JP2002015338A - Model deforming method and modeling device - Google Patents

Model deforming method and modeling device

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JP2002015338A JP2000197776A JP2000197776A JP2002015338A JP 2002015338 A JP2002015338 A JP 2002015338A JP 2000197776 A JP2000197776 A JP 2000197776A JP 2000197776 A JP2000197776 A JP 2000197776A JP 2002015338 A JP2002015338 A JP 2002015338A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a close fit of a hair portion or the like, as when creating a three-dimensional model of a human head. SOLUTION: Matching portions between a first standard model DSA1 and a second standard model DSB1 are matched with each other by means of corresponding points or lines, and when the first standard model is deformed in accordance with measurement data, the position information of the corresponding points or lines on the first standard model is applied to the corresponding points or lines on the second standard model to thereby deform the second standard 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】本発明は、モデルの変形方法
およびモデリング装置に関し、例えばコンピュータグラ
フィックスの分野における3次元モデルの生成に利用さ
れる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for deforming a model and a modeling device, and is used, for example, for generating a three-dimensional model in the field of computer graphics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年において、映画やゲームなどに3次
元CG(3次元コンピュータグラフィックス)の技術が
しばしば用いられている。3次元CGでは、仮想的な3
次元空間内に3次元モデルやライトを配置して動かすの
で、表現の自由度が高い。
2. Description of the Related Art In recent years, three-dimensional CG (three-dimensional computer graphics) technology is often used for movies, games, and the like. In three-dimensional CG, virtual 3
Since a three-dimensional model or a light is arranged and moved in a three-dimensional space, the degree of freedom of expression is high.

【0003】従来より、光切断法などによる非接触型の
3次元計測装置が実用化されており、これを用いて計測
を行うことにより、対象物の3次元データを比較的容易
に作成することができる。しかし、計測によって得られ
た3次元データをそのまま3次元CGに用いるには、得
られたデータの間引きなどを行ってデータ量を減らすた
めの処理が複雑であるなど、種々の問題がある。
Conventionally, a non-contact type three-dimensional measuring device using a light-section method or the like has been put into practical use, and it is possible to relatively easily create three-dimensional data of an object by performing measurement using the device. Can be. However, if the three-dimensional data obtained by the measurement is used as it is for the three-dimensional CG, there are various problems, such as complicated processing for reducing the data amount by thinning the obtained data.

【0004】この問題に対処するため、対象物の標準モ
デルを準備しておき、計測された3次元データに合わせ
て標準モデルを変形する方法が提案されている(特開平
5−81377号)。
To cope with this problem, there has been proposed a method in which a standard model of an object is prepared, and the standard model is deformed in accordance with the measured three-dimensional data (Japanese Patent Laid-Open No. 5-81377).

【0005】この従来の方法では、計測によって得られ
た3次元データの3次元形状情報、つまり3次元に存在
する点群をフィッティング対象として用い、それら3次
元の点群に標準モデルの表面をフィッティングさせる。
In this conventional method, three-dimensional shape information of three-dimensional data obtained by measurement, that is, a three-dimensional point group is used as a fitting target, and the surface of a standard model is fitted to the three-dimensional point group. Let it.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上に述べた従来の方法
によると、人の頭部の3次元モデルを生成するには、人
の頭部を計測して得た3次元データに対し、予め準備し
た人の頭部の標準モデルをフィッティングさせることと
なる。
According to the above-described conventional method, in order to generate a three-dimensional model of a human head, three-dimensional data obtained by measuring a human head is previously calculated. A standard model of the prepared human head will be fitted.

【0007】しかし、人の頭部は、顔の部分と髪の部分
とが含まれ、前者は3次元計測が容易であるが後者は困
難である。そのため、標準モデルをフィッティングさせ
た場合に、髪の部分がうまくフィッティングしないとい
う問題が残る。
However, a human head includes a face portion and a hair portion, and the former is easy to perform three-dimensional measurement, while the latter is difficult. Therefore, when the standard model is fitted, there remains a problem that the hair part does not fit well.

【0008】この問題を解決するために、例えば、標準
モデルについて、顔の部分と髪の部分とを分割し、それ
ぞれをフィッティングした後にそれらを結合して合体さ
せる方法が考えられる。その場合に、顔の部分と髪の部
分とがずれることなくうまく結合し、違和感なく合体す
る必要がある。
In order to solve this problem, for example, a method of dividing a face portion and a hair portion into a standard model, fitting each of them, and combining them to combine them is conceivable. In this case, it is necessary that the face part and the hair part be well connected without being shifted, and be united without discomfort.

【0009】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、人の頭部の3次元モデルを生成する場合などに、
髪の部分などをもうまくフィッティングさせることを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is useful for generating a three-dimensional model of a human head.
The purpose is to make the hair part fit well.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、第
1の標準モデルと第2の標準モデルとの間で互いに対応
する部分を対応点または対応線によって対応付けてお
き、第1の標準モデルが計測データに基づいて変形され
た際に、第1の標準モデル上の対応点または対応線の位
置情報を第2の標準モデル上の対応点または対応線に適
用することによって第2の標準モデルを変形する。
According to the method of the present invention, parts corresponding to each other between a first standard model and a second standard model are associated with each other by corresponding points or corresponding lines, and the first standard model and the second standard model are associated with each other. When the standard model is deformed on the basis of the measurement data, the position information of the corresponding point or the corresponding line on the first standard model is applied to the corresponding point or the corresponding line on the second standard model to obtain the second model. Transform the standard model.

【0011】例えば、第1の標準モデルは顔モデルであ
り、第2の標準モデルは毛髪モデルであり、計測データ
は人間の頭部を対象としたデータである。1つの第1の
標準モデルに対して複数個の第2の標準モデルが対応付
けられる。
For example, the first standard model is a face model, the second standard model is a hair model, and the measurement data is data for a human head. A plurality of second standard models are associated with one first standard model.

【0012】第1の標準モデルおよび第2の標準モデル
は、3次元形状データとし、または2次元画像として設
定される。本発明による3次元モデルを生成する方法
は、標準モデルを分割して標準モデルAiと標準モデル
Bjとによって構成し、且つこれら標準モデルAiと標
準モデルBjとを対応点または対応線によって互いを関
連付けておき、標準モデルAiおよび/またはBiを計
測データにフィッティングさせて変形するとともに、一
方の標準モデルAiまたはBiの変形後の対応点または
対応線の位置情報を用いて他方の標準モデルBiまたは
Aiを変形する。
The first standard model and the second standard model are set as three-dimensional shape data or two-dimensional images. According to the method for generating a three-dimensional model according to the present invention, a standard model is divided into a standard model Ai and a standard model Bj, and the standard model Ai and the standard model Bj are associated with each other by corresponding points or lines. In addition, the standard model Ai and / or Bi is fitted to the measurement data and deformed, and the other standard model Bi or Ai is used by using the position information of the corresponding point or the corresponding line of one standard model Ai or Bi after deformation. To transform.

【0013】本発明において、フィッティングとは、標
準モデルの変形処理、またはそれを含む一連の処理をい
う。
In the present invention, the term “fitting” refers to a process of transforming a standard model or a series of processes including the process.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係るモデリング装
置1を示すブロック図である。本実施形態においては、
予め作成した標準モデルを人の頭部についての計測デー
タ(3次元データまたは2次元画像)に基づいて変形す
る(フィッティングする)ことにより、人の頭部の3次
元モデルを生成する例を説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing a modeling device 1 according to the present invention. In the present embodiment,
An example of generating a three-dimensional model of a human head by deforming (fitting) a standard model created in advance based on measurement data (three-dimensional data or a two-dimensional image) of the human head will be described. .

【0015】図1に示すように、モデリング装置1は、
処理装置10、磁気ディスク装置11、媒体ドライブ装
置12、ディスプレイ装置13、キーボード14、マウ
ス15、および3次元計測装置16などからなる。
As shown in FIG. 1, a modeling device 1
It comprises a processing device 10, a magnetic disk device 11, a medium drive device 12, a display device 13, a keyboard 14, a mouse 15, a three-dimensional measuring device 16, and the like.

【0016】処理装置10は、CPU、RAM、RO
M、ビデオRAM、入出力ポート、および各種コントロ
ーラなどからなる。RAMおよびROMなどに記憶され
たプログラムをCPUが実行することにより、処理装置
10上に種々の機能が実現される。
The processing device 10 includes a CPU, a RAM, an RO,
M, a video RAM, an input / output port, and various controllers. Various functions are realized on the processing device 10 by the CPU executing programs stored in the RAM, the ROM, and the like.

【0017】磁気ディスク装置11には、OS(Operat
ing System) 、3次元モデルMLを生成するためのモデ
リングプログラムPR、その他のプログラム、標準モデ
ル(標準モデルデータ)DS、3次元データ(3次元計
測データ)DT、3次元データDTの信頼性を示す信頼
性データDR、2次元画像(2次元計測データ)FT、
生成された3次元モデルML、その他のデータなどが格
納されている。これらのプログラムおよびデータは、適
時、処理装置10のRAMにローディングされる。
The magnetic disk drive 11 has an OS (Operat
ing System), a modeling program PR for generating the three-dimensional model ML, other programs, a standard model (standard model data) DS, three-dimensional data (three-dimensional measurement data) DT, and reliability of the three-dimensional data DT. Reliability data DR, two-dimensional image (two-dimensional measurement data) FT,
The generated three-dimensional model ML, other data, and the like are stored. These programs and data are loaded into the RAM of the processing device 10 as appropriate.

