JP2001052161A - Device and method for processing information and recording medium - Google Patents

Device and method for processing information and recording medium

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JP2001052161A
JP2001052161A JP11228040A JP22804099A JP2001052161A JP 2001052161 A JP2001052161 A JP 2001052161A JP 11228040 A JP11228040 A JP 11228040A JP 22804099 A JP22804099 A JP 22804099A JP 2001052161 A JP2001052161 A JP 2001052161A
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JP
Japan
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function
noise
curve
section
equation
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JP11228040A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kubono
秀雄 久保野
Tetsuzo Kuragano
哲造 倉賀野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove a noise while keeping an original curve form. SOLUTION: Concerning the device and the method for processing information, a first function for expressing a curve to smoothly approximate the sequence of points is calculated on the basis of the position information of respective points forming the relevant sequence of points, the calculated first function is converted to a second function with a curve length from one end point of the curve as a parameter, the noise block of the curve is detected by analyzing the second function and prescribed noise removing processing is applied for removing a noise in the relevant noise block while preserving the original form of the curve except for the noise block in respect to the second function. Besides, a program for executing such information processing is recorded on the recording medium.

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】本発明は情報処理装置及び方
法並びに記録媒体に関し、例えばCAD(Computer Aid
ed Design )装置に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus and method, and a recording medium, for example, a CAD (Computer Aid).
ed Design) It is suitable for use in an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、工業製品などの形状設計分野にお
いては、試作されたモックアップの表面形状を3次元測
定装置により測定し、得られた複数の測定点の位置情報
に基づいてCAD用の設計データを生成することが行わ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of shape design of industrial products and the like, the surface shape of a mock-up made as a prototype is measured by a three-dimensional measuring device, and CAD data is obtained based on positional information of a plurality of measurement points obtained. Generating design data has been done.

【0003】実際上このようなCAD用の設計データ
は、各測定点の位置情報に基づいて、これら測定点が形
成する点列(以下、これを測定点列と呼ぶ)を所定の関
数を用いて平滑近似する曲線(以下、これを平滑化曲線
と呼ぶ)を生成するようにして生成されている。
[0003] In practice, such CAD design data is obtained by using a predetermined function based on a sequence of points formed by these measuring points (hereinafter referred to as a measuring point sequence) based on positional information of each measuring point. In this case, the curve is generated so as to generate a smooth approximation curve (hereinafter referred to as a smoothed curve).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる設計デ
ータの生成処理では、モックアップの試作誤差や3次元
測定装置による測定誤差などによって測定点列に乱れが
生じることがあり、このような場合には当該測定点列を
上述のような平滑近似に自然スプライン関数を用いて平
滑近似した曲線に振動(以下、これをノイズと呼ぶ)が
発生する。
In the process of generating the design data, however, the sequence of measurement points may be disturbed due to a mock-up prototype error or a measurement error by a three-dimensional measuring device. A vibration (hereinafter referred to as noise) occurs in a curve obtained by smoothing the measurement point sequence using the natural spline function in the above-described smooth approximation.

【0005】そしてこのようなノイズは、測定点列を平
滑近似する際の平滑化の度合いを強めることによって抑
えることができる。しかしながら平滑化の度合いを強め
てノイズを低減させてゆくと、これに伴って自然スプラ
イン関数により表現される曲線が各測定点から離れてい
き、近似性が低下する問題があった。
[0005] Such noise can be suppressed by increasing the degree of smoothing at the time of smooth approximation of the sequence of measurement points. However, when the noise is reduced by increasing the degree of smoothing, the curve represented by the natural spline function moves away from each measurement point, and the approximation is reduced.

【0006】また上述のような従来の手法では、上述の
ようにノイズを低減させることはできても当該ノイズを
完全には除去することができない問題があった。
Further, in the above-mentioned conventional method, there is a problem that noise can be reduced as described above, but the noise cannot be completely removed.

【0007】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、高品質の平滑化曲線を生成し得る情報処理装置及び
方法並びに記録媒体を提案しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to propose an information processing apparatus and method and a recording medium capable of generating a high-quality smoothing curve.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、情報処理装置において、点列を形
成する各点の位置情報に基づいて、当該点列を平滑近似
する曲線を表現する第1の関数を算出する演算処理手段
と、算出された第1の関数を、曲線の一端点からの曲線
長をパラメータとする第2の関数に変換する変換手段
と、第2の関数を解析することにより曲線のノイズ区間
を検出するノイズ区間検出手段と、第2の関数に対し
て、ノイズ区間以外において元の曲線形状を保存しなが
ら当該ノイズ区間のノイズを除去する所定のノイズ除去
処理を施すノイズ除去手段とを設けるようにした。
According to the present invention, there is provided an information processing apparatus for expressing a curve for smooth approximation of a point sequence based on position information of each point forming the point sequence. Arithmetic processing means for calculating the first function, conversion means for converting the calculated first function into a second function having a curve length from one end of the curve as a parameter, and analyzing the second function Noise section detecting means for detecting a noise section of the curve by performing a predetermined noise removal process for removing the noise in the noise section while preserving the original curve shape other than the noise section for the second function. And a noise removing unit to be provided.

【0009】この結果この情報処理装置では、曲線にお
けるノイズ区間以外の部分の形状を保存しながら、不要
なノイズを効率良く除去できる。
As a result, this information processing apparatus can efficiently remove unnecessary noise while preserving the shape of a portion other than the noise section in the curve.

【0010】また本発明においては、情報処理方法にお
いて、点列を形成する各点の位置情報に基づいて、当該
点列を平滑近似する曲線を表現する第1の関数を算出す
る第1のステップと、算出された第1の関数を、当該第
1の関数により表現される曲線の一端点からの曲線長を
パラメータとする第2の関数に変換する第2のステップ
と、第2の関数を解析することにより曲線のノイズ区間
を検出する第3のステップと、第2の関数に対して、ノ
イズ区間以外において元の曲線形状を保存しながら当該
ノイズ区間のノイズを除去する所定のノイズ除去処理を
施す第4のステップとを設けるようにした。
According to the present invention, in the information processing method, a first step of calculating a first function representing a curve that approximates the point sequence smoothly based on position information of each point forming the point sequence. And a second step of converting the calculated first function into a second function using a curve length from one end point of a curve represented by the first function as a parameter; A third step of detecting a noise section of the curve by analysis, and a predetermined noise removal processing for removing the noise of the noise section while preserving the original curve shape other than the noise section for the second function And a fourth step of performing the following.

【0011】この結果この情報処理方法によれば、曲線
におけるノイズ区間以外の部分の形状を保存しながら不
要なノイズを効率良く除去できる。
As a result, according to this information processing method, unnecessary noise can be efficiently removed while preserving the shape of the portion other than the noise section in the curve.

【0012】さらに本発明においては、記録媒体におい
て、点列を形成する各点の位置情報に基づいて、当該点
列を平滑近似する曲線を表現する第1の関数を算出する
第1のステップと、算出された第1の関数を、曲線の一
端点からの曲線長をパラメータとする第2の関数に変換
する第2のステップと、第2の関数を解析することによ
り曲線のノイズ区間を検出する第3のステップと、第2
の関数に対して、ノイズ区間以外において元の曲線形状
を保存しながら当該ノイズ区間のノイズを除去する所定
のノイズ除去処理を施す第4のステップとを有する情報
処理を実行させるためのプログラムを記録するようにし
た。
Further, according to the present invention, a first step of calculating a first function expressing a curve that smoothly approximates the point sequence based on the position information of each point forming the point sequence on the recording medium; A second step of converting the calculated first function into a second function using a curve length from one end of the curve as a parameter, and detecting a noise section of the curve by analyzing the second function A third step to perform
And a fourth step of performing a predetermined noise removal process for removing noise in the noise section while preserving the original curve shape in a section other than the noise section. I did it.

【0013】この結果この記録媒体に記録されたプログ
ラムによれば、曲線におけるノイズ区間以外の部分の形
状を保存しながら不要なノイズを効率良く除去できる。
As a result, according to the program recorded on the recording medium, unnecessary noise can be efficiently removed while preserving the shape of the portion other than the noise section in the curve.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】(1)本実施の形態によるCAD装置の構
成 図1において、1は全体として本実施の形態によるCA
D装置を示し、CPU(Central Processing Unit )
2、各種プログラムが格納されたROM(Read Only Me
mory)3、CPU2のワークメモリとしてのRAM(Ra
ndom Access Memory)4及び入出力インターフェース回
路5がCPUバス6を介して相互に接続され、入出力イ
ンターフェース回路5にCRT(Cathode-Ray Tube)
7、キーボード8及びマウス9が接続されることにより
構成されている。
(1) Configuration of CAD apparatus according to the present embodiment In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a CA as a whole according to the present embodiment.
D device, CPU (Central Processing Unit)
2. ROM (Read Only Me) in which various programs are stored
mory) 3, RAM (Ra) as work memory of CPU2
ndom Access Memory) 4 and an input / output interface circuit 5 are mutually connected via a CPU bus 6, and the input / output interface circuit 5 is connected to a CRT (Cathode-Ray Tube).
7, a keyboard 8 and a mouse 9 are connected.

【0016】この場合CPU2は、外部機器でなる3次
元測定装置から与えられる3次元物体のエッジ位置を表
す複数の測定点の位置データD1を入出力インターフェ
ース回路5を介してRAM4に取り込む。
In this case, the CPU 2 loads the position data D1 of a plurality of measurement points representing the edge positions of the three-dimensional object provided from the three-dimensional measuring device as an external device into the RAM 4 via the input / output interface circuit 5.

【0017】そしてCPU2は、ROM3に格納された
プログラムに基づき、図2に示す平滑化曲線生成処理手
順RT1に従って、RAM4に取り込んだ各測定点の位
置データD1に基づく3次元物体のエッジを平滑近似し
たB−スプライン曲線を生成し、これをCRT7に表示
させる。
Then, based on the program stored in the ROM 3, the CPU 2 performs a smooth approximation of the edge of the three-dimensional object based on the position data D1 of each measurement point taken into the RAM 4 in accordance with the smoothing curve generation processing procedure RT1 shown in FIG. The generated B-spline curve is displayed on the CRT 7.

【0018】このようなCPU2の一連の処理につい
て、以下に説明する。
A series of processes of the CPU 2 will be described below.

【0019】(2)CPUの処理 (2−1)ソート処理(ステップSP2) CPU2は、外部から与えられる複数の測定点の各位置
データD1を取り込むと平滑化曲線生成処理手順RT1
をステップSP1において開始し、続くステップSP2
において測定点を空間的な流れに従って順序正しくソー
トする(並べる)。
(2) Processing of CPU (2-1) Sorting processing (step SP2) When the CPU 2 takes in each position data D1 of a plurality of measurement points given from outside, the smoothing curve generation processing procedure RT1
Is started in step SP1, and the following step SP2
In (2), the measurement points are sorted in order according to the spatial flow.

【0020】すなわち3次元測定装置から与えられる各
測定点の位置データD1は、3次元物体のエッジの流れ
に沿った測定点の順番で入力するとは限らない。そこで
CPU2は、各測定点を、例えば特願平10-140997 号に
開示された手法を用いて空間的な流れに従って順序正し
くソートする。
That is, the position data D1 of each measurement point provided from the three-dimensional measurement device is not always input in the order of the measurement points along the flow of the edge of the three-dimensional object. Therefore, the CPU 2 sorts the measurement points in order according to the spatial flow using, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application No. 10-140997.

【0021】(2−2)密度均一化処理(ステップSP
3) 続いてCPU2は、上述のようにして測定点をソートす
ることにより得られた測定点列について、測定点の空間
密度を均一化する密度均一化処理を実行する。このよう
な密度均一化処理の意味について説明する。
(2-2) Density Equalization Processing (Step SP)
3) Subsequently, the CPU 2 executes a density equalization process for equalizing the spatial density of the measurement points for the measurement point sequence obtained by sorting the measurement points as described above. The meaning of such a density uniformization process will be described.

【0022】一般的に、平面上の点列に対して各点との
距離を最小にしながら(近似性)振動を最小にする(平
滑性)曲線を生成する手法として、適当な次数(2m−
1)次の自然スプライン関数を利用した手法が広く用い
られている。
In general, as a method of generating a curve (smoothness) that minimizes the vibration (similarity) while minimizing the distance between each point with respect to a point sequence on the plane, an appropriate order (2m−
1) A method using the following natural spline function is widely used.

【0023】この場合自然スプライン関数f(x)は、
i 、ci を定数として次式
In this case, the natural spline function f (x) is
where a i and c i are constants,

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】を満足する次式The following equation that satisfies

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】として定義される。Is defined as

【0028】なお自然スプライン関数を利用した平滑化
曲線の生成方法では、点列を複数部分に区切り(例えば
点列を1つの点ごとに区切り)、区切られた各部分ごと
に平滑化曲線を算出するようにして全体として点列を平
滑近似した曲線を生成する。(1)式及び(2)式にお
けるxi はこの際の区切り、いわゆる節点のx座標であ
る。因みに、以下においては点列の各点をそれぞれ節点
とする。
In the method of generating a smoothing curve using a natural spline function, a point sequence is divided into a plurality of parts (for example, a point sequence is divided into one point), and a smoothing curve is calculated for each divided part. As a whole, a curve obtained by smoothing the point sequence as a whole is generated. In the expressions (1) and (2), x i is the so-called x-coordinate of a node at this time. Incidentally, in the following, each point of the point sequence is defined as a node.

