JPH10124704A - 立体モデル作成装置、立体モデル作成方法および立体モデル作成プログラムを記録した媒体 - Google Patents
立体モデル作成装置、立体モデル作成方法および立体モデル作成プログラムを記録した媒体Info
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- JPH10124704A JPH10124704A JP9217550A JP21755097A JPH10124704A JP H10124704 A JPH10124704 A JP H10124704A JP 9217550 A JP9217550 A JP 9217550A JP 21755097 A JP21755097 A JP 21755097A JP H10124704 A JPH10124704 A JP H10124704A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特殊な撮影環境を不要とし、高速に、精度の
よい立体モデルを作成することである。 【解決手段】 ステップＳ１では、対象物体に対するカ
メラの俯角を求める。これにより、対象物体を斜め上か
ら撮影した物体画像を用いて立体モデルを作成できる。
ステップＳ２では、対象物体の背景だけを撮影する。さ
らに、対象物体を回転させて撮影し、複数の物体画像を
得る。ステップＳ３では、物体画像と背景画像との間で
差分処理を行ない、シルエット画像を作成する。ステッ
プＳ４では、複数のシルエット画像をもとに、ボクセル
空間へボーティング処理を行なう。ステップＳ５では、
ボーティング処理の結果から得られた立体形状を、複数
の平面で切断して得られた複数の切断面の複数の輪郭線
をもとにポリゴンを作成する。ステップＳ６では、物体
画像から色彩情報（テクスチャ）を獲得し、ポリゴンに
マップする。
よい立体モデルを作成することである。 【解決手段】 ステップＳ１では、対象物体に対するカ
メラの俯角を求める。これにより、対象物体を斜め上か
ら撮影した物体画像を用いて立体モデルを作成できる。
ステップＳ２では、対象物体の背景だけを撮影する。さ
らに、対象物体を回転させて撮影し、複数の物体画像を
得る。ステップＳ３では、物体画像と背景画像との間で
差分処理を行ない、シルエット画像を作成する。ステッ
プＳ４では、複数のシルエット画像をもとに、ボクセル
空間へボーティング処理を行なう。ステップＳ５では、
ボーティング処理の結果から得られた立体形状を、複数
の平面で切断して得られた複数の切断面の複数の輪郭線
をもとにポリゴンを作成する。ステップＳ６では、物体
画像から色彩情報（テクスチャ）を獲得し、ポリゴンに
マップする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物体の立体モ
デルを作成する立体モデル作成装置、立体モデル作成方
法および立体モデル作成プログラムを記録した媒体に関
する。
デルを作成する立体モデル作成装置、立体モデル作成方
法および立体モデル作成プログラムを記録した媒体に関
する。
【０００２】
【従来の技術】第１の従来の技術としての立体モデル作
成装置としては、３次元デジタイザを用いるものがあ
る。３次元デジタイザは、複数の関節を持つアームおよ
びペンを備えている。そして、人が、このペンを対象物
体に接触させ、対象物体上を動かしていく。このように
ペンを動かすと、アームの関節の角度が変わっていく。
このアームの関節の角度情報をもとに、対象物体の３次
元形状を求める。
成装置としては、３次元デジタイザを用いるものがあ
る。３次元デジタイザは、複数の関節を持つアームおよ
びペンを備えている。そして、人が、このペンを対象物
体に接触させ、対象物体上を動かしていく。このように
ペンを動かすと、アームの関節の角度が変わっていく。
このアームの関節の角度情報をもとに、対象物体の３次
元形状を求める。
【０００３】第２の従来の技術としての立体モデル作成
装置としては、レーザスキャナを用いるものがある。レ
ーザスキャナは、レーザを対象物体に照射し、スキャン
することにより、対象物体の３次元形状を求めるもので
ある。
装置としては、レーザスキャナを用いるものがある。レ
ーザスキャナは、レーザを対象物体に照射し、スキャン
することにより、対象物体の３次元形状を求めるもので
ある。
【０００４】第３の従来の技術としての立体モデル作成
装置は、特公平７−１０９６２６号公報に開示されてい
る。この立体モデル作成装置では、対象物体のシルエッ
ト画像を用いて、仮定存在領域を算出する。仮定存在領
域とは、カメラの投影中心を頂点とし、対象物体のシル
エットを断面形状とする錐体状の領域である。この錐体
状の領域（仮定存在領域）をボクセルモデルで記述す
る。以上のような処理を複数のシルエット画像に対して
行なう。そして、共通仮定存在領域を求め、対象物体の
立体モデルを作成する。ここで、共通仮定存在領域と
は、複数のシルエット画像に対する複数の仮定存在領域
の論理積部分である。
装置は、特公平７−１０９６２６号公報に開示されてい
る。この立体モデル作成装置では、対象物体のシルエッ
ト画像を用いて、仮定存在領域を算出する。仮定存在領
域とは、カメラの投影中心を頂点とし、対象物体のシル
エットを断面形状とする錐体状の領域である。この錐体
状の領域（仮定存在領域）をボクセルモデルで記述す
る。以上のような処理を複数のシルエット画像に対して
行なう。そして、共通仮定存在領域を求め、対象物体の
立体モデルを作成する。ここで、共通仮定存在領域と
は、複数のシルエット画像に対する複数の仮定存在領域
の論理積部分である。
【０００５】第４の従来の技術としての立体モデル作成
装置は、特開平５−１３５１５５号公報に開示されてい
る。この立体モデル作成装置では、回転台で回転する対
象物体をカメラで撮影し、複数のシルエット画像を得
る。この複数のシルエット画像をもとに、複数の水平面
（回転軸に垂直な面）での対象物体の複数の形状を得
る。そして、隣り合う水平面において、対象物体の形状
の輪郭線上の点同士を三角パッチで結ぶ。ここで、１つ
の水平面での対象物体の形状の輪郭線上の点は、所定角
度ごとに定められる。このようにして、対象物体の立体
モデルを作成する。
装置は、特開平５−１３５１５５号公報に開示されてい
る。この立体モデル作成装置では、回転台で回転する対
象物体をカメラで撮影し、複数のシルエット画像を得
る。この複数のシルエット画像をもとに、複数の水平面
（回転軸に垂直な面）での対象物体の複数の形状を得
る。そして、隣り合う水平面において、対象物体の形状
の輪郭線上の点同士を三角パッチで結ぶ。ここで、１つ
の水平面での対象物体の形状の輪郭線上の点は、所定角
度ごとに定められる。このようにして、対象物体の立体
モデルを作成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】第１の従来の技術で
は、人手で計測を行なうため、作業時間および労力が非
常に大きくなるという問題点がある。
は、人手で計測を行なうため、作業時間および労力が非
常に大きくなるという問題点がある。
【０００７】第２の従来の技術では、光を吸収する材質
からなる対象物体の立体モデルを得ることができないと
いう問題点ある。さらに、装置が非常に複雑で高価にな
るという問題点がある。さらに、暗室で対象物体の計測
を行なう必要があり、撮影環境が制限されるという問題
点がある。さらに、色情報を取込みにくいという問題点
がある。
からなる対象物体の立体モデルを得ることができないと
いう問題点ある。さらに、装置が非常に複雑で高価にな
るという問題点がある。さらに、暗室で対象物体の計測
を行なう必要があり、撮影環境が制限されるという問題
点がある。さらに、色情報を取込みにくいという問題点
がある。
【０００８】第３の従来の技術では、論理積により立体
形状を得ているため、１つのシルエット画像が不正確で
あった場合、精度よく立体モデルを作成することができ
ないという問題点がある。また、水平方向（回転軸に垂
直な方向）からのみ、対象物体を撮影しているため、色
情報が不足したり、局所的凹部を認識できない場合があ
るという問題点がある。
形状を得ているため、１つのシルエット画像が不正確で
あった場合、精度よく立体モデルを作成することができ
ないという問題点がある。また、水平方向（回転軸に垂
直な方向）からのみ、対象物体を撮影しているため、色
情報が不足したり、局所的凹部を認識できない場合があ
るという問題点がある。
【０００９】第４の従来技術では、シルエット画像を作
成するために、背景板を用いており、特殊な撮影環境が
必要になるという問題点がある。さらに、複数の水平面
での対象物体の形状を用いて立体モデルを作成している
ためデータ量が多くなり、処理に時間がかかるという問
題点がある。
成するために、背景板を用いており、特殊な撮影環境が
必要になるという問題点がある。さらに、複数の水平面
での対象物体の形状を用いて立体モデルを作成している
ためデータ量が多くなり、処理に時間がかかるという問
題点がある。
【００１０】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、人手による作業を少なくする
ことのできる立体モデル作成装置および立体モデル作成
方法を提供することを目的とする。
るためになされたもので、人手による作業を少なくする
ことのできる立体モデル作成装置および立体モデル作成
方法を提供することを目的とする。
【００１１】この発明の他の目的は、撮影環境および対
象物体の材質の制限が小さく、簡単な構成の立体モデル
作成装置および立体モデル作成方法を提供することであ
る。
象物体の材質の制限が小さく、簡単な構成の立体モデル
作成装置および立体モデル作成方法を提供することであ
る。
【００１２】この発明のさらに他の目的は、複数のシル
エット画像のうちのいくつかが不正確であっても、精度
よく立体モデルを作成できる立体モデル作成装置、立体
モデル作成方法および立体モデル作成プログラムを記録
した媒体を提供することである。
エット画像のうちのいくつかが不正確であっても、精度
よく立体モデルを作成できる立体モデル作成装置、立体
モデル作成方法および立体モデル作成プログラムを記録
した媒体を提供することである。
【００１３】この発明のさらに他の目的は、十分な色情
報を得ることができ、対象物体の局所的凹部をも認識で
きる立体モデル作成装置および立体モデル作成方法を提
供することである。
報を得ることができ、対象物体の局所的凹部をも認識で
きる立体モデル作成装置および立体モデル作成方法を提
供することである。
【００１４】この発明のさらに他の目的は、特殊な撮影
環境が不要で、処理するデータ量が少なく高速に立体モ
デルを作成できる立体モデル作成装置、立体モデル作成
方法および立体モデル作成プログラムを記録した媒体を
提供することである。
環境が不要で、処理するデータ量が少なく高速に立体モ
デルを作成できる立体モデル作成装置、立体モデル作成
方法および立体モデル作成プログラムを記録した媒体を
提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の立体
モデル作成装置は、対象物体の立体モデルを作成する。
この立体モデル作成装置は、俯角をもって、対象物体を
撮影する撮影手段と、撮影手段により対象物体を撮影し
て得られた物体画像および俯角を用いて、対象物体の立
体モデルを作成する手段とを備える。
モデル作成装置は、対象物体の立体モデルを作成する。
この立体モデル作成装置は、俯角をもって、対象物体を
撮影する撮影手段と、撮影手段により対象物体を撮影し
て得られた物体画像および俯角を用いて、対象物体の立
体モデルを作成する手段とを備える。
【００１６】本発明の請求項２の立体モデル作成装置
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、対象物体の背景を撮影し、かつ、背景を含
めて対象物体を撮影する撮影手段と、背景だけを撮影し
て得られた背景画像と、背景を含めて対象物体を撮影し
て得られた複数の物体画像との差分を求め、複数のシル
エット画像を作成するシルエット作成手段と、複数のシ
ルエット画像を用いて、対象物体の立体モデルを作成す
る手段とを備える。
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、対象物体の背景を撮影し、かつ、背景を含
めて対象物体を撮影する撮影手段と、背景だけを撮影し
て得られた背景画像と、背景を含めて対象物体を撮影し
て得られた複数の物体画像との差分を求め、複数のシル
エット画像を作成するシルエット作成手段と、複数のシ
ルエット画像を用いて、対象物体の立体モデルを作成す
る手段とを備える。
【００１７】本発明の請求項３の立体モデル作成装置
は、請求項１または２に記載のものであって、対象物体
を回転させるための回転手段をさらに備える。
は、請求項１または２に記載のものであって、対象物体
を回転させるための回転手段をさらに備える。
【００１８】本発明の請求項４の立体モデル作成装置
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、前記対象物体の複数のシルエット画像を作
成するシルエット作成手段と、前記複数のシルエット画
像をもとにボクセル空間における前記対象物体の存在領
域を推定する推定手段と、前記推定手段によって得られ
た前記対象物体の存在領域を用いて、前記対象物体の立
体モデルを作成する手段とを備える。
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、前記対象物体の複数のシルエット画像を作
成するシルエット作成手段と、前記複数のシルエット画
像をもとにボクセル空間における前記対象物体の存在領
