CN101346745B - 数据压缩方法及装置、数据还原方法及装置 - Google Patents

Abstract

为了不降低图像分辨率和精度，以高压缩率压缩三维数据(120)，根据输入的三维数据、和由多个物体所获得的基底三维数据组来计算结合系数(coupling coefficient)，将该结合系数作为压缩数据(130)输出。即，将三维数据(120)输入对应点决定单元(101)，该对应点决定单元(101)生成将三维数据(120)的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据(111)的顶点相对应的合成对象三维数据(103)。系数计算单元(102)计算用于结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组(112)，合成合成对象三维数据(103)的结合系数，将此计算出的结合系数作为三维数据(120)的压缩数据(130)输出。

Description

数据压缩方法及装置、数据还原方法及装置

技术领域

本发明涉及一种压缩三维形状数据的方法和装置，特别地，涉及一种能够将大量的三维物体的形状或其和表面的颜色信息压缩成作为整体减少的数据容量的数据压缩方法及装置、其数据还原方法及装置。 

背景技术

近年来，由于三维物体的形状测量技术的进展，能够得到不是几何学的复杂·自由形状的物体的高精度的三维形状数据(例如参照“面部用测距仪”电子信息通信学会技术研究报告，vol.99，No.118，PRMU99-223，pp.35-42(非专利文献1))，在图形生成和图像是不系统等各种各样的领域中活用三维形状数据。 

无法通过立方体和圆筒等几何学形状的组合来描述的、例如人体等复杂的三维物体的形状，通常表现为细分物体表面的3角形和4角形(多角形)的小平面的集合，用排列的数据来描述其各顶点的三维空间中的坐标值。而且，物体表面的颜色信息用辉度值表现为各多角形的顶点的颜色。 

作为典型的3D数据的表现的一例，有像在地球的表面上决定纬度和经度那样，在物体表面上定义2维的坐标系(u、v)，设按适当的间隔量化此坐标的地点为多角形顶点，将此三维坐标和颜色(r、g、b辉度值)作为数据存储的方法。根据此方法，能够认为一个的物体的三维形状和表面的颜色信息为各像素具有(z、y、z、r、g、b)6个要素的图像。 

由于三维坐标比辉度值的值域更宽，所以三维数据成为相比于同等级的图像分辨率的辉度图像几倍的数量值。例如，以1mm间隔量化30cm×30cm的表面积时，就成为图像分辨率300×300＝9万点的顶点数据，即便以每个x、y、z为2字节、每个r、g、b为1字节来描述，也成为超过800千字节的数据量。即，在利用大量的物体的三维数据的系统中，在图像处理系统以上，存储、检索、网络传送等的处理过程中，数据量的大小成为问题，压缩数据量的技术是必需的。 

用于削减多角形表现的三维形状模型的数据量的现有的三维形状数据的压缩装置的一例，在W.J.Schroder，J.A.Zarge，W.E.Lorensen，”Decimationof Triangle Meshes”，Computer Graphics，26，2，1992，Pages：65-70(非专利文献2)中记载。如图22所示，此现有的数据压缩装置2000由顶点选择单元2001和顶点削减单元2003构成。 

具有这种结构的现有的数据压缩装置2000，按如下这样工作。 

即，在顶点选择单元2001中，从输入的三维数据2010中，选择即使删除误差也不会大幅变大这样的顶点，在顶点削减单元2002中，消除上述选择出的顶点，生成削减多角形数、减小数据量的三维数据即压缩数据2020。在非专利文献2中记载的技术中，在顶点选择单元2001中，优先地选择距处于邻接的多角形的平均的位置的多角形的距离短的顶点，在顶点削减单元2002中，删除顶点。直到达到指定的稀疏率为止进行重复。最终所获得的压缩数据2020相比于原数据顶点数被削减，数据量小。利用同样的技术，改良削减的多角形的选择方法的技术也大量存在，作为其一个例子，有在JP特许第3341549号公报(专利文献1)中记载的技术等。 

另一方面，不是涉及数据压缩的技术，但作为生成三维形状数据的技术的一例在Volker Blanz，Thomas Vetter，”A Morphable Model For TheSynthesis Of 3D Faces ”，SIGGRAPH 99 ConferenceProceedings，Pages：187-194(非专利文献3)中被记载。在此非专利文献3中，预先收集大量的面部的三维数据在各数据间决定对应点，进行顶点数据化，适用主成分分析计算100个左右的基底数据，预先进行存储。付与1张面部的照片(2维照片)时，通过存储的基底数据的组合，合成与由此2维图像表现的面部相同的面部的三维数据，进行输出。 

发明内容

发明要解决的技术问题 

第1问题点是数据压缩率低。其原因是因为在削减多角形的程度下毕竟不能期待高压缩率。 

第2问题点是随着为了削减多角形而提高压缩率，三维数据的图像分 辨率下降。其原因是因为压缩后的数据的图像分辨率即多角形数相比于原数据的多角形数，与压缩率成比例下降，不能还原。 

第3问题点是即便存储的三维数据的数量增多也无法提高压缩率。其原因是因为利用相同的方法独立地压缩单个的三维数据。 

第4问题点是不能实现对应三维数据的内容的最佳压缩率或再现精度。其原因是因为用相同的方法压缩任意的三维数据。 

本发明的目的在于提供一种不降低三维数据的图像分辨率(多角形数)能够实现高压缩率(将数据容量压缩到几百分之一以下)的数据压缩方法及装置。特别地，提供一种用于高效地压缩、存储、传送大量的人物的面部的三维数据等、类似的大量的物体的三维数据的数据压缩方法及装置。 

本发明的第1数据压缩装置，其特征在于，包括：对应点决定单元，输入三维数据生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据；系数计算单元，结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组、计算用于合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出。 

本发明的第2数据压缩装置，其特征在于，在第1数据压缩装置中包括压缩判定单元，从用上述系数计算单元计算出的结合系数及上述基底三维数据组中还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下，将新的基底三维数据追加到在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中。 

本发明的第3数据压缩装置，其特征在于，在第1或第2数据压缩装置中，包括基底数据选择单元，从在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中选择适于上述合成对象三维数据的合成的多个基底三维数据。 

本发明的第4数据压缩装置，其特征在于，在第2或第3数据压缩装置中，在上述压缩数据中，除上述结合系数外还包含确定在结合中使用的基底三维数据的选择信息。 

本发明的第5数据压缩装置，其特征在于，在第1数据压缩装置中，包括区域分割单元，将上述合成对象三维数据分割为多个部分区域；上述 系数计算单元，结合分割为相同的部分区域的基底三维数据组，在每个部分区域中计算用于合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的每个部分区域的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出。 

本发明的第6数据压缩装置，其特征在于，在第1数据压缩装置中，包括：区域分割单元，将上述合成对象三维数据分割为多个部分区域；压缩判定单元，从用上述系数计算单元计算出的结合系数及上述基底三维数据组中还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下，利用上述区域分割单元将上述合成对象3维数据分割为多个部分区域，结合分割为相同的部分区域的基底三维数据组，利用上述系数计算单元在每个部分区域中计算用于合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的每个部分区域的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出。 

本发明的第7数据压缩装置，其特征在于，在第5数据压缩装置中，上述压缩判定单元，在即使分割为部分区域并压缩而整体的还原精度也未达到预定精度的情况下，进行将上述合成对象3维数据分割为更细的部分区域，在每个部分区域中求结合系数的控制。 

本发明的第8数据压缩装置，其特征在于，在第5、第6或第7数据压缩装置中，在上述压缩数据中包含特定上述部分区域的部分区域决定数据。 

本发明的第9数据压缩装置，其特征在于，在第1至第8任意的数据压缩装置中，包括存储上述压缩数据的自由拆装的存储装置。 

本发明的第1数据还原装置，其特征在于，包括三维数据还原单元，输入包含结合系数的压缩数据，通过上述压缩数据中所包含的结合系数结合在合成中使用的多个基底三维数据，还原三维数据。 

本发明的第2数据还原装置，其特征在于，包括：基底数据读出单元，输入包含在合成中使用的基底三维数据组的选择信息及结合系数的压缩数据，根据上述选择信息从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组；三维数据还原单元，通过包含在上述压缩数据中的结合系数结合该抽取出的基底三维数据组还原三维数 据。 

本发明第3数据还原装置，其特征在于，包括：基底数据读出单元，输入包含特定在合成中使用的基底三维数据组的部分区域的部分区域决定数据及每一个部分区域的结合系数的压缩数据，根据上述部分区域决定数据从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组的部分区域；三维数据还原单元，通过包含在上述压缩数据中的每一部分区域的结合系数在相同的每个部分区域中结合该抽取出的基底三维数据组还原三维数据。 

本发明的第4数据还原装置，其特征在于，在第1、第2或第3数据还原装置中，包括存储上述压缩数据的自由拆装的存储装置。 

本发明的压缩还原系统，其特征在于，包括压缩还原装置，具有第1至第8的任意的数据压缩装置及第1、第2或第3的数据还原装置；存储装置，存储用该压缩还原装置生成的压缩数据。 

本发明的第1数据发送装置，其特征在于，包括第1至第8的任意的数据压缩装置，存储该数据压缩装置使用的参照三维数据及基底三维数据组的存储装置，和发送由上述数据压缩装置生成的压缩数据的数据传送单元。 