【0029】また(2)式の右辺最後の項は、次式The last term on the right side of the equation (2) is

【0030】[0030]

【数3】 (Equation 3)

【0031】で定義される切断冪関数と呼ばれる関数を
表している。
Represents a function called a truncated power function defined by

【0032】ここで、平面上の点列{Pi }(=
(xi ,yi ),(0≦i≦N−1))に対して、求め
たい平滑化関数としてm階微分可能な次式
Here, a sequence of points {P i } (=
(X i , y i ), (0 ≦ i ≦ N−1)), the following expression that can be differentiated by the mth order as a smoothing function to be obtained:

【0033】[0033]

【数4】 (Equation 4)

【0034】で与えられる自然スプライン関数を考える
と、近似性を高めるために次式
Considering the natural spline function given by

【0035】[0035]

【数5】 (Equation 5)

【0036】を最小化し、かつ平滑性を高めるために次
In order to minimize and improve the smoothness, the following equation is used.

【0037】[0037]

【数6】 (Equation 6)

【0038】を最小化すれば良い。Should be minimized.

【0039】実際の計算では、近似性及び平滑性に対す
る要求度合いに応じてユーザが設定した正の重み付け定
数wi (0≦i≦N−1)と、正の定数gとを用いた次
In the actual calculation, the following equation using a positive weighting constant w i (0 ≦ i ≦ N−1) set by the user according to the degree of demand for approximation and smoothness, and a positive constant g

【0040】[0040]

【数7】 (Equation 7)

【0041】で表される(5)及び(6)式の線形和の
最小化を図るようにする。すなわちこの(7)式におい
て、gは曲線の振動に関する重み定数を表し、wi は対
応する測定点Pi への平滑化曲線の近似性に関する重み
定数を表す。なお以下においては、この(7)式で表さ
れるσを滑らかさに関する目的関数と呼ぶ。
The minimization of the linear sum of the expressions (5) and (6) is performed. That is, in the equation (7), g represents a weight constant relating to the vibration of the curve, and w i represents a weight constant relating to the closeness of the smoothed curve to the corresponding measurement point P i . In the following, σ expressed by equation (7) is referred to as an objective function relating to smoothness.

【0042】ここで一般的に次式Here, generally,

【0043】[0043]

【数8】 (Equation 8)

【0044】の条件を満足するときの自然スプライン関
数f(x)が目的関数σを最小とする近似関数であるこ
とが明らかになっている。
It is clear that the natural spline function f (x) when satisfying the condition is an approximation function that minimizes the objective function σ.

【0045】従って(2)式で与えられる自然スプライ
ン関数f(x)の(N+m)個の係数ai (0≦i≦m
−1)及びci (0≦i≦m−1)の値を、これら係数
i、ci について1次のm個の方程式から構成される
(1)式と、N個の方程式から構成される(8)式とか
ら求め、これらを(2)に代入することにより所望する
自然スプライン関数f(x)を得ることができる。そし
て上述のように(1)式及び(8)式から係数ai 、c
i を求めることは、通常の行列計算により行うことがで
きる。
Therefore, (N + m) coefficients a i (0 ≦ i ≦ m) of the natural spline function f (x) given by the equation (2)
-1) and the values of c i (0 ≦ i ≦ m−1) are formed from the first-order m equations (1) with respect to these coefficients a i and c i , and the N equations The desired natural spline function f (x) can be obtained by obtaining from the following equation (8) and substituting these into (2). Then, as described above, the coefficients a i and c are obtained from the equations (1) and (8).
Determining i can be performed by ordinary matrix calculation.

【0046】ところが上述のように3次元物体のエッジ
を複数の測定点pi (=(xi ,yi ,zi ),(0≦
i≦N−1))の位置データとして検出し、これら各測
定点pi の位置データに基づいて自然スプライン関数を
利用して平滑化曲線を生成する場合には、いくつかの問
題がある。
However, as described above, the edge of the three-dimensional object is divided into a plurality of measurement points p i (= (x i , y i , z i ), (0 ≦
There are several problems in the case of detecting as the position data of i ≦ N−1)) and generating the smoothed curve using the natural spline function based on the position data of each of the measurement points p i .

【0047】その問題の1つとして、例えば図3(A)
に示すように、測定点pi が空間的に不均一な密度であ
る場合が挙げられる。このような場合、一般的に自然ス
プライン関数を応用した平滑化曲線の生成では、各測定
点pi に均等に近づくように平滑化曲線が生成されるた
めに、生成された平滑化曲線が測定点pi の空間密度の
高い箇所に偏る問題がある。
As one of the problems, for example, FIG.
As shown in FIG. 5, there is a case where the measurement points p i have a spatially non-uniform density. In such a case, generally, in the generation of a smoothing curve applying a natural spline function, the smoothing curve is generated so as to approach each measurement point p i evenly. There is a problem that the point p i is biased toward a place with a high spatial density.

【0048】そこでこのCAD装置1の場合、CPU2
は、平滑化曲線生成処理手順RT1のステップSP3に
おいて、測定点列Sにおける測定点pi の空間密度を均
一化する。
Therefore, in the case of the CAD apparatus 1, the CPU 2
Makes the spatial density of the measurement points p i in the measurement point sequence S uniform in step SP3 of the smoothing curve generation processing procedure RT1.

【0049】実際上CPU2は、このような密度均一化
処理として、図4に示す密度均一化処理手順RT2に従
って、まず測定点pi をソートすることにより得られた
測定点列Sを、ソート順に従って適当な数n(例えば1
0)の測定点pi からなる複数の部分点列Sj (1≦j
≦m)に分割する(ステップSP11)。
In practice, the CPU 2 sorts the sequence of measurement points S obtained by sorting the measurement points p i according to the procedure RT2 shown in FIG. A suitable number n (eg, 1
0), a plurality of partial point sequences S j (1 ≦ j) composed of measurement points p i
≦ m) (step SP11).

【0050】次いでCPU2は、各部分点列Sj につい
て、測定点pi の空間密度dj (1≦j≦m)をそれぞ
れ計算する(ステップSP12)。
Next, the CPU 2 calculates the spatial density d j (1 ≦ j ≦ m) of the measurement point p i for each partial point sequence S j (step SP12).

【0051】具体的にCPU2は、図5に示すように、
部分点列Sj における各測定点pi(k≦i≦k+1
0)のx、y及びz座標の各最小値をそれぞれmin X、
min Y及びmin Zとし、x、y及びz座標の各最大値を
それぞれmax X、max Y及びmax Zとして当該部分点列
j を含む最小の直方体10j を設定し、この後次式
More specifically, as shown in FIG.
Each measurement point p i (k ≦ i ≦ k + 1) in the partial point sequence S j
0), the minimum value of each of the x, y, and z coordinates is min X,
and min Y and min Z, x, and set the y and each max X each maximum value of the z coordinate, max Y and max Z smallest rectangular solid 10 j containing the partial point sequence S j as the following equation after this

【0052】[0052]

【数9】 (Equation 9)

【0053】により算出されるその直方体10j の対角
線長lj の3乗を当該部分点列Sj の占有空間の体積V
j (1≦j≦m)と定義して、次式
The cube of the diagonal length l j of the rectangular parallelepiped 10 j calculated by the above is calculated as the volume V of the occupied space of the partial point sequence S j.
j (1 ≦ j ≦ m) and the following equation

【0054】[0054]

【数10】 (Equation 10)

【0055】を演算することにより部分点列Sj の空間
密度dj を求める。
Determining the spatial density d j partial point sequence S j by calculating the [0055].

【0056】なお部分点列Sj の占有空間の体積Vj
して、通常考えられる体積(すなわち直方体10j
縦、横及び高さの積)を採用しなかったのは、算出され
る直方体10j の体積が部分点列Sj のxyz座標軸に
対する向きの違いによって大きく変化するのを防止する
ためである。
The reason that the normally conceivable volume (ie, the product of the height, width, and height of the rectangular parallelepiped 10 j ) is not adopted as the volume V j of the occupied space of the partial point sequence S j is that the calculated rectangular parallelepiped 10 This is to prevent the volume of j from largely changing due to a difference in the direction of the partial point sequence S j with respect to the xyz coordinate axis.

【0057】すなわち部分点列Sj の占有空間の体積V
j として直方体10j の体積を採用した場合、例えば図
6のように空間配列が図5に示す部分点列Sj と同一の
部分点列Sj ′であっても、座標軸に対する向きが異な
るためにそれを含む最小の直方体10j ′の大きさが図
5に示す直方体10j の大きさと異なり、この結果とし
て当然各直方体10j 、10j ′の体積Vj 、Vj ′に
も大きな違いが生じる。
That is, the volume V of the occupied space of the partial sequence of points S j
When employing the volume of the rectangular parallelepiped 10 j as j, for example be a partial point sequence space sequence shown in FIG. 5 S j same parts point sequence S j and 'as shown in FIG. 6, since the orientation with respect to the coordinate axes are different The size of the smallest rectangular parallelepiped 10 j ′ containing the same differs from the size of the rectangular parallelepiped 10 j shown in FIG. 5, and as a result, the volumes V j and V j ′ of the respective rectangular parallelepipeds 10 j and 10 j ′ naturally differ greatly. Occurs.

【0058】これに対して図5及び図6からも明らかな
ように、各直方体10j 、10j ′の対角線長lj 、l
j ′は、部分点列Sj 、Sj ′の向きの違いに対してさ
ほど影響されずにほぼ同じ大きさとなる。従って上述の
ように部分点列Sj を含む最小の直方体10j の対角線
長lj の3乗を当該部分点列Sj の占有空間の体積Vj
と定義することによって、部分点列Sj の向きに影響さ
れることなく、公平な密度計算を行うことができる。
On the other hand, as is clear from FIGS. 5 and 6, the diagonal lengths l j , l j of each of the rectangular parallelepipeds 10 j , 10 j ′.
j ′ has substantially the same size without being affected so much by the difference in the orientation of the partial point sequences S j , S j ′. Therefore the volume V j of space occupied smallest rectangular solid 10 j of the diagonal length l j cubed the partial point sequence S j containing partial point sequence S j as described above
By doing so, fair density calculation can be performed without being affected by the direction of the partial point sequence Sj .

【0059】かかる原理のもとにCPU2は、各部分点
列Sj について、それぞれ(10)式に示す演算を順次実
行することにより測定点pi の空間密度di を算出す
る。
[0059] Based on such a principle CPU2, for each partial point sequence S j, and calculates the spatial density d i of the measurement point p i by sequentially performing operations shown in each (10).

【0060】そしてCPU2は、この後このようにして
得られた各部分点列Sj における測定点pi の空間密度
i の中から最も低い値を選択し、全ての部分点列Sj
の空間密度di をこの値に合わせる(同一化する)よう
に、他の部分点列Sj について不要な数の測定点pi
ランダムに削除する(ステップSP13)。
Thereafter, the CPU 2 selects the lowest value from the spatial densities d i of the measurement points p i in each of the partial point sequences S j obtained in this manner, and all the partial point sequences S j
Unnecessary number of measurement points p i for other partial point sequences S j are deleted at random so that the spatial density d i of this is matched (identified) to this value (step SP13).

【0061】具体的にCPU2は、ステップSP12に
おいて検出した最小の空間密度をdk (1≦k≦m)、
ある部分点列Sj の空間密度をdk にするためのSj
占有空間内での理想的な測定点pi の数をnj として、
次式
Specifically, the CPU 2 calculates the minimum spatial density detected in step SP12 as d k (1 ≦ k ≦ m),
Let n j be the number of ideal measurement points p i in the space occupied by S j to make the space density of a certain partial point sequence S j d k .
Next formula

【0062】[0062]

【数11】 [Equation 11]

【0063】を演算することにより、その部分点列Sj
について削除すべき測定点pi の数DELj を算出し、
この後乱数表を用いてその部分点列Sj に含まれる測定
点piの中からDELj 個分の測定点pi を選定し、こ
れを削除する。
Is calculated to obtain the partial point sequence S j
Calculate the number DEL j of the measurement points p i to be deleted for
Thereafter, using the random number table, DEL j measurement points p i are selected from the measurement points p i included in the partial point sequence S j and are deleted.

【0064】またCPU2は、他の部分点列Sj につい
てもこれと同様にしてDELj 個分の測定点pi を削除
し、これにより測定点列Sにおける測定点pi の空間密
度を図3(C)に示すように全体として均一化する。
Similarly, the CPU 2 deletes DEL j measurement points p i for the other partial point sequences S j , thereby obtaining the spatial density of the measurement points p i in the measurement point sequence S. As shown in FIG. 3 (C), the whole is made uniform.

【0065】(2−3)重み付け適正化処理(ステップ
SP4) 一方、上述のように3次元物体のエッジを複数の測定点
i の位置データとして検出し、これら各測定点pi
位置データに基づいて自然スプライン関数を利用して平
滑化曲線を生成する場合におけるもう1つの問題とし
て、3次元物体の形状精度や3次元測定装置の測定精度
に起因する誤差が挙げられる。
(2-3) Weighting Optimization Process (Step SP4) On the other hand, as described above, the edge of the three-dimensional object is detected as position data of a plurality of measurement points p i , and the position data of each of these measurement points p i is detected. Another problem in the case of generating a smoothed curve using a natural spline function on the basis of the above is an error caused by the shape accuracy of a three-dimensional object or the measurement accuracy of a three-dimensional measuring device.

【0066】すなわち自然スプライン関数を応用した平
滑化曲線の生成では、上述のように各測定点pi に均等
に近づくように平滑化曲線が生成される。このため誤差
の大きい測定点pi があると、生成される平滑化曲線が
その測定点pi の影響によって不要に振動する問題があ
る。
That is, in the generation of a smoothed curve using a natural spline function, as described above, a smoothed curve is generated so as to uniformly approach each measurement point p i . For this reason, when there is a measurement point p i having a large error, there is a problem that the generated smoothed curve is unnecessarily vibrated due to the influence of the measurement point p i .