域を推定する推定手段と、前記推定手段によって得られ
た前記対象物体の存在領域を用いて、前記対象物体の立
体モデルを作成する手段とを備える。
【００１９】本発明の請求項５の立体モデル作成装置
は、請求項４に記載のものであって、推定手段は前記ボ
クセル空間へボーティング処理を行なう。
は、請求項４に記載のものであって、推定手段は前記ボ
クセル空間へボーティング処理を行なう。
【００２０】本発明の請求項６の立体モデル作成装置
は、請求項５に記載のものであって、ボーティング処理
の結果、投票数が所定のしきい値以上の部分を、対象物
体の存在領域とするしきい値処理手段をさらに備える。
は、請求項５に記載のものであって、ボーティング処理
の結果、投票数が所定のしきい値以上の部分を、対象物
体の存在領域とするしきい値処理手段をさらに備える。
【００２１】本発明の請求項７の立体モデル作成装置
は、請求項４〜６のいずれかに記載のものであって、ボ
クセル空間は、円筒座標系ボクセル空間である。
は、請求項４〜６のいずれかに記載のものであって、ボ
クセル空間は、円筒座標系ボクセル空間である。
【００２２】本発明の請求項８の立体モデル作成装置
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、対象物体の撮影結果をもとに、対象物体の
立体形状を獲得する立体形状獲得手段と、立体形状から
複数の輪郭線を獲得する輪郭線獲得手段と、複数の輪郭
線を多角形近似する多角形近似手段と、多角形近似によ
って得られた隣り合う頂点同士を直線で接続する接続手
段と、対象物体の立体モデルを構成する単位となる立体
形状表現要素を用いて立体モデルを作成する手段とを備
える。多角形近似手段によって得られた頂点は、立体形
状表現要素の頂点である。接続手段によって得られた直
線は、立体形状表現要素の辺である。
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、対象物体の撮影結果をもとに、対象物体の
立体形状を獲得する立体形状獲得手段と、立体形状から
複数の輪郭線を獲得する輪郭線獲得手段と、複数の輪郭
線を多角形近似する多角形近似手段と、多角形近似によ
って得られた隣り合う頂点同士を直線で接続する接続手
段と、対象物体の立体モデルを構成する単位となる立体
形状表現要素を用いて立体モデルを作成する手段とを備
える。多角形近似手段によって得られた頂点は、立体形
状表現要素の頂点である。接続手段によって得られた直
線は、立体形状表現要素の辺である。
【００２３】本発明の請求項９の立体モデル作成装置
は、請求項８に記載のものであって、輪郭線獲得手段
は、立体形状を複数の平面で切断することにより複数の
輪郭線を獲得する切断手段を含む。
は、請求項８に記載のものであって、輪郭線獲得手段
は、立体形状を複数の平面で切断することにより複数の
輪郭線を獲得する切断手段を含む。
【００２４】本発明の請求項１０の立体モデル作成装置
は、請求項８または９に記載のものであって、対象物体
の立体形状は、ボクセル空間に形成される。
は、請求項８または９に記載のものであって、対象物体
の立体形状は、ボクセル空間に形成される。
【００２５】本発明の請求項１１の立体モデル作成装置
は、請求項１０に記載のものであって、ボクセル空間
は、円筒座標系ボクセル空間である。
は、請求項１０に記載のものであって、ボクセル空間
は、円筒座標系ボクセル空間である。
【００２６】本発明の請求項１２の立体モデル作成装置
は、請求項１１に記載のものであって、切断手段は、円
筒座標系ボクセル空間の中心軸を含む複数の平面で、立
体形状を、中心軸のまわりに所定の角度ごとに切断す
る。
は、請求項１１に記載のものであって、切断手段は、円
筒座標系ボクセル空間の中心軸を含む複数の平面で、立
体形状を、中心軸のまわりに所定の角度ごとに切断す
る。
【００２７】本発明の請求項１３の立体モデル作成装置
は、請求項１１に記載のものであって、対象物体を任意
の角度ごとに回転させるための回転手段と、回転手段に
よって回転させられた対象物体を撮影する撮影手段とを
さらに備える。立体形状獲得手段は、任意の角度ごとに
回転させられた対象物体を撮影して得られた複数の物体
画像をもとに立体形状を獲得する。切断手段は、円筒座
標系ボクセル空間の中心軸を含む複数の平面で、立体形
状を、任意の角度と同じ角度ごとに切断する。
は、請求項１１に記載のものであって、対象物体を任意
の角度ごとに回転させるための回転手段と、回転手段に
よって回転させられた対象物体を撮影する撮影手段とを
さらに備える。立体形状獲得手段は、任意の角度ごとに
回転させられた対象物体を撮影して得られた複数の物体
画像をもとに立体形状を獲得する。切断手段は、円筒座
標系ボクセル空間の中心軸を含む複数の平面で、立体形
状を、任意の角度と同じ角度ごとに切断する。
【００２８】本発明の請求項１４の立体モデル作成装置
は、請求項９〜１３のいずれかに記載のものであって、
多角形近似手段は、多角形近似の精度を可変することに
より、立体モデルを構成することになる立体形状表現要
素の数を制御する。
は、請求項９〜１３のいずれかに記載のものであって、
多角形近似手段は、多角形近似の精度を可変することに
より、立体モデルを構成することになる立体形状表現要
素の数を制御する。
【００２９】本発明の請求項１５の立体モデル作成装置
は、請求項９〜１３のいずれかに記載のものであって
複数の切断面のうち第１の切断面の輪郭線を多角形近似
することによって得られる頂点と、複数の切断面のうち
第２の切断面の輪郭線を多角形近似することによって得
られた頂点との間で、頂点間の長さが最も短い頂点間を
直線で接続する局所的最近接点接続手段をさらに備え
る。局所的最近接点接続手段によって得られた直線は、
立体形状表現要素の辺である。
は、請求項９〜１３のいずれかに記載のものであって
複数の切断面のうち第１の切断面の輪郭線を多角形近似
することによって得られる頂点と、複数の切断面のうち
第２の切断面の輪郭線を多角形近似することによって得
られた頂点との間で、頂点間の長さが最も短い頂点間を
直線で接続する局所的最近接点接続手段をさらに備え
る。局所的最近接点接続手段によって得られた直線は、
立体形状表現要素の辺である。
【００３０】本発明の請求項１６の立体モデル作成装置
は、請求項８〜１５のいずれかに記載のものであって、
複数の切断面のうち第１の切断面の輪郭線を多角形近似
することによって得られた頂点と、複数の切断面のうち
第２の切断面の輪郭線を多角形近似することによって得
られた頂点とを、頂点間の長さの合計が最小になるよう
に直線で接続する大域的最短接続手段をさらに備える。
大域的最短接続手段によって得られた直線は、立体形状
表現要素の辺である。
は、請求項８〜１５のいずれかに記載のものであって、
複数の切断面のうち第１の切断面の輪郭線を多角形近似
することによって得られた頂点と、複数の切断面のうち
第２の切断面の輪郭線を多角形近似することによって得
られた頂点とを、頂点間の長さの合計が最小になるよう
に直線で接続する大域的最短接続手段をさらに備える。
大域的最短接続手段によって得られた直線は、立体形状
表現要素の辺である。
【００３１】本発明の請求項４６の立体モデル作成装置
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、対象物体の複数の断面形状の輪郭線を多角
形近似する多角形近似手段と、この多角形近似によって
得られた隣り合う頂点同士を直線で接続した立体モデル
を作成する手段とを備える。
は、対象物体の立体モデルを作成する。この立体モデル
作成装置は、対象物体の複数の断面形状の輪郭線を多角
形近似する多角形近似手段と、この多角形近似によって
得られた隣り合う頂点同士を直線で接続した立体モデル
を作成する手段とを備える。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明による立体モデル作
成装置、立体モデル作成方法および立体モデル作成プロ
グラムを記録した媒体について図面を参照しながら説明
する。
成装置、立体モデル作成方法および立体モデル作成プロ
グラムを記録した媒体について図面を参照しながら説明
する。
【００３３】図１は、本発明の実施の形態による立体モ
デル作成装置の全体構成を示す概略図である。図１を参
照して、実施の形態による立体モデル作成装置は、回転
テーブル１、カメラ３およびコンピュータ５を備える。
ここで、回転テーブル１の代わりに、ロボットアームな
どを用いることができる。つまり、回転テーブル１の代
わりとして、対象物体の向きを変えることができるもの
を用いることができる。
デル作成装置の全体構成を示す概略図である。図１を参
照して、実施の形態による立体モデル作成装置は、回転
テーブル１、カメラ３およびコンピュータ５を備える。
ここで、回転テーブル１の代わりに、ロボットアームな
どを用いることができる。つまり、回転テーブル１の代
わりとして、対象物体の向きを変えることができるもの
を用いることができる。
【００３４】図２は本発明の実施の形態による立体モデ
ル作成装置の概略を示すブロック図である。図２を参照
して、立体モデル作成装置は、撮影部９、画像記憶部１
１、演算／制御部１３、形状記憶部１５および色彩情報
記憶部１７を備える。撮影部９は、図１の回転テーブル
１およびカメラ３からなる。画像記憶部１１、演算／制
御部１３、形状記憶部１５および色彩情報記憶部１７
は、図１のコンピュータ５に含まれる。
ル作成装置の概略を示すブロック図である。図２を参照
して、立体モデル作成装置は、撮影部９、画像記憶部１
１、演算／制御部１３、形状記憶部１５および色彩情報
記憶部１７を備える。撮影部９は、図１の回転テーブル
１およびカメラ３からなる。画像記憶部１１、演算／制
御部１３、形状記憶部１５および色彩情報記憶部１７
は、図１のコンピュータ５に含まれる。
【００３５】図３は、図１の立体モデル作成装置におけ
る処理の流れを説明するための図である。図４は、図１
の立体モデル作成装置における処理の具体的内容を説明
するための図である。図４（ａ）は、図３のステップＳ
２における対象物体・背景の撮影を説明するための図で
ある。図４（ｂ）は、図３のステップＳ３におけるシル
エット画像作成を説明するための図である。図４（ｃ）
は、図３のステップＳ４におけるボーティング処理を説
明するための図である。図４（ｄ）は、図３のステップ
Ｓ５におけるポリゴン作成を説明するための図である。
図４（ｅ）は、図３のステップＳ６におけるテクスチャ
マップを説明するための図である。
る処理の流れを説明するための図である。図４は、図１
の立体モデル作成装置における処理の具体的内容を説明
するための図である。図４（ａ）は、図３のステップＳ
２における対象物体・背景の撮影を説明するための図で
ある。図４（ｂ）は、図３のステップＳ３におけるシル
エット画像作成を説明するための図である。図４（ｃ）
は、図３のステップＳ４におけるボーティング処理を説
明するための図である。図４（ｄ）は、図３のステップ
Ｓ５におけるポリゴン作成を説明するための図である。
図４（ｅ）は、図３のステップＳ６におけるテクスチャ
マップを説明するための図である。
【００３６】図１、図２、図３および図４を参照して説
明を行なう。ステップＳ１において、キャリブレーショ
ンを行なう。本実施の形態によるキャリブレーションと
は、カメラ３の内部パラメータ（パースペクティブ比）
およびカメラ３と回転テーブル１との位置関係を求める
処理のことである。ステップＳ２では、対象物体および
背景の撮影を行なう。つまり、回転テーブル１に対象物
体を置かずに、背景だけを撮影し、背景画像を１枚得
る。また、回転テーブル１に対象物体２３を置き、対象
物体２３を回転させる。そして、カメラ３によって、所
定の角度ごとに、対象物体２３を背景とともに撮影し、
物体画像Ａ１〜Ａｎを得る。たとえば、対象物体２３を
１０°ごとに回転させ、３６枚の物体画像Ａ１〜Ａ３６
を得る。以下の説明では、このようにして得られた３６
枚の物体画像Ａ１〜Ａ３６をもとに立体モデルを作成す
る場合を説明する。ここで、カメラ３の位置および俯角
（または、仰角）は固定されている。また、カメラ３と
回転テーブル１は、演算／制御部１３によって制御され
る。なお、ステップＳ２で求まった背景画像および物体
画像は、画像記憶部１１に記憶される。本実施の形態で
は、カメラを固定し、対象物体側を回転させて撮影して
いるので、上記のように背景画像の撮影は、１回でよ
い。
明を行なう。ステップＳ１において、キャリブレーショ
ンを行なう。本実施の形態によるキャリブレーションと
は、カメラ３の内部パラメータ（パースペクティブ比）
およびカメラ３と回転テーブル１との位置関係を求める
処理のことである。ステップＳ２では、対象物体および
背景の撮影を行なう。つまり、回転テーブル１に対象物
体を置かずに、背景だけを撮影し、背景画像を１枚得
る。また、回転テーブル１に対象物体２３を置き、対象
物体２３を回転させる。そして、カメラ３によって、所
定の角度ごとに、対象物体２３を背景とともに撮影し、
物体画像Ａ１〜Ａｎを得る。たとえば、対象物体２３を
１０°ごとに回転させ、３６枚の物体画像Ａ１〜Ａ３６
を得る。以下の説明では、このようにして得られた３６
枚の物体画像Ａ１〜Ａ３６をもとに立体モデルを作成す
る場合を説明する。ここで、カメラ３の位置および俯角
（または、仰角）は固定されている。また、カメラ３と
回転テーブル１は、演算／制御部１３によって制御され
る。なお、ステップＳ２で求まった背景画像および物体
画像は、画像記憶部１１に記憶される。本実施の形態で
は、カメラを固定し、対象物体側を回転させて撮影して
いるので、上記のように背景画像の撮影は、１回でよ
い。
【００３７】本実施の形態では背景の撮影回数を可能な
限り少なくするために、背景を１回だけ撮影し、１枚の
