JPH11248431A - Three-dimensional model generation device and computer-readable recording medium storing three-dimensional model generation program - Google Patents

Three-dimensional model generation device and computer-readable recording medium storing three-dimensional model generation program

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JPH11248431A
JPH11248431A JP10046876A JP4687698A JPH11248431A JP H11248431 A JPH11248431 A JP H11248431A JP 10046876 A JP10046876 A JP 10046876A JP 4687698 A JP4687698 A JP 4687698A JP H11248431 A JPH11248431 A JP H11248431A
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dimensional model
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直樹 浦野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily extract feature points from a two-dimensional image taken by a camera and generate an accurate three-dimensional model without a plurality of cameras, by acquiring depth information corresponding to a two-dimensional dot array drawn by an operator on a device coordinate system. SOLUTION: Feature points of an object shown on a display 5 are traced by a pen on a digitizer every line segment to send coordinates corresponding to designated pixels in the designating order to a generator 4 from a designator 3, camera parameters are sent from a digital camera to the generator 4, the topology of the two-dimensional segments is extracted, based on the received coordinates, coordinates of the intersection of the same segments are sampled in a memory 6, and the depth information corresponding to the sampling coordinates is obtained from a configuration chart and processed to obtain normalized coordinates which are converted in modeling coordinates. Drawing the contour line of a three-dimensional body 6 to be extracted from a two-dimensional image taken by the camera facilitates extracting feature points and also forming a three-dimensional model.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、奥行き情報を有
する画像をもとに物体の3次元モデルを生成する3次元
モデル生成装置に関し、特に所望する物体の輪郭線など
をユーザが描くことによって、その物体の3次元モデル
を対話的に生成する3次元モデル生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional model generating apparatus for generating a three-dimensional model of an object based on an image having depth information. The present invention relates to a three-dimensional model generation device that interactively generates a three-dimensional model of the object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、対象物をディジタルカメラなどで
撮像した2次元画像を処理することにより非接触で3次
元モデルを生成する方法が知られており、コンピュータ
ビジョンの研究で多くなされている。特にステレオ法
は、三角測距の原理を応用したもので、対象物体を異な
る位置から撮像して得られた複数の視差原画から対象物
体を測定する方法である。この方法はある原画中から対
象物体の輪郭などの特徴点を抽出して他の原画のどこに
対応しているのかを見つける処理(マッチング)が必要
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a method of generating a three-dimensional model in a non-contact manner by processing a two-dimensional image obtained by capturing an object with a digital camera or the like, and is often used in computer vision research. In particular, the stereo method is based on the principle of triangulation and is a method of measuring a target object from a plurality of original parallax images obtained by imaging the target object from different positions. This method requires a process (matching) of extracting a feature point such as a contour of a target object from a certain original image to find a corresponding position in another original image.

【0003】また、特徴点の抽出処理を行なうことなく
複数の視差原画の対応点を一度に決定できる3次元画像
測定装置が特開平5−272943号公報に開示されて
いる。この3次元画像測定装置は、対象物を異なる位置
から撮像して得られた複数の視差原画から対象物の連続
ステレオ画像を作成して、フーリエ変換と、周波数空間
で傾きの成分だけをフィルタリングする処理と、一定の
奥行きの部分のみの画像を抽出する逆フーリエ変換とを
行なうことで、3次元ボクセルデータを構成するように
している。
Further, a three-dimensional image measuring apparatus capable of determining corresponding points of a plurality of original parallax images at a time without performing feature point extraction processing is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-272943. This three-dimensional image measurement apparatus creates a continuous stereo image of an object from a plurality of original parallax images obtained by imaging the object from different positions, and performs only a Fourier transform and filtering of a gradient component in a frequency space. By performing the processing and the inverse Fourier transform for extracting an image of only a certain depth, three-dimensional voxel data is configured.

【0004】また、CCDカメラで対象物を撮像する一
方で、レーザビームを対象物に照射してその反射光をC
CDカメラで受光することにより三角測距の原理で対象
物の奥行き情報を得る3次元測定器が市販されている。
この3次元測定器によると、CCDカメラの画素ごとに
奥行き情報を得ることができる。
In addition, while an image of an object is taken by a CCD camera, the object is irradiated with a laser beam, and the reflected light of the object is converted to C light.
A three-dimensional measuring device that obtains depth information of an object based on the principle of triangulation by receiving light with a CD camera is commercially available.
According to the three-dimensional measuring device, depth information can be obtained for each pixel of the CCD camera.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ステレオ法における特徴点の抽出は、他の視差原画中の
対応点の決定を簡単にするために行なう処理であるが、
原画の明るさや複雑さなどによって適当な特徴点を抽出
するのが困難な場合がある。
However, the extraction of feature points in the conventional stereo method is a process performed to simplify the determination of corresponding points in another parallax original image.
It may be difficult to extract an appropriate feature point due to the brightness and complexity of the original image.

【0006】また、マッチングにおいては、コントラス
トの変化が少ない場合や対象物が曲面をもつ場合などの
撮像した画像によっては、視差原画間で適切な対応を見
つけることが困難であった。このような場合、間違った
対応点で対象物を測定して3次元モデルを生成すること
があったため、確実に3次元モデルを生成することがで
きなかった。また、特徴点の抽出とマッチングができた
としても3次元空間上の点データの集合として得られる
ので、線で3次元モデルを生成する場合に線分の3次元
のトポロジー(どの点とどの点が結ばれているかの関
係)を決定することが困難であり、計算負荷が大きくな
るといった欠点があった。
Further, in matching, it is difficult to find an appropriate correspondence between the original parallax images depending on a captured image such as a case where a change in contrast is small or a case where an object has a curved surface. In such a case, since a three-dimensional model may be generated by measuring an object at an incorrect corresponding point, a three-dimensional model cannot be reliably generated. In addition, even if feature points can be extracted and matched, they can be obtained as a set of point data in a three-dimensional space. Therefore, when generating a three-dimensional model using lines, the three-dimensional topology of line segments (which points and which points) However, it is difficult to determine the relationship between the two.

【0007】また、特開平5−272943に開示され
ている3次元画像測定装置においては、複数の視差原画
が必要で、必要となる視差原画の数と同じ台数のカメラ
を準備する必要があった。これは、コストアップにな
る。また、1台のカメラを移動させることで複数の視差
原画を撮像できるが、この場合にはカメラの光軸が移動
方向に対して常に直角の状態で直線上を移動させる必要
があったため、制御が困難であるといった欠点があっ
た。
In the three-dimensional image measuring apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-272943, a plurality of parallax original images are required, and it is necessary to prepare the same number of cameras as the required number of parallax original images. . This increases costs. In addition, a plurality of original parallax images can be captured by moving one camera, but in this case, since the optical axis of the camera had to always move on a straight line in a state perpendicular to the moving direction, the control was performed. There is a drawback that it is difficult.

