JP2002216114A - 3次元モデル生成方法 - Google Patents

3次元モデル生成方法

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JP2002216114A
JP2002216114A JP2001008700A JP2001008700A JP2002216114A JP 2002216114 A JP2002216114 A JP 2002216114A JP 2001008700 A JP2001008700 A JP 2001008700A JP 2001008700 A JP2001008700 A JP 2001008700A JP 2002216114 A JP2002216114 A JP 2002216114A
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Eiketsu Kou
英傑 黄
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 時間的に連続撮影した複数枚の静止画像ある
いは映像データに基づいて3次元モデルの検索を行い、
検索されモデルに基づく新たな3次元モデルを生成可能
とする。 【解決手段】 対象の「映像/画像データ」3は、3次
元データ生成制御部4aに入力され、「3次元データ」
4bが生成される。そしてキーモデル生成制御部4cに
よって3次元モデルデータベース14を検索するための
「キーモデル」4dが生成され、3次元モデル照合部4
eが照合処理を行って、照合の結果である複数の「候補
モデル」4gを出力する。モデル検索制御部4fでは
「キーモデル」4dのデータ密度の調整により異なる精
度で再度照合が可能である。「中間モデル」10が対象
モデルと違っていて編集する必要がある場合、「映像/
画像データ」3を利用し、モデル変形/テクスチャ生成
制御部9で対象モデルになるように変形などの編集作業
を行い、「テクスチャデータ」8とともに「結果モデ
ル」7を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元モデルの生
成方法、より具体的には、3次元モデルデータベースか
ら検索した3次元モデルを用いてモデリングを行うため
の中間モデルを生成するための3次元モデル生成方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、対象物体の3次元データを得るた
めの手法として、以下のごとくのものがある。(1)3
次元デジタイザーなど接触型の計測器を用いて、対象物
体の表面における空間的に離散的な点の位置を形状情報
として取得する。(2)レーザスキャナなど非接触型の
計測器を用いて、対象物体の表面における空間的に離散
的な点の位置を形状情報として取得する。またこのとき
カメラと併用することによりテクスチャ情報の取得も可
能である。
【0003】(3)カメラ撮影した対象物体の画像情報
を用いて、対象物体の表面(色やパタンなど)の特徴点
あるいは輪郭などの3次元情報を計算し、対象物体の形
状情報を取得する(特開平11−96374号公報、特
開平10−12704号公報、特開平8−263696
号公報など)。(4)複数の2次元設計図面(3面図な
ど)から3次元データを推定する(特開平7−4996
0号公報)。(5)カメラで撮影した対象物体の画像情
報に基づいて、予め用意した基本モデル(球、立方体な
ど)を修正し、テクスチャデータとともに対象物体モデ
ルを生成する(特開平3−13874号公報、特開平9
−97354号公報、特開平9−97344号公報、特
開平11−45352号公報など)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の各手法において
は、以下のごとくの問題がある。すなわち、上記従来技
術(1)においては、人手で計測を行うために作業時間
と労力とが必要となる。またテクスチャデータが同時に
得られないため、別工程が必要となる。また上記従来技
術(2)においては、光を吸収する材質からなる対象物
体は計測することができないという問題がある。また対
象物体の全周の形状データを得るには、数回に分けて計
測する必要があり、さらにこれらの複数回の計測データ
を一つにまとめる工程を必要とする。そして、作業環境
の制限や、色情報を取り込むための別工程が必要とな
る、などの問題点がある。
【0005】上記従来技術(3)においては、精度の良
い3次元データを取得できない、また大量データの処理
に時間がかかる、とういうような問題がある。また上記
従来技術(4)においては、設計図面がなければ3次元
データを得ることができないので、用途の汎用性に制限
が生じる。また不規則な形状で3面図などで表示しきれ
ない対象物体に対してはこの手法を使用することができ
ない。さらにテクスチャデータの取得には、別工程が必
要となる。
【0006】また上記従来技術(5)においては、基本
モデルの種類が限られ、複雑な対象物体をモデリングす
るには基本モデルからの編集作業が煩雑となる。また基
本モデルの数を増やすことによって編集の作業量を減ら
すことができるが、一方、基本モデルの数がある程度増
えると基本モデルの中から適当なモデルを選ぶための手
間がかかるという問題がある。
【0007】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、専門的な知識を必要とすることなく簡便な
操作によって3次元モデルのモデリングを実行できる3
次元モデルの生成方法であって、時間的に連続撮影した
複数枚の静止画像あるいは映像データに基づいて3次元
モデルの検索を行い、検索されたモデルに基づく新たな
検索用の3次元モデルを生成する3次元モデルの生成方