背景画像を得ているが、背景を２回以上撮影し、２枚以
上の背景画像を得てもよい。
限り少なくするために、背景を１回だけ撮影し、１枚の
背景画像を得ているが、背景を２回以上撮影し、２枚以
上の背景画像を得てもよい。
【００３８】なお、本実施の形態のように、カメラ３を
固定し、対象物体２３を回転させることによって、対象
物体２３の周りの複数方向から背景を含めて対象物体２
３を撮影する場合は背景の撮影は１回でもよいが、対象
物体２３を固定し、カメラ３を対象物体２３を中心にし
て回すことによって、対象物体２３の周りの複数方向か
ら背景を含めて対象物体２３を撮影する場合は背景の撮
影は複数回必要である。
固定し、対象物体２３を回転させることによって、対象
物体２３の周りの複数方向から背景を含めて対象物体２
３を撮影する場合は背景の撮影は１回でもよいが、対象
物体２３を固定し、カメラ３を対象物体２３を中心にし
て回すことによって、対象物体２３の周りの複数方向か
ら背景を含めて対象物体２３を撮影する場合は背景の撮
影は複数回必要である。
【００３９】ステップＳ３では、図示しないシルエット
作成部が、シルエット画像を作成する。つまり、各物体
画像Ａ１〜Ａ３６と、背景画像との間で差分処理を行な
い、複数のシルエット画像Ｂ１〜Ｂｎを作成する。物体
画像Ａ１〜Ａ３６が３６枚であるため、シルエット画像
も３６枚になる。ここで、差分処理（差分を求める処
理）は、画素毎に、物体画像の色情報と、背景画像の色
情報との差を求めることをいう。ステップＳ４では、図
示しないボーティング部が、ボーティング処理を行な
う。つまり、複数のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６をもと
に、円筒座標系ボクセル空間２５へボーティング処理を
行なう。そして、図示しないしきい値処理部（立体形状
獲得部）は、投票数がしきい値以上の部分を、対象物体
２３の立体形状（存在領域）とする。
作成部が、シルエット画像を作成する。つまり、各物体
画像Ａ１〜Ａ３６と、背景画像との間で差分処理を行な
い、複数のシルエット画像Ｂ１〜Ｂｎを作成する。物体
画像Ａ１〜Ａ３６が３６枚であるため、シルエット画像
も３６枚になる。ここで、差分処理（差分を求める処
理）は、画素毎に、物体画像の色情報と、背景画像の色
情報との差を求めることをいう。ステップＳ４では、図
示しないボーティング部が、ボーティング処理を行な
う。つまり、複数のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６をもと
に、円筒座標系ボクセル空間２５へボーティング処理を
行なう。そして、図示しないしきい値処理部（立体形状
獲得部）は、投票数がしきい値以上の部分を、対象物体
２３の立体形状（存在領域）とする。
【００４０】なお、ボクセル空間としては直行座標系ボ
クセル空間を用いてもよいが、円筒座標系ボクセル空間
を用いた方がメモリ量を小さく抑制しつつ良好な形状獲
得が行なえる場合が多い。
クセル空間を用いてもよいが、円筒座標系ボクセル空間
を用いた方がメモリ量を小さく抑制しつつ良好な形状獲
得が行なえる場合が多い。
【００４１】ステップＳ５では、ステップＳ４で求めた
対象物体２３の立体形状をもとに、複数の立体形状表現
要素（たとえば、三角パッチなどのポリゴン、以下、簡
単のため立体形状表現要素をポリゴンと表記）２７を作
成し、ステップＳ４で求めた対象物体２３の立体形状を
複数のポリゴン２７で表現する。ポリゴン２７で表現さ
れた立体形状は、形状記憶部１５に記憶される。ステッ
プＳ６では、ステップＳ５で作成した、各ポリゴン２７
に対応したテクスチャを物体画像から獲得し、各ポリゴ
ン２７にマップする。また、テクスチャ（色情報）は、
色彩情報記憶部１７に記憶される。なお、ステップＳ３
〜Ｓ６の処理は、演算／制御部１３が行ない、シルエッ
ト作成部、ボーティング部、しきい値処理部は、演算／
制御部１３に含まれる。以下、ステップＳ１におけるキ
ャリブレーション、ステップＳ４におけるボーティング
処理およびステップＳ５におけるポリゴン作成について
詳細に説明する。
対象物体２３の立体形状をもとに、複数の立体形状表現
要素（たとえば、三角パッチなどのポリゴン、以下、簡
単のため立体形状表現要素をポリゴンと表記）２７を作
成し、ステップＳ４で求めた対象物体２３の立体形状を
複数のポリゴン２７で表現する。ポリゴン２７で表現さ
れた立体形状は、形状記憶部１５に記憶される。ステッ
プＳ６では、ステップＳ５で作成した、各ポリゴン２７
に対応したテクスチャを物体画像から獲得し、各ポリゴ
ン２７にマップする。また、テクスチャ（色情報）は、
色彩情報記憶部１７に記憶される。なお、ステップＳ３
〜Ｓ６の処理は、演算／制御部１３が行ない、シルエッ
ト作成部、ボーティング部、しきい値処理部は、演算／
制御部１３に含まれる。以下、ステップＳ１におけるキ
ャリブレーション、ステップＳ４におけるボーティング
処理およびステップＳ５におけるポリゴン作成について
詳細に説明する。
【００４２】（キャリブレーション）キャリブレーショ
ンとして、カメラ３の内部パラメータ（パースペクティ
ブ比）およびカメラ３と回転テーブル１の位置関係を求
める。まず、カメラ３の内部パラメータ（パースペクテ
ィブ比）について説明する。図５は、カメラ３の内部パ
ラメータ（パースペクティブ比）を説明するための図で
ある。図５を参照して、基準ブロック３１を、カメラ３
によって撮影する。この場合に、基準ブロック３１がス
クリーン３３にちょうど入るように撮影する。このとき
の、カメラ３と基準ブロック３１との間の距離Ｌを計測
する。さらに、基準ブロック３１の高さＴを計測してお
く。パースペクティブ比は、基準ブロック３１の高さＴ
を、距離Ｌで割ったものである。つまり、パースペクテ
ィプ比は、Ｔ／Ｌで表わされる。
ンとして、カメラ３の内部パラメータ（パースペクティ
ブ比）およびカメラ３と回転テーブル１の位置関係を求
める。まず、カメラ３の内部パラメータ（パースペクテ
ィブ比）について説明する。図５は、カメラ３の内部パ
ラメータ（パースペクティブ比）を説明するための図で
ある。図５を参照して、基準ブロック３１を、カメラ３
によって撮影する。この場合に、基準ブロック３１がス
クリーン３３にちょうど入るように撮影する。このとき
の、カメラ３と基準ブロック３１との間の距離Ｌを計測
する。さらに、基準ブロック３１の高さＴを計測してお
く。パースペクティブ比は、基準ブロック３１の高さＴ
を、距離Ｌで割ったものである。つまり、パースペクテ
ィプ比は、Ｔ／Ｌで表わされる。
【００４３】遠近法においては、画面に投影される物体
サイズは、視点から物体までの距離に応じて拡大／縮小
されるが、その拡大／縮小比率を決めるパラメータがパ
ースペクティブ比である。
サイズは、視点から物体までの距離に応じて拡大／縮小
されるが、その拡大／縮小比率を決めるパラメータがパ
ースペクティブ比である。
【００４４】次に、カメラ３と回転テーブル１との位置
関係の計測について説明する。図６は、カメラと回転テ
ーブルとの位置関係の計測を説明するための図である。
図６（ａ）は、回転テーブル１の座標系（ｘｙｚ座標
系）に置かれたカメラ３を示す図である。図６（ａ）を
参照して、回転テーブル１の座標系（ｘｙｚ座標系）を
用いて、カメラ３の位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求め
る。さらに、カメラ３の光軸３５の回りの回転角αを求
める。図６（ｂ）は、図６（ａ）のカメラ３のｙｚ平面
への正射影を示す図である。図６（ｂ）を参照して、カ
メラ３の光軸３５と、ｙ軸がなす角βを求める。図６
（ｃ）は、図６（ａ）のカメラ３のｘｙ平面への正射影
を示す図である。図６（ｃ）を参照して、カメラ３の光
軸３５とｙ軸がなす角γを求める。
関係の計測について説明する。図６は、カメラと回転テ
ーブルとの位置関係の計測を説明するための図である。
図６（ａ）は、回転テーブル１の座標系（ｘｙｚ座標
系）に置かれたカメラ３を示す図である。図６（ａ）を
参照して、回転テーブル１の座標系（ｘｙｚ座標系）を
用いて、カメラ３の位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求め
る。さらに、カメラ３の光軸３５の回りの回転角αを求
める。図６（ｂ）は、図６（ａ）のカメラ３のｙｚ平面
への正射影を示す図である。図６（ｂ）を参照して、カ
メラ３の光軸３５と、ｙ軸がなす角βを求める。図６
（ｃ）は、図６（ａ）のカメラ３のｘｙ平面への正射影
を示す図である。図６（ｃ）を参照して、カメラ３の光
軸３５とｙ軸がなす角γを求める。
【００４５】つまり、カメラ３と回転テーブル１の位置
関係として、回転テーブル１の座標系（ｘｙｚ座標系）
を用いたカメラ３の位置および角度α，β，γを求め
る。なお、本実施の形態では、角度α，γは、ほぼ０°
にしている。ここで、角度βは、回転テーブル１に対す
るカメラ３の俯角である。なお、角度βを、回転テーブ
ル１に置かれた対象物体に対するカメラ３の俯角と呼ぶ
こともある。ここで、俯角には、負の俯角、つまり、仰
角を含む。
関係として、回転テーブル１の座標系（ｘｙｚ座標系）
を用いたカメラ３の位置および角度α，β，γを求め
る。なお、本実施の形態では、角度α，γは、ほぼ０°
にしている。ここで、角度βは、回転テーブル１に対す
るカメラ３の俯角である。なお、角度βを、回転テーブ
ル１に置かれた対象物体に対するカメラ３の俯角と呼ぶ
こともある。ここで、俯角には、負の俯角、つまり、仰
角を含む。
【００４６】以上のように、本実施の形態では、キャリ
ブレーションとして、対象物体に対するカメラの俯角を
求めるため、この俯角をもって対象物体を撮影した物体
画像をもとに立体モデルを作成することができる。つま
り、対象物体を横方向（ｘｙ平面に平行な方向）から撮
影して得られた物体画像だけでなく、斜め上から対象物
体を撮影して得られた物体画像をもとに立体モデルを作
成できる。このため、横方向のみからの撮影では得られ
ないような対象物体の上面部も含め、色情報を十分に得
ることができる。さらに、対象物体の局所的凹部をも認
識できるので、精度よく立体モデルを作成できる。
ブレーションとして、対象物体に対するカメラの俯角を
求めるため、この俯角をもって対象物体を撮影した物体
画像をもとに立体モデルを作成することができる。つま
り、対象物体を横方向（ｘｙ平面に平行な方向）から撮
影して得られた物体画像だけでなく、斜め上から対象物
体を撮影して得られた物体画像をもとに立体モデルを作
成できる。このため、横方向のみからの撮影では得られ
ないような対象物体の上面部も含め、色情報を十分に得
ることができる。さらに、対象物体の局所的凹部をも認
識できるので、精度よく立体モデルを作成できる。
【００４７】（ボーティング処理）図３のステップＳ４
におけるボーティング処理の詳細を説明する。図７は、
ボーティング処理を施す円筒座標系ボクセル空間を説明
するための図である。なお、図４と同様の部分について
は、同一の参照符号を付している。図７を参照して、円
筒座標系ボクセル空間２５は、複数のボクセル３９から
なる。ここで、円筒座標系ボクセル空間２５におけるボ
クセルを説明するための便宜のため、図７の円筒座標系
ボクセル空間２５を中心軸４０を持つ円柱と考える。そ
して、この円柱２５を、中心軸４０に垂直な異なる複数
の平面で切断する。さらに、中心軸４０を含み、かつ、
中心軸４０に平行な複数の平面で円柱２５を切断する。
さらに、中心軸４０を軸とする異なる複数の回転面で円
柱２５を切断する。以上のようにして、円柱２５を切断
することによって得られた円柱２５の各要素を考える。
この各要素が、円筒座標系ボクセル空間２５における各
ボクセル３９に対応する。
におけるボーティング処理の詳細を説明する。図７は、
ボーティング処理を施す円筒座標系ボクセル空間を説明
するための図である。なお、図４と同様の部分について
は、同一の参照符号を付している。図７を参照して、円
筒座標系ボクセル空間２５は、複数のボクセル３９から
なる。ここで、円筒座標系ボクセル空間２５におけるボ
クセルを説明するための便宜のため、図７の円筒座標系
ボクセル空間２５を中心軸４０を持つ円柱と考える。そ
して、この円柱２５を、中心軸４０に垂直な異なる複数
の平面で切断する。さらに、中心軸４０を含み、かつ、
中心軸４０に平行な複数の平面で円柱２５を切断する。
さらに、中心軸４０を軸とする異なる複数の回転面で円
柱２５を切断する。以上のようにして、円柱２５を切断
することによって得られた円柱２５の各要素を考える。
この各要素が、円筒座標系ボクセル空間２５における各
ボクセル３９に対応する。
【００４８】図８は、ボーティング処理を説明するため
の図である。なお、図７と同様の部分については同一の
参照符号を付しその説明を適宜省略する。図３のステッ
プＳ３で得られた３６枚のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６
をもとに、円筒座標系ボクセル空間２５へボーティング
処理を行なう。なお、図８では、２つのシルエット画像
Ｂ１，Ｂ２だけを図示している。
の図である。なお、図７と同様の部分については同一の
参照符号を付しその説明を適宜省略する。図３のステッ
プＳ３で得られた３６枚のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６
をもとに、円筒座標系ボクセル空間２５へボーティング
処理を行なう。なお、図８では、２つのシルエット画像
Ｂ１，Ｂ２だけを図示している。
【００４９】ここで仮定存在領域５０を考える。図９
は、仮定存在領域を説明するための図である。なお、図
８と同様の部分については同一の参照符号を付しその説
明を適宜省略する。また、図９では、１つのシルエット
画像Ｂ１だけを図示している。図８および図９を参照し