本发明的第2数据发送装置，其特征在于，在第1数据发送装置中，上述数据传送单元，向压缩数据的发送对象传送上述数据压缩装置在上述基底三维数据组中追加的基底三维数据。 

本发明的第1数据接收装置，其特征在于，包括第1、第2或第3数据还原装置，存储该数据还原装置使用的基底三维数据组的存储装置，和接收压缩数据向上述数据还原装置输入的数据传送单元。 

本发明的第2数据接收装置，其特征在于，在第1数据接收装置中，上述数据传送单元在接收追加的基底三维数据时将其追加在上述基底三维数据组中。 

本发明的数据传送系统，其特征在于，通过通信线路连接第1或第2数据发送装置和第1或第2数据接收装置。 

本发明的第1数据压缩方法，其特征在于，包括：a)对应点决定单元，输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的 对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据的步骤；b)系数计算单元，结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组，计算用于合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤。 

本发明的第2数据压缩方法，其特征在于，在第1数据压缩方法中包括：c)压缩判定单元，从用上述步骤b计算出的结合系数及上述基底三维数据组中还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下，将新的基底三维数据追加到在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中的步骤。 

本发明的第3数据压缩方法，其特征在于，在第1或第2数据压缩方法中，包括：d)基底数据选择单元，从在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中选择适于上述合成对象三维数据的合成的多个基底三维数据的步骤。 

本发明的第4数据压缩方法，其特征在于，在第2或第3数据压缩方法中，在上述压缩数据中，除上述结合系数外还包含特定在结合中使用的基底三维数据的选择信息。 

本发明的第5数据压缩方法，其特征在于，包括：a)对应点决定单元，输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据的步骤；b)区域分割单元，将上述合成对象三维数据分割为多个部分区域的步骤；c)系数计算单元，结合在三维数据的合成中使用的分割为相同部分区域的基底三维数据组，在每个部分区域中计算用于合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的每个部分区域的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤。 

本发明的第6数据压缩方法，其特征在于，包括：a)对应点决定单元，输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据的步骤；b)系数计算单元，结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组，计算用于合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤；c)压缩判定单元， 从用上述步骤b计算出的结合系数及上述基底三维数据组中还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下，利用上述区域分割单元将上述合成对象3维数据分割为多个部分区域，结合分割为相同的部分区域的基底三维数据组，利用上述系数计算单元在每个部分区域中计算用于合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的每个部分区域的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤。 

本发明的第7数据压缩方法，其特征在于，在第6数据压缩方法中，在即使分割为部分区域并压缩而整体的还原精度也未达到预定精度的情况下，将上述合成对象3维数据分割为更细的部分区域，在每个部分区域中求结合系数。 

本发明的第8数据压缩方法，其特征在于，在第5、第6或第7数据压缩方法中，在上述压缩数据中包含特定上述部分区域的部分区域决定数据。 

本发明的第9数据压缩方法，其特征在于，在第1至第8任意的数据压缩方法中，包括在自由拆装的存储装置中存储上述压缩数据。 

本发明的第1数据还原方法，其特征在于，三维数据还原单元，输入包含结合系数的压缩数据，通过上述压缩数据中所包含的结合系数结合在合成中使用的多个基底三维数据，还原三维数据。 

本发明的第2数据还原方法，其特征在于，包括：a)基底数据读出单元，输入包含在合成中使用的基底三维数据组的选择信息及结合系数的压缩数据，根据上述选择信息从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组的步骤；三维数据还原单元，通过包含在上述压缩数据中的结合系数结合上述抽取出的基底三维数据组还原三维数据的步骤。 

本发明第3数据还原方法，其特征在于，包括：a)基底数据读出单元，输入包含特定在合成中使用的基底三维数据组的部分区域的部分区域决定数据及每一个部分区域的结合系数的压缩数据，根据上述部分区域决定数据从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组的部分区域的步骤；b)三维数据还原单元，通过 包含在上述压缩数据中的每一部分区域的结合系数在相同的每个部分区域中结合上述抽取出的基底三维数据组还原三维数据的步骤。 

本发明的第4数据还原方法，其特征在于，在第1、第2或第3数据还原方法中，从自由拆装的存储装置中输入上述压缩数据。 

本发明的压缩还原方法，其特征在于，在存储装置中存储用第1至第8的任意的数据压缩方法生成的压缩数据，用第1、第2或第3的数据还原方法将从该存储装置中读出的压缩数据还原成三维数据。 

本发明的第1数据发送方法，其特征在于，通过数据传送单元传送用第1至第8的任意的数据压缩方法生成的压缩数据。 

本发明的第2数据发送方法，其特征在于，在第1数据发送方法中，上述数据传送单元，向压缩数据的发送对象传送在上述数据压缩方法中在上述基底三维数据组中追加的基底三维数据。 

本发明的第1数据接收方法，其特征在于，通过第1、第2或第3数据还原方法将用数据传送单元接收的压缩数据还原为三维数据。 

本发明的第2数据接收方法，其特征在于，在第1数据接收方法中，上述数据传送单元在接收追加的基底三维数据时将其追加到在上述数据还原方法中使用的基底三维数据组中。 

本发明的数据传送方法，其特征在于，组合第1或第2数据发送方法和第1或第2数据接收方法。 

本发明利用另一三维数据有效地压缩输入的三维数据。即，以参照三维数据为基准，决定在输入的三维数据和基底三维数据组之间对应的顶点，通过线形结合基底三维数据组的全部或从基底三维数据组中选择出的一部分基底三维数据组，计算用于合成与输入三维数据相同的三维数据的结合系数，设此结合系数为输入三维数据的压缩数据。此外，其还原时，根据压缩数据所示出的结合系数，通过结合在合成中使用的基底三维数据来还原三维数据。 

在这样的本发明中，利用结合基底三维数据组的结合系数的数据量远远少于原三维数据的数据量的情形。与非专利文献3不同，以三维数据为输入，计算用于通过基底三维数据组的组合合成此输入三维数据的结合系数。通过使结合系数替代输入三维数据，来压缩三维数据的存储或传送中 所需要的数据量。并且，在结合系数的计算中使用的基底三维数据组既可以是通过主成分分析由事前收集的多个三维数据中计算出的基底数据，也可以是三维数据本身。 

发明效果 

第1效果是能够以极高压缩率压缩三维数据。其理由是因为，能够将作为涉及到几万～几十万点的顶点数据的三维形状数据压缩成由几百个左右的结合系数构成的数据，能够将数据容量压缩到几百分之一以下。 

第2效果是不降低压缩的三维数据的图像分辨率。其理由是因为，还原的三维数据与在合成中使用的基底三维数据图像分辨率相同，如果它们是与原三维数据同等级别以上的高图像分辨率的话，就不降低图像分辨率。 

第3效果是特别在存储大量的三维数据的数据库系统中，能够大幅度地削减新追加的数据的存储和传送中所需要的存储容量。其理由是因为，在追加存储新的数据时，在基底三维数据使用已存的数据，将新的数据转换成结合系数，存储此结合系数即可。 

第4效果是如果采用对应输入三维数据选择使用最佳的基底数据的结构的话，就抑制数据压缩中所需要的计算量和解码后数据的精度劣化。 

第5效果在于压缩后的数据具有保密性。其理由是因为，利用仅结合系数不能还原原三维数据。 

附图说明

图1是本发明的数据压缩装置的第1实施方式的方框图。 

图2是表示本发明的数据压缩装置的第1实施方式的处理例的流程图。 

图3是本发明的数据还原装置的第1实施方式的方框图。 

图4是表示本发明的数据还原装置的第1实施方式的处理例的流程图。 

图5是本发明的数据压缩装置的第2实施方式的方框图。 

图6是表示本发明的数据压缩装置的第2实施方式的处理例的流程 图。 

图7是本发明的数据压缩装置的第3实施方式的方框图。 

图8是表示本发明的数据压缩装置的第3实施方式的处理例的流程图。 

图9是表示本发明的数据还原装置的第2实施方式的方框图。 

图10是表示本发明的数据还原装置的第2实施方式的处理例的流程图。 

图11是本发明的数据压缩装置的第4实施方式的方框图。 

图12是表示本发明的数据压缩装置的第4实施方式的处理例的流程图。 

图13是本发明的数据压缩装置的第5实施方式的方框图。 

图14是表示本发明的数据压缩装置的第5实施方式的处理例的流程图。 

图15是表示面部的三维数据的分割方法的一例的图。 

图16是表示面部的三维数据的分割方法的另一例的图。 

图17是表示面部的三维数据的分割方法的另一例的图。 

图18是表示本发明的数据还原装置的第3实施方式的方框图。 

图19是表示本发明的数据还原装置的第3实施方式的处理例的流程图。 

图20是本发明的压缩还原系统的实施方式的方框图。 

图21是本发明的数据传送系统的实施方式的方框图。 

图22是现有的数据压缩装置的方框图。 

符号的说明 

100…压缩装置       101…对应点决定单元 

102…系数计算单元   103…合成对象三维数据 

110…存储装置       111…参照三维数据 

112…基底三维数据组 120…输入三维数据 

130…压缩数据 

具体实施方式

接着，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。 

『数据压缩装置的第1实施方式』 

参照图1，本发明的数据压缩装置的第1实施方式，由输入表示物体的形状的三维数据120、输出其压缩数据130的压缩装置100，和与其连接的存储装置110构成。 

在存储装置110中预先存储参照三维数据111和基底三维数据组112。本发明，将用来线形结合多个三维数据合成三维数据120的结合系数，作为三维数据120的压缩数据，因此有必要使在合成中使用的多个三维数据和输入的三维数据120顶点相对应。在存储装置110中存储的参照三维数据111是成为决定这样的顶点的对应关系的基准的三维数据。此外，基底三维数据组112相当于在合成中使用的多个三维数据。各个基底三维数据是通过使某一物体的三维数据的顶点与参照三维数据111的顶点相对应生成的三维数据本身、或从有关像这样生成的大量的物体的三维数据中通过主成分分析等计算求出的基底数据。 