【0018】標準モデルDSとして、顔の部分について
の第1の標準モデル群A(A群)と、髪の部分について
の第2の標準モデル群B(B群)とが設けられている。
A群には、顔の部分についての複数の標準モデルAi
(DSA)が格納されている。B群には、髪の部分につ
いての複数の標準モデルBj(DSB)が格納されてい
る。これら各標準モデルDSAと標準モデルDSBと
は、対応点または対応線によって互いに関連付けられて
いる。
As the standard models DS, there are provided a first standard model group A (group A) for the face part and a second standard model group B (group B) for the hair part.
Group A includes a plurality of standard models Ai for the face part.
(DSA) is stored. In the group B, a plurality of standard models Bj (DSB) for the hair part are stored. These standard models DSA and standard models DSB are associated with each other by corresponding points or corresponding lines.

【0019】なお、モデリングプログラムPRには、計
測処理、概略位置合わせ、データ削減処理、変形処理、
部分領域選択処理、およびその他の処理のためのプログ
ラムが含まれる。
The modeling program PR includes measurement processing, rough alignment, data reduction processing, deformation processing,
A program for partial area selection processing and other processing is included.

【0020】媒体ドライブ装置12は、CD−ROM
(CD)、フロッピィディスクFD、または光磁気ディ
スクなどの記録媒体にアクセスし、データまたはプログ
ラムの読み書きなどを行うものである。記録媒体の種類
に応じて適切なドライブ装置が用いられる。上に述べた
モデリングプログラムPRは、これら記録媒体からイン
ストールすることが可能である。標準モデルDS、3次
元データDT、信頼性データDR、および2次元画像F
Tなども、記録媒体を介して入力することが可能であ
る。
The medium drive device 12 is a CD-ROM
(CD), a floppy disk FD, or a recording medium such as a magneto-optical disk is accessed to read and write data or programs. An appropriate drive device is used depending on the type of the recording medium. The above-described modeling program PR can be installed from these recording media. Standard model DS, three-dimensional data DT, reliability data DR, and two-dimensional image F
T and the like can also be input via a recording medium.

【0021】ディスプレイ装置13の表示面HGには、
上に述べた種々のデータ、およびモデリングプログラム
PRにより生成された3次元モデルML、その他のデー
タ(画像)が表示される。
On the display surface HG of the display device 13,
The various data described above, the three-dimensional model ML generated by the modeling program PR, and other data (images) are displayed.

【0022】キーボード14およびマウス15は、処理
装置10にデータを入力しまたは指令を与えるために用
いられる。3次元計測装置16は、例えば光切断法によ
って対象物の3次元データDTを得るためのものであ
る。3次元計測装置16によって直接的に3次元データ
DTを得ることも可能であり、また、3次元計測装置1
6から出力されるデータに基づいて処理装置10などで
演算を行い、間接的に3次元データDTを得ることも可
能である。
The keyboard 14 and the mouse 15 are used to input data or give commands to the processing device 10. The three-dimensional measuring device 16 is for obtaining three-dimensional data DT of an object by, for example, a light section method. It is also possible to directly obtain the three-dimensional data DT by the three-dimensional measuring device 16,
It is also possible to indirectly obtain three-dimensional data DT by performing an operation in the processing device 10 or the like on the basis of the data output from 6.

【0023】3次元データDTと同時に、必要に応じて
同じ対象物について同じ視線上の2次元画像FTを取得
することも可能である。そのような3次元計測装置16
として、例えば特開平10−206132号に示される
公知の装置を用いることが可能である。
At the same time as the three-dimensional data DT, if necessary, a two-dimensional image FT on the same line of sight for the same object can be obtained. Such a three-dimensional measuring device 16
For example, a known device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-206132 can be used.

【0024】また、対象物の3次元データDTを取得す
る公知の他の方法として、対象物に対して視差を有して
配置された複数のカメラを用いる方法などがある。それ
らのカメラから得られた視差を有する複数の画像から、
立体写真法を用いて3次元データDTを演算により求め
ることができる。
As another known method for acquiring the three-dimensional data DT of the object, there is a method of using a plurality of cameras arranged with parallax with respect to the object. From multiple images with parallax obtained from those cameras,
The three-dimensional data DT can be obtained by calculation using a stereoscopic method.

【0025】この方法では、例えば3台のカメラを用い
ることにより、3次元データDTの各点の信頼性を判定
するためのデータをも同時に取得することができる。す
なわち、3台のカメラによる多眼視によって対象物を撮
影し、3枚の画像を得る。これら3枚の画像について、
互いの対応点を探索する。2枚の画像についての対応点
に基づいて、3次元データDTが公知の計算により求め
られる。他の1枚の画像は、信頼性データDRを得るの
に利用される。
In this method, for example, by using three cameras, data for determining the reliability of each point of the three-dimensional data DT can be obtained at the same time. That is, an object is photographed by multi-viewing with three cameras, and three images are obtained. For these three images,
Search for each other's corresponding points. Based on the corresponding points of the two images, three-dimensional data DT is obtained by a known calculation. The other one image is used to obtain the reliability data DR.

【0026】例えば、図10に示すように、3台のカメ
ラA,B,Cを用い、対象物Qを撮影して3枚の画像F
A,FB,FCを取得する。各画像FA,FB,FCに
ついて、それぞれの画像面(un ,vn )が示されてい
る(n=1,2,3)。3次元空間Mにある対象物Q上
の点QPが、各画像面上の点PA,PB,PCに投影さ
れている。
For example, as shown in FIG. 10, an object Q is photographed by using three cameras A, B, and C, and three images F are obtained.
Acquire A, FB, FC. For each of the images FA, FB, FC, the respective image planes (un, vn) are shown (n = 1, 2, 3). A point QP on the object Q in the three-dimensional space M is projected on points PA, PB, and PC on each image plane.

【0027】ここで、点PA,PB,PCの対応が求ま
るとすると、それらの対応から、3次元空間M’を再構
成することができる。3次元空間M’において、点P
A,PBに対応する点QP’が求まる。理想的には、こ
の再構成された3次元空間M’上の点QP’を画像面
(u3 ,v3 )に逆投影した点PC’と、元の3次元空
間M上の点QPを画像面(u3 ,v3 )上に投影した点
PCとは、一致するはずである。
Here, assuming that the correspondence between the points PA, PB, and PC is determined, the three-dimensional space M ′ can be reconstructed from the correspondence. In the three-dimensional space M ′, the point P
A point QP ′ corresponding to A and PB is obtained. Ideally, a point PC ′ obtained by backprojecting the reconstructed point QP ′ on the three-dimensional space M ′ onto the image plane (u 3 , v 3 ) and a point QP on the original three-dimensional space M are The point PC projected on the image plane (u 3 , v 3 ) should match.

【0028】しかし、投影変換を正確に求めることは難
しく、また対応を正確に求めることも難しいため、通
常、これらは一致しない。そこで、これら点PC’と点
PCとのずれを誤差とし、信頼性の指標として用いる。
However, it is difficult to accurately determine the projection transformation, and it is also difficult to accurately determine the correspondence. Therefore, a deviation between the point PC ′ and the point PC is set as an error, and is used as an index of reliability.

【0029】例えば、点PC’と点PCとの誤差を、ず
れた画素の数で示す。点PC’と点PCとが同じ画素上
にあれば、誤差は「0」である。1画素ずれていれば、
誤差は「1」である。2画素ずれていれば、誤差は
「2」である。このずれた画素数を信頼性データDRと
して用いることができる。
For example, an error between the point PC ′ and the point PC is indicated by the number of shifted pixels. If the point PC ′ and the point PC are on the same pixel, the error is “0”. If there is a one pixel shift,
The error is “1”. If there is a two pixel shift, the error is "2". This shifted number of pixels can be used as reliability data DR.

【0030】信頼性データDRを判断する他の方法とし
て、例えば特開昭61−125686号に示される方
法、その他の公知の方法を用いることも可能である。モ
デリング装置1は、パーソナルコンピュータまたはワー
クステーションなどを用いて構成することが可能であ
る。上に述べたプログラムおよびデータは、ネットワー
クNWを介して受信することにより取得することも可能
である。
As another method for judging the reliability data DR, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-125686 or another known method can be used. The modeling device 1 can be configured using a personal computer or a workstation. The programs and data described above can be obtained by receiving them via the network NW.

【0031】次に、モデリング装置1の全体の処理の流
れについて、フローチャートを参照しながら説明する。
図2はモデリング装置1の全体の処理の流れを示すフロ
ーチャート、図3は変形処理を示すフローチャート、図
4は標準モデルDSA1の例を示す図、図5は対象物か
ら3次元データDTを取得する様子を示す図、図6
(A)(B)は概略の位置合わせの様子を示す図、図7
は輪郭および特徴点の抽出処理の様子を示す図、図8は
標準モデルDSの面Sと3次元データDTの点Pとを模
式的に示す図、図9は標準モデルDSの異常変形を防ぐ
ための仮想バネを説明するための図、図10は対象物の
3次元データDTおよび信頼性データDRを取得する方
法の例を説明する図、図11は顔の標準モデルDSAと
髪の標準モデルDSBとを対応点で対応付けた様子を示
す図、図12は変形後の顔の標準モデルDSAと髪の標
準モデルDSBとを示す図、図13は顔の標準モデルD
SAと髪の標準モデルDSBとを対応線で対応付けた様
子を示す図、図14はその変形後の顔の標準モデルDS
Aと髪の標準モデルDSBとを示す図である。 〔標準モデルの準備〕図2において、まず、対象物につ
いての標準モデルDSを準備する(#11)。本実施形
態では対象物が人の頭部であるので、種々のサイズおよ
び形状を有した、頭部の全周についての顔の複数の標準
モデル群の中から、対象物の顔に最もよく似た標準モデ
ルDSA1を準備する。
Next, the overall processing flow of the modeling device 1 will be described with reference to flowcharts.
FIG. 2 is a flowchart showing the overall processing flow of the modeling device 1, FIG. 3 is a flowchart showing a deformation process, FIG. 4 is a diagram showing an example of a standard model DSA1, and FIG. 5 acquires three-dimensional data DT from an object. Diagram showing the situation, FIG. 6
FIGS. 7A and 7B are schematic views showing a state of alignment, FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a state of extraction processing of contours and feature points, FIG. 8 is a diagram schematically showing a surface S of the standard model DS and a point P of the three-dimensional data DT, and FIG. 9 is a diagram for preventing abnormal deformation of the standard model DS. FIG. 10 is a view for explaining an example of a method for acquiring three-dimensional data DT and reliability data DR of an object, and FIG. 11 is a standard face model DSA and a standard hair model. FIG. 12 is a diagram showing a state where DSBs are associated with corresponding points, FIG. 12 is a diagram showing a standard model DSA of a deformed face and a standard model DSB of hair, and FIG.
FIG. 14 is a diagram showing a state in which SA and hair standard model DSB are associated with corresponding lines, and FIG. 14 is a face standard model DS after the deformation.
FIG. 2 is a diagram showing A and a hair standard model DSB. [Preparation of Standard Model] In FIG. 2, first, a standard model DS for an object is prepared (# 11). In the present embodiment, since the object is a human head, it is most similar to the face of the object from among a plurality of standard model groups of the face all around the head having various sizes and shapes. The prepared standard model DSA1 is prepared.