法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、モデ
リング対象を撮影して得られる撮影画像データに基づい
て、中間モデリング結果である中間モデルを生成し、前
記撮影画像データを参照しながら生成された前記中間モ
デルを変形することにより、最終的な3次元モデルであ
る結果モデルを作成することを特徴としたものである。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記中間モデルの生成に際し、入力した撮影画像デ
ータを用いて3次元モデルの検索に用いるキーモデルを
生成し、該キーモデルを用いて3次元モデルデータベー
スから該キーモデルに類似した3次元モデルを検索し、
該検索した3次元モデルによって中間モデルを生成する
ことを特徴としたものである。
【0010】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明において、前記中間モデルを変形するに際し、該中間
モデルの表示における投影方向と前記撮影画像データの
撮影方向とが一致するように前記中間モデルを回転して
該中間モデルと前記撮影画像データとを重ねて表示せし
め、該中間モデルが有する頂点データを前記撮影画像デ
ータの幾何的特徴に一致するように移動することによっ
て該中間モデルを変形せしめることを特徴としたもので
ある。
【0011】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、前記中間モデルを変形するに際し、テクスチャマッ
ピング用のテクスチャデータも同時に生成することを特
徴としたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明によれば、画像や映像デー
タを利用することによって、使用者は専門知識がなくて
も直感的な操作によって3次元モデルの生成及び登録を
行うことが可能である。本発明では、対象に対し撮影を
行い、撮影した映像や画像データに基づいて対象モデル
に類似する中間モデルを生成し、この中間モデルを変形
して最終的な結果モデルを作成し、この結果モデルを3
次元モデルデータベースに登録して再利用可能とする。
【0013】図1は、本発明の3次元モデル生成方法を
適用するシステムの実施形態を説明するためのブロック
図である。使用者は検索しようとする対象を映像/画像
表示部1で確認しながら、映像/画像入力制御部2によ
って「映像/画像データ」3を3次元データ検索部4に
おける3次元データ生成制御部4aに渡す。3次元デー
タ生成制御部4aでは、映像/画像表示部1で確認され
た検索対象の「3次元データ」4bを生成する。キーモ
デル生成制御部4cは、3次元モデルデータベース14
のデータを検索するための「キーモデル」4dを生成す
る。
【0014】上記の3次元データ生成制御部4aは、映
像や複数枚の画像データにより撮影対象の3次元データ
(点群データ)を生成するもので、このような3次元デ
ータ生成制御機能については、例えば特願平10−28
7876号の「3次元形状抽出方法及び装置並びに記録
媒体」、特願平11−041321号の「3次元形状情
報生成方法及び装置並びに記録媒体」に開示がある。
【0015】キーモデル生成制御部4cにおいては、ま
ず入力した点群データに基づいてメッシュを生成し、さ
らにポリゴンモデルを生成する。このときに頂点の数を
調整することによって、異なる密度の3次元モデルを生
成することができる。ここでは頂点の密度が調整された
3次元モデルを「キーモデル」として定義する。
【0016】3次元モデル照合部4eは、「キーモデ
ル」4dと3次元モデルデータベース14に蓄積された
3次元モデルとの照合処理を行って、照合の結果である
複数の「候補モデル」4gを3次元モデル出力制御部6
に渡して3次元モデル表示部5で表示させる。使用者
は、照合の結果を確認しながら、対象モデルと一番近い
「候補モデル」を「中間モデル」として選び出す。
【0017】「候補モデル」が対象モデルと全く違う場
合、使用者はモデル検索制御部4fで「キーモデル」4
dのデータ密度を調整し、3次元モデル照合部4eで再
度照合するか、「キーモデル」4dをそのまま「中間モ
デル」10として選び出す。「中間モデル」10が対象
モデルに適合していれば「結果モデル」7として3次元
モデル出力制御部6に渡し、3次元モデル表示部5で結
果を確認する。
【0018】上記照合の結果である「候補モデル」にお
いてテクスチャ変更の必要がある場合、モデル変形/テ
クスチャ生成制御部9で「テクスチャデータ」8を生成
し、「結果モデル」7とともに3次元モデル表示部5で
結果を確認する。また「中間モデル」10が対象モデル
と違っていて編集する必要がある場合、「映像/画像デ
ータ」3を利用し、モデル変形/テクスチャ生成制御部
9で対象モデルに適合するように変形などの編集作業を
行い、「テクスチャデータ」8とともに「結果モデル」
7を生成し、3次元モデル出力制御部6に渡し、3次元
モデル表示部5で結果を確認する。
【0019】図2は、中間モデルの生成について説明す
るための図で、中間モデル生成に用いる対象モデルの撮
影画像例を図2(A)に、図2(A)の画像を利用して
3次元モデルデータベースのデータと照合することによ
り生成された中間モデルの投影図の例を図2(B)に示
すものである。上述したごとくに、対象物体の撮影を行
って得た図2(A)に示すごとくの画像データを3次元
データ検索部4に入力し、対象モデルに類似する図2
(B)に示すごとくの中間モデルを生成する。
【0020】モデル変形/テクスチャ生成制御部9は、
生成した中間モデルの投影図と撮影した画像とを重ね合
わせる形で、例えば両方の画像を半透明にしてユーザに