【0067】例えば図7において、後述のような本実施
の形態による重み付け適正化処理を経て得られる平滑化
曲線が曲線K1となるのに対して、従来の方法では測定
点pk+1 、pk+3 、pk+7 、pk+11の影響により平滑化
曲線が曲線K2のように振動した状態に生成される。
For example, in FIG. 7, a smoothing curve obtained through a weighting optimization process according to the present embodiment described later becomes a curve K1, whereas the conventional method measures points p k + 1 , p k Due to the influence of k + 3 , p k + 7 and p k + 11 , the smoothed curve is generated in a state of oscillating like the curve K2.

【0068】かかる問題を解決するための1つの方法と
して、上述のように自然スプライン関数の滑らかさを表
す(7)式における重み定数gを、重み定数wi に対し
て大きく設定する方法が考えられる。しかしながらこの
方法によると、生成される平滑化曲線があらゆる測定点
i から離れてしまい近似性が低下する問題がある。
[0068] As one method for solving such a problem, a weight constant g in the smoothness of the representative (7) of natural spline function as described above, is set larger method of relative weight constant w i thought Can be However, according to this method, there is a problem that the generated smoothed curve departs from every measurement point p i and the approximation is reduced.

【0069】そこでこの実施の形態では、上述の密度均
一化処理(ステップSP3)が施された各部分点列Sj
(以下、これらをそれぞれ部分点列Sj ′と呼ぶ)につ
いて、予め期待される平滑化曲線の振動に対する各測定
点pi の影響度をそれぞれ予想し、当該予想結果に基づ
いて振動に対する影響度の大きい測定点pi の重み定数
i の値を他の測定点pi に対する重み定数wi の値よ
りも小さくすることにより、平滑化曲線の振動を抑える
ようにしている。
Therefore, in this embodiment, each partial point sequence S j that has been subjected to the above-described density uniformization processing (step SP3)
(Hereinafter, these are respectively referred to as a partial point sequence S j ′), the degree of influence of each measurement point p i on the expected vibration of the smoothed curve is predicted, and the degree of influence on the vibration is determined based on the prediction result. by the large value of the weight constant w i of the measurement point p i of smaller than the value of the weight constant w i with respect to other measurement points p i, thereby suppressing the vibration of the smoothing curve.

【0070】ここでこのように平滑化曲線の振動に対す
る各測定点pi の影響度を予想する方法としては、期待
される平滑化曲線を近似する直線Lj (1≦j≦m)を
部分点列Sj ′ごとにそれぞれ算出し、各測定点pi
ら対応する直線Lj までの距離に基づいて、その距離が
大きい測定点pi ほど振動に対する影響度が大きいとす
る方法を用いることができる。そしてこのような直線L
j は、以下のようにして求めることができる。
Here, as a method of predicting the degree of influence of each measurement point p i on the vibration of the smoothed curve, a straight line L j (1 ≦ j ≦ m) approximating the expected smoothed curve is partially used. A method is used in which each point sequence S j ′ is calculated, and based on the distance from each measurement point p i to the corresponding straight line L j , the greater the distance between the measurement points p i, the greater the influence on vibration. Can be. And such a straight line L
j can be obtained as follows.

【0071】すなわち点群が3次元空間状で規定されて
いる場思、点群のもつ空間的な流れ(相関性)は、点群
を小さい空間で複数に区切ることで、線形の重回帰モデ
ル、すなわち各点との距離の2乗の総和が最小となる平
面で表現できる。
That is, when a point cloud is defined in a three-dimensional space, the spatial flow (correlation) of the point cloud is divided into a plurality of small spaces, and a linear multiple regression model That is, it can be represented by a plane on which the sum of the squares of the distances to each point is minimum.

【0072】特に、点群が3次元空間上で曲線を追跡す
るように配置されている場合、各小空間内の点群は、図
8に示すように、視点(現象変数)を変えて得られる線
形の重回帰モデルの交線として得ることができる。
In particular, when the point group is arranged so as to follow a curve in a three-dimensional space, the point group in each small space can be obtained by changing the viewpoint (phenomenon variable) as shown in FIG. Can be obtained as the intersection of the linear multiple regression model obtained.

【0073】具体的には、{(xi ,yi ,zi )}
(1≦i≦n)を空間点群とし、x、yを説明変数、z
を現象変数とする回帰平面Sz は、次式
Specifically, {(x i , y i , z i )}
(1 ≦ i ≦ n) is a spatial point group, x and y are explanatory variables, z
Is a regression plane Sz with

【0074】[0074]

【数12】 (Equation 12)

【0075】として与えられる。Is given as

【0076】ここで回帰係数α、βは、次式Here, the regression coefficients α and β are expressed by the following equations.

【0077】[0077]

【数13】 (Equation 13)

【0078】で与えられる連立方程式の解として算出す
ることができる。また回帰定数Kは、次式
Can be calculated as the solution of the simultaneous equations given by The regression constant K is given by

【0079】[0079]

【数14】 [Equation 14]

【0080】のように、Sz のx、y及びzのそれぞれ
に、xi 、yi 、zi (1≦i≦n)の平均値xAV、y
AV、zAVを代入することで求めることができる。
As described above, the average values x AV , y of x i , y i , z i (1 ≦ i ≦ n) are respectively assigned to x, y, and z of S z.
It can be obtained by substituting AV, the z AV.

【0081】同様にして、例えばy、zを説明関数、x
を現象関数とする回帰平面Sx は、次式
Similarly, for example, y and z are explained functions, x
Is a regression plane S x with

【0082】[0082]

【数15】 (Equation 15)

【0083】のようになる。そして回帰係数β′、γ
は、(13) 式と同様の連立方程式の解として求めること
ができ、回帰定数K′は、(14)式と同様の式から求め
ることができる。
Is as follows. And the regression coefficients β ', γ
Can be obtained as a solution of a simultaneous equation similar to the equation (13), and the regression constant K 'can be obtained from an equation similar to the equation (14).

【0084】ここで、点群が空間上で直線に近い曲線状
に配置されているのであれば、異なる視点(現象関数又
は説明関数)の変化によって生成される異なる回帰平面
のいずれによっても近似されると考えられる。すなわち
このような点群の空間配置を予測する直線Lは、異なる
視点での回帰平面の交線Sx ∩Sz として求められると
考えられる。
Here, if the point group is arranged in a curved line close to a straight line in space, it can be approximated by any of different regression planes generated by changes in different viewpoints (phenomenon functions or explanatory functions). It is thought that. That is, it is considered that the straight line L for predicting the spatial arrangement of such a point group is obtained as the intersection line S x ∩S z of the regression plane from different viewpoints.

【0085】従ってこのような直線Lは、次式Therefore, such a straight line L is expressed by the following equation.

【0086】[0086]

【数16】 (Equation 16)

【0087】として算出することができる。なお(16)
式においてθ1 〜θ4 は、次式
Can be calculated as (16)
In the equation, θ 1 to θ 4 are as follows:

【0088】[0088]

【数17】 [Equation 17]

【0089】として算出することができる。Can be calculated as

【0090】かかる原理に基づきCPU2は、平滑化曲
線生成処理手順RT1のステップSP4において、図9
に示す重み付け適正化処理手順RT3に従って、まず各
部分点列Sj ′のうちの1つの部分点列Sj ′につい
て、(16)式で与えられる直線L(=Lj )を計算する
(ステップSP21)。
Based on this principle, the CPU 2 determines in FIG. 9 in step SP4 of the smoothing curve generation processing procedure RT1.
Accordance weighting optimization procedure RT3 shown in, First, the 'one partial point sequence S j of the' respective parts point sequence S j, calculates (16) the straight line L given by formula (= L j) (step SP21).

【0091】続いてCPU2は、図9に示すように、そ
の部分点列Sj ′を形成する各測定点pi について、ス
テップSP21において算出した直線L(=Lj )から
の距離qi を上述の影響度として算出し、算出結果に基
づいて当該各測定点pi に対する重み定数wi の値をそ
れぞれ算出する(ステップSP22)。
Subsequently, as shown in FIG. 9, the CPU 2 calculates the distance q i from the straight line L (= L j ) calculated in step SP21 for each measurement point p i forming the partial point sequence S j ′. calculated as above influence, respectively calculates the value of the weight constant w i with respect to the respective measurement points p i based on the calculation result (step SP22).

【0092】この場合において重み定数wi は、測定点
i が直線L(=Lj )よりも遠いいほど小さくする必
要があり、この実施の形態においては、次式
In this case, the weighting constant w i needs to be smaller as the measurement point p i is farther from the straight line L (= L j ).

【0093】[0093]

【数18】 (Equation 18)

【0094】のようにして各測定点pi に対する重み定
数wi の値を算出している。
As described above, the value of the weight constant w i for each measurement point p i is calculated.

【0095】そしてCPU2は、他の部分点列Sj ′に
ついても同様の処理(ステップSP21及びステップS
P22)をそれぞれ行い、これにより密度均一化処理が
施された測定点列Sでなる測定点列S′(図3(c))
の全ての測定点pi について重み定数wi の値をそれぞ
れ適正な値に決定する。
Then, the CPU 2 performs the same processing for the other partial point sequence S j ′ (step SP 21 and step S 21).
P22), and a sequence of measurement points S ′ (FIG. 3 (c)) composed of the sequence of measurement points S subjected to the density uniformization process.
The values of the weight constants w i are determined to be appropriate values for all the measurement points p i .

【0096】(2−4)平滑化曲線生成処理(ステップ
SP5) 続いてCPU2は、上述のようにして重み定数wi の値
がそれぞれ算出された各測定点pi の位置データD1に
基づき、自然スプライン関数を利用して、測定点列S′
を平滑近似する平滑化曲線を生成する。これについて説
明する。
(2-4) Smoothing Curve Generation Processing (Step SP5) Subsequently, the CPU 2 calculates the value of the weighting constant w i as described above, based on the position data D1 of each measurement point p i . Using a natural spline function, a sequence of measurement points S ′
Is generated. This will be described.

【0097】一般的に自然スプライン関数f(x)は、
上述のように(1)式を満足する(2)式のように定義
される。しかしながらこのように定義された自然スプラ
イン関数f(x)には、以下の2つの制約がある。
In general, the natural spline function f (x) is
As described above, it is defined as Expression (2) that satisfies Expression (1). However, the natural spline function f (x) defined in this way has the following two restrictions.

【0098】すなわち第1の制約として、(2)式では
曲線を定義する自然スプライン関数f(x)がxの値に
対してyの値が一意に決定できなければ方程式が立てら
れない。従って曲線を定義する座標軸の取り方次第でy
が複数の値をとる多価関数については、f(x)が計算
できない。
That is, as a first constraint, in equation (2), an equation cannot be established unless the value of y is uniquely determined for the value of x in the natural spline function f (x) defining the curve. Therefore, y depends on how to set the coordinate axes that define the curve.
F (x) cannot be calculated for a multi-valued function that takes a plurality of values.

【0099】また第2の制約として、点列が平面上にな
いときには平滑化曲線も平面にのるとは限らないが、
(2)式ではこのような曲線を表現できない。
As a second restriction, when the point sequence is not on a plane, the smoothing curve is not necessarily on the plane.
Equation (2) cannot represent such a curve.

【0100】そこでこのCAD装置1の場合、かかる2
つの制約から逃れるために特願平11-72612号に開示され
た方法を用いて平滑化曲線を生成する。すなわちこのC
AD装置1では、自然スプライン関数をx、y及びz座
標のそれぞれについて同一パラメータでのベクタとして
表現(以下、このような自然スプライン関数をパラメト
リック自然スプライン関数と呼ぶ)すると共に、x、y
及びz座標の各パラメトリック自然スプライン関数をそ
れぞれの目的関数を最小化するように独立に決定するよ
うにする。
Therefore, in the case of the CAD apparatus 1, the 2
A smoothing curve is generated using the method disclosed in Japanese Patent Application No. 11-72612 in order to escape the two constraints. That is, this C
The AD device 1 expresses the natural spline function as a vector with the same parameters for each of the x, y, and z coordinates (hereinafter, such a natural spline function is referred to as a parametric natural spline function), and the x, y
, And each parametric natural spline function of the z coordinate is determined independently so as to minimize the respective objective function.

【0101】この場合自然スプライン関数をx、y及び
z座標のそれぞれについて同一パラメータでのベクタと
して表現するということは、自然スプライン関数をx、
yとは独立したパラメータtを用いて表現し、さらにz
軸を含む3次元空間上に拡張するということを意味す
る。
In this case, expressing the natural spline function as a vector with the same parameters for each of the x, y, and z coordinates means that the natural spline function is expressed as x, y, and z.
expressed using a parameter t independent of y, and z
It means to expand on a three-dimensional space including the axis.

【0102】この結果上述の(1)式及び(2)式によ
り定義された自然スプライン関数は、次式
As a result, the natural spline function defined by the above equations (1) and (2) is

【0103】[0103]

【数19】 [Equation 19]

【0104】を満足する次式The following equation that satisfies

【0105】[0105]

【数20】 (Equation 20)

【0106】のように書き換えられる。なおこの(19)
式及び(20)式において、 t(*)は行列又はベクタ
(*)の転置行列又は転置ベクタを意味しており、以下
においても同様とする。
It is rewritten as follows. This (19)
In the expression and the expression (20), t (*) means the transposed matrix or transposed vector of the matrix or vector (*), and the same applies to the following.