压缩装置100包括：对应点决定单元101，生成将输入的三维数据120的顶点与参照三维数据111的顶点相对应的合成对象三维数据103；以及系数计算单元102，计算用于结合在基底三维数据组112中包含的多个基底三维数据合成合成对象三维数据103的结合系数，将该计算出的结合系数作为输入三维数据120的压缩数据130输出。 

图2表示本实施方式的数据压缩装置的处理流程。参照图2，说明图1所示的数据压缩装置的处理工作。首先，压缩装置100的对应点决定单元101在输入三维数据120的同时从存储装置110中读出参照三维数据111(步骤S101、S102)，生成将三维数据120的顶点与参照三维数据111的顶点相对应的合成对象三维数据103(步骤S103)。接着，系数计算单元102从存储装置110中读出基底三维数据组112(步骤S104)，计算用于结合基底三维数据组，合成合成对象三维数据103的结合系数(步骤S105)，将计算出的结合系数作为三维数据120的压缩数据130输出(步骤S106)。 

下面，更详细地说明本实施方式相关的数据压缩装置的工作。 

首先，输入进行数据压缩的对象的三维数据120(步骤S101)。成为 对象的三维数据120可以是各种各样的，但在此，举压缩人的面部的三维数据的例子进行说明。在三维数据的输入中有各种各样的方法，但作为一个例子，有用三维测量装置进行测量的方法。在这当中，作为一个例子，也能够使用采用在非专利文献3中记载的测量技术的测量装置。利用此技术所获得的三维数据对于大量的测量点(顶点)而言，成为具有三维坐标和肌理(表面的颜色)图像的辉度值的多角形数据。在此，作为一个例子，输入三维数据120具有10万点的顶点，每个三维坐标的xyz值分别用16位浮点数，每个肌理辉度值的rgb值分别用8位整数表示。此情况下，输入三维数据120的数据量为100000×(3×2+3×1)字节即约900千字节。 

接着，从存储装置110中读出成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据111(步骤S102)。参照三维数据111既可以是某一特定的人物的面部的三维数据，也可以是在基底三维数据组112中成为对象的多个人物等、多个人物的面部的三维数据的平均值。在此，作为一个例子，参照三维数据111具有9万点的顶点，与输入三维数据120相同，单位[mm]的三维坐标用3个16位浮点数表示，肌理辉度值用RGB的3个8位整数的辉度值(从0到255)表示。当参照三维数据111的第i号的顶点的三维坐标为(xri、yri、zri)，肌理(texture)辉度值为(rri、gri、bri)时，参照三维数据111作为其三维形状和肌理图像分别排列有各顶点的坐标值及辉度值的一个向量数据，按如下表示。 

Sr＝[xr1，yr1，zr1，xr2，yr2，zr2，…，xr90000，yr90000，zr90000]…(1) 

Tr＝[rr1，gr1，br1，rr2，gr2，br2，…，rr90000，gr90000，br90000]…(2) 

接着，决定对应于参照三维数据111的各顶点的输入三维数据120的顶点(步骤S103)。在这当中能够适用各种各样的方法，但作为一个例子，能够使用探索最接近三维坐标和肌理辉度值的顶点的方法。例如，设输入三维数据120的第j号的顶点的三维坐标为(xtj、ytj、ztj)、肌理辉度为(rtj、gti、btj)，定义下式的成本函数C。 

C(i，j)＝{(xri-xtj)²+(yri-ytj)²+(zri-ztj)²}+w{(rri-rtj)²+(gri-gtj)²+(bri-btj)²}…(3) 

通过从输入数据120的顶点之中探求最小化成本函数C(i，j)的顶点 j就能够决定对应参照三维数据111的第i号(i＝1、…、90000)的顶点的输入三维数据120的顶点。此外，收集C的值小的多个顶点并取其平均所得到的顶点，定义为对应点等，也能够提高精度。权重w中能够使用各种各样的值，但作为一个例子也可以设w＝1.0。 

作为进行对应点决定的输入三维数据的合成对象三维数据103，表示为各个三维形状数据和肌理图像数据排列各顶点的坐标值或辉度值的一个向量数据。即，设对应于参照三维数据111的顶点i的输入三维数据120的顶点为j(i)时，合成对象三维数据的形状和肌理分别由以下的向量St、Tt表示。 

St＝[xrj(1)，yrj(1)，zrj(1)，xrj(2)，yrj(2)，zrj(2)，…，xrj(90000)，yrj(90000)，zrj(90000)]…(4) 

Tt＝[rrj(1)，grj(1)，brj(1)，rrj(2)，grj(2)，brj(2)，…，rrj(90000)，grj(90000)，brj(90000)]…(5) 

接着，从存储装置110中读出作为预先决定的足够数量的物体的三维数据组的基底三维数据组112(步骤S104)。基底三维数据组112可以是以下任意的类型。a)三维数据类型：构成基底三维数据组112的全部的基底三维数据使用人物的面部的三维数据本身的类型。b)基底数据类型：构成基底三维数据组112的全部的基底三维数据是从收集的大量的人物的面部的三维数据中通过计算求出的基底数据的类型。作为其一个例子，如非专利文献3中记载的技术那样，能够使用平均三维数据和通过主成分分析所获得的基底数据。C)混合类型：构成基底三维数据组112的一部分的基底三维数据是从收集的大量的人物的面部的三维数据中通过计算求出的基底数据，剩余的基底三维数据是人物的面部的三维数据本身的类型。 

在任何的类型中，基底三维数据组112已经进行与步骤S104中的对应点决定处理相同的处理。在此设基底三维数据组112使用三维数据类型。基底三维数据组112，用向量表示三维形状和肌理，当对应于参照三维数据111的顶点j的顶点为j(i)时，第k号的基底三维数据的三维形状Sbk 和肌理Tbk分别按如下所示。 

Sbk＝[xbkj(1)，ybkj(1)，zbkj(1)，xbkj(2)，ybkj(2)，zbkj(2)，…，xbkj(90000)，ybkj(90000)，zbkj(90000)] 

…(6) 

Tbk＝[rbkj(1)，gbkj(1)，bbkj(1)，rbkj(2)，gbkj(2)，bbkj(2)，…，rbkj(90000)，gbkj(90000)，bbkj(90000)] 

…(7) 

虽然基底三维数据的数量越多由压缩数据还原的三维数据的精度越高，但数据压缩的计算量和存储容量也增加了。在此，作为一例，使用事前收集的100人的人物的面部的三维数据。 

接着，计算用于使用基底三维数据组112合成合成对象三维数据103的系数(步骤S105)。使用n(作为一例n＝100)个基底三维数据的情形，使用下式的线形最小平方法求描述合成对象三维数据103的形状、肌理的分别n个系数{αsk}、{αtk}(k＝1、…、100)。 

$\left\{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{sk}}\right\}=\arg \min {|S_t-\underset{k=1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{sk}}{S}_{\mathrm{bk}}\right)|}^2---\left(8\right)$

$\left\{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{tk}}\right\}=\arg \min {|T_t-\underset{k=1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{tk}}{T}_{\mathrm{bk}}\right)|}^2---\left(9\right)$

接着，将计算出的系数数据{αsk}、{αtk}作为输入三维数据120的压缩数据130输出(步骤S106)。作为一例，用16位浮点数求系数数据的情况下，系数数据的数据量为2×100×2＝400字节。 

『数据还原装置的第1实施方式』 

接着，说明从由图1所示的第1实施方式的数据压缩装置生成的压缩数据中还原原三维数据的数据还原装置的结构例。 

参照图3时，数据还原装置的第1实施方式由输入表示物体的形状的三维数据的压缩数据220、输出原三维数据的还原装置200，和与其连接的存储装置210构成。 

在存储装置210中预先存储与数据压缩侧的图1的基底三维数据组112完全相同的基底三维数据组211。 

还原装置200具备三维数据还原单元201，输入相当于数据压缩侧的图1的压缩数据130的压缩数据220，生成通过由压缩数据220表示的结合系数结合基底三维数据组211所得到的三维数据并输出。 

图4表示本实施方式的数据还原装置的处理的流程。还原装置200的三维数据还原单元201在输入压缩数据220的同时，从存储装置210中读出基底三维数据组211(步骤S201、S202)，根据压缩数据220所示的结合系数结合基底三维数据组211，还原三维数据并输出(步骤S203、S204)。 

设压缩数据220为{αsk}、{αtk}(k＝1、…、100)，基底三维数据组211的三维形状和肌理为用上述(6)、(7)式表示的Sbk、Tbk时，表示还原的三维数据的三维形状和肌理的向量St′和Tt′用下式计算。 

${S_t}^{\′}=\underset{K-1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{sk}}{S}_{\mathrm{bk}}\right)---\left(10\right)$

${T_t}^{\′}=\underset{K-1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{tk}}{T}_{\mathrm{bk}}\right)---\left(11\right)$