【0032】標準モデルDSは、ポリゴンで定義された
3次元形状モデル、または自由曲面で定義された3次元
形状モデルのいずれでもよい。ポリゴンで定義された3
次元形状モデルである場合は、各ポリゴンの頂点の3次
元座標によって表面の形状が決まる。自由曲面で定義さ
れた3次元形状モデルである場合は、曲面を定義する関
数、および各制御点の座標によって表面の形状が決ま
る。
The standard model DS may be either a three-dimensional shape model defined by polygons or a three-dimensional shape model defined by free-form surfaces. 3 defined by polygon
In the case of a three-dimensional model, the surface shape is determined by the three-dimensional coordinates of the vertices of each polygon. In the case of a three-dimensional shape model defined by a free-form surface, the shape of the surface is determined by the function defining the surface and the coordinates of each control point.

【0033】なお、ポリゴンで定義された3次元形状モ
デルである場合に、各ポリゴンの頂点を「構成点」と記
載する。また、標準モデルDSのフィッティングに際し
て、標準モデルを変形するために用いられる点を「制御
点」と呼称する。制御点とポリゴンの構成点との位置関
係は任意であり、制御点はポリゴンの面上に設定されて
いてもよく、ポリゴンの面から離れて設定されていても
よい。1つの制御点は複数の構成点(3〜100程度)
と関連付けられており、制御点の動きに合わせて関連付
けられた構成点が移動する。標準モデルDSのフィッテ
ィングに際しては、これら複数の制御点を移動させるこ
とによって標準モデルDS全体を変形する。3次元形状
モデルが自由曲面で定義されている場合も、フィッティ
ングに使用する制御点の配置は任意である。
When the model is a three-dimensional shape model defined by polygons, the vertices of each polygon are described as "constituent points". Further, at the time of fitting the standard model DS, a point used for deforming the standard model is referred to as a “control point”. The positional relationship between the control points and the constituent points of the polygon is arbitrary, and the control points may be set on the surface of the polygon or may be set away from the surface of the polygon. One control point is composed of multiple points (about 3 to 100)
And the associated constituent point moves in accordance with the movement of the control point. When fitting the standard model DS, the entire standard model DS is deformed by moving these control points. Even when the three-dimensional shape model is defined by a free-form surface, the arrangement of control points used for fitting is arbitrary.

【0034】制御点は、目尻、唇端などのように細かな
形状を持つ部分、および、鼻、唇などのように急激な形
状の変化を持つ部分には、高い密度で配置される。それ
以外の部分には一様に配置される。
The control points are arranged at a high density in a portion having a fine shape such as the outer corner of the eye and the end of the lip, and in a portion having a sharp change in shape such as the nose and lips. The other parts are uniformly arranged.

【0035】標準モデルDSには、ある方向から見た特
徴的な輪郭RKおよび特徴点TTが設定される。輪郭R
Kとして、例えば、目、鼻、口、または顎などに、瞼の
ライン、鼻のライン、唇のライン、または顎のラインな
どが設定される。特徴点TTとして、例えば、目や口の
端部、鼻の頂部、顎の下端部のように、実際に特徴のあ
る部分、または、それらの中間のようなそれ自体では特
徴はないが位置的に特定し易い部分などが選ばれる。
In the standard model DS, a characteristic contour RK and a characteristic point TT viewed from a certain direction are set. Contour R
As K, for example, a line of an eyelid, a line of a nose, a line of a lip, a line of a chin, or the like is set in an eye, a nose, a mouth, a chin, or the like. As the characteristic point TT, for example, there is no characteristic in itself, such as a part having an actual characteristic such as an end of an eye or a mouth, a top of a nose, or a lower end of a chin, or a middle part thereof. The part that can be easily specified is selected.

【0036】図4に示す標準モデルDSA1では、顎の
ライン、唇のライン、および瞼のラインが輪郭RK1〜
3として設定されている。図4で分かるように、輪郭R
K1は、標準モデルDSA1をある方向から見たとき
に、その縁線となる部分である。また、図4に示す標準
モデルDSA1では、設定された特徴点TTの一部のみ
が実際に図に表されている。
In the standard model DSA1 shown in FIG. 4, the chin line, the lip line, and the eyelid line have the contours RK1 to RK1.
3 is set. As can be seen in FIG.
K1 is a portion that becomes an edge when the standard model DSA1 is viewed from a certain direction. In the standard model DSA1 shown in FIG. 4, only a part of the set feature points TT is actually shown in the figure.

【0037】上に述べた顔の標準モデルDSAの準備と
ともに、髪の標準モデルDSBの準備も行う。これら標
準モデルDSの準備は、磁気ディスク装置11に格納し
ておいた複数の標準モデルの中から、対象物に対して適
切なものをそれぞれ選択することによって行われる。髪
の標準モデルDSB1の例が、顔の標準モデルDSAと
の対応づけの様子とともに図11および図13に示され
ている。
Along with the preparation of the standard face model DSA, the preparation of a standard hair model DSB is also performed. The preparation of the standard model DS is performed by selecting an appropriate model for the target object from a plurality of standard models stored in the magnetic disk device 11. An example of the hair standard model DSB1 is shown in FIGS. 11 and 13 together with the state of association with the standard face model DSA.

【0038】本実施形態では、顔の標準モデルDSAを
計測データにフィッティングした後、フィッティング後
の標準モデルDSAに髪の標準モデルDSBを付加して
合体させる。
In the present embodiment, after fitting the standard model DSA of the face to the measurement data, the standard model DSA of the hair is added to the standard model DSA after the fitting and united.

【0039】これら顔の標準モデルDSAと髪の標準モ
デルDSBとの間には、上に述べたように予め対応点C
Tまたは対応線LTが設定されており、それらの対応点
CTまたは対応線LTを互いに一致させることにより、
うまく合体して自然な形状となる。
As described above, there is a corresponding point C between the face standard model DSA and the hair standard model DSB.
T or the corresponding line LT is set, and by making the corresponding points CT or the corresponding lines LT coincide with each other,
Combines well to form a natural shape.

【0040】標準モデルDSAがフィッティングにより
変形された場合に、その対応点CTまたは対応線LTの
変形量を導き、それを標準モデルDSBの対応点CTま
たは対応線LTの変形量に適用する。その際に、標準モ
デルDSBの形状と変形後の標準モデルDSAの形状と
の間のずれを解消するため、各特徴点の変形量に応じ
て、標準モデルDSB上の各点も変形する。
When the standard model DSA is deformed by fitting, the deformation amount of the corresponding point CT or the corresponding line LT is derived, and is applied to the corresponding point CT or the corresponding line LT of the standard model DSB. At this time, in order to eliminate the deviation between the shape of the standard model DSB and the shape of the deformed standard model DSA, each point on the standard model DSB is also deformed according to the amount of deformation of each feature point.

【0041】なお、図13に示すように対応線LTを用
いて変形する場合には、例えば、顔の標準モデルDSA
1上の対応線LT上の複数の点から、髪の標準モデルD
SB1上の対応線LT上へ最短の垂線を降ろし、それら
の点同士が一致するように髪の標準モデルDSB1を変
形する。
In the case of deformation using the corresponding line LT as shown in FIG. 13, for example, the standard model DSA of the face
1 from a plurality of points on the corresponding line LT
The shortest perpendicular is dropped on the corresponding line LT on SB1, and the standard hair model DSB1 is deformed so that those points coincide with each other.

【0042】このようにして、髪の標準モデルDSB
を、顔の標準モデルDSAの変形に対応して変形させ
る。変形後の標準モデルDSA,DSBの例が図12に
示されている。
Thus, the standard hair model DSB
Is deformed corresponding to the deformation of the standard model DSA of the face. FIG. 12 shows examples of the standard models DSA and DSB after the deformation.

【0043】これによって、標準モデルDSAと標準モ
デルDSBとの間にずれがなくなり、それらが隙間なく
結合し、違和感なくフィッティングする。なお、標準モ
デルDSBの変形の際に、標準モデルDSBの対応点C
Tまたは対応線LTの変形量のみでなく、標準モデルD
SAをフィッティングさせた計測データ(3次元データ
DTまたは2次元画像FT)をも合わせて用いることが
可能である。
As a result, there is no deviation between the standard model DSA and the standard model DSB, they are connected without any gap, and the fitting is performed without a sense of incongruity. When the standard model DSB is deformed, the corresponding point C of the standard model DSB is changed.
Not only the deformation amount of T or the corresponding line LT, but also the standard model D
It is also possible to use measurement data (three-dimensional data DT or two-dimensional image FT) obtained by fitting the SA together.

