JP2001243468A - 三次元モデリング装置、方法及び媒体並びに三次形状データ記録装置、方法及び媒体 - Google Patents
三次元モデリング装置、方法及び媒体並びに三次形状データ記録装置、方法及び媒体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実物体の三次元形状モデリングにおいて、対
象形状の制約及び色彩の制約を低減する。 【解決手段】 シルエット法（対象形状に制約存在）に
より対象物体の概略形状を求めると共に、光切断法（対
象色に制約存在）などにより対象物体の詳細形状を求め
る。これら双方の情報を利用し、概略形状情報と詳細形
状情報との一貫性を調べ、一貫性が満たされない部分
（詳細形状情報が欠けている個所、及び概略形状の外部
に詳細形状部が存在している個所）は概略形状を最終物
体情報とし、それ以外は詳細形状を最終物体情報とす
る。これにより、対象形状の制約及び色彩の制約を低減
した三次元形状モデリングが行える。
象形状の制約及び色彩の制約を低減する。 【解決手段】 シルエット法（対象形状に制約存在）に
より対象物体の概略形状を求めると共に、光切断法（対
象色に制約存在）などにより対象物体の詳細形状を求め
る。これら双方の情報を利用し、概略形状情報と詳細形
状情報との一貫性を調べ、一貫性が満たされない部分
（詳細形状情報が欠けている個所、及び概略形状の外部
に詳細形状部が存在している個所）は概略形状を最終物
体情報とし、それ以外は詳細形状を最終物体情報とす
る。これにより、対象形状の制約及び色彩の制約を低減
した三次元形状モデリングが行える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】対象物についての複数枚の画
像データから対象物の三次元形状データを生成する三次
元モデリング技術に関し、特に三次元モデリング装置、
方法及び媒体並びに三次形状データ記録装置、方法及び
媒体に関する。
像データから対象物の三次元形状データを生成する三次
元モデリング技術に関し、特に三次元モデリング装置、
方法及び媒体並びに三次形状データ記録装置、方法及び
媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種の三次元画像の生成方法とし
て、対象物のシルエット情報から三次元形状を推定する
シルエット法や、レーザ光を用いた光切断法、複数の白
黒パタンを照射する空間コード化法などが広く知られて
いる。
て、対象物のシルエット情報から三次元形状を推定する
シルエット法や、レーザ光を用いた光切断法、複数の白
黒パタンを照射する空間コード化法などが広く知られて
いる。
【０００３】シルエット法では以下のようにして形状デ
ータを生成する。例えば、対象物を回転台の上に載せ、
適当な角度間隔で複数画像を撮影したのち、これらの画
像毎に、対象物のシルエット画像を求める。ここで、撮
影時にブルーバックなどの背景板を用いれば、良く知ら
れているクロマキー技術を用いて容易にかつ安定してシ
ルエット画像を得ることができる。
ータを生成する。例えば、対象物を回転台の上に載せ、
適当な角度間隔で複数画像を撮影したのち、これらの画
像毎に、対象物のシルエット画像を求める。ここで、撮
影時にブルーバックなどの背景板を用いれば、良く知ら
れているクロマキー技術を用いて容易にかつ安定してシ
ルエット画像を得ることができる。
【０００４】今、回転テーブルと撮影カメラとの位置関
係が予め正確に求められているとすれば、回転テーブル
上に仮定した三次元空間に対し、それぞれの撮影視点か
らシルエットを投影することができる。そして、全ての
シルエットが投影された空間を物体領域として抽出す
る。こうすることで、対象物の三次元形状を推定する。
係が予め正確に求められているとすれば、回転テーブル
上に仮定した三次元空間に対し、それぞれの撮影視点か
らシルエットを投影することができる。そして、全ての
シルエットが投影された空間を物体領域として抽出す
る。こうすることで、対象物の三次元形状を推定する。
【０００５】一方、レーザ光を用いた光切断法では、基
本的に図１５に示すような構造を持つレーザ光照射機器
を用いる。即ち、図１５では、ビーム状のレーザ光を円
筒レンズで一旦スリット光にしたのち、その進行方向を
ガルバノミラー或いはポリゴンミラーを用いて変化させ
ることで、２次元的なスキャンを可能にしている。
本的に図１５に示すような構造を持つレーザ光照射機器
を用いる。即ち、図１５では、ビーム状のレーザ光を円
筒レンズで一旦スリット光にしたのち、その進行方向を
ガルバノミラー或いはポリゴンミラーを用いて変化させ
ることで、２次元的なスキャンを可能にしている。
【０００６】このようにして対象物に照射されたレーザ
光は、カメラなどの画像入力部に取り込まれる。レーザ
光は一般照明光に比べ、強度が十分に大きいものであ
り、入力された画像中から最大輝度を示す点（或いは
線）を容易に抽出できる。レーザ光源と画像入力部との
位置関係は予め正確に計測されており、また、画像入力
時のミラーの角度が正確に判明していれば、三角測量の
原理に基づいて、カメラ或いはレーザ光源から対象物ま
での距離が計算できる。
光は、カメラなどの画像入力部に取り込まれる。レーザ
光は一般照明光に比べ、強度が十分に大きいものであ
り、入力された画像中から最大輝度を示す点（或いは
線）を容易に抽出できる。レーザ光源と画像入力部との
位置関係は予め正確に計測されており、また、画像入力
時のミラーの角度が正確に判明していれば、三角測量の
原理に基づいて、カメラ或いはレーザ光源から対象物ま
での距離が計算できる。
【０００７】また、空間コード化光方式では、図９に示
すような複数の白黒パタンを対象物に照射し、撮影す
る。そして、それぞれの画像について、各画素ごとに白
黒パタンのどちらが照射されているかを求める。これ
は、上記パタンをさらに反転させて照射した画像との比
較をすることにより、正確に求まることが知られてい
る。
すような複数の白黒パタンを対象物に照射し、撮影す
る。そして、それぞれの画像について、各画素ごとに白
黒パタンのどちらが照射されているかを求める。これ
は、上記パタンをさらに反転させて照射した画像との比
較をすることにより、正確に求まることが知られてい
る。
【０００８】このようにして、例えば、７パタンを照射
した場合には、画像は全部で１２８の短冊領域に分割で
きることになる。ここで、パタンの方向と、カメラから
照射部への向とがほぼ直交すれば、各画素のパタン系列
と、パタン照射部から発せられた光の方向とが対応づけ
ることができる。従って、三角測量の原理に基づいて、
カメラ或いはレーザ光源から対象物までの距離が計算で
きることになる。
した場合には、画像は全部で１２８の短冊領域に分割で
きることになる。ここで、パタンの方向と、カメラから
照射部への向とがほぼ直交すれば、各画素のパタン系列
と、パタン照射部から発せられた光の方向とが対応づけ
ることができる。従って、三角測量の原理に基づいて、
カメラ或いはレーザ光源から対象物までの距離が計算で
きることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のシルエット法で
は、背景と対象物を分離しシルエット情報が得られさえ
すれば、三次元形状が推定できる。従って、対象物の材
質や色に関する制約はない。その一方、シルエット輪郭
としてあらわれない形状については、正確に三次元形状
推定できないという問題がある。具体的にはコップの内
側などが該当する。この部分は、つねに他の部分のシル
エット内部に対応するため、シルエット輪郭としては観
測できない部分であり、シルエット法では正確に三次元
形状推定できないことになる。
は、背景と対象物を分離しシルエット情報が得られさえ
すれば、三次元形状が推定できる。従って、対象物の材
質や色に関する制約はない。その一方、シルエット輪郭
としてあらわれない形状については、正確に三次元形状
推定できないという問題がある。具体的にはコップの内
側などが該当する。この部分は、つねに他の部分のシル
エット内部に対応するため、シルエット輪郭としては観
測できない部分であり、シルエット法では正確に三次元
形状推定できないことになる。
【００１０】一方、基本的に、レーザ光を用いた光切断
法や空間コード化法は、対象物に光を照射し、照射部分
と非照射部分を区別出来なくてはならない。しかしなが
ら、例えば人間の頭髪部など黒色の部分については、こ
の区別が極めて困難である。従って、レーザ光を用いた
光切断法や空間コード化法では、光を吸収する材質や色
の部分については、三次元形状情報をえることが難し
い。もちろん、この解決法として極めて強力なレーザ光
を用いるという方法が考えられる。しかし、人間が対象
の場合、安全性の観点から問題が発生すると考えられ
る。
法や空間コード化法は、対象物に光を照射し、照射部分
と非照射部分を区別出来なくてはならない。しかしなが
ら、例えば人間の頭髪部など黒色の部分については、こ
の区別が極めて困難である。従って、レーザ光を用いた
光切断法や空間コード化法では、光を吸収する材質や色
の部分については、三次元形状情報をえることが難し
い。もちろん、この解決法として極めて強力なレーザ光
を用いるという方法が考えられる。しかし、人間が対象
の場合、安全性の観点から問題が発生すると考えられ
る。
【００１１】これに加えて、空間コード化法では複数の
パタンを時分割的に照射する必要があり、高速なデータ
入力は難しい。同様にレーザ光を用いた光切断法でも、
照射できるレーザビームは一つのみであり、これをスキ
ャンする必要があるため、やはり高速なデータ入力は難
しいという問題があった。
パタンを時分割的に照射する必要があり、高速なデータ
入力は難しい。同様にレーザ光を用いた光切断法でも、
照射できるレーザビームは一つのみであり、これをスキ
ャンする必要があるため、やはり高速なデータ入力は難
しいという問題があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の三次元モデリ
ング装置に係る発明は、三次元物体の三次元形状データ
を生成する三次元モデリング装置であって、前記三次元
物体に対し、パタン光を照射する照射手段と、前記三次
元物体の画像を入力する画像入力手段と、前記入力され
た画像から概略形状を計算する概略形状計算手段と、前
記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算
手段と、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づい
て、前記三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元形状データ生成手段と、を有することを特徴とする。
ング装置に係る発明は、三次元物体の三次元形状データ
を生成する三次元モデリング装置であって、前記三次元
物体に対し、パタン光を照射する照射手段と、前記三次
元物体の画像を入力する画像入力手段と、前記入力され
た画像から概略形状を計算する概略形状計算手段と、前
記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算
手段と、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づい
て、前記三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元形状データ生成手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】請求項２の三次元モデリング装置に係る発
明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次元
モデリング装置であって、前記三次元物体に対し、パタ
ン光を照射する照射手段と、前記三次元物体の画像を入
力する画像入力手段と、前記三次元物体の概略形状を読
み込む概略形状入力手段と、前記入力された画像から詳
細形状を計算する詳細形状計算手段と、前記計算された
概略形状及び詳細形状に基づいて、前記三次元物体の三
次元形状データを生成する三次元形状データ生成手段
と、を有することを特徴とする。
明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次元
モデリング装置であって、前記三次元物体に対し、パタ
ン光を照射する照射手段と、前記三次元物体の画像を入
力する画像入力手段と、前記三次元物体の概略形状を読
み込む概略形状入力手段と、前記入力された画像から詳
細形状を計算する詳細形状計算手段と、前記計算された
概略形状及び詳細形状に基づいて、前記三次元物体の三
次元形状データを生成する三次元形状データ生成手段
と、を有することを特徴とする。
【００１４】請求項３の三次元モデリング装置に係る発
明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次元
モデリング装置であって、パタン光を前記三次元物体に
照射することによって得られる前記三次元物体の画像を
読み込む画像読み込み手段と、前記入力された画像から
概略形状を計算する概略形状計算手段と、前記入力され
た画像から詳細形状を計算する詳細形状計算手段と、前
記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記三
次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デー
タ生成手段と、を有することを特徴とする。
明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次元
モデリング装置であって、パタン光を前記三次元物体に
照射することによって得られる前記三次元物体の画像を
読み込む画像読み込み手段と、前記入力された画像から
概略形状を計算する概略形状計算手段と、前記入力され
た画像から詳細形状を計算する詳細形状計算手段と、前
記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記三
次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デー
タ生成手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】請求項４の三次元モデリング装置に係る発
明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次元
モデリング装置であって、パタン光を前記三次元物体に
照射することによって得られる前記三次元物体の画像を
読み込む画像読み込み手段と、前記三次元物体の概略形
状を読み込む概略形状入力手段と、前記入力された画像
から詳細形状を計算する詳細形状計算手段と、前記計算
された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記三次元物
体の三次元形状データを生成する三次元形状データ生成
手段と、を有することを特徴とする。
明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次元
モデリング装置であって、パタン光を前記三次元物体に
照射することによって得られる前記三次元物体の画像を
読み込む画像読み込み手段と、前記三次元物体の概略形
状を読み込む概略形状入力手段と、前記入力された画像
から詳細形状を計算する詳細形状計算手段と、前記計算
された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記三次元物
体の三次元形状データを生成する三次元形状データ生成
手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】請求項５の三次元モデリング装置に係る発
明は、請求項１〜４に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記三次元形状データ生成手段では、前記計算さ
れた詳細形状のうち、前記概略形状の内部に存在するも
のについてのみ情報を前記物体の三次元形状データと
し、それ以外は概略形状表面を前記物体の三次元形状デ
ータとすることを特徴とする。
明は、請求項１〜４に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記三次元形状データ生成手段では、前記計算さ
れた詳細形状のうち、前記概略形状の内部に存在するも
のについてのみ情報を前記物体の三次元形状データと
し、それ以外は概略形状表面を前記物体の三次元形状デ
ータとすることを特徴とする。
【００１７】請求項６の三次元モデリング装置に係る発
明は、請求項１〜５に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記三次元形状データ生成手段では、前記概略形
状に基づき、物体表面の存在可能領域を求め、前記計算
された概略形状及び詳細形状並びに表面存在可能領域に
基づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成す
ることを特徴とする。
明は、請求項１〜５に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記三次元形状データ生成手段では、前記概略形
状に基づき、物体表面の存在可能領域を求め、前記計算
された概略形状及び詳細形状並びに表面存在可能領域に
基づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成す
ることを特徴とする。
【００１８】請求項７の三次元モデリング装置に係る発
明は、請求項１〜６に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記詳細形状計算手段は、前記入力された画像か
ら物体表面位置の候補を複数求めることを特徴とする。
明は、請求項１〜６に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記詳細形状計算手段は、前記入力された画像か
ら物体表面位置の候補を複数求めることを特徴とする。
【００１９】請求項８の三次元モデリング装置に係る発
明は、請求項１〜７に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記詳細形状計算手段は、前記概略形状の内部の
一部分に物体表面の存在不可能領域を設定し、前記存在
不可能領域以外の概略形状の内部領域を物体表面の存在
可能領域とし、前記計算された概略形状及び詳細形状並
びに表面存在可能領域に基づいて、前記三次元物体の三
次元形状データを生成することを特徴とする。
明は、請求項１〜７に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記詳細形状計算手段は、前記概略形状の内部の
一部分に物体表面の存在不可能領域を設定し、前記存在
不可能領域以外の概略形状の内部領域を物体表面の存在
可能領域とし、前記計算された概略形状及び詳細形状並
びに表面存在可能領域に基づいて、前記三次元物体の三
次元形状データを生成することを特徴とする。
【００２０】請求項９の三次元モデリング装置に係る発
明は、請求項１〜８に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記三次元形状データ生成手段では、物体表面の
存在可能領域に基づき、複数の物体表面位置候補から一
つの最終物体表面位置候補を決定し、これに基づいて前
記三次元物体の三次元形状データを生成することを特徴
とする。
明は、請求項１〜８に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記三次元形状データ生成手段では、物体表面の
存在可能領域に基づき、複数の物体表面位置候補から一
つの最終物体表面位置候補を決定し、これに基づいて前
記三次元物体の三次元形状データを生成することを特徴
とする。
【００２１】請求項１０の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項１、３、５〜９に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記概略形状計算手段で計算される概
略形状は、前記画像入力手段により得られた物体画像か
ら求められたシルエット情報に基づいて計算されること
を特徴とする。
発明は、請求項１、３、５〜９に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記概略形状計算手段で計算される概
略形状は、前記画像入力手段により得られた物体画像か
ら求められたシルエット情報に基づいて計算されること
を特徴とする。
【００２２】請求項１１の三次元形状データ記録装置に
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録装置であって、前記三次元物体に
対し、三次元形状データを生成する三次元形状データ生
成手段と、前記三次元形状データ各々に対して、データ
信頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付加手
段と、前記信頼性評価値が付加された三次元形状データ
を媒体に記録する三次元形状データ記録手段と、を有す
ることを特徴とする。
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録装置であって、前記三次元物体に
対し、三次元形状データを生成する三次元形状データ生
成手段と、前記三次元形状データ各々に対して、データ
信頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付加手
段と、前記信頼性評価値が付加された三次元形状データ
を媒体に記録する三次元形状データ記録手段と、を有す
ることを特徴とする。
【００２３】請求項１２の三次元形状データ記録装置に
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録装置であって、前記三次元物体の
三次元形状データを読み込む三次元形状データ読み込み
手段と、前記三次元形状データ各々に対して、データ信
頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付加手段
と、前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを
媒体に記録する三次元形状データ記録手段と、を有する
ことを特徴とする。
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録装置であって、前記三次元物体の
三次元形状データを読み込む三次元形状データ読み込み
手段と、前記三次元形状データ各々に対して、データ信
頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付加手段
と、前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを
媒体に記録する三次元形状データ記録手段と、を有する
ことを特徴とする。