接着，说明图1的数据压缩装置及图3的数据还原装置的效果。 

在本实施方式的数据压缩装置，构成为生成用于使用基底三维数据组112还原三维数据120的系数数据作为该三维数据120的压缩数据，由于系数数据的数据量远远地小于三维数据，所以能够实现高压缩率。在此，说明中使用的例中，相比于输入三维数据是900千字节，系数数据却仅为400字节。 

此外，在本实施方式的数据还原装置，由于构成为要还原的三维数据230，由基底三维数据组211的组合来计算，使顶点的数量与基底三维数据数据组211相同，所以虽然实现极高压缩率，但因数据压缩、还原的顶点数的减少而导致的图像分辨率下降较少。作为一例，在此说明的例子中，由于压缩前的输入三维数据是10万顶点，压缩对象三维数据是9万顶点， 所以还原的三维数据是9万顶点。在现有的技术中将10万顶点削减到9万顶点的情况下，数据量仅减少10％，但本发明中能够实现远远高于此的压缩率。 

再有，在此说明中使用的、输入三维数据的顶点数、基底三维数据的数量、参照三维数据的顶点数、形状数据和辉度数据的数量和位数等的数值只不过是一个例子，毫无疑问能够进行各种各样的变更。这点即使在以下的不同的实施方式的说明中也是相同的。 

『数据压缩装置的第2实施方式』 

参照图5，数据压缩装置的第2实施方式，在压缩装置300除具备对应点决定单元301及系数计算单元302外还具备压缩判定单元303这点上与图1的第1实施方式相关的数据压缩装置不同。 

压缩判定单元303，根据由系数计算单元302计算出的结合系数及基底三维数据组312中还原三维数据，比较此还原的三维数据和合成对象三维数据304，在还原精度不满足预定精度的情况下，在基底三维数据组312中追加合成对象三维数据304后，在系数计算单元302中进行再计算，在还原精度达到预定精度的情况下，将由系数计算单元302计算出的结合系数和确定在合成中使用的基底三维数据组312的基底选择数据作为压缩数据330输出。 

输入三维数据320、参照三维数据311及基底三维数据组312的各数据与图1的三维数据120、参照三维数据111及基底三维数据组112相同，对应点决定单元301及系数计算单元302与图1的对应点决定单元101及系数计算单元102功能相同。 

图6表示本实施方式的数据压缩装置的处理的流程。首先，压缩装置300的对应点决定单元301，在输入三维数据320的同时从存储装置310中读出参照三维数据311，生成将输入三维数据320的顶点与参照三维数据311的顶点相对应的合成对象三维数据304(步骤S301～S303)。接着，系数计算单元302，从存储装置310中读出基底三维数据组312，计算用于结合基底三维数据组312，合成合成对象三维数据304的结合系数(步骤S304、S305)。到此与图1的实施方式的数据压缩装置的工作相同。 

接着，压缩判定单元303，在设由系数计算单元302计算出的结合系数为{αsk}、{αtk}(k＝1、…、100)，在合成中使用的基底三维数据组为用式(6)及式(7)表示的Sbk及Tbk时，通过上述的式(10)、(11)还原三维数据(St′和Tt′)，计算此还原的三维数据和合成对象三维数据(St和Tt)304的误差(步骤S306)。作为误差的尺度虽然可考虑各种各样的基准，但作为一个例子，能够使用下式所示这样的对应的顶点之间的三维坐标的距离和辉度误差的加权平方和的值E作为误差。 

E＝|St-St’|2+we|Tt-Tt’|2…(12) 

加权系数we中虽然可使用各种各样的值，但作为一例为1.0。在为了使肌理的再现精度良好而使用本发明的情况下，也可以使用更大的值。 

接着，压缩判断单元303判定误差E的值是否小于预定的阈值。在误差过大的情况下(步骤S307中NO)，在基底三维数据组312中追加合成对象三维数据(St和Tt)304(步骤S308)，根据追加后的基底三维数据组312在系数计算单元302中进行结合系数的再计算(步骤S304)。另一方面，当误差Eb不大于预定的阈值的情况下(步骤S307中YES)，将由系数计算单元302计算出的结合系数和用于确定在合成中使用的基底三维数据组312的基底选择数据作为压缩数据330输出(步骤S309)。 

步骤S308中的向基底三维三维数据组312的新的三维数据的追加，具体地可按以下这样的方法进行。 

a)方法1 

构成基底三维数据组312的全部的基底三维数据为使用人物的面部的三维数据本身的三维数据类型的情况下，将新的三维数据作为基底三维数据组312的最后的数据追加。例如，在基底三维数据组312中存在从1号到100号带附加编号的100个三维数据的情况下，将新的三维数据作为第101号数据追加。这样，在能够用原100个三维数据以足够的精度进行还原的情况下，在压缩数据330中含有选择从1号到100号的基底三维数据的数据，在能够用追加了1个的101个三维数据以足够的精度进行还原的情况下，在压缩数据330中含有选择从1号到101号的基底三维数据的数据。 

b)方法2 

在构成基底三维数据组312的全部的基底三维数据，通过计算从大量的人物的面部的三维数据中求出，使用该基底数据的基底数据类型的情况下，以后也维持同类型的情况下，在计算原基底三维数据组时的三维数据组中加上新的三维数据，重新进行主成分分析等的计算，生成新的基底三维数据组。此情况下，由于增加1个基底三维数据组，所以作为基底选择数据，在压缩数据330中含有表示使用哪个基底三维数据组的数据。再有，再计算基底三维数据组的情况下，基底三维数据的数量相比于以前既可以增加也可以不增加。 

c)方法3 

在构成基底三维数据组312的全部的基底三维数据是通过计算从大量的人物的面部的三维数据中求出的基底数据、使用该基底数据的基底数据类型的情况下，在以后变更为混合类型的情况或已经是混合类型的情况下，与方法1相同，将新的三维数据本身作为新的基底三维数据追加。此情况下，由于增加1个基底三维数据，所以作为基底选择数据，在压缩数据330中含有表示使用哪个基底三维数据组的数据。 

方法1～3中分别都有优点有缺点。方法1及方法3具有不花费进行主成分分析的计算时间的优点，和存储仅在基底追加的1个三维数据，或在后述的数据传送系统中仅传送到还原侧就结束的优点。再有，在本实施方式中，虽然将从输入三维数据320中导出的合成对象三维数据304作为新的基底三维数据追加，但也可以追加已存储在存储装置310中的1以上的三维数据，此情况下，由于是已经存储的，所以不需要新的存储，或者如果在后述的数据传送系统中的还原侧也已经存储了相同的三维数据的话也不需要传送。但是，方法1及方法3具有通过式(10)、(11)的还原计算比方法2慢的缺点。 

方法2具有式(8)、(9)的计算可高速进行的优点，当然在主成分分析的计算中也花费时间。此外，全部重新计算基底时，全部的基底(Sb1～Sb100)就会变化。在进行通过式(10)、(11)的解码的情况下，由于需要与计算系数数据时相同的基底三维数据，所以就必须全部追加并存储这些100个数据，或者在后述的数据传送系统中必须将它们传送到还原侧。为此，存在存储基底数据的容量变得庞大这样的缺点。 

接着，说明本实施方式的数据压缩装置的效果。 

在本实施方式的数据压缩装置中，即使是预先准备能够以足够的精度描述多种多样的三维数据的基底三维数据困难的情况下，也能够构成一面运用系统一面按照要求追加基底三维数据的结构，即便预先准备的基底三维数据是不充足的，也能够不降低精度进行数据压缩。 

『数据压缩装置的第3实施方法』 

参照图7，数据压缩装置的第3实施方式，在压缩装置400除具备对应点决定单元401及系数计算单元402外还具备基底数据选择单元403这点上与图1的第1实施方式相关的数据压缩装置不同。 

基底数据选择单元403，从基底三维数据组412中选择适于对应点决定单元401生成的合成对象三维数据404的合成的多个基底三维数据，传递给系数计算单元402。系数计算单元402，计算用于结合由基底数据选择单元403选择出的多个基底三维数据，合成合成对象三维数据404的结合系数，将此计算出的结合系数和确定在合成中使用的多个基底三维数据的基底选择数据作为压缩数据430输出。 

输入三维数据420、参照三维数据411及基底三维数据组412的各数据与图1的三维数据120、参照三维数据111及基底三维数据组112相同，对应点决定单元401及系数计算单元402与图1的对应点决定单元101及系数计算单元102功能相同。 

图8表示本实施方式的数据压缩装置的处理的流程。首先，图7所示的压缩装置400的对应点决定单元401，在输入三维数据420的同时从存储装置410中读出参照三维数据411，生成将三维数据420的顶点与参照三维数据411的顶点相对应的合成对象三维数据404(步骤S401～S403)。到此与图1的实施方式的数据压缩装置的工作相同。 

接着，基底数据选择单元403，从存储装置410中读出基底三维数据组412，从其中选择出适合于合成对象三维数据404的合成的多个基底三维数据(步骤S404)。具体地，使用适当的加权wR按照下式计算在基底三维数据组412中包含的各基底三维数据(Sbk、Tbk)和合成对象三维数据(St、Tt)的相关值(类似度)Rk。 

Rk＝(Sbk·St)/(|Sbk||St|)+wR{(Tbk·Tt)/(|Tbk||Tt|)}…(13) 