【0044】また、一旦選択した標準モデルDSBを他
の標準モデルDSBに変更した場合に、変更後の標準モ
デルDSBに対して同様な変形を加えることによって、
フィッティング後の標準モデルDSAに同様にうまく合
体させることができる。 〔3次元データの取得〕次に、対象物の3次元計測を行
い、3次元データDTを取得する(#12)。その際
に、対象物の2次元画像FTをも同時に取得しておく。
また、上に述べたように、3次元データDTの各点につ
いての信頼性を示す信頼性データDR、または信頼性デ
ータDRを得るための情報を必要に応じて取得してお
く。
When the selected standard model DSB is changed to another standard model DSB, the same modification is applied to the changed standard model DSB,
It can equally well be incorporated into the standard model DSA after fitting. [Acquisition of Three-Dimensional Data] Next, three-dimensional measurement of the object is performed to acquire three-dimensional data DT (# 12). At this time, a two-dimensional image FT of the object is also acquired at the same time.
Further, as described above, the reliability data DR indicating the reliability of each point of the three-dimensional data DT or information for obtaining the reliability data DR is acquired as necessary.

【0045】例えば、図5に示すように、3次元計測装
置16を用いて、対象物である人の頭部を計測(撮影)
する。これによって、3次元データDTおよび2次元画
像FTが取得される。
For example, as shown in FIG. 5, the head of a person as an object is measured (photographed) using a three-dimensional measuring device 16.
I do. Thus, three-dimensional data DT and two-dimensional image FT are obtained.

【0046】なお、対象物を計測して得た3次元データ
DTおよび/または2次元画像FTを、「計測データ」
と記載することがある。標準モデルDSの準備と3次元
データDTの取得とはいずれが先でもよく、並行して進
めてもよい。 〔概略の位置合わせ〕標準モデルDSと3次元データD
Tとの概略の位置合わせを行う(#13)。この処理で
は、標準モデルDSと3次元データDTとが概略一致す
るように、標準モデルDSの向き、サイズ、および位置
を変更する。このとき、標準モデルDSを、X,Y,Z
のそれぞれの方向に個別に任意の倍率に偏倍することに
より、それぞれの方向のサイズを3次元データDTによ
く合わせることができる。
The three-dimensional data DT and / or the two-dimensional image FT obtained by measuring the object are referred to as “measurement data”.
May be described. Either preparation of the standard model DS and acquisition of the three-dimensional data DT may be performed first or may be performed in parallel. [Schematic alignment] Standard model DS and three-dimensional data D
A rough alignment with T is performed (# 13). In this process, the orientation, size, and position of the standard model DS are changed so that the standard model DS and the three-dimensional data DT substantially match. At this time, the standard model DS is represented by X, Y, Z
The size in each direction can be well matched to the three-dimensional data DT by individually multiplying the magnification to an arbitrary magnification in each direction.

【0047】例えば、図6(A)に示すように、3次元
データDTに対して、標準モデルDSを回転させ且つ各
方向に偏倍することにより、図6(B)に示すように、
3次元データDTとほぼ同じサイズの標準モデルDSa
を得ることができる。なお、わかりやすくするために、
図面上では位置を合わせていないものを示す。
For example, as shown in FIG. 6A, by rotating the standard model DS with respect to the three-dimensional data DT and magnifying the three-dimensional data DT in each direction, as shown in FIG.
Standard model DSa of almost the same size as three-dimensional data DT
Can be obtained. For simplicity,
In the drawing, those not aligned are shown.

【0048】概略の位置合わせの手法として、次に説明
するように、(1)全体的概略位置合わせ、(2)局所
的概略位置合わせ、(3)繰り返し概略位置合わせ、の
3つの手法がある。
As described below, there are three methods of rough positioning, namely, (1) overall rough positioning, (2) local rough positioning, and (3) iterative rough positioning. .

【0049】これらの手法のうち、(1)および(3)
の手法は自動で行うことができる。(2)の手法は、そ
の中の特徴点抽出を自動で行うことが困難であるので、
一部手動で行う必要がある。概略位置合わせ後のフィッ
ティングでは基本的に標準モデルDSの局所的な変形が
行われることになるため、形状が合うことを重視する場
合には(1)および(3)の手法が好適であり、アニメ
ーションのように形状よりも位置が合って欲しいという
場合には(2)の手法が好適である。また、特徴点抽出
を行うことに慣れたユーザであれば、処理時間を短縮す
るために(2)の手法を用いることは効果的である。 〔全体的概略位置合わせ〕全体的概略位置合わせでは、
3次元データDTと標準モデルDSとの距離を最小とす
るように、標準モデルDSの位置、方向、およびサイズ
を変更する。
Of these methods, (1) and (3)
Can be performed automatically. In the method (2), it is difficult to automatically extract feature points therein,
Some need to be done manually. In the fitting after the approximate alignment, local deformation of the standard model DS is basically performed. Therefore, when importance is attached to matching the shapes, the methods (1) and (3) are preferable. The method (2) is preferable when it is desired to match the position rather than the shape as in the animation. Further, if the user is accustomed to performing feature point extraction, it is effective to use the method (2) to reduce the processing time. [Overall rough alignment] In overall rough alignment,
The position, direction, and size of the standard model DS are changed so as to minimize the distance between the three-dimensional data DT and the standard model DS.

【0050】すなわち、次の(1)式に示すエネルギー
関数e(si,αi,ti)が最小となるsi,αi,
tiを導く。なお、f(si,αi,ti)は、3次元
データDTと標準モデルDSとの距離に関連して定義さ
れるエネルギー関数である。g(si)は、過剰な変形
を避けるための安定化エネルギー関数である。
That is, when the energy function e (si, αi, ti) shown in the following equation (1) is minimized, si, αi,
lead ti. Note that f (si, αi, ti) is an energy function defined in relation to the distance between the three-dimensional data DT and the standard model DS. g (si) is a stabilizing energy function to avoid excessive deformation.

【0051】また、3次元計測装置16によって3次元
データDTを取得する際に同時に取得した2次元画像F
Tを用い、2次元画像FT上でのパターンマッチングを
用いて、位置、方向、およびサイズの初期値を与えても
よい。
Further, when the three-dimensional data DT is obtained by the three-dimensional measuring device 16, the two-dimensional image F simultaneously obtained
The initial values of the position, the direction, and the size may be given using T and pattern matching on the two-dimensional image FT.

【0052】[0052]

【数1】 (Equation 1)

【0053】但し、 K :3次元データの構成点の個数 dk :3次元データの構成点と標準モデルの表面との距
離 Wsc:偏倍安定化のウエイトパラメータ S0 :初期スケール Si :各方向の偏倍量(但し、S3 は奥行き方向であ
る) αi :標準モデルの各方向の回転 ti :標準モデルの各方向への移動量 ここで、標準モデルDS上の構成点は次の(2)式にし
たがって移動し、それにともなって、3次元データDT
の構成点と標準モデルDSの表面との間の距離dk が変
化する。
K: the number of points constituting the three-dimensional data dk: the distance between the points constituting the three-dimensional data and the surface of the standard model Wsc: weighting parameter for stabilizing magnification magnification S0: initial scale Si: deviation in each direction Αi: rotation in each direction of the standard model ti: movement amount in each direction of the standard model Here, the constituent points on the standard model DS are expressed by the following equation (2). Therefore, it moves, and accordingly, the three-dimensional data DT
The distance dk between the point of construction and the surface of the standard model DS changes.

【0054】[0054]

【数2】 (Equation 2)

【0055】また、3次元計測装置16による計測(撮
影)が一方向からに限られる場合に、奥行き方向(Z方
向)の偏倍量が正確に得られない場合がある。その場合
には、3次元データDTの形状と標準モデルDSの形状
に大きな違いはないとみなし、次の(3)式に示すよう
に、X,Y方向の偏倍量(S1,S2 )によってZ方向の
偏倍量(S3 )を補正する方法も考えられる。
When the measurement (photographing) by the three-dimensional measuring device 16 is limited to one direction, the magnification in the depth direction (Z direction) may not be accurately obtained. In this case, it is assumed that there is no significant difference between the shape of the three-dimensional data DT and the shape of the standard model DS, and as shown in the following equation (3), the magnification in the X and Y directions (S1, S2) A method of correcting the magnification in the Z direction (S3) is also conceivable.

【0056】[0056]

【数3】 (Equation 3)

【0057】但し、 γ :視線方向x3 変形分へのウエイトパラメータ 〔局所的概略位置合わせ〕上に述べた全体的概略位置合
わせを自動で行った場合に、それがうまく合わなかった
ときに、手動で合わせることとなるが、ここに述べる局
所的概略位置合わせは、手動での位置合わせの際にでき
るだけ簡単に行うための手法である。なお、自動でうま
くいかなかった分は一旦リセットし、初めから手動でや
り直す。
Where γ is the weight parameter for the line-of-sight direction x3 deformation [local rough positioning] When the above-mentioned global rough positioning is automatically performed, if it does not fit well, However, the local rough positioning described here is a method for performing the manual positioning as easily as possible. In addition, the part which does not work automatically is reset once, and then manually started from the beginning.

【0058】局所的概略位置合わせでは、3次元データ
DT上の特徴的な線または点と、標準モデルDS上の特
徴的な線または点とを対応づけ、それらの距離を最小に
するように標準モデルDSの位置、方向、およびサイズ
を変更する。なお、線と線とを対応付けた場合は、一方
の線上の点とその点から他方の線上へ降ろした垂線のう
ち最短となる点とを特徴点とし、線上でこれらの点を複
数点取得するものとする。
In the local rough alignment, a characteristic line or point on the three-dimensional data DT is associated with a characteristic line or point on the standard model DS, and a standard is set so that the distance between them is minimized. Change the position, orientation, and size of model DS. When a line is associated with a line, a point on one line and the shortest point of a perpendicular drawn from the point onto the other line are set as feature points, and a plurality of points on the line are acquired. It shall be.

