JP2001108421A - ３次元モデリング装置、３次元モデリング方法および３次元モデリングプログラムを記録した媒体 - Google Patents
３次元モデリング装置、３次元モデリング方法および３次元モデリングプログラムを記録した媒体Info
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- JP2001108421A JP2001108421A JP29147399A JP29147399A JP2001108421A JP 2001108421 A JP2001108421 A JP 2001108421A JP 29147399 A JP29147399 A JP 29147399A JP 29147399 A JP29147399 A JP 29147399A JP 2001108421 A JP2001108421 A JP 2001108421A
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より安価で撮影の負担の少なく簡易な３次元
モデリング装置を提供する。 【解決手段】 不規則かつ非対称に参照円マーク６Ｒ、
６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖが配置された参照物体１を用
い、単一色背景板３の前に置いた参照物体１を回転さ
せ、その上に対象物体１２を載せ、カメラ２で参照円マ
ーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖとともに対象物体１
２を撮影する。これにより得られた物体画像中の参照円
マークの位置に基づいてカメラ２の撮影位置を計算し、
背景板３の色情報を用いてシルエット画像を生成する。
このようにして得られた物体画像、シルエット画像およ
び撮影位置に基づいて立体モデルを生成する。
モデリング装置を提供する。 【解決手段】 不規則かつ非対称に参照円マーク６Ｒ、
６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖが配置された参照物体１を用
い、単一色背景板３の前に置いた参照物体１を回転さ
せ、その上に対象物体１２を載せ、カメラ２で参照円マ
ーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖとともに対象物体１
２を撮影する。これにより得られた物体画像中の参照円
マークの位置に基づいてカメラ２の撮影位置を計算し、
背景板３の色情報を用いてシルエット画像を生成する。
このようにして得られた物体画像、シルエット画像およ
び撮影位置に基づいて立体モデルを生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元モデリング
装置およびその方法ならびに３次元モデリングプログラ
ムを記録した媒体に関する。
装置およびその方法ならびに３次元モデリングプログラ
ムを記録した媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、３次元グラフィックス画像を得る
ために、３次元対象物体の形状およびテクスチャ（色彩
および模様）をコンピュータに入力する種々の３次元ス
キャナが開発されている。
ために、３次元対象物体の形状およびテクスチャ（色彩
および模様）をコンピュータに入力する種々の３次元ス
キャナが開発されている。
【０００３】たとえば特開平５−１３５１５５号公報に
は、回転テーブル上に載置した対象物体を単眼カメラで
撮影し、複数のシルエット画像を得ることによりその対
象物体の立体モデルを生成する３次元モデリング装置が
開示されている。この装置では、複数のシルエット画像
に基づいて複数の水平面（回転テーブルの回転軸に対し
て垂直な面）における対象物体の複数の断面形状が得ら
れる。続いて、隣接する水平面において、対象物体の形
状における輪郭線上の点同士が結ばれ、三角パッチが形
成され、これにより対象物体の立体モデルが生成され
る。このような３次元モデリング装置では、対象物体を
回転テーブルで回転させるため、カメラの撮影位置を固
定することができる。そのため、カメラの撮影位置を、
画像を撮影する毎に計算する必要がない。
は、回転テーブル上に載置した対象物体を単眼カメラで
撮影し、複数のシルエット画像を得ることによりその対
象物体の立体モデルを生成する３次元モデリング装置が
開示されている。この装置では、複数のシルエット画像
に基づいて複数の水平面（回転テーブルの回転軸に対し
て垂直な面）における対象物体の複数の断面形状が得ら
れる。続いて、隣接する水平面において、対象物体の形
状における輪郭線上の点同士が結ばれ、三角パッチが形
成され、これにより対象物体の立体モデルが生成され
る。このような３次元モデリング装置では、対象物体を
回転テーブルで回転させるため、カメラの撮影位置を固
定することができる。そのため、カメラの撮影位置を、
画像を撮影する毎に計算する必要がない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転テ
ーブルの回転角度を高精度に制御可能な回転テーブルが
必要であり、これは高価である。また、回転テーブルと
カメラの位置関係を固定する必要がある。つまり、位置
関係は変更毎に求める必要があり、撮影中は変更できな
いという制限がある。さらには、カメラの固定などに特
別な用具が必要でコストが増す。
ーブルの回転角度を高精度に制御可能な回転テーブルが
必要であり、これは高価である。また、回転テーブルと
カメラの位置関係を固定する必要がある。つまり、位置
関係は変更毎に求める必要があり、撮影中は変更できな
いという制限がある。さらには、カメラの固定などに特
別な用具が必要でコストが増す。
【０００５】これに対し、特開平11-96374号公報には、
回転テーブルを必要としない、不規則かつ非対称に参照
点を配置した参照シートの上に載置した対象物体を周囲
から撮影した画像中の参照点の位置に基づいて撮影位置