【0008】また、市販されている3次元測定器におい
ては、CCDカメラで撮像した2次元画像から得られる
対象物の大きさと、CCDカメラの画素ごとに得られる
対象物の奥行き情報との測定方法が異なるため、尺度を
整合させた3次元モデルを生成することが困難であっ
た。この3次元測定器を図7、図8を用いて説明する。
In a commercially available three-dimensional measuring device, a method of measuring the size of an object obtained from a two-dimensional image picked up by a CCD camera and depth information of the object obtained for each pixel of the CCD camera Therefore, it has been difficult to generate a three-dimensional model whose scale is matched. This three-dimensional measuring device will be described with reference to FIGS.

【0009】図7は、対象物をディジタルカメラで撮像
した画像を液晶ディスプレイに表示した状態を示す図で
ある。図8は、レーザビームの反射光を用いて測定した
CCDカメラの画素ごとの奥行き情報を示す。ここで
は、CCDカメラの画素数と液晶ディスプレイの画素数
は同じにしている。図7に示される画像と図8とから線
分AB(L1)は画素数6個、線分AC(L2)は画素
数6個、線分AD(L5)は画素数3個となる。奥行き
情報は、0〜1の範囲内に正規化された値として図8に
示すごとく画素ごとに得られ、点Aは0.5、点Bは
0.5、点Cは0.5、点Dは0.8として得られる。
このことから点A,点B,点Cは、CCDカメラから同
一距離にあり、同一平面内に存在することがわかる。ま
た、線分AB,線分AC上のすべての点の奥行き情報は
0.5で同一なので、視線に対して垂直な同一平面上に
存在する。このことは線分ABと線分ACとは、視線に
対して垂直な同一平面上に存在して、かつ同じ画素数で
あるので、同一の長さであると判断できる。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which an image of an object captured by a digital camera is displayed on a liquid crystal display. FIG. 8 shows depth information for each pixel of a CCD camera measured using reflected light of a laser beam. Here, the number of pixels of the CCD camera and the number of pixels of the liquid crystal display are the same. From the image shown in FIG. 7 and FIG. 8, the line segment AB (L1) has six pixels, the line segment AC (L2) has six pixels, and the line segment AD (L5) has three pixels. The depth information is obtained for each pixel as a value normalized within the range of 0 to 1 as shown in FIG. 8, where point A is 0.5, point B is 0.5, point C is 0.5, and point C is 0.5. D is obtained as 0.8.
This indicates that points A, B, and C are at the same distance from the CCD camera and are in the same plane. Further, since the depth information of all points on the line segment AB and the line segment AC is 0.5 and the same, they exist on the same plane perpendicular to the line of sight. This means that the line segment AB and the line segment AC exist on the same plane perpendicular to the line of sight and have the same number of pixels, so that it can be determined that they have the same length.

【0010】しかし、点Dの奥行き情報は0.8である
ことから線分ADがどの程度の大きさなのか、線分AB
より長いのか、または短いのか判断できない。これは奥
行き情報と図8に示される平面上の長さとでスケールが
異なるためである。
However, since the depth information of the point D is 0.8, how large the line segment AD is is
I can't tell if it's longer or shorter. This is because the scale differs between the depth information and the length on the plane shown in FIG.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するためになされたもので、2次元画像中から抽出
された特徴点を用いて3次元モデルを容易に生成するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to easily generate a three-dimensional model using feature points extracted from a two-dimensional image. And

【0012】また、本発明はさらに、次元ごとの尺度を
整合させた正確な3次元モデルを生成することを目的と
する。
Another object of the present invention is to generate an accurate three-dimensional model in which the scale for each dimension is matched.

【0013】また、本発明はさらに、複数のカメラを用
いることなく1台のカメラで撮像した2次元画像から特
徴点を容易に抽出することを目的とする。
Another object of the present invention is to easily extract feature points from a two-dimensional image captured by one camera without using a plurality of cameras.

【0014】また、本発明はさらに、3次元点列のトポ
ロジーを正確に求めることを目的とする。
Another object of the present invention is to accurately determine the topology of a three-dimensional sequence of points.

【0015】上述の目的を達成するため、この発明のあ
る局面に従うと、対象物を非接触で測定して3次元モデ
ルを生成する3次元モデル生成装置であって、デバイス
座標系に操作者によって描かれた2次元点列と前記2次
元点列に対応する奥行き情報とから3次元モデルを生成
することを特徴とする。
According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional model generating apparatus for generating a three-dimensional model by measuring an object in a non-contact manner. A three-dimensional model is generated from the drawn two-dimensional point sequence and depth information corresponding to the two-dimensional point sequence.

【0016】この発明に従うと、2次元画像中から抽出
された特徴点を用いて3次元モデルを容易に生成するこ
とが可能な3次元モデル生成装置を提供することが可能
である。
According to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional model generating apparatus capable of easily generating a three-dimensional model using feature points extracted from a two-dimensional image.

【0017】さらに好ましくは、3次元モデルの生成
は、2次元点列と2次元点列に対応する奥行き情報とか
ら点列の正規化座標を算出する第1の算出手段と、算出
された正規化座標からモデリング座標を算出する第2の
算出手段とによりなされる。
More preferably, the three-dimensional model is generated by first calculating means for calculating normalized coordinates of a point sequence from a two-dimensional point sequence and depth information corresponding to the two-dimensional point sequence, And a second calculating means for calculating modeling coordinates from the converted coordinates.

【0018】この発明に従うと、次元ごとの尺度を整合
させた正確な3次元モデルを生成することがさらに可能
な3次元モデル生成装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional model generating apparatus capable of generating an accurate three-dimensional model in which the scale for each dimension is matched.

【0019】さらに好ましくは、3次元モデル生成装置
は、3次元モデルの対象物を撮像する撮像部と、撮像部
で撮像された画像をデバイス座標系に表示するための表
示部と、操作者がデバイス座標系に表示された画像に対
して2次元点列を指示するための指示部と、指示された
2次元点列に対応する奥行き情報を取得する奥行き情報
取得部とをさらに備える。
[0019] More preferably, the three-dimensional model generating device includes: an image pickup unit for picking up an object of the three-dimensional model; a display unit for displaying an image picked up by the image pickup unit on a device coordinate system; The image processing apparatus further includes an instructing unit for instructing a two-dimensional point sequence with respect to the image displayed in the device coordinate system, and a depth information acquiring unit for acquiring depth information corresponding to the instructed two-dimensional point sequence.