【0059】すなわち、3次元データDT上の特徴点と
それに対応する標準モデルDS上の特徴点との距離に対
して、次の(4)式に示すエネルギー関数E(si,α
i,ti)が最小となるように、標準モデルDSのt
i,αi,siを導く。
That is, with respect to the distance between a feature point on the three-dimensional data DT and a corresponding feature point on the standard model DS, an energy function E (si, α) shown in the following equation (4) is obtained.
i, ti) is minimized so that t of the standard model DS
derive i, αi, si.

【0060】[0060]

【数4】 (Equation 4)

【0061】但し、 k :対応する特徴点の個数 Mk :位置合わせ後の標準モデル上の特徴点 x :位置合わせ前の標準モデル上の特徴点 Ck :3次元データ上の特徴点 Si :標準モデルの各方向の偏倍量 αi :標準モデルの各方向の回転 ti :標準モデルの各方向への移動量 また、3次元計測装置16による計測(撮影)が一方向
からに限られる場合に、奥行き方向(Z方向)のスケー
ルが正確に得られない場合がある。その場合には、上に
述べた全体的概略位置合わせの場合と同様に、次の
(5)式を用いてZ方向のスケールを補正する方法が考
えられる。
Where: k: number of corresponding feature points Mk: feature points on the standard model after alignment x: feature points on the standard model before alignment Ck: feature points on three-dimensional data Si: standard model Αi: Rotation of the standard model in each direction ti: Movement of the standard model in each direction Also, when the measurement (photographing) by the three-dimensional measuring device 16 is limited to one direction, the depth The scale in the direction (Z direction) may not be obtained accurately. In such a case, a method of correcting the scale in the Z direction by using the following equation (5) is conceivable, as in the case of the above-described overall rough alignment.

【0062】[0062]

【数5】 (Equation 5)

【0063】〔輪郭・特徴点の抽出〕3次元データDT
または2次元画像FT上に、輪郭および特徴点を抽出す
る(#14)。標準モデルDSについての輪郭RKおよ
び特徴点TTを予め抽出しておいた場合には、それらと
同じ位置に配置されるべき輪郭および特徴点を、3次元
データDT上に、またはそれに対応する2次元画像上に
配置する(図7参照)。
[Extraction of Contour / Feature Point] Three-dimensional data DT
Alternatively, contours and feature points are extracted on the two-dimensional image FT (# 14). When the contour RK and the feature point TT for the standard model DS have been extracted in advance, the contour and the feature point to be arranged at the same position as the contour RK and the feature point TT on the three-dimensional data DT or the corresponding two-dimensional It is arranged on the image (see FIG. 7).

【0064】標準モデルDSについての輪郭RKおよび
特徴点TTが予め抽出されていない場合には、3次元デ
ータDT上または2次元画像上への配置と合わせて標準
モデルDS上でも指定する。 〔データ削減〕次に、計算量および誤差を削減するため
に、3次元データDTについてデータの削減を行い、必
要且つ信頼性の高いデータのみを取り出す(#15)。
データの削減を行うことによって、元の3次元データD
Tの形状を崩すことなく、計算量を減らすことができ
る。
When the contour RK and the feature point TT of the standard model DS have not been extracted in advance, the outline RK and the feature point TT are specified on the standard model DS together with the arrangement on the three-dimensional data DT or the two-dimensional image. [Data Reduction] Next, in order to reduce the calculation amount and the error, the data of the three-dimensional data DT is reduced, and only necessary and highly reliable data is extracted (# 15).
By performing data reduction, the original three-dimensional data D
The amount of calculation can be reduced without breaking the shape of T.

【0065】データの削減に当たって、例えば、対象物
の領域外のデータを除外し、不要なデータを除く。例え
ば、2次元画像FTから顔の領域を判別し、その領域に
対応した3次元データDTのみを残す。あるいは、対象
物と背景との間の距離の相違を用いて領域を判別する。
また、概略位置合わせの情報を用いて、顔の領域を抽出
するなどの各種の方法がある。また、3次元データDT
に信頼性データDRがある場合には、信頼性の高いもの
のみを残す。近隣にデータが多い場合はそのデータを間
引き、密度を平均化する。
In reducing data, for example, data outside the area of the object is excluded, and unnecessary data is excluded. For example, the area of the face is determined from the two-dimensional image FT, and only the three-dimensional data DT corresponding to the area is left. Alternatively, the area is determined using the difference in the distance between the object and the background.
In addition, there are various methods such as extracting a face region using information on the approximate alignment. In addition, three-dimensional data DT
If there is reliability data DR, only data having high reliability is left. If there is a lot of data in the neighborhood, the data is thinned out and the density is averaged.

【0066】データを間引いて密度を平均化する場合
は、次の(6)式で示される条件を満たす3次元データ
DTのみを採用する。
When the density is averaged by thinning out the data, only the three-dimensional data DT which satisfies the condition expressed by the following equation (6) is adopted.

【0067】[0067]

【数6】 (Equation 6)

【0068】但し、 Pk :構成点 P〜r :既に採用された構成点 Rdet (x) :構成点xの周囲の密度を表す関数 上の(6)式によると、注目されているデータPkにつ
いて、それまでに採用されて残っているデータPrとの
間の距離が一定以上であれば、そのデータPkを採用す
る。 〔変形〕標準モデルDSの変形が行われる(#16)。
ここでは、3次元データDTの各構成点と標準モデルD
Sの面との間の距離に関連して定義されたエネルギー関
数e1 を用いるとともに、それに加えて、標準モデルD
Sの特徴点と3次元データDTに対して指定された特徴
点との間の距離に関連して定義されるエネルギー関数e
3 、標準モデルDSの輪郭と3次元データDTに対して
指定された輪郭との間の距離に関連して定義されるエネ
ルギー関数e2 、および、過剰な変形を回避するために
定義されたエネルギー関数es を用い、それらを総合し
たエネルギー関数eを評価し、総合のエネルギー関数e
が最小となるように標準モデルDSの面を変形させる。
Here, Pk: constituent point P to r: already used constituent point R det (x): function representing the density around constituent point x According to equation (6) above, the data Pk of interest If the distance between the data Pr and the data Pr that has been adopted so far is equal to or more than a certain value, the data Pk is adopted. [Modification] The standard model DS is modified (# 16).
Here, each constituent point of the three-dimensional data DT and the standard model D
The energy function e1 defined in relation to the distance to the surface of S is used, and in addition, the standard model D
Energy function e defined in relation to the distance between the feature point of S and the feature point specified for the three-dimensional data DT
3. The energy function e2 defined in relation to the distance between the contour of the standard model DS and the contour specified for the three-dimensional data DT, and the energy function defined to avoid excessive deformation Using e s, an energy function e summing them is evaluated, and a total energy function e
Is deformed so that is minimized.

【0069】なお、総合のエネルギー関数eとして、e
1,e2,e3,esの4つの関数を用いるのが一番望
ましいが、e1〜e3のうち任意の2つだけを用いるこ
とも可能である。
Note that the total energy function e is e
It is most preferable to use four functions of 1, e2, e3, and es, but it is also possible to use only two of e1 to e3.

【0070】次に、各エネルギー関数について順次説明
する。 〔標準モデルと3次元データとの距離〕図8において、
3次元データDTを構成する点群の1つが点Pkで示さ
れている。標準モデルDSの面Sにおいて、点Pkに最
も近い点がQkで示されている。点Qkは、点Pkから
面Sに垂線を下ろしたときの交点である。ここでは、点
Pkと点Qkとの距離が評価される。
Next, each energy function will be described sequentially. [Distance between standard model and three-dimensional data] In FIG.
One of the points forming the three-dimensional data DT is indicated by a point Pk. On the surface S of the standard model DS, the point closest to the point Pk is indicated by Qk. The point Qk is an intersection when a perpendicular is drawn from the point Pk to the surface S. Here, the distance between the point Pk and the point Qk is evaluated.

【0071】すなわち、3次元データDTの各点と標準
モデルDSの面との差分エネルギーe1 は、データ削減
後の3次元データDT上の点Pkと、それを標準モデル
DSの面S上に投影した点Qkとの二乗距離を用いて、
次の(7)式によって算出される。
That is, the difference energy e 1 between each point of the three-dimensional data DT and the surface of the standard model DS is calculated by projecting the point Pk on the three-dimensional data DT after data reduction and the surface Pk on the surface S of the standard model DS. Using the squared distance to the point Qk,
It is calculated by the following equation (7).

【0072】[0072]

【数7】 (Equation 7)

【0073】但し、 T1A:制御点群 Pk :削減後の3次元データの構成点 Qk :構成点からモデル表面への投影点 K :削減後の構成点の個数 dk :構成点からモデル表面への投影方向, dk =(Qk-Pk )/|Qk-Pk | ρk :構成点Pk の信頼性 w(ρk):信頼性関数,w(ρk)=1/(α+ρk )n W :Σw(ρk) L :種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール 〔標準モデル上の輪郭と計測データ上の輪郭との距離〕
ここでは、3次元データDT上に指定された輪郭RK、
または2次元画像FT上に指定された輪郭RKと、標準
モデルDS上の輪郭RKとの距離が評価される。
[0073] However, T1A: control point group Pk: construction point of the three-dimensional data after reduction Qk: projection point from the configuration point to the model surface K: number d k configuration points after reduction: from the configuration point to the model surface projection direction of, d k = (Qk-Pk ) / | Qk-Pk | ρk: configuration point Pk of the reliability w (ρk): reliability function, w (ρk) = 1 / (α + ρk) n W: Σw ( ρk) L: Adjustment scale for handling various energies in the same unit [distance between the contour on the standard model and the contour on the measurement data]
Here, the contour RK specified on the three-dimensional data DT,
Alternatively, the distance between the contour RK specified on the two-dimensional image FT and the contour RK on the standard model DS is evaluated.