を計算し、立体モデルを作成する装置が開示されてい
る。
回転テーブルを必要としない、不規則かつ非対称に参照
点を配置した参照シートの上に載置した対象物体を周囲
から撮影した画像中の参照点の位置に基づいて撮影位置
を計算し、立体モデルを作成する装置が開示されてい
る。
【０００６】しかしながら、この方法では、対象物体の
周りに撮影して動く広い空間が必要であり、またシルエ
ット抽出処理が困難であるという問題があるため、簡易
かつ安価な３次元モデリング装置を実現することの妨げ
となっていた。
周りに撮影して動く広い空間が必要であり、またシルエ
ット抽出処理が困難であるという問題があるため、簡易
かつ安価な３次元モデリング装置を実現することの妨げ
となっていた。
【０００７】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、高価な回転テーブルを必要としな
い簡易かつ安価な３次元モデリング装置およびその方法
ならびに３次元モデリングプログラムを記録した媒体を
提供することを目的としている。
めになされたもので、高価な回転テーブルを必要としな
い簡易かつ安価な３次元モデリング装置およびその方法
ならびに３次元モデリングプログラムを記録した媒体を
提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
対象物体の立体モデルを生成する３次元モデリング装置
であって、所定の位置に配置された複数の参照対象と、
前記参照対象とともに前記対象物体を回転させる回転手
段と、前記参照対象とともに前記対象物体を撮影して物
体画像を得る撮影手段と、前記物体画像中の参照対象を
参照して前記撮影手段の撮影位置を計算する撮影位置計
算手段と、前記物体画像および前記撮影位置に基づいて
前記立体モデルを生成する立体モデル生成手段と、前記
物体画像および前記撮影位置を記憶し、前記各手段を制
御する制御・記憶手段とを備えることを特徴とする。
対象物体の立体モデルを生成する３次元モデリング装置
であって、所定の位置に配置された複数の参照対象と、
前記参照対象とともに前記対象物体を回転させる回転手
段と、前記参照対象とともに前記対象物体を撮影して物
体画像を得る撮影手段と、前記物体画像中の参照対象を
参照して前記撮影手段の撮影位置を計算する撮影位置計
算手段と、前記物体画像および前記撮影位置に基づいて
前記立体モデルを生成する立体モデル生成手段と、前記
物体画像および前記撮影位置を記憶し、前記各手段を制
御する制御・記憶手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】請求項２に係る発明は、前記複数の参照対
象が不規則かつ非対称に配置されていることを特徴とす
る。
象が不規則かつ非対称に配置されていることを特徴とす
る。
【００１０】請求項３に係る発明は、前記複数の参照対
象が複数の属性を有することを特徴とする。
象が複数の属性を有することを特徴とする。
【００１１】請求項４に係る発明は、前記属性が色であ
ることを特徴とする。
ることを特徴とする。
【００１２】請求項５に係る発明は、前記参照対象が立
体構造を有する参照物体に形成されていることを特徴と
する。
体構造を有する参照物体に形成されていることを特徴と
する。
【００１３】請求項６に係る発明は、前記参照物体が前
記回転体であることを特徴とする。
記回転体であることを特徴とする。
【００１４】請求項７に係る発明は、前記撮影手段が非
固定の撮影装置であることを特徴とする。
固定の撮影装置であることを特徴とする。
【００１５】請求項８に係る発明は、前記撮影手段が動
画像撮影装置であることを特徴とする。
画像撮影装置であることを特徴とする。
【００１６】請求項９に係る発明は、前記撮影位置計算
手段がハフ変換法に従うことを特徴とする。
手段がハフ変換法に従うことを特徴とする。
【００１７】請求項１０に係る発明は、前記立体モデル
生成手段が単一色背景で前記撮影手段により撮影された
複数枚の画像から前記単一色の色情報を用いてシルエッ
ト画像を作成するシルエット作成手段を有することを特
徴とする。
生成手段が単一色背景で前記撮影手段により撮影された
複数枚の画像から前記単一色の色情報を用いてシルエッ
ト画像を作成するシルエット作成手段を有することを特
徴とする。
【００１８】請求項１１に係る発明は、前記参照物体の
前記参照対象以外の色がは前記単一色背景と同色または
近似色であることを特徴とする。
前記参照対象以外の色がは前記単一色背景と同色または
近似色であることを特徴とする。
【００１９】請求項１２に係る発明は、前記参照物体が
前記対象物体と接する面には参照対象が生成されていな
いことを特徴とする。
前記対象物体と接する面には参照対象が生成されていな
いことを特徴とする。
【００２０】請求項１３に係る発明は、対象物体の立体
モデルを生成する３次元モデリング方法であって、所定
の位置に複数の参照対象を配置した前記参照対象ととも
に前記対象物体を回転させながら前記参照対象とともに
前記対象物体を撮影して物体画像を得るステップと、前
記物体画像中の参照対象を参照して前記撮影手段の撮影
位置を計算するステップと、前記物体画像および前記撮
影位置に基づいて前記立体モデルを生成するステップと
を含むことを特徴とする。
モデルを生成する３次元モデリング方法であって、所定
の位置に複数の参照対象を配置した前記参照対象ととも
に前記対象物体を回転させながら前記参照対象とともに
前記対象物体を撮影して物体画像を得るステップと、前
記物体画像中の参照対象を参照して前記撮影手段の撮影
位置を計算するステップと、前記物体画像および前記撮
影位置に基づいて前記立体モデルを生成するステップと
を含むことを特徴とする。
【００２１】請求項１４に係る発明は、前記複数の参照
対象が不規則かつ非対称に配置されることを特徴とす
る。
対象が不規則かつ非対称に配置されることを特徴とす
る。
【００２２】請求項１５に係る発明は、前記複数の参照
対象が複数の属性を有することを特徴とする。