【0020】この発明に従うと、複数のカメラを用いる
ことなく1台のカメラで撮像した2次元画像から特徴点
を容易に抽出することがさらに可能な3次元モデル生成
装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional model generation apparatus capable of easily extracting feature points from a two-dimensional image picked up by one camera without using a plurality of cameras. Become.

【0021】さらに好ましくは、3次元モデル生成装置
は、2次元点列のトポロジーを抽出する第1の抽出手段
と、抽出された2次元点列のトポロジーに基づき3次元
点列のトポロジーを抽出する第2の抽出手段とをさらに
備える。
[0021] More preferably, the three-dimensional model generating device extracts a topology of a two-dimensional point sequence, and extracts a topology of the three-dimensional point sequence based on the extracted topology of the two-dimensional point sequence. A second extraction unit.

【0022】この発明に従うと、3次元点列のトポロジ
ーを正確に求めることがさらに可能な3次元モデル生成
装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional model generation device that can further accurately determine the topology of a three-dimensional point sequence.

【0023】この発明の他の局面に従うと、デバイス座
標系に操作者によって描かれた2次元点列を入力するス
テップと、2次元点列に対応する奥行き情報を入力する
ステップと、2次元点列と奥行き情報とから3次元モデ
ルを生成するステップとをコンピュータに実行させる。
According to another aspect of the present invention, a step of inputting a two-dimensional point sequence drawn by an operator into the device coordinate system, a step of inputting depth information corresponding to the two-dimensional point sequence, Generating a three-dimensional model from the columns and the depth information.

【0024】この発明に従うと、2次元画像中から抽出
された特徴点を用いて3次元モデルをコンピュータで容
易に生成することが可能なプログラムを記録した記録媒
体を提供することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a recording medium which records a program capable of easily generating a three-dimensional model by a computer using feature points extracted from a two-dimensional image.

【0025】この発明の他の局面に従うと、デバイス座
標系に操作者によって描かれた2次元点列を入力するス
テップと、2次元点列に対応する奥行き情報を入力する
ステップと、2次元点列のトポロジーを抽出するステッ
プと、2次元点列と奥行き情報とからモデリング座標を
算出するステップと、抽出された2次元点列のトポロジ
ーに基づき3次元点列のトポロジーを抽出するステップ
と、算出されたモデリング座標と抽出された3次元点列
のトポロジーとから3次元モデルを生成するステップと
をコンピュータに実行させる。
According to another aspect of the present invention, a step of inputting a two-dimensional point sequence drawn by an operator into the device coordinate system, a step of inputting depth information corresponding to the two-dimensional point sequence, Extracting a column topology, calculating modeling coordinates from the two-dimensional point sequence and depth information, extracting a three-dimensional point sequence topology based on the extracted two-dimensional point sequence topology, and calculating Generating a three-dimensional model from the obtained modeling coordinates and the topology of the extracted three-dimensional point sequence.

【0026】この発明に従うと、2次元画像中から抽出
された特徴点を用いて、3次元点列のトポロジーを正確
にした3次元モデルをコンピュータで容易に生成するこ
とが可能なプログラムを記録した記録媒体を提供するこ
とが可能となる。
According to the present invention, a program is recorded which enables a computer to easily generate a three-dimensional model in which the topology of a three-dimensional point sequence is accurate using feature points extracted from a two-dimensional image. It is possible to provide a recording medium.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態のひ
とつにおける3次元モデル生成装置の構成を示すブロッ
ク図である。図を参照して3次元モデル生成装置は、デ
ィジタルカメラなどにより構成される撮像部1と、撮像
部1の画素ごとに対象物の奥行き情報を取得する奥行き
情報取得部2と、特徴点座標を指示する指示部3と、特
徴点座標とそれに対応する奥行き情報とから3次元モデ
ルを生成する生成部4と、撮像部1で撮像された画像を
表示する表示部5と、記憶部6とから構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional model generating apparatus according to one embodiment of the present invention. Referring to the figure, a three-dimensional model generation device includes an imaging unit 1 including a digital camera, a depth information acquisition unit 2 that acquires depth information of an object for each pixel of the imaging unit 1, and a feature point coordinate. An instructing unit 3 for instructing, a generating unit 4 for generating a three-dimensional model from feature point coordinates and corresponding depth information, a display unit 5 for displaying an image captured by the imaging unit 1, and a storage unit 6. Be composed.

【0028】図2は、図1の3次元モデル生成装置が行
なう3次元モデルの生成処理を示すフローチャートであ
る。図を参照して、ステップs0で奥行き情報をもつ画
像が入力される。ステップs1で、2次元線分の入力が
行なわれる。ステップs2で、撮像部1より出力される
カメラパラメータが生成部4に入力される。ステップs
3で、指示部3で入力された2次元線分間のトポロジー
の抽出が行なわれる。ステップs4で2次元線分のサン
プリングを行なう。ステップs5で2次元座標に対する
Zsの値を求める。ステップs6で、3次元の線分の生
成を行なう。次に図2のそれぞれのステップで行なわれ
る処理を詳しく説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing a process of generating a three-dimensional model performed by the three-dimensional model generating device of FIG. Referring to the figure, an image having depth information is input in step s0. In step s1, a two-dimensional line segment is input. In step s2, the camera parameters output from the imaging unit 1 are input to the generation unit 4. Steps
At 3, the topology of the two-dimensional line segment input by the instruction unit 3 is extracted. In step s4, two-dimensional line segments are sampled. In step s5, the value of Zs for the two-dimensional coordinates is obtained. In step s6, a three-dimensional line segment is generated. Next, the processing performed in each step of FIG. 2 will be described in detail.

【0029】[ステップs0]3次元モデルの生成は、
最初に奥行き情報をもつ画像入力がなされる。奥行き情
報をもつ画像とは、3次元モデル生成の対象となる対象
物を撮像部1で撮像した2次元画像と、奥行き情報取得
部2で撮像部1の画素ごとに取得される奥行き情報とか
らなる。
[Step s0] The three-dimensional model is generated by
First, an image having depth information is input. The image having the depth information is obtained from a two-dimensional image obtained by imaging the object to be generated in the three-dimensional model by the imaging unit 1 and the depth information acquired for each pixel of the imaging unit 1 by the depth information acquisition unit 2. Become.