【0074】計測データの輪郭RKが3次元データDT
上に指定される場合は、3次元データDTの輪郭RK上
の点から標準モデルDS上の対応する輪郭RKへ垂線を
降ろし、その垂線のうち最短のものを距離とする。な
お、輪郭RK上では複数の点を指定する。
The contour RK of the measurement data is three-dimensional data DT
When specified above, a perpendicular is dropped from a point on the contour RK of the three-dimensional data DT to a corresponding contour RK on the standard model DS, and the shortest of the perpendiculars is set as the distance. Note that a plurality of points are specified on the contour RK.

【0075】計測データの輪郭RKが2次元画像FT上
に指定される場合は、2次元画像FTを撮影したカメラ
についてのカメラパラメータを用い、標準モデルDSの
輪郭RKを2次元画像FT上に投影する。2次元画像F
Tの輪郭RK上の点から、標準モデルDSの対応する輪
郭RKへ垂線を降ろし、その垂線のうち最短のものを距
離とする。なお、輪郭RK上では複数の点を指定する。
When the contour RK of the measurement data is specified on the two-dimensional image FT, the contour RK of the standard model DS is projected on the two-dimensional image FT using the camera parameters of the camera that captured the two-dimensional image FT. I do. 2D image F
A perpendicular is dropped from a point on the contour RK of T to the corresponding contour RK of the standard model DS, and the shortest of the perpendiculars is defined as the distance. Note that a plurality of points are specified on the contour RK.

【0076】計測データの輪郭RKが3次元データDT
上に指定される場合に、標準モデルDSの輪郭RK毎の
差分エネルギーe2 は、それらの距離の二乗和を用いて
次の(8)式によって計算される。
The contour RK of the measurement data is three-dimensional data DT
In the case specified above, the difference energy e2 for each contour RK of the standard model DS is calculated by the following equation (8) using the sum of squares of those distances.

【0077】[0077]

【数8】 (Equation 8)

【0078】但し、 T2A:制御点群 pk :3次元データ上の輪郭点 qk :3次元データ上の輪郭点から対応するモデル輪郭
への垂足点 n :1つのモデル輪郭に対応が付けられている3次元
データの輪郭点数 dk :計測データの輪郭点から対応するモデル輪郭線へ
の投影方向, dk =(qk-pk )/|qk-pk | l :種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール 計測データの輪郭RKが2次元画像FT上に指定される
場合に、標準モデルDSの輪郭RK毎の差分エネルギー
e2 ’は次の(9)式によって計算される。
T2A: control point group pk: contour point on three-dimensional data qk: footstep from contour point on three-dimensional data to corresponding model contour n: one model contour is assigned The number of contour points of the three-dimensional data d k : the direction of projection from the contour points of the measured data to the corresponding model contour, d k = (qk-pk) / | qk-pk | l: handles various energies in the same unit When the contour RK of the measurement data is specified on the two-dimensional image FT, the difference energy e2 'for each contour RK of the standard model DS is calculated by the following equation (9).

【0079】[0079]

【数9】 (Equation 9)

【0080】但し、 T2A:制御点群 pk :2次元画像上の輪郭点 qk :2次元画像上の輪郭点から2次元画像上に投影さ
れた対応するモデル輪郭への垂足点 n :1つのモデル輪郭に対応が付けられている計測デ
ータの輪郭点数 dk :2次元画像上の輪郭点から対応するモデル輪郭へ
の投影方向, dk =(qk-pk )/|qk-pk | l :種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール 計測データの輪郭RKを2次元画像FT上で指定する理
由は、例えば3次元データDTがあいまいな場合に、3
次元データDT上に輪郭RKを指定すると輪郭RKその
ものが不正確となるからである。したがって、それに代
えて2次元画像FTを用いて輪郭RKを抽出するのであ
る。 〔標準モデル上の特徴点と対応した計測データ上の特徴
点との距離〕計測データ上に特徴点TTを設定すること
により、3次元データDT上に指定された特徴点TT、
または2次元画像FT上に指定された特徴点TTと、標
準モデルDS上の特徴点との距離が評価される。
T2A: control point group pk: contour point on two-dimensional image qk: footstep point n from contour point on two-dimensional image to corresponding model contour projected on two-dimensional image n: one The number of contour points of the measurement data associated with the model contour d k : the direction of projection from the contour points on the two-dimensional image to the corresponding model contour, d k = (qk-pk) / | qk-pk | l: Adjustment scale for handling various energies in the same unit The reason why the contour RK of the measurement data is specified on the two-dimensional image FT is that, for example, if the three-dimensional data DT is ambiguous,
This is because if the contour RK is specified on the dimensional data DT, the contour RK itself becomes inaccurate. Therefore, the contour RK is extracted using the two-dimensional image FT instead. [Distance between feature point on standard model and feature point on measurement data corresponding to feature point] By setting feature point TT on measurement data, feature point TT specified on three-dimensional data DT,
Alternatively, the distance between the feature point TT specified on the two-dimensional image FT and the feature point on the standard model DS is evaluated.

【0081】3次元データDT上の特徴点TTと標準モ
デルDS上の特徴点TTとの差分エネルギーe3 は、対
応する特徴点TTの二乗距離を用いて次の(10)式に
よって計算される。
The difference energy e3 between the feature point TT on the three-dimensional data DT and the feature point TT on the standard model DS is calculated by the following equation (10) using the square distance of the corresponding feature point TT.

【0082】なお、2次元画像FT上に特徴点TTを指
定した場合は、カメラパラメータを用いて標準モデルD
Sの特徴点TTを2次元画像FT上に投影し、2次元画
像FT上での差分エネルギーを計算する。
When the feature point TT is specified on the two-dimensional image FT, the standard model D
The feature point TT of S is projected on the two-dimensional image FT, and the difference energy on the two-dimensional image FT is calculated.

【0083】[0083]

【数10】 (Equation 10)

【0084】但し、 T3A:制御点群 Fk :計測データの特徴点 Gk :計測データの特徴点に対応する標準モデル上の特
徴点 N :計測データの特徴点と標準モデル上の特徴点との
対応数 L :種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール 〔過剰な変形を回避するための安定化エネルギー〕上に
述べた差分のエネルギーに加え、過剰な変形を回避する
ための安定化エネルギーes が導入される。
T3A: control point group Fk: feature point of measurement data Gk: feature point on standard model corresponding to feature point of measurement data N: correspondence between feature point of measurement data and feature point on standard model Number L: Adjustment scale for handling various energies in the same unit [Stabilizing energy for avoiding excessive deformation] In addition to the energy of the difference described above, stabilizing energy for avoiding excessive deformation es is introduced.

【0085】すなわち、変形に用いられる制御点の間
が、図9に示す仮想バネ(elastic bar) KBによってつ
ながれているものとする。仮想バネKBの制約に基づい
て、標準モデルDSの面Sの形状の安定化のための安定
化エネルギーes が定義される。
That is, it is assumed that control points used for deformation are connected by a virtual spring (elastic bar) KB shown in FIG. Based on the constraint of the virtual spring KB, a stabilizing energy es for stabilizing the shape of the surface S of the standard model DS is defined.

【0086】なお、仮想バネは必ずしも制御点間に張ら
れている必要はない。制御点と仮想バネとの関係が明確
であればよい。図9において、フィッティング対象であ
る標準モデルDSの面Sの一部が示されている。面S
は、制御点群U=|ui,i=1…N|で形成されてい
る。隣接する制御点間には、仮想バネKBが配置されて
いる。仮想バネKBは、制御点間に引っ張り力による拘
束を与え、面Sの異常変形を防ぐ働きをする。
Note that the virtual spring does not necessarily need to be set between control points. It is sufficient that the relationship between the control point and the virtual spring is clear. FIG. 9 shows a part of the surface S of the standard model DS to be fitted. Surface S
Is formed by a control point group U = | ui, i = 1... N |. A virtual spring KB is arranged between adjacent control points. The virtual spring KB gives a constraint between the control points by a tensile force, and functions to prevent abnormal deformation of the surface S.

【0087】つまり、隣接する制御点uの間隔が大きく
なった場合に、それに応じて仮想バネKBによる引っ張
り力が大きくなる。例えば、点Qkが点Pkに近づく場
合に、その移動にともなって制御点uの間隔が大きくな
ると、仮想バネKBによる引っ張り力が増大する。点Q
kが移動しても制御点uの間隔が変わらなければ、つま
り制御点u間の相対位置関係に変化がなければ、仮想バ
ネKBによる引っ張り力は変化しない。仮想バネKBに
よる引っ張り力を面Sの全体について平均化したもの
を、安定化エネルギーes として定義する。したがっ
て、面Sの一部が突出して変形した場合に安定化エネル
ギーes は増大する。面Sの全体が平均して移動すれば
安定化エネルギーes は零である。
That is, when the interval between adjacent control points u increases, the pulling force of the virtual spring KB increases accordingly. For example, when the point Qk approaches the point Pk and the movement of the point Qk increases the interval between the control points u, the tensile force of the virtual spring KB increases. Point Q
If the interval between the control points u does not change even if k moves, that is, if the relative positional relationship between the control points u does not change, the pulling force by the virtual spring KB does not change. A value obtained by averaging the tensile force by the virtual spring KB over the entire surface S is defined as stabilizing energy es. Therefore, when a part of the surface S protrudes and deforms, the stabilization energy es increases. If the entire surface S moves on average, the stabilization energy es is zero.

【0088】安定化エネルギーes は、仮想バネKBの
変形の状態により、次の(11)式により求められる。
The stabilizing energy es is obtained by the following equation (11) according to the state of deformation of the virtual spring KB.