て、シルエット画像Ｂ１に注目して、シルエット画像Ｂ
１に対する仮定存在領域５０とは、カメラの投影中心５
１を頂点とし、シルエット画像Ｂ１中の物体像４２（対
象物体２３の輪郭）を断面形状とする錐体状の領域であ
る。なお、他のシルエット画像Ｂ２〜Ｂ３６に対する仮
定存在領域も同様に定義できる。対象物体２３は、この
仮定存在領域の内側に必ず存在していることになる。
は、仮定存在領域を説明するための図である。なお、図
８と同様の部分については同一の参照符号を付しその説
明を適宜省略する。また、図９では、１つのシルエット
画像Ｂ１だけを図示している。図８および図９を参照し
て、シルエット画像Ｂ１に注目して、シルエット画像Ｂ
１に対する仮定存在領域５０とは、カメラの投影中心５
１を頂点とし、シルエット画像Ｂ１中の物体像４２（対
象物体２３の輪郭）を断面形状とする錐体状の領域であ
る。なお、他のシルエット画像Ｂ２〜Ｂ３６に対する仮
定存在領域も同様に定義できる。対象物体２３は、この
仮定存在領域の内側に必ず存在していることになる。
【００５０】図７も参照して、ボーティング処理では、
仮定存在領域５０に存在するボクセル３９のすべてに
「１」を投票する。このようなボーティング処理をすべ
てのシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６に対して行なう。たと
えば、３６枚のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６に対応する
すべての仮定存在領域が重なり合う部分に存在するボク
セル３９における投票数は「３６」になる。
仮定存在領域５０に存在するボクセル３９のすべてに
「１」を投票する。このようなボーティング処理をすべ
てのシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６に対して行なう。たと
えば、３６枚のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６に対応する
すべての仮定存在領域が重なり合う部分に存在するボク
セル３９における投票数は「３６」になる。
【００５１】図３のステップ２では、１０°ごとに対象
物体を撮影し３６枚の物体画像を得て、ステップＳ３で
３６枚のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６を作成している。
このため、仮定存在領域の頂点（カメラの投影中心に相
当）は、中心軸４０のまわりに、１０°ごとに位置する
ことになる。また、仮定存在領域の頂点（カメラの投影
中心に相当）の位置は、図３のステップＳ１におけるキ
ャリブレーションの結果に従って決定される。つまり、
パースペクティブ比によって、シルエット画像Ｂ１〜Ｂ
３６とそれに対応する仮定存在領域の頂点（カメラの投
影中心に相当）との位置関係が決定される。すなわち、
仮定存在領域である錐体の広がり角が決定される。ま
た、カメラ３と回転テーブル１との位置関係によって、
シルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６に対応する仮定存在領域の
頂点（カメラの投影中心に相当）と円筒座標系ボクセル
空間２５との位置関係が決定される。
物体を撮影し３６枚の物体画像を得て、ステップＳ３で
３６枚のシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６を作成している。
このため、仮定存在領域の頂点（カメラの投影中心に相
当）は、中心軸４０のまわりに、１０°ごとに位置する
ことになる。また、仮定存在領域の頂点（カメラの投影
中心に相当）の位置は、図３のステップＳ１におけるキ
ャリブレーションの結果に従って決定される。つまり、
パースペクティブ比によって、シルエット画像Ｂ１〜Ｂ
３６とそれに対応する仮定存在領域の頂点（カメラの投
影中心に相当）との位置関係が決定される。すなわち、
仮定存在領域である錐体の広がり角が決定される。ま
た、カメラ３と回転テーブル１との位置関係によって、
シルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６に対応する仮定存在領域の
頂点（カメラの投影中心に相当）と円筒座標系ボクセル
空間２５との位置関係が決定される。
【００５２】図１０は、ボーティング処理の結果を示す
図である。なお、図８と同様の部分については同一の参
照符号を付しその説明は適宜省略する。図１０を参照し
て、色の濃い部分は投票数が多く、色の薄い部分は投票
数が少ない。なお、図１０のＹ軸は、図８の中心軸４０
に相当する。
図である。なお、図８と同様の部分については同一の参
照符号を付しその説明は適宜省略する。図１０を参照し
て、色の濃い部分は投票数が多く、色の薄い部分は投票
数が少ない。なお、図１０のＹ軸は、図８の中心軸４０
に相当する。
【００５３】すべてのシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６に対
するボーティング処理が終了した後、しきい値処理を行
なう。すなわち、所定のしきい値以上の投票数を有する
ボクセル３９が存在する領域を対象物体２３の存在領域
とする。この存在領域の形状が対象物体２３の立体形状
である。たとえば、しきい値を「３２」とすると、投票
数が「３２」以上のボクセル３９が存在する領域の形状
が対象物体２３の立体形状となる。
するボーティング処理が終了した後、しきい値処理を行
なう。すなわち、所定のしきい値以上の投票数を有する
ボクセル３９が存在する領域を対象物体２３の存在領域
とする。この存在領域の形状が対象物体２３の立体形状
である。たとえば、しきい値を「３２」とすると、投票
数が「３２」以上のボクセル３９が存在する領域の形状
が対象物体２３の立体形状となる。
【００５４】以上のように、本実施の形態では、ボーテ
ィング処理によって、対象物体の立体形状を求めてい
る。このため、ボーティング処理で用いる複数のシルエ
ット画像のうちのいくつかが不正確であっても、精度よ
く立体モデルを作成できる。なお、第３の従来技術で
は、複数の仮定存在領域の論理積により立体形状を得て
いる。このため、たとえば、シルエット画像中の物体像
が不正確で、対象物体の輪郭を正確に表わしておらず、
対象物体の形状の一部が欠けたようなものを表している
場合は、その欠けた部分については、対象物体の立体形
状として表現されないことになる。なお、ここではボー
ティング処理でボクセル空間における対象物体の存在領
域を推定しているが、ボクセル空間における対象物体の
存在確率を求めることができれば、ボーティング処理以
外のいかなる処理で対象物体の存在領域を推定するよう
にしてもよい。
ィング処理によって、対象物体の立体形状を求めてい
る。このため、ボーティング処理で用いる複数のシルエ
ット画像のうちのいくつかが不正確であっても、精度よ
く立体モデルを作成できる。なお、第３の従来技術で
は、複数の仮定存在領域の論理積により立体形状を得て
いる。このため、たとえば、シルエット画像中の物体像
が不正確で、対象物体の輪郭を正確に表わしておらず、
対象物体の形状の一部が欠けたようなものを表している
場合は、その欠けた部分については、対象物体の立体形
状として表現されないことになる。なお、ここではボー
ティング処理でボクセル空間における対象物体の存在領
域を推定しているが、ボクセル空間における対象物体の
存在確率を求めることができれば、ボーティング処理以
外のいかなる処理で対象物体の存在領域を推定するよう
にしてもよい。
【００５５】（ポリゴン作成）図１１は、図３のステッ
プＳ５におけるポリゴン作成の具体的内容を説明するた
めの図である。なお、図８〜図１０と同様の部分につい
ては同一の参照符号を付しその説明は適宜省略する。図
１２は、図３のステップＳ５におけるポリゴン作成の流
れを説明するための図である。図１１（ｂ）は、図１１
（ａ）の領域Ａに存在する輪郭線４３ａ，４３ｂに基づ
き求められたポリゴンを示す図である。図１１（ａ）お
よび図１２を参照して、ステップＳＡ１では、図示しな
い切断部が、ボーティング処理の結果に基づいて求めら
れた対象物体２３の立体形状（図１０参照）を複数の平
面（図１１では、３つの平面４１ａ，４１ｂ，４１ｃだ
けを図示）で切断し、各切断面（図１１では、３つの切
断面４４ａ，４４ｂ，４４ｃだけを図示）の輪郭線（図
１１では、３つの輪郭線４３ａ，４３ｂ，４３ｃだけを
図示）求める。ここで、図３のステップＳ２では１０°
ごとに対象物体を撮影し物体画像を得て、ステップＳ３
で１０°ごとのシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６を作成して
いる。このため、対象物体２３の立体形状を中心軸４０
のまわりに１０°ごとに複数の平面で切断する。つま
り、隣り合う平面同士のなす角度θが１０°になるよう
な複数の平面で対象物体２３の立体形状を切断する。対
象物体２３の立体形状を切断する各平面は、中心軸４０
を含む平面である。
プＳ５におけるポリゴン作成の具体的内容を説明するた
めの図である。なお、図８〜図１０と同様の部分につい
ては同一の参照符号を付しその説明は適宜省略する。図
１２は、図３のステップＳ５におけるポリゴン作成の流
れを説明するための図である。図１１（ｂ）は、図１１
（ａ）の領域Ａに存在する輪郭線４３ａ，４３ｂに基づ
き求められたポリゴンを示す図である。図１１（ａ）お
よび図１２を参照して、ステップＳＡ１では、図示しな
い切断部が、ボーティング処理の結果に基づいて求めら
れた対象物体２３の立体形状（図１０参照）を複数の平
面（図１１では、３つの平面４１ａ，４１ｂ，４１ｃだ
けを図示）で切断し、各切断面（図１１では、３つの切
断面４４ａ，４４ｂ，４４ｃだけを図示）の輪郭線（図
１１では、３つの輪郭線４３ａ，４３ｂ，４３ｃだけを
図示）求める。ここで、図３のステップＳ２では１０°
ごとに対象物体を撮影し物体画像を得て、ステップＳ３
で１０°ごとのシルエット画像Ｂ１〜Ｂ３６を作成して
いる。このため、対象物体２３の立体形状を中心軸４０
のまわりに１０°ごとに複数の平面で切断する。つま
り、隣り合う平面同士のなす角度θが１０°になるよう
な複数の平面で対象物体２３の立体形状を切断する。対
象物体２３の立体形状を切断する各平面は、中心軸４０
を含む平面である。
【００５６】ステップＳＡ２では、図示しない多角形近
似部は、各切断面の各輪郭線を多角形近似し、その多角
形の頂点座標を求める。ここで、多角形近似の方法とし
ては、たとえば文献“An Iterative Procedure for the
Polygonal Approximation of Plane Curves”、U.Rame
r 、CGIP, Vol. 1, pp. ２４４−２５６，１９７２に記
載されている方法などを用いることができる。そして、
図示しない接続部は、各切断面において、隣り合う頂点
同士を直線で接続する。ステップＳＡ３では、隣接する
切断面間で、各切断面の輪郭線に対応する頂点同士を接
続しポリゴンを生成する。なお、ステップＳＡ２の多角
形近似においては、その近似精度を可変することによ
り、最終的に生成されるポリゴン数を制御することも可
能である。
似部は、各切断面の各輪郭線を多角形近似し、その多角
形の頂点座標を求める。ここで、多角形近似の方法とし
ては、たとえば文献“An Iterative Procedure for the
Polygonal Approximation of Plane Curves”、U.Rame
r 、CGIP, Vol. 1, pp. ２４４−２５６，１９７２に記
載されている方法などを用いることができる。そして、
図示しない接続部は、各切断面において、隣り合う頂点
同士を直線で接続する。ステップＳＡ３では、隣接する
切断面間で、各切断面の輪郭線に対応する頂点同士を接
続しポリゴンを生成する。なお、ステップＳＡ２の多角
形近似においては、その近似精度を可変することによ
り、最終的に生成されるポリゴン数を制御することも可
能である。
【００５７】図１１（ａ）および図１１（ｂ）を参照し
て、領域Ａに注目して、ステップＳＡ２およびステップ
ＳＡ３における処理を説明する。ステップＳＡ２では、
輪郭線４３ａ，４３ｂを多角形近似し、その多角形の頂
点４５ａ，４５ｂの座標を求める。そして、輪郭線４３
ａを多角形近似することによって求まった複数の頂点４
５ａについて、隣り合うもの同士を直線で接続する。輪
郭線４３ｂを多角形近似して求まった複数の頂点４５ｂ
についても同様の処理を行なう。ここで、輪郭線４３ａ
に対応するのが頂点４５ａであり、輪郭線４３ｂに対応
するのが頂点４５ｂである。ステップＳＡ３では、切断
面４４ａの輪郭線４３ａに対応する頂点４５ａと、切断
面４４ｂの輪郭線４３ｂに対応する頂点４５ｂとの間を
直線で接続しポリゴン２７を作成する。ここで、頂点４
５ａと頂点４５ｂとを直線で接続する方法として、局所
的最近接点接続戦略および大域的最短接続戦略がある。
て、領域Ａに注目して、ステップＳＡ２およびステップ
ＳＡ３における処理を説明する。ステップＳＡ２では、
輪郭線４３ａ，４３ｂを多角形近似し、その多角形の頂
点４５ａ，４５ｂの座標を求める。そして、輪郭線４３
ａを多角形近似することによって求まった複数の頂点４
５ａについて、隣り合うもの同士を直線で接続する。輪
郭線４３ｂを多角形近似して求まった複数の頂点４５ｂ
についても同様の処理を行なう。ここで、輪郭線４３ａ
に対応するのが頂点４５ａであり、輪郭線４３ｂに対応
するのが頂点４５ｂである。ステップＳＡ３では、切断
面４４ａの輪郭線４３ａに対応する頂点４５ａと、切断
面４４ｂの輪郭線４３ｂに対応する頂点４５ｂとの間を
直線で接続しポリゴン２７を作成する。ここで、頂点４
５ａと頂点４５ｂとを直線で接続する方法として、局所