【００２４】請求項１３の三次元モデリング方法に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記入力された画像
から概略形状を計算する概略形状計算ステップと、前記
入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算ス
テップと、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づ
いて、前記三次元物体の三次元形状データを生成する三
次元形状データ生成ステップと、を含むことを特徴とす
る。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記入力された画像
から概略形状を計算する概略形状計算ステップと、前記
入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算ス
テップと、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づ
いて、前記三次元物体の三次元形状データを生成する三
次元形状データ生成ステップと、を含むことを特徴とす
る。
【００２５】請求項１４の三次元モデリング方法に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記三次元物体の概
略形状を読み込む概略形状入力ステップと、前記入力さ
れた画像から詳細形状を計算する詳細形状計算ステップ
と、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、
前記三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形
状データ生成ステップと、を含むことを特徴とする。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記三次元物体の概
略形状を読み込む概略形状入力ステップと、前記入力さ
れた画像から詳細形状を計算する詳細形状計算ステップ
と、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、
前記三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形
状データ生成ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２６】請求項１５の三次元モデリング方法に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、パタン光を前記三次元物体
に照射することによって得られる前記三次元物体の画像
を読み込む画像読み込みステップと、前記入力された画
像から概略形状を計算する概略形状計算ステップと、前
記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算
ステップと、前記計算された概略形状及び詳細形状に基
づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成する
三次元形状データ生成ステップと、を有することを特徴
とする。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、パタン光を前記三次元物体
に照射することによって得られる前記三次元物体の画像
を読み込む画像読み込みステップと、前記入力された画
像から概略形状を計算する概略形状計算ステップと、前
記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算
ステップと、前記計算された概略形状及び詳細形状に基
づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成する
三次元形状データ生成ステップと、を有することを特徴
とする。
【００２７】請求項１６の三次元モデリング方法に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、パタン光を前記三次元物体
に照射することによって得られる前記三次元物体の画像
を読み込む画像読み込みステップと、前記三次元物体の
概略形状を読み込む概略形状入力ステップと、前記入力
された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算ステッ
プと、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づい
て、前記三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元形状データ生成ステップと、を有することを特徴とす
る。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、パタン光を前記三次元物体
に照射することによって得られる前記三次元物体の画像
を読み込む画像読み込みステップと、前記三次元物体の
概略形状を読み込む概略形状入力ステップと、前記入力
された画像から詳細形状を計算する詳細形状計算ステッ
プと、前記計算された概略形状及び詳細形状に基づい
て、前記三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元形状データ生成ステップと、を有することを特徴とす
る。
【００２８】請求項１７の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３〜１６に記載の三次元モデリング方
法において、前記三次元形状データ生成ステップでは、
前記計算された詳細形状のうち、前記概略形状の内部に
存在するものについてのみ情報を前記物体の三次元形状
データとし、それ以外は概略形状表面を前記物体の三次
元形状データとすることを特徴とする。
発明は、請求項１３〜１６に記載の三次元モデリング方
法において、前記三次元形状データ生成ステップでは、
前記計算された詳細形状のうち、前記概略形状の内部に
存在するものについてのみ情報を前記物体の三次元形状
データとし、それ以外は概略形状表面を前記物体の三次
元形状データとすることを特徴とする。
【００２９】請求項１８の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３〜１７に記載の三次元モデリング方
法において、前記三次元形状データ生成ステップでは、
前記概略形状に基づき、物体表面の存在可能領域を求
め、前記計算された概略形状及び詳細形状並びに表面存
在可能領域に基づいて、前記三次元物体の三次元形状デ
ータを生成することを特徴とする。
発明は、請求項１３〜１７に記載の三次元モデリング方
法において、前記三次元形状データ生成ステップでは、
前記概略形状に基づき、物体表面の存在可能領域を求
め、前記計算された概略形状及び詳細形状並びに表面存
在可能領域に基づいて、前記三次元物体の三次元形状デ
ータを生成することを特徴とする。
【００３０】請求項１９の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３〜１８に記載の三次元モデリング方
法において、前記詳細形状計算ステップは、前記入力さ
れた画像から物体表面位置の候補を複数求めることを特
徴とする。
発明は、請求項１３〜１８に記載の三次元モデリング方
法において、前記詳細形状計算ステップは、前記入力さ
れた画像から物体表面位置の候補を複数求めることを特
徴とする。
【００３１】請求項２０の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３〜１９に記載の三次元モデリング方
法において、前記詳細形状計算ステップは、前記概略形
状の内部の一部分に物体表面の存在不可能領域を設定
し、前記存在不可能領域以外の概略形状の内部領域を物
体表面の存在可能領域とし、前記計算された概略形状及
び詳細形状並びに表面存在可能領域に基づいて、前記三
次元物体の三次元形状データを生成することを特徴とす
る。
発明は、請求項１３〜１９に記載の三次元モデリング方
法において、前記詳細形状計算ステップは、前記概略形
状の内部の一部分に物体表面の存在不可能領域を設定
し、前記存在不可能領域以外の概略形状の内部領域を物
体表面の存在可能領域とし、前記計算された概略形状及
び詳細形状並びに表面存在可能領域に基づいて、前記三
次元物体の三次元形状データを生成することを特徴とす
る。
【００３２】請求項２１の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３〜２０に記載の三次元モデリング方
法において、前記三次元形状データ生成ステップでは、
物体表面の存在可能領域に基づき、複数の物体表面位置
候補から一つの最終物体表面位置候補を決定し、これに
基づいて前記三次元物体の三次元形状データを生成する
ことを特徴とする。
発明は、請求項１３〜２０に記載の三次元モデリング方
法において、前記三次元形状データ生成ステップでは、
物体表面の存在可能領域に基づき、複数の物体表面位置
候補から一つの最終物体表面位置候補を決定し、これに
基づいて前記三次元物体の三次元形状データを生成する
ことを特徴とする。
【００３３】請求項２２の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３、１５、１７〜２１に記載の三次元
モデリング方法において、前記概略形状計算ステップで
計算される概略形状は、前記画像入力ステップにより得
られた物体画像から求められたシルエット情報に基づい
て計算されることを特徴とする。
発明は、請求項１３、１５、１７〜２１に記載の三次元
モデリング方法において、前記概略形状計算ステップで
計算される概略形状は、前記画像入力ステップにより得
られた物体画像から求められたシルエット情報に基づい
て計算されることを特徴とする。
【００３４】請求項２３の三次元形状データ記録方法に
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録方法であって、前記三次元物体に
対し、三次元形状データを生成する三次元形状データ生
成ステップと、前記三次元形状データ各々に対して、デ
ータ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付
加ステップと、前記信頼性評価値が付加された三次元形
状データを媒体に記録する三次元形状データ記録ステッ
プと、を含むことを特徴とする。
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録方法であって、前記三次元物体に
対し、三次元形状データを生成する三次元形状データ生
成ステップと、前記三次元形状データ各々に対して、デ
ータ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付
加ステップと、前記信頼性評価値が付加された三次元形
状データを媒体に記録する三次元形状データ記録ステッ
プと、を含むことを特徴とする。
【００３５】請求項２４の三次元形状データ記録方法に
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録方法であって、前記三次元物体の
三次元形状データを読み込む三次元形状データ読み込み
ステップと、前記三次元形状データ各々に対して、デー
タ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付加
ステップと、前記信頼性評価値が付加された三次元形状
データを媒体に記録する三次元形状データ記録ステップ
と、を含むことを特徴とする。
係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録する
三次元形状データ記録方法であって、前記三次元物体の
三次元形状データを読み込む三次元形状データ読み込み
ステップと、前記三次元形状データ各々に対して、デー
タ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信頼性付加
ステップと、前記信頼性評価値が付加された三次元形状
データを媒体に記録する三次元形状データ記録ステップ
と、を含むことを特徴とする。
【００３６】請求項２５の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、コンピュ
ータに接続されたパタン光照射部を制御して、前記三次
元物体に対しパタン光を照射させる照射ステップと、前
記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、前
記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計算
ステップと、前記入力された画像から詳細形状を計算す
る詳細形状計算ステップと、前記計算された概略形状及
び詳細形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状デ
ータを生成する三次元形状データ生成ステップと、を含
むことを特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、コンピュ
ータに接続されたパタン光照射部を制御して、前記三次
元物体に対しパタン光を照射させる照射ステップと、前
記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、前
記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計算
ステップと、前記入力された画像から詳細形状を計算す
る詳細形状計算ステップと、前記計算された概略形状及
び詳細形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状デ
ータを生成する三次元形状データ生成ステップと、を含
むことを特徴とする。
【００３７】請求項２６の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、コンピュ
ータに接続されたパタン光照射部を制御して、前記三次
元物体に対しパタン光を照射させる照射ステップと、前
記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、前
記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステッ
プと、前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細
形状計算ステップと、前記計算された概略形状及び詳細
形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状データを
生成する三次元形状データ生成ステップと、を含むこと
を特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、コンピュ
ータに接続されたパタン光照射部を制御して、前記三次
元物体に対しパタン光を照射させる照射ステップと、前
記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、前
記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステッ
プと、前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細
形状計算ステップと、前記計算された概略形状及び詳細
形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状データを
生成する三次元形状データ生成ステップと、を含むこと
を特徴とする。
【００３８】請求項２７の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、パタン光
を前記三次元物体に照射することによって得られる前記
三次元物体の画像を読み込む画像読み込みステップと、
前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算ステップと、前記入力された画像から詳細形状を計算
する詳細形状計算ステップと、前記計算された概略形状
及び詳細形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状
データを生成する三次元形状データ生成ステップと、を
含むことを特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、パタン光
を前記三次元物体に照射することによって得られる前記
三次元物体の画像を読み込む画像読み込みステップと、
前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算ステップと、前記入力された画像から詳細形状を計算
する詳細形状計算ステップと、前記計算された概略形状
及び詳細形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状
データを生成する三次元形状データ生成ステップと、を
含むことを特徴とする。
【００３９】請求項２８の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、パタン光
を前記三次元物体に照射することによって得られる前記
三次元物体の画像を読み込む画像読み込みステップと、
前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステ
ップと、前記入力された画像から詳細形状を計算する詳
細形状計算ステップと、前記計算された概略形状及び詳
細形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状データ
を生成する三次元形状データ生成ステップと、を含むこ
とを特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、コンピュータに、三次元
物体の三次元形状データを生成させるためのプログラム
を記録した媒体であって、前記プログラムは、パタン光
を前記三次元物体に照射することによって得られる前記
三次元物体の画像を読み込む画像読み込みステップと、
前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステ
ップと、前記入力された画像から詳細形状を計算する詳
細形状計算ステップと、前記計算された概略形状及び詳
細形状に基づいて、前記三次元物体の三次元形状データ
を生成する三次元形状データ生成ステップと、を含むこ
とを特徴とする。
【００４０】請求項２９の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜２８に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記三次元形状データ生成ステップでは、前記計算
された詳細形状のうち、前記概略形状の内部に存在する
ものについてのみ情報を前記物体の三次元形状データと
し、それ以外は概略形状表面を前記物体の三次元形状デ
ータとすることを特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜２８に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記三次元形状データ生成ステップでは、前記計算
された詳細形状のうち、前記概略形状の内部に存在する
ものについてのみ情報を前記物体の三次元形状データと
し、それ以外は概略形状表面を前記物体の三次元形状デ
ータとすることを特徴とする。
【００４１】請求項３０の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜２９に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記三次元形状データ生成ステップでは、前記概略
形状に基づき、物体表面の存在可能領域を求め、前記計
算された概略形状及び詳細形状並びに表面存在可能領域
に基づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成
することを特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜２９に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記三次元形状データ生成ステップでは、前記概略
形状に基づき、物体表面の存在可能領域を求め、前記計
算された概略形状及び詳細形状並びに表面存在可能領域
に基づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成
することを特徴とする。
【００４２】請求項３１の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜３０に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記詳細形状計算ステップは、前記入力された画像
から物体表面位置の候補を複数求めることを特徴とす
る。
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜３０に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記詳細形状計算ステップは、前記入力された画像
から物体表面位置の候補を複数求めることを特徴とす
る。
【００４３】請求項３２の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜３１に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記詳細形状計算ステップは、前記概略形状の内部
の一部分に物体表面の存在不可能領域を設定し、前記存
在不可能領域以外の概略形状の内部領域を物体表面の存
在可能領域とし、前記計算された概略形状及び詳細形状
並びに表面存在可能領域に基づいて、前記三次元物体の
三次元形状データを生成することを特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜３１に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記詳細形状計算ステップは、前記概略形状の内部
の一部分に物体表面の存在不可能領域を設定し、前記存
在不可能領域以外の概略形状の内部領域を物体表面の存
在可能領域とし、前記計算された概略形状及び詳細形状
並びに表面存在可能領域に基づいて、前記三次元物体の
三次元形状データを生成することを特徴とする。
【００４４】請求項３３の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜３２に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記三次元形状データ生成ステップでは、物体表面
の存在可能領域に基づき、複数の物体表面位置候補から
一つの最終物体表面位置候補を決定し、これに基づいて
前記三次元物体の三次元形状データを生成することを特
徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５〜３２に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、前記三次元形状データ生成ステップでは、物体表面
の存在可能領域に基づき、複数の物体表面位置候補から
一つの最終物体表面位置候補を決定し、これに基づいて
前記三次元物体の三次元形状データを生成することを特
徴とする。
【００４５】請求項３４の三次元モデリングプログラム
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５、２７、２９
〜３３に記載の三次元モデリングプログラムを記録した
媒体において、前記概略形状計算ステップで計算される
概略形状は、前記画像入力ステップにより得られた物体
画像から求められたシルエット情報に基づいて計算され
ることを特徴とする。
を記録した媒体に係る発明は、請求項２５、２７、２９
〜３３に記載の三次元モデリングプログラムを記録した
媒体において、前記概略形状計算ステップで計算される
概略形状は、前記画像入力ステップにより得られた物体
画像から求められたシルエット情報に基づいて計算され
ることを特徴とする。
【００４６】請求項３５の三次元形状データ記録プログ
ラムを記録した媒体に係る発明は、コンピュータに対
し、三次元物体の三次元形状データを媒体へ記録させる
ためのプログラムを記録した媒体であって、前記三次元
物体に対し、三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、前記三次元形状データ各々に対し
て、データ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信
頼性付加ステップと、前記信頼性評価値が付加された三
次元形状データを媒体に記録する三次元形状データ記録
ステップと、を含むことを特徴とする。
ラムを記録した媒体に係る発明は、コンピュータに対
し、三次元物体の三次元形状データを媒体へ記録させる
ためのプログラムを記録した媒体であって、前記三次元
物体に対し、三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、前記三次元形状データ各々に対し
て、データ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信
頼性付加ステップと、前記信頼性評価値が付加された三
次元形状データを媒体に記録する三次元形状データ記録
ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４７】請求項３６の三次元形状データ記録プログ
ラムを記録した媒体に係る発明は、コンピュータに対
し、三次元物体の三次元形状データを媒体へ記録させる
ためのプログラムを記録した媒体であって、前記三次元
物体の三次元形状データを読み込む三次元形状データ読
み込みステップと、前記三次元形状データ各々に対し
て、データ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信
頼性付加ステップと、前記信頼性評価値が付加された三
次元形状データを媒体に記録する三次元形状データ記録
ステップと、を含むことを特徴とする。
ラムを記録した媒体に係る発明は、コンピュータに対
し、三次元物体の三次元形状データを媒体へ記録させる
ためのプログラムを記録した媒体であって、前記三次元
物体の三次元形状データを読み込む三次元形状データ読
み込みステップと、前記三次元形状データ各々に対し
て、データ信頼性評価値を付加する三次元形状データ信
頼性付加ステップと、前記信頼性評価値が付加された三
次元形状データを媒体に記録する三次元形状データ記録
ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４８】請求項３７の三次元形状データ記録した媒
体に係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録
した媒体であって、前記三次元形状データ各々に対し
て、データ信頼性評価値情報を保持していることを特徴
とする。
体に係る発明は、三次元物体の三次元形状データを記録
した媒体であって、前記三次元形状データ各々に対し
て、データ信頼性評価値情報を保持していることを特徴
とする。
【００４９】請求項３８の三次元モデリング装置に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング装置であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射手段と、前記三次元物体の画像を
入力する画像入力手段と、前記入力された画像から前記
三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状計算手段
と、を有し、前記三次元形状計算手段では、前記入力さ
れた画像において、前記パタン照射領域、及びパタン境
界領域を抽出し、これらの領域に基いて前記三次元物体
の三次元形状を計算することを特徴とする。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング装置であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射手段と、前記三次元物体の画像を
入力する画像入力手段と、前記入力された画像から前記
三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状計算手段
と、を有し、前記三次元形状計算手段では、前記入力さ
れた画像において、前記パタン照射領域、及びパタン境
界領域を抽出し、これらの領域に基いて前記三次元物体
の三次元形状を計算することを特徴とする。
【００５０】請求項３９の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項１〜１０に記載の三次元モデリング装置
において、前記詳細形状計算手段では、前記入力された
画像において、前記パタン照射領域、及びパタン境界領
域を抽出し、これらの領域に基いて前記三次元物体の詳
細形状を計算することを特徴とする。
発明は、請求項１〜１０に記載の三次元モデリング装置
において、前記詳細形状計算手段では、前記入力された
画像において、前記パタン照射領域、及びパタン境界領
域を抽出し、これらの領域に基いて前記三次元物体の詳
細形状を計算することを特徴とする。
【００５１】請求項４０の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項３８、又は３９に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記パタンは複数のバイナリーパタン
であることを特徴とする。
発明は、請求項３８、又は３９に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記パタンは複数のバイナリーパタン
であることを特徴とする。
【００５２】請求項４１の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項３８〜４０に記載の三次元モデリング装
置において、前記画像入力手段は少なくとも二つの地点
から入力を行うことを特徴とする。
発明は、請求項３８〜４０に記載の三次元モデリング装
置において、前記画像入力手段は少なくとも二つの地点
から入力を行うことを特徴とする。
【００５３】請求項４２の三次元モデリング装置に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング装置であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射手段と、前記三次元物体の画像を
入力する画像入力手段と、前記入力された画像から前記
三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状計算手段
と、を有し、前記画像入力手段は少なくとも二つの地点
から入力を行い、前記三次元形状計算手段では、前記入
力された画像において色彩或いは濃度が変化する箇所を
抽出し、前記入力された画像間で、前記色彩或いは濃度
が変化する箇所相互の対応関係を得ることによって、前
記三次元物体の三次元形状を計算することを特徴とす
る。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング装置であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射手段と、前記三次元物体の画像を
入力する画像入力手段と、前記入力された画像から前記
三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状計算手段
と、を有し、前記画像入力手段は少なくとも二つの地点
から入力を行い、前記三次元形状計算手段では、前記入
力された画像において色彩或いは濃度が変化する箇所を
抽出し、前記入力された画像間で、前記色彩或いは濃度
が変化する箇所相互の対応関係を得ることによって、前
記三次元物体の三次元形状を計算することを特徴とす
る。
【００５４】請求項４３の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項１、２、５〜１０に記載の三次元モデリ
ング装置において、前記画像入力手段は位置が異なる少
なくとも二つの地点から入力を行い、前記詳細形状計算
手段では、前記入力された画像において色彩或いは濃度
が変化する箇所を抽出し、前記入力された画像間で、前
記色彩或いは濃度が変化する部位相互の対応関係を得る
ことによって、前記三次元物体の三次元形状を計算する
ことを特徴とする。
発明は、請求項１、２、５〜１０に記載の三次元モデリ
ング装置において、前記画像入力手段は位置が異なる少
なくとも二つの地点から入力を行い、前記詳細形状計算
手段では、前記入力された画像において色彩或いは濃度
が変化する箇所を抽出し、前記入力された画像間で、前
記色彩或いは濃度が変化する部位相互の対応関係を得る
ことによって、前記三次元物体の三次元形状を計算する
ことを特徴とする。
【００５５】請求項４４の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項３、又は４に記載の三次元モデリング装
置において、前記画像読み込み手段は位置が異なる少な
くとも二つの地点から入力を行い、前記詳細形状計算手
段では、前記入力された画像において色彩或いは濃度が
変化する箇所を抽出し、前記入力された画像間で、前記
色彩或いは濃度が変化する部位相互の対応関係を得るこ
とによって、前記三次元物体の三次元形状を計算するこ
とを特徴とする。
発明は、請求項３、又は４に記載の三次元モデリング装
置において、前記画像読み込み手段は位置が異なる少な
くとも二つの地点から入力を行い、前記詳細形状計算手
段では、前記入力された画像において色彩或いは濃度が
変化する箇所を抽出し、前記入力された画像間で、前記
色彩或いは濃度が変化する部位相互の対応関係を得るこ
とによって、前記三次元物体の三次元形状を計算するこ
とを特徴とする。
【００５６】請求項４５の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項４２、又は４３に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記照射されるパタン光は多色パタン
光であり、隣接パタン間では、その色彩をＨＳＶ空間で
記した際に色相が少なくとも９０度以上異なるか、又は
明度が0.3以上異なることを特徴とする。
発明は、請求項４２、又は４３に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記照射されるパタン光は多色パタン
光であり、隣接パタン間では、その色彩をＨＳＶ空間で
記した際に色相が少なくとも９０度以上異なるか、又は
明度が0.3以上異なることを特徴とする。
【００５７】請求項４６の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項４２〜４５に記載の三次元モデリング装
置において、前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の
対応関係は、前記入力された画像から前記色彩或いは濃
度が変化する部位の属性を求め、この属性に基いて得る
ことを特徴とする。
発明は、請求項４２〜４５に記載の三次元モデリング装
置において、前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の
対応関係は、前記入力された画像から前記色彩或いは濃
度が変化する部位の属性を求め、この属性に基いて得る
ことを特徴とする。
【００５８】請求項４７の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項４６に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記色彩或いは濃度が変化する部位の属性は、前
記入力された画像において前記色彩或いは濃度が変化す
る部位の左右或いは上下の色彩情報であることを特徴と
する。
発明は、請求項４６に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記色彩或いは濃度が変化する部位の属性は、前
記入力された画像において前記色彩或いは濃度が変化す
る部位の左右或いは上下の色彩情報であることを特徴と
する。
【００５９】請求項４８の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項４６、又は４７に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記属性を求める際に、前記入力され
た画像に対し、平均化処理を施すことを特徴とする。
発明は、請求項４６、又は４７に記載の三次元モデリン
グ装置において、前記属性を求める際に、前記入力され
た画像に対し、平均化処理を施すことを特徴とする。
【００６０】請求項４９の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項４８に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記平均化処理は、前記入力された画像に対し領
域分割処理を行い、分割された領域単位で行うことを特
徴とする。
発明は、請求項４８に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記平均化処理は、前記入力された画像に対し領
域分割処理を行い、分割された領域単位で行うことを特
徴とする。
【００６１】請求項５０の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項１〜１０に記載の三次元モデリング装置
において、さらに前記照射手段と前記画像入力手段を移
動させる移動手段を有することを特徴とする。
発明は、請求項１〜１０に記載の三次元モデリング装置
において、さらに前記照射手段と前記画像入力手段を移
動させる移動手段を有することを特徴とする。
【００６２】請求項５１の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項５０に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記移動手段は、前記得られた概略形状に基いて
前記照射手段と前記画像入力手段を移動させることを特
徴とする。
発明は、請求項５０に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記移動手段は、前記得られた概略形状に基いて
前記照射手段と前記画像入力手段を移動させることを特
徴とする。
【００６３】請求項５２の三次元モデリング装置に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング装置であって、前記三次元物体の三次元形
状を得る少なくとも二つの三次元形状入力手段と、前記
三次元形状入力部を移動させる移動手段と、を有し、各
三次元形状入力手段の三次元入力精度がそれぞれ異なる
ことを特徴とする。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング装置であって、前記三次元物体の三次元形
状を得る少なくとも二つの三次元形状入力手段と、前記
三次元形状入力部を移動させる移動手段と、を有し、各
三次元形状入力手段の三次元入力精度がそれぞれ異なる
ことを特徴とする。
【００６４】請求項５３の三次元モデリング装置に係る
発明は、請求項５２に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記移動手段は、三次元入力精度がより低い前記
三次元形状入力手段によって得られた三次元形状情報に
基いて、三次元入力精度のより高い三次元形状入力手段
を移動させることを特徴とする。
発明は、請求項５２に記載の三次元モデリング装置にお
いて、前記移動手段は、三次元入力精度がより低い前記
三次元形状入力手段によって得られた三次元形状情報に
基いて、三次元入力精度のより高い三次元形状入力手段
を移動させることを特徴とする。
【００６５】請求項５４の三次元モデリング方法に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記入力された画像
から前記三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状
計算ステップと、を有し、前記三次元形状計算ステップ
では、前記入力された画像において、前記パタン照射領
域、及びパタン境界領域を抽出し、これらの領域に基い
て前記三次元物体の三次元形状を計算することを特徴と
する。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記入力された画像
から前記三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状
計算ステップと、を有し、前記三次元形状計算ステップ
では、前記入力された画像において、前記パタン照射領
域、及びパタン境界領域を抽出し、これらの領域に基い
て前記三次元物体の三次元形状を計算することを特徴と
する。
【００６６】請求項５５の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３〜２２に記載の三次元モデリング方
法において、前記詳細形状計算ステップでは、前記入力
された画像において、前記パタン照射領域、及びパタン
境界領域を抽出し、これらの領域に基いて前記三次元物
体の詳細形状を計算することを特徴とする。
発明は、請求項１３〜２２に記載の三次元モデリング方
法において、前記詳細形状計算ステップでは、前記入力
された画像において、前記パタン照射領域、及びパタン
境界領域を抽出し、これらの領域に基いて前記三次元物
体の詳細形状を計算することを特徴とする。
【００６７】請求項５６の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項５４、又は５５に記載の三次元モデリン
グ方法において、前記パタンは複数のバイナリーパタン
であることを特徴とする。
発明は、請求項５４、又は５５に記載の三次元モデリン
グ方法において、前記パタンは複数のバイナリーパタン
であることを特徴とする。
【００６８】請求項５７の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項５４〜５６に記載の三次元モデリング方
法において、前記画像入力ステップでは少なくとも二つ
の地点から入力を行うことを特徴とする。
発明は、請求項５４〜５６に記載の三次元モデリング方
法において、前記画像入力ステップでは少なくとも二つ
の地点から入力を行うことを特徴とする。
【００６９】請求項５８の三次元モデリング方法に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記入力された画像
から前記三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状
計算ステップと、を有し、前記画像入力ステップでは、
少なくとも二つの地点から入力を行い、前記三次元形状
計算ステップでは、前記入力された画像において色彩或
いは濃度が変化する箇所を抽出し、前記入力された画像
間で、前記色彩或いは濃度が変化する箇所相互の対応関
係を得ることによって、前記三次元物体の三次元形状を
計算することを特徴とする。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体に対し、パ
タン光を照射する照射ステップと、前記三次元物体の画
像を入力する画像入力ステップと、前記入力された画像
から前記三次元物体の三次元形状を計算する三次元形状
計算ステップと、を有し、前記画像入力ステップでは、
少なくとも二つの地点から入力を行い、前記三次元形状
計算ステップでは、前記入力された画像において色彩或
いは濃度が変化する箇所を抽出し、前記入力された画像
間で、前記色彩或いは濃度が変化する箇所相互の対応関
係を得ることによって、前記三次元物体の三次元形状を
計算することを特徴とする。
【００７０】請求項５９の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項１３〜２２に記載の三次元モデリング方
法において、前記画像入力ステップでは、位置が異なる
少なくとも二つの地点から画像の入力を行い、前記詳細
形状計算ステップでは、前記入力された画像において色
彩或いは濃度が変化する箇所を抽出し、前記入力された
画像間で、前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の対
応関係を得ることによって、前記三次元物体の三次元形
状を計算することを特徴とする。
発明は、請求項１３〜２２に記載の三次元モデリング方
法において、前記画像入力ステップでは、位置が異なる
少なくとも二つの地点から画像の入力を行い、前記詳細
形状計算ステップでは、前記入力された画像において色
彩或いは濃度が変化する箇所を抽出し、前記入力された
画像間で、前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の対
応関係を得ることによって、前記三次元物体の三次元形
状を計算することを特徴とする。
【００７１】請求項６０の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項５８、又は５９に記載の三次元モデリン
グ方法において、前記照射されるパタン光は多色パタン
光であり、隣接パタン間では、その色彩をＨＳＶ空間で
記した際に色相が少なくとも９０度以上異なるか、又は
明度が0.3以上異なることを特徴とする。
発明は、請求項５８、又は５９に記載の三次元モデリン
グ方法において、前記照射されるパタン光は多色パタン
光であり、隣接パタン間では、その色彩をＨＳＶ空間で
記した際に色相が少なくとも９０度以上異なるか、又は