対象が複数の属性を有することを特徴とする。
【００２３】請求項１６に係る発明は、前記属性が色で
あることを特徴とする。
あることを特徴とする。
【００２４】請求項１７に係る発明は、前記参照対象が
立体構造を有する参照物体に形成されることを特徴とす
る。
立体構造を有する参照物体に形成されることを特徴とす
る。
【００２５】請求項１８に係る発明は、前記参照物体が
前記対象物体をともに回転させることを特徴とする。
前記対象物体をともに回転させることを特徴とする。
【００２６】請求項１９に係る発明は、前記物体画像が
非固定の撮影方法で得られることを特徴とする。
非固定の撮影方法で得られることを特徴とする。
【００２７】請求項２０に係る発明は、前記物体画像が
動画像として得られることを特徴とする。
動画像として得られることを特徴とする。
【００２８】請求項２１に係る発明は、前記撮影位置を
計算するステップがハフ変換法に従うことを特徴とす
る。
計算するステップがハフ変換法に従うことを特徴とす
る。
【００２９】請求項２２に係る発明は、前記立体モデル
を生成するステップが単一色背景で前記物体画像を得る
ステップで撮影された複数枚の画像から前記単一色の色
情報を用いて複数のシルエット画像を作成するシルエッ
ト作成ステップを有し、前記複数のシルエット画像に基
づき前記立体モデルを生成することを特徴とする。
を生成するステップが単一色背景で前記物体画像を得る
ステップで撮影された複数枚の画像から前記単一色の色
情報を用いて複数のシルエット画像を作成するシルエッ
ト作成ステップを有し、前記複数のシルエット画像に基
づき前記立体モデルを生成することを特徴とする。
【００３０】請求項２３に係る発明は、所定の位置に配
置された複数の参照対象とともに対象物体を回転させ、
撮影して得られた物体画像に基づいて前記対象物体の立
体モデルをコンピュータにて生成させるためのプログラ
ムを記録した媒体であって、前記物体画像中の参照対象
を参照して前記撮影手段の撮影位置を計算するステップ
と、前記物体画像および前記撮影位置に基づいて前記立
体モデルを生成するステップとを含むことを特徴とす
る。
置された複数の参照対象とともに対象物体を回転させ、
撮影して得られた物体画像に基づいて前記対象物体の立
体モデルをコンピュータにて生成させるためのプログラ
ムを記録した媒体であって、前記物体画像中の参照対象
を参照して前記撮影手段の撮影位置を計算するステップ
と、前記物体画像および前記撮影位置に基づいて前記立
体モデルを生成するステップとを含むことを特徴とす
る。
【００３１】請求項２４に係る発明は、前記複数の参照
対象は複数の属性を有することを特徴とする。
対象は複数の属性を有することを特徴とする。
【００３２】請求項２５に係る発明は、前記属性は色で
あることを特徴とする。
あることを特徴とする。
【００３３】請求項２６に係る発明は、前記撮影位置を
計算するステップはハフ変換に従うことを特徴とする。
計算するステップはハフ変換に従うことを特徴とする。
【００３４】請求項２７に係る発明は、前記立体モデル
を生成するステップは単一色背景で前記物体画像を得る
ステップで撮影された複数枚の画像から前記単一色の色
情報を用いて複数のシルエット画像を作成するシルエッ
ト作成ステップを有し、前記複数のシルエット画像に基
づき前記立体モデルを生成することを特徴とする。
を生成するステップは単一色背景で前記物体画像を得る
ステップで撮影された複数枚の画像から前記単一色の色
情報を用いて複数のシルエット画像を作成するシルエッ
ト作成ステップを有し、前記複数のシルエット画像に基
づき前記立体モデルを生成することを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳しく説明する。
て図面を参照して詳しく説明する。
【００３６】図１は、本発明の実施の形態による３次元
モデリング装置の全体構成を示す図である。図１を参照
して、この実施の形態による３次元モデリング装置は、
参照物体１と、デジタルスチルカメラ２と、単一色背景
板３と、コンピュータ４と、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクト
ディスク−リードオンリーメモリ）５とを備える。参照
物体１上には、不規則かつ非対称な所定の位置に配置さ
れた複数の参照円マーク例えば６Ｒ、６Ｇ、６Ｏ、６
Ｖ、６Ｙが形成される。
モデリング装置の全体構成を示す図である。図１を参照
して、この実施の形態による３次元モデリング装置は、
参照物体１と、デジタルスチルカメラ２と、単一色背景
板３と、コンピュータ４と、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクト
ディスク−リードオンリーメモリ）５とを備える。参照
物体１上には、不規則かつ非対称な所定の位置に配置さ
れた複数の参照円マーク例えば６Ｒ、６Ｇ、６Ｏ、６
Ｖ、６Ｙが形成される。
【００３７】ここでは手で回すことが可能で慣性により
ある時間回転し続ける回転機構を有した参照物体１を用
いたが、これに代えて、モーターなどによる自動回転機
構を付加したものを用いてもよい。また、回転機構のな
い参照物体を回転台の上に置いてもよい。
ある時間回転し続ける回転機構を有した参照物体１を用
いたが、これに代えて、モーターなどによる自動回転機
構を付加したものを用いてもよい。また、回転機構のな
い参照物体を回転台の上に置いてもよい。
【００３８】参照物体１は、単一色背景板３の色に近い
色をベースの色とする。デジタルカメラ２は、立体モデ
ルを得ようとする対象物体（図示せず）を参照対象とす
る参照円マークのいずれかとともに、撮影して物体画像
を得る。この際撮影する参照円マークの数は５以上であ
ることが望ましい。
色をベースの色とする。デジタルカメラ２は、立体モデ
ルを得ようとする対象物体（図示せず）を参照対象とす
る参照円マークのいずれかとともに、撮影して物体画像
を得る。この際撮影する参照円マークの数は５以上であ
ることが望ましい。