提示し、中間モデルの投影方向と画像中の対象モデルの
撮影方向に合うように中間モデルを回転する。図3に中
間モデルの投影図と撮影した画像とを重ね合わせて使用
者に提示した状態を示す。
【0021】次いで対象モデルの形状の特徴(角、稜
線、エッジなど)に合致するように中間モデルの頂点や
エッジを移動し、中間モデルを変形させる。図4は、中
間モデルの頂点を移動して中間モデルを変形する例を説
明する図である。図4において、矢印は一部の頂点を移
動する例を示す。
【0022】一枚の画像は、対象モデルにおける一つの
撮影方向からの形状を表現するのみであるので、別の方
向から中間モデルを変形する場合、異なる方向で撮影し
た画像を選択して利用する。このように画像を参考にし
ながら中間モデルを繰り返して変形することによって最
後に結果モデルを作成することができる。図5は、中間
モデルの変形結果例を示す図である。ここでは3次元モ
デルを画像と重ね合わせることによって変形を行うた
め、テクスチャマッピング用のテクスチャデータも同時
に得ることができる。
【0023】モデル変形/テクスチャ制御部9で得られ
た結果モデル11とテクスチャデータ12は、3次元モ
デル登録部13に送られて3次元モデルデータベース1
4に登録され、再利用が可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、3次元モデル検索システムを通して対象モデ
ルと一番類似した基本モデルである中間モデルを出力す
ることによって、モデル編集の作業量を減らし、本発明
で利用した入力画像データからそのままテクスチャデー
タを取得でき、生成された結果モデルをデータベースに
登録することによって、再利用することを可能とした3
次元モデル生成方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の3次元モデル生成方法を適用するシ
ステムの実施形態を説明するためのブロック図である。
【図2】 中間モデルの生成について説明するための図
である。
【図3】 中間モデルの投影図と撮影した画像とを重ね
合わせて使用者に提示した状態を示す図である。
【図4】 中間モデルの頂点を移動して中間モデルを変
形する例を説明する図である。
【図5】 中間モデルの変形結果例を示す図である。
【符号の説明】
1…映像/画像表示部、2…映像/画像入力制御部、3
…映像/画像データ、43次元データ検索部、4a…3
次元データ生成制御部、4b…3次元データ、4c…キ
ーモデル生成制御部、4d…キーモデル、4e…3次元
モデル照合部、4g…候補モデル、4f…モデル検索制
御部、5…3次元モデル表示部、6…3次元モデル出力
制御部、7…結果モデル、8…テクスチャデータ、9…
モデル変形/テクスチャ生成制御部、10…中間モデ
ル、11…結果モデル、12…テクスチャデータ、13
…3次元モデル登録部、14…3次元モデルデータベー
ス。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モデリング対象を撮影して得られる撮影
    画像データに基づいて、中間モデリング結果である中間
    モデルを生成し、前記撮影画像データを参照しながら生
    成された前記中間モデルを変形することにより、最終的
    な3次元モデルである結果モデルを作成することを特徴
    とする3次元モデル生成方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の3次元モデル生成方法
    において、前記中間モデルの生成に際し、入力した撮影
    画像データを用いて3次元モデルの検索に用いるキーモ
    デルを生成し、該キーモデルを用いて3次元モデルデー
    タベースから該キーモデルに類似した3次元モデルを検
    索し、該検索した3次元モデルによって中間モデルを生
    成することを特徴とする3次元モデル生成方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の3次元モデル
    生成方法において、前記中間モデルを変形するに際し、
    該中間モデルの表示における投影方向と前記撮影画像デ
    ータの撮影方向とが一致するように前記中間モデルを回
    転して該中間モデルと前記撮影画像データとを重ねて表
    示せしめ、該中間モデルが有する頂点データを前記撮影
    画像データの幾何的特徴に一致するように移動すること
    によって該中間モデルを変形せしめることを特徴とする
    3次元モデル生成方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の3次元モデル生成方法
    において、前記中間モデルを変形するに際し、テクスチ
    ャマッピング用のテクスチャデータも同時に生成するこ
    とを特徴とする3次元モデル生成方法。
JP2001008700A 2001-01-17 2001-01-17 3次元モデル生成方法 Withdrawn JP2002216114A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014520332A (ja) * 2011-06-20 2014-08-21 アルカテル−ルーセント 画像モデルの構築のための方法および装置
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WO2024004491A1 (ja) * 2022-06-27 2024-01-04 株式会社Jvcケンウッド 情報処理装置、及び情報処理方法

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