其中，「·」表示向量的内积。 

然后，基地数据选择单元403选择相关值Rk大的基底三维数据。作为选择方法的一例，能够使用选择按相关值Rk的大的顺序预先设定的数量的基底三维数据的方法、和全都选择相关值Rk比预定的阈值大的基底三维数据的方法等各种各样的方法。在此作为一个例子，设按相关值Rk的值的大的顺序从基底三维数据组412中选择前50个基底三维数据。将选择出的50个基底三维数据设为按付与其的编号的小的顺序的第1、2、…、50号的基底三维数据，分别用向量{Sbk、Tbk}表示三维形状和肌理。并且，生成表示从基底三维数据组412中选择出哪个数据的基底选择数据。作为一例，在作为基底三维数据组412有100个基底三维数据的情况下，能够由100位的数据表示选择出哪个基底三维数据。 

在此使用的相关值(类似度)和基底三维数据的选择方法只不过是一个例子，除此之外可以利用各种各样的方法。作为另一方法的一例，有对于形状和肌理而言独立地计算相关值，对于各自而言选择相关值高的50个数据作为基底三维数据的方法。此情况下，由于有在形状和肌理中选择不同的基底三维数据的情形，所以表示从基底三维数据组412中选择了哪个基底三维数据的基底选择数据就会按形状和肌理成为2组，合计成为200位的数据。 

接着，系数计算单元402，计算用于使用由基底数据选择单元403选择出的基底三维数据组通过式(8)、(9)合成合成对象三维数据404的结合系数{αs1、…αs50、αt1、αt50}(步骤S405)。 

接着，系数计算单元402，将计算出的系数数据和作为确定在合成中使用的基底三维数据组的清单的基底选择数据作为压缩数据430输出(步骤S406)。 

接着，说明本实施方式的数据压缩装置的效果。 

在本实施方式的数据压缩装置中，由于结构为相对于输入的三维数据420选择最佳的基底三维数据进行数据压缩，所以能够减少使用的基底三维数据的数量。特别地在这里说明中使用的例子中，由于通过基底数据选 择单元403将基底三维数据的数量削减到50个，所以与使用100个基底三维数据的情形相比，系数的数据量削减为1/2。此外，此外系数计算的计算量也尽量减少此部分，能够进行高速的处理。在此说明中使用的例子中，由于将通过式(8)、(9)计算的结合系数的数量削减到1/2，所以能够大约缩短一半的计算时间。而且，使用相同数量的基底三维数据的情形也能够提高还原的三维数据的精度。即，与预先准备仅50个基底三维数据通常使用此50个的情形相比，通过准备100个数据按本实施方式那样选择地使用50个，就能减小通过式(10)、(11)还原的三维数据和输入三维数据420的误差。 

『数据还原装置的第2实施方式』 

接着，说明从由图5所示的第2实施方式的数据压缩装置及图7所示的第3实施方式的数据压缩装置生成的压缩数据中还原原三维数据的数据还原装置的结构例。 

参照图9，数据还原装置的第2实施方式的形态由输入表示物体的形状的三维数据的压缩数据520、输出原三维数据530的还原装置500，和与其连接的存储装置510构成。 

在存储装置510中预先存储与数据压缩侧的图5的基底三维数据组312或图7的基底三维数据组412完全相同的基底三维数据组511。 

还原装置500具备：基底数据读出单元501，输入相当于数据压缩侧的图5的压缩数据330或图7的压缩数据430的压缩数据520，根据包含在此压缩数据520中的基底选择数据，从存储装置510中读出在压缩侧合成中使用的基底三维数据组；三维数据还原单元502，输出通过包含在压缩数据520中的结合系数结合了此读出的基底三维数据组的三维数据530。 

图10表示本实施方式的数据还原装置的处理的流程。图9所示的还原装置500的基底数据读出单元501接收压缩数据520(步骤S501)时，根据包含在压缩数据520中的基底选择数据，从存储装置510的基底三维数据组511之中读出在压缩侧合成中使用的基底三维数据组(步骤S502)。 

接着，三维数据还原单元502，按照上述的式(10)、(11)根据压缩 数据520中所包含的结合系数结合通过基底数据读出单元501读出的基底三维数据组还原三维数据，并输出(步骤S503、S504)。 

『数据压缩装置的第4实施方式』 

参照图11，数据压缩装置的第4实施方式，在压缩装置600除具备对应点决定单元601及系数计算单元603外还具备区域分割单元602，存储装置610除包括参照三维数据611及基底三维数据组613外还包括部分区域决定数据612这点上与图1的第1实施方式相关的数据压缩装置不同。 

部分区域决定数据612定义从输入三维数据620中将由对应点决定单元601生成的合成对象三维数据604及合成中使用的基底三维数据组613分割为哪样的部分区域。具体地，由描述用上述式(4)及式(5)表示的合成对象三维数据以及用上述式(6)及式(7)表示的规定三维数据的各顶点属于哪个部分区域的表构成。分割为几个部分区域，各部分区域为何种程度的大小是任意的。 

区域分割单元602，参照部分区域决定数据612，将合成对象三维数据604及基底三维数据组613中的各个基底三维数据分割为相同的部分区域，向系数计算单元603输出合成对象三维数据604的各部分区域，将基底三维数据组613的各分割区域存储在存储装置610中。再有，在基底三维数据组613根据部分区域决定数据612已经被分割为部分区域的情况下，也可以省略此分割处理。 

系数计算单元603，按每个部分区域，计算用于结合分割为相同的部分区域的基底三维数据组613，合成合成对象三维数据604的结合系数，将此计算出的每个部分区域的结合系数作为三维数据620的压缩数据630输出。此时，在压缩数据630中也可以包含部分区域决定数据612。 

图12表示本实施方式的数据压缩装置的处理的流程。首先，图11所示的压缩装置600的对应点决定单元601，在输入三维数据620的同时从存储装置610中读出参照三维数据611，生成将三维数据620的顶点与参照三维数据611的顶点相对应的合成对象三维数据604(步骤S601～S603)。到此与图1的实施方式的数据压缩装置的工作相同。 

接着，区域分割单元602，从存储装置610中读出部分区域决定数据 612及基底三维数据组613(步骤S604)，根据此部分区域决定数据612将合成对象三维数据604及基底三维数据组613分割为多个部分区域(步骤S605)。当为合成对象三维数据604的p(p＝1、…、m，m是部分区域的总数)时，第p号的部分区域，用从上述式(4)及式(5)中取出属于第p号的部分区域的顶点的数据配置的向量Stp、Ttp来定义，第k号的基底三维数据的第p号的部分区域，用从上述式(6)及式(7)中取出属于第p号的部分区域的顶点的数据配置的向量Sbkp、Tbkp来定义。 

接着，系数计算单元603，按每个各部分区域，使用基底三维数据组613的部分区域通过与上述式(8)、式(9)相同的式子计算用于合成合成对象三维数据604的部分区域的结合系数{αskp}、{αtkp}(步骤S606)。 

接着，系数计算单元603将每个各部分区域的结合系数和部分区域决定数据612作为压缩数据630输出(步骤S607)。 

接着，说明本实施方式的数据压缩装置的效果。 

在本实施方式的数据压缩装置中，由于将从输入三维数据602中导出的合成对象三维数据604和基底三维数据组613分割为相同的多个部分区域，按每个分割区域，求出用于结合基底三维数据组合成合成对象三维数据的结合系数，所以比没有区域分割的情形相比，能够得到还原精度好的压缩数据。其理由是因为在每个各部分区域中通过上述式(8)、式(9)计算最佳的结合系数。 

『数据压缩装置的第5实施方式』 

参照图13，数据压缩装置的第5实施方式，在压缩装置700除具备对应点决定单元701、区域分割单元702及系数计算单元703外还具备压缩判定单元704这点上与图11的第4实施方式相关的数据压缩装置不同。 

压缩判定单元704，根据由系数计算单元703计算出的每个各部分区域的结合系数及基底三维数据组713的各部分区域还原三维数据，比较此还原的三维数据和合成对象三维数据705，在还原精度不满足预定精度的情况下，进行将合成对象三维数据705分割为更细的部分区域，在每个各部分区域中求结合系数的控制。 

输入三维数据720、参照三维数据711及基底三维数据组713的各数 据与图11的三维数据620、参照三维数据611及基底三维数据组613相同，对应点决定单元701、区域分割单元702及系数计算单元703与图11的对应点决定单元601、区域分割单元602及系数计算单元603功能相同。 

部分区域决定数据712，多数包含描述从输入三维数据720中将由对应点决定单元701生成的合成对象三维数据705及合成中使用的基底三维数据组713分割为哪样的部分区域的分割定义。具体地，各分割定义，具有描述用上述式(4)及式(5)表示的合成对象三维数据以及用上述式(6)及式(7)表示的规定三维数据的各顶点属于哪个部分区域的表。在各个分割定义中，分割为几个部分区域，各部分区域为何种程度的大小是任意的。分割数是1的分割定义实质上表示未进行分割。 

图14表示本实施方式的数据压缩装置的处理的流程。首先，压缩装置700的对应点决定单元701，在输入三维数据720的同时从存储装置710中读出参照三维数据711，生成将输入三维数据720的顶点与参照三维数据711的顶点相对应的合成对象三维数据705(步骤S701～S703)。 

接着，区域分割单元702，从存储装置710中读出1号最初使用的部分区域决定数据712及基底三维数据组713(步骤S704)，根据此部分区域决定数据712将合成对象三维数据705及基底三维数据组713分割为多个部分区域(步骤S705)。合成对象三维数据705的第p(p＝1、…、m，m是部分区域的总数)号的部分区域，用从上述式(4)及式(5)中取出属于第p号的部分区域的顶点的数据配置的向量Stp、Ttp来定义，第k号的基底三维数据的第p号的部分区域，用从上述式(6)及式(7)中取出属于第p号的部分区域的顶点的数据配置的向量Sbkp、Tbkp来定义。 