的最近接点接続戦略および大域的最短接続戦略がある。
【００５８】局所的最近接点接続戦略は、隣接する切断
面の一方の輪郭線を多角形近似することによって得られ
た頂点と、隣接する切断面の他方の輪郭線を多角形近似
することによって得られた頂点との間で、頂点間の長さ
が最も短い頂点間を直線で接続するものである。大域的
最短接続戦略は、隣接する切断面の一方の輪郭線を多角
形近似することによって得られた頂点と、隣接する切断
面の他方の輪郭線を多角形近似するこにとよって得られ
た頂点とを、頂点間の長さの合計が最小になるように直
線で接続するものである。
面の一方の輪郭線を多角形近似することによって得られ
た頂点と、隣接する切断面の他方の輪郭線を多角形近似
することによって得られた頂点との間で、頂点間の長さ
が最も短い頂点間を直線で接続するものである。大域的
最短接続戦略は、隣接する切断面の一方の輪郭線を多角
形近似することによって得られた頂点と、隣接する切断
面の他方の輪郭線を多角形近似するこにとよって得られ
た頂点とを、頂点間の長さの合計が最小になるように直
線で接続するものである。
【００５９】局所的最近接点接続戦略について詳細に説
明する。図１３は、隣接する切断面の輪郭線に対応する
頂点間の関係を示す図である。ここで、隣接する切断面
として、切断面Ｓｃｎｔおよび切断面Ｓｃｎｔ＋１を考
える。図１３を参照して、頂点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
は、切断面Ｓｃｎｔの輪郭線を多角形近似して得られた
ものである。頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは、切断
面Ｓｃｎｔ＋１の輪郭線を多角形近似して得られたもの
である。なお、円筒座標系ボクセル空間を利用したポリ
ゴン生成を前提にしているため、頂点ａと頂点Ａは同一
の点であり、頂点ｆと頂点Ｇは同一の点である。
明する。図１３は、隣接する切断面の輪郭線に対応する
頂点間の関係を示す図である。ここで、隣接する切断面
として、切断面Ｓｃｎｔおよび切断面Ｓｃｎｔ＋１を考
える。図１３を参照して、頂点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
は、切断面Ｓｃｎｔの輪郭線を多角形近似して得られた
ものである。頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは、切断
面Ｓｃｎｔ＋１の輪郭線を多角形近似して得られたもの
である。なお、円筒座標系ボクセル空間を利用したポリ
ゴン生成を前提にしているため、頂点ａと頂点Ａは同一
の点であり、頂点ｆと頂点Ｇは同一の点である。
【００６０】図１４は、局所的最近接点接続戦略を説明
するための図である。図１４を参照して、横方向は、切
断面Ｓｃｎｔの頂点ａ〜ｆに対応付けられており、縦方
向は、切断面Ｓｃｎｔ＋１の頂点Ａ〜Ｇに対応付けられ
ている。そして、各格子点における数字（○の中に記載
した数字）は、切断面Ｓｃｎｔの輪郭線に対応する頂点
ａ〜ｆ（図１３）と、切断面Ｓｃｎｔ＋１の輪郭線に対
応する頂点Ａ〜Ｇ（図１３）との間の距離である。たと
えば、ｄとＤの交点（ｄおよびＤで決定される格子点）
には、図１３の頂点ｄと頂点Ｄとの間の距離が記されて
いる。すなわち、図１３の頂点ｄと頂点Ｄとの間の距離
は、「２」である。
するための図である。図１４を参照して、横方向は、切
断面Ｓｃｎｔの頂点ａ〜ｆに対応付けられており、縦方
向は、切断面Ｓｃｎｔ＋１の頂点Ａ〜Ｇに対応付けられ
ている。そして、各格子点における数字（○の中に記載
した数字）は、切断面Ｓｃｎｔの輪郭線に対応する頂点
ａ〜ｆ（図１３）と、切断面Ｓｃｎｔ＋１の輪郭線に対
応する頂点Ａ〜Ｇ（図１３）との間の距離である。たと
えば、ｄとＤの交点（ｄおよびＤで決定される格子点）
には、図１３の頂点ｄと頂点Ｄとの間の距離が記されて
いる。すなわち、図１３の頂点ｄと頂点Ｄとの間の距離
は、「２」である。
【００６１】図１３および図１４を参照して、局所的最
近接点接続戦略では、まず、初期ポリゴンを生成する。
初期ポリゴン生成方法は以下の２つの方法が考えられ
る。初期ポリゴン生成のための第１の方法は、無条件に
頂点ｂＢ間を直線で接続するものである。初期ポリゴン
生成の第２の方法は、頂点ｂＢ間、頂点ａＣ間、頂点Ａ
ｃ間のうち、距離が最小のものを選択し、その頂点間を
直線で接続するものである。図１３および図１４の例で
は、初期ポリゴン生成の２つの方法のうちいずれの方法
においても、頂点ｂＢ間が選択され、頂点ｂＢが直線で
接続される。
近接点接続戦略では、まず、初期ポリゴンを生成する。
初期ポリゴン生成方法は以下の２つの方法が考えられ
る。初期ポリゴン生成のための第１の方法は、無条件に
頂点ｂＢ間を直線で接続するものである。初期ポリゴン
生成の第２の方法は、頂点ｂＢ間、頂点ａＣ間、頂点Ａ
ｃ間のうち、距離が最小のものを選択し、その頂点間を
直線で接続するものである。図１３および図１４の例で
は、初期ポリゴン生成の２つの方法のうちいずれの方法
においても、頂点ｂＢ間が選択され、頂点ｂＢが直線で
接続される。
【００６２】次に、頂点ｃＢ間または頂点ｂＣ間のいず
れを接続するかを考える。頂点ｂＣ間の距離が、頂点ｃ
Ｂ間の距離より短いので、頂点ｂＣ間を直線で接続す
る。次に、頂点ｃＣ間または頂点ｂＤ間のいずれを接続
するかを考える。頂点ｂＤ間の距離と頂点ｃＣ間の距離
は等しいのでいずれを接続してもよいが、ここでは、頂
点ｂＤ間を直線で接続する。次に、頂点ｃＤ間または頂
点ｂＥ間のいずれを接続するかを考える。頂点ｃＤ間の
距離が、頂点ｂＥ間の距離より短いので、頂点ｃＤ間を
直線で接続する。以下、このような処理を繰返し、切断
面Ｓｃｎｔの輪郭線に対応する頂点と、切断面Ｓｃｎｔ
＋１の輪郭線に対応する頂点とを直線で接続していく。
つまり、図１４の各格子点において、右に位置する格子
点に対応する頂点間の距離と、下に位置する格子点に対
応する頂点間の距離とを比較し、短い距離が記されてい
る格子点に対応する頂点間を直線で接続する。図１５
は、局所的最近接点接続戦略によって、図１３の頂点ａ
〜ｆと頂点Ａ〜Ｇとを接続して得られたポリゴンを示す
図である。なお、図１３と同様の部分については、同一
の参照符号を付し、その説明を省略する。図１５を参照
して、局所的最近接点接続戦略に従って、頂点ａ〜ｆと
頂点Ａ〜Ｇとが接続され、ポリゴン（三角パッチ）２７
が形成される。
れを接続するかを考える。頂点ｂＣ間の距離が、頂点ｃ
Ｂ間の距離より短いので、頂点ｂＣ間を直線で接続す
る。次に、頂点ｃＣ間または頂点ｂＤ間のいずれを接続
するかを考える。頂点ｂＤ間の距離と頂点ｃＣ間の距離
は等しいのでいずれを接続してもよいが、ここでは、頂
点ｂＤ間を直線で接続する。次に、頂点ｃＤ間または頂
点ｂＥ間のいずれを接続するかを考える。頂点ｃＤ間の
距離が、頂点ｂＥ間の距離より短いので、頂点ｃＤ間を
直線で接続する。以下、このような処理を繰返し、切断
面Ｓｃｎｔの輪郭線に対応する頂点と、切断面Ｓｃｎｔ
＋１の輪郭線に対応する頂点とを直線で接続していく。
つまり、図１４の各格子点において、右に位置する格子
点に対応する頂点間の距離と、下に位置する格子点に対
応する頂点間の距離とを比較し、短い距離が記されてい
る格子点に対応する頂点間を直線で接続する。図１５
は、局所的最近接点接続戦略によって、図１３の頂点ａ
〜ｆと頂点Ａ〜Ｇとを接続して得られたポリゴンを示す
図である。なお、図１３と同様の部分については、同一
の参照符号を付し、その説明を省略する。図１５を参照
して、局所的最近接点接続戦略に従って、頂点ａ〜ｆと
頂点Ａ〜Ｇとが接続され、ポリゴン（三角パッチ）２７
が形成される。
【００６３】図１６は、局所的最近接点接続戦略による
ポリゴン生成の流れの一部を説明するための図である。
図１７は、局所的最近接点接続戦略によるポリゴン生成
の流れの他の一部を説明するための図である。なお、こ
こでは、初期ポリゴン生成方法として、無条件に第１番
目の頂点同士を接続する方法（初期ポリゴン生成の第１
の方法）を用いた例を示している。図１６を参照して、
ステップＳＢ１では、変数Ｓｍａｘに、図１２のステッ
プＳＡ１で得られた切断面の数を代入する。さらに、変
数Ｓｃｎｔに、「０」を代入する。ステップＳＢ２で
は、変数Ｖｍａｘに、Ｓｃｎｔ番目の切断面における頂
点数を代入する。さらに、変数Ｖｃｎｔに「０」を代入
する。ステップＳＢ３では、Ｓｃｎｔ番目の切断面にお
けるＶｃｎｔ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ番目の切断面にお
けるＶｃｎｔ＋１番目の頂点とを接続する。ここで、た
とえば、図１３に示すような頂点ａ〜ｆ，Ａ〜Ｇを考え
る場合、頂点ａ，Ａは、第０番目の頂点であり、頂点
ｂ，Ｂは第１番目の頂点であり、頂点ｃ，Ｃは第３番目
の頂点である。ステップＳＢ４では、変数Ｖｃｎｔに、
Ｖｃｎｔ＋１を代入する。ステップＳＢ５において、変
数ＶｃｎｔがＶｍａｘ−１以上の場合には、ステップＳ
Ｂ６に進む。一方、ステップＳＢ５において、変数Ｖｃ
ｎｔが、Ｖｍａｘ−１より小さいときは、ステップＳＢ
３に進む。ステップＳＢ６では、変数Ｓｃｎｔに、Ｓｃ
ｎｔ＋１を代入する。ステップＳＢ７において、変数Ｓ
ｃｎｔがＳｍａｘ以上のときは、図１７のステップＳＢ
８へ進む。一方、ステップＳＢ７において、変数Ｓｃｎ
ｔがＳｍａｘより小さいときは、ステップＳＢ２に進
む。
ポリゴン生成の流れの一部を説明するための図である。
図１７は、局所的最近接点接続戦略によるポリゴン生成
の流れの他の一部を説明するための図である。なお、こ
こでは、初期ポリゴン生成方法として、無条件に第１番
目の頂点同士を接続する方法（初期ポリゴン生成の第１
の方法）を用いた例を示している。図１６を参照して、
ステップＳＢ１では、変数Ｓｍａｘに、図１２のステッ
プＳＡ１で得られた切断面の数を代入する。さらに、変
数Ｓｃｎｔに、「０」を代入する。ステップＳＢ２で
は、変数Ｖｍａｘに、Ｓｃｎｔ番目の切断面における頂
点数を代入する。さらに、変数Ｖｃｎｔに「０」を代入
する。ステップＳＢ３では、Ｓｃｎｔ番目の切断面にお
けるＶｃｎｔ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ番目の切断面にお
けるＶｃｎｔ＋１番目の頂点とを接続する。ここで、た
とえば、図１３に示すような頂点ａ〜ｆ，Ａ〜Ｇを考え
る場合、頂点ａ，Ａは、第０番目の頂点であり、頂点
ｂ，Ｂは第１番目の頂点であり、頂点ｃ，Ｃは第３番目
の頂点である。ステップＳＢ４では、変数Ｖｃｎｔに、
Ｖｃｎｔ＋１を代入する。ステップＳＢ５において、変
数ＶｃｎｔがＶｍａｘ−１以上の場合には、ステップＳ
Ｂ６に進む。一方、ステップＳＢ５において、変数Ｖｃ
ｎｔが、Ｖｍａｘ−１より小さいときは、ステップＳＢ
３に進む。ステップＳＢ６では、変数Ｓｃｎｔに、Ｓｃ
ｎｔ＋１を代入する。ステップＳＢ７において、変数Ｓ
ｃｎｔがＳｍａｘ以上のときは、図１７のステップＳＢ
８へ進む。一方、ステップＳＢ７において、変数Ｓｃｎ
ｔがＳｍａｘより小さいときは、ステップＳＢ２に進
む。
【００６４】図１７を参照して、ステップＳＢ８では、
変数Ｓｃｎｔに「０」を代入する。ステップＳＢ９で
は、変数ｉｍａｘに、Ｓｃｎｔ番目の切断面における頂
点数を代入する。さらに、変数ｊｍａｘに、Ｓｃｎｔ＋
１番目の切断面における頂点数を代入する。ステップＳ
Ｂ１０では、初期ポリゴンを生成する。ここでは、無条
件に第１番目の頂点同士を接続する方法（初期ポリゴン
生成の第１の方法）を用いた例を示しており、Ｓｃｎｔ
番目の切断面の１番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切
断面の１番目の頂点とを接続する。さらに、変数ｉに
「１」を代入し、変数ｊに「１」を代入する。ステップ
ＳＢ１１では、変数ｉ＿ｎにｉ＋１を代入し、変数ｊ＿
ｎにｊ＋１を代入する。ステップＳＢ１２において、ｄ
ｉｓｔ（［Ｓｃｎｔ：ｉ］，［Ｓｃｎｔ＋１：ｊ＿
ｎ］）は、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ番目の頂点と、Ｓ
ｃｎｔ＋１番目の切断面のｊ＿ｎ番目の頂点との間の距
離を意味する。また、ｄｉｓｔ（［Ｓｃｎｔ：ｉ＿
ｎ］，［Ｓｃｎｔ＋１：ｊ］）は、Ｓｃｎｔ番目の切断
面のｉ＿ｎ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面の
ｊ番目の頂点との間の距離を意味する。つまり、ステッ
プＳＢ１２においては、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ番目
の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目のｊ＿ｎ番目の頂点との間
の距離が、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ＿ｎ番目の頂点
と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面のｊ番目の頂点との間の
距離以下の場合には、ステップＳＢ１３に進む。これ以
外の場合には、ステップＳＢ１４に進む。
変数Ｓｃｎｔに「０」を代入する。ステップＳＢ９で
は、変数ｉｍａｘに、Ｓｃｎｔ番目の切断面における頂
点数を代入する。さらに、変数ｊｍａｘに、Ｓｃｎｔ＋
１番目の切断面における頂点数を代入する。ステップＳ
Ｂ１０では、初期ポリゴンを生成する。ここでは、無条
件に第１番目の頂点同士を接続する方法（初期ポリゴン
生成の第１の方法）を用いた例を示しており、Ｓｃｎｔ
番目の切断面の１番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切