明度が0.3以上異なることを特徴とする。
【００７２】請求項６１の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項５８〜６０に記載の三次元モデリング方
法において、前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の
対応関係は、前記入力された画像から前記色彩或いは濃
度が変化する部位の属性を求め、この属性に基いて得る
ことを特徴とする。
発明は、請求項５８〜６０に記載の三次元モデリング方
法において、前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の
対応関係は、前記入力された画像から前記色彩或いは濃
度が変化する部位の属性を求め、この属性に基いて得る
ことを特徴とする。
【００７３】請求項６２の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項６１に記載の三次元モデリング方法にお
いて、前記色彩或いは濃度が変化する部位の属性は、前
記入力された画像において前記色彩或いは濃度が変化す
る部位の左右或いは上下の色彩情報であることを特徴と
する。
発明は、請求項６１に記載の三次元モデリング方法にお
いて、前記色彩或いは濃度が変化する部位の属性は、前
記入力された画像において前記色彩或いは濃度が変化す
る部位の左右或いは上下の色彩情報であることを特徴と
する。
【００７４】請求項６３の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項６１、又は６２に記載の三次元モデリン
グ方法において、前記属性を求める際に、前記入力され
た画像に対し、平均化処理を施すことを特徴とする。
発明は、請求項６１、又は６２に記載の三次元モデリン
グ方法において、前記属性を求める際に、前記入力され
た画像に対し、平均化処理を施すことを特徴とする。
【００７５】請求項６４の三次元モデリング方法に係る
発明は、請求項６３に記載の三次元モデリング方法にお
いて、前記平均化処理は、前記入力された画像に対し領
域分割処理を行い、分割された領域単位で行うことを特
徴とする。
発明は、請求項６３に記載の三次元モデリング方法にお
いて、前記平均化処理は、前記入力された画像に対し領
域分割処理を行い、分割された領域単位で行うことを特
徴とする。
【００７６】請求項６５の三次元モデリング方法に係る
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体の三次元形
状を得る少なくとも二つの三次元形状入力ステップと、
前記三次元形状入力部を移動させる移動ステップと、を
有し、各三次元形状入力ステップのもつ三次元入力精度
がそれぞれ異なることを特徴とする。
発明は、三次元物体の三次元形状データを生成する三次
元モデリング方法であって、前記三次元物体の三次元形
状を得る少なくとも二つの三次元形状入力ステップと、
前記三次元形状入力部を移動させる移動ステップと、を
有し、各三次元形状入力ステップのもつ三次元入力精度
がそれぞれ異なることを特徴とする。
【００７７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
を示す。
を示す。
【００７８】尚、以下の説明及び請求項において、「画
像」とはコンピュータで処理可能なデジタル化された画
像情報（画像データ）から、３５ｍフィルム或いは印画
紙に焼き付けられた画像までもを含めた広義の画像を意
味するものとする。 （構成の説明）図１に本発明の概念構成図を示す。入力
対象物１０は回転台１１の上に設置される。１２はパタ
ン照射部であり、パタン光を対象物１０に照射する。パ
タンを照射された対象物は受光部１３により撮影され
る。
像」とはコンピュータで処理可能なデジタル化された画
像情報（画像データ）から、３５ｍフィルム或いは印画
紙に焼き付けられた画像までもを含めた広義の画像を意
味するものとする。 （構成の説明）図１に本発明の概念構成図を示す。入力
対象物１０は回転台１１の上に設置される。１２はパタ
ン照射部であり、パタン光を対象物１０に照射する。パ
タンを照射された対象物は受光部１３により撮影され
る。
【００７９】尚、これらパタン照射及び撮影は制御部１
４により制御される。撮影された画像データは処理部１
５に送られる。処理部では、三次元形状計算が行われ、
得られた三次元形状データは記録部１６に保存される。
４により制御される。撮影された画像データは処理部１
５に送られる。処理部では、三次元形状計算が行われ、
得られた三次元形状データは記録部１６に保存される。
【００８０】尚、受光部１３は通常アナログカメラ或い
はデジタルカメラが利用されるが、対象物によっては、
非可視光画像を得る特殊カメラであっても良い。また、
制御部１４及び処理部１５は通常パーソナルコンピュー
タやワークステーションなどの計算機が用いられる。さ
らに、記録部１６はハードディスク、CD-R、フロッピー
ディスク、MO、DVDその他あらゆる記録媒体を用いるこ
とができる。
はデジタルカメラが利用されるが、対象物によっては、
非可視光画像を得る特殊カメラであっても良い。また、
制御部１４及び処理部１５は通常パーソナルコンピュー
タやワークステーションなどの計算機が用いられる。さ
らに、記録部１６はハードディスク、CD-R、フロッピー
ディスク、MO、DVDその他あらゆる記録媒体を用いるこ
とができる。
【００８１】図２に、本発明における処理の大まかな流
れを示す。処理はキャリブレーション、概略形状抽出、
詳細形状抽出、三次元形状データ生成の４ステップから
なる。
れを示す。処理はキャリブレーション、概略形状抽出、
詳細形状抽出、三次元形状データ生成の４ステップから
なる。
【００８２】キャリブレーションステップ（Ｓ２０）で
は、カメラの内部パラメータ（画角情報即ち焦点距離と
CCDサイズの比やレンズ歪みなど）、及び外部パラメー
タ（カメラ位置）を求める。概略形状抽出ステップ（Ｓ
２１）では、対象物の大まかな形状情報を得る。一方詳
細形状抽出ステップ（Ｓ２２）では対象物の詳細な形状
情報を得る。また、三次元形状データ生成ステップ（Ｓ
２３）では、対象物の大まかな形状情報と詳細な形状情
報とを統合し、最終的な三次元形状データを生成する。
は、カメラの内部パラメータ（画角情報即ち焦点距離と
CCDサイズの比やレンズ歪みなど）、及び外部パラメー
タ（カメラ位置）を求める。概略形状抽出ステップ（Ｓ
２１）では、対象物の大まかな形状情報を得る。一方詳
細形状抽出ステップ（Ｓ２２）では対象物の詳細な形状
情報を得る。また、三次元形状データ生成ステップ（Ｓ
２３）では、対象物の大まかな形状情報と詳細な形状情
報とを統合し、最終的な三次元形状データを生成する。
【００８３】以下に、本発明の好適な実施の形態の一つ
をより詳細に示す。
をより詳細に示す。
【００８４】ここでは、図１で示したように、回転台１
１の上に対象物１０を載せて、回転台１１を回転させつ
つカメラで対象物１０の画像を撮影することを前提にす
る。もちろん、多数のカメラ１３を対象物１０の回りに
配置させ、これらから対象物１０の複数の画像を得ても
良い。対象物１０が回転台１１に載せられないような物
体や、長時間静止出来ない物体などは、多数カメラ配置
の方が好適と考えられる。
１の上に対象物１０を載せて、回転台１１を回転させつ
つカメラで対象物１０の画像を撮影することを前提にす
る。もちろん、多数のカメラ１３を対象物１０の回りに
配置させ、これらから対象物１０の複数の画像を得ても
良い。対象物１０が回転台１１に載せられないような物
体や、長時間静止出来ない物体などは、多数カメラ配置
の方が好適と考えられる。
【００８５】また、概略形状抽出ステップでシルエット
法を用いること、及び詳細形状抽出ステップでバイナリ
ーパタンを用いた空間コード化法による能動ステレオ法
を用いて形状測定をすること、を前提に説明する。従っ
て、受光部１３としては二つのカメラを用いることにな
る。以下、図２の流れに従って順に説明してゆく。
法を用いること、及び詳細形状抽出ステップでバイナリ
ーパタンを用いた空間コード化法による能動ステレオ法
を用いて形状測定をすること、を前提に説明する。従っ
て、受光部１３としては二つのカメラを用いることにな
る。以下、図２の流れに従って順に説明してゆく。
【００８６】（キャリブレーションステップ）キャリブ
レーションステップでは、カメラ１３の内部パラメータ
及び外部パラメータを求める。ここでカメラ１３の内部
パラメータとは、画角情報（焦点距離とCCDサイズの
比：以後「パースペクティブ比」と呼ぶ。）やレンズ歪
みパラメータである。また、カメラ１３の外部パラメー
タとは、カメラ１３の位置及び姿勢情報であり、より具
体的には、回転台回転軸とカメラ１３の位置関係、及び
カメラ１３の相互の位置関係を意味する。
レーションステップでは、カメラ１３の内部パラメータ
及び外部パラメータを求める。ここでカメラ１３の内部
パラメータとは、画角情報（焦点距離とCCDサイズの
比：以後「パースペクティブ比」と呼ぶ。）やレンズ歪
みパラメータである。また、カメラ１３の外部パラメー
タとは、カメラ１３の位置及び姿勢情報であり、より具
体的には、回転台回転軸とカメラ１３の位置関係、及び
カメラ１３の相互の位置関係を意味する。
【００８７】図３はパースペクティブ比を説明するため
の図である。ここでカメラモデルとして、ピンホールカ
メラモデルを前提としている。パースペクティブ比は、
焦点距離とCCDサイズ（例えばCCD縦サイズ）の比として
定義する。図３の場合、hccd/fがパースペクティブ比で
ある。これは、遠近法において、画面に投影される物体
サイズが視点から物体までの距離に応じて拡大／縮小さ
れる際の、拡大／縮小率を決定するパラメータにほかな
らない。
の図である。ここでカメラモデルとして、ピンホールカ
メラモデルを前提としている。パースペクティブ比は、
焦点距離とCCDサイズ（例えばCCD縦サイズ）の比として
定義する。図３の場合、hccd/fがパースペクティブ比で
ある。これは、遠近法において、画面に投影される物体
サイズが視点から物体までの距離に応じて拡大／縮小さ
れる際の、拡大／縮小率を決定するパラメータにほかな
らない。
【００８８】さて、実際にはカメラ１３の焦点距離及び
CCDサイズは未知の場合が多い。或いは、既知であって
も、実際の形状計測に用いる場合には不正確である場合
が多い。
CCDサイズは未知の場合が多い。或いは、既知であって
も、実際の形状計測に用いる場合には不正確である場合
が多い。
【００８９】この時には次のようにして求めることがで
きる。まず、長さＨの基準ポール３０が画像面３１に入
るように撮影する。そして、このときのカメラと基準ポ
ールとの距離Ｌを計測する。ここで画像面の縦サイズを
hpx（単位：ピクセル）とし、画像面に基準ポールがhピ
クセルの長さで映っているとすると、H/L = h/fである
から、パースペクティブ比は(H×hpx)/(h×L)で計算さ
れる値となる。
きる。まず、長さＨの基準ポール３０が画像面３１に入
るように撮影する。そして、このときのカメラと基準ポ
ールとの距離Ｌを計測する。ここで画像面の縦サイズを
hpx（単位：ピクセル）とし、画像面に基準ポールがhピ
クセルの長さで映っているとすると、H/L = h/fである
から、パースペクティブ比は(H×hpx)/(h×L)で計算さ
れる値となる。
【００９０】次に、外部パラメータ即ち回転台１１の回
転軸とカメラ１３の位置関係を求める方法について説明
する。以下ではこの処理を「回転台キャリブレーショ
ン」と呼ぶことにする。
転軸とカメラ１３の位置関係を求める方法について説明
する。以下ではこの処理を「回転台キャリブレーショ
ン」と呼ぶことにする。
【００９１】図４を参照して、回転台キャリブレーショ
ン処理では、まず、回転台１１の上に、既知パタンを印
刷した物体４０（これを「参照物体」と呼ぶ。）を配置
する。ここで既知パタンとは、例えば円マーク４２であ
り、これが平板状の参照物体に複数印刷されている。す
べての円マークは予め指定された場所に印刷されてお
り、回転台キャリブレーション処理を行う計算機には、
予め各円マークの印刷位置が登録されているとする。こ
のように既知パタンが印刷された物体とカメラ１３との
位置関係は、Hough変換を用いて信頼性良く求めること
ができる。この概略については後述する。
ン処理では、まず、回転台１１の上に、既知パタンを印
刷した物体４０（これを「参照物体」と呼ぶ。）を配置
する。ここで既知パタンとは、例えば円マーク４２であ
り、これが平板状の参照物体に複数印刷されている。す
べての円マークは予め指定された場所に印刷されてお
り、回転台キャリブレーション処理を行う計算機には、
予め各円マークの印刷位置が登録されているとする。こ
のように既知パタンが印刷された物体とカメラ１３との
位置関係は、Hough変換を用いて信頼性良く求めること
ができる。この概略については後述する。
【００９２】さて、回転台１１の回転軸４１とカメラ１
３との位置関係を求めるためには、カメラ１３と参照物
体４０の位置関係が求められただけでは不十分である。
そこで、回転台１１を回しながら、幾つかの視点から参
照物体４０を撮影し、それぞれの視点における、カメラ
１３と参照物体４０との位置関係を求める。これは、カ
メラ視点が固定と考えると、参照物体４０が回転台１１
の回転動作に伴い、どのように動いたかという情報を得
たことになる。この動きは回転台１１の回転軸４１に沿
って円運動を形成しているため、参照物体４０上におけ
る任意の点（例えば原点）の動きを追跡し、その軌跡に
円あてはめを行う。この円の中心を通り、円が成す平面
に直交する直線が回転台１１の回転軸４１となる。
３との位置関係を求めるためには、カメラ１３と参照物
体４０の位置関係が求められただけでは不十分である。
そこで、回転台１１を回しながら、幾つかの視点から参
照物体４０を撮影し、それぞれの視点における、カメラ
１３と参照物体４０との位置関係を求める。これは、カ
メラ視点が固定と考えると、参照物体４０が回転台１１
の回転動作に伴い、どのように動いたかという情報を得
たことになる。この動きは回転台１１の回転軸４１に沿
って円運動を形成しているため、参照物体４０上におけ
る任意の点（例えば原点）の動きを追跡し、その軌跡に
円あてはめを行う。この円の中心を通り、円が成す平面
に直交する直線が回転台１１の回転軸４１となる。
【００９３】尚、以下にHough変換を用いた参照物体４
０とカメラ１３との位置関係算出方法について説明す
る。図４及び図５を参照して、まず、参照物体４０を撮
影する。そして、撮影された画像５０から、円マーク４
２を抽出する。参照物体４０上の円マーク４２は複数存
在しており、従って、この時点で円マークは互いに区別
できない。そこで、抽出された円マークから任意の３つ
を取り出す。一方、計算機に登録されている円マーク位
置データ５１から、やはり任意の３つを取りだす。
０とカメラ１３との位置関係算出方法について説明す
る。図４及び図５を参照して、まず、参照物体４０を撮
影する。そして、撮影された画像５０から、円マーク４
２を抽出する。参照物体４０上の円マーク４２は複数存
在しており、従って、この時点で円マークは互いに区別
できない。そこで、抽出された円マークから任意の３つ
を取り出す。一方、計算機に登録されている円マーク位
置データ５１から、やはり任意の３つを取りだす。
【００９４】そして、これらが仮に正しいとした場合
の、参照物体座標系と、カメラ座標系との変換行列を求
める。この変換行列は、参照物体座標系から見たカメラ
の位置及び姿勢と見做すことができ、カメラの位置
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及びカメラの向き(α，β，γ)の６自由
度で決定される。尚、Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，β，γによって
規定されるカメラ座標系と参照物体座標系の関係式は、
以下の数１となる。
の、参照物体座標系と、カメラ座標系との変換行列を求
める。この変換行列は、参照物体座標系から見たカメラ
の位置及び姿勢と見做すことができ、カメラの位置
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及びカメラの向き(α，β，γ)の６自由
度で決定される。尚、Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，β，γによって
規定されるカメラ座標系と参照物体座標系の関係式は、
以下の数１となる。
【００９５】
【数１】
【００９６】さて、ここで得られたＸ，Ｙ，Ｚ，α，
β，γは正しいことが保証されていない。しかし、上述
のような任意の３つの抽出円マーク組、及び３つの登録
位置データ組の全組み合わせについて、Ｘ，Ｙ，Ｚ，
α，β，γを求めた場合を考えてみると、いくつかは正
しい組み合わせとなり、正しいＸ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ
の値を得ることになる。これら正しい組合わせの場合は
常に同じＸ，Ｙ，Ｚ，α，β，γとなる。一方、誤った
組合わせの場合は、でたらめなＸ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ
となる。
β，γは正しいことが保証されていない。しかし、上述
のような任意の３つの抽出円マーク組、及び３つの登録
位置データ組の全組み合わせについて、Ｘ，Ｙ，Ｚ，
α，β，γを求めた場合を考えてみると、いくつかは正
しい組み合わせとなり、正しいＸ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ
の値を得ることになる。これら正しい組合わせの場合は
常に同じＸ，Ｙ，Ｚ，α，β，γとなる。一方、誤った
組合わせの場合は、でたらめなＸ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ
となる。
【００９７】そこで、図６に示すように、Ｘ，Ｙ，Ｚ，
α，β，γ各変数に対応したテーブルを準備し、上記す
べての組み合わせについて得られたＸ，Ｙ，Ｚ，α，
β，γについて、テーブルに投票処理する。そして各テ
ーブルでピークを呈する部分を正しい解と見なす。図６
では上向き矢印で示された点がそれぞれの変数の解とな
る。
α，β，γ各変数に対応したテーブルを準備し、上記す
べての組み合わせについて得られたＸ，Ｙ，Ｚ，α，
β，γについて、テーブルに投票処理する。そして各テ
ーブルでピークを呈する部分を正しい解と見なす。図６
では上向き矢印で示された点がそれぞれの変数の解とな
る。
【００９８】一方、図４に示されるカメラ１３間の位置
関係は、複数のカメラ１３で同じ参照物体４０を撮影し
た際の、参照物体座標系と、カメラ座標系との変換行列
から容易に計算できる。即ち、カメラa座標系の三次元
の点Pをカメラaの座標系であらわした値をPa、カメラb
の座標系であらわした値をPb、参照物体座標系であらわ
した値をPo、とすると、これらの関係は以下のようにな
る。
関係は、複数のカメラ１３で同じ参照物体４０を撮影し
た際の、参照物体座標系と、カメラ座標系との変換行列
から容易に計算できる。即ち、カメラa座標系の三次元
の点Pをカメラaの座標系であらわした値をPa、カメラb
の座標系であらわした値をPb、参照物体座標系であらわ
した値をPo、とすると、これらの関係は以下のようにな
る。
【００９９】Pa = Roa * Po + Toa Pb = Rob * Po + Tob ここでRoa、Rob、Toa、Tobはそれぞれ参照物体座標系か
らカメラa、b座標系への回転変換パラメータ、及び並進
パラメータである。即ち、カメラ間の座標変換は、 Pa = Roa *R ob (-1) *Pb + (Toa - Rob (-1) *Tob) であらわされる。従って、例えば、カメラbの原点は、
カメラaでは(Toa - Rob (- 1) Tob)の位置にあることにな
る。 （シルエット法による概略形状計算ステップ）次に、シ
ルエット法を用いた概略形状抽出について説明する。図
７を参照して、まず、カメラから入力された複数の物体
画像に対し、対象物体のシルエットを抽出する処理を行
なう（Ｓ７０）。シルエット抽出には、例えば、ブルー
バックを用いたクロマキー法や、予め背景画像データを
入力しておき、上記物体画像データと背景画像データと
の差分処理からシルエットを得る背景差分法などを用い
ることができる。クロマキー法や背景差分法についての
詳細説明は割愛するが、例えば、特開平１１−９６３６
１号公報などを参照されたい。
らカメラa、b座標系への回転変換パラメータ、及び並進
パラメータである。即ち、カメラ間の座標変換は、 Pa = Roa *R ob (-1) *Pb + (Toa - Rob (-1) *Tob) であらわされる。従って、例えば、カメラbの原点は、
カメラaでは(Toa - Rob (- 1) Tob)の位置にあることにな
る。 （シルエット法による概略形状計算ステップ）次に、シ
ルエット法を用いた概略形状抽出について説明する。図
７を参照して、まず、カメラから入力された複数の物体
画像に対し、対象物体のシルエットを抽出する処理を行
なう（Ｓ７０）。シルエット抽出には、例えば、ブルー
バックを用いたクロマキー法や、予め背景画像データを
入力しておき、上記物体画像データと背景画像データと
の差分処理からシルエットを得る背景差分法などを用い
ることができる。クロマキー法や背景差分法についての
詳細説明は割愛するが、例えば、特開平１１−９６３６
１号公報などを参照されたい。
【０１００】続いて、複数のシルエット画像から、対象
物の三次元形状を再構成する形状再構成処理を行なう
（Ｓ７１）。ここでは、まず、対象物体が存在すると予
測さる三次元空間を、ボクセル空間として表現する。ボ
クセル空間とは、非常に小さな立体素（ボクセル）の集
まりで三次元空間を表現するものである。また、対象物
体が存在する空間は、回転台の上方で、かつ、カメラの
視野に収まる領域として予測することができる。
物の三次元形状を再構成する形状再構成処理を行なう
（Ｓ７１）。ここでは、まず、対象物体が存在すると予
測さる三次元空間を、ボクセル空間として表現する。ボ
クセル空間とは、非常に小さな立体素（ボクセル）の集
まりで三次元空間を表現するものである。また、対象物
体が存在する空間は、回転台の上方で、かつ、カメラの
視野に収まる領域として予測することができる。
【０１０１】そして、各ボクセルをそれぞれのシルエッ
ト画像に投影し、全ての物体シルエット画像上に（或い
は一定枚数以上のシルエット画像上に）投影されたもの
のみを物体概略形状として抽出する。
ト画像に投影し、全ての物体シルエット画像上に（或い
は一定枚数以上のシルエット画像上に）投影されたもの
のみを物体概略形状として抽出する。
【０１０２】図８は、上記の形状再構成過程を説明する
ものである。一般に、多数枚のシルエット画像をもとに
ボクセル空間８０へ投影処理を行うが、図では一部のシ
ルエット画像のみを示している。
ものである。一般に、多数枚のシルエット画像をもとに
ボクセル空間８０へ投影処理を行うが、図では一部のシ
ルエット画像のみを示している。
【０１０３】ここで存在可能領域を考える。シルエット
画像１に対する存在可能領域とは、カメラの視点中心８