【0030】奥行き情報は、レーザビームを対象物に照
射して、その反射光を撮像部1で受光し、奥行き情報取
得部2で処理することにより、三角測距の原理で取得さ
れる。この奥行き情報は、撮像距離や焦点距離などの撮
影環境の違いに対応するべく、撮像部1が撮像すること
ができる最も前方(撮像部側)の面(前方面)の位置を
0.0、最も後の方面(後方面)の位置を1.0とし
た。0.0〜1.0の範囲に正規化された実数値とな
る。
The depth information is acquired by the principle of triangulation by irradiating the object with a laser beam, receiving the reflected light by the imaging unit 1 and processing it by the depth information acquisition unit 2. This depth information sets the position of the frontmost (imaging unit side) surface (front surface) at which the imaging unit 1 can image to 0.0, in order to cope with the difference in the imaging environment such as the imaging distance and the focal length. The position of the rearmost direction (rear surface) was set to 1.0. It is a real number normalized to the range of 0.0 to 1.0.

【0031】図3に奥行き情報の配列を示す。n×m配
列の奥行き情報Zij(0≦i≦n,0≦j≦m)は、撮
像部1の画素の配列に対応している。なお、奥行き情報
は、撮像部1の画素ごとに取得する必要がなく、近傍の
複数の画素を一まとめにして1つの奥行き情報を取得す
るように粗い処理をしてもよい。
FIG. 3 shows an array of depth information. The depth information Z ij (0 ≦ i ≦ n, 0 ≦ j ≦ m) of the n × m array corresponds to the array of pixels of the imaging unit 1. Note that the depth information does not need to be acquired for each pixel of the imaging unit 1, and rough processing may be performed such that a plurality of neighboring pixels are collectively collected to acquire one piece of depth information.

【0032】撮像部1で撮像された2次元画像と奥行き
情報取得部2で取得された奥行き情報とが生成部4に送
られ、2次元画像が表示部5で表示される。
The two-dimensional image picked up by the image pickup unit 1 and the depth information obtained by the depth information obtaining unit 2 are sent to the generation unit 4, and the two-dimensional image is displayed on the display unit 5.

【0033】[ステップs1]次に、2次元線分の入力
が指示部3で行なわれる。これは操作者が、表示部5に
表示されている2次元画像を見て、特徴点を入力する作
業にあたる。指示部3は、表示部5上に設けられた透明
な部材からなるデジタイザとポインティングデバイスと
で構成される。操作者が、ポインティングデバイスでデ
ジタイザ上の所望の位置を指示すると、指示位置に該当
する表示部5の画素の位置が、デバイス座標系の指示座
標として生成部4に出力される。線を入力する場合は、
ポインティングデバイスをデジタイザ上で指示した時点
で始点信号が生成部に出力され、ポインティングデバイ
スをデジタイザ上で移動させている間、指示位置に該当
する2次元画像の画素の位置がデバイス座標系の指示座
標として出力され、ポインティングデバイスをデジタイ
ザから離した時点で終点信号が出力される。これによ
り、生成部4では始点信号の受信から終点信号の受信ま
での間に受信した指示座標の集合を2次元点列として認
識し、受信した指示座標の順番から指示座標間のトポロ
ジー(どの座標とどの座標が結ばれているかの関係)を
把握する。したがって、線は指示座標の集合(2次元点
列)として認識される。
[Step s1] Next, input of a two-dimensional line segment is performed by the instruction unit 3. This corresponds to an operation in which the operator looks at the two-dimensional image displayed on the display unit 5 and inputs a feature point. The instruction unit 3 includes a digitizer made of a transparent member provided on the display unit 5 and a pointing device. When the operator designates a desired position on the digitizer with the pointing device, the position of the pixel on the display unit 5 corresponding to the designated position is output to the generation unit 4 as designated coordinates in the device coordinate system. When entering a line,
When the pointing device is designated on the digitizer, a start point signal is output to the generation unit. While the pointing device is moved on the digitizer, the position of the pixel of the two-dimensional image corresponding to the designated position is designated by the designated coordinates in the device coordinate system. And an end point signal is output when the pointing device is separated from the digitizer. As a result, the generation unit 4 recognizes a set of designated coordinates received between the reception of the start point signal and the reception of the end point signal as a two-dimensional point sequence. And which coordinates are connected). Therefore, the line is recognized as a set of designated coordinates (two-dimensional point sequence).

【0034】図4に、指示部3の出力により認識される
線分とその線分を構成する座標との関係を示す。線分の
数はsで、L1,L2,L3,Lsは直線(群)の名称
を表わす。P1は始点の指示座標を、Prは終点の指示
座標を、P2はその間の指示座標を示しており、指示座
標の順番から指示座標間のトポロジーがわかるようにな
っている。デバイス座標系は左下を原点として右にX座
標、上にY座標の正の方向がとられる。それぞれのデバ
イス座標はn×mの撮像部1の画素に1対1に対応す
る。したがって、Xは1以上m以下の整数値で、Yは1
以上n以下の整数値である。
FIG. 4 shows the relationship between the line segment recognized by the output of the instruction unit 3 and the coordinates forming the line segment. The number of line segments is s, and L1, L2, L3, and Ls represent names of straight lines (group). P1 indicates the designated coordinates of the start point, Pr indicates the designated coordinates of the end point, and P2 indicates the designated coordinates between them, and the topology between the designated coordinates can be known from the order of the designated coordinates. In the device coordinate system, the origin is at the lower left, the X coordinate is at the right, and the positive direction is Y at the top. Each device coordinate has one-to-one correspondence with n × m pixels of the imaging unit 1. Therefore, X is an integer value of 1 to m, and Y is 1
It is an integer value not less than n and not more than n.

【0035】なお、指示部3をデジタイザとポインティ
ングデバイスで構成したが、マウスの操作で表示部5に
マウスポインタを移動させるようにして、表示部5に表
示されている2次元画像上の所望の画素の位置を、マウ
スでクリックすることによりデバイス座標系の指示座標
を生成部4に出力するようにしてもよい。この場合に線
分の入力は、ドラッグの開始で始点信号を、ドラッグの
終了で終了信号を出力するようにすれば、ポインティン
グデバイスとデジタイザとで構成した場合と同様にして
生成部4で群を認識することができる。
Although the instructing unit 3 is composed of a digitizer and a pointing device, the mouse pointer is moved to the display unit 5 by operating the mouse, so that a desired image on the two-dimensional image displayed on the display unit 5 is displayed. By clicking the position of the pixel with a mouse, the designated coordinates in the device coordinate system may be output to the generation unit 4. In this case, if the input of the line segment is such that the start point signal is output at the start of the drag and the end signal is output at the end of the drag, the group is generated by the generation unit 4 in the same manner as in the case where the pointing device and the digitizer are used. Can be recognized.