【0089】[0089]

【数11】 [Equation 11]

【0090】但し、 TsA:制御点群 U〜m,V〜m :仮想バネの端点(制御点)の初期値 Um,Vm :変形後の仮想バネの端点 L0m:初期状態の仮想バネの長さ, L0m=|U〜m −V〜m | M :仮想バネの本数 c :バネ係数 L :種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール したがって、バネ係数cを大きくすると、仮想バネKB
は硬くなって変形し難くなる。
TsA: Control point group U-m, V-m: Initial value of end point (control point) of virtual spring Um, Vm: End point of virtual spring after deformation L0m: Length of virtual spring in initial state , L0m = | U-m-V-m | M: Number of virtual springs c: Spring coefficient L: Adjustment scale for handling various energies in the same unit Therefore, if spring coefficient c is increased, virtual spring KB
Are hard and difficult to deform.

【0091】このような安定化エネルギー関数es を導
入することにより、面Sの形状変化に一定の拘束を設け
ることとなり、面Sの過度の変形を防ぐことができる。 〔総合のエネルギー関数〕上に述べたように、各エネル
ギー関数e1,e2,e3,e4 について、それぞれ制御点群
T1A, T2A, T3A, TsAが用いられる。ここでは、これ
らの制御点群T1A〜TsAは同じであるが、後述するよう
に互いに異ならせることができる。これら制御点群TA
を用いて標準モデルDSの変形を行い、次の(12)式
に示す総合エネルギー関数e(TA)を最小にする制御
点群TAを求める。
By introducing such a stabilizing energy function es, a certain constraint is imposed on the shape change of the surface S, and excessive deformation of the surface S can be prevented. [Overall Energy Function] As described above, the control point groups T1A, T2A, T3A, and TsA are used for each of the energy functions e1, e2, e3, and e4. Here, these control point groups T1A to TsA are the same, but can be different from each other as described later. These control point groups TA
Is used to transform the standard model DS to obtain a control point group TA that minimizes the total energy function e (TA) shown in the following equation (12).

【0092】[0092]

【数12】 (Equation 12)

【0093】但し、 e1(T1A): 3次元データの構成点とモデル表面との差
分エネルギー e2s (T2A): モデル輪郭毎の計測データ上の輪郭との差
分エネルギー e3(T3A): 計測データの特徴点とモデル上の特徴点と
の差分エネルギー eS(TSA): 過剰な変形を回避するための安定化エネル
ギー wi, c : それぞれのエネルギーのウエイトパラメー
タ TA=T1A=T2A=T3A=TSA 〔繰り返し変形〕実際には繰り返し変形を行う(#1
7)。つまり、制御点を動かして繰り返して変形を行
う。n回目の変形後の総合エネルギー関数をen(TA)
とすると、次の(13)式の条件が満たされたときに、
総合エネルギー関数en (TA)が収束したと判断す
る。
Here, e1 (T1A): the difference energy between the constituent points of the three-dimensional data and the model surface e2 s (T2A): the difference energy between the contour on the measurement data for each model contour e3 (T3A): the difference energy of the measurement data Energy difference between feature point and feature point on model eS (TSA): Stabilization energy wi, c for avoiding excessive deformation Weight parameter of each energy TA = T1A = T2A = T3A = TSA [Repeated deformation ] Actually, deformation is repeatedly performed (# 1
7). In other words, the control point is moved and the deformation is repeated. The total energy function after the nth deformation is en (TA)
Then, when the condition of the following equation (13) is satisfied,
It is determined that the total energy function en (TA) has converged.

【0094】[0094]

【数13】 (Equation 13)

【0095】さて、ここで、変形処理の全体的な流れを
図3に沿って説明する。まず、計測データと標準モデル
DSとの間で対応する点の組みを作成する(図8のPk
とQk)(#21)。
Now, the overall flow of the deformation process will be described with reference to FIG. First, a set of corresponding points is created between the measurement data and the standard model DS (Pk in FIG. 8).
And Qk) (# 21).

【0096】面Sを変形し(#22)、変形後の総合エ
ネルギー関数en(TA)を計算する(#23)。総合エ
ネルギー関数en(TA)が収束するまで(#24でイエ
ス)、処理を繰り返す。
The surface S is deformed (# 22), and the total energy function en (TA) after the deformation is calculated (# 23). The process is repeated until the total energy function en (TA) converges (Yes in # 24).

【0097】総合エネルギー関数en(TA)の収束を判
定する方法として、上に述べたように総合エネルギー関
数en(TA)が所定の値よりも小さくなったときを収束
とする方法、前回の計算と比較べた変化の割合が所定値
以下となったときに収束とする方法など、公知の方法を
用いることが可能である。
As a method of judging the convergence of the total energy function en (TA), as described above, a method of converging when the total energy function en (TA) becomes smaller than a predetermined value, It is possible to use a known method such as a method in which convergence is achieved when the rate of change compared with the above becomes a predetermined value or less.

【0098】なお、計測データとして、髪の部分につい
ての計測データが得られる場合には、顔の標準モデルD
SA上の特徴点と髪の標準モデルDSB上の特徴点との
距離に関連するエネルギー関数e4 を新たに定義し、こ
れを上に述べた総合エネルギー関数e(TA)の中に加
えて同時に評価すればよい。 〔異なる制御点の使用〕上に述べた(12)式では、フ
ィッティング対象(3次元データDTの構成点、輪郭R
K、特徴点TT)がそれぞれ異なるエネルギー関数e1
〜e4 について、同じ制御点群を使用したが、ここに示
す例は、フィッティング対象毎に異なる制御点群を用い
る。つまり、制御点群T1A, T2A, T3A, TsAを互いに
異ならせる。
If measurement data on a hair part is obtained as measurement data, the standard face model D
An energy function e4 related to the distance between the feature point on the SA and the feature point on the hair standard model DSB is newly defined and added to the above-described total energy function e (TA) and simultaneously evaluated. do it. [Use of Different Control Points] In the above equation (12), the fitting target (the constituent point of the three-dimensional data DT, the contour R
K, characteristic points TT) with different energy functions e1
Although the same control point group was used for .about.e4, the example shown here uses a different control point group for each fitting object. That is, the control point groups T1A, T2A, T3A, and TsA are different from each other.

【0099】この場合には、総合エネルギー関数e(T
A)として上に示した(12)式を用いることができ
る。但し、そこに用いられる制御点群T1A, T2A, T3
A, TSAは、互いに異なっており、次に示す関係にあ
る。
In this case, the total energy function e (T
Equation (12) shown above can be used as A). However, the control point groups T1A, T2A, T3 used there
A and TSA are different from each other and have the following relationship.

【0100】TA⊃T1A TA⊃T2A TA⊃T3A TA=TSA すなわち、上に述べたように、特徴点は点であるので、
特徴点同士のエネルギーに対しては、局所的な動きにな
ってしまう。例えば、3次元データDTと標準モデルD
Sとの目の位置を合わせようとするときに、特徴点TT
が設定された部分のみが強く引っ張られ、いびつに変形
する可能性がある。そのような場合に、全体的な動きと
なるようにするのが好ましい。
TA⊃T1A TA⊃T2A TA⊃T3A TA = TSA That is, as described above, since the feature point is a point,
For the energy between the feature points, local movement occurs. For example, three-dimensional data DT and standard model D
When trying to match the eye position with S, the feature point TT
There is a possibility that only the part where is set is strongly pulled and deformed into an irregular shape. In such a case, it is preferable to make the overall movement.

【0101】一方、3次元データDTの構成点に対して
は、目の横などは細かく動いてほしい。しかし、少数の
制御点しか用いない場合には、構成点は細かく移動しな
い。そこで、3次元データDTの構成点については多数
の制御点を用い、特徴点については少数の制御点を用い
る。輪郭RKについてはその中間の量とする。
On the other hand, with respect to the constituent points of the three-dimensional data DT, it is desired that the sides of the eyes move finely. However, when only a small number of control points are used, the constituent points do not move finely. Therefore, a large number of control points are used for the constituent points of the three-dimensional data DT, and a small number of control points are used for the feature points. The contour RK has an intermediate amount.

【0102】例えば、輪郭RKが急激に変化する部分に
ついては、制御点を細かくする。安定化エネルギーは全
ての制御点に対してかける。このような制御点の選択
は、標準モデルDSを準備する際に行う。
For example, for a portion where the contour RK changes rapidly, the control points are made finer. Stabilizing energy is applied to all control points. Such selection of control points is performed when preparing the standard model DS.

【0103】なお、制御点群T1A, T2A, T3A, TsAは
互いに異なるのであるが、各制御点群に含まれる制御点
は、互いに共通に用いられるものもある。 〔信頼性に応じたウエイトの変更〕上に述べた(12)
式では、各情報についての信頼性が同等であるとして総
合エネルギー関数e(TA)を評価したが、ここに示す
例は、それぞれの情報の信頼性に応じて重みを変更す
る。これによって、様々な情報の中からより信頼性の高
い情報に重きを置いて判定することができる。
Although the control point groups T1A, T2A, T3A, and TsA are different from each other, some control points included in each control point group are commonly used. [Change of weight according to reliability] (12)
In the formula, the total energy function e (TA) is evaluated assuming that the reliability of each information is equivalent. In the example shown here, the weight is changed according to the reliability of each information. As a result, it is possible to make a determination with emphasis on more reliable information from various information.

【0104】なお、それぞれの情報の信頼性は、3次元
計測時、または輪郭・特徴点の自動抽出時に得られるも
のとする。この場合には、次の(14)式に示す総合エ
ネルギー関数e(TA)を最小にする制御点群TAを求
める。
It is assumed that the reliability of each information is obtained at the time of three-dimensional measurement or at the time of automatic extraction of contours and feature points. In this case, a control point group TA that minimizes the total energy function e (TA) shown in the following equation (14) is obtained.