【0107】またx、y及びz座標の各パラメトリック
自然スプライン関数f(t)をそれぞれの目的関数を最
小化するように独立に決定するということは、所望のパ
ラメトリック自然スプライン関数f(t)の最適値を、
x、y及びz座標の各目的関数をそれぞれ独立に最小化
することによって求解できることを意味する。ここで
x、y及びz座標の各目的関数は、次式
Determining the parametric natural spline functions f (t) of the x, y and z coordinates independently so as to minimize the respective objective functions means that the desired parametric natural spline function f (t) is Optimal value,
This means that it can be solved by minimizing each objective function of x, y and z coordinates independently. Here, each objective function of x, y and z coordinates is expressed by the following equation.

【0108】[0108]

【数21】 (Equation 21)

【0109】で定義されるσのことである。Is σ defined by

【0110】そして3次元空間上の点列{(Pi )}に
対するパラメトリック自然スプライン関数f(t)が、
目的関数σ(= t(σx ,σy ,σz ))のそれぞれを
最小化するだけで点列{(Pi )}に対して近似性及び
平滑性を満足する曲線を定義することができる(特願平
11-72612号を参照)。
Then, the parametric natural spline function f (t) for the point sequence {(P i )} on the three-dimensional space is
By simply minimizing each of the objective functions σ (= tx , σ y , σ z )), it is possible to define a curve that satisfies approximation and smoothness for the point sequence {(P i )}. Yes (Japanese Patent Application
11-72612).

【0111】ここでパラメトリック自然スプライン関数
f(t)もその表現形式がパラメトリックではない自然
スプライン関数と同一である。従って目的関数σ(= t
(σx ,σy ,σz ))のそれぞれの最小値は、パラメ
トリックではない例えば(2)式で与えられる自然スプ
ライン関数f(x)の(7)式で表される目的関数σの
最小値が(1)式及び(8)式で与えられる連立方程式
の解として得られる係数ai 、ci により実現されるの
と同様にして、次式
The expression form of the parametric natural spline function f (t) is the same as that of a non-parametric natural spline function. Therefore, the objective function σ (= t
x , σ y , σ z )) is the minimum of the objective function σ represented by the expression (7) of the natural spline function f (x) given by the expression (2) which is not parametric. Similarly to the case where the values are realized by the coefficients a i and c i obtained as the solutions of the simultaneous equations given by the equations (1) and (8),

【0112】[0112]

【数22】 (Equation 22)

【0113】により算出することができる。Can be calculated.

【0114】従って点列{(Pi )}に対するx、y及
びz座標についてのパラメトリック自然スプライン関数
f(t)は、(19)式及び(22)式を連立させて係数群
i、ci の値を求め、これを(20)式に代入すること
により得ることができる。
Accordingly, the parametric natural spline function f (t) for the x, y, and z coordinates for the point sequence {(P i )} is obtained by combining the equations (19) and (22) and setting the coefficient groups a i , c It can be obtained by finding the value of i and substituting this into equation (20).

【0115】そして実際上このような各係数ai 、ci
の値は、次式
In practice, such coefficients a i , c i
The value of

【0116】[0116]

【数23】 (Equation 23)

【0117】が成立することから、理論的には左辺の行
列Mの逆行列M-1を求めてこれを右辺の行列Qに乗算す
ることによって、実用的には掃き出し法などを用いて、
容易に求めることができる。
Since the following holds, theoretically, the inverse matrix M -1 of the matrix M on the left side is obtained and multiplied by the matrix Q on the right side.
It can be easily obtained.

【0118】かかる原理に基づきCPU2は、平滑化曲
線生成処理手順RT1のステップSP5において、測定
点列S′について、各測定点pi の位置データD1、各
重み付け適正化処理(ステップSP4)で算出したこれ
ら各測定点pi の重み定数wi の値及び(23)式に基づ
いて各係数ai 、ci の値を求め、これを(20)式に代
入することによりx、y及びz座標についてのパラメト
リック自然スプライン関数fx (t)、fy (t)、f
z (t)をそれぞれ求める。
[0118] CPU2 Based on such principle, calculated in the step SP5 of the smoothing curve generation procedure RT1, the measurement point sequence S ', the position data D1 of each measurement point p i, each weighting optimization process (step SP4) The values of the coefficients a i and c i are obtained based on the weight constant w i of each of the measured points p i and equation (23), and are substituted into equation (20) to obtain x, y and z. parametric natural spline function f x for the coordinate (t), f y (t ), f
z (t) is obtained.

【0119】(2−5)変換処理(ステップSP6) 続いてCPU2は、ステップSP5において得られた
x、y及びz座標についての各パラメトリック自然スプ
ライン関数f(t)(=fx (t),fy (t),fz
(t))を、それぞれ曲線長sをパラメータとするパラ
メトリックな自然スプライン関数(以下、これをsパラ
メトリック関数と呼ぶ)に変換する。この意味について
説明する。
[0119] (2-5) conversion processing (step SP6) Subsequently CPU2, each parametric natural spline function f of the obtained x, y and z-coordinate in the step SP5 (t) (= f x (t), f y (t), f z
(T)) is converted into a parametric natural spline function (hereinafter, referred to as an s parametric function) using the curve length s as a parameter. The meaning will be described.

【0120】上述のように3次元物体のエッジを複数の
測定点pi の位置として検出し、これら測定点pi の位
置データD1に基づいて自然スプライン関数を利用して
平滑化曲線を生成する場合、上述のような密度均一化処
理(ステップSP3)及び重み付け適正化処理(ステッ
プSP4)を予め施したとしても、生成される平滑化曲
線に空間的に細かい振動(以下、これをノイズと呼ぶ)
が発生する。
As described above, the edges of the three-dimensional object are detected as the positions of the plurality of measurement points p i , and a smoothing curve is generated using the natural spline function based on the position data D1 of these measurement points p i. In this case, even if the density equalization process (step SP3) and the weighting optimization process (step SP4) as described above are performed in advance, the generated smoothed curve has finely divided vibrations (hereinafter referred to as noise). )
Occurs.

【0121】このようなノイズを除去する方法として
は、例えば図11のように平滑化曲線K3における『変
曲点が頻発している区間』をノイズが発生している区間
(以下、これをノイズ区間AN と呼ぶ)と定義し、平滑
化曲線K3におけるこのようなノイズ区間AN を捜し出
して、このノイズ区間AN の曲線形状を図11において
一点鎖線で示すような滑らかな曲線形状に修正するノイ
ズ除去処理を行う方法が考えられる。
As a method of removing such noise, for example, as shown in FIG. 11, the “section where the inflection point frequently occurs” in the smoothing curve K3 as shown in FIG. section referred to as a N) and to define and locate such noise interval a N in smooth curves K3, modify the curve shape of the noise interval a N a smooth curve shape as shown by a one-dot chain line in FIG. 11 A method of performing a noise removal process is considered.

【0122】そして平滑化曲線における『変曲点が頻発
している区間』を検出する手法としては、平滑化曲線K
3上において『隣接する変曲点との距離が充分に近くな
ってしまっている変曲点列が存在する曲線区間』を捜し
出せば良い。
As a method for detecting the “section where inflection points frequently occur” in the smoothed curve, the smoothed curve K
3, a “curve section in which an inflection point sequence in which the distance to an adjacent inflection point is sufficiently short” may be found.

【0123】しかしながら(20)式で定義されたパラメ
トリック自然スプライン関数f(t)に対して解析処理
(例えばパラメータtについての微積分処理)を施して
も、平滑化曲線のもつ振動周波数や曲線長等の距離概念
に基づく特徴量を算出することができない。
However, even if the parametric natural spline function f (t) defined by the equation (20) is subjected to the analysis processing (for example, the calculus processing for the parameter t), the vibration frequency and the curve length of the smoothing curve are obtained. Cannot be calculated based on the distance concept.

【0124】そこでこの実施の形態の場合においては、
(20)式で定義されたパラメトリック自然スプライン関
数f(t)を、当該パラメトリック自然スプライン関数
f(t)が表現する平滑化曲線の一端からの曲線長(道
のり)sをパラメータとするsパラメトリック関数とし
て再定義するようにする。
Thus, in the case of this embodiment,
The parametric natural spline function f (t) defined by the equation (20) is converted into an s parametric function using a curve length (distance) s from one end of a smoothed curve represented by the parametric natural spline function f (t) as a parameter. To be redefined as

【0125】そしてこのようにすることによって距離概
念に基づく平滑化曲線の特徴量を抽出することができ、
例えば『隣接する変曲点との距離が充分に近くなってし
まっている変曲点列が存在する曲線区間』なども容易に
捜し出すことができるようになる。
By doing so, it is possible to extract the features of the smoothed curve based on the concept of distance.
For example, it is possible to easily find out, for example, a “curve section in which an inflection point sequence in which the distance to an adjacent inflection point is sufficiently short” exists.

【0126】ここでn個の節点の順序数0,1,……,
n−1を節点での値とするパラメータtで表現された
(2m−1)次元のパラメトリック自然スプライン関数
f(t)は、上述のように(20)式で定義できる。
Here, the ordinal numbers of the n nodes 0, 1,...
The (2m-1) -dimensional parametric natural spline function f (t) represented by the parameter t having n-1 as a value at the node can be defined by the equation (20) as described above.

【0127】そしてこのパラメトリック自然スプライン
関数f(t)は、曲線長sをパラメータとする次式
The parametric natural spline function f (t) is expressed by the following equation using the curve length s as a parameter.

【0128】[0128]

【数24】 (Equation 24)

【0129】で表されるsパラメトリック関数f
* (s)に変換することができる。なおこの(24)式に
おけるa0 、ci は、(24)式の自然スプライン関数と
しての性質((1)式)と、n個の各節点(この実施の
形態においては測定点列S′を形成する各測定点pi
を通過することから求めることができる。
The s parametric function f represented by
* Can be converted to (s). Note that a 0 and c i in the equation (24) are the property of the equation (24) as a natural spline function (equation (1)) and n nodes (in this embodiment, the measurement point sequence S ′ Measurement points p i )
Can be determined from passing through.

【0130】そしてこのsパラメトリック関数f
* (s)の開始節点(t=0)から任意の点tまでの曲
線長sは、次式
Then, this s parametric function f
* The curve length s from the start node (t = 0) of (s) to any point t is given by

【0131】[0131]

【数25】 (Equation 25)

【0132】に示すようなパラメータtの関数として定
義できる。
It can be defined as a function of the parameter t as shown below.

【0133】ここで実際にこのような積分計算を行うた
めに、また各節点での曲線長sの計算効率化のために、
開始節点から任意の節点区間〔i−1,i〕内の任意の
パラメータ値t(i−1<t≦i)までの曲線長s
(t,i−1,i)の計算式を次式
Here, in order to actually perform such an integral calculation and to improve the calculation efficiency of the curve length s at each node,
A curve length s from the start node to an arbitrary parameter value t (i-1 <t ≦ i) in an arbitrary node section [i-1, i].
The formula for calculating (t, i-1, i) is

【0134】[0134]

【数26】 (Equation 26)

【0135】のように書き換える。なお(26)式の被積
分関数Δs(t,i−1,i)は、曲線長sの微分商を
表している。
Is rewritten as follows. The integrand Δs (t, i−1, i) in equation (26) represents the differential quotient of the curve length s.

【0136】ここで複数の点での曲線長sを計算する
際、開始節点から近い順に計算するものとすると、(2
6)式の第1式右辺第1項の一部は、前の節点の計算で
求まっているために計算量を減らすことができ、また
(26)式の第1式右辺第2項は、隣接する節点区間内で
の積分であることから被積分関数Δs(t,i−1,
i)は切断条件をもたない冪関数の多項式に展開でき
る。実際Δs(t,i−1,i)は、次式
Here, when calculating the curve length s at a plurality of points, it is assumed that the calculation is performed in order from the closest to the starting node.
Part of the first term on the right side of the first equation of equation (6) can be reduced in calculation because it has been obtained by the calculation of the previous node, and the second term on the right side of the first equation of the equation (26) is Since the integration is performed within the adjacent node section, the integrand Δs (t, i−1,
i) can be expanded to a polynomial of a power function without a cutting condition. Actually, Δs (t, i−1, i) is given by the following equation.

【0137】[0137]

【数27】 [Equation 27]

【0138】のように求めることができる。It can be obtained as follows.

【0139】またΔs(t,i−1,i)におけるパラ
メータtについての1階の導関数D1(1) Δs(t,i
−1,i)及び2階の導関数D1(2) Δs(t,i−
1,i)は、それぞれ次式
The first-order derivative D1 (1) Δs (t, i) for the parameter t in Δs (t, i−1, i)
−1, i) and the second-order derivative D1 (2) Δs (t, i−
1, i) are given by

【0140】[0140]

【数28】 [Equation 28]

【0141】[0141]

【数29】 (Equation 29)

【0142】のようになる。Is as follows.

【0143】そしてΔs(t,i−1,i)は、これら
(28)式及び(29)式を用いることで、区間(i−1,
1)内の任意の点hにおいて、次式
Then, Δs (t, i−1, i) is calculated by using the equations (28) and (29) to obtain the interval (i−1, i−1, i).
At any point h in 1), the following equation

【0144】[0144]

【数30】 [Equation 30]

【0145】で与えられる2次の近似関数Δs* (t,
i−1,i,h)によって近似できる。なおΔs(t,
i−1,i)は、パラメータtに関してほぼ2次の関数
であるため、3次以上の多項式近似は無意味である。
A quadratic approximation function Δs * (t,
i-1, i, h). Note that Δs (t,
Since i−1, i) is a substantially quadratic function with respect to the parameter t, a polynomial approximation of order 3 or higher is meaningless.

【0146】そしてこの近似関数Δs* (t,i−1,
i,h)を用いることによって、その積分手続き(3次
関数の係数計算)を予め設定しておくことができ、通常
のプログラミング言語によって記述することができる。
The approximation function Δs * (t, i−1,
By using (i, h), the integration procedure (calculation of the coefficient of the cubic function) can be set in advance, and can be described by an ordinary programming language.