【0036】[ステップs2]次に、撮像部1より出力
されるカメラパラメータが、生成部4に入力される。こ
こでカメラパラメータについて図5に基づき説明する。
[Step s2] Next, the camera parameters output from the imaging unit 1 are input to the generation unit 4. Here, the camera parameters will be described with reference to FIG.

【0037】Xv軸,Yv軸,Zv軸は、モデリング座
標系を示す。撮像部1は、その原点にZv軸の正の方向
を向いて置かれている。カメラパラメータは、撮像部1
で撮像する場合の実測値で、前方面11のZvの値d,
後方面12のZvの値f,投像面(前方面と同じ面)1
1のZv軸からの高さhである。ここで、前方面とは撮
像部1で撮像することができる最も前方(撮像部側)の
面をいい、後方面とは最も後方の面をいい、投像面とは
前方面と後方面の間にある対象物が像として映し出され
る面をいう。ここでは説明を簡単にするため投像面の位
置を前方面と同じにした。
The Xv axis, the Yv axis, and the Zv axis indicate a modeling coordinate system. The imaging unit 1 is placed at its origin in the positive direction of the Zv axis. The camera parameters are set in the imaging unit 1
Are the actual measurement values when the image is taken at
Zv value f of rear surface 12, projection surface (same surface as front surface) 1
1 is a height h from the Zv axis. Here, the front surface refers to the forefront (imaging unit side) surface that can be imaged by the imaging unit 1, the rear surface refers to the rearmost surface, and the projection surface refers to the front surface and the rear surface. It refers to the surface on which the intermediate object is projected as an image. Here, the position of the projection surface is set to be the same as the front surface for the sake of simplicity.

【0038】なお、本実施の形態に示す3次元モデル生
成装置では、ステップs0からステップs2までのステ
ップを省略して、別の装置でこれらのステップの処理を
行ない、2次元点列とそれに対応する奥行き情報とカメ
ラパラメータを入力するように構成してもよい。この場
合図1に示される撮像部1,奥行き情報取得部2,指示
部3,表示部5を省いて装置を構成することができる。
In the three-dimensional model generating apparatus according to the present embodiment, the steps from step s0 to step s2 are omitted, and the processing of these steps is performed by another apparatus. To input depth information and camera parameters. In this case, the apparatus can be configured by omitting the imaging unit 1, the depth information acquisition unit 2, the instruction unit 3, and the display unit 5 shown in FIG.

【0039】[ステップs3]カメラパラメータが生成
部4に入力されると、指示部3で入力された2次元線分
間のトポロジーの抽出を行なう。2次元線分間のトポロ
ジーとは、1つの2次元線分が他の2次元線分と結びつ
いている関係をいい、トポロジーの抽出により2次元線
分が交差する座標が求められる。
[Step s3] When the camera parameters are input to the generation unit 4, the topology of the two-dimensional line segment input by the instruction unit 3 is extracted. The topology of a two-dimensional line segment refers to a relationship in which one two-dimensional line segment is connected to another two-dimensional line segment, and coordinates at which the two-dimensional line segments intersect are obtained by extracting the topology.

【0040】図4に示すs個の2次元線分が指示部3で
入力された場合の2次元線分間のトポロジーの抽出につ
いて説明する。図4に表わされている線分(L1〜L
s)を構成する座標から同一の座標を抽出し、それを記
憶部6に記憶する。この抽出された座標が線分が交差す
る座標を示す。たとえば、線分L1を構成する座標(X
11,Y11)と線分L3を構成する座標(X32,Y32)と
が同一の座標(5,287)であるならば、(5,28
7)が記憶部6に記憶される。
The s two-dimensional line segments shown in FIG.
Extraction of topology between two-dimensional line segments when input
Will be described. The line segments (L1 to L
The same coordinates are extracted from the coordinates that constitute s), and are described.
It is stored in the storage unit 6. The extracted coordinates intersect the line segment
Indicates the coordinates. For example, the coordinates (X
11, Y11) And the coordinates (X32, Y32)When
Are the same coordinates (5,287), (5,28
7) is stored in the storage unit 6.

【0041】同様にして、線分(L1〜Ls)を構成す
るすべての座標について、同一性が調べられ、同一の座
標が記憶部6に記憶される。
In the same manner, all the coordinates constituting the line segment (L1 to Ls) are checked for the identity, and the same coordinates are stored in the storage unit 6.

【0042】2次元線分間のトポロジーの抽出結果は、
次に説明する2次元線分のサンプリングに用いられる。
The result of extracting the topology of the two-dimensional line segment is
This is used for sampling a two-dimensional line segment described below.

【0043】[ステップs4]2次元線分間のトポロジ
ーの抽出が行なわれると、次に2次元線分のサンプリン
グを行なう。2次元線分のサンプリングは、指示部3で
入力された2次元線分を構成する座標を間引きする処理
である。サンプリングにより2次元線分を構成する座標
の数を減らすことができ、後の処理の計算負荷を減らす
ことができる。特に、2次元線分が直線である場合に有
効である。もちろんこの処理をしないようにしてもよ
い。
[Step s4] After the topology of the two-dimensional line segment is extracted, sampling of the two-dimensional line segment is performed. The sampling of the two-dimensional line segment is a process of thinning out the coordinates constituting the two-dimensional line segment input by the instruction unit 3. The number of coordinates constituting the two-dimensional line segment can be reduced by the sampling, and the calculation load of the subsequent processing can be reduced. This is particularly effective when the two-dimensional line segment is a straight line. Of course, this processing may not be performed.