【0105】[0105]

【数14】 [Equation 14]

【0106】但し、 ρi :各エネルギー関数ei (TA)に関する情報の信
頼性 W (ρi):信頼性関数 TA=T1A=T2A=T3A=TSA 上に述べた実施形態によると、3次元データDTまたは
2次元画像FTの構成点のみでなく、輪郭RKまたは特
徴点TTをも用いてフィッティングを行うので、3次元
データDTなどによる全体のフィッティングの緻密さを
保ちつつ、目または口もとなどの局部について局部的な
異常変形を起こすことなく、それらをよりよく一致させ
ることができる。したがって、対象物により一層近い3
次元モデルを生成することができる。
Here, ρi: reliability of information about each energy function ei (TA) W (ρi): reliability function TA = T1A = T2A = T3A = TSA According to the above-described embodiment, three-dimensional data DT or Since the fitting is performed using not only the constituent points of the two-dimensional image FT but also the contour RK or the feature point TT, the local fitting such as the eyes or the mouth is maintained while maintaining the fineness of the fitting by the three-dimensional data DT or the like. They can be better matched without any significant abnormal deformation. Therefore, 3 which is closer to the object
A dimensional model can be generated.

【0107】また、顔の標準モデルDSAと髪の標準モ
デルDSBとを対応点CTにより対応づけておき、顔の
標準モデルDSAの変形に応じて髪の標準モデルDSB
を変形するので、結合した際にそれらの間にずれがなく
なり、違和感なくフィッティングする。
The standard model DSA of the face and the standard model DSB of the hair are associated with each other by corresponding points CT, and the standard model DSB of the hair is changed according to the deformation of the standard model DSA of the face.
Is deformed, so that when they are combined, there is no deviation between them, and fitting is performed without discomfort.

【0108】上の実施形態において、2次元の顔モデル
と複数の髪型モデルとを準備しておき、それらのモデル
間に対応点または対応線を定義しておいてもよい。その
場合に、顔画像を入力し、顔モデルを顔画像に一致する
よう変形する。その際の顔モデル上に配置されている対
応点または対応線の変形量を、髪型モデルの対応点また
は対応線に適用して髪型モデルを変形し、髪型のシミュ
レーションを行う。
In the above embodiment, a two-dimensional face model and a plurality of hairstyle models may be prepared, and corresponding points or lines may be defined between the models. In that case, a face image is input, and the face model is deformed to match the face image. The deformation amount of the corresponding point or corresponding line arranged on the face model at that time is applied to the corresponding point or corresponding line of the hairstyle model to deform the hairstyle model and simulate the hairstyle.

【0109】また、CADなどにおいて、オブジェクト
間の対応関係を点または線で定義しておき、一方のオブ
ジェクトに変形操作が適用されたとき、変形操作による
一方のオブジェクト上の対応点または線の変形量を他方
のオブジェクト上の対応点または線に適用して変形する
ようにしてもよい。これによって、設計における負荷を
低減することができる。
In CAD or the like, the correspondence between objects is defined by points or lines, and when a deformation operation is applied to one object, the corresponding point or line on one object is deformed by the deformation operation. The amount may be applied to a corresponding point or line on the other object to deform. As a result, the load on the design can be reduced.

【0110】上に述べた実施形態において、モデリング
装置1の構成、回路、処理内容、処理順序、処理タイミ
ング、係数の設定などは、本発明の趣旨に沿って適宜変
更することができる。
In the above-described embodiment, the configuration, circuit, processing contents, processing order, processing timing, coefficient setting, and the like of the modeling device 1 can be appropriately changed in accordance with the gist of the present invention.

【0111】[0111]

【発明の効果】本発明によると、人の頭部の3次元モデ
ルを生成する場合などに、髪の部分などをもうまくフィ
ッティングさせることができる。
According to the present invention, when a three-dimensional model of a human head is generated, it is possible to properly fit a hair portion and the like.

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

【図1】本発明に係るモデリング装置を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a modeling device according to the present invention.

【図2】モデリング装置の全体の処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the entire processing of the modeling device.

【図3】変形処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a transformation process.

【図4】標準モデルの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a standard model.

【図5】対象物から3次元データを取得する様子を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which three-dimensional data is obtained from an object.

【図6】概略の位置合わせの様子を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic state of alignment.

【図7】輪郭および特徴点の抽出処理の様子を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of a process of extracting a contour and a feature point.

【図8】標準モデルの面と3次元データの点とを模式的
に示す図である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a plane of a standard model and points of three-dimensional data.

【図9】標準モデルの異常変形を防ぐための仮想バネを
説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a virtual spring for preventing abnormal deformation of the standard model.

【図10】対象物の3次元データおよび信頼性データを
取得する方法の例を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for acquiring three-dimensional data and reliability data of an object.

【図11】顔の標準モデルと髪の標準モデルとを対応点
で対応付けた様子を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a state where a standard model of a face and a standard model of hair are associated with corresponding points.

【図12】変形後の顔の標準モデルと髪の標準モデルと
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a standard model of a face and a standard model of hair after deformation.

【図13】顔の標準モデルと髪の標準モデルとを対応線
で対応付けた様子を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state in which a standard model of a face and a standard model of hair are associated with each other by corresponding lines.

【図14】変形後の顔の標準モデルと髪の標準モデルと
を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a standard model of a face and a standard model of hair after deformation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モデリング装置(3次元モデルの生成装置) 10 処理装置 11 磁気ディスク装置 DT 3次元データ(計測データ) FT 2次元画像(計測データ) ML 3次元モデル DS 標準モデル DSA 顔の標準モデル(第1の標準モデル、標準モデ
ルAi) DSB 髪の標準モデル(第2の標準モデル、標準モデ
ルBi) CT 対応点 LT 対応線 RK 輪郭 TT 特徴点 TA 制御点群 PR モデリングプログラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Modeling apparatus (3D model generation apparatus) 10 Processing apparatus 11 Magnetic disk apparatus DT 3D data (measurement data) FT 2D image (measurement data) ML 3D model DS standard model DSA Standard model of face (first Standard model, standard model Ai) DSB Standard model of hair (second standard model, standard model Bi) CT corresponding point LT corresponding line RK contour TT feature point TA control point group PR modeling program

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 伸一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 トマシ コワルチク 東京都渋谷区広尾5−19−9 広尾ONビ ル 株式会社ゲン・テック内 Fターム(参考) 5B050 BA07 BA12 EA13 EA27 EA28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinichi Hotta 2-3-1-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Tomashi Kovalchik 5-19 Hiroo, Shibuya-ku, Tokyo -9 Hiroo ON Building Gen-Tech Co., Ltd. F-term (reference) 5B050 BA07 BA12 EA13 EA27 EA28

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の標準モデルと第2の標準モデルとの
間で互いに対応する部分を対応点または対応線によって
対応付けておき、 第1の標準モデルが計測データに基づいて変形された際
に、第1の標準モデル上の対応点または対応線の位置情
報を第2の標準モデル上の対応点または対応線に適用す
ることによって第2の標準モデルを変形する、ことを特
徴とするモデルの変形方法。
A first standard model and a second standard model correspond to each other by corresponding points or corresponding lines, and the first standard model is deformed based on measurement data. At this time, the second standard model is deformed by applying the position information of the corresponding point or the corresponding line on the first standard model to the corresponding point or the corresponding line on the second standard model. How to transform the model.
【請求項2】第1の標準モデルは顔モデルであり、第2
の標準モデルは毛髪モデルであり、計測データは人間の
頭部を対象としたデータである、 請求項1記載のモデルの変形方法。
2. The first standard model is a face model, and the second standard model is a second model.
The method according to claim 1, wherein the standard model is a hair model, and the measurement data is data for a human head.
【請求項3】1つの第1の標準モデルに対して複数個の
第2の標準モデルが対応付けられている、 請求項2記載のモデルの変形方法。
3. The method according to claim 2, wherein a plurality of second standard models are associated with one first standard model.
【請求項4】前記第1の標準モデルおよび前記第2の標
準モデルが3次元の形状データとして設定されている、 請求項1ないし3のいずれかに記載のモデルの変形方
法。
4. The model deformation method according to claim 1, wherein said first standard model and said second standard model are set as three-dimensional shape data.
【請求項5】3次元の標準モデルを対象物についての計
測データにフィッティングすることによって3次元モデ
ルを生成する方法であって、 標準モデルを分割して標準モデルAiと標準モデルBj
とによって構成し、且つこれら標準モデルAiと標準モ
デルBjとを対応点または対応線によって互いを関連付
けておき、 標準モデルAiおよび/またはBiを計測データにフィ
ッティングさせて変形するとともに、 一方の標準モデルAiまたはBiの変形後の対応点また
は対応線の位置情報を用いて他方の標準モデルBiまた
はAiを変形する、 ことを特徴とする3次元モデルの生成方法。
5. A method for generating a three-dimensional model by fitting a three-dimensional standard model to measurement data of an object, comprising: dividing a standard model into a standard model Ai and a standard model Bj.
The standard model Ai and the standard model Bj are associated with each other by corresponding points or corresponding lines, and the standard model Ai and / or Bi are fitted to the measurement data to be deformed. A method of generating a three-dimensional model, wherein the other standard model Bi or Ai is deformed using the position information of a corresponding point or a corresponding line after deformation of Ai or Bi.
【請求項6】モデルを変形するモデリング装置であっ
て、 第1の標準モデル群Aに属する標準モデルAiと、第1
の標準モデル群Aに関連する第2の標準モデル群Bに属
する標準モデルBjとについて、対応点または対応線に
よって互いを関連付ける手段と、 一方の標準モデルAiまたはBiを変形させた際に、そ
の変形後の対応点または対応線の位置情報を用いて、他
方の標準モデルBiまたはAiを変形する手段と、 を有してなることを特徴とするモデリング装置。
6. A modeling device for deforming a model, comprising: a standard model Ai belonging to a first standard model group A;
Means for associating a standard model Bj belonging to a second standard model group B related to the standard model group A with corresponding points or lines, and when one of the standard models Ai or Bi is deformed, Means for deforming the other standard model Bi or Ai by using the position information of the corresponding point or the corresponding line after the deformation.
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