【0147】ただし多項式近似は展開の基準点hの近傍
から外れるほど精度が下がるため、節点区間〔i−1,
i〕での曲線長を計算する場合には、十分な数の分割点
で近似関数を計算し、積分する必要がある。つまり節点
区間〔i−1,i〕での曲線長s(i−1,i)は、次
However, since the accuracy of the polynomial approximation decreases as the distance from the vicinity of the expansion reference point h decreases, the node section [i−1,
When calculating the curve length in [i], it is necessary to calculate and integrate an approximation function at a sufficient number of division points. That is, the curve length s (i-1, i) in the node section [i-1, i] is given by the following equation.

【0148】[0148]

【数31】 (Equation 31)

【0149】によって近似計算できる。Approximate calculation is possible.

【0150】さらにこの(31)式を用いて(20)式のよ
うにパラメータtで表現されたパラメトリック関数の開
始節点から各節点pi (=(xi ,yi ,zi ),i=
0,1,2,……,n−1)までの曲線長si は、次式
Further, using this equation (31), each node p i (= (x i , y i , z i ), i = 3) from the start node of the parametric function represented by the parameter t as in equation (20)
The curve length s i up to 0, 1, 2,...

【0151】[0151]

【数32】 (Equation 32)

【0152】によって計算できる。Can be calculated by

【0153】そしてこの結果得られた節点の曲線長si
の列s0 ,s1 ,……,sn-1 を節点(xi ,yi ,z
i ),i=0,1,……n−1のデータ列とし、これら
節点を全て通過点(近似度=1)する自然スプライン関
数を従来の自然スプライン関数の計算手続きにより算出
することによって、元の(20)式で与えられるパラメト
リック自然スプライン関数f(t)を曲線長sをパラメ
ータとするsパラメトリック関数に変換することができ
る。
The resulting curve length s i of the node is
S 0 , s 1 ,..., S n−1 are connected to nodes (x i , y i , z
i ), i = 0, 1,..., n−1, and a natural spline function that passes through all these nodes (degree of approximation = 1) is calculated by a conventional natural spline function calculation procedure. The parametric natural spline function f (t) given by the original equation (20) can be converted into an s parametric function using the curve length s as a parameter.

【0154】かかる原理に基づきCPU2は、(32)式
に基づいてそれぞれ測定点pi でなる各節点までの曲線
長si を順次求め、得られた節点の曲線長si の列
0 ,s1 ,……,sn-1 を曲線長sの節点のデータ列
として、これら節点を全て通過(wi =1)するsパラ
メトリック関数f* (s)を従来の自然スプライン関数
の計算手法を用いて算出する。
[0154] CPU2 based on such principles, (32) sequentially obtains the curve length s i to each node, each made at the measurement point p i on the basis of the equation, the column of the curve length s i of the obtained node s 0, s 1, ......, a s n-1 as the data string of the nodes of the curve length s, passes all of these nodes a (w i = 1) to s parametric function f * (s) calculation method of conventional natural spline function Is calculated using

【0155】(2−6)ノイズ除去処理(ステップSP
7) 続いてCPU2は、上述の変換処理(ステップSP6)
において得られたsパラメトリック関数f* (s)に対
して、図12に示すノイズ除去処理手順RT4に従っ
て、sパラメトリック関数f* (s)により表現される
平滑化曲線に生じた不要なノイズを除去するためのノイ
ズ除去処理を施す。これについて、その手順に沿って以
下に説明する。
(2-6) Noise Removal Processing (Step SP)
7) Subsequently, the CPU 2 performs the above-described conversion processing (step SP6).
In accordance with the noise removal processing procedure RT4 shown in FIG. 12, unnecessary noise generated in the smoothing curve represented by the s parametric function f * (s) is removed from the s parametric function f * (s) obtained in. To remove noise. This will be described below along the procedure.

【0156】なお以下においては、x、y及びz座標に
ついての各sパラメトリック関数f* x (s)、f* y
(s)、f* z (s)に対する処理は同じであるため、
対象とするsパラメトリック関数f* x (s)、f* y
(s)、f* z (s)をD0(s)と表すものとする。
In the following, each s parametric function f * x (s), f * y for x, y and z coordinates
Since the processing for (s) and f * z (s) is the same,
S parametric function f * x (s), f * y
(S) and f * z (s) are represented as D0 (s).

【0157】(2−6−1)ノイズ区間検出処理(ステ
ツプSP31) CPU2は、まず変換処理(ステップSP6)により得
られたsパラメトリック関数D0(s)を解析すること
により、『隣接する変曲点との距離が充分に近くなって
しまっている変曲点列が存在する曲線区間』であるノイ
ズ区間AN (図13(A))を検出する。
(2-6-1) Noise Section Detection Processing (Step SP31) First, the CPU 2 analyzes the s parametric function D0 (s) obtained by the conversion processing (step SP6) to obtain “adjacent inflections”. A noise section A N (FIG. 13A), which is a curve section in which an inflection point sequence having a sufficiently short distance from a point exists.

【0158】この場合このようなノイズ区間AN の検出
手法として、微分を用いた解析処理を適用することがで
きる。すなわちsパラメトリック関数D0(s)によっ
て図13(A)に示すような平滑化曲線K10が表現さ
れる場合、このsパラメトリック関数D0(s)の1階
の導関数D1(s)は図13(B)に示すような曲線K
11を表わす関数となり、次式
In this case, as a method of detecting such a noise section A N , analysis processing using differentiation can be applied. That is, when the smoothing curve K10 as shown in FIG. 13A is represented by the s-parametric function D0 (s), the first-order derivative D1 (s) of the s-parametric function D0 (s) is represented by FIG. Curve K as shown in B)
11 is a function representing

【0159】[0159]

【数33】 [Equation 33]

【0160】で与えられる2階の導関数D2(s)はm
=2の時、図13(C)のような折れ線K12を表す関
数となる。
The derivative D2 (s) of the second order given by
When = 2, it is a function representing a broken line K12 as shown in FIG.

【0161】ここでこの図13(C)の折れ線K12と
横軸との交点は、図13(A)の平滑化曲線K10にお
ける各変曲点とそれぞれ対応する。従ってこの折れ線K
12と横軸との交点の座標を順次検出することによっ
て、これら各交点の座標に基づいて『隣接する変曲点と
の距離が充分に近くなってしまっている変曲点列が存在
する曲線区間』を検出することができる。
Here, the intersection of the broken line K12 in FIG. 13C and the horizontal axis corresponds to each inflection point in the smoothed curve K10 in FIG. 13A. Therefore, this broken line K
By sequentially detecting the coordinates of the intersection of the intersection 12 and the horizontal axis, based on the coordinates of each of these intersections, the “curve where there is an inflection point sequence whose distance to an adjacent inflection point is sufficiently short” exists. Section ”can be detected.

【0162】かかる原理に基づきCPU2は、変換処理
(ステップSP6)により得られたsパラメトリック関
数D0(s)の1階の導関数D1(s)及び2階の導関
数D2(s)をそれぞれ算出すると共に、得られた2階
の導関数D2(s)の値が「0」となるパラメータsの
値を順次検出する。
Based on this principle, the CPU 2 calculates the first-order derivative D1 (s) and the second-order derivative D2 (s) of the s parametric function D0 (s) obtained by the conversion process (step SP6), respectively. At the same time, the value of the parameter s at which the value of the obtained second-order derivative D2 (s) becomes “0” is sequentially detected.

【0163】そしてCPU2は、かくして得られたパラ
メータsの値に基づいて、『隣接する変曲点との距離が
充分に近くなってしまっている変曲点列が存在する区
間』をノイズ区間AN として検出する。
Then, based on the value of the parameter s obtained in this way, the CPU 2 determines the “section in which the inflection point sequence whose distance to the adjacent inflection point is sufficiently short” exists in the noise section A Detect as N.

【0164】(2−6−2)新2階導関数生成処理(ス
テツプSP32) 続いてCPU2は、可能な限り元の平滑化曲線K10の
曲線形状を保存しながら各ノイズ区間AN のノイズを除
去するための新たな2階の導関数D2a(s)を生成す
る。これについて以下に説明する。
(2-6-2) New Second Derivative Function Generation Processing (Step SP32) Subsequently, the CPU 2 reduces the noise of each noise section A N while preserving the original smoothed curve K10 as much as possible. Generate a new second derivative D2a (s) for elimination. This will be described below.

【0165】まず上述のようにノイズ区間AN を検出す
ることができれば、あとはこのノイズ区間AN 内の変曲
点の数を「0」とするように、2階の導関数D2(s)
におけるノイズ区間AN の開始点(sst,D2
(sst))及び終了点(sed,D2(sed))間を直線
に置き換えるなどして図13(D)に示すような新たな
2階の導関数D2a(s)を生成した後、これを2重積
分処理することにより、図13(F)に示すようなノイ
ズ除去された新たなsパラメトリック関数D0a(s)
を得ることができる。実際上、本実施の形態において
も、後述のようにこのような手順によりノイズ除去処理
を行うようにしている。
First, if the noise section A N can be detected as described above, the second-order derivative D2 (s) is set so that the number of inflection points in this noise section A N is set to “0”. )
Starting point of the noise interval A N in (s st, D2
(S st )) and a new second-order derivative D2a (s) as shown in FIG. 13D by replacing the end point (s ed , D2 (s ed )) with a straight line, etc. By performing a double integration process on this, a new s-parametric function D0a (s) from which noise has been removed as shown in FIG.
Can be obtained. Actually, also in the present embodiment, the noise removal processing is performed according to such a procedure as described later.

【0166】しかしながら例えばノイズ区間AN の開始
点及び終了点における2階の導関数D2(s)の各値D
2(sst)及びD2(sed)が異なる符号の場合、sパ
ラメトリック関数D0(s)におけるノイズ区間AN
外の部分について元の曲線形状を可能な限り保存するた
めには、当該ノイズ区間AN 内に有意味な変曲点を1つ
存在させる必要がある。
However, for example, each value D2 of the second-order derivative D2 (s) at the start point and end point of the noise section A N
When 2 (s st ) and D2 (s ed ) have different codes, in order to preserve as much as possible the original curve shape for the portion other than the noise section A N in the s parametric function D0 (s), the noise section it is necessary to present a meaningful inflection point one in a N.

【0167】従って新たな2階の導関数D2a(s)を
生成する際の方針(以下、これを改善方針と呼ぶ)とし
ては、各ノイズ区間AN について、それぞれその開始点
及び終了点における2階の導関数D2(s)の各値D2
(sst)及びD2(sed)の符号に基づいて、これらD
2(sst)及びD2(sed)が同じ符号である場合には
ノイズ区間AN の変曲点の数を「0」とし、D2
(sst)及びD2(sed)が異なる符号である場合には
ノイズ区間AN の変曲点の数を「1」とすれば良いこと
が分かる。
[0167] Thus the new second derivative D2a (s) policy when generating a (hereinafter, this is referred to as an improved policy), 2 for each noise interval A N, at the start and end points, respectively Each value D2 of the derivative D2 (s) of the order
(S st ) and D2 (s ed )
2 (s st ) and D2 (s ed ) have the same sign, the number of inflection points in the noise section A N is set to “0”, and D2
When (s st ) and D2 (s ed ) have different codes, it can be seen that the number of inflection points in the noise section A N may be set to “1”.

【0168】またこのようにノイズ区間AN に含まれる
変曲点の数を「0」又は「1」にする方法としては、2
階の導関数D2(s)における当該ノイズ区間AN を何
らかの直線の関数に置換する方法が考えられる。
As a method for setting the number of inflection points included in the noise section A N to “0” or “1” as described above,
A method of replacing the noise section A N in the derivative D2 (s) of the order with a function of some straight line is conceivable.

【0169】ところが2階の導関数D2(s)における
ノイズ区間AN をその前後の関数を考慮することなく適
当な直線の関数に置換すると、平滑化曲線K10のノイ
ズ区間AN 以外の部分に悪影響が生じ、ノイズ区間AN
以外の部分において元の曲線形状を保存できなくなる問
題がある。
However, if the noise section A N in the second-order derivative D2 (s) is replaced by an appropriate straight line function without considering the functions before and after the noise section A N , the smoothed curve K10 has a portion other than the noise section A N. An adverse effect occurs and the noise section A N
There is a problem that the original curve shape cannot be preserved in portions other than.

【0170】そこで本願実施の形態においては、可能な
限り元の平滑化曲線K10の曲線形状を保存しながらノ
イズを除去するため、以下の方法により新たな2階の導
関数D2a(s)を生成するようにする。
Therefore, in the present embodiment, a new second-order derivative D2a (s) is generated by the following method in order to remove noise while preserving the original smoothing curve K10 as much as possible. To do it.

【0171】すなわち2階の導関数D2(s)のノイズ
区間AN の開始点及び終了点における値D2(sst)及
びD2(sed)をそれぞれ変数α及びβとして、ノイズ
区間AN の前後について新たな2階の導関数D2a
(s)を次式
That is, the values D2 (s st ) and D2 (s ed ) at the start point and end point of the noise section A N of the second derivative D2 (s) are defined as variables α and β, respectively, and the noise section A N New second-order derivative D2a before and after
(S) is

【0172】[0172]

【数34】 (Equation 34)

【0173】で与える図13(D)に示すような関数と
定義する。
The function is defined as shown in FIG.