【００３９】ここでは手軽に動画のデジタルデータを得
ることが出来るデジタルカメラ２を用いたが、これに代
えて動画のデジタルデータを得ることが出来るデジタル
ビデオカメラを用いてもよい。また、物体画像は、動画
として得ても良いが静止画として得ても良い。
ることが出来るデジタルカメラ２を用いたが、これに代
えて動画のデジタルデータを得ることが出来るデジタル
ビデオカメラを用いてもよい。また、物体画像は、動画
として得ても良いが静止画として得ても良い。
【００４０】ＣＤ−ＲＯＭ５には、コンピュータ４に、
デジタルカメラ２で得られた物体画像に基づいて対象物
体の立体モデルを生成させるためのプログラムが記録さ
れる。ここではプログラムを記録する媒体としてＣＤ−
ＲＯＭ５を用いたが、これに代えてフロッピーディス
ク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、メモリカードなどを用いてもよ
い。
デジタルカメラ２で得られた物体画像に基づいて対象物
体の立体モデルを生成させるためのプログラムが記録さ
れる。ここではプログラムを記録する媒体としてＣＤ−
ＲＯＭ５を用いたが、これに代えてフロッピーディス
ク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、メモリカードなどを用いてもよ
い。
【００４１】図２(a)は、図１に示されたコンピュータ
４の主要構成を示すブロック図である。図２(a)を参照
して、このコンピュータ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）
７と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）８と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）９と、入出力インタフェース
（Ｉ／Ｆ）１０と、ＣＰＵ７、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９およ
びＩ／Ｆ１０を相互に結合するためのデータ／アドレス
バス１１とを備える。
４の主要構成を示すブロック図である。図２(a)を参照
して、このコンピュータ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）
７と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）８と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）９と、入出力インタフェース
（Ｉ／Ｆ）１０と、ＣＰＵ７、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９およ
びＩ／Ｆ１０を相互に結合するためのデータ／アドレス
バス１１とを備える。
【００４２】デジタルカメラ２、およびＣＤ−ＲＯＭ５
のためのドライブユニットはＩ／Ｆ１０に接続され、こ
れによりデジタルカメラで得られた物体画像およびＣＤ
−ＲＯＭ５に記録された３次元モデリングプログラムは
Ｉ／Ｆ１０を介してＲＡＭ９に格納される。ＣＰＵ７
は、ＲＯＭ８およびＲＡＭ９に格納されたプログラムに
従って演算処理を行なう。
のためのドライブユニットはＩ／Ｆ１０に接続され、こ
れによりデジタルカメラで得られた物体画像およびＣＤ
−ＲＯＭ５に記録された３次元モデリングプログラムは
Ｉ／Ｆ１０を介してＲＡＭ９に格納される。ＣＰＵ７
は、ＲＯＭ８およびＲＡＭ９に格納されたプログラムに
従って演算処理を行なう。
【００４３】図２(b)は、図１に示された装置の構成要
素の関係を示している。図２(b)を参照して、参照対象
および対象物体は、参照物体１と共に回転手段により回
転されながら、撮影手段であるデジタルスチルカメラ２
により撮影される。
素の関係を示している。図２(b)を参照して、参照対象
および対象物体は、参照物体１と共に回転手段により回
転されながら、撮影手段であるデジタルスチルカメラ２
により撮影される。
【００４４】撮影された画像は、制御・記憶手段に格納
され、撮影位置計算手段と立体モデル生成手段で用いら
れる。実施の形態では、撮影位置計算手段、立体モデル
生成手段、制御・記憶手段は、コンピュータ内部にあ
る。
され、撮影位置計算手段と立体モデル生成手段で用いら
れる。実施の形態では、撮影位置計算手段、立体モデル
生成手段、制御・記憶手段は、コンピュータ内部にあ
る。
【００４５】図３は、図１に示された参照物体１の３面
図である。図３を参照して、参照物体１上の参照円マー
ク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖは、対象物体を載せる
上面を除き不規則かつ非対称な所定の位置に配置され、
しかも５色の属性を有する。より具体的には、参照円マ
ーク６Ｒは赤色の属性を有し、参照円マーク６Ｏはオレ
ンジ色の属性を有する。ここで、参照円マーク６Ｒ、６
Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖは、厳密には所定の面積を有す
る。
図である。図３を参照して、参照物体１上の参照円マー
ク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖは、対象物体を載せる
上面を除き不規則かつ非対称な所定の位置に配置され、
しかも５色の属性を有する。より具体的には、参照円マ
ーク６Ｒは赤色の属性を有し、参照円マーク６Ｏはオレ
ンジ色の属性を有する。ここで、参照円マーク６Ｒ、６
Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖは、厳密には所定の面積を有す
る。
【００４６】図１、図２、図４および図５を参照して、
まずステップＳ１では、参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６
Ｙ、６Ｏ、６Ｖの位置をＲＡＭ９に登録するための参照
