JP2005251043A

JP2005251043A - 実測図作成支援方法およびその装置

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Publication number: JP2005251043A
Application number: JP2004063332A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Konno; 晃市今野; Chikashi Chiba; 史千葉
Original assignee: Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】３次元形状処理技術を石器に適用することによって、石器等の遺物の特徴である稜線形状と輸郭線を自動的に抽出し、実測図作成作業の効率化を図るための手法を示す実測図作成支援方法およびその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して３次元座標点群を得、得られた３次元座標点群より輪郭線の抽出を行った後に、内部形状については３次元座標点群の幾何学的解析を行って形状の特徴を抽出するとともに、追跡法を利用して、特徴を抽出したモデルから特徴線を導出し、複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成することにより、石器等の３次元モデルをコンピュータに取り込んで、そのモデルの幾何学的な特徴を解析して、石器等の遺物の特徴である稜線形状と輸郭線を抽出し、実測図を生成するためのベクトル情報を自動的に作成して効率化が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援方法およびその装置に関する。

遺跡が所在する土地を改変する場合、文化財保護法に基づき、遺跡の発掘調査を行い、発掘調査報告書を刊行する義務がある。遺跡の発掘調査報告書に記載する大部分は、遺跡より出土した遺物の実測図である。遺物実測図の作成は手作業で行われているので、高度な技術を要し、なおかつ多大な時間を要する。よって実測図作成を効率化することは重要な課題である。そこで、従来から石器等の遺物の実測を効率化する幾つかの手法が提案されている（例えば下記非特許文献１および２参照）。
多井堅一郎、塚本敏夫、佐藤宏介、２００１「考古遺物の３次元形状計測とその紋様の画像処理に関する研究」情報考古学会第１１回大会、ＰＰ．１７−２２。吉澤康雄、堀川忠弘、後藤敏行、大竹幸恵、植木武、２００３「画像処理を用いた石器の実測図作成支援システムの検討」情報考古学会第１６回大会、ＰＰ．８１−８６。

＜拓本画像の自動生成＞
前記非特許文献１に開示されたものは、ディジタル技術を遺物へと応用した例として距離画像を利用して銅鐸の拓本画像を作成する研究である（多井ら２００１）。拓本とは、２０００年前の中国で発明された、銅鐸や瓦、銅鏡等の模様や絵等の採取したい面に、上から墨を含ませたスポンジを当てて凹凸を紙に写し取って保存する資料である。写し取った拓本は遺物の表面の模様等を解析するのに重宝されている。しかし、拓本は手作業で紙と墨を使って表面の模様を写し取る手法をとっているので、遺物が汚損する可能性や、作業中に破損する可能性がある。

＜画像処理を用いた石器の実測図作成支援システム＞
前記非特許文献２に開示されたものは、石器をディジタル解析する試みとして、画像処理を用いた実測図作成支援システムである（吉澤ら２００３）。吉澤らが検討しているこの方法は、黒曜石等の鏡面反射成分が大きく、レ一ザを利用した３次元計測器では計測しにくい石器に対して適応される手法である。対象物に様々な照明パターンを投影し、画像を撮影する。その収集された画像から表面の法線方向を計算し輪郭や内部特徴を解析する。そして実測図の自動トレースを目指すという研究である。

しかしながら、前記非特許文献１に開示されたものでは、多井らは３次元計測器を用いて銅鐸を計測し、保存することによって、拓本作成を効率的に行う方法で、遺物の模様の凹凸情報を３次元計測器で読み取り、その結果から拓本化した場合墨が付くであろう場所を黒色、また付かない場所を白色と仮定し画像化する。その結果、拓本と同様の画像が得られるという手法であるが、彼らの手法では拓本で取り切れない細かな模様までディジタル化できるという利点がある。この手法によって作成されるものは２次元の拓本画像である。石器の稜線を抽出する目的には、この手法は適さない。

また、前記非特許文献２に開示された吉澤らの手法では、石器の特徴のうち輪郭については背光投影画像から輪郭画素を検出し、ベジェ曲線（鳥谷ら１９９１）で近似しＳＶＧ形式（アドビシステムＵＲＬ）で出力する方法であるが、内部特徴の稜線形状については、法線分布図は存在するがその利用法はまだ発表されていない。