断面の１番目の頂点とを接続する。さらに、変数ｉに
「１」を代入し、変数ｊに「１」を代入する。ステップ
ＳＢ１１では、変数ｉ＿ｎにｉ＋１を代入し、変数ｊ＿
ｎにｊ＋１を代入する。ステップＳＢ１２において、ｄ
ｉｓｔ（［Ｓｃｎｔ：ｉ］，［Ｓｃｎｔ＋１：ｊ＿
ｎ］）は、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ番目の頂点と、Ｓ
ｃｎｔ＋１番目の切断面のｊ＿ｎ番目の頂点との間の距
離を意味する。また、ｄｉｓｔ（［Ｓｃｎｔ：ｉ＿
ｎ］，［Ｓｃｎｔ＋１：ｊ］）は、Ｓｃｎｔ番目の切断
面のｉ＿ｎ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面の
ｊ番目の頂点との間の距離を意味する。つまり、ステッ
プＳＢ１２においては、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ番目
の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目のｊ＿ｎ番目の頂点との間
の距離が、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ＿ｎ番目の頂点
と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面のｊ番目の頂点との間の
距離以下の場合には、ステップＳＢ１３に進む。これ以
外の場合には、ステップＳＢ１４に進む。
【００６５】ステップＳＢ１３では、Ｓｃｎｔ番目の切
断面のｉ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面のｊ
＿ｎ番目の頂点とを接続する。さらに、変数ｊにｊ＿ｎ
を代入する。ステップＳＢ１４では、Ｓｃｎｔ番目の切
断面のｉ＿ｎ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面
のｊ番目の頂点とを接続する。さらに、変数ｉに、ｉ＿
ｎを代入する。ステップＳＢ１５において、変数ｉがｉ
ｍａｘ−１以上の場合には、ステップＳＢ１７に進む。
一方、変数ｉがｉｍａｘ−１より小さい場合には、ステ
ップＳＢ１６に進む。ステップＳＢ１７では、Ｓｃｎｔ
番目の切断面のｉ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切
断面のｊ〜ｊｍａｘ−１番目の各頂点とを接続する。ス
テップＳＢ１６において、変数ｊがｊｍａｘ−１以上の
場合には、ステップＳＢ１８に進む。一方、変数ｊがｊ
ｍａｘ−１より小さい場合には、ステップＳＢ１１に進
む。ステップＳＢ１８では、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面
のｊ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ〜ｉｍａ
ｘ−１番目の各頂点とを接続する。ステップＳＢ１９で
は、変数ＳｃｎｔにＳｃｎｔ＋１を代入する。ステップ
ＳＢ２０において、変数ＳｃｎｔがＳｍａｘより小さい
場合には、ステップＳＢ９に進む。一方、変数Ｓｃｎｔ
がＳｍａｘ以上の場合には、処理を終了する。なお、切
断面は０番からＳｍａｘ−１番まで存在するが、図１７
においてＳｃｎｔがＳｍａｘ−１の場合、Ｓｍａｘ番目
の切断面の頂点を考慮しなければならない場合がある。
この場合、Ｓｍａｘ番目の切断面は０番目の切断面と同
一とみなすことにする。
断面のｉ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面のｊ
＿ｎ番目の頂点とを接続する。さらに、変数ｊにｊ＿ｎ
を代入する。ステップＳＢ１４では、Ｓｃｎｔ番目の切
断面のｉ＿ｎ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面
のｊ番目の頂点とを接続する。さらに、変数ｉに、ｉ＿
ｎを代入する。ステップＳＢ１５において、変数ｉがｉ
ｍａｘ−１以上の場合には、ステップＳＢ１７に進む。
一方、変数ｉがｉｍａｘ−１より小さい場合には、ステ
ップＳＢ１６に進む。ステップＳＢ１７では、Ｓｃｎｔ
番目の切断面のｉ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ＋１番目の切
断面のｊ〜ｊｍａｘ−１番目の各頂点とを接続する。ス
テップＳＢ１６において、変数ｊがｊｍａｘ−１以上の
場合には、ステップＳＢ１８に進む。一方、変数ｊがｊ
ｍａｘ−１より小さい場合には、ステップＳＢ１１に進
む。ステップＳＢ１８では、Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面
のｊ番目の頂点と、Ｓｃｎｔ番目の切断面のｉ〜ｉｍａ
ｘ−１番目の各頂点とを接続する。ステップＳＢ１９で
は、変数ＳｃｎｔにＳｃｎｔ＋１を代入する。ステップ
ＳＢ２０において、変数ＳｃｎｔがＳｍａｘより小さい
場合には、ステップＳＢ９に進む。一方、変数Ｓｃｎｔ
がＳｍａｘ以上の場合には、処理を終了する。なお、切
断面は０番からＳｍａｘ−１番まで存在するが、図１７
においてＳｃｎｔがＳｍａｘ−１の場合、Ｓｍａｘ番目
の切断面の頂点を考慮しなければならない場合がある。
この場合、Ｓｍａｘ番目の切断面は０番目の切断面と同
一とみなすことにする。
【００６６】大域的最短接続戦略によるポリゴン生成に
ついて、図１４を用いて詳細に説明する。格子点ａＡ
（ａとＡの交点）を始点とし、格子点ｆＧ（ｆとＧの交
点）を終点とするような経路を考える。そして、格子点
を経由するたびに、経由した格子点に割当てられた距離
の値がペナルティとして加わるとし、ペナルティが最小
となるような経路を求める。つまり、格子点ａＡから格
子点ｆＧまでの複数の経路のうち、最短となる経路を求
める。このような最短となる経路は、総当り法、分枝限
定法、Dijkstraアルゴリズム、Ａ* アルゴリズムなどを
用いて求める。図１４において、太い実線で示された経
路が最小ペナルティ経路（最短経路）となる。そして、
最小ペナルティ経路（最短経路）上に存在する格子点に
対応する頂点間（図１３参照）を接続する。たとえば、
最小ペナルティ経路（太い実線）は、格子点ｂＢ上を通
っているので、図１３の頂点ｂとＢとが接続される。図
１５は、図１３の頂点ａ〜ｆと頂点Ａ〜Ｇとを、大域的
最短接続戦略によって、直線で接続して得られたポリゴ
ンを示している。
ついて、図１４を用いて詳細に説明する。格子点ａＡ
（ａとＡの交点）を始点とし、格子点ｆＧ（ｆとＧの交
点）を終点とするような経路を考える。そして、格子点
を経由するたびに、経由した格子点に割当てられた距離
の値がペナルティとして加わるとし、ペナルティが最小
となるような経路を求める。つまり、格子点ａＡから格
子点ｆＧまでの複数の経路のうち、最短となる経路を求
める。このような最短となる経路は、総当り法、分枝限
定法、Dijkstraアルゴリズム、Ａ* アルゴリズムなどを
用いて求める。図１４において、太い実線で示された経
路が最小ペナルティ経路（最短経路）となる。そして、
最小ペナルティ経路（最短経路）上に存在する格子点に
対応する頂点間（図１３参照）を接続する。たとえば、
最小ペナルティ経路（太い実線）は、格子点ｂＢ上を通
っているので、図１３の頂点ｂとＢとが接続される。図
１５は、図１３の頂点ａ〜ｆと頂点Ａ〜Ｇとを、大域的
最短接続戦略によって、直線で接続して得られたポリゴ
ンを示している。
【００６７】図１８は、大域的最短接続戦略によるポリ
ゴン生成の流れを説明するための図である。なお、図１
６および図１７と同様のステップについては同一の参照
符号を付しその説明は適宜省略する。図１８を参照して
ステップＳＣ９では、Ｓｃｎｔ番目の切断面の頂点と、
Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面の頂点とを、接続距離が最短
になるように接続する。ステップＳＣ１０では、変数Ｓ
ｃｎｔに、Ｓｃｎｔ＋１を代入する。ステップＳＣ１１
において、変数ＳｃｎｔがＳｍａｘより小さい場合に
は、ステップＳＣ９に進む。一方、変数ＳｃｎｔがＳｍ
ａｘ以上の場合には、処理を終了する。
ゴン生成の流れを説明するための図である。なお、図１
６および図１７と同様のステップについては同一の参照
符号を付しその説明は適宜省略する。図１８を参照して
ステップＳＣ９では、Ｓｃｎｔ番目の切断面の頂点と、
Ｓｃｎｔ＋１番目の切断面の頂点とを、接続距離が最短
になるように接続する。ステップＳＣ１０では、変数Ｓ
ｃｎｔに、Ｓｃｎｔ＋１を代入する。ステップＳＣ１１
において、変数ＳｃｎｔがＳｍａｘより小さい場合に
は、ステップＳＣ９に進む。一方、変数ＳｃｎｔがＳｍ
ａｘ以上の場合には、処理を終了する。
【００６８】以上のように、本実施の形態では、円筒座
標系ボクセル空間を用いて対象物体の立体形状を求め、
この立体形状を円筒座標系ボクセル空間の中心軸に沿っ
て、複数の平面で切断し、切断面の輪郭線をもとに立体
モデルを作成する。このため、直交座標系ボクセル空間
を用いて立体モデルを作成する場合に比べ、立体モデル
作成のためのデータ量が少なくて済み、高速処理が可能
になる。また、多角形近似および局所的最近接点接続戦
略または大域的最短接続戦略を用いて立体モデルを構成
するポリゴンを作成する。このため、回転軸に垂直な複
数の平面で、対象物体の立体形状を切断して立体モデル
を作成する場合（第３の従来技術）に比べても、データ
量が少なくなり、さらに高速処理が可能になる。つま
り、実時間で立体モデルを作成できる。さらに、多角形
近似および局所的最近接点接続戦略または大域的最短接
続戦略を用いて立体モデルを構成するポリゴンを作成す
る。このため、データ量が少なくなり、さらに高速処理
が可能になる。
標系ボクセル空間を用いて対象物体の立体形状を求め、
この立体形状を円筒座標系ボクセル空間の中心軸に沿っ
て、複数の平面で切断し、切断面の輪郭線をもとに立体
モデルを作成する。このため、直交座標系ボクセル空間
を用いて立体モデルを作成する場合に比べ、立体モデル
作成のためのデータ量が少なくて済み、高速処理が可能
になる。また、多角形近似および局所的最近接点接続戦
略または大域的最短接続戦略を用いて立体モデルを構成
するポリゴンを作成する。このため、回転軸に垂直な複
数の平面で、対象物体の立体形状を切断して立体モデル
を作成する場合（第３の従来技術）に比べても、データ
量が少なくなり、さらに高速処理が可能になる。つま
り、実時間で立体モデルを作成できる。さらに、多角形
近似および局所的最近接点接続戦略または大域的最短接
続戦略を用いて立体モデルを構成するポリゴンを作成す
る。このため、データ量が少なくなり、さらに高速処理
が可能になる。
【００６９】本実施の形態では、これまでに述べてきた
効果の他に、以下に示す効果をも奏する。すなわち、本
実施の形態では、３次元デジタイザを用いて立体モデル
を作成する場合に比べ、人手による作業を少なくするこ
とができる。さらに、本実施の形態では、レーザを用い
た計測を行なっていない。このため、対象物体の材質の
制限を受けず、暗室で計測が必要になるなどの撮影環境
の制限が小さくなる。さらに、本実施の形態では、回転
テーブル１、カメラ３およびコンピュータ５という簡単
な構成で、立体モデルを作成できる。さらに、本実施の
形態では、差分処理を行なうことによりシルエット画像
を作成し、これを用いて立体モデルを作成する。このた
め、同一色の背景板などのような特殊な撮影環境が不要
である。
効果の他に、以下に示す効果をも奏する。すなわち、本
実施の形態では、３次元デジタイザを用いて立体モデル
を作成する場合に比べ、人手による作業を少なくするこ
とができる。さらに、本実施の形態では、レーザを用い
た計測を行なっていない。このため、対象物体の材質の
制限を受けず、暗室で計測が必要になるなどの撮影環境
の制限が小さくなる。さらに、本実施の形態では、回転
テーブル１、カメラ３およびコンピュータ５という簡単
な構成で、立体モデルを作成できる。さらに、本実施の
形態では、差分処理を行なうことによりシルエット画像
を作成し、これを用いて立体モデルを作成する。このた
め、同一色の背景板などのような特殊な撮影環境が不要
である。
【００７０】以上、カメラ１台と回転テーブルを用い、
１０°おきに対象物体を撮影することで立体モデルを作
成する例について説明したが、カメラの台数、撮影視点
の移動手段、撮影角度の刻み幅はこれに限定されるもの
ではない。複数台のカメラを用いて対象物体を撮影し、
立体モデルを作成してもよい。これにより、さらに高精
度な形状獲得が可能となる。また、撮影視点の移動手段
として、人手制御の回転台や、ロボットアームを用いて
もよい。さらに、撮影角度の刻み幅は、複雑な物体では
より細かくしてもよいし、方向によって撮影角度の刻み
角度を可変にしてもよい。すなわち、複雑な外形を持っ
ている方向に関してはより細かい刻み幅で回転させ、撮
影してもよい。また、対象物体の撮影角度の刻み幅を変
更した場合は、ボクセル空間を切断してポリゴン表現さ
れた立体モデルに再構成するための切断面の変更も行な
う。撮影角度と切断面は、関連して設定する。このよう
にすれば、撮影して得られたシルエット画像からの輪郭
情報が、精度よくポリゴンデータに反映される。
１０°おきに対象物体を撮影することで立体モデルを作
成する例について説明したが、カメラの台数、撮影視点
の移動手段、撮影角度の刻み幅はこれに限定されるもの
ではない。複数台のカメラを用いて対象物体を撮影し、
立体モデルを作成してもよい。これにより、さらに高精
度な形状獲得が可能となる。また、撮影視点の移動手段
として、人手制御の回転台や、ロボットアームを用いて
もよい。さらに、撮影角度の刻み幅は、複雑な物体では
より細かくしてもよいし、方向によって撮影角度の刻み