【0044】2次元線分のサンプリングは、指示部3で
入力された2次元線分について、2次元線分を構成する
座標のうち始点座標と終点座標と記憶部6に記憶されて
いる座標とが優先してサンプリングされる。記憶部6に
記憶されている座標は、2次元線分が交差する座標を示
す。その他の座標については、サンプリングされた座標
からサンプリング幅の範囲外にある座標がサンプリング
される。たとえば、2次元線分L1については、まず始
点座標P1(X11,Y11)がサンプリングされ、次の座
標P2(X12,Y12)が座標P1(X11,Y11)からど
れだけ離れているかが判断される。今、サンプリング幅
を縦方向と横方向ともに2とした場合、座標P1
(X11,Y11)と座標P2(X12,Y12)が縦方向と横
方向ともに2以上離れていれば(|X12−X11|≧2
AND |Y12−Y11|≧2)、座標P2(X12,
Y12)がサンプリングされて、次の座標P3(X13,Y
13)が座標P2(X12,Y12)とどれだけ離れているか
が判断される。
The sampling of the two-dimensional line segment is performed based on the coordinates of the start point and the end point of the coordinates constituting the two-dimensional line segment input by the instruction unit 3 and the coordinates stored in the storage unit 6. Are sampled with priority. The coordinates stored in the storage unit 6 indicate coordinates where two-dimensional line segments intersect. As for other coordinates, coordinates outside the range of the sampling width from the sampled coordinates are sampled. For example, for the 2-dimensional line segment L1, first the start point coordinates P1 (X 11, Y 11) are sampled and separated following coordinates P2 (X 12, Y 12) is much the coordinates P1 (X 11, Y 11) Is determined. If the sampling width is 2 in both the vertical and horizontal directions, the coordinate P1
If (X 11 , Y 11 ) and coordinates P2 (X 12 , Y 12 ) are separated by 2 or more in both the vertical and horizontal directions, (| X 12 −X 11 | ≧ 2
AND | Y 12 −Y 11 | ≧ 2), coordinates P2 (X 12 ,
Y 12 ) is sampled, and the next coordinate P3 (X 13 , Y
13) how far the coordinates P2 (X 12, Y 12) is determined.

【0045】座標P1(X11,Y11)と座標P2
(X12,Y12)が縦方向と横方向ともに2以上離れてい
なければ(|X12−X11|<2 OR |Y12−Y11|
<2)、座標P2(X12,Y12)はサンプリングされ
ず、次の座標P3(X13,Y13)が座標P1(X11,Y
11)とどれだけ離れているかが判断される。
The coordinates P1 (X 11 , Y 11 ) and the coordinates P2
If (X 12 , Y 12 ) is not separated by 2 or more in both the vertical and horizontal directions, (| X 12 −X 11 | <2 OR | Y 12 −Y 11 |
<2), the coordinates P2 (X 12, Y 12) is not sampled, the next coordinates P3 (X 13, Y 13) are the coordinates P1 (X 11, Y
It is judged how far away from 11 ).

【0046】この処理が終点座標Pr(X1r,Y1r)ま
で繰返される。ただし、記憶部6に記憶されている座標
と終点座標は、サンプリング幅の範囲外にあるか否かに
かかわらず必ずサンプリングされる。以下説明を簡単に
するためすべての座標がサンプリングされたものとす
る。
This process is repeated up to the end point coordinates Pr (X 1r , Y 1r ). However, the coordinates and the end point coordinates stored in the storage unit 6 are always sampled regardless of whether they are out of the range of the sampling width. Hereinafter, it is assumed that all coordinates are sampled for the sake of simplicity.

【0047】[ステップs5]次に、2次元座標に対す
るZsの値を求める。2次元線分のサンプリング(ステ
ップs4)でサンプリングされた座標に対応する画像の
奥行き情報Zsが、奥行き情報の配列(図3)から求め
られる。たとえばサンプリングされた座標が(i,j)
である場合のZsはZijとなる。
[Step s5] Next, the value of Zs for the two-dimensional coordinates is determined. The depth information Zs of the image corresponding to the coordinates sampled in the sampling of the two-dimensional line segment (step s4) is obtained from the array of depth information (FIG. 3). For example, if the sampled coordinates are (i, j)
Zs is the Z ij where is.

【0048】[ステップs6]次に3次元の線分の生成
を行なう。3次元線分の生成は、2次元線分を構成する
座標と画像の奥行き情報とから正規化座標を求める処理
と、正規化座標をモデリング座標に変換する処理とから
なる。正規化座標を求める処理では、2次元線分を構成
する座標(Xd ,Yd )のX座標とY座標を−1.0以
上1.0以下の範囲に正規化することにより、正規化座
標(Xs,Ys,Zs)を求める。座標Xd の正規化座
標Xsは次の(1)式で、座標Yd の正規化座標Ysは
次の(2)式で求められる。ただし、XdmaxおよびY
dmaxは、Xd およびYd がとり得る最大値をいう。本実
施の形態の場合n×mの画素の配列であるからXdmax=
m,Ydmax=nとなる。Znの範囲は(3)式で示され
る。
[Step s6] Next, a three-dimensional line segment is generated. The generation of a three-dimensional line segment includes a process of obtaining normalized coordinates from coordinates forming a two-dimensional line segment and depth information of an image, and a process of converting the normalized coordinates into modeling coordinates. In the process of obtaining the normalized coordinates, the X and Y coordinates of the coordinates (X d , Y d ) constituting the two-dimensional line segment are normalized to a range of −1.0 or more and 1.0 or less. The coordinates (Xs, Ys, Zs) are obtained. Normalized coordinates Xs coordinate X d in the following equation (1), the normalized coordinates Ys coordinate Y d is determined by the following equation (2). Where X dmax and Y
dmax refers to the maximum value that X d and Y d can take. In the case of the present embodiment, since it is an array of n × m pixels, X dmax =
m, Y dmax = n. The range of Zn is shown by equation (3).

【0049】[0049]

【数1】 (Equation 1)

【0050】次に、正規化座標をモデリング座標に変換
する処理を行なう。正規化座標とモデリング座標との関
係から次の(4)(5)(6)式が導かれる。
Next, a process of converting the normalized coordinates into the modeling coordinates is performed. The following equations (4), (5), and (6) are derived from the relationship between the normalized coordinates and the modeling coordinates.

【0051】[0051]

【数2】 (Equation 2)

【0052】(4)(5)(6)式を変形して次の式が
求められる。
The following equations are obtained by modifying the equations (4), (5) and (6).

【0053】[0053]

【数3】 (Equation 3)

【0054】(7)(8)(9)式により、正規化座標
(Xs,Ys,Zs)をモデリング座標(Xv,Yv,
Zv)に変換する。ただし、d,f,hは上述のカメラ
パラメータである。また、(7)(8)(9)式が成立
するためには、前方面11と後方面12とが同一平面上
になく(d≠f)、かつモデリング座標の原点を含まな
いこと(d≠0 AND f≠0)が条件となる。
From the equations (7), (8) and (9), the normalized coordinates (Xs, Ys, Zs) are converted into the modeling coordinates (Xv, Yv,
Zv). Here, d, f, and h are the camera parameters described above. In order for the expressions (7), (8), and (9) to hold, the front surface 11 and the rear surface 12 are not on the same plane (d 平面 f) and do not include the origin of the modeling coordinates (d (≠ 0 AND f ≠ 0) is a condition.