そこで本発明は、３次元形状処理技術を石器に適用することによって、石器等の遺物の特徴である稜線形状と輸郭線を自動的に抽出し、実測図作成作業の効率化を図るための手法を示す実測図作成支援方法およびその装置を提供することを目的とする。

そのため本発明は、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援方法において、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して３次元座標点群を得、得られた３次元座標点群より輪郭線の抽出を行った後に、内部形状については３次元座標点群の幾何学的解析を行って形状の特徴を抽出するとともに、追跡法を利用して、特徴を抽出したモデルから特徴線を導出し、複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成することを特徴とする。また本発明は、前記３次元座標点群から輪郭線となり得る点を検索してワイヤフレームモデルを作成し、該ワイヤフレームモデル上の座標点群から特徴の追跡開始点を全て検索し、全ての追跡開始点について特徴線を追跡し、追跡した特徴線の中から最も長いものを選択してワイヤフレームモデルに加えることを順次繰り返して、稜線形状を近似したワイヤフレームモデルを得ることを特徴とする。また本発明は、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援装置において、３次元計測器と、該計測器の計測結果を表示する画像表示手段と、該画像をディジタル処理するディジタル画像化手段と、前記計測器による計測結果から輪郭線を幾何学的に抽出する輪郭線抽出手段と、前記計測器による計測結果から形状の特徴を抽出する特徴抽出手段と、該特徴抽出手段の結果から特徴線を導出する特徴追跡手段と、該特徴追跡手段にて導出した複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成するワイヤフレームモデル取得手段とから構成されたことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。

本発明では、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援方法において、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して３次元座標点群を得、得られた３次元座標点群より輪郭線の抽出を行った後に、内部形状については３次元座標点群の幾何学的解析を行って形状の特徴を抽出するとともに、追跡法を利用して、特徴を抽出したモデルから特徴線を導出し、複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成することにより、石器等の３次元モデルをコンピュータに取り込んで、そのモデルの幾何学的な特徴を解析して、石器等の遺物の特徴である稜線形状と輸郭線を抽出し、実測図を生成するためのベクトル情報を自動的に作成して効率化が図れる。

また、前記３次元計測器が接触型計測器である場合は、メッシュポイント高さ検出方式等が採用でき、レーザ方式のようにレーザの要因によるノイズがない。さらに、黒曜石等のガラス質の石器等も測定することが可能である。しかも計測精度に優れ、石器のような細かな特徴を有する遺物の測定に適する。

さらにまた、前記特徴線の追跡によって、輪郭線を１本の線で表現することにより、実測図の稜線形状に近いワイヤフレームモデルを容易に得ることができる。また、前記追跡した特徴線の中から最も長いものを選択し、ワイヤフレームモデルに追加する場合は、線を引く順番に結果が依存しないようにでき、少ない本数で稜線を表示することができる。しかも、稜線が細かな網状になることを防ぐ効果もある。

さらに、前記３次元座標点群から輪郭線となり得る点を検索してワイヤフレームモデルを作成し、該ワイヤフレームモデルから特徴の追跡開始点を全て検索し、全ての追跡開始点について特徴線を追跡し、追跡した特徴線の中から最も長いものを選択してワイヤフレームモデルに加えることを順次繰り返して、稜線形状を近似したワイヤフレームモデルを得る場合は、実測図へ記載する稜線形状に近いワイヤフレームモデルを自動的に得ることができる。