円マーク登録処理が行なわれる。
まずステップＳ１では、参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６
Ｙ、６Ｏ、６Ｖの位置をＲＡＭ９に登録するための参照
円マーク登録処理が行なわれる。
【００４７】続いてステップＳ２では、単一色背景板３
の前に置いた参照物体１上の対象物体１２が参照物体１
を回転させながら手持ちのデジタルカメラ２によって動
画撮影され、複数の物体画像Ａ１〜Ａｎが得られる。こ
のとき、対象物体は参照物体の上に置かれているため、
対象物体１２は参照物体上の参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、
６Ｙ、６Ｏ、６Ｖとともに撮影される。
の前に置いた参照物体１上の対象物体１２が参照物体１
を回転させながら手持ちのデジタルカメラ２によって動
画撮影され、複数の物体画像Ａ１〜Ａｎが得られる。こ
のとき、対象物体は参照物体の上に置かれているため、
対象物体１２は参照物体上の参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、
６Ｙ、６Ｏ、６Ｖとともに撮影される。
【００４８】なお、すべての参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、
６Ｙ、６Ｏ、６Ｖが撮影される必要はなく、その多くが
撮影されればよい。
６Ｙ、６Ｏ、６Ｖが撮影される必要はなく、その多くが
撮影されればよい。
【００４９】続いてステップＳ３では、物体画像Ａ１〜
Ａｎ中の参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖの
位置に基づいてデジタルカメラ２の撮影位置が計算され
る。これは、ハフ（Hough)変換法に従って計算される。
ハフ変換法は、自動生産ラインなどにおいて撮影された
画像中の物体の３次元位置を計算する方法であって、た
とえば J.Illingworth, J. Kittler, "A survey of the
Hough Transform", Computer Vision, Graphics and I
mage Processing (VGIP) 44, 1988, pp. 87-116などに
開示されている。
Ａｎ中の参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖの
位置に基づいてデジタルカメラ２の撮影位置が計算され
る。これは、ハフ（Hough)変換法に従って計算される。
ハフ変換法は、自動生産ラインなどにおいて撮影された
画像中の物体の３次元位置を計算する方法であって、た
とえば J.Illingworth, J. Kittler, "A survey of the
Hough Transform", Computer Vision, Graphics and I
mage Processing (VGIP) 44, 1988, pp. 87-116などに
開示されている。
【００５０】ここではハフ変換法を用いたが、物体画像
Ａ１〜Ａｎ中の参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、
６Ｖの位置に基づいてカメラ２の撮影位置が計算できれ
ば、これに代えていかなる方法を用いてもよい。
Ａ１〜Ａｎ中の参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、
６Ｖの位置に基づいてカメラ２の撮影位置が計算できれ
ば、これに代えていかなる方法を用いてもよい。
【００５１】ステップＳ４では、公知のクロマキー処理
手法に従ってシルエット画像が生成される。すなわち、
物体画像Ａ１〜Ａｎ中の背景部分の色情報に従って、背
景色に類似した色領域以外の領域として図５（ｃ）に示
されるように複数のシルエット画像Ｂ１〜Ｂｎが作成さ
れる。
手法に従ってシルエット画像が生成される。すなわち、
物体画像Ａ１〜Ａｎ中の背景部分の色情報に従って、背
景色に類似した色領域以外の領域として図５（ｃ）に示
されるように複数のシルエット画像Ｂ１〜Ｂｎが作成さ
れる。
【００５２】ここではクロマキー処理手法を用いて物体
画像Ａ１からＡｎ中の対象物体のシルエットを抽出して
いるが、カメラを固定して、公知の画像間差分処理法を
用いてもよい。画像間差分処理法は、物体画像Ａ１〜Ａ
ｎと、予め撮影された背景画像との間で差分処理を行な
う。
画像Ａ１からＡｎ中の対象物体のシルエットを抽出して
いるが、カメラを固定して、公知の画像間差分処理法を
用いてもよい。画像間差分処理法は、物体画像Ａ１〜Ａ
ｎと、予め撮影された背景画像との間で差分処理を行な
う。
【００５３】続いてステップＳ５では、公知のボーティ
ング処理が行なわれる。すなわち、複数のシルエット画
像Ｂ１〜Ｂｎに基づいてボクセル空間１３に投票する。
その投票数が予め定められた数よりも多い部分が対象物
体１２の存在領域である。すなわち、ステップＳ４では
背景色に類似した色領域以外の領域として参照円マーク
もシルエット画像中に含まれてしまうが、これにより、
対象物体１２に立体形状が得られる。
ング処理が行なわれる。すなわち、複数のシルエット画
像Ｂ１〜Ｂｎに基づいてボクセル空間１３に投票する。
その投票数が予め定められた数よりも多い部分が対象物
体１２の存在領域である。すなわち、ステップＳ４では
背景色に類似した色領域以外の領域として参照円マーク
もシルエット画像中に含まれてしまうが、これにより、
対象物体１２に立体形状が得られる。
【００５４】ステップＳ６では、ステップＳ５で得られ
た対象物体１２の立体形状に基づいて三角パッチからな
るポリゴン１４が作成される。したがって、対象物体１
２の立体形状は複数のポリゴン１４で表現される。ポリ
ゴン１４で表現された立体形状はＲＡＭ９に格納され
る。
た対象物体１２の立体形状に基づいて三角パッチからな
るポリゴン１４が作成される。したがって、対象物体１
２の立体形状は複数のポリゴン１４で表現される。ポリ