１を頂点とし、シルエット画像１中の物体像を断面形状
とする錐体状の領域８２となる。尚、他のシルエット画
像に対する存在可能領域も同様に定義できる。従って、
対象物体はかならず（シルエット画像に誤りがない限
り）、この存在可能領域の内部に存在していることにな
る。この処理は、直感的には、石膏ブロックから、シル
エット外の部分を削り落としてゆき、最終的に物体を削
り出す作業になぞらえることが出来る。
画像１に対する存在可能領域とは、カメラの視点中心８
１を頂点とし、シルエット画像１中の物体像を断面形状
とする錐体状の領域８２となる。尚、他のシルエット画
像に対する存在可能領域も同様に定義できる。従って、
対象物体はかならず（シルエット画像に誤りがない限
り）、この存在可能領域の内部に存在していることにな
る。この処理は、直感的には、石膏ブロックから、シル
エット外の部分を削り落としてゆき、最終的に物体を削
り出す作業になぞらえることが出来る。
【０１０４】以上のようにして抽出されたボクセルの集
合が物体の三次元形状を表現するものとなる。しかしな
がら、上記の概略形状では、細かい物体形状は表現され
ていない。例えば、シルエット輪郭として観測できない
部分（例えばコップの内面など）については、埋まった
状態で概略形状として計算されてしまう点に注意が必要
である。そして、このような凹形状をより正確に求める
手法の一つとして、次に説明する空間コード化法があ
る。 （空間コード化法を用いた詳細形状計算ステップ）バイ
ナリーパタンを用いた空間コード化法による能動ステレ
オ法について以下に説明する。バイナリーパタンとは白
黒のパタンを意味する。図９（Ａ）〜（Ｇ）に、コード
化されたバイナリーパタンの一例が示されている。
（Ａ）は明の部分と暗の部分が半々のパタンで、
（Ｂ）、（Ｃ）、・・と順次パターンのピッチが１／２
となっていく。このようなパタン光を順次対象物に照射
していく。
合が物体の三次元形状を表現するものとなる。しかしな
がら、上記の概略形状では、細かい物体形状は表現され
ていない。例えば、シルエット輪郭として観測できない
部分（例えばコップの内面など）については、埋まった
状態で概略形状として計算されてしまう点に注意が必要
である。そして、このような凹形状をより正確に求める
手法の一つとして、次に説明する空間コード化法があ
る。 （空間コード化法を用いた詳細形状計算ステップ）バイ
ナリーパタンを用いた空間コード化法による能動ステレ
オ法について以下に説明する。バイナリーパタンとは白
黒のパタンを意味する。図９（Ａ）〜（Ｇ）に、コード
化されたバイナリーパタンの一例が示されている。
（Ａ）は明の部分と暗の部分が半々のパタンで、
（Ｂ）、（Ｃ）、・・と順次パターンのピッチが１／２
となっていく。このようなパタン光を順次対象物に照射
していく。
【０１０５】図１０には、説明のために３種類のパタン
光を順次照射した場合のコード例が示されている。各パ
ターンを８ビットのデータとみなすと、パタンＡ（図１
０における（Ａ））の明の部分が（１１１１）、暗の部
分が（００００）となり、８ビットで（１１１１０００
０）となる。パタンＢ（図１０における（Ｂ））は同様
にして（１１００１１００）となり、パタンＣ（図１０
における（Ｃ））は（１０１０１０１０）となる。
光を順次照射した場合のコード例が示されている。各パ
ターンを８ビットのデータとみなすと、パタンＡ（図１
０における（Ａ））の明の部分が（１１１１）、暗の部
分が（００００）となり、８ビットで（１１１１０００
０）となる。パタンＢ（図１０における（Ｂ））は同様
にして（１１００１１００）となり、パタンＣ（図１０
における（Ｃ））は（１０１０１０１０）となる。
【０１０６】そして、パタンＡをＭＳＢ（最上位ビッ
ト）、パタンＣをＬＳＢ（最下位ビット）とすると、３
ビットの２進コードを各々の分割領域に割り当てること
ができる。例えば、右端の領域に対しては（０００）＝
０（１０進）を割り当て、左端の領域に対しては（１１
１）＝７（１０進）を割り当てることができる。
ト）、パタンＣをＬＳＢ（最下位ビット）とすると、３
ビットの２進コードを各々の分割領域に割り当てること
ができる。例えば、右端の領域に対しては（０００）＝
０（１０進）を割り当て、左端の領域に対しては（１１
１）＝７（１０進）を割り当てることができる。
【０１０７】このように、ｎ個のパタンを用いること
で、ｎビットの２進コードを空間領域に割り当てること
ができ、このコードにより空間を一意に識別することが
できる。図９では合計７個のパタンを用いているため、
１２８個の空間領域を一意に識別することができる。対
象物に対してこのようなパタン光を照射して対象物のあ
る点Ｐの空間領域が特定されると、二つのカメラ画像に
投影されているそれぞれの空間領域について容易に識別
でき、画像間の対応関係が容易に得られる。
で、ｎビットの２進コードを空間領域に割り当てること
ができ、このコードにより空間を一意に識別することが
できる。図９では合計７個のパタンを用いているため、
１２８個の空間領域を一意に識別することができる。対
象物に対してこのようなパタン光を照射して対象物のあ
る点Ｐの空間領域が特定されると、二つのカメラ画像に
投影されているそれぞれの空間領域について容易に識別
でき、画像間の対応関係が容易に得られる。
【０１０８】即ち、例えば画像にて時系列的に0010101
と観測される部位は、それぞれのカメラ画像において唯
一であり、これが対応点となる。そして、二つのカメラ
位置はキャリブレーションステップにおいて予め求めら
れているため、三角測量原理から各空間領域の三次元位
置は容易に計算できる。
と観測される部位は、それぞれのカメラ画像において唯
一であり、これが対応点となる。そして、二つのカメラ
位置はキャリブレーションステップにおいて予め求めら
れているため、三角測量原理から各空間領域の三次元位
置は容易に計算できる。
【０１０９】以上のようにして得られる詳細形状は、観
測視点、即ち、受光部視点からの奥行きデータとなる。
これを「詳細デプスマップ」と呼ぶことにする。詳細デ
プスマップは、次の三次元形状データ生成において用い
られる。尚、空間コード化による３次元位置計測の詳細
に関しては、例えば「三次元画像計測」（井口征士、佐
藤宏介共著：昭晃堂）を参照されたい。 （三次元形状データ生成ステップ）上述のように空間コ
ード化法によって、詳細な形状が求められるが、光を吸
収するような黒色の部分については、全く情報が得られ
ない場合がある。一方、シルエット法では、詳細な形状
を求めないかわりに、光を吸収するような黒色の部分に
ついても概略の形状を求めることができる。そこで、両
者の長所を組み合わせるよう、生成データ統合する必要
がある。この統合処理を行うのが三次元形状データ生成
ステップである。
測視点、即ち、受光部視点からの奥行きデータとなる。
これを「詳細デプスマップ」と呼ぶことにする。詳細デ
プスマップは、次の三次元形状データ生成において用い
られる。尚、空間コード化による３次元位置計測の詳細
に関しては、例えば「三次元画像計測」（井口征士、佐
藤宏介共著：昭晃堂）を参照されたい。 （三次元形状データ生成ステップ）上述のように空間コ
ード化法によって、詳細な形状が求められるが、光を吸
収するような黒色の部分については、全く情報が得られ
ない場合がある。一方、シルエット法では、詳細な形状
を求めないかわりに、光を吸収するような黒色の部分に
ついても概略の形状を求めることができる。そこで、両
者の長所を組み合わせるよう、生成データ統合する必要
がある。この統合処理を行うのが三次元形状データ生成
ステップである。
【０１１０】三次元形状データ生成ステップでは、ま
ず、ボクセルで表現された概略形状を、空間コード化法
のカメラ視点からの奥行きデータに変換する。これを概
略デプスマップと呼ぶことにする。これに対し、すでに
空間コード化法により得られた詳細デプスマップのデー
タも存在している。
ず、ボクセルで表現された概略形状を、空間コード化法
のカメラ視点からの奥行きデータに変換する。これを概
略デプスマップと呼ぶことにする。これに対し、すでに
空間コード化法により得られた詳細デプスマップのデー
タも存在している。
【０１１１】さて、詳細デプスマップに関しては、光を
吸収するような黒色の部分が対象物に存在している場合
などは、一部情報が欠けている可能性がある。これに対
し、概略デプスマップは、詳細な凹凸が表現されていな
い可能性がある。従って、各部位に対する、それぞれの
デプスマップ情報の状態は、以下の４つの場合に分ける
ことができる。
吸収するような黒色の部分が対象物に存在している場合
などは、一部情報が欠けている可能性がある。これに対
し、概略デプスマップは、詳細な凹凸が表現されていな
い可能性がある。従って、各部位に対する、それぞれの
デプスマップ情報の状態は、以下の４つの場合に分ける
ことができる。
【０１１２】１：概略デプスマップと詳細デプスマップ
の奥行き値が等しい。
の奥行き値が等しい。
【０１１３】２：概略デプスマップより詳細デプスマッ
プの方が奥行き値が大きい。
プの方が奥行き値が大きい。
【０１１４】３：概略デプスマップより詳細デプスマッ
プの方が奥行き値が小さい。
プの方が奥行き値が小さい。
【０１１５】４：詳細デプスマップの値が存在しない。
【０１１６】１は、シルエット法でも、空間コード化法
でも正しく物体形状が計測できた部位になる。２は、シ
ルエット法より、空間コード化法のほうが正確に物体形
状が計測できた部位と考えられる。これらに対し、３
は、空間コード化法において、白黒パタンの抽出に失敗
（具体的には黒パタンが照射されているにも関わらず白
パタンが照射されていると判定するなど）するなどし
て、空間コード化法が明らかに誤った値を出力している
と判断できる。
でも正しく物体形状が計測できた部位になる。２は、シ
ルエット法より、空間コード化法のほうが正確に物体形
状が計測できた部位と考えられる。これらに対し、３
は、空間コード化法において、白黒パタンの抽出に失敗
（具体的には黒パタンが照射されているにも関わらず白
パタンが照射されていると判定するなど）するなどし
て、空間コード化法が明らかに誤った値を出力している
と判断できる。
【０１１７】なぜなら、正しい物体表面は、かならずシ
ルエット法で求められた表面の上或いは内部にのみ存在
するからである。また、４は、該部位が黒色であるなど
の理由で、形状データが得られなかった場合に相当す
る。
ルエット法で求められた表面の上或いは内部にのみ存在
するからである。また、４は、該部位が黒色であるなど
の理由で、形状データが得られなかった場合に相当す
る。
【０１１８】そこで、以下のようにそれぞれのデプスマ
ップを統合し、最終デプスマップを得る。
ップを統合し、最終デプスマップを得る。
【０１１９】１、及び２の場合：詳細デプスマップをそ
のまま最終デプスマップとする。
のまま最終デプスマップとする。
【０１２０】３、及び４の場合：概略デプスマップを最
終デプスマップとする。
終デプスマップとする。
【０１２１】図１１に、概略デプスマップ及び詳細デプ
スマップ、並びにこれらから得られた最終デプスマップ
の鳥瞰図（ワイヤフレーム表示）を示す。
スマップ、並びにこれらから得られた最終デプスマップ
の鳥瞰図（ワイヤフレーム表示）を示す。
【０１２２】そしてこれらの最終デプスマップを、すで
に得られた概略データ（ボクセル集合体の形式で表現さ
れている）に対し、適用する。即ち、概略データを表現
するボクセルのうち、最終デプスマップと整合性がとれ
ないもの、より具体的には、最終デプスマップで示され
る受光部視点からの距離より短い距離のボクセルについ
ては、これを除去する。このようにして除去処理の後、
最終的に残っているボクセルにより、物体形状が表現さ
れる。
に得られた概略データ（ボクセル集合体の形式で表現さ
れている）に対し、適用する。即ち、概略データを表現
するボクセルのうち、最終デプスマップと整合性がとれ
ないもの、より具体的には、最終デプスマップで示され
る受光部視点からの距離より短い距離のボクセルについ
ては、これを除去する。このようにして除去処理の後、
最終的に残っているボクセルにより、物体形状が表現さ
れる。
【０１２３】尚、三次元形状データは、しばしばCG(Com
puter Graphics)及びCAD（ComputerAided Design）の各
種ツールにおいて使用されるが、この際にはボクセル集
合で表現するよりも、ポリゴンやNURBSなどパラメトリ
ック曲面で表現されることが一般的である。この目的
で、ボクセル集合の中から、物体表面に対応するボクセ
ルを抽出し、これらを接続することで、ポリゴン表現に
変換したり、NURBSに変換することが可能である。
puter Graphics)及びCAD（ComputerAided Design）の各
種ツールにおいて使用されるが、この際にはボクセル集
合で表現するよりも、ポリゴンやNURBSなどパラメトリ
ック曲面で表現されることが一般的である。この目的
で、ボクセル集合の中から、物体表面に対応するボクセ
ルを抽出し、これらを接続することで、ポリゴン表現に
変換したり、NURBSに変換することが可能である。
【０１２４】以上に述べた本手法の効果を再度まとめる
と以下のようになる。 1.シルエット法では、対象物の色彩に依存せず三次元形
状情報が得られるが、凹形状部分は正しく計測されない
という問題がある。 2.凹部分についても正確に形状を求める方法として、レ
ーザ光を用いた光切断法、複数の白黒パタンを照射する
空間コード化法があるが、黒色部分や鏡面反射部につい
てはデータが得られないという問題がある。 3.シルエット法による概略形状抽出と、例えば空間コー
ド化を組み合わせることで、凹形状、黒色部及び鏡面反
射部それぞれについて良好な三次元形状計測が可能にな
る。 （別の実現例：パタン枚数の削減）上記では、シルエッ
ト法と空間コード化法それぞれの長所を適切に利用する
ことで、より汎用的な三次元形状モデリングを実現する
方法について述べた。一方、シルエット法などによる概
略形状情報を利用することで、空間コード化法における
照射パタン数の削減も可能になる。この利点に着目した
実施の形態について以下に説明する。
と以下のようになる。 1.シルエット法では、対象物の色彩に依存せず三次元形
状情報が得られるが、凹形状部分は正しく計測されない
という問題がある。 2.凹部分についても正確に形状を求める方法として、レ
ーザ光を用いた光切断法、複数の白黒パタンを照射する
空間コード化法があるが、黒色部分や鏡面反射部につい
てはデータが得られないという問題がある。 3.シルエット法による概略形状抽出と、例えば空間コー
ド化を組み合わせることで、凹形状、黒色部及び鏡面反
射部それぞれについて良好な三次元形状計測が可能にな
る。 （別の実現例：パタン枚数の削減）上記では、シルエッ
ト法と空間コード化法それぞれの長所を適切に利用する
ことで、より汎用的な三次元形状モデリングを実現する
方法について述べた。一方、シルエット法などによる概
略形状情報を利用することで、空間コード化法における
照射パタン数の削減も可能になる。この利点に着目した
実施の形態について以下に説明する。
【０１２５】この場合の概念構成図は、第１の実施の形
態と同じになるため、ここでは説明を省略する。また、
処理の大まかな流れも第１の実施の形態と同じであり、
キャリブレーション、概略形状抽出、詳細形状計算、及
び三次元データ生成の４ステップからなるが、詳細形状
計算ステップでは、より具体的には対象物表面候補抽出
をおこない、また、三次元データ生成ステップは、表面
存在可能領域決定、及び最終三次元形状決定の二つのサ
ブステップからなる。これを示した流れ図が図１２であ
る。このうち、キャリブレーション及び概略形状抽出に
ついては既に説明したので、ここでの説明は割愛する。
態と同じになるため、ここでは説明を省略する。また、
処理の大まかな流れも第１の実施の形態と同じであり、
キャリブレーション、概略形状抽出、詳細形状計算、及
び三次元データ生成の４ステップからなるが、詳細形状
計算ステップでは、より具体的には対象物表面候補抽出
をおこない、また、三次元データ生成ステップは、表面
存在可能領域決定、及び最終三次元形状決定の二つのサ
ブステップからなる。これを示した流れ図が図１２であ
る。このうち、キャリブレーション及び概略形状抽出に
ついては既に説明したので、ここでの説明は割愛する。
【０１２６】以下に、まず、対象物表面候補抽出ステッ
プの処理内容を記す。今、図９に示されたパタンのう
ち、（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）及び（Ｇ）のみ用いる場合を考
える。この場合、本来（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）によって区別
される３ビット分の情報が欠けているため、同じ白黒パ
タン時系列を示す部位が一般に８個存在することにな
る。
プの処理内容を記す。今、図９に示されたパタンのう
ち、（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）及び（Ｇ）のみ用いる場合を考
える。この場合、本来（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）によって区別
される３ビット分の情報が欠けているため、同じ白黒パ
タン時系列を示す部位が一般に８個存在することにな
る。
【０１２７】図１３は、上記の状況を示した図である。
ここでは、二つのカメラa、bが左右に配置され、対象物
には縦方向のバイナリーパタンが照射したと仮定し、こ
れを上方から見た図となっている。カメラaの画面上
の、ある点において、コード0010が割り当てられたとす
ると、カメラbの画面上で同じコード0010が割り当てら
れた点は、図中対応点候補として○で示した個所であ
り、８点存在することになる。これら８点の三次元位置
は図中表面候補として示した○の地点である。従って、
これらを８つの三次元位置を物体表面候補として抽出す
る。
ここでは、二つのカメラa、bが左右に配置され、対象物
には縦方向のバイナリーパタンが照射したと仮定し、こ
れを上方から見た図となっている。カメラaの画面上
の、ある点において、コード0010が割り当てられたとす
ると、カメラbの画面上で同じコード0010が割り当てら
れた点は、図中対応点候補として○で示した個所であ
り、８点存在することになる。これら８点の三次元位置
は図中表面候補として示した○の地点である。従って、
これらを８つの三次元位置を物体表面候補として抽出す
る。
【０１２８】次に、表面存在可能領域決定ステップを説
明する。概略形状の内部領域は、物体の表面が存在可能
な領域を示すと見做せる。なぜなら、概略形状の外部に
は決して物体の表面が存在し得ないからである。加え
て、対象物の性質が分かっている場合にはさらに表面存
在可能領域に制限を与えることができる。例えば、人の
顔を入力している場合、表面の凹凸には一定の制限があ
る。
明する。概略形状の内部領域は、物体の表面が存在可能
な領域を示すと見做せる。なぜなら、概略形状の外部に
は決して物体の表面が存在し得ないからである。加え
て、対象物の性質が分かっている場合にはさらに表面存
在可能領域に制限を与えることができる。例えば、人の
顔を入力している場合、表面の凹凸には一定の制限があ
る。
【０１２９】従って、例えば、「概略形状表面から３cm
より内側に真の表面は存在しない」というルールを適用
することが可能である。このようなルール適用は、人の
顔に限らず、あらかじめ対象物体の性質が分かっている
場合には一般に可能である。従って、表面存在可能領域
決定ステップでは、概略形状情報、及び対象物体の性質
を用いて、物体の表面が存在可能な領域を決定する。
より内側に真の表面は存在しない」というルールを適用
することが可能である。このようなルール適用は、人の
顔に限らず、あらかじめ対象物体の性質が分かっている
場合には一般に可能である。従って、表面存在可能領域
決定ステップでは、概略形状情報、及び対象物体の性質
を用いて、物体の表面が存在可能な領域を決定する。
【０１３０】そして、最終三次元形状抽出ステップで
は、得られた物体表面候補のうち、表面存在可能領域内
にあるもののみを抽出する。例えば、図１３の場合、も
ともと８個の物体表面候補が存在しているが、それぞれ
の候補の間隔は極めて疎である。また、決定されている
表面存在可能領域が斜線で示される部分だとすると、こ
れらの候補のうち、表面存在可能領域内に当てはまる候
補は１３０で示される○のみになる。従って、１３０で
示される○が最終的な三次元形状として抽出される。
は、得られた物体表面候補のうち、表面存在可能領域内
にあるもののみを抽出する。例えば、図１３の場合、も
ともと８個の物体表面候補が存在しているが、それぞれ
の候補の間隔は極めて疎である。また、決定されている
表面存在可能領域が斜線で示される部分だとすると、こ
れらの候補のうち、表面存在可能領域内に当てはまる候
補は１３０で示される○のみになる。従って、１３０で
示される○が最終的な三次元形状として抽出される。
【０１３１】このように、概略形状情報を利用すること
で、空間コード化法におけるパタン数削減が可能にな
る。これは、データ入力時間の短縮に極めて有効とな
る。また、空間コード化法の代わりに、レーザ光照射に
よる光切断法を用いた場合、スパイクと呼ばれる対象物
体表面データに関するノイズ（極端に表面から飛び出て
いる、或いは凹んでいるとして誤計測された表面形状デ
ータ部分）を容易に除去することができる。 （データ記録）以上、データ生成について述べたが、こ
のように、信頼性或いは精度の異なる機器又は手法によ
り獲得された三次元データを統合し、あらたな三次元デ
ータを生成した場合、このデータは部位により、精度或
いは信頼性が異なることになる。
で、空間コード化法におけるパタン数削減が可能にな
る。これは、データ入力時間の短縮に極めて有効とな
る。また、空間コード化法の代わりに、レーザ光照射に
よる光切断法を用いた場合、スパイクと呼ばれる対象物
体表面データに関するノイズ（極端に表面から飛び出て
いる、或いは凹んでいるとして誤計測された表面形状デ
ータ部分）を容易に除去することができる。 （データ記録）以上、データ生成について述べたが、こ
のように、信頼性或いは精度の異なる機器又は手法によ
り獲得された三次元データを統合し、あらたな三次元デ
ータを生成した場合、このデータは部位により、精度或
いは信頼性が異なることになる。
【０１３２】例えば、概略形状データをそのまま最終デ
ータとした個所は、詳細形状データを最終データとした
個所に比べ、信頼性は低いと考えられる。そこで、この
ようなデータを記録する際に、三次元データの部位毎に
信頼性評価値を付加して記録することが好適である。
ータとした個所は、詳細形状データを最終データとした
個所に比べ、信頼性は低いと考えられる。そこで、この
ようなデータを記録する際に、三次元データの部位毎に
信頼性評価値を付加して記録することが好適である。
【０１３３】今、三次元データはポリゴンに基づいて表
現されるとし、図１４に、信頼性データの具体例を示
す。図１４に示すように、三次元データは頂点座標デー
タ部と、これらを接続して構成されるポリゴンデータ部
に別けられる。たとえば、頂点０番（vid 0）は(x,y,z)
=（0.0, 20.0,43.0）、頂点１番は（10.3, 5.2, 133.