【0055】この正規化座標を求める処理とモデリング
座標に変換する処理とを、2次元線分のサンプリング
(ステップs4)でサンプリングされた座標すべてにつ
いて行なえば、図6に示すごとく3次元線分ごとに各線
分を構成する3次元座標と3次元座標間のトポロジーが
得られる。そして処理の結果を記憶部6に記憶する。
If the process of obtaining the normalized coordinates and the process of converting the coordinates into the modeling coordinates are performed for all the coordinates sampled in the sampling of the two-dimensional line (step s4), as shown in FIG. The three-dimensional coordinates constituting each line segment and the topology between the three-dimensional coordinates are obtained. Then, the result of the processing is stored in the storage unit 6.

【0056】次に上述の処理の具体例について説明す
る。図7にディジタルカメラで撮像した対象物が、液晶
ディスプレイに表示されている場合を示す。図8は奥行
き情報取得部で取得した奥行き情報の配列を示し、各枠
が画素に対応している。液晶ディスプレイ上には透明な
デジタイザが設けられており、ペンで指示すると液晶デ
ィスプレイのどの画素が指示されたのかがわかるように
なっている。図9にディスプレイに表示されている対象
物の特徴点を操作者がペンでなぞった場合を示す。L1
〜L9は対象物の特徴となる線分を示す。本実施の形態
では線分ごとにデジタイザ上をペンでなぞったので、ペ
ンをデジタイザ上に当てた時点で始点信号と指示座標
が、移動した時点で指示座標が、離した時点で終点信号
と指示座標が線分ごとに出される。これによりデジタイ
ザからペンで指示した画素に対応する座標が指示した順
番で指示部3から生成部4に送られる。
Next, a specific example of the above processing will be described. FIG. 7 shows a case where an object imaged by a digital camera is displayed on a liquid crystal display. FIG. 8 shows an array of depth information acquired by the depth information acquisition unit, and each frame corresponds to a pixel. A transparent digitizer is provided on the liquid crystal display, and when an instruction is given with a pen, it is possible to know which pixel of the liquid crystal display has been designated. FIG. 9 shows a case where the operator traces a feature point of an object displayed on the display with a pen. L1
L9 indicates a line segment that is a feature of the object. In this embodiment, since the pen traces the digitizer for each line segment, the starting point signal and the designated coordinates are set when the pen is hit on the digitizer, the designated coordinates are set when the pen is moved, and the end point signal is set when the pen is released. Coordinates are given for each line segment. Thus, the coordinates corresponding to the pixel designated by the pen from the digitizer are sent from the designation unit 3 to the generation unit 4 in the designated order.

【0057】次にカメラパラメータがディジタルカメラ
から生成部4に送られる。ここではカメラパラメータを
d=10.0,f=20.0,h=5.0とした。
Next, the camera parameters are sent from the digital camera to the generator 4. Here, the camera parameters are d = 10.0, f = 20.0, and h = 5.0.

【0058】生成部4では受信した座標をもとに2次元
線分のトポロジーの抽出が行なわれ、同じ座標、すなわ
ち線分が交差する座標が記憶部6に記憶された後、サン
プリングが行なわれる。ここではサンプリング幅を縦方
向、横方向ともに2としてある。サンプリングの結果サ
ンプルされたサンプル座標と線分との関係を図10に示
す。
The generation unit 4 extracts the topology of the two-dimensional line segment based on the received coordinates, stores the same coordinates, that is, the coordinates where the line segments intersect, in the storage unit 6, and then performs sampling. . Here, the sampling width is set to 2 in both the vertical and horizontal directions. FIG. 10 shows the relationship between sample coordinates sampled as a result of sampling and line segments.

【0059】また、サンプリングされた座標がデバイス
座標のどの点に位置するかをサンプリングされた座標に
識別番号C1〜C16を付して図11に示す。また、サ
ンプリングされた座標に識別番号C1〜C16を付して
X座標Xd およびY座標Ydを図12に示す。
FIG. 11 shows identification points C1 to C16 of the sampled coordinates at which point the sampled coordinates are located in the device coordinates. Further, FIG. 12 shows the X-coordinate X d and Y-coordinate Y d are denoted by the identification number C1~C16 the sampled coordinates.

【0060】次にサンプリング座標に対応する奥行き情
報Zsを奥行き情報の配列(図8)より求める。そして
正規化座標を求める処理が行なわれる。図12に示すサ
ンプリングされた座標のデバイス座標(Xd ,Yd )を
(1)(2)式により正規化して、図13に示す正規化
座標(Xs,Ys,Zs)を求める。ここでは画素配列
は10×10であるのでXdmax=10,Ydmax=10で
ある。
Next, depth information Zs corresponding to the sampling coordinates is obtained from the array of depth information (FIG. 8). Then, processing for obtaining the normalized coordinates is performed. The device coordinates (X d , Y d ) of the sampled coordinates shown in FIG. 12 are normalized by the equations (1) and (2) to obtain the normalized coordinates (Xs, Ys, Zs) shown in FIG. Here, since the pixel array is 10 × 10, X dmax = 10 and Y dmax = 10.

【0061】そして、正規化座標を(7)(8)(9)
式によりモデリング座標に変換する。その結果を図14
に示す。求められたモデリング座標(C1〜C16)と
線分(L1〜L9)との関係は図15に示すごとくであ
る。
Then, the normalized coordinates are expressed by (7), (8) and (9).
Convert to modeling coordinates by formula. The result is shown in FIG.
Shown in The relationship between the obtained modeling coordinates (C1 to C16) and the line segments (L1 to L9) is as shown in FIG.

【0062】このようにしてカメラで撮像した2次元の
画像で、抽出したい3次元物体の輪郭線を描くことで、
特徴点の抽出が容易となり、さらに抽出された特徴点と
奥行き情報とから3次元のモデルを容易に作成すること
が可能となる。
By drawing the outline of the three-dimensional object to be extracted from the two-dimensional image captured by the camera as described above,
The feature points can be easily extracted, and a three-dimensional model can be easily created from the extracted feature points and depth information.

【0063】なお、本実施の形態では指示部3で線分が
入力される場合について説明したが、点や曲線などの2
次元情報として入力される場合であれば同様に適用でき
ることはいうまでもない。
In the present embodiment, the case where a line segment is input by the instruction unit 3 has been described.
Needless to say, the same can be applied to the case where the information is input as dimensional information.