ゴン１４で表現された立体形状はＲＡＭ９に格納され
る。
【００５５】最後にステップＳ７では、Ｓ６で作成され
たポリゴン１４の各々に、対応するテクスチャがマッピ
ングされる。これにより、対象物体１２をモデル化した
立体モデル１５が得られる。テクスチャは物体画像Ａ１
〜Ａｎから得られる色情報であってＲＡＭ９に格納され
る。
たポリゴン１４の各々に、対応するテクスチャがマッピ
ングされる。これにより、対象物体１２をモデル化した
立体モデル１５が得られる。テクスチャは物体画像Ａ１
〜Ａｎから得られる色情報であってＲＡＭ９に格納され
る。
【００５６】上記ステップＳ４〜Ｓ７は物体画像Ａ１〜
Ａｎおよびカメラ２の撮影位置に基づいて立体モデル１
５を生成するものであるから、上記以外のいかなる公知
の手法を用いてもよい。また、ステップＳ３〜Ｓ７の処
理は、ＲＡＭ９に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ
７が行なう。
Ａｎおよびカメラ２の撮影位置に基づいて立体モデル１
５を生成するものであるから、上記以外のいかなる公知
の手法を用いてもよい。また、ステップＳ３〜Ｓ７の処
理は、ＲＡＭ９に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ
７が行なう。
【００５７】また、図９（ｃ）では、直交座標系のボク
セル空間を用いているが、これに代えて円筒座標系のボ
クセル空間を用いてもよい。
セル空間を用いているが、これに代えて円筒座標系のボ
クセル空間を用いてもよい。
【００５８】以上のようにこの実施の形態によれば、既
知の位置に配置された参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、
６Ｏ、６Ｖを配した参照物体１が回転し、その上に置か
れた対称物体１２がその参照物体１とともに撮影され、
その撮影された参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、
６Ｖの位置に基づいてカメラ２の撮影位置が計算される
ため、カメラ２を持った撮影者が移動することなく、従
来のように高精度ゆえに高価な回転テーブルではなく、
手回しのような回転テーブルが利用でき、より簡易かつ
安価な３次元モデリング装置を実現する事ができる。
知の位置に配置された参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、
６Ｏ、６Ｖを配した参照物体１が回転し、その上に置か
れた対称物体１２がその参照物体１とともに撮影され、
その撮影された参照円マーク６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、
６Ｖの位置に基づいてカメラ２の撮影位置が計算される
ため、カメラ２を持った撮影者が移動することなく、従
来のように高精度ゆえに高価な回転テーブルではなく、
手回しのような回転テーブルが利用でき、より簡易かつ
安価な３次元モデリング装置を実現する事ができる。
【００５９】物体画像中の参照円マークの位置に基づい
て各撮影画像毎に撮影位置を計算しているので、カメラ
位置を変更した撮影が連続して行なえるため、より多く
の角度からの物体画像やシルエット画像が得られ、手軽
にモデリング精度が向上する。
て各撮影画像毎に撮影位置を計算しているので、カメラ
位置を変更した撮影が連続して行なえるため、より多く
の角度からの物体画像やシルエット画像が得られ、手軽
にモデリング精度が向上する。
【００６０】参照物体が回転するので、一方向からでも
対象物体の全周囲の物体画像が得られる。すなわちクロ
マキー用の単一色背景を設置する事が可能になるので、
シルエット抽出が容易になる。また、参照物体のベース
の色を背景色と同色にすることにより、参照物体がモデ
リングされない。
対象物体の全周囲の物体画像が得られる。すなわちクロ
マキー用の単一色背景を設置する事が可能になるので、
シルエット抽出が容易になる。また、参照物体のベース
の色を背景色と同色にすることにより、参照物体がモデ
リングされない。
【００６１】また、参照物体１の形状は六角錐台を用い
たが、直方体でもよく、その形状はなんら限定される事
はない。
たが、直方体でもよく、その形状はなんら限定される事
はない。
【００６２】また、参照円パターンの数は参照物体１面
につき5個を用いたが、その数は撮影画像中に常に４個
以上が撮影されれば何個でもよい。
につき5個を用いたが、その数は撮影画像中に常に４個
以上が撮影されれば何個でもよい。
【００６３】また、参照対象の属性に色を用いたが、□
や△のような形状が与えられていてもよいし、属性を与
えなくてもよい。
や△のような形状が与えられていてもよいし、属性を与
えなくてもよい。
【００６４】また、参照対象に円パターンを用いたが、
四角パターンや三角パターンでもよく、その形状はなん
ら限定される事はない。
四角パターンや三角パターンでもよく、その形状はなん
ら限定される事はない。
【００６５】また、参照物体１は、回転機構を持ってい
たが、回転機構を持たない参照物体を回転機構のある台
に載せて用いてもよい。
たが、回転機構を持たない参照物体を回転機構のある台
に載せて用いてもよい。
【００６６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定の位
置に配置された複数の参照対象とともに対象物体を撮影
し、それにより得られた物体画像中の参照対象の位置に
基づいてカメラの撮影位置を計算するため、従来のよう
に高精度ゆえに高価な回転テーブルではなく、手回しの
ような回転テーブルでも立体モデルを生成できる。
置に配置された複数の参照対象とともに対象物体を撮影
し、それにより得られた物体画像中の参照対象の位置に
基づいてカメラの撮影位置を計算するため、従来のよう
に高精度ゆえに高価な回転テーブルではなく、手回しの
ような回転テーブルでも立体モデルを生成できる。
【００６７】また、参照シートのような固定した状態で