角度を可変にしてもよい。すなわち、複雑な外形を持っ
ている方向に関してはより細かい刻み幅で回転させ、撮
影してもよい。また、対象物体の撮影角度の刻み幅を変
更した場合は、ボクセル空間を切断してポリゴン表現さ
れた立体モデルに再構成するための切断面の変更も行な
う。撮影角度と切断面は、関連して設定する。このよう
にすれば、撮影して得られたシルエット画像からの輪郭
情報が、精度よくポリゴンデータに反映される。
【００７１】図１９は、図１のコンピュータ５に対象物
体の立体モデルを作成させるためのプログラムを記録し
たＣＤ−ＲＯＭ（compact disc read only memory ）を
示す図である。なお、図１および図３と同様の部分につ
いては同一の参照符号を付しその説明を適宜省略する。
図１９を参照して、コンピュータ５は、ＣＤ−ＲＯＭ４
７に記録されているプログラム４９に従って、対象物体
の立体モデルを作成する。ＣＤ−ＲＯＭ４７に記録され
ているプログラム４９は、対象物体のシルエット画像を
作成するステップＳ３と、ボーティング処理を行なうス
テップＳ４と、ポリゴン作成を行なうステップＳ５と、
テクスチャマップを行なうステップＳ６とを含む。
体の立体モデルを作成させるためのプログラムを記録し
たＣＤ−ＲＯＭ（compact disc read only memory ）を
示す図である。なお、図１および図３と同様の部分につ
いては同一の参照符号を付しその説明を適宜省略する。
図１９を参照して、コンピュータ５は、ＣＤ−ＲＯＭ４
７に記録されているプログラム４９に従って、対象物体
の立体モデルを作成する。ＣＤ−ＲＯＭ４７に記録され
ているプログラム４９は、対象物体のシルエット画像を
作成するステップＳ３と、ボーティング処理を行なうス
テップＳ４と、ポリゴン作成を行なうステップＳ５と、
テクスチャマップを行なうステップＳ６とを含む。
【００７２】本実施の形態では、断面の多角形近似の技
術を、ボクセル表現された立体モデルからポリゴン表現
された立体モデルに、再構成する場合に使用したが、本
願は、これに限定されるわけではない、たとえば、メタ
ボール表現された立体モデルを、ワイヤフレーム表現さ
れた立体モデルに、再構成する場合に使用してもよい。
また、本実施の形態では、シルエット画像から、ボクセ
ル空間でのボーティング処理を経てから、ポリゴンデー
タを作成した。しかし、シルエット画像から、多角形近
似の技術を用いて、ポリゴンデータに変換するようにし
てもよい。なお、この場合は、当然、シルエット画像は
不正確であるので、手動操作による修正が必要となる。
術を、ボクセル表現された立体モデルからポリゴン表現
された立体モデルに、再構成する場合に使用したが、本
願は、これに限定されるわけではない、たとえば、メタ
ボール表現された立体モデルを、ワイヤフレーム表現さ
れた立体モデルに、再構成する場合に使用してもよい。
また、本実施の形態では、シルエット画像から、ボクセ
ル空間でのボーティング処理を経てから、ポリゴンデー
タを作成した。しかし、シルエット画像から、多角形近
似の技術を用いて、ポリゴンデータに変換するようにし
てもよい。なお、この場合は、当然、シルエット画像は
不正確であるので、手動操作による修正が必要となる。
【００７３】
【発明の効果】この発明の第１の発明に係る立体モデル
作成装置では、俯角をもって、対象物体を撮影した物体
画像をもとに立体画像を作成する。このため、対象物体
に対する色情報を増やすことができる。さらに、局所的
凹部を持つ対象物体の立体モデルを精度よく作成でき
る。
作成装置では、俯角をもって、対象物体を撮影した物体
画像をもとに立体画像を作成する。このため、対象物体
に対する色情報を増やすことができる。さらに、局所的
凹部を持つ対象物体の立体モデルを精度よく作成でき
る。
【００７４】この発明の第２の発明に係る立体モデル作
成装置では、差分処理を行なうことによって得られたシ
ルエット画像を用いて立体モデルを作成する。このた
め、同一色の背景板などのような特殊な撮影環境が不要
である。
成装置では、差分処理を行なうことによって得られたシ
ルエット画像を用いて立体モデルを作成する。このた
め、同一色の背景板などのような特殊な撮影環境が不要
である。
【００７５】この発明の第３の発明に係る立体モデル作
成装置では、複数のシルエット画像をもとにボクセル空
間へボーティング処理を行なうことによって、立体モデ
ルを作成する。このため、複数のシルエット画像のうち
のいくつかが不正確であっても、精度よく立体モデルを
作成できる。
成装置では、複数のシルエット画像をもとにボクセル空
間へボーティング処理を行なうことによって、立体モデ
ルを作成する。このため、複数のシルエット画像のうち
のいくつかが不正確であっても、精度よく立体モデルを
作成できる。
【００７６】この発明の第４の発明に係る立体モデル作
成装置では、対象物体の立体形状を切断して得られた複
数の切断面の輪郭線を多角形近似することによって、立
体モデルを作成する。このため、立体モデル作成のため
のデータ量を少なくすることができ、高速処理が可能に
なる。
成装置では、対象物体の立体形状を切断して得られた複
数の切断面の輪郭線を多角形近似することによって、立
体モデルを作成する。このため、立体モデル作成のため
のデータ量を少なくすることができ、高速処理が可能に
なる。
【００７７】この発明の第５の発明に係る立体モデル作
成装置では、対象物体の複数の断面形状の輪郭線を多角
形近似することによって、立体モデルを作成する。この
ため、立体モデル作成のためのデータ量を少なくするこ
とができ、高速処理が可能になる。
成装置では、対象物体の複数の断面形状の輪郭線を多角
形近似することによって、立体モデルを作成する。この
ため、立体モデル作成のためのデータ量を少なくするこ
とができ、高速処理が可能になる。
【図１】本発明の実施の形態による立体モデル作成装置
の全体構成を示す概略図である。
の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態による立体モデル作成装置
の概略を示すブロック図である。
の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態による立体モデル作成装置
における処理の流れを説明するための図である。
における処理の流れを説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態による立体モデル作成装置
における処理の具体的内容を説明するための図である。
における処理の具体的内容を説明するための図である。
【図５】図３のステップＳ１で求められるパースペクテ
ィブ比を説明するための図である。
ィブ比を説明するための図である。
【図６】図３のステップＳ１で求められるカメラと回転
テーブルの位置関係を説明するための図である。
テーブルの位置関係を説明するための図である。
【図７】図３のステップＳ４で用いられる円筒座標系ボ
クセル空間のボクセルを説明するための図である。
クセル空間のボクセルを説明するための図である。
【図８】図３のステップＳ４におけるボーティング処理
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図９】図８の仮定存在領域５０を説明するための図で
ある。
ある。
【図１０】図３のステップＳ４におけるボーティング処
理の結果を示す図である。
理の結果を示す図である。
【図１１】図３のステップＳ５におけるポリゴン作成の
具体的内容を説明するための図である。
具体的内容を説明するための図である。
【図１２】図３のステップＳ５におけるポリゴン作成の
流れを説明するための図である。
流れを説明するための図である。
【図１３】図１２のステップＳＡ２で求まった、隣接す
る切断面の輪郭線に対応する頂点間の関係を示す図であ
る。
る切断面の輪郭線に対応する頂点間の関係を示す図であ
る。
【図１４】図１２のステップＳＡ３における局所的最近
接点接続戦略を説明するための図である。
接点接続戦略を説明するための図である。
【図１５】図１２のステップＳＡ３における局所的最近
接点接続戦略によって得られたポリゴンを示す図であ
る。
接点接続戦略によって得られたポリゴンを示す図であ
る。
【図１６】図１２のステップＳＡ３における局所的最近
接点接続戦略によるポリゴン生成の流れの一部を示す図
である。
接点接続戦略によるポリゴン生成の流れの一部を示す図
である。
【図１７】図１２のステップＳＡ３における局所的最近
接点接続戦略によるポリゴン生成の流れの他の一部を示
す図である。
接点接続戦略によるポリゴン生成の流れの他の一部を示
す図である。
【図１８】図１２のステップＳＡ３における大域的最短
接続戦略によるポリゴン生成の流れを説明するための図
である。
接続戦略によるポリゴン生成の流れを説明するための図
である。
【図１９】図１のコンピュータに対象物体の立体モデル
を作成させるためのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ
を示す図である。
を作成させるためのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ
を示す図である。
１ 回転テーブル ３ カメラ ５ コンピュータ ９ 撮影部 １１ 画像記憶部 １３ 演算／制御部 １５ 形状記憶部 １７ 色彩情報記憶部 ２３ 対象物体 ２５ 円筒座標系ボクセル空間 ２７ 立体形状表現要素（ポリゴン） ２９ 立体モデル ３１ 基準ブロック ３３ スクリーン ３５ 光軸 ３９ ボクセル ４０ 中心軸 ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 平面 ４２ 物体像 ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 輪郭線 ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 切断面 ４５ａ，４５ｂ 頂点 ４７ ＣＤ−ＲＯＭ ４９ プログラム ５０ 仮定存在領域 ５１ カメラの投影中心（仮定存在領域の頂点）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 勉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (48)
- 【請求項１】 対象物体の立体モデルを作成する立体モ
デル作成装置であって、 俯角をもって、前記対象物体を撮影する撮影手段と、 前記撮影手段により、前記対象物体を撮影して得られた
物体画像および前記俯角を用いて、前記対象物体の立体
モデルを作成する手段とを備える、立体モデル作成装
置。 - 【請求項２】 対象物体の立体モデルを作成する立体モ
デル作成装置であって、 前記対象物体の背景を撮影し、かつ、前記背景を含めて
前記対象物体を撮影する撮影手段と、 前記背景だけを撮影して得られた背景画像と、前記背景
を含めて前記対象物体を撮影して得られた複数の物体画
像との差分を求め、複数のシルエット画像を作成するシ
ルエット作成手段と、 前記複数のシルエット画像を用いて、前記対象物体の立
体モデルを作成する手段とを備える、立体モデル作成装
置。 - 【請求項３】 前記対象物体を回転させるための回転手
段をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の立
体モデル作成装置。 - 【請求項４】 対象物体の立体モデルを作成する立体モ
デル作成装置であって、 前記対象物体の複数のシルエット画像を作成するシルエ
ット作成手段と、 前記複数のシルエット画像をもとにボクセル空間におけ
る前記対象物体の存在領域を推定する推定手段と、 前記推定手段によって得られた前記対象物体の存在領域
を用いて、前記対象物体の立体モデルを作成する手段と
を備える、立体モデル作成装置。 - 【請求項５】 前記推定手段は前記ボクセル空間へボー
ティング処理を行なう、請求項４に記載の立体モデル作
成装置。 - 【請求項６】 前記ボーティング処理の結果、投票数が
所定のしきい値以上の部分を、前記対象物体の前記存在
領域とするしきい値処理手段をさらに備えた、請求項５
に記載の立体モデル作成装置。 - 【請求項７】 前記ボクセル空間は、円筒座標系ボクセ
ル空間である、請求項４から請求項６のいずれかに記載
の立体モデル作成装置。 - 【請求項８】 対象物体の立体モデルを作成する立体モ
デル作成装置であって、 前記対象物体の撮影結果をもとに、前記対象物体の立体
形状を獲得する立体形状獲得手段と、 前記立体形状から複数の輪郭線を獲得する輪郭線獲得手
段と、 前記複数の輪郭線を多角形近似する多角形近似手段と、 前記多角形近似によって得られた隣り合う頂点同士を直
線で接続する接続手段と、 前記対象物体の前記立体モデルを構成する単位となる立
体形状表現要素を用いて、前記対象物体の前記立体モデ
ルを作成する手段とを備え、 前記多角形近似手段によって得られた前記頂点は、前記
立体形状表現要素の頂点であり、前記接続手段によって
得られた前記直線は、前記立体形状表現要素の辺であ
る、立体モデル作成装置。 - 【請求項９】 前記輪郭線獲得手段は、前記立体形状を
複数の平面で切断することにより前記複数の輪郭線を獲
得する切断手段を含む、請求項８に記載の立体モデル作
成装置。 - 【請求項１０】 前記対象物体の前記立体形状は、ボク
セル空間に形成される、請求項８または請求項９に記載
の立体モデル作成装置。 - 【請求項１１】 前記ボクセル空間は、円筒座標系ボク
セル空間である、請求項１０に記載の立体モデル作成装
置。 - 【請求項１２】 前記切断手段は、前記円筒座標系ボク
セル空間の中心軸を含む前記複数の平面で、前記立体形
状を、前記中心軸のまわりに所定の角度ごとに切断す