接着，系数计算单元703，按每个各部分区域，计算用于使用基底三维数据组713的部分区域通过与上述式(8)、式(9)相同的式子合成合成对象三维数据705的部分区域的结合系数{αskp}、{αtkp}(步骤S706)。 

接着，压缩判定单元704，使用由系数计算单元703计算出的每个各部分区域中计算出的结合系数{αskp}、{αtkp}和在合成中使用的基底三维数据组的部分区域的向量Sbkp、Tbkp，通过与上述的式(10)、(11)相同的式子还原三维数据的各部分区域，计算此还原的各部分区域的三维数据(Stp′和Ttp′)和合成对象三维数据的各部分区域的三维数据(Stp 和Ttp)的误差(步骤S707)。作为误差的尺度虽然可考虑各种各样的基准，但作为其一个例子，能够使用下式所示这样的对应的顶点之间的三维坐标的距离和辉度误差的加权平方和的值E作为误差。 

E＝(|Stp-Stp′|2+we|Ttp-Ttp′|2)/M    …(12′) 

在此，M是分割区域中含有的顶点的数。部分区域的数为2以上的情况下，设按每个各部分区域由式(12′)计算出的值的合计值为最终的误差。 

加权系数we中虽然可使用各种各样的值，但作为一例为1.0。在为了使肌理的再现精度良好想使用本发明的情况下，也可以使用更大的值。 

接着，压缩判断单元704，判定误差E的值是否小于预定的阈值。在误差过大的情况下(步骤S708中NO)，在区域分割单元705中返回控制。区域分割单元705从存储装置710中读出更细地分割部分区域的部分区域决定数据712(步骤S709)，重复步骤S705以后的处理。由此，由于能够求出更细的每个部分区域的结合系数，所以进行是否得到与上次相同的所希望的还原精度的判定。持续向更细的部分区域的分割和结合系数的再计算，直到得到满足的误差，或没有在此之上的细分割部分区域决定数据。 

另一方面，在步骤S708中，当误差E不大于预定的阈值的情况下，压缩判定单元704，将由系数计算单元302计算出的每个各部分区域的结合系数和部分区域决定数据712作为压缩数据730输出(步骤S710)。 

作为通过区域分割单元702的向部分区域的分割方法，有如前所述的用部分区域决定数据712预先设定多级的细的部分区域分割法的方法。作为其一例，说明人的面部的情形。首先，作为第1部分区域分割法，设整体为一个部分区域(即没有分割)。作为第2部分区域分割法，如图15所示，分割为面部的上部和下部2个区域。作为第3部分区域分割法，如图16所示，分割为4区域。并且，作为第4部分区域分割法，如图17所示分割为8区域。像这样，预先用部分区域决定数据712定义多级的部分区域分割法，首先，对使用第1部分区域分割法分割的部分区域计算出其结合系数来计算误差E。在此值比预定的阈值大的情况下，对适用第2部分区域分割法分割的部分区域计算出其结合系数来计算误差E。在尽管这样，误差E的值仍比预定的阈值大的情况下，细细地分割像所谓第3部分区域、 第4部分区域那样的区域，直到E值变为阈值以下、或变为预先准备的最大的分割区域数，重复处理。 

并且，作为另一分割方法，能够采用所谓细细地分割在每一部分区域中计算的E值的大的区域，如果相比于预先决定的阈值，E值变小就停止分割的方法。作为其一个例子，首先以未进行区域分割的状态为初始状态，进行压缩和还原，计算误差E。接着，E值超过阈值的情况下，根据顶点的x坐标，分割为比平均值大的区域和小的区域。在此，根据x坐标值分割只不过是一个例子，能够利用各种各样的方法。对于分割的2个区域，再次在每个部分区域中进行压缩、还原、误差E的计算。针对各个区域计算E，如果任何的部分区域中误差E的值超过阈值的话，就进一步分割此区域。作为一例，根据y坐标是否比此区域的所有顶点的y坐标的平均值大，进一步地分割为2个，整体就为3个部分区域。设误差E的值没有超过阈值的区域在此结束处理，对于新分割的2区域，再次进行压缩、还原、误差E的计算，在超过阈值的情况下，进一步用x坐标或z坐标的值进行分割。直到所有的部分区域中误差E的值低于阈值或达到预先决定的分割次数，重复进行处理。利用这样的方法，通过细细地分割还原误差E大的区域，就能够有效地进行误差更少的压缩。 

接着，说明本实施方式的数据压缩装置的效果。 

在本实施方式的数据压缩装置中，在还原精度不满足预定精度的情况下，由于重复将合成对象三维数据分割为更细的部分区域求结合系数的计算，所以能够将还原精度保证在某一值以下。 

『数据还原装置的第3实施方式』 

接着，说明从由图11所示的第4实施方式的数据压缩装置及图13所示的第5实施方式的数据压缩装置生成的压缩数据中还原原三维数据的数据还原装置的结构例。 

参照图18，数据还原装置的第3实施方式的形态由输入表示物体的形状的三维数据的压缩数据820、输出原三维数据830的还原装置800，和与其连接的存储装置810构成。 

在存储装置810中预先存储与数据压缩侧的图11的基底三维数据组 612或图13的基底三维数据组713完全相同的基底三维数据组811。 

还原装置800具备：基底数据读出单元801，输入相当于数据压缩侧的图11的压缩数据630或图13的压缩数据730的压缩数据820，根据包含在此压缩数据820中的部分区域决定数据，从基底三维数据组811中抽取出在压缩侧合成中使用的基底三维数据组的部分区域；三维数据还原单元802，通过包含在压缩数据820中的每一部分区域的结合系数在每一相同的部分区域中结合此抽取出的基底三维数据组的部分区域，还原三维数据830。 

图19表示本实施方式的数据还原装置的处理的流程。还原装置800的基底数据读出单元801，输入压缩数据820(步骤S801)时，根据包含在压缩数据820中的部分区域决定数据，将基底三维数据组811的各基地三维数据分割为多个部分区域，与压缩数据820中所包含的每一各部分区域的结合系数一起向三维数据还原单元802输出(步骤S802)。再有，在根据部分决定数据分割的基底三维数据组已经存储在存储装置810中的情况下，也可以从存储装置810中仅读出它们。 

接着，三维数据还原单元802，通过每一各部分区域的结合系数在相同的每一部分区域中结合由基底数据读出单元810抽取出的基底三维数据组，来还原三维数据，并输出(步骤S803、S804)。再有，也可以对结合的部分区域彼此的交界部分，进行平滑化处理。 

『压缩还原系统的实施方式』 

参照图20，本发明相关的压缩还原系统的一例由压缩还原装置900和与其连接的存储装置910及920构成。 

压缩还原装置900包括压缩装置901及还原装置902。存储装置910存储参照三维数据911及基底三维数据组912，存储装置920存储压缩数据921。 

压缩装置901输入表示物体的形状的三维数据930，使用存储在存储装置910中的参照三维数据911及基底三维数据组912，进行三维数据930的压缩处理，将此结果的压缩数据921存储在存储装置920中。 

还原装置902从存储装置920中读出压缩数据921，使用存储在存储 装置910中的基底三维数据组912，进行压缩数据921的还原处理，输出此结果的三维数据940。 

压缩装置901能够使用图1所示的压缩装置100。此情况下，分别地输入三维数据930对应于输入三维数据120，参照三维数据911对应于参照三维数据111，基底三维数据组912对应于基底三维数据组112，压缩数据921对应于压缩数据130。此外此时，还原装置902能够使用图3所示的还原装置200。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作仅图2的步骤S106中的输出对象成为存储装置920，图4的步骤S201中的输入源成为存储装置920不同，其它的工作相同。 

此外，压缩装置901能够使用图5所示的压缩装置300。此情况下，分别地，输入三维数据930对应于输入三维数据320，参照三维数据911对应于参照三维数据311，基底三维数据组912对应于基底三维数据组312，压缩数据921对应于压缩数据330。此外此时，还原装置902能够使用图9所示的还原装置500。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作仅图6的步骤S309中的输出对象成为存储装置920，图10的步骤S501中的输入源成为存储装置920不同，其它的工作相同。 

此外，压缩装置901能够使用图7所示的压缩装置400。此情况下，分别地，输入三维数据930对应于输入三维数据420，参照三维数据911对应于参照三维数据411，基底三维数据组912对应于基底三维数据组412，压缩数据921对应于压缩数据430。此外此时，还原装置902能够使用图9所示的还原装置500。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作仅图8的步骤S406中的输出对象成为存储装置920，图10的步骤S501中的输入源成为存储装置920不同，其它的工作相同。 

此外，压缩装置901能够使用图11所示的压缩装置600。此情况下，分别地，输入三维数据930对应于输入三维数据620，参照三维数据911对应于参照三维数据611，基底三维数据组912对应于基底三维数据组613，压缩数据921对应于压缩数据630，在存储装置910中存储与部分区域决定数据612相同的数据。此外此时，还原装置902能够使用图18所示的还原装置800。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作仅图12的步骤S607中的输出对象成为存储装置920，图9的步骤S801中的输入源成 为存储装置920不同，其它的工作相同。 