はなく対象物体と共に回転させることにより、少ないス
ペースでかつ少ない労力で立体モデルを生成できる。し
たがって、簡易かつ安価な３次元モデリング装置を実現
することができる。
はなく対象物体と共に回転させることにより、少ないス
ペースでかつ少ない労力で立体モデルを生成できる。し
たがって、簡易かつ安価な３次元モデリング装置を実現
することができる。
【図１】本発明の実施の形態による３次元モデリング装
置の全体構成を示す図である。
置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示されたコンピュータの主要構成を示す
ブロック図および装置の構成要素を示す図である。
ブロック図および装置の構成要素を示す図である。
【図３】図１に示された参照物体の３面図である。
【図４】図１に示された３次元モデリング装置をもちい
て対象物体の立体モデルを生成する方法を示すフローチ
ャートである。
て対象物体の立体モデルを生成する方法を示すフローチ
ャートである。
【図５】（ａ）は図４のフローチャートにおいて参照円
マークの位置を登録するステップを説明するための図で
あり、（ｂ）は対象物体を撮影するステップを説明する
ための図であり、（ｃ）は撮影位置を計算するステップ
を説明するための図であり、（ｄ）は、シルエット画像
を生成するためのステップを説明するための図であり、
（ｅ）はボーティング処理を行なうステップを説明する
ための図であり、（ｆ）はポリゴンを生成するステップ
を説明するための図であり、（ｇ）はテクスチャをマッ
ピングするステップを説明するための図である。
マークの位置を登録するステップを説明するための図で
あり、（ｂ）は対象物体を撮影するステップを説明する
ための図であり、（ｃ）は撮影位置を計算するステップ
を説明するための図であり、（ｄ）は、シルエット画像
を生成するためのステップを説明するための図であり、
（ｅ）はボーティング処理を行なうステップを説明する
ための図であり、（ｆ）はポリゴンを生成するステップ
を説明するための図であり、（ｇ）はテクスチャをマッ
ピングするステップを説明するための図である。
１ …参照物体 ２ …デジタルカメラ ３ …単一色背景板 ４ …コンピュータ ５ …ＣＤ−ＲＯＭ ６ …６Ｒ、６Ｇ、６Ｙ、６Ｏ、６Ｖ 参照円マーク ７ …中央処理装置（ＣＰＵ） ８ …リードオンリメモリ（ＲＯＭ） ９ …ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） １０…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ） １１…データ／アドレスバス １２…対象物体 １３…ボクセル空間 １４…ポリゴン １５…立体モデル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 徹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 BB28 FF00 FF02 FF04 FF42 GG01 HH02 JJ03 JJ05 JJ26 MM04 MM09 QQ13 QQ21 QQ24 SS02 5C061 AB06 AB12
Claims (27)
- 【請求項１】 対象物体の立体モデルを生成する３次元
モデリング装置であって、 所定の位置に配置された複数の参照対象と、 前記参照対象とともに前記対象物体を回転させる回転手
段と、 前記参照対象とともに前記対象物体を撮影して物体画像
を得る撮影手段と、 前記物体画像中の参照対象を参照して前記撮影手段の撮
影位置を計算する撮影位置計算手段と、 前記物体画像および前記撮影位置に基づいて前記立体モ
デルを生成する立体モデル生成手段と、 前記物体画像および前記撮影位置を記憶し、前記各手段
を制御する制御・記憶手段とを備える３次元モデリング
装置。 - 【請求項２】 前記複数の参照対象が不規則かつ非対称
に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の３
次元モデリング装置。 - 【請求項３】 前記複数の参照対象が複数の属性を有す
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３
次元モデリング装置。 - 【請求項４】 前記属性が色であることを特徴とする請
求項３に記載の３次元モデリング装置。 - 【請求項５】 前記参照対象が立体構造を有する参照物
体に形成されていることを特徴とする請求項１から請求
項４のいずれかに記載の３次元モデリング装置。 - 【請求項６】 前記参照物体が前記回転体であることを
特徴とする請求項５に記載の３次元モデリング装置。 - 【請求項７】 前記撮影手段が非固定の撮影装置である
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記
載の３次元モデリング装置。 - 【請求項８】 前記撮影手段が動画像撮影装置であるこ
とを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載
の３次元モデリング装置。 - 【請求項９】 前記撮影位置計算手段がハフ変換法に従
うことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに
記載の３次元モデリング装置。 - 【請求項１０】 前記立体モデル生成手段が単一色背景
で前記撮影手段により撮影された複数枚の画像から前記
単一色の色情報を用いてシルエット画像を作成するシル
エット作成手段を有することを特徴とする請求項１から
請求項９のいずれかに記載の３次元モデリング装置。 - 【請求項１１】 前記参照物体の前記参照対象以外の色
が前記単一色背景と同色または近似色であることを特徴
とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の３次
元モデリング装置。 - 【請求項１２】 前記参照物体が前記対象物体と接する