さらにまた、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援装置において、３次元計測器と、該計測器の計測結果を表示する画像表示手段と、該画像をディジタル処理するディジタル画像化手段と、前記計測器による計測結果から輪郭線を幾何学的に抽出する輪郭線抽出手段と、前記計測器による計測結果から形状の特徴を抽出する特徴抽出手段と、該特徴抽出手段の結果から特徴線を導出する特徴追跡手段と、該特徴追跡手段にて導出した複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成するワイヤフレームモデル取得手段とから構成されたことにより、接触式等の３次元計測器と画像表示手段と各処理手段を設けたパソコン等を準備するだけで、石器等の立体的造形物をディジタル画像処理して、容易に実測図へ記載する稜線形状に近いワイヤフレームモデルを自動的に得て、実測図の作成を支援することが可能となる。かくして、本手法により作成されたワイヤフレームモデルを実測図の一部として利用することで実測図作成作業の効率化を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実測図作成支援方法の概念フロー図、図２は本発明の実測図作成支援装置の概念ブロック図、図３は図１の詳細図、図４は接触式３次元計測器の写真図である。図５〜図１７は３次元計測器の計測結果から実測図を作成支援する過程のデータおよび説明図である。本発明の実測図作成支援方法の基本的構成は、図１に示すように、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援方法において、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して３次元座標点群を得、得られた３次元座標点群より輪郭線の抽出を行った後に、内部形状については３次元座標点群の幾何学的解析を行って形状の特徴を抽出するとともに、追跡法を利用して、特徴を抽出したモデルから特徴線を導出し、複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成することを特徴とするものである。

以下、詳細に説明する。図２は実測図作成支援装置の概念ブロック図である。好適には接触式３次元計測器と、画像表示手段であるディスプレイと、パソコン等のコンピュータと、実測図作成の支援に資するプリントアウト手段とから構成される。石器等の遺物の立体的造形物を計測する接触式３次元計測器と、該計測器の計測結果を表示する画像表示手段と、該画像をディジタル処理するディジタル画像化手段と、前記計測器による計測結果から輪郭線を幾何学的に抽出する輪郭線抽出手段と、前記計測器による計測結果から形状の特徴を抽出する特徴抽出手段と、該特徴抽出手段の結果から特徴線を導出する特徴追跡手段と、該特徴追跡手段にて導出した複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成するワイヤフレームモデル取得手段とから構成される。

図３は、図１に示した本発明の実測図作成支援方法の概念フロー図の詳細図で、本発明の石器等の実測図作成支援方法の後述する工程である、１．３次元座標点群の取得。２．特徴抽出。３．特徴の追跡を詳述したものである。

＜１．石器の３次元座標点群の取得＞
まず石器を３次元計測器で測定し、３次元座標点群を作成する。本研究では３次元計測器に図４（Ａ）に示すローランド．ディー．ジー．株式会杜のＰＩＣＺＡＭｏｄｅｌＰＩＸ−４を用いた。この計測器はレーザ式ではなく、接触型メッシュポイント高さ検出方式であるために、測定時、レーザの要因によるノイズがない。さらに、レーザ式では測定が難しい、黒曜石等のガラス質の石器を測定することができる。また図４（Ｂ）の仕様に示すように、ｘｙ平面の格子が０．０５ｍｍ単位、高さの精度が０．０２５ｍｍ単位で測定できる。計測精度が非常に優れており、石器のような細かな特徴を持つ遺物の測定に適している。

図５（Ａ）に石器の写真、図５（Ｂ）に石器から３次元計測によって得られた３次元座標点群を示す。図５（Ｂ）は点分布を見やすいように、実際に扱うデータから点を間引いてある。図５（Ｂ）の通り、座標点はｘｙ平面において均等な格子状の点列になっている。３次元座標点群をメッシュ化し、メッシュに面を張ると測定した情報を可視化できる（浅沼ら２００３）。図５（Ｃ）に可視化した石器を示す。

＜２．３次元座標点群からの特徴抽出＞
手順１（石器の３次元座標点群の取得）で得られた３次元座標点群から石器の稜線上の点を抽出する。図６に実測図の一部と、その陰影図を示す。石器実測図の稜線となる場所は、実物では地形図の尾根のような形状である。すなわち、３次元座標点群の中で稜線上の点は、その点の周囲の８点とで尾根形状が形成されていると考えられる。次の手順で、点群から尾根形状を検出する。まず点群の各点における接平面を算出する。その接平面を用いて、尾根形状を作成し、尾根を挟む２面の２面角を計算する。２面角がユーザの設定した閾値より大きくなった場合に尾根であると判断する。