8）、頂点２番は（-20.9,3.2,13.9）に位置し、ポリゴ
ン０番（pid 0）はこれら頂点０番、１番、２番が接続
されたものとなることを、このデータは意味している。
また、信頼性（例えば、値が大きいほど信頼性が高いと
する）は各頂点に対して定義されており、例えば頂点０
ではr=1.0、頂点１ではr=0.5となっている。
現されるとし、図１４に、信頼性データの具体例を示
す。図１４に示すように、三次元データは頂点座標デー
タ部と、これらを接続して構成されるポリゴンデータ部
に別けられる。たとえば、頂点０番（vid 0）は(x,y,z)
=（0.0, 20.0,43.0）、頂点１番は（10.3, 5.2, 133.
8）、頂点２番は（-20.9,3.2,13.9）に位置し、ポリゴ
ン０番（pid 0）はこれら頂点０番、１番、２番が接続
されたものとなることを、このデータは意味している。
また、信頼性（例えば、値が大きいほど信頼性が高いと
する）は各頂点に対して定義されており、例えば頂点０
ではr=1.0、頂点１ではr=0.5となっている。
【０１３４】このように、三次元形状データに信頼性を
付加して記録することで、生成された対象物体の三次元
形状データと、別の手法或いは装置により獲得された同
じ対象物体の三次元形状データを更に統合する際、信頼
性に応じた重みづけを行いつつ統合処理を進めることが
出来る。
付加して記録することで、生成された対象物体の三次元
形状データと、別の手法或いは装置により獲得された同
じ対象物体の三次元形状データを更に統合する際、信頼
性に応じた重みづけを行いつつ統合処理を進めることが
出来る。
【０１３５】また、三次元形状データをさまざまなアプ
リケーションに応用する場合、信頼性に応じて、利用可
能な部分を適宜抽出できることになる。たとえば、イン
ターネット上で形状をみる場合などは、形状精度はあま
り重要でない場合が多く、信頼性が低いものも含めて表
示する。
リケーションに応用する場合、信頼性に応じて、利用可
能な部分を適宜抽出できることになる。たとえば、イン
ターネット上で形状をみる場合などは、形状精度はあま
り重要でない場合が多く、信頼性が低いものも含めて表
示する。
【０１３６】一方、同じデータをCADツールに入力する
際は、形状精度が重要であるため、信頼性が高いものだ
けを入力し、その他はCADツールの持つマニュアルモデ
リング機能で補間生成するなどの利用方法が考えられ
る。
際は、形状精度が重要であるため、信頼性が高いものだ
けを入力し、その他はCADツールの持つマニュアルモデ
リング機能で補間生成するなどの利用方法が考えられ
る。
【０１３７】さらには、三次元データを人手により修正
加工する場合、オペレータに修正すべき個所を自動的に
教示すると操作性がよくなると考えられる。この際に、
上記の信頼性情報が三次元データに付加されておれば、
これに応じて修正個所の教示をすることができる。
加工する場合、オペレータに修正すべき個所を自動的に
教示すると操作性がよくなると考えられる。この際に、
上記の信頼性情報が三次元データに付加されておれば、
これに応じて修正個所の教示をすることができる。
【０１３８】以上、信頼性を数値的な評価値で表現する
ことを前提にデータ記録について述べた。しかし、信頼
性の表現は数値的な評価値としてあらわすことに限定さ
れないのはいうまでもない。たとえば、信頼性をいくつ
かのレベルにわけ、それぞれをシンボルに割り当てる方
法が考えられる。そのほか、複数メディアを統合したデ
ータ記録方式が一般的になった場合、音声、或いは映像
を用いて信頼性を表現する場合も考えられる。 （その他）尚、上記では概略形状をシルエット法によっ
て求めたが、その他の手法で概略形状を得ても良い。ま
た、対象物があらかじめ限定されている場合、人手によ
り、或いはデータベース等からの供給により、概略形状
を与えることも好適である。
ことを前提にデータ記録について述べた。しかし、信頼
性の表現は数値的な評価値としてあらわすことに限定さ
れないのはいうまでもない。たとえば、信頼性をいくつ
かのレベルにわけ、それぞれをシンボルに割り当てる方
法が考えられる。そのほか、複数メディアを統合したデ
ータ記録方式が一般的になった場合、音声、或いは映像
を用いて信頼性を表現する場合も考えられる。 （その他）尚、上記では概略形状をシルエット法によっ
て求めたが、その他の手法で概略形状を得ても良い。ま
た、対象物があらかじめ限定されている場合、人手によ
り、或いはデータベース等からの供給により、概略形状
を与えることも好適である。
【０１３９】さらに、詳細形状抽出の手法として、バイ
ナリーコード化光を用いた能動ステレオ法を用いた場合
について説明したが、カラーコード化光或いはレーザ光
を用いた光切断法、さらにはモアレ法などを用いても良
い。本明細書における「パタン光」とは、これらの方法
において用いられる照射光すべてを含んでいることはい
うまでもない。また、予めパタン照射部とカメラとの位
置関係が正確に求まっていれば、使用カメラ数は１台の
みとしても良い。
ナリーコード化光を用いた能動ステレオ法を用いた場合
について説明したが、カラーコード化光或いはレーザ光
を用いた光切断法、さらにはモアレ法などを用いても良
い。本明細書における「パタン光」とは、これらの方法
において用いられる照射光すべてを含んでいることはい
うまでもない。また、予めパタン照射部とカメラとの位
置関係が正確に求まっていれば、使用カメラ数は１台の
みとしても良い。
【０１４０】また、空間コード化法において概略形状情
報を利用することで、照射パタン数の削減が可能となる
ことについて述べたが、同様に、レーザ光を用いた光切
断法においては、複数レーザ光を照射し、奥行きデータ
の複数候補を得た後、概略形状情報を利用した絞り込を
行うことが可能である。この場合も、単一レーザ光を用
いた場合に比べ、高速なデータ入力が可能になる。
報を利用することで、照射パタン数の削減が可能となる
ことについて述べたが、同様に、レーザ光を用いた光切
断法においては、複数レーザ光を照射し、奥行きデータ
の複数候補を得た後、概略形状情報を利用した絞り込を
行うことが可能である。この場合も、単一レーザ光を用
いた場合に比べ、高速なデータ入力が可能になる。
【０１４１】加えて、上記ではシルエット法によって得
られる概略形状をボクセルの集合体で表現する方法につ
いて述べたが、佐藤他、「曲面物体の形状測定と記述」
電子通信学会論文誌 Vol. J-62-D,No.1 (1979)で述べら
れているように包絡線によって形状を再構成してもよ
い。また、再構成された形状をポリゴンやNURBSなどの
パラメトリック曲面で表現しても良い。 （位置あわせ不要なバイナリーパタン照射）さて、以上
では、一般的なバイナリーパタンによる空間コード化法
について述べた。
られる概略形状をボクセルの集合体で表現する方法につ
いて述べたが、佐藤他、「曲面物体の形状測定と記述」
電子通信学会論文誌 Vol. J-62-D,No.1 (1979)で述べら
れているように包絡線によって形状を再構成してもよ
い。また、再構成された形状をポリゴンやNURBSなどの
パラメトリック曲面で表現しても良い。 （位置あわせ不要なバイナリーパタン照射）さて、以上
では、一般的なバイナリーパタンによる空間コード化法
について述べた。
【０１４２】しかし、図９或いは図１０に示したバイナ
リーパタンを用いる場合、以下の問題が発生する。一般
に、対象物にバイナリーパタンを照射した入力画像内を
白パタンに対応する部分（白パタン領域）と黒パタンに
対応する部分（黒パタン領域）とに分離する必要があ
る。このとき、白パタンと黒パタンの境界部は、白パタ
ン領域に割り当てられるか黒パタン領域に割り当てられ
るか極めて不安定になる。
リーパタンを用いる場合、以下の問題が発生する。一般
に、対象物にバイナリーパタンを照射した入力画像内を
白パタンに対応する部分（白パタン領域）と黒パタンに
対応する部分（黒パタン領域）とに分離する必要があ
る。このとき、白パタンと黒パタンの境界部は、白パタ
ン領域に割り当てられるか黒パタン領域に割り当てられ
るか極めて不安定になる。
【０１４３】図１６は、入力対象物１０に対し、パタン
照射部１２からバイナリーパタンを照射し、二つのカメ
ラ１３A及びBにより画像を入力している状況を示してい
る。カメラAで入力された画像において、白パタン部と
黒パタン部との境界付近を拡大した物を図１７に示して
いる。
照射部１２からバイナリーパタンを照射し、二つのカメ
ラ１３A及びBにより画像を入力している状況を示してい
る。カメラAで入力された画像において、白パタン部と
黒パタン部との境界付近を拡大した物を図１７に示して
いる。
【０１４４】図１７（ａ１）はカメラAで入力した画像
の一部を示し、図１７（ｂ１）はカメラBで入力した画
像の一部を示している。いずれにおいても↑で示された
白黒パタンの境界は中間的な明度となっている。このよ
うな場合、↑で示された部分が最終的に黒パタンに対応
したコードが割り当てられるか、或いは白パタンに対応
したコードが割り当てられるかは非決定的である。
の一部を示し、図１７（ｂ１）はカメラBで入力した画
像の一部を示している。いずれにおいても↑で示された
白黒パタンの境界は中間的な明度となっている。このよ
うな場合、↑で示された部分が最終的に黒パタンに対応
したコードが割り当てられるか、或いは白パタンに対応
したコードが割り当てられるかは非決定的である。
【０１４５】図１７（ａ２）はカメラAで入力した画像
の↑部分が白パタンに対応したコードが割り当てられ、
図１７（ｂ２）はカメラBで入力した画像↑部分が白パ
タンに対応したコードが割り当てられた場合を示す。こ
の場合、本来↑部には同じコードが割り当てられるべき
であるにもかかわらず実際には異なるコードが割り当て
られ、その結果、対応関係の誤りが発生することにな
る。
の↑部分が白パタンに対応したコードが割り当てられ、
図１７（ｂ２）はカメラBで入力した画像↑部分が白パ
タンに対応したコードが割り当てられた場合を示す。こ
の場合、本来↑部には同じコードが割り当てられるべき
であるにもかかわらず実際には異なるコードが割り当て
られ、その結果、対応関係の誤りが発生することにな
る。
【０１４６】この問題を避けるため、図１８に示すよう
に、パタンAの白と黒との境界位置iは、パタンBの白と
黒との境界位置ii及びiiiの中点に存在させる方法があ
る。パタンBとCについても同様な位置関係とする。ここ
で、もっとも細かいパタンについては、コード割り当て
はパタン境界に割り当てることにする。即ち、左が白、
右が黒の境界部分に１の、左が黒、右が白の境界部分に
０のコードを割り当てる。
に、パタンAの白と黒との境界位置iは、パタンBの白と
黒との境界位置ii及びiiiの中点に存在させる方法があ
る。パタンBとCについても同様な位置関係とする。ここ
で、もっとも細かいパタンについては、コード割り当て
はパタン境界に割り当てることにする。即ち、左が白、
右が黒の境界部分に１の、左が黒、右が白の境界部分に
０のコードを割り当てる。
【０１４７】しかし、この場合、パタンの位置が正確に
設定されなければならない。この設定が不正確だと、例
えばパタンAが大きく右方向にずれることが考えられ、i
がiiと重なって結局上述の問題が発生しうるからであ
る。
設定されなければならない。この設定が不正確だと、例
えばパタンAが大きく右方向にずれることが考えられ、i
がiiと重なって結局上述の問題が発生しうるからであ
る。
【０１４８】しかしながら、パタンの位置を正確に設定
するためには、高価なパタン照射機構が必要になる．こ
れに対し、パタンの位置を正確に設定する必要がなけれ
ば、たとえばスライドプロジェクタのような安価なパタ
ン照射機構を用いることができる。パタンの位置を正確
に設定することなく、上記問題を回避するためには、以
下の方法が好適である。
するためには、高価なパタン照射機構が必要になる．こ
れに対し、パタンの位置を正確に設定する必要がなけれ
ば、たとえばスライドプロジェクタのような安価なパタ
ン照射機構を用いることができる。パタンの位置を正確
に設定することなく、上記問題を回避するためには、以
下の方法が好適である。
【０１４９】即ち、対象物にバイナリーパタンを照射し
た入力画像内を白パタンに対応する部分（白パタン領
域）と黒パタンに対応する部分（黒パタン領域）とにの
み分離するのではなく、図１９で示すように６種類の領
域に分類する。即ち、 A：白パタン領域、 B：白パタンから黒パタンの遷移領域での白領域、 C：白パタンから黒パタンの遷移領域での黒領域、 D：黒パタン領域、 E：黒パタンから白パタンの遷移領域での黒領域、 F：黒パタンから白パタンの遷移領域での白領域、 以上のような領域わけ（コード割り当て）の後、対応関
係を得ることになる。
た入力画像内を白パタンに対応する部分（白パタン領
域）と黒パタンに対応する部分（黒パタン領域）とにの
み分離するのではなく、図１９で示すように６種類の領
域に分類する。即ち、 A：白パタン領域、 B：白パタンから黒パタンの遷移領域での白領域、 C：白パタンから黒パタンの遷移領域での黒領域、 D：黒パタン領域、 E：黒パタンから白パタンの遷移領域での黒領域、 F：黒パタンから白パタンの遷移領域での白領域、 以上のような領域わけ（コード割り当て）の後、対応関
係を得ることになる。
【０１５０】ここで、領域割り当てのエラーを考慮し、
以下の対応関係を正しいとみなす。
以下の対応関係を正しいとみなす。
【０１５１】A <-> F,A,B B <-> A,B,C C <-> B,C,D D <-> C,D,E E <-> D,E,F F <-> E,F,A 以上のように、割り当てコードを２つより増やし、か
つ、対応関係に許容範囲を導入することで、領域わけ時
に不安定要素があっても対応関係は安定して得ることが
出来る。 （カラーコードパタン照射）次にカラーパタンによる空
間コード化法について説明する。上記のバイナリーパタ
ンを用いた空間コード化法では複数のパタンを照射する
必要がある。これに代えて、カラーパタンを用いること
で、照射パタン数を削減することが可能である。
つ、対応関係に許容範囲を導入することで、領域わけ時
に不安定要素があっても対応関係は安定して得ることが
出来る。 （カラーコードパタン照射）次にカラーパタンによる空
間コード化法について説明する。上記のバイナリーパタ
ンを用いた空間コード化法では複数のパタンを照射する
必要がある。これに代えて、カラーパタンを用いること
で、照射パタン数を削減することが可能である。
【０１５２】図２０にカラーパタンの例を示す。ここで
隣接したパタンの間で色彩は出来るだけ異なることが望
ましく、その色彩をHSV空間で記した際に色相が少なく
とも９０度以上異なるか、又は明度が0.3以上ことなる
ことが望ましい。図２０の場合、赤、緑、青、黒、の４
種類の色を用いてパタンを構成している。もちろん、こ
れ以外の組み合わせでもよいし、互いの色相や明度が十
分異なれば、別の色でもよい。
隣接したパタンの間で色彩は出来るだけ異なることが望
ましく、その色彩をHSV空間で記した際に色相が少なく
とも９０度以上異なるか、又は明度が0.3以上ことなる
ことが望ましい。図２０の場合、赤、緑、青、黒、の４
種類の色を用いてパタンを構成している。もちろん、こ
れ以外の組み合わせでもよいし、互いの色相や明度が十
分異なれば、別の色でもよい。
【０１５３】このようなパタンを照射された物体の画像
に対し、以下の処理を行うことで、各画像を撮影した視
点から対象物までの距離を計算する。 １．画像から特徴点を抽出 画像に対し、エッジ抽出を行い、さらに細線化処理を施
す。このうち、予め定められた一定値以上の細線化エッ
ジを特徴点とする。 ２．各特徴点の属性を割り当て 特徴点の左右の色彩情報を属性として割り当てる。ここ
で、安定した属性割り当てのため、左右二つの特徴点に
挟まれた領域ないの色彩データを平均化することが好適
である。また、画像に対し、領域分割を施し、同領域内
の色彩データを平均化してもよい。 ３：属性に基づいた複数視点からの画像間で特徴点の対
応づけ それぞれの画像から抽出された特徴点どうしの対応づけ
を属性に基いて行う。
に対し、以下の処理を行うことで、各画像を撮影した視
点から対象物までの距離を計算する。 １．画像から特徴点を抽出 画像に対し、エッジ抽出を行い、さらに細線化処理を施
す。このうち、予め定められた一定値以上の細線化エッ
ジを特徴点とする。 ２．各特徴点の属性を割り当て 特徴点の左右の色彩情報を属性として割り当てる。ここ
で、安定した属性割り当てのため、左右二つの特徴点に
挟まれた領域ないの色彩データを平均化することが好適
である。また、画像に対し、領域分割を施し、同領域内
の色彩データを平均化してもよい。 ３：属性に基づいた複数視点からの画像間で特徴点の対
応づけ それぞれの画像から抽出された特徴点どうしの対応づけ
を属性に基いて行う。
【０１５４】ここで、属性の類似したものほど尤らしい
対応とみなす。類似性は、上記属性をRGBで表現し、た
とえば、 |Rla - Rlb| +|Gla - Glb| +|Bla - Blb| +|Rra - Rrb|
+|Gra - Grb| +|Bra -Brb| として計算する。ここで、Rlaとはカメラ視点aの画像に
おける特徴点の左の色彩に関するR成分の値を意味す
る。また|Rla - Rlb|はRlaとRlbの差の絶対値をあらわ
す。このほか、HSVその他の色空間を用いて同様に類似
性を評価してもよい。
対応とみなす。類似性は、上記属性をRGBで表現し、た
とえば、 |Rla - Rlb| +|Gla - Glb| +|Bla - Blb| +|Rra - Rrb|
+|Gra - Grb| +|Bra -Brb| として計算する。ここで、Rlaとはカメラ視点aの画像に
おける特徴点の左の色彩に関するR成分の値を意味す
る。また|Rla - Rlb|はRlaとRlbの差の絶対値をあらわ
す。このほか、HSVその他の色空間を用いて同様に類似
性を評価してもよい。
【０１５５】尚、３の処理においては、二つの画像間で
属性が最も類似している特徴点どうしを対応づける、い
わゆる２眼ステレオ法に基いた方法の他に、３眼以上の
多眼ステレオ法を用いることで、より信頼性良く特徴点
の対応づけを行うことも好適である。
属性が最も類似している特徴点どうしを対応づける、い
わゆる２眼ステレオ法に基いた方法の他に、３眼以上の
多眼ステレオ法を用いることで、より信頼性良く特徴点
の対応づけを行うことも好適である。
【０１５６】たとえば、３眼ステレオ法の場合、カメラ
視点A,Bに対応した二つの画像間(ABペア)で属性が類似
している特徴点を複数抽出するともに、カメラ視点B,C
に対応した二つの画像間(BCペア)でも属性が類似してい
る特徴点を複数抽出する。そしてそれぞれの対応特徴点
候補に対し、カメラ視点Bからの奥行き値を求める。も
し、対応特徴点候補が正しければ、A,Bペアで求めた場
合の奥行き値と、B,Cペアで求めた奥行き値は一致（或
いはある誤差範囲内）するはずである。
視点A,Bに対応した二つの画像間(ABペア)で属性が類似
している特徴点を複数抽出するともに、カメラ視点B,C
に対応した二つの画像間(BCペア)でも属性が類似してい
る特徴点を複数抽出する。そしてそれぞれの対応特徴点
候補に対し、カメラ視点Bからの奥行き値を求める。も