る、請求項１１に記載の立体モデル作成装置。 - 【請求項１３】 前記対象物体を任意の角度ごとに回転
させるための回転手段と、 前記回転手段によって回転させられた前記対象物体を撮
影する撮影手段とをさらに備え、 前記立体形状獲得手段は、前記任意の角度ごとに回転さ
せられた前記対象物体を撮影して得られた複数の物体画
像をもとに前記立体形状を獲得し、 前記切断手段は、前記円筒座標系ボクセル空間の中心軸
を含む前記複数の平面で、前記立体形状を、前記任意の
角度と同じ角度ごとに切断する、請求項１１に記載の立
体モデル作成装置。 - 【請求項１４】 前記複数の切断面のうち第１の切断面
の輪郭線を前記多角形近似することによって得られた前
記頂点と、前記複数の切断面のうち第２の切断面の輪郭
線を前記多角形近似することによって得られた前記頂点
との間で、頂点間の長さが最も短い頂点間を直線で接続
する局所的最近接点接続手段をさらに備え、 前記局所的最近接点接続手段によって得られた前記直線
は、前記立体形状表現要素の辺である、請求項９から請
求項１３のいずれかに記載の立体モデル作成装置。 - 【請求項１５】 前記複数の切断面のうち第１の切断面
の輪郭線を前記多角形近似することによって得られた前
記頂点と、前記複数の切断面のうち第２の切断面の輪郭
線を前記多角形近似することによって得られた前記頂点
とを、頂点間の長さの合計が最小になるように直線で接
続する大域的最短接続手段をさらに備え、 前記大域的最短接続手段によって得られた前記直線は、
前記前記立体形状表現要素の辺である、請求項９から請
求項１３のいずれかに記載の立体モデル作成装置。 - 【請求項１６】 前記多角形近似手段は、前記多角形近
似の精度を可変することにより、前記立体モデルを構成
することになる前記立体形状表現要素の数を制御する、
請求項８から請求項１５のいずれかに記載の立体モデル
作成装置。 - 【請求項１７】 撮影装置によって対象物体を撮影する
ことにより、対象物体の立体モデルを作成する立体モデ
ル作成方法であって、 前記対象物体に対する前記撮影装置の俯角を求めるステ
ップと、 前記撮影装置により前記対象物体を撮影して得られた物
体画像および前記俯角を用いて、前記対象物体の立体モ
デルを作成するステップとを含む、立体モデル作成方
法。 - 【請求項１８】 対象物体の立体モデルを作成する立体
モデル作成方法であって、 撮影装置によって前記対象物体の背景だけを撮影し、背
景画像を得るステップと、 前記対象物体を前記撮影装置によって前記背景を含めて
撮影し、複数の物体画像を得るステップと、 前記背景画像と、前記複数の物体画像との差分を求め、
複数のシルエット画像を作成するステップと、 前記複数のシルエット画像を用いて、前記対象物体の立
体モデルを作成するステップとを含む、立体モデル作成
方法。 - 【請求項１９】 前記対象物体を回転させるステップを
さらに含む、請求項１７または請求項１８に記載の立体
モデル作成方法。 - 【請求項２０】 対象物体の立体モデルを作成する立体
モデル作成方法であって、 前記対象物体の複数のシルエット画像を作成するステッ
プと、 前記複数のシルエット画像をもとにボクセル空間におけ
る前記対象物体の存在領域を推定するステップと、 前記推定された前記対象物体の存在領域を用いて、前記
立体モデルを作成するステップとを含む、立体モデル作
成方法。 - 【請求項２１】 前記推定するステップは、前記ボクセ
ル空間へボーティング処理を行なう、請求項２０に記載
の立体モデル生成方法。 - 【請求項２２】 前記ボーティング処理の結果、投票数
が所定のしきい値以上の部分を、前記対象物体の前記存
在領域とするステップをさらに含む、請求項２１に記載
の立体モデル作成方法。 - 【請求項２３】 前記ボクセル空間は、円筒座標系ボク
セル空間である、請求項２０から請求項２２に記載の立
体モデル作成方法。 - 【請求項２４】 対象物体の立体モデルを作成する立体
モデル作成方法であって、 前記対象物体の撮影結果をもとに、前記対象物体の立体
形状を獲得する立体形状獲得ステップと、 前記立体形状から複数の輪郭線を獲得する輪郭線獲得ス
テップと、 前記複数の輪郭線を多角形近似する多角形近似ステップ
と、 前記多角形近似によって得られた隣り合う頂点同士を直
線で接続する接続ステップと、 前記立体モデルを構成する単位となる立体形状表現要素
を用いて、前記立体モデルを作成するステップとを含
み、 前記多角形近似ステップによって得られた前記頂点は、
前記立体形状表現要素の頂点であり、前記接続ステップ
によって得られた前記直線は、前記立体形状表現要素の
辺である、立体モデル作成方法。 - 【請求項２５】 前記輪郭線獲得ステップは、前記立体
形状を複数の平面で切断することにより前記複数の輪郭
線を獲得する切断ステップを含む、請求項２４に記載の
立体モデル作成方法。 - 【請求項２６】 前記対象物体の前記立体形状は、ボク
セル空間に形成される、請求項２４または請求項２５に
記載の立体モデル作成方法。 - 【請求項２７】 前記ボクセル空間は、円筒座標系ボク
セル空間である、請求項２６に記載の立体モデル作成方
法。 - 【請求項２８】 前記切断ステップは、前記円筒座標系
ボクセル空間の中心軸を含む前記複数の平面で、前記立
体形状を、前記中心軸のまわりに所定の角度ごとに切断
する、請求項２７に記載の立体モデル作成方法。 - 【請求項２９】 前記対象物体を任意の角度ごとに回転
させるステップと、 前記対象物体を前記任意の角度ごとに撮影し、複数の物
体画像を得るステップをさらに含み、 前記立体形状獲得ステップは、前記複数の物体画像をも
とに前記立体形状を獲得し、 前記切断ステップは、前記円筒座標系ボクセル空間の中
心軸を含む前記複数の平面で、前記立体形状を、前記任
意の角度と同じ角度ごとに切断する、請求項２７に記載
の立体モデル作成方法。 - 【請求項３０】 前記複数の切断面のうち第１の切断面
の輪郭線を前記多角形近似することによって得られた前
記頂点と、前記複数の切断面のうちの第２の切断面の輪
郭線を前記多角形近似することによって得られた前記頂
点との間で、頂点間の長さが最も短い頂点間を直線で接
続する局所的最近接点接続ステップをさらに含み、 前記局所的最近接点接続ステップによって得られた前記
直線は、前記立体形状表現要素の辺である、請求項２５
から請求項２８のいずれかに記載の立体モデル作成方
法。 - 【請求項３１】 前記複数の切断面のうち第１の切断面
の輪郭線を前記多角形近似することによって得られた前
記頂点と、前記複数の切断面のうち第２の切断面の輪郭
線を前記多角形近似することによって得られた前記頂点
とを、頂点間の長さの合計が最小になるように直線で接
続する大域的最短接続ステップをさらに含み、 前記大域的最短接続ステップによって得られた前記直線
は、前記立体形状表現要素の辺である、請求項２５から
請求項２８のいずれかに記載の立体モデル作成方法。 - 【請求項３２】 前記多角形近似ステップでは、前記多
角形近似の精度を可変することにより、前記立体モデル
を構成することになる前記立体形状表現要素の数を制御
する、請求項２４から請求項３１のいずれかに記載の立
体モデル作成方法。 - 【請求項３３】 コンピュータに対象物体の立体モデル
を作成させるためのプログラムを記録した媒体であっ
て、 前記プログラムは、 前記対象物体の複数のシルエット画像を作成するステッ
プと、 前記複数のシルエット画像をもとにボクセル空間におけ
る前記対象物体の存在領域を推定するステップと、 前記複数のシルエット画像をもとにボクセル空間におけ
る前記対象物体の存在領域を推定するステップと、 前記推定された前記対象物体の存在領域を用いて、前記
立体モデルを作成するステップとを含む、立体モデル作
成プログラムを記録した媒体。 - 【請求項３４】 前記プログラム中の前記推定するステ
ップは、前記ボクセル空間へボーティング処理を行な
う、請求項３３に記載の立体モデル作成プログラムを記
録した媒体。 - 【請求項３５】 前記プログラムは、 前記ボーティング処理の結果、投票数が所定のしきい値
以上の部分を、前記対象物体の前記存在領域とするステ
ップをさらに含む、請求項３４に記載の立体モデル作成
プログラムを記録した媒体。 - 【請求項３６】 前記ボクセル空間は、円筒座標系ボク
セル空間である、請求項３３から請求項３５のいずれか
に記載の立体モデル作成プログラムを記録した媒体。 - 【請求項３７】 コンピュータに対象物体の立体モデル
を作成させるためのプログラムを記録した媒体であっ
て、 前記プログラムは、 前記対象物体の撮影結果をもとに、前記対象物体の立体
形状を獲得する立体形状獲得ステップと、 前記前記立体形状から複数の輪郭線を獲得する輪郭線獲
得ステップと、 前記複数の輪郭線を多角形近似する多角形近似ステップ
と、 前記多角形近似によって得られた隣り合う頂点同士を直
線で接続する接続ステップと、 前記対象物体の前記立体モデルを構成する単位となる立
体形状表現要素を用いて、前記立体モデルを作成するス
テップとを含み、 前記多角形近似ステップによって得られた前記頂点は、
前記立体形状表現要素の頂点であり、前記接続ステップ
によって得られた前記直線は、前記立体形状表現要素の
辺である、立体モデル作成プログラムを記録した媒体。 - 【請求項３８】 前記輪郭線獲得ステップは、前記立体
形状を複数の平面で切断することにより前記複数の輪郭
線を獲得する切断ステップを含む、請求項３７に記載の
立体モデル作成プログラムを記録した媒体。 - 【請求項３９】 前記対象物体の前記立体形状は、ボク
セル空間に形成される、請求項３７または請求項３８に
記載の立体モデル作成プログラムを記録した媒体。 - 【請求項４０】 前記ボクセル空間は、円筒座標系ボク
セル空間である、請求項３９に記載の立体モデル作成プ
ログラムを記録した媒体。 - 【請求項４１】 前記切断ステップは、前記円筒座標系
ボクセル空間の中心軸を含む前記複数の平面で、前記立
体形状を、前記中心軸のまわりに所定の角度ごとに切断
する、請求項４０に記載の立体モデル作成プログラムを
記録した媒体。 - 【請求項４２】 前記立体形状獲得ステップは、任意の
角度ごとに回転する前記対象物体を、前記任意の角度ご
とに撮影して得られた複数の物体画像をもとに前記立体
形状を獲得し、 前記切断ステップは、前記円筒座標系ボクセル空間の中
心軸を含む前記複数の平面で、前記立体形状を、前記任
意の角度と同じ角度ごとに切断する、請求項４０に記載
の立体モデル作成プログラムを記録した媒体。 - 【請求項４３】 前記プログラムは、 前記複数の切断面のうち第１の切断面の輪郭線を前記多
角形近似することによって得られた前記頂点と、前記複
数の切断面のうち第２の切断面の輪郭線を前記多角形近
似することによって得られた前記頂点との間で、頂点間
の長さが最も短い頂点間を直線で接続する局所的最近接
点接続ステップをさらに含み、 前記局所的最近接点接続ステップによって得られた前記
直線は、前記立体形状表現要素の辺である、請求項３８
から請求項４２のいずれかに記載の立体モデル作成プロ
グラムを記録した媒体。 - 【請求項４４】 前記プログラムは、 前記複数の切断面のうち第１の切断面の輪郭線を前記多
角形近似することによって得られた前記頂点と、前記複
数の切断面のうち第２の切断面の輪郭線を前記多角形近
似することによって得られた前記頂点とを、頂点間の長
さの合計が最小になるように直線で接続する大域的最短
接続ステップをさらに含み、 前記大域的最短接続ステップによって得られた前記直線
は、前記立体形状表現要素の辺である、請求項３８から
請求項４２のいずれかに記載の立体モデル作成プログラ
ムを記録した媒体。 - 【請求項４５】 前記多角形近似ステップは、前記多角
形近似の精度を可変することにより、前記立体モデルを
構成することになる前記立体形状表現要素の数を制御す
る、請求項３７から請求項４４のいずれかに記載の立体
モデル作成プログラムを記録した媒体。 - 【請求項４６】 対象物体の立体モデルを作成する立体
モデル作成装置であって、 前記対象物体の複数の断面形状の輪郭線を多角形近似す
る多角形近似手段と、 前記多角形近似によって得られた隣り合う頂点同士を直
線で接続した立体モデルを作成する手段とを備える、立
体モデル作成装置。 - 【請求項４７】 対象物体の立体モデルを作成する立体
モデル作成方法であって、 前記対象物体の複数の断面形状の輪郭線を多角形近似す
る多角形近似ステップと、 前記多角形近似によって得られた隣り合う頂点同士を直
線で接続した立体モデルを作成するステップとを含む、
立体モデル作成方法。 - 【請求項４８】 コンピュータに対象物体の立体モデル
を作成させるためのプログラムを記録した媒体であっ
て、 前記プログラムは、 前記対象物体の複数の断面形状の輪郭線を多角形近似す
る多角形近似ステップと、 前記多角形近似によって得られた隣り合う頂点同士を直
線で接続した立体モデルを作成するステップとを含む、
立体モデル作成プログラムを記録した媒体。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21755097A JP3625622B2 (ja) | 1996-08-30 | 1997-08-12 | 立体モデル作成装置、立体モデル作成方法および立体モデル作成プログラムを記録した媒体 |
| US09/254,127 US6356272B1 (en) | 1996-08-29 | 1997-08-28 | Texture information giving method, object extracting method, three-dimensional model generating method and apparatus for the same |
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