面には参照対象が生成されていないことを特徴とする請
求項１から請求項１１のいずれかに記載の３次元モデリ
ング装置。 - 【請求項１３】 対象物体の立体モデルを生成する３次
元モデリング方法であって、 所定の位置に複数の参照対象を配置した前記参照対象と
ともに前記対象物体を回転させながら前記参照対象とと
もに前記対象物体を撮影して物体画像を得るステップ
と、 前記物体画像中の参照対象を参照して前記撮影手段の撮
影位置を計算するステップと、 前記物体画像および前記撮影位置に基づいて前記立体モ
デルを生成するステップとを含む、３次元モデリング方
法。 - 【請求項１４】 前記複数の参照対象が不規則かつ非対
称に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の３
次元モデリング方法。 - 【請求項１５】 前記複数の参照対象が複数の属性を有
することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記
載の３次元モデリング方法。 - 【請求項１６】 前記属性が色であることを特徴とする
請求項１５に記載の３次元モデリング方法。 - 【請求項１７】 前記参照対象が立体構造を有する参照
物体に形成されることを特徴とする請求項１３から請求
項１６のいずれかに記載の３次元モデリング方法。 - 【請求項１８】 前記参照物体が前記対象物体をともに
回転させることを特徴とする請求項１７に記載の３次元
モデリング方法。 - 【請求項１９】 前記物体画像が非固定の撮影方法で得
られることを特徴とする請求項１３から請求項１８のい
ずれかに記載の３次元モデリング方法。 - 【請求項２０】 前記物体画像が動画像として得られる
ことを特徴とする請求項１３から請求項１９のいずれか
に記載の３次元モデリング方法。 - 【請求項２１】 前記撮影位置を計算するステップがハ
フ変換法に従うことを特徴とする請求項１３から請求項
２０のいずれかに記載の３次元モデリング方法。 - 【請求項２２】 前記立体モデルを生成するステップが
単一色背景で前記物体画像を得るステップで撮影された
複数枚の画像から前記単一色の色情報を用いて複数のシ
ルエット画像を作成するシルエット作成ステップを有
し、前記複数のシルエット画像に基づき前記立体モデル
を生成することを特徴とする請求項１３から請求項２１
のいずれかに記載の３次元モデリング方法。 - 【請求項２３】 所定の位置に配置された複数の参照対
象とともに対象物体を回転させ、撮影して得られた物体
画像に基づいて前記対象物体の立体モデルをコンピュー
タにて生成させるためのプログラムを記録した媒体であ
って、 前記物体画像中の参照対象を参照して前記撮影手段の撮
影位置を計算するステップと、 前記物体画像および前記撮影位置に基づいて前記立体モ
デルを生成するステップとを含む、３次元モデリングプ
ログラムを記録した媒体。 - 【請求項２４】 前記複数の参照対象は複数の属性を有
することを特徴とする、請求項２３に記載の３次元モデ
リングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項２５】 前記属性は色であることを特徴とす
る、請求項２４に記載の３次元モデリングプログラムを
記録した媒体。 - 【請求項２６】 前記撮影位置を計算するステップはハ
フ変換法に従うことを特徴とする、請求項２３から請求
項２５のいずれかに記載の３次元モデリングプログラム
を記録した媒体。 - 【請求項２７】 前記立体モデルを生成するステップは
単一色背景で前記物体画像を得るステップで撮影された
複数枚の画像から前記単一色の色情報を用いて複数のシ
ルエット画像を作成するシルエット作成ステップを有
し、前記複数のシルエット画像に基づき前記立体モデル
を生成することを特徴とする、請求項２３から請求項２
６のいずれかに記載の３次元モデリングプログラムを記
録した媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29147399A JP2001108421A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | ３次元モデリング装置、３次元モデリング方法および３次元モデリングプログラムを記録した媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29147399A JP2001108421A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | ３次元モデリング装置、３次元モデリング方法および３次元モデリングプログラムを記録した媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108421A true JP2001108421A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17769338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29147399A Withdrawn JP2001108421A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | ３次元モデリング装置、３次元モデリング方法および３次元モデリングプログラムを記録した媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001108421A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-10-13 JP JP29147399A patent/JP2001108421A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
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