石器から得られた点群は図５（Ｂ）に示す通りｘｙ平面に投影した場合、格子状に並んでいる。点群の各点について、図７に示すように、隣接する８点に対して作成された面の平均を求める。これを接平面と呼ぶ。接平面の計算法は、接平面の法線ベクトルｎ、対象点と周りの点でなす三角形の法線ベクトルをｎ₁〜ｎ₈とすると、次の（１）式で表される。

３次元座標点群の全ての点について接平面の法線ベクトルを計算する。さらに、各点の８近傍の点を利用して２面角を計算し、２面角の最大値を利用して尾根を検出する。以下では２面角の最大値を最大２面角と呼ぶ。最大２面角は次のように算出する。図８（Ａ）は点群の一部である。最大２面角を求める対象点をＡとする。Ａの周囲の点はＺ₁〜Ｚ₈である。対象点と周りの２点を通る線を稜線と仮定する。例えば点Ｚ₄から点Ｚ₈ への線を稜線とした２面角を考える。図８（Ｂ）の点線部分を、求める２面角の稜線とした場合、稜線の左右の面を決定しなければならない。

面の導出方法は、図８（Ｃ）に示すように、稜線の両側にある３点を組とし、それぞれの点における接平面の法線ベクトルの平均を左右の面の法線ベクトルとする。例えば、図８（Ｃ）の下側の面ｆ１の単位法線ベクトルｎ_f1は、点Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃の単位法線ベクトルの平均である。もう片方の面ｆ２の単位法線ベクトルｎ_f2は点Ｚ₅ 、Ｚ₆ 、Ｚ₇ の単位法線ベクトルの平均である。
面ｆ１、ｆ２の２面角θは、内積を用いて（２）式で表すことができる。

ｃｏｓθ＝ｎ_f1・ｎ_f2 ・・・・・・・・（２）

２面角の計算を、図９のように対象点Ａを通る４本の線について適用し、その最大値を最大２面角として対象点に情報を持たせる。これを全ての点について適用し、尾根の点を算出する。図１０に算出した最大２面角の値を可視化したモデルを示す。図では、色が白くなるほど最大２面角が大きいことを示す。白い部分が、実測図では稜線となる可能性がある。この白い部分について特徴の追跡を行う。

＜３．特徴の追跡＞
手順２（３次元座標点群からの特徴抽出）で得られた最大２面角を用いて特徴を追跡する。特徴を１本の線で表現することにより実測図へ記載する稜線形状に近いワイヤフレームモデルを得ることが目的である。特徴を抽出する手順は次の通りである。
１．３次元座標点群から輪郭線となりうる点を検索し、石器の輪郭線をワイヤフレームモデルで作成する。
２．作成したワイヤフレームモデル上の座標点群から特徴の追跡開始点となる点を全て検索する。
３．全ての追跡開始点について特徴線を追跡する。
４．追跡した特徴線の中から、最も特徴線が長いものを選択し、ワイヤフレームモデルに加える。
５．２〜４を繰り返す。

以下に手順について具体的に解説する。
＜３−１．輪郭抽出＞
座標点群からまず輪郭線を求める。まず座標点群をｘｙ平面に投影する。ｘｙ平面上を座標点が見つかるまで左上から右下へ検索し、見つかった座標点を輪郭線の始点とする。図１１（Ａ）に輪郭の始点を検索する様子を示した。検索によって求められた始点は図１１（Ｂ）の星印の点となる。始点の左側から反時計回りの検索を行い、座標点が最初に見つかった方向に輪郭線を引く。検索順は図１１（Ｂ）の番号順の通りであり、図１１（Ｂ）の場合では輪郭線を引くのは２番の方向である。

続いて次の点を検索する。図１１（Ｃ）の星印が現在の点、直前の点は白丸である。検索する順番は、反時計回りで白丸が最後になるように検索する。すなわち順番は図１１（Ｃ）の番号順で、はじめに見つかる点は３番なので３番の方向に輪郭線をのばす。輪郭線の追跡を始点に戻るまで続けると図１２（Ａ）のような輸郭線が完成する。この手順で石器の輪郭線を抽出し、ワイヤフレームモデルにしたものを図１２（Ｂ）に示す。この輪郭線ワイヤフレームモデルに稜線を追加する。