【0174】なおこの(34)式においてεは、ノイズ区
間AN の外側から、2階の導関数D2(s)の変更が掛
からないようにする領域までの距離である。この場合に
おいて、元の平滑化曲線K10から滑らかな曲線として
ノイズを除去するためには、新たな2階の導関数D2a
(s)も急激な変化をしない(滑らかな)連続関数であ
る必要があるため、εとしては、曲線の形状変更の範囲
をさほど大きくしない程度であると同時に、ある程度の
大きさを設定する必要がある。
In the equation (34), ε is a distance from the outside of the noise section A N to a region where the second-order derivative D2 (s) is not changed. In this case, to remove noise as a smooth curve from the original smoothed curve K10, a new second-order derivative D2a
Since (s) also needs to be a (smooth) continuous function that does not change abruptly, it is necessary to set ε to a degree that does not significantly increase the range of curve shape change, and at the same time, to some extent. There is.

【0175】そして(34)式のように定義された新たな
2階の導関数D2a(s)を2重積分して新たなノイズ
除去された新たな平滑化曲線K10′を表すsパラメト
リック関数D0a(s)を生成する場合において、元の
平滑化曲線K10の曲線形状を可能な限り保存するため
には、s=sed+ε及びs=sst−εにおいて、元のs
パラメトリック関数D0(s)と新たなsパラメトリッ
ク関数D0a(s)とを完全に一致させ、かつ元のsパ
ラメトリック関数D0(s)の1階の導関数D1(s)
と新たなsパラメトリック関数D0(s)の1階の導関
数D1a(s)とをも完全に一致させれば良い。
The s parametric function D0a expressing a new noise-removed new smoothing curve K10 'by double integrating the new second-order derivative D2a (s) defined as in the equation (34). In the case of generating (s), in order to preserve the curve shape of the original smoothed curve K10 as much as possible, at s = sed + ε and s = sst− ε, the original s
The parametric function D0 (s) completely matches the new s-parametric function D0a (s), and the first-order derivative D1 (s) of the original s-parametric function D0 (s)
What is necessary is that the first order derivative D1a (s) of the new s-parametric function D0 (s) also completely match.

【0176】そしてこのような条件が成り立つ場合、D
2a(s)の定義の最後の条件から次式
When such a condition is satisfied, D
From the last condition of the definition of 2a (s),

【0177】[0177]

【数35】 (Equation 35)

【0178】の連立方程式が成り立ち、この連立方程式
から変数α及びβの値を求めることができる。従ってこ
の(35)式の連立方程式を解いてα及びβを求め、これ
らを(34)式に代入することにより、新たな2階の導関
数D2a(s)を得ることができる。
The simultaneous equations are established, and the values of the variables α and β can be obtained from the simultaneous equations. Accordingly, by solving the simultaneous equations of equation (35) to obtain α and β, and substituting these into equation (34), a new second-order derivative D2a (s) can be obtained.

【0179】ただしこの場合において、(35)式の連立
方程式を解くことにより得られたα及びβが上述の改善
方針に沿っているか否かを判定する必要がある。
However, in this case, it is necessary to determine whether α and β obtained by solving the simultaneous equations of equation (35) are in accordance with the above-described improvement policy.

【0180】そしてこのような判定は、(35)式の連立
方程式を解くことにより得られたα及びβが次式
[0180] Such determination is based on the fact that α and β obtained by solving the simultaneous equations of equation (35) are as follows:

【0181】[0181]

【数36】 [Equation 36]

【0182】を満足か否かを判定することにより行うこ
とができる。
Can be determined by determining whether or not the above condition is satisfied.

【0183】そしてα及びβが(36)式を満足しない場
合には、曲線形状の変形量として許容できる範囲内にお
いてノイズ区間AN の範囲を少しずつ拡大してゆき、
(36)式を満足するα及びβの値が得られた段階でその
値を(34)式に代入することにより、所望する新たな2
階の導関数D2a(s)を得ることができる。
If α and β do not satisfy the expression (36), the range of the noise section A N is gradually increased within a range allowable as the amount of deformation of the curve shape.
When the values of α and β satisfying the expression (36) are obtained, the values are substituted into the expression (34) to obtain a desired new 2
The derivative of the order D2a (s) can be obtained.

【0184】かかる原理に基づきCPU2は、ノイズ除
去処理手順RT4(図12)のステップSP33におい
て、まず1つのノイズ区間AN について、新たな2階の
導関数D2a(s)を(34)式として定義すると共に、
(35)式の連立方程式を解くことによりα及びβを求め
る。
On the basis of this principle, the CPU 2 firstly sets a new second-order derivative D2a (s) for one noise section A N in equation (34) in step SP33 of the noise removal processing procedure RT4 (FIG. 12). Define
Α and β are obtained by solving the simultaneous equations of equation (35).

【0185】さらにCPU2は、このα及びβが(36)
式を満足するか否か判定し、肯定結果を得た場合にはこ
れらα及びβを(34)式に代入することにより、新たな
2階の導関数D2a(s)を決定する。
Further, the CPU 2 determines that α and β are (36)
It is determined whether or not the expression is satisfied, and if a positive result is obtained, a new second-order derivative D2a (s) is determined by substituting α and β into Expression (34).

【0186】これに対してCPU2は、否定結果を得た
場合にはノイズ区間AN の開始点の値sの値sstを僅か
に減少させると共に終了点のsの値sedを僅かに増加さ
せるようにしてノイズ区間AN を拡大する。
On the other hand, if a negative result is obtained, the CPU 2 slightly decreases the value s st of the value s st at the start point of the noise section A N and slightly increases the value s s of the value s ed at the end point. So that the noise section A N is expanded.

【0187】さらにCPU2は、この後再び(35)式の
方程式を解くことによりα及びβを求め、さらにこのα
及びβが(36)式を満足するか否かを判定する。そして
CPU2は、(36)式を満足するα及びβが得られるま
で曲線形状の変形量として許容できる範囲内において同
じ処理を繰り返す。
Then, the CPU 2 obtains α and β by solving the equation (35) again.
And β satisfy the equation (36). Then, the CPU 2 repeats the same processing as long as α and β satisfying the expression (36) are obtained within a range allowable as the amount of deformation of the curved shape.

【0188】そしてCPU2は、やがてこの範囲内で
(36)式を満足するα及びβを得ると、これらα及びβ
を(34)式に代入し、これによりそのノイズ区間AN
ついての新たな2階の導関数D2a(s)を生成する。
またCPU2は、この範囲内で(36)式を満足するα及
びβを得られなかった場合には、このノイズ区間AN
対するノイズ除去処理を中止する。
Then, the CPU 2 eventually obtains α and β satisfying the expression (36) within this range, and then obtains α and β.
Into the equation (34), thereby generating a new second-order derivative D2a (s) for the noise section A N.
The CPU2, if not got to α and β satisfying the expression (36) within this range, stops the noise removal processing for the noise interval A N.

【0189】さらにCPU2は、他のノイズ区間AN
ついても同様の処理を順次実行し、これにより各ノイズ
区間AN についての新たな2階の導関数D2a(s)を
それぞれ生成する。
Further, the CPU 2 sequentially executes the same processing for the other noise sections A N , thereby generating a new second-order derivative D2a (s) for each noise section A N.

【0190】(2−6−3)新曲線生成処理(ステップ
SP33) 続いてCPU2は、各ノイズ区間AN について、上述の
ようにして得られた新たな2階の導関数D2a(s)を
2重積分処理することにより、図13(A)に示す元の
sパラメトリック関数D0(s)からノイズを除去して
なる図13(F)に示すようなsパラメトリック関数D
0a(s)を生成する。
(2-6-3) New Curve Generation Process (Step SP33) Subsequently, for each noise section A N , the CPU 2 calculates the new second-order derivative D2a (s) obtained as described above. By performing double integration processing, the s parametric function D0 (s) shown in FIG. 13 (F) is obtained by removing noise from the original s parametric function D0 (s) shown in FIG. 13 (A).
0a (s) is generated.

【0191】この場合新たな2階の導関数D2a(s)
の原始関数のうち、元のsパラメトリック関数D0
(s)とノイズ区間AN 以外で同一の新たなsパラメト
リック関数D0a(s)の1階の導関数D1a(s)
は、当然元の1階の導関数D1(s)と完全に一致する
ことから、次式
In this case, a new second-order derivative D2a (s)
S parametric function D0 among the primitive functions of
(S) and the first derivative D1a (s) of the same new s-parametric function D0a (s) except for the noise section A N
Is, of course, completely identical to the original first-order derivative D1 (s).

【0192】[0192]

【数37】 (37)

【0193】のように定義できる。The definition can be made as follows.

【0194】また元の曲線とノイズ区間AN 以外で同一
の新たなsパラメトリック関数D0a(s)は、当然元
のsパラメトリック関数D0(s)と完全に一致するこ
とから、次式
Since the new s-parametric function D0a (s) identical to the original curve except for the noise section A N naturally completely matches the original s-parametric function D0 (s), the following equation is obtained.

【0195】[0195]

【数38】 (38)

【0196】のように定義される。Is defined as follows.

【0197】かかる原理に基づきCPU2は、ステップ
SP34において、(37)式に(34)式で定義された新
たな2階の導関数D2a(s)を代入することによって
新たな1階の導関数D1a(s)を求め、さらにこれを
(38)式に代入することによってsパラメトリック関数
D0a(s)を算出する。
On the basis of this principle, the CPU 2 substitutes the new first-order derivative D2a (s) defined by the equation (34) into the equation (37) in step SP34 to thereby obtain a new first-order derivative. D1a (s) is obtained and further substituted into the equation (38) to calculate the s-parametric function D0a (s).

【0198】(2−6−4)ノイズ除去処理の具体例 なお以下に、ノイズ区間AN を検出した後の上述のよう
な一連の手順(ステップSP32及びステップSP3
3)によるノイズ除去処理の具体的な例を示す。
[0198] (2-6-4) Specific examples of the noise removal processing noted below, a series of steps as described above after the detection of the noise interval A N (step SP32 and step SP3
A specific example of the noise removal processing according to 3) will be described.

【0199】ここでこの例では、処理を簡易化させるた
め、sパラメトリック関数D0(s)の次数の制限、節
点間の曲線長si に関する制限及びノイズ区間AN に関
する制限の3つの制限を設けるものとする。
[0199] Here, in this example, in order to simplify the process, s the order of the limit of the parametric function D0 (s), provided three restriction restriction on the limits and noise interval A N about the curve length s i between nodes Shall be.

【0200】すなわちsパラメトリック関数D0(s)
の次数の制限として、次数を3とする。この場合次数3
は、曲線の曲率に対する制御が可能なスプライン関数の
最小次数である。また次数を3とすることによって、s
パラメトリック関数D0(s)の2階の導関数D2
(s)は図13(C)に示すような折れ線K12とな
り、変曲点の有無を節点での2階の導関数D2(s)の
値の符号判定だけで行うことができるようになる。
That is, the s parametric function D0 (s)
Is set to 3 as a limit of the order of. In this case, degree 3
Is the minimum order of the spline function that can control the curvature of the curve. By setting the order to 3, s
Second order derivative D2 of parametric function D0 (s)
(S) becomes a polygonal line K12 as shown in FIG. 13 (C), and the presence or absence of an inflection point can be determined only by the sign determination of the value of the second-order derivative D2 (s) at the node.

【0201】また節点間の曲線長si に関する制限とし
て、各節点間の曲線長si が等しいものとする。また任
意の節点間の距離〔sn −sn-1 〕をεとする。
[0201] As limitations on the curve length s i between nodes, it is assumed the curve length s i between each node are equal. Further, the distance [s n -s n-1 ] between arbitrary nodes is set to ε.

【0202】さらにノイズ区間AN に関する制限とし
て、節点を両端点とするものとする。また曲線形状を保
存する曲線部分までの距離εを節点1つ分とするように
する。
Further, as a restriction on the noise section A N , it is assumed that nodes are both end points. In addition, the distance ε to the curve part where the curve shape is stored is set to one node.

【0203】このような制限の結果、上述のようにノイ
ズが除去されたノイズ区間AN 〔sst,sed〕の端点で
の2階の導関数値α及びβは、それぞれ次式
As a result of such a restriction, the second-order derivative values α and β at the end points of the noise section A N [s st , s ed ] from which noise has been removed as described above are expressed by the following equations, respectively.

【0204】[0204]

【数39】 [Equation 39]

【0205】[0205]

【数40】 (Equation 40)

【0206】のようになる。The following is obtained.

【0207】ここでκ1 〜κ4 は、それぞれ次式Here, κ 1 to κ 4 are represented by the following equations, respectively.

【0208】[0208]

【数41】 [Equation 41]

【0209】[0209]

【数42】 (Equation 42)

【0210】[0210]

【数43】 [Equation 43]

【0211】[0211]

【数44】 [Equation 44]

【0212】で与えらる。またεは等間隔の節点間の曲
線長である。
Is given by Ε is the length of the curve between equally spaced nodes.

【0213】そしてこれら(41)式〜(44)式を(39)
式及び(40)式に代入することにより得られるα及びβ
が(36)式を満足した場合、ノイズ除去された新たなs
パラメトリック関数D0a(s)は、α及びβを用いて
次式
Then, the equations (41) to (44) are replaced with the equation (39).
Α and β obtained by substituting into equations (40)
Satisfies the equation (36), a new s from which noise is removed
The parametric function D0a (s) is expressed by the following equation using α and β.

【0214】[0214]

【数45】 [Equation 45]

【0215】のようになる。Is as follows.

【0216】なおν1 〜ν12はそれぞれ次式Note that ν 1 to ν 12 are represented by the following equations, respectively.