し、対応特徴点候補が正しければ、A,Bペアで求めた場
合の奥行き値と、B,Cペアで求めた奥行き値は一致（或
いはある誤差範囲内）するはずである。
【０１５７】したがって、それぞれ抽出された候補特徴
点の奥行きを比較し、その差が最も小さいものを正しい
対応特徴点とする。これにより信頼性良く特徴点の対応
づけを行うことができる。図２１は、A、B、及びCの３
つのカメラを用いて得られた対応特徴点候補の奥行き値
を模式的に示している。この場合、図中○で示された組
が最終的に正しい対応特徴点と判断される。
点の奥行きを比較し、その差が最も小さいものを正しい
対応特徴点とする。これにより信頼性良く特徴点の対応
づけを行うことができる。図２１は、A、B、及びCの３
つのカメラを用いて得られた対応特徴点候補の奥行き値
を模式的に示している。この場合、図中○で示された組
が最終的に正しい対応特徴点と判断される。
【０１５８】尚、上記の説明では、ステレオカメラの配
置が左右方向になされることを前提としており、このた
め、パタンは縦長の短冊上とした。もちろん、ステレオ
カメラが上下方向にの配置される場合には、横長の短冊
状パタンを用いることが好適である。 （精度の異なる３Dセンサーの利用）この他、三次元形
状入力装置において、入力精度が異なる複数の三次元形
状入力手段、たとえばレーザスキャナヘッドをもちいる
ことは好適である。
置が左右方向になされることを前提としており、このた
め、パタンは縦長の短冊上とした。もちろん、ステレオ
カメラが上下方向にの配置される場合には、横長の短冊
状パタンを用いることが好適である。 （精度の異なる３Dセンサーの利用）この他、三次元形
状入力装置において、入力精度が異なる複数の三次元形
状入力手段、たとえばレーザスキャナヘッドをもちいる
ことは好適である。
【０１５９】一般に、入力精度の高いレーザスキャナヘ
ッドは、入力精度の低いレーザスキャナヘッドにくらべ
て計測範囲が小さい。そこで、まず、低精度レーザスキ
ャナヘッドを用いて対象物の概略形状を得る。つぎに、
高精度レーザスキャナヘッドを用いて、より詳細に対象
物の形状を得る。
ッドは、入力精度の低いレーザスキャナヘッドにくらべ
て計測範囲が小さい。そこで、まず、低精度レーザスキ
ャナヘッドを用いて対象物の概略形状を得る。つぎに、
高精度レーザスキャナヘッドを用いて、より詳細に対象
物の形状を得る。
【０１６０】ここで、高精度レーザスキャナヘッドはロ
ボットアーム或いは多軸ステージに取り付けられてお
り、得られた概略形状に基いて、計測に適切な位置に高
精度レーザスキャナヘッドを移動し、必要な形状データ
を得る。このようにして、高精度レーザスキャナヘッド
のみでは全体の形状計測が困難な大きな対象物に対して
も、精度良く、かつ自動的に形状計測が可能になる。
ボットアーム或いは多軸ステージに取り付けられてお
り、得られた概略形状に基いて、計測に適切な位置に高
精度レーザスキャナヘッドを移動し、必要な形状データ
を得る。このようにして、高精度レーザスキャナヘッド
のみでは全体の形状計測が困難な大きな対象物に対して
も、精度良く、かつ自動的に形状計測が可能になる。
【０１６１】尚、以上の説明では、精度の異なる２種類
のレーザスキャナヘッドを用いた場合を説明したが、さ
らに多くの種類のレーザスキャナヘッドを用いてもよ
い。また、レーザスキャナヘッドの代わりに、別の手法
に基いた三次元計測手段を用いてよいことは当然であ
り、すでに述べた能動ステレオ法、或いはモアレ法を用
いた三次元計測手段などが利用できる。
のレーザスキャナヘッドを用いた場合を説明したが、さ
らに多くの種類のレーザスキャナヘッドを用いてもよ
い。また、レーザスキャナヘッドの代わりに、別の手法
に基いた三次元計測手段を用いてよいことは当然であ
り、すでに述べた能動ステレオ法、或いはモアレ法を用
いた三次元計測手段などが利用できる。
【０１６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
概略形状情報と、光照射により得られた詳細形状情報を
共に利用することで、凹形状、暗色部及び鏡面反射部そ
れぞれについて良好な三次元形状計測が可能になる。
概略形状情報と、光照射により得られた詳細形状情報を
共に利用することで、凹形状、暗色部及び鏡面反射部そ
れぞれについて良好な三次元形状計測が可能になる。
【０１６３】さらに、詳細形状情報を利用することで、
空間コード化法を用いた場合の照射パタンを削減した
り、レーザ光照射による光切断法におけるスパイクノイ
ズを容易に除去することができる。
空間コード化法を用いた場合の照射パタンを削減した
り、レーザ光照射による光切断法におけるスパイクノイ
ズを容易に除去することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に関する構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態の流れ図である。
【図３】パースペクティブ比を説明する図である。
【図４】キャリブレーション（外部パラメータ算出）を
説明する図である。
説明する図である。
【図５】Hough変換の原理を説明する図である。
【図６】Hough変換でのパラメータ決定を説明する図で
ある。
ある。
【図７】シルエット法による概略形状計算の流れ図であ
る。
る。
【図８】シルエット法による形状再構成を説明する図で
ある。
ある。
【図９】７種類のバイナリーパタンの例である。
【図１０】バイナリーパタンによる空間コード化法の原
理を示す図である。
理を示す図である。
【図１１】概略デプスマップ、詳細デプスマップ及び最
終デプスマップの説明図である。
終デプスマップの説明図である。
【図１２】本発明の別の実施の形態の流れ図である。
【図１３】複数の表面候補と、概略形状に基づいた表面
存在可能領域の関係を説明する図である。
存在可能領域の関係を説明する図である。
【図１４】信頼性情報を持つ三次元形状データの例であ
る。
る。
【図１５】レーザ光照射部の基本構成を説明する図であ
る。
る。
【図１６】二つのカメラによるパタン照射画像入力の例
を示す図である。
を示す図である。
【図１７】バイナリーパタンのコード割り当て誤りの例
を説明する図である。
を説明する図である。
【図１８】別のバイナリーパタンの例を説明する図であ
る。
る。
【図１９】６種類のコード化領域の割り当てを説明する
図である。
図である。
【図２０】カラーコードパタンの例を示す図である。
【図２１】A、B、及びCの３つのカメラを用いて得られ
た対応特徴点候補の奥行き値を模式的に示す図である。
た対応特徴点候補の奥行き値を模式的に示す図である。
１０…入力対象物 １１…回転台 １２…パタン照射部 １３…受光部（カメラ） １４…制御部 １５…処理部 １６…記録部 ３０…基準ポール ３１…画像面 ４０…参照物体 ４１…回転軸 ４２…円マーク ５０…撮影画像 ５１…登録済み円マーク位置データ ８０…ボクセル空間 ８１…カメラ視点中心 ８２…錐体状領域 １３０…最終三次元形状部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB28 CC16 DD06 DD07 EE00 FF01 FF02 FF04 FF09 FF61 HH05 HH06 JJ03 JJ05 JJ26 LL08 LL13 LL25 MM04 MM09 MM13 MM23 MM25 QQ42 SS13 5B050 BA09 BA13 DA05 DA07 EA07 EA28 FA02 5B057 BA02 CA01 CA08 CA13 CA16 CB01 CB08 CB13 CB17 CC03 CD14 CE15 DA08 DA17 DB03 DC09 DC22 DC25 DC36
Claims (65)
- 【請求項１】 三次元物体の三次元形状データを生成す
る三次元モデリング装置であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射手段
と、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力手段と、 前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算手段と、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算手段と、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成手段と、を有することを特徴とする三次元モデ
リング装置。 - 【請求項２】 三次元物体の三次元形状データを生成す
る三次元モデリング装置であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射手段
と、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力手段と、 前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力手段
と、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算手段と、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成手段と、を有することを特徴とする三次元モデ
リング装置。 - 【請求項３】 三次元物体の三次元形状データを生成す
る三次元モデリング装置であって、 パタン光を前記三次元物体に照射することによって得ら
れる前記三次元物体の画像を読み込む画像読み込み手段
と、 前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算手段と、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算手段と、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成手段と、を有することを特徴とする三次元モデ
リング装置。 - 【請求項４】 三次元物体の三次元形状データを生成す
る三次元モデリング装置であって、 パタン光を前記三次元物体に照射することによって得ら
れる前記三次元物体の画像を読み込む画像読み込み手段
と、 前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力手段
と、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算手段と、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成手段と、を有することを特徴とする三次元モデ
リング装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４に記載の三次元モデリング
装置において、 前記三次元形状データ生成手段では、前記計算された詳
細形状のうち、前記概略形状の内部に存在するものにつ
いてのみ情報を前記物体の三次元形状データとし、それ
以外は概略形状表面を前記物体の三次元形状データとす
ることを特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５に記載の三次元モデリング
装置において、 前記三次元形状データ生成手段では、前記概略形状に基
づき、物体表面の存在可能領域を求め、前記計算された
概略形状及び詳細形状並びに表面存在可能領域に基づい
て、前記三次元物体の三次元形状データを生成すること
を特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６に記載の三次元モデリング
装置において、 前記詳細形状計算手段は、前記入力された画像から物体
表面位置の候補を複数求めることを特徴とする三次元モ
デリング装置。 - 【請求項８】 請求項１〜７に記載の三次元モデリング
装置において、 前記詳細形状計算手段は、前記概略形状の内部の一部分
に物体表面の存在不可能領域を設定し、前記存在不可能
領域以外の概略形状の内部領域を物体表面の存在可能領
域とし、前記計算された概略形状及び詳細形状並びに表
面存在可能領域に基づいて、前記三次元物体の三次元形
状データを生成することを特徴とする三次元モデリング
装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８に記載の三次元モデリング
装置において、 前記三次元形状データ生成手段では、物体表面の存在可
能領域に基づき、複数の物体表面位置候補から一つの最
終物体表面位置候補を決定し、これに基づいて前記三次
元物体の三次元形状データを生成することを特徴とする
三次元モデリング装置。 - 【請求項１０】 請求項１、３、５〜９に記載の三次元
モデリング装置において、 前記概略形状計算手段で計算される概略形状は、前記画
像入力手段により得られた物体画像から求められたシル
エット情報に基づいて計算されることを特徴とする三次
元モデリング装置。 - 【請求項１１】 三次元物体の三次元形状データを記録
する三次元形状データ記録装置であって、 前記三次元物体に対し、三次元形状データを生成する三
次元形状データ生成手段と、 前記三次元形状データ各々に対して、データ信頼性評価
値を付加する三次元形状データ信頼性付加手段と、 前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを媒体
に記録する三次元形状データ記録手段と、を有すること
を特徴とする三次元形状データ記録装置。 - 【請求項１２】 三次元物体の三次元形状データを記録
する三次元形状データ記録装置であって、 前記三次元物体の三次元形状データを読み込む三次元形
状データ読み込み手段と、 前記三次元形状データ各々に対して、データ信頼性評価
値を付加する三次元形状データ信頼性付加手段と、 前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを媒体
に記録する三次元形状データ記録手段と、を有すること
を特徴とする三次元形状データ記録装置。 - 【請求項１３】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング方法であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射ステッ
プと、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、 前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算ステップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、を含むことを特徴とする三次元モ
デリング方法。 - 【請求項１４】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング方法であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射ステッ
プと、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、 前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステ
ップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、を含むことを特徴とする三次元モ
デリング方法。 - 【請求項１５】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング方法であって、 パタン光を前記三次元物体に照射することによって得ら
れる前記三次元物体の画像を読み込む画像読み込みステ
ップと、 前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算ステップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、を有することを特徴とする三次元
モデリング方法。 - 【請求項１６】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング方法であって、 パタン光を前記三次元物体に照射することによって得ら
れる前記三次元物体の画像を読み込む画像読み込みステ
ップと、 前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステ
ップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、を有することを特徴とする三次元
モデリング方法。 - 【請求項１７】 請求項１３〜１６に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記三次元形状データ生成ステップでは、前記計算され
た詳細形状のうち、前記概略形状の内部に存在するもの
についてのみ情報を前記物体の三次元形状データとし、
それ以外は概略形状表面を前記物体の三次元形状データ
とすることを特徴とする三次元モデリング方法。 - 【請求項１８】 請求項１３〜１７に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記三次元形状データ生成ステップでは、前記概略形状
に基づき、物体表面の存在可能領域を求め、前記計算さ
れた概略形状及び詳細形状並びに表面存在可能領域に基
づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成する
ことを特徴とする三次元モデリング方法。 - 【請求項１９】 請求項１３〜１８に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記詳細形状計算ステップは、前記入力された画像から
物体表面位置の候補を複数求めることを特徴とする三次
元モデリング方法。 - 【請求項２０】 請求項１３〜１９に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記詳細形状計算ステップは、前記概略形状の内部の一
部分に物体表面の存在不可能領域を設定し、前記存在不
可能領域以外の概略形状の内部領域を物体表面の存在可
能領域とし、前記計算された概略形状及び詳細形状並び
に表面存在可能領域に基づいて、前記三次元物体の三次
元形状データを生成することを特徴とする三次元モデリ
ング方法。 - 【請求項２１】 請求項１３〜２０に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記三次元形状データ生成ステップでは、物体表面の存
在可能領域に基づき、複数の物体表面位置候補から一つ
の最終物体表面位置候補を決定し、これに基づいて前記
三次元物体の三次元形状データを生成することを特徴と
する三次元モデリング方法。 - 【請求項２２】 請求項１３、１５、１７〜２１に記載
の三次元モデリング方法において、 前記概略形状計算ステップで計算される概略形状は、前
記画像入力ステップにより得られた物体画像から求めら