此外，压缩装置901能够使用图13所示的压缩装置700。此情况下，此情况下，分别地，输入三维数据930对应于输入三维数据720，参照三维数据911对应于参照三维数据711，基底三维数据组912对应于基底三维数据组713，压缩数据921对应于压缩数据730，在存储装置910中存储与部分区域决定数据712相同的数据。此外此时，还原装置902能够使用图18所示的还原装置800。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作仅图14的步骤S710中的输出对象成为存储装置920，图9的步骤S801中的输入源成为存储装置920不同，其它的工作相同。 

存储压缩数据921的存储装置920虽然能够用任意的存储装置实现，但作为一个例子，能够用对于压缩还原装置900自由拆装的可移动型的可读写的存储装置来实现。 

接着，说明本实施方式的压缩还原系统的效果。 

在本实施方式中，结构为代替输入三维数据930，存储包含使用基底三维数据组912用于还原三维数据的结合系数的压缩数据921，由于压缩数据921数据量远远小于三维数据930，所以能够大幅度地削减三维数据的存储所需的容量。 

此外，在本实施方式中，存储的三维数据为所必需的情况下，能够以高精度从压缩数据921中还原原三维数据。 

并且，作为存储装置920，如果使用可移动型的存储装置，就能够自由地移动压缩数据921，将此存储装置920安装在具有同样结构的另一压缩还原系统中，能够实现在另一场所还原原三维数据这样的利用方式。此时，由于能够实现高压缩率，所以即使少的存储容量的小型的存储装置920，也能够进行大量的三维数据的存储。此外，由于在存储装置920中存储结合系数，但不存储基底三维数据组，所以即便存储装置920被盗，却也不能还原原三维数据。由此，能够确保数据的保密性。 

『数据传送系统的实施方式』 

参照图21，本发明相关的数据传送系统的一例，通过通信线路1300连接数据发送装置1000和数据接收装置1100。数据发送装置1000具有， 输入表示物体的形状的三维数据1010、通过通信线路1300向数据接收装置1100发送包含压缩了的三维数据1010的压缩数据的传送数据1200的功能，数据接收装置1100具有，接收传送数据1200，从含有此传送数据1200的压缩数据中还原三维数据1110并输出的功能。 

数据传送装置1000包括压缩装置1020和存储装置1030和传送装置1040。在存储装置1030中存储参照三维数据1031和基底三维数据组1032。压缩装置1020，输入三维数据1010，使用存储在存储装置1030中的参照三维数据1031及基底三维数据组1032，进行三维数据1010的压缩处理，将此结果的压缩数据向数据传送单元1041输出。传送装置1040具有向指定的通信对方发送从压缩装置1020输出的数据的数据传送单元1041。 

数据接收装置1100包括还原装置1120和存储装置1130和传送装置1140。在存储装置1130中存储基底三维数据组1131。传送装置1140具有，从通信线路1300接收传送数据1200，向还原装置1120输入的数据传送单元1141。还原装置1120，使用存储在存储装置1130中的基底三维数据组1131，进行从数据传送单元1141输入的传送数据1200中所包含的压缩数据的还原处理，输出此结果的三维数据1110。 

数据发送装置1000的压缩装置1020，能够使用图1所示的压缩装置100。此情况下，分别地，输入三维数据1010对应于输入三维数据120，参照三维数据1031对应于参照三维数据111，基底三维数据组1032对应于基底三维数据组112，输出到数据传送单元1041的压缩数据对应于压缩数据130。此外此时，数据接收装置1100的还原装置1120能够使用图3所示的还原装置200。此时的本实施方式的数据传送系统的工作，仅图2的步骤S106中的输出对象成为数据传送单元1041，插入从数据传送单元1041向数据传送单元1141发送传送数据1200的处理，图4的步骤S201中的输入源成为数据传送单元1141不同，其它的工作相同。 

此外，数据发送装置1000的压缩装置1020，能够使用图5所示的压缩装置300。此情况下，分别地，输入三维数据1010对应于输入三维数据320，参照三维数据1031对应于参照三维数据311，基底三维数据组1032对应于基底三维数据组312，输出到数据传送单元1041的压缩数据对应于压缩数据330。此外此时，数据接收装置1100的还原装置1120能够使用 图9所示的还原装置500。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作，仅图6的步骤S309中的输出对象成为数据传送单元1041，插入从数据传送单元1041向数据传送单元1141发送传送数据1200的处理，图10的步骤S501中的输入源成为数据传送单元1141，压缩装置1020内的压缩判定单元303在基底三维数据组1032中追加新的基底三维数据时，通过利用数据传送单元1041通过通信线路1300将此追加的基底三维数据送到数据传送单元1141，数据传送单元1141将其追加在基底三维数据组1131中，在数据发送装置1000和数据接收装置1100之间进行基底三维数据组1032及1131的一致处理不同，其它的工作相同。 

此外，数据发送装置1000的压缩装置1020，能够使用图7所示的压缩装置400。此情况下，分别地，输入三维数据1010对应于输入三维数据420，参照三维数据1031对应于参照三维数据411，基底三维数据组1032对应于基底三维数据组412，输出到数据传送单元1041的压缩数据对应于压缩数据430。此外此时，数据接收装置1100的还原装置1120能够使用图9所示的还原装置500。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作，仅图8的步骤S406中的输出对象成为数据传送单元1041，插入从数据传送单元1041向数据传送单元1141发送传送数据1200的处理，图10的步骤S501中的输入源成为数据传送单元1141不同，其它的工作相同。 

此外，数据发送装置1000的压缩装置1020，能够使用图11所示的压缩装置600。此情况下，分别地，输入三维数据1010对应于输入三维数据620，参照三维数据1031对应于参照三维数据611，基底三维数据组1032对应于基底三维数据组613，输出到数据传送单元1041的压缩数据对应于压缩数据630，在存储装置1030中存储与部分区域决定数据612相同的数据。此外此时，数据接收装置1100的还原装置1120能够使用图18所示的还原装置800。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作，仅图12的步骤S607中的输出对象成为数据传送单元1041，插入从数据传送单元1041向数据传送单元1141发送传送数据1200的处理，图19的步骤S801中的输入源成为数据传送单元1141不同，其它的工作相同。 

此外，数据发送装置1000的压缩装置1020，能够使用图13所示的压缩装置700。此情况下，分别地，输入三维数据1010对应于输入三维数据 720，参照三维数据1031对应于参照三维数据711，基底三维数据组1032对应于基底三维数据组713，输出到数据传送单元1041的压缩数据对应于压缩数据730，在存储装置1030中存储与部分区域决定数据712相同的数据。此外此时，数据接收装置1100的还原装置1120能够使用图18所示的还原装置800。此时的本实施方式的压缩还原系统的工作，仅图14的步骤S710中的输出对象成为数据传送单元1041，插入从数据传送单元1041向数据传送单元1141发送传送数据1200的处理，图19的步骤S801中的输入源成为数据传送单元1141不同，其它的工作相同。 

接着，说明本实施方式的压缩还原系统的效果。 

在本实施方式中，由于代替输入三维数据1010传送含有数据量小很多的结合系数的压缩数据，所以能够大幅度地削减包含通信线路1300的传送系统的负载。 

此外，传送大量的三维数据的情况下，仅向接收侧发送所需的基底三维数据组，对于大量的三维数据而言通过传送含有结合系数的压缩数据就能够削减整体的数据传送容量。作为一例，说明在传送1万个三维数据的情况下，使用其中的100个三维数据作为基底三维数据组的情形。三维数据的顶点数为9万点，一个数据容量为800KB，含有结合系数的1个压缩数据的容量为1KB的情况下，照原样传送全部数据的情形需要8GB的数据传输。相比于此，根据本实施方式，首先，仍旧传送适当地选择的100个数据，并存储在接收侧的存储装置1130中，对于剩下的9900个三维数据进行压缩并传输。于是，传送数据量成为(800×100+1×9900)KB＝约90MB，全体的数据压缩率大约变为90分之一。 

并且，在本实施方式中，仅传送在结合中使用的基底三维数据组，或者即使传送也另外传送压缩数据，由此，即使包含结合系数的压缩数据在传送中途被窃取，也不能还原原三维数据。因此，能够确保数据通信的保密性。 

以上虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于以上的例子，能够进行其它的各种的附加变更。例如，虽然以含有形状数据和肌理的三维数据为对象，但即使对于不含肌理而由仅形状数据构成的三维数据的压缩、还原也能够适用。此外，也可考虑组合同时包括压缩判定单元303 和基底数据选择单元403的数据压缩装置、同时包括区域分割单元602和基底数据选择单元403的数据压缩装置等、上述的实施方式的实施方式。并且，本发明的数据压缩装置、数据还原装置、压缩还原系统、数据发送装置、数据接收装置，数据传送系统硬件地实现其具有的功能毫无疑问能够通过计算机和程序来实现。程序，记录在磁盘或半导体存储器等计算机可读的记录介质中并被提供，当计算机的运转时等读取到计算机中，通过控制此计算机的工作，此计算机就能作为上述各实施方式中的压缩装置100、还原装置200、压缩装置300、压缩装置400、还原装置500、压缩装置600、压缩装置00、还原装置800、压缩还原装置900、数据发送装置1000、数据接收装置1100及数据传送系统起作用。 

此外，本发明的原理在于通过计算输入三维数据和涉及多个物体的基底三维数据的结合系数，发送接收此结合系数，来实现高压缩率。为此，在预定输入三维数据的需要比较的顶点的情况下，就可以不需要对应点决定单元及参照三维数据。 