【0217】[0219]

【数46】 [Equation 46]

【0218】[0218]

【数47】 [Equation 47]

【0219】[0219]

【数48】 [Equation 48]

【0220】[0220]

【数49】 [Equation 49]

【0221】[0221]

【数50】 [Equation 50]

【0222】[0222]

【数51】 (Equation 51)

【0223】[0223]

【数52】 (Equation 52)

【0224】[0224]

【数53】 (Equation 53)

【0225】[0225]

【数54】 (Equation 54)

【0226】[0226]

【数55】 [Equation 55]

【0227】[0227]

【数56】 [Equation 56]

【0228】[0228]

【数57】 [Equation 57]

【0229】で表される。Are represented by

【0230】ここで注意することは、(45)式が有効で
あるのは、(39)式及び(40)式から計算されたα及び
βが(36)式を満足する場合に限られることである。
(36)式を満足しない場合には、ノイズ区間AN を距離
εずつその左右を適当な範囲内で拡張してやれば良い。
このような付帯的な配慮をしながら(46)式〜(57)式
を用いることによって、ノイズ除去した平滑化曲線K1
0′を生成することができる。
It should be noted that equation (45) is effective only when α and β calculated from equations (39) and (40) satisfy equation (36). It is.
If the expression (36) is not satisfied, the noise section A N may be extended by a distance ε on the right and left sides within an appropriate range.
By using the equations (46) to (57) while taking such incidental considerations into account, the noise-removed smoothing curve K1
0 'can be generated.

【0231】実際、例えばxy平面上で図14(A)に
示すような曲線K20を表現するsパラメトリック関数
D0(s)に対して上述のノイズ除去処理を施したとこ
ろ、得られた新たなsパラメトリック関数D0a(s)
の曲線として図14(B)のような曲線K20′を得る
ことができた。
Actually, when the above-described noise removal processing is performed on the s parametric function D0 (s) expressing the curve K20 as shown in FIG. 14A on the xy plane, for example, a new s obtained is obtained. Parametric function D0a (s)
A curve K20 'as shown in FIG.

【0232】従ってこの図14(A)及び図14(B)
からも明らかなように、上述のノイズ除去処理を行うこ
とによって、元の平滑化曲線からノイズを除去した改良
版としての曲線を生成することができることが確認でき
た。
Therefore, FIGS. 14A and 14B
As is clear from the above, it was confirmed that by performing the above-described noise removal processing, a curve as an improved version in which noise was removed from the original smoothed curve could be generated.

【0233】(2−7)B−スプライン曲線生成処理
(ステップSP8) 続いてCPU2は、平滑化曲線生成処理手順RT1のス
テップSP8において、上述のようにして生成したノイ
ズ除去処理が施されたx、y及びz座標についての各s
パラメトリック関数D0a(s)に基づいて、当該sパ
ラメトリック関数D0a(s)により表現される平滑化
曲線K10′上の各測定点(節点)pi間の補助点の座
標をランダムに求め、これら求めた補助点上を通るB−
スプライン曲線を算出する。
(2-7) B-Spline Curve Generation Processing (Step SP8) Subsequently, in step SP8 of the smoothing curve generation processing procedure RT1, the CPU 2 executes the noise removal processing generated as described above. S for the, y and z coordinates
Based on the parametric function D0a (s), the coordinates of auxiliary points between each measurement point (node) p i on the smoothed curve K10 ′ expressed by the s parametric function D0a (s) are randomly determined, and these are determined. B- passing over the auxiliary point
Calculate the spline curve.

【0234】そしてCPU2は、このようなB−スプラ
イン曲線の計算を各測定点pi 間ごとにそれぞれ行い、
得られた各B−スプライン曲線をCRT7に表示させた
後、ステップSP9に進んでこの平滑化曲線生成処理手
順RT1を終了する。
Then, the CPU 2 calculates such a B-spline curve for each measurement point p i ,
After displaying each of the obtained B-spline curves on the CRT 7, the process proceeds to step SP9, where the smoothed curve generation processing procedure RT1 is completed.

【0235】(3)本実施の形態の動作及び効果 以上の構成において、このCAD装置1のCPU2は、
外部機器である3次元測定装置から供給される3次元物
体のエッジを表す各測定点pi の位置データD1に基づ
いて、まず各測定点pi を空間的な流れに沿ってソート
する(ステップSP2)。
(3) Operation and Effect of the Embodiment In the above configuration, the CPU 2 of the CAD device 1
Based from an external device 3 dimensional measuring device in the position data D1 of each measurement point p i representing the edges of a three-dimensional object supplied, firstly to sort each measurement point p i along the spatial stream (step SP2).

【0236】続いてCPU2は、得られた測定点列Sに
ついて測定点pi の空間密度を均一化する(ステップS
P3)と共に、かくして得られた測定点列S′の各測定
点pi についてその位置に応じた重み定数wi の値をそ
れぞれ算出し(ステップSP4)、この後これら各測定
点pi の位置データ、重み定数wi の値等に基づいて、
測定点列S′を平滑近似するtをパラメータとするパラ
メトリック自然スプライン関数f(t)を算出する(ス
テップSP5)。
Subsequently, the CPU 2 equalizes the spatial density of the measurement points p i in the obtained measurement point sequence S (step S).
Together with P3), the value of the weighting constant w i corresponding to the position of each measurement point p i of the measurement point sequence S ′ thus obtained is calculated (step SP4), and thereafter the position of each measurement point p i is calculated. data, based on the value or the like of the weight constant w i,
A parametric natural spline function f (t) is calculated using t as a parameter that smoothly approximates the measurement point sequence S ′ (step SP5).

【0237】次いでCPU2は、このパラメトリック自
然スプライン関数f(t)を平滑化曲線の曲線長sをパ
ラメータとするsパラメトリック関数f* (s)に変換
する(ステップSP6)。
Next, the CPU 2 converts the parametric natural spline function f (t) into an s parametric function f * (s) using the curve length s of the smoothed curve as a parameter (step SP6).

【0238】さらにCPU2は、この後このsパラメト
リック関数f* (s)に対してノイズ成分を除去するノ
イズ除去処理を施す(ステップSP7)と共に、得られ
た新たなsパラメトリック関数に基づいてB−スプライ
ン関数を算出し、このB−スプライン関数に基づく曲線
を、3次元測定装置により測定されたエッジを平滑近似
した曲線としてCRT7に表示させる(ステップSP
8)。
Further, the CPU 2 thereafter performs a noise removal process for removing a noise component from the s parametric function f * (s) (step SP7), and performs B-B based on the obtained new s parametric function. A spline function is calculated, and a curve based on the B-spline function is displayed on the CRT 7 as a curve obtained by smoothing the edge measured by the three-dimensional measuring device (step SP
8).

【0239】そしてこのCAD装置1では、ノイズ除去
処理として、当該sパラメトリック関数D0(s)を解
析処理してノイズ区間AN を検出し、sパラメトリック
関数f* (s)の2階の導関数D2(s)におけるノイ
ズ区間AN を、当該ノイズ区間以外において元の曲線形
状を保存する所定条件を満足する直線の関数に置換し、
かくして得られた新たな2階の導関数D2a(s)を2
重積分するようにしているため、元のsパラメトリック
関数D0(s)により表現される平滑化曲線K10の曲
線形状を保存しながら不要なノイズを有効に除去するこ
とができる。
In the CAD apparatus 1, as the noise removal processing, the s parametric function D0 (s) is analyzed to detect a noise section A N, and the second derivative of the s parametric function f * (s) is obtained. The noise section A N in D2 (s) is replaced with a function of a straight line that satisfies a predetermined condition for preserving the original curve shape other than the noise section,
The new second-order derivative D2a (s) thus obtained is expressed as 2
Since the multiple integration is performed, unnecessary noise can be effectively removed while preserving the curve shape of the smoothed curve K10 represented by the original s parametric function D0 (s).

【0240】またこのCAD装置では、距離概念に基づ
いてノイズ区間AN を検出するための関数としてパラメ
トリック関数(sパラメトリック関数D0(s))を用
いるようにしているため、座標の向きに制限されること
なく上述のようなノイズ区間AN を検出するための解析
処理を行うことができる。
Further, in this CAD apparatus, since the parametric function (s parametric function D0 (s)) is used as a function for detecting the noise section A N based on the concept of distance, the direction of the coordinates is limited. The analysis processing for detecting the noise section A N as described above can be performed without any need.

【0241】以上の構成によれば、元の平滑化曲線K1
0を表現するsパラメトリック関数f* (s)を解析処
理して当該平滑化曲線K10のノイズ区間AN を検出す
ると共に、当該sパラメトリック関数f* (s)の2階
の導関数D2(s)におけるノイズ区間AN を、元の曲
線形状を可能な限り保存しながら当該ノイズ区間AN
のノイズを除去するための所定条件を満足する直線の関
数に置換することにより新たな2階の導関数D2a
(s)を生成し、これを2重積分するようにして新たな
ノイズ除去した平滑近似曲線K10′を生成するように
したことにより、平滑化曲線K10におけるノイズ区間
N 以外の部分の形状を保存しながら不要なノイズを効
率良く除去することができ、かくして高品位の平滑化曲
線を生成し得るCAD装置を実現できる。
According to the above arrangement, the original smoothing curve K1
The s parametric function f * (s) expressing 0 is analyzed to detect the noise section A N of the smoothed curve K10, and the second-order derivative D2 (s) of the s parametric function f * (s) is detected. the noise interval a N in), the noise interval a N in the noise upstairs new by replacing the linear function that satisfies the predetermined condition for removing the while preserving as much as possible the original curved shape Derivative function D2a
(S) is generated, and this is double-integrated to generate a new noise-removed smooth approximation curve K10 ', so that the shape of the smoothed curve K10 other than the noise section A N is changed. Unnecessary noise can be efficiently removed while storing, and a CAD apparatus that can generate a high-quality smoothing curve can be realized.

【0242】(4)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、本発明をCAD装置
1に適用するようにした場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、要は、点列を形成する各点の位置情報
に基づいて当該点列の平滑化曲線を生成するようになさ
れたこの他種々の情報処理装置に広く適用することがで
きる。この場合において、点列の各点の位置情報が3次
元測定装置以外の外部機器から与えられるものであって
も良い。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiment, a case has been described in which the present invention is applied to the CAD apparatus 1. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be widely applied to various other information processing apparatuses configured to generate a smoothed curve of a point sequence based on position information of each point forming the sequence. In this case, the position information of each point in the point sequence may be provided from an external device other than the three-dimensional measuring device.

【0243】また上述の実施の形態においては、各測定
点pi の位置データD1に基づいて、測定点列Sの平滑
化曲線を表現するパラメトリック自然スプライン関数f
(t)を算出する演算処理手段と、このパラメトリック
自然スプライン関数f(t)を、平滑化曲線の一端点か
らの曲線長sをパラメータとするsパラメトリック関数
* (s)に変換する変換手段と、sパラメトリック関
数f* (s)を解析し、平滑化曲線におけるノイズ区間
N を検出するノイズ区間検出手段と、sパラメトリッ
ク関数f* (s)に対して、ノイズ区間AN 以外の元の
曲線形状を依存しなから当該ノイズ区間AN のノイズを
除去するノイズ除去処理を施すノイズ除去手段とを1つ
のCPU2により構成するようにした場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、これらを2以上の複数の
CPUにより構成するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the parametric natural spline function f representing the smoothed curve of the measurement point sequence S based on the position data D1 of each measurement point p i.
Arithmetic processing means for calculating (t) and conversion means for converting the parametric natural spline function f (t) into an s parametric function f * (s) having a curve length s from one end of the smoothed curve as a parameter A noise section detecting means for analyzing the s parametric function f * (s) and detecting a noise section A N in the smoothed curve; and an element other than the noise section A N for the s parametric function f * (s). And the noise removing means for performing the noise removing process for removing the noise in the noise section A N because the curve shape does not depend on the single CPU 2 has been described. However, the present invention is not limited to this. These may be constituted by two or more CPUs.

【0244】さらに上述の実施の形態においては、本発
明によるプログラムを記録しておく記録媒体としてRO
M3を適用するようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、ハードディスクやCD−ROMなど
のディスク状記録媒体や、磁気テープなどのテープ状記
録媒体などのこの他種々の記録媒体を広く適用すること
ができる。
Further, in the above embodiment, the recording medium for recording the program according to the present invention is RO
Although the case where the M3 is applied has been described, the present invention is not limited to this, and various other recording media such as a disk-shaped recording medium such as a hard disk and a CD-ROM, and a tape-shaped recording medium such as a magnetic tape. Can be widely applied.

【0245】さらに上述の実施の形態においては、測定
点列Sが3次元空間にある場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、測定点列Sが平面上にある場合にも
本発明を適用することができる。この場合には、パラメ
トリック自然スプライン関数を「空間」ではなく「平
面」を規定する各座標ごとのパラメトリック自然スプラ
イン関数として算出し、これを曲線長sをパラメータと
するパラメトリック関数に変換するようにすれば良い。
Further, in the above embodiment, the case where the sequence of measurement points S is in a three-dimensional space has been described. However, the present invention is not limited to this. Can be applied. In this case, the parametric natural spline function is calculated as a parametric natural spline function for each coordinate defining the "plane" instead of the "space", and is converted into a parametric function having the curve length s as a parameter. Good.

【0246】さらに上述の実施の形態においては、sパ
ラメトリック関数f* (s)の2階の導関数D2(s)
におけるノイズ区間AN を所定条件を満足する直線の関
数に置換するようにした場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、sパラメトリック関数f* (s)に応
じて所定条件を満足する曲線の関数に置換するようにし
ても良い。
Further, in the above embodiment, the second-order derivative D2 (s) of the s-parametric function f * (s)
Has been described in which the noise section A N is replaced with a function of a straight line that satisfies the predetermined condition. However, the present invention is not limited to this, and the predetermined condition is satisfied according to the s parametric function f * (s). The function may be replaced with a curve function.