れたシルエット情報に基づいて計算されることを特徴と
する三次元モデリング方法。 - 【請求項２３】 三次元物体の三次元形状データを記録
する三次元形状データ記録方法であって、 前記三次元物体に対し、三次元形状データを生成する三
次元形状データ生成ステップと、 前記三次元形状データ各々に対して、データ信頼性評価
値を付加する三次元形状データ信頼性付加ステップと、 前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを媒体
に記録する三次元形状データ記録ステップと、を含むこ
とを特徴とする三次元形状データ記録方法。 - 【請求項２４】 三次元物体の三次元形状データを記録
する三次元形状データ記録方法であって、 前記三次元物体の三次元形状データを読み込む三次元形
状データ読み込みステップと、 前記三次元形状データ各々に対して、データ信頼性評価
値を付加する三次元形状データ信頼性付加ステップと、 前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを媒体
に記録する三次元形状データ記録ステップと、 を含むことを特徴とする三次元形状データ記録方法。 - 【請求項２５】 コンピュータに、三次元物体の三次元
形状データを生成させるためのプログラムを記録した媒
体であって、 前記プログラムは、コンピュータに接続されたパタン光
照射部を制御して、前記三次元物体に対しパタン光を照
射させる照射ステップと、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、 前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算ステップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、を含むことを特徴とする三次元モ
デリングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項２６】 コンピュータに、三次元物体の三次元
形状データを生成させるためのプログラムを記録した媒
体であって、 前記プログラムは、コンピュータに接続されたパタン光
照射部を制御して、前記三次元物体に対しパタン光を照
射させる照射ステップと、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、 前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステ
ップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、を含むことを特徴とする三次元モ
デリングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項２７】 コンピュータに、三次元物体の三次元
形状データを生成させるためのプログラムを記録した媒
体であって、 前記プログラムは、パタン光を前記三次元物体に照射す
ることによって得られる前記三次元物体の画像を読み込
む画像読み込みステップと、 前記入力された画像から概略形状を計算する概略形状計
算ステップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、 を含むことを特徴とする三次元モデリングプログラムを
記録した媒体。 - 【請求項２８】 コンピュータに、三次元物体の三次元
形状データを生成させるためのプログラムを記録した媒
体であって、 前記プログラムは、パタン光を前記三次元物体に照射す
ることによって得られる前記三次元物体の画像を読み込
む画像読み込みステップと、 前記三次元物体の概略形状を読み込む概略形状入力ステ
ップと、 前記入力された画像から詳細形状を計算する詳細形状計
算ステップと、 前記計算された概略形状及び詳細形状に基づいて、前記
三次元物体の三次元形状データを生成する三次元形状デ
ータ生成ステップと、を含むことを特徴とする三次元モ
デリングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項２９】 請求項２５〜２８に記載の三次元モデ
リングプログラムを記録した媒体において、 前記三次元形状データ生成ステップでは、前記計算され
た詳細形状のうち、前記概略形状の内部に存在するもの
についてのみ情報を前記物体の三次元形状データとし、
それ以外は概略形状表面を前記物体の三次元形状データ
とすることを特徴とする三次元モデリングプログラムを
記録した媒体。 - 【請求項３０】 請求項２５〜２９に記載の三次元モデ
リングプログラムを記録した媒体において、 前記三次元形状データ生成ステップでは、前記概略形状
に基づき、物体表面の存在可能領域を求め、前記計算さ
れた概略形状及び詳細形状並びに表面存在可能領域に基
づいて、前記三次元物体の三次元形状データを生成する
ことを特徴とする三次元モデリングプログラムを記録し
た媒体。 - 【請求項３１】 請求項２５〜３０に記載の三次元モデ
リングプログラムを記録した媒体において、 前記詳細形状計算ステップは、前記入力された画像から
物体表面位置の候補を複数求めることを特徴とする三次
元モデリングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項３２】 請求項２５〜３１に記載の三次元モデ
リングプログラムを記録した媒体において、 前記詳細形状計算ステップは、前記概略形状の内部の一
部分に物体表面の存在不可能領域を設定し、前記存在不
可能領域以外の概略形状の内部領域を物体表面の存在可
能領域とし、前記計算された概略形状及び詳細形状並び
に表面存在可能領域に基づいて、前記三次元物体の三次
元形状データを生成することを特徴とする三次元モデリ
ングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項３３】 請求項２５〜３２に記載の三次元モデ
リングプログラムを記録した媒体において、 前記三次元形状データ生成ステップでは、物体表面の存
在可能領域に基づき、複数の物体表面位置候補から一つ
の最終物体表面位置候補を決定し、これに基づいて前記
三次元物体の三次元形状データを生成することを特徴と
する三次元モデリングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項３４】 請求項２５、２７、２９〜３３に記載
の三次元モデリングプログラムを記録した媒体におい
て、 前記概略形状計算ステップで計算される概略形状は、前
記画像入力ステップにより得られた物体画像から求めら
れたシルエット情報に基づいて計算されることを特徴と
する三次元モデリングプログラムを記録した媒体。 - 【請求項３５】 コンピュータに対し、三次元物体の三
次元形状データを媒体へ記録させるためのプログラムを
記録した媒体であって、 前記三次元物体に対し、三次元形状データを生成する三
次元形状データ生成ステップと、 前記三次元形状データ各々に対して、データ信頼性評価
値を付加する三次元形状データ信頼性付加ステップと、 前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを媒体
に記録する三次元形状データ記録ステップと、 を含むことを特徴とする三次元形状データ記録プログラ
ムを記録した媒体。 - 【請求項３６】 コンピュータに対し、三次元物体の三
次元形状データを媒体へ記録させるためのプログラムを
記録した媒体であって、 前記三次元物体の三次元形状データを読み込む三次元形
状データ読み込みステップと、 前記三次元形状データ各々に対して、データ信頼性評価
値を付加する三次元形状データ信頼性付加ステップと、 前記信頼性評価値が付加された三次元形状データを媒体
に記録する三次元形状データ記録ステップと、 を含むことを特徴とする三次元形状データ記録プログラ
ムを記録した媒体。 - 【請求項３７】 三次元物体の三次元形状データを記録
した媒体であって、 前記三次元形状データ各々に対して、データ信頼性評価
値情報を保持していることを特徴とする三次元形状デー
タ記録した媒体。 - 【請求項３８】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング装置であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射手段
と、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力手段と、 前記入力された画像から前記三次元物体の三次元形状を
計算する三次元形状計算手段と、を有し、 前記三次元形状計算手段では、前記入力された画像にお
いて、前記パタン照射領域、及びパタン境界領域を抽出
し、これらの領域に基いて前記三次元物体の三次元形状
を計算することを特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項３９】 請求項１〜１０に記載の三次元モデリ
ング装置において、 前記詳細形状計算手段では、前記入力された画像におい
て、前記パタン照射領域、及びパタン境界領域を抽出
し、これらの領域に基いて前記三次元物体の詳細形状を
計算することを特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項４０】 請求項３８、又は３９に記載の三次元
モデリング装置において、 前記パタンは複数のバイナリーパタンであることを特徴
とする三次元モデリング装置。 - 【請求項４１】 請求項３８〜４０に記載の三次元モデ
リング装置において、 前記画像入力手段は少なくとも二つの地点から入力を行
うことを特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項４２】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング装置であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射手段
と、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力手段と、 前記入力された画像から前記三次元物体の三次元形状を
計算する三次元形状計算手段と、を有し、 前記画像入力手段は少なくとも二つの地点から入力を行
い、 前記三次元形状計算手段では、前記入力された画像にお
いて色彩或いは濃度が変化する箇所を抽出し、 前記入力された画像間で、前記色彩或いは濃度が変化す
る箇所相互の対応関係を得ることによって、前記三次元
物体の三次元形状を計算することを特徴とする三次元モ
デリング装置。 - 【請求項４３】 請求項１、２、５〜１０に記載の三次
元モデリング装置において、 前記画像入力手段は位置が異なる少なくとも二つの地点
から入力を行い、 前記詳細形状計算手段では、前記入力された画像におい
て色彩或いは濃度が変化する箇所を抽出し、 前記入力された画像間で、前記色彩或いは濃度が変化す
る部位相互の対応関係を得ることによって、前記三次元
物体の三次元形状を計算することを特徴とする三次元モ
デリング装置。 - 【請求項４４】 請求項３、又は４に記載の三次元モデ
リング装置において、 前記画像読み込み手段は位置が異なる少なくとも二つの
地点から入力を行い、前記詳細形状計算手段では、前記
入力された画像において色彩或いは濃度が変化する箇所
を抽出し、 前記入力された画像間で、前記色彩或いは濃度が変化す
る部位相互の対応関係を得ることによって、前記三次元
物体の三次元形状を計算することを特徴とする三次元モ
デリング装置。 - 【請求項４５】 請求項４２、又は４３に記載の三次元
モデリング装置において、 前記照射されるパタン光は多色パタン光であり、隣接パ
タン間では、その色彩をＨＳＶ空間で記した際に色相が
少なくとも９０度以上異なるか、又は明度が0.3以上異
なることを特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項４６】 請求項４２〜４５に記載の三次元モデ
リング装置において、 前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の対応関係は、
前記入力された画像から前記色彩或いは濃度が変化する
部位の属性を求め、この属性に基いて得ることを特徴と
する三次元モデリング装置。 - 【請求項４７】 請求項４６に記載の三次元モデリング
装置において、 前記色彩或いは濃度が変化する部位の属性は、前記入力
された画像において前記色彩或いは濃度が変化する部位
の左右或いは上下の色彩情報であることを特徴とする三
次元モデリング装置。 - 【請求項４８】 請求項４６、又は４７に記載の三次元
モデリング装置において、 前記属性を求める際に、前記入力された画像に対し、平
均化処理を施すことを特徴とする三次元モデリング装
置。 - 【請求項４９】 請求項４８に記載の三次元モデリング
装置において、 前記平均化処理は、前記入力された画像に対し領域分割
処理を行い、分割された領域単位で行うことを特徴とす
る三次元モデリング装置。 - 【請求項５０】 請求項１〜１０に記載の三次元モデリ
ング装置において、 さらに前記照射手段と前記画像入力手段を移動させる移
動手段を有することを特徴とする三次元モデリング装
置。 - 【請求項５１】 請求項５０に記載の三次元モデリング
装置において、 前記移動手段は、前記得られた概略形状に基いて前記照
射手段と前記画像入力手段を移動させることを特徴とす
る三次元モデリング装置。 - 【請求項５２】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング装置であって、 前記三次元物体の三次元形状を得る少なくとも二つの三
次元形状入力手段と、 前記三次元形状入力部を移動させる移動手段と、を有
し、 各三次元形状入力手段の三次元入力精度がそれぞれ異な
ることを特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項５３】 請求項５２に記載の三次元モデリング
装置において、 前記移動手段は、三次元入力精度がより低い前記三次元
形状入力手段によって得られた三次元形状情報に基い
て、三次元入力精度のより高い三次元形状入力手段を移
動させることを特徴とする三次元モデリング装置。 - 【請求項５４】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング方法であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射ステッ
プと、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、 前記入力された画像から前記三次元物体の三次元形状を
計算する三次元形状計算ステップと、を有し、 前記三次元形状計算ステップでは、前記入力された画像
において、前記パタン照射領域、及びパタン境界領域を
抽出し、これらの領域に基いて前記三次元物体の三次元
形状を計算することを特徴とする三次元モデリング方
法。 - 【請求項５５】 請求項１３〜２２に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記詳細形状計算ステップでは、前記入力された画像に
おいて、前記パタン照射領域、及びパタン境界領域を抽
出し、これらの領域に基いて前記三次元物体の詳細形状
を計算することを特徴とする三次元モデリング方法。 - 【請求項５６】 請求項５４、又は５５に記載の三次元
モデリング方法において、 前記パタンは複数のバイナリーパタンであることを特徴
とする三次元モデリング方法。 - 【請求項５７】 請求項５４〜５６に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記画像入力ステップでは少なくとも二つの地点から入
力を行うことを特徴とする三次元モデリング方法。 - 【請求項５８】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング方法であって、 前記三次元物体に対し、パタン光を照射する照射ステッ
プと、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力ステップと、 前記入力された画像から前記三次元物体の三次元形状を
計算する三次元形状計算ステップと、を有し、 前記画像入力ステップでは、少なくとも二つの地点から
入力を行い、 前記三次元形状計算ステップでは、前記入力された画像
において色彩或いは濃度が変化する箇所を抽出し、 前記入力された画像間で、前記色彩或いは濃度が変化す
る箇所相互の対応関係を得ることによって、前記三次元
物体の三次元形状を計算することを特徴とする三次元モ
デリング方法。 - 【請求項５９】 請求項１３〜２２に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記画像入力ステップでは、位置が異なる少なくとも二
つの地点から画像の入力を行い、 前記詳細形状計算ステップでは、前記入力された画像に
おいて色彩或いは濃度が変化する箇所を抽出し、 前記入力された画像間で、前記色彩或いは濃度が変化す
る部位相互の対応関係を得ることによって、前記三次元
物体の三次元形状を計算することを特徴とする三次元モ
デリング方法。 - 【請求項６０】 請求項５８、又は５９に記載の三次元
モデリング方法において、 前記照射されるパタン光は多色パタン光であり、隣接パ
タン間では、その色彩をＨＳＶ空間で記した際に色相が
少なくとも９０度以上異なるか、又は明度が0.3以上異
なることを特徴とする三次元モデリング方法。 - 【請求項６１】 請求項５８〜６０に記載の三次元モデ
リング方法において、 前記色彩或いは濃度が変化する部位相互の対応関係は、
前記入力された画像から前記色彩或いは濃度が変化する
部位の属性を求め、この属性に基いて得ることを特徴と
する三次元モデリング方法。 - 【請求項６２】 請求項６１に記載の三次元モデリング
方法において、 前記色彩或いは濃度が変化する部位の属性は、前記入力
された画像において前記色彩或いは濃度が変化する部位
の左右或いは上下の色彩情報であることを特徴とする三
次元モデリング方法。 - 【請求項６３】 請求項６１、又は６２に記載の三次元
モデリング方法において、 前記属性を求める際に、前記入力された画像に対し、平
均化処理を施すことを特徴とする三次元モデリング方
法。 - 【請求項６４】 請求項６３に記載の三次元モデリング
方法において、 前記平均化処理は、前記入力された画像に対し領域分割
処理を行い、分割された領域単位で行うことを特徴とす
る三次元モデリング方法。 - 【請求項６５】 三次元物体の三次元形状データを生成
する三次元モデリング方法であって、 前記三次元物体の三次元形状を得る少なくとも二つの三
次元形状入力ステップと、 前記三次元形状入力部を移動させる移動ステップと、を
有し、 各三次元形状入力ステップのもつ三次元入力精度がそれ
ぞれ異なることを特徴とする三次元モデリング方法。
Priority Applications (2)
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