【0064】また、本実施の形態においては、図1の構
成を有する3次元モデル生成装置としたが、図2に示さ
れる処理をコンピュータに実行させることができるプロ
グラムを記録媒体(CD−ROM、フロッピィディスク
など)に記録させ、コンピュータにより実行させるよう
にしてもよい。
Further, in the present embodiment, the three-dimensional model generating apparatus having the configuration shown in FIG. 1 is used. However, a program capable of causing a computer to execute the processing shown in FIG. 2 is recorded on a recording medium (CD-ROM, (A floppy disk or the like), and may be executed by a computer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態のひとつにおける3次元モ
デル生成装置の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of a three-dimensional model generation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態のひとつにおける3次元モ
デル生成の処理の流れを示すフロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing of generating a three-dimensional model according to one of the embodiments of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態のひとつにおける奥行き情
報の配列を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an array of depth information according to one of the embodiments of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態のひとつにおける2次元線
分と線分を構成する座標との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a two-dimensional line segment and coordinates forming the line segment according to one of the embodiments of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態のひとつにおけるモデリン
グ座標系とカメラパラメータの関係を説明するための図
である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a relationship between a modeling coordinate system and camera parameters according to one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態のひとつにおける3次元線
分と線分を構成する座標との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a three-dimensional line segment and coordinates forming the line segment according to one of the embodiments of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態のひとつにおける撮像した
画像を液晶ディスプレイに表示した状態を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a captured image is displayed on a liquid crystal display according to one of the embodiments of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態のひとつにおける奥行き情
報の配列と指示線分との関係を説明するための図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining a relationship between an array of depth information and a designated line segment according to one of the embodiments of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態のひとつにおける特徴点を
ペンで指示した状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a feature point is designated with a pen according to one of the embodiments of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態のひとつにおける線分と
サンプリング座標との関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a line segment and sampling coordinates according to one embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態のひとつにおけるデバイ
ス座標におけるサンプリング座標の位置を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing positions of sampling coordinates in device coordinates according to one of the embodiments of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態のひとつにおけるサンプ
リング座標を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing sampling coordinates according to one of the embodiments of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態のひとつにおける正規化
された座標を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing normalized coordinates according to one of the embodiments of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態のひとつにおけるモデリ
ング座標への変換結果を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a result of conversion into modeling coordinates according to one of the embodiments of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態のひとつにおける線分と
モデリング座標との関係を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a line segment and modeling coordinates according to one of the embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像部 2 奥行き情報取得部 3 指示部 4 生成部 5 表示部 6 記憶部 11 前方面,投像面 12 後方面 REFERENCE SIGNS LIST 1 imaging unit 2 depth information acquisition unit 3 instruction unit 4 generation unit 5 display unit 6 storage unit 11 front surface, projection surface 12 rear surface

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物を非接触で測定して3次元モデル
を生成する3次元モデル生成装置であって、 デバイス座標系に操作者によって描かれた2次元点列と
前記2次元点列に対応する奥行き情報とから3次元モデ
ルを生成することを特徴とする、3次元モデル生成装
置。
An apparatus for generating a three-dimensional model by measuring an object in a non-contact manner, comprising: a two-dimensional point sequence drawn by an operator in a device coordinate system; A three-dimensional model generation device for generating a three-dimensional model from corresponding depth information.
【請求項2】 前記3次元モデルの生成は、 前記2次元点列と前記2次元点列に対応する奥行き情報
とから前記点列の正規化座標を算出する第1の算出手段
と、 前記算出された正規化座標からモデリング座標を算出す
る第2の算出手段とによりなされる請求項1に記載の3
次元モデル生成装置。
2. The generation of the three-dimensional model includes: first calculating means for calculating normalized coordinates of the point sequence from the two-dimensional point sequence and depth information corresponding to the two-dimensional point sequence; 2. The method according to claim 1, wherein the second calculation unit calculates modeling coordinates from the normalized coordinates.
Dimensional model generator.
【請求項3】 3次元モデルの対象物を撮像する撮像部
と、 前記撮像部で撮像された画像をデバイス座標系に表示す
るための表示部と、 操作者が前記デバイス座標系に表示された画像に対して
2次元点列を指示するための指示部と、 前記指示された2次元点列に対応する奥行き情報を取得
する奥行き情報取得部とをさらに備えた請求項1または
2に記載の3次元モデル生成装置。
3. An image pickup unit for picking up an object of a three-dimensional model, a display unit for displaying an image picked up by the image pickup unit on a device coordinate system, and an operator displayed on the device coordinate system. 3. The apparatus according to claim 1, further comprising: an instruction unit configured to instruct a two-dimensional point sequence with respect to the image; and a depth information acquisition unit configured to acquire depth information corresponding to the designated two-dimensional point sequence. 3D model generation device.
【請求項4】 前記2次元点列のトポロジーを抽出する
第1の抽出手段と、 前記抽出された2次元点列のトポロジーに基づき3次元
点列のトポロジーを抽出する第2の抽出手段とをさらに
備えた請求項1から3のいずれかに記載の3次元モデル
生成装置。
4. A first extracting means for extracting a topology of the two-dimensional point sequence, and a second extracting means for extracting a topology of a three-dimensional point sequence based on the extracted topology of the two-dimensional point sequence. The three-dimensional model generation device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
【請求項5】 デバイス座標系に操作者によって描かれ
た2次元点列を入力するステップと、 前記2次元点列に対応する奥行き情報を入力するステッ
プと、 前記2次元点列と前記奥行き情報とから3次元モデルを
生成するステップとをコンピュータに実行させるプログ
ラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
5. A step of inputting a two-dimensional point sequence drawn by an operator into a device coordinate system; a step of inputting depth information corresponding to the two-dimensional point sequence; the two-dimensional point sequence and the depth information And a step of generating a three-dimensional model from the above.
【請求項6】 デバイス座標系に操作者によって描かれ
た2次元点列を入力するステップと、 前記2次元点列に対応する奥行き情報を入力するステッ
プと、 前記2次元点列のトポロジーを抽出するステップと、 前記2次元点列と前記奥行き情報とからモデリング座標
を算出するステップと、 前記抽出された2次元点列のトポロジーに基づき3次元
点列のトポロジーを抽出するステップと、 前記算出されたモデリング座標と前記抽出された3次元
点列のトポロジーとから3次元モデルを生成するステッ
プとをコンピュータに実行させるプログラムを記録した
コンピュータ読取可能な記録媒体。
6. A step of inputting a two-dimensional point sequence drawn by an operator into a device coordinate system; a step of inputting depth information corresponding to the two-dimensional point sequence; and extracting a topology of the two-dimensional point sequence. Calculating the modeling coordinates from the two-dimensional point sequence and the depth information; extracting the three-dimensional point sequence topology based on the extracted two-dimensional point sequence topology; A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a step of generating a three-dimensional model from the modeling coordinates and the topology of the extracted three-dimensional point sequence.
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