工业上可利用性 

根据本发明，能够适用于所谓削减、存储三维数据的数据量的用途中。特别地，在储备大量的三维数据的系统中，能够不降低数据的图像分辨率·精度得到高压缩率。此外，能够适用于通过网络等向其它的存储装置传送三维数据时的、所谓降低网络的负载的用途中。 

Claims (35)

1.一种数据压缩装置，其特征在于，包括：

对应点决定单元，输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据；

系数计算单元，计算用于结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组，合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出；以及

压缩判定单元，根据由上述系数计算单元计算出的结合系数及上述基底三维数据组还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下，将新的基底三维数据追加到在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中。

2.根据权利要求1所述的数据压缩装置，其特征在于，还包括：基底数据选择单元，从在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中选择适于上述合成对象三维数据的合成的多个基底三维数据。

3.根据权利要求1或2所述的数据压缩装置，其特征在于，在上述压缩数据中，除上述结合系数外还包含对在结合中使用的基底三维数据进行确定的选择信息。

4.根据权利要求3所述的数据压缩装置，其特征在于，包括：存储上述压缩数据的自由拆装的存储装置。

5.一种数据压缩装置，其特征在于，包括：

对应点决定单元，输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据；

系数计算单元，计算用于结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组，合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出；以及

区域分割单元，将上述合成对象三维数据分割为多个部分区域；以及 

压缩判定单元，根据由上述系数计算单元计算出的结合系数及上述基底三维数据组还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下，由上述区域分割单元将上述合成对象三维数据分割为多个部分区域，由上述系数计算单元按每个部分区域，计算用于结合分割为相同的部分区域的基底三维数据组，合成上述合成对象三维数据的结合系数，将该计算出的每个部分区域的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出。

6.根据权利要求5所述的数据压缩装置，其特征在于，上述压缩判定单元，在即使分割为部分区域并压缩而整体的还原精度也未达到预定精度的情况下，进行控制，将上述合成对象三维数据分割为更细的部分区域并按每个部分区域求出结合系数。

7.根据权利要求5或6所述的数据压缩装置，其特征在于，在上述压缩数据中包含确定上述部分区域的部分区域决定数据。

8.根据权利要求5或6所述的数据压缩装置，其特征在于，包括：存储上述压缩数据的自由拆装的存储装置。

9.一种数据还原装置，其特征在于，包括：

基底数据读出单元，输入包含在合成中使用的基底三维数据组的选择信息及结合系数的压缩数据，根据上述选择信息从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组；以及

三维数据还原单元，通过包含在上述压缩数据中的结合系数结合该抽取出的基底三维数据组并还原三维数据。

10.一种数据还原装置，其特征在于，包括：

基底数据读出单元，输入包含对在合成中使用的基底三维数据组的部分区域进行确定的部分区域决定数据及每一个部分区域的结合系数的压缩数据，根据上述部分区域决定数据从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组的部分区域；以及

三维数据还原单元，通过包含在上述压缩数据中的每一部分区域的结合系数，按相同的每个部分区域结合该抽取出的基底三维数据组并还原三维数据。

11.根据权利要求9或10所述的数据还原装置，其特征在于，包括： 存储上述压缩数据的自由拆装的存储装置。

12.一种压缩还原系统，其特征在于，包括：

压缩还原装置，具有权利要求1至3、5至7的任意一项所述的数据压缩装置及权利要求9或10所述的数据还原装置；以及

存储装置，存储用该压缩还原装置生成的压缩数据。

13.一种数据发送装置，其特征在于，包括：

权利要求1至3、5至7的任意一项所述的数据压缩装置、存储该数据压缩装置使用的参照三维数据及基底三维数据组的存储装置、和发送由上述数据压缩装置生成的压缩数据的数据传送单元。

14.根据权利要求13所述的数据发送装置，其特征在于，上述数据传送单元，向压缩数据的发送目标传送上述数据压缩装置在上述基底三维数据组中追加的基底三维数据。

15.一种数据接收装置，其特征在于，包括：

权利要求9或10所述的数据还原装置、存储该数据还原装置使用的基底三维数据组的存储装置、和接收压缩数据向上述数据还原装置输入的数据传送单元。

16.根据权利要求15所述的数据接收装置，其特征在于，上述数据传送单元在接收到追加的基底三维数据时，将其追加到上述基底三维数据组中。

17.一种数据传送系统，其特征在于，通过通信线路连接权利要求13或14所述的数据发送装置和权利要求15或16所述的数据接收装置。

18.一种数据压缩方法，其特征在于，包括：

a)对应点决定单元输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据的步骤；以及

b)系数计算单元计算用于结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组，合成上述合成对象三维数据的结合系数，并将该计算出的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤。

19.根据权利要求18所述的数据压缩方法，其特征在于，包括：

c)压缩判定单元根据由上述步骤b计算出的结合系数及上述基底三 维数据组还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下将新的基底三维数据追加到在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中的步骤。

20.根据权利要求18或19所述的数据压缩方法，其特征在于，包括：

d)基底数据选择单元从在三维数据的合成中使用的基底三维数据组中选择适于上述合成对象三维数据的合成的多个基底三维数据的步骤。

21.根据权利要求19所述的数据压缩方法，其特征在于，在上述压缩数据中，除上述结合系数外还包含对在结合中使用的基底三维数据进行确定的选择信息。

22.一种数据压缩方法，其特征在于，包括：

a)对应点决定单元输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据的步骤；

b)区域分割单元将上述合成对象三维数据分割为多个部分区域的步骤；

c)系数计算单元，按每个部分区域，计算用于结合在三维数据的合成中使用的分割为相同部分区域的基底三维数据组，合成上述合成对象三维数据的结合系数，并将该计算出的每个部分区域的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤。

23.一种数据压缩方法，其特征在于，包括：

a)对应点决定单元输入三维数据，生成将上述输入的三维数据的顶点与成为决定顶点的对应关系的基准的参照三维数据的顶点相对应的合成对象三维数据的步骤；

b)系数计算单元计算用于结合在三维数据的合成中使用的基底三维数据组，合成上述合成对象三维数据的结合系数，并将该计算出的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤；以及

c)压缩判定单元根据由上述步骤b计算出的结合系数及上述基底三维数据组还原三维数据，比较该还原出的三维数据和上述合成对象三维数据，在还原精度不满足预定精度的情况下由区域分割单元将上述合成对象三维数据分割为多个部分区域，由上述系数计算单元按每个部分区域，计 算用于结合分割为相同的部分区域的基底三维数据组，合成上述合成对象三维数据的结合系数，并将该计算出的每个部分区域的结合系数作为上述输入的三维数据的压缩数据而进行输出的步骤。

24.根据权利要求23所述的数据压缩方法，其特征在于，在即使分割为部分区域并压缩而整体的还原精度也未达到预定精度的情况下，将上述合成对象三维数据分割为更细的部分区域并按每个部分区域求出结合系数。

25.根据权利要求22、23或24所述的数据压缩方法，其特征在于，在上述压缩数据中包含确定上述部分区域的部分区域决定数据。

26.根据权利要求18所述的数据压缩方法，其特征在于，在自由拆装的存储装置中存储上述压缩数据。

27.一种数据还原方法，其特征在于，

三维数据还原单元，输入包含结合系数的压缩数据，通过上述压缩数据中所包含的结合系数结合在合成中使用的多个基底三维数据，还原三维数据。

28.一种数据还原方法，其特征在于，包括：

a)基底数据读出单元输入包含在合成中使用的基底三维数据组的选择信息及结合系数的压缩数据，并根据上述选择信息从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组的步骤；以及

三维数据还原单元通过包含在上述压缩数据中的结合系数结合上述抽取出的基底三维数据组还原三维数据的步骤。

29.一种数据还原方法，其特征在于，包括：

a)基底数据读出单元输入包含对在合成中使用的基底三维数据组的部分区域进行确定的部分区域决定数据及每一个部分区域的结合系数的压缩数据，并根据上述部分区域决定数据从预定的基底三维数据组中抽取出在压缩对象三维数据的合成中使用的基底三维数据组的部分区域的步骤；以及

b)三维数据还原单元通过包含在上述压缩数据中的每一部分区域的结合系数，按相同的每个部分区域结合上述抽取出的基底三维数据组还原 三维数据的步骤。

30.根据权利要求27、28或29所述的数据还原方法，其特征在于，从自由拆装的存储装置中输入上述压缩数据。

31.一种压缩还原方法，其特征在于，在存储装置中存储用权利要求18至权利要求25任意一项所述的数据压缩方法生成的压缩数据，并用权利要求27、28或29所述的数据还原方法将从该存储装置中读出的压缩数据还原成三维数据。

32.一种数据发送方法，其特征在于，通过数据传送单元，向发送目标传送作为压缩数据的以权利要求18～25任一项所述的数据压缩方法在上述基底三维数据组中追加的基底三维数据。

33.一种数据接收方法，其特征在于，通过权利要求27、28或29所述的数据还原方法将用数据传送单元接收的压缩数据还原为三维数据。

34.根据权利要求33所述的数据接收方法，其特征在于，上述数据传送单元在接收到追加的基底三维数据时，将其追加到在上述数据还原方法中使用的基底三维数据组中。

35.一种数据传送方法，其特征在于，组合权利要求32所述的数据发送方法和权利要求33或34所述的数据接收方法。 

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