射側のスリット光の色の並びの一部分となるグ
   ループを検出し、該グループ内の各スリット画素に該画
   素の色と同じ色の前記投射側のスリット光に付与されて
   いるスリット番号を付与するグループ化画素復号手段（
   １０４）と、該スリット番号が付与されたスリット画素
   に基づいてスリット番号を補間することにより、前記ス
   リット画素抽出手段（１０２）から抽出されたスリット
   画素のうち、前記グループ化画素復号手段（１０４）に
   よりスリット番号が付与されなかったスリット画素にス
   リット番号を付与し、前記グループ化画素復号手段（１
   ０４）によりスリット番号が付与されたスリット画素と
   合わせて最終的な復号出力（１０６）を出力するスリッ
   ト番号補間手段（１０５）と、を有することを特徴とす
   る３次元形状計測方式。 ２）前記グループ化画素復号手段は、前記各スリット画
   素のスリット番号の復号を行うと既にスリット番号が与
   えられているスリット画素との間でスリット番号の反転
   を生じる第１の状態、又は前記各スリット画素のスリッ
   ト番号の復号を行うと１本のスリット光により生じたス
   リット像内に、異なるスリット番号を持ったスリット画
   素が混在する第２の状態の何れかが発生した場合には、
   前記各スリット画素のスリット番号の復号を行わないこ
   とを特徴とする３次元形状計測装置。 ３）前記スリット番号補間手段は、 前記観測画像の各行毎に、前記スリット番号が未だ付与
   されていないスリット画素列が、前記スリット番号が付
   与されているスリット画素で挟まれている場合に、該ス
   リット画素のスリット番号に基づいて前記投射側のスリ
   ット光の並びのうち対応するものを参照し、前記スリッ
   ト番号が付与されていない各スリット画素に該画素に対
   応する前記投射側のスリット光に付与されているスリッ
   ト番号を付与する水平方向補間手段と、 該水平方向補間手段での処理の後、第１の場合として、
   前記スリット番号が未だ付与されていないスリット画素
   が、同一のスリット番号が付与されている２つのスリッ
   ト画素に８連結で挟まれて接続する場合に、該挟まれた
   スリット画素に該同一のスリット番号を付与し、第２の
   場合として、前記スリット番号が未だ付与されていない
   スリット画素が、前記スリット番号が未だ付与されてい
   ない端点のスリット画素と前記スリット番号が付与され
   ているスリット画素に挟まれて８連結で接続する場合に
   、該挟まれたスリット画素に該スリット番号を付与する
   、垂直方向補間手段と、を含むことを特徴とする請求項
   １又は２記載の３次元形状計測方式。 ４）前記色の種類ｑ色は赤色、緑色及び青色の３色であ
   り、 前記観測画像は、ビデオカメラから出力される赤色成分
   画像、緑色成分画像及び青色成分画像の３枚の画像であ
   り、 前記スリット画素抽出手段は、前記赤色成分画像、緑色
   成分画像及び青色成分画像の各画像別に、該各画像上の
   各行毎に明度値が極大となる画素を前記スリット画素と
   して抽出すると共に、該各スリット画素に該画素が前記
   赤色成分画像、緑色成分画像及び青色成分画像のどの画
   像内で極大となったかによって、赤色、緑色又は青色の
   うちいずれかの対応する色として前記スリット画素の色
   を抽出する、 ことを特徴とする請求項１乃至３記載の３次元形状計測
   装置。 ５）前記スリット画素抽出手段から抽出された前記スリ
   ット画素に対して、 現在着目しているスリット画素の８近傍内に異なる色を
   有するスリット画素がある場合に、該着目画素を削除す
   る第１の処理と、 現在着目しているスリット画素の８近傍内に他のスリッ
   ト画素が３画素以上ある場合に、該着目画素を削除する
   第２の処理と、 現在着目しているスリット画素の８近傍のうち、該着目
   画素の行とその１行上の行とに含まれる画素にスリット
   画素が２つ以上ある場合、又は前記着目画素の行とその
   １行下の行とに含まれる画素にスリット画素が２つ以上
   ある場合に、前記着目画素を削除する第３の処理と、 前記第１の処理から第３の処理の後、前記スリット画素
   が８連結で接続することにより形成されるスリット像の
   長さが所定の長さより短ければ、該スリット像は雑音で
   あるとして該スリット像を構成する前記スリット画素を
   全て削除する第４の処理と、 を実行した後、残ったスリット画素を前記画素グループ
   化手段に出力する前処理手段を有する、ことを特徴とす
   る請求項１乃至４記載の３次元形状計測装置。