【0247】[0247]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、情報処理
装置及び方法において、点列を形成する各点の位置情報
に基づいて、当該点列を平滑近似する曲線を表現する第
1の関数を算出し、算出した第1の関数を曲線の一端点
からの曲線長をパラメータとする第2の関数に変換し、
第2の関数を解析することにより曲線のノイズ区間を検
出し、第2の関数に対して、ノイズ区間以外において元
の曲線形状を保存しながら当該ノイズ区間のノイズを除
去する所定のノイズ除去処理を施すようにしたことによ
り、曲線におけるノイズ区間以外の部分の形状を保存し
ながら不要なノイズを有効に除去することができ、かく
して高品質の平滑化曲線を生成し得る情報処理装置及び
方法を実現できる。
As described above, according to the present invention, in the information processing apparatus and method, based on the position information of each point forming a point sequence, a first curve representing a smooth approximation of the point sequence is represented. Calculating a function, converting the calculated first function into a second function using the curve length from one end of the curve as a parameter,
A predetermined noise removal process for detecting a noise section of a curve by analyzing the second function, and removing the noise of the noise section for the second function while keeping the original curve shape other than the noise section The information processing apparatus and method can effectively remove unnecessary noise while preserving the shape of the portion other than the noise section in the curve, and can generate a high-quality smoothed curve. realizable.

【0248】また記録媒体において、点列を形成する各
点の位置情報に基づいて、当該点列を平滑近似する曲線
を表現する第1の関数を算出する第1のステップと、算
出した第1の関数を曲線の一端点からの曲線長をパラメ
ータとする第2の関数に変換する第2のステップと、第
2の関数を解析することにより曲線のノイズ区間を検出
する第3のステップと、第2の関数に対してノイズ区間
以外の元の曲線形状を保存しながら当該ノイズ区間のノ
イズを除去する所定のノイズ除去処理を施す第4のステ
ップとを有する情報処理を実行させるためのプログラム
を記録するようにしたことにより、このプログラムに従
えば曲線におけるノイズ区間以外の部分の元の曲線の曲
線形状を保存しながら不要なノイズを有効に除去するこ
とができ、かくして高品質の平滑化曲線を生成し得るよ
うにすることができる記録媒体を実現できる。
In the recording medium, based on the position information of each point forming the point sequence, a first step of calculating a first function expressing a curve that approximates the point sequence smoothly, A second step of converting the function of the curve into a second function using a curve length from one end point of the curve as a parameter, a third step of detecting a noise section of the curve by analyzing the second function, A fourth step of performing predetermined noise removal processing for removing noise in the noise section while preserving the original curve shape other than the noise section for the second function. By recording, according to this program, unnecessary noise can be effectively removed while preserving the original curve shape of the portion other than the noise section in the curve, and The recording medium which can be adapted to produce a smoothed curve of high quality can be realized.

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

【図1】本実施の形態による画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment.

【図2】平滑化曲線生成処理手順を示すフローチャート
である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a smoothing curve generation processing procedure;

【図3】密度均一化処理の説明に供する略線図である。FIG. 3 is a schematic diagram used for describing a density equalization process.

【図4】密度均一化処理手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a density equalization process.

【図5】密度均一化処理の説明に供する略線図である。FIG. 5 is a schematic diagram used for describing a density equalization process.

【図6】密度均一化処理の説明に供する略線図である。FIG. 6 is a schematic diagram used for explaining a density uniformization process.

【図7】重み付け適正化処理の説明に供する略線図であ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a weighting optimization process;

【図8】重回帰モデルからの予想直線の生成方法の説明
に供する概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a method of generating a predicted straight line from a multiple regression model.

【図9】重み付け適正化処理手順を示すフローチャート
である。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a weighting optimization process procedure;

【図10】重み付け適正化処理の説明に供する略線図で
ある。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a weighting optimization process;

【図11】ノイズ除去処理の説明に供する略線図であ
る。
FIG. 11 is a schematic diagram used for describing noise removal processing.

【図12】ノイズ除去処理手順を示すフローチャートで
ある。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a noise removal processing procedure.

【図13】各関数及び導関数により表現される曲線及び
折れ線の形状を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing shapes of curves and polygonal lines represented by functions and derivatives.

【図14】ノイズ除去の具体例を示す略線図である。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a specific example of noise removal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……CAD装置、2……CPU、3……ROM、10
j ……直方体、AN ……ノイズ区間、D1……位置デー
タ、dj ……空間密度、K10……平滑化曲線、g……
重み定数、pi ……測定点、S……測定点列、Sj ……
部分点列、s、si ……曲線長、wi ……重み定数、R
T1……平滑化曲線生成処理手順、RT2……密度均一
化処理手順、RT3……重み付け適正化処理手順、RT
4……ノイズ除去処理手順。
1 CAD apparatus, 2 CPU, 3 ROM, 10
j: rectangular parallelepiped, A N: noise section, D1: position data, d j: spatial density, K10: smoothed curve, g:
Weight constant, p i ... Measurement point, S... Measurement point sequence, S j.
Partial point sequence, s, s i ... Curve length, w i.
T1... Smoothing curve generation processing procedure, RT2... Density uniformization processing procedure, RT3... Weighting optimization processing procedure, RT
4. Noise removal processing procedure.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】点列を形成する各点の位置情報に基づい
て、当該点列を平滑近似する曲線を表現する第1の関数
を算出する演算処理手段と、 上記演算処理手段により算出された上記第1の関数を、
当該第1の関数により表現される上記曲線の一端点から
の曲線長をパラメータとする第2の関数に変換する変換
手段と、 上記第2の関数を解析し、上記曲線におけるノイズが発
生している区間であるノイズ区間を検出するノイズ区間
検出手段と、 上記第2の関数に対して、上記ノイズ区間以外において
元の上記曲線形状を保存しながら当該ノイズ区間の上記
ノイズを除去する所定のノイズ除去処理を施すノイズ除
去手段とを具えることを特徴とする情報処理装置。
1. An arithmetic processing means for calculating a first function representing a curve which approximates a point sequence smoothly based on position information of each point forming the point sequence, and The first function is
Converting means for converting a curve length from one end point of the curve represented by the first function into a second function having a parameter as a parameter; analyzing the second function, generating noise in the curve; A noise section detecting means for detecting a noise section which is a section where the noise is present, and a predetermined noise for removing the noise in the noise section while preserving the original curve shape other than the noise section with respect to the second function. An information processing apparatus comprising: a noise removing unit that performs a removing process.
【請求項2】上記演算手段は、 上記第1の関数として、 上記曲線長以外のパラメータを、平面又は空間を規定す
る各座標ごとの同一パラメータとするパラメトリック関
数を算出し、 上記第2の演算処理手段は、 上記第1の関数を、上記曲線長をパラメータとする上記
第2の関数に変換することを特徴とする請求項1に記載
の情報処理装置。
2. The calculation means calculates a parametric function in which a parameter other than the curve length is the same parameter for each coordinate defining a plane or a space, as the first function. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit converts the first function into the second function using the curve length as a parameter.
【請求項3】上記ノイズ区間検出手段は、 上記第2の関数の2階の導関数を算出し、 算出した上記2階の導関数に基づいて上記ノイズ区間を
検出することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装
置。
3. The noise section detecting means calculates a second derivative of the second function, and detects the noise section based on the calculated second derivative. Item 2. The information processing device according to item 1.
【請求項4】上記ノイズ除去手段は、 上記ノイズ除去処理として、 上記第2の関数の2階の導関数における上記ノイズ区間
を、当該ノイズ区間以外において元の上記曲線の上記形
状を保存するための所定条件を満足する曲線又は直線を
表現する第3の関数に置換することにより新たな2階の
導関数を生成し、 当該新たな2階の導関数を2重積分処理することを特徴
とする請求項1に記載の情報処理装置。
4. The noise elimination means includes: as the noise elimination processing, storing the noise interval in the second derivative of the second function and the shape of the original curve other than the noise interval. Generating a new second-order derivative by substituting a third function that represents a curve or a straight line that satisfies the predetermined condition of, and performing a double integration process on the new second-order derivative. The information processing apparatus according to claim 1.
【請求項5】点列を形成する各点の位置情報に基づい
て、当該点列を平滑近似する曲線を表現する第1の関数
を算出する第1のステップと、 算出された上記第1の関数を、当該第1の関数により表
現される上記曲線の一端点からの曲線長をパラメータと
する第2の関数に変換する第2のステップと、 上記第2の関数を解析し、上記曲線におけるノイズが発
生している区間であるノイズ区間を検出する第3のステ
ップと、 上記第2の関数に対して、上記ノイズ区間以外において
元の上記曲線の形状を保存しながら当該ノイズ区間の上
記ノイズを除去する所定のノイズ除去処理を施す第4の
ステップとを具えることを特徴とする情報処理方法。
5. A first step of calculating a first function expressing a curve that approximates the point sequence smoothly based on position information of each point forming the point sequence; A second step of converting a function into a second function using a curve length from one end of the curve represented by the first function as a parameter, analyzing the second function, A third step of detecting a noise section that is a section where noise is occurring; and, for the second function, the noise of the noise section while preserving the shape of the original curve other than the noise section. And a fourth step of performing a predetermined noise removal process for removing the noise.
【請求項6】上記第1のステップでは、 上記第1の関数として、 上記曲線長以外のパラメータを、平面又は空間を規定す
る各座標ごとの同一パラメータとするパラメトリック関
数を算出し、 上記第2のステップでは、 上記第1の関数を上記第2の関数に変換することを特徴
とする請求項5に記載の情報処理方法。
6. In the first step, a parametric function is calculated as the first function, wherein a parameter other than the curve length is the same parameter for each coordinate defining a plane or space. The information processing method according to claim 5, wherein in the step (b), the first function is converted into the second function.
【請求項7】上記第3のステップでは、 上記第2の関数の2階の導関数を算出し、 算出した上記2階の導関数に基づいて上記ノイズ区間を
検出することを特徴とする請求項5に記載の情報処理方
法。
7. In the third step, a second derivative of the second function is calculated, and the noise section is detected based on the calculated second derivative. Item 6. The information processing method according to Item 5.
【請求項8】上記第4のステップでは、 上記ノイズ除去処理として、 上記第2の関数の2階の導関数における上記ノイズ区間
を、当該ノイズ区間以外において元の上記曲線の上記形
状を保存するための所定条件を満足する曲線又は直線を
表現する第3の関数に置換することにより新たな2階の
導関数を生成し、 当該新たな2階の導関数を2重積分処理することを特徴
とする請求項5に記載の情報処理方法。
8. In the fourth step, as the noise removal processing, the noise section in the second derivative of the second function is stored, and the shape of the original curve other than the noise section is stored. Generating a new second-order derivative by substituting a third function representing a curve or a straight line that satisfies a predetermined condition for performing the second integration with the new second-order derivative. The information processing method according to claim 5, wherein
【請求項9】点列を形成する各点の位置情報に基づい
て、当該点列を平滑近似する曲線を表現する第1の関数
を算出する第1のステップと、 算出された上記第1の関数を、当該第1の関数により表
現される上記曲線の一端点からの曲線長をパラメータと
する第2の関数に変換する第2のステップと、 上記第2の関数を解析し、上記曲線におけるノイズが発
生している区間であるノイズ区間を検出する第3のステ
ップと、 上記第2の関数に対して、上記ノイズ区間以外において
元の上記曲線の形状を保存しながら当該ノイズ区間の上
記ノイズを除去する所定のノイズ除去処理を施す第4の
ステップとを具える情報処理を実行させるためのプログ
ラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
9. A first step of calculating a first function representing a curve that approximates the point sequence smoothly based on the position information of each point forming the point sequence; A second step of converting a function into a second function using a curve length from one end of the curve represented by the first function as a parameter, analyzing the second function, A third step of detecting a noise section that is a section where noise is occurring; and, for the second function, the noise of the noise section while preserving the shape of the original curve other than the noise section. A program for executing information processing including a fourth step of performing a predetermined noise removal process for removing noise.
【請求項10】上記第1のステップでは、 上記第1の関数として、 上記曲線長以外のパラメータを、平面又は空間を規定す
る各座標ごとの同一パラメータとするパラメトリック関
数を算出し、 上記第2のステップでは、 上記第1の関数を上記第2の関数に変換することを特徴
とする請求項9に記載の記録媒体。
10. In the first step, a parametric function in which parameters other than the curve length are the same for each coordinate defining a plane or space is calculated as the first function. 10. The recording medium according to claim 9, wherein in the step (c), the first function is converted to the second function.
【請求項11】上記第3のステップでは、 上記第2の関数の2階の導関数を算出し、 算出した上記2階の導関数に基づいて上記ノイズ区間を
検出することを特徴とする請求項9に記載の記録媒体。
11. The third step of calculating a second derivative of the second function, and detecting the noise interval based on the calculated second derivative. Item 10. The recording medium according to Item 9.
【請求項12】上記第4のステップでは、 上記ノイズ除去処理として、 上記第2の関数の2階の導関数における上記ノイズ区間
を、当該ノイズ区間以外において元の上記曲線の形状を
保存するための所定条件を満足する曲線又は直線を表現
する第3の関数に置換することにより新たな2階の導関
数を生成し、 当該新たな2階の導関数を2重積分処理することを特徴
とする請求項9に記載の記録媒体。
12. In the fourth step, as the noise removal processing, the noise section in the second derivative of the second function is stored, and the shape of the original curve other than the noise section is stored. Generating a new second-order derivative by substituting a third function that represents a curve or a straight line that satisfies the predetermined condition of, and performing a double integration process on the new second-order derivative. The recording medium according to claim 9, wherein
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