＜３−２．追跡開始点検索＞
稜線を迫跡するために、稜線の始点となる点を検索する。条件は以下の２つである。
１．ワイヤフレームモデルに使用された点であること（図１２（Ａ）の黒丸）。
２．ユーザが設定した閾値以上の最大２面角を持つ点が周りにあること。
この２つの条件に合う点を侯補点とする。１つ目の条件は、稜線の分岐に対応するために設定した条件である。稜線は輸郭から延びているものだけではない。１回目の検索では輪郭線上のみから候補点を検索するが、２回目以降で新たに引いた稜線も侯補に加えて、稜線から稜線へ接続する場合にも対応した。２つ目の条件は輪郭線上と稜線上から分岐して稜線を作成してよいのかを問うもので、閾値を高く設定すると線の数が減り、稜線として描かれる線が作成されない可能性が出てくる。逆に低く設定すると、稜線として描く必要のない線が多く作成されることになる。閾値に関しては何度か試行錯誤を行い、適切な値を設定する。

＜３−３．追跡の方法＞
追跡の方法について説明する。図１３に追跡の模式図を示す。星印が追跡の現在位置で、矢印の方向から進んだという直前の位置（図１３では白丸）の情報を持っている。迫跡する方向は直前の位置以外の７方向のいずれかとなる。基本的こは最大２面角を７点について比較し、最も大きい点の方向に追跡する。ただし、図１４（Ａ）の（ａ）のように最大２面角で求めた稜線の太さが２点以上で構成されている場合がある。この場合、最大２面角について比較しても大差がなく、図１４（Ａ）の（ｂ）のように蛇行してしまう問題が発生する。この問題については進行方向に重み付けをすることで解決した。

図１３の進行方向、つまりＡ点について最大２面角をＲ₁とすると、比較に用いる値Ｒ₁’は重みＫ₁を用いて（３）式のように表すことができる。

Ｒ₁’＝Ｋ₁Ｒ₁ ・・・・・・・・（３）

同様に進行方向に４５度付加した方向（図１３のＢ点）についても（４）式で表すことができる。

Ｒ₂’＝Ｋ₂Ｒ₂ ・・・・・・・・（４）

ただし（１≦Ｋ₂≦Ｋ₁）
Ａ、Ｂ以外の点は重みを１とする。解決したワイヤフレームモデルを図１４（Ｂ）に示す。最大２面角の稜線が太い場合でも一本の稜線で表されている。迫跡はワイヤフレームモデル上の点にたどり着くまで続けられる。またワイヤフレームモテル上の点にたどり着かずに追跡中の自身の引いた線にたどり着いた場合は、稜線として選択しない。

＜３−４．特徴線の選択＞
すべての追跡開始候補点から追跡を完了した後で、どの稜線をワイヤフレームモデルヘ追加するかを決定する。本提案手法では最も長い特徴線を追加する。これは線を引く順番に結果が依存しないようにするため、また少ない本数で稜線を表示するためである。さらに、稜線が細かな網状になることを防ぐ効果もある。手順１〜４（前記３−１〜３−４）を１回実施すると、輪郭線と特徴稜線を１本作成することができる。またこのあと手順２〜４を繰り返すことで実測図へ記載する稜線形状に近いワイヤフレームモデルを自動的に得ることができる。手順２〜４（前記３−２〜３−４）の繰り返し回数はユーザが設定することができる。

＜適用例＞
本提案手法を適応した例を３つの石器について示す。実験は重みＫ₁＝１．７５、重みＫ₂＝１．３７５で行った。また特徴線を引く本数は２０本としている。これについては目視で適切な設定を行った。ワイヤフレームモデルの評価こついては、実測図に描かれる稜線がすべてワイヤフレームモデルに含まれているかを評価する。その理由は今回のワイヤフレームモデルを用いて実測図を作成する場合には、まず余計な線の削除を手入力で行うことが前提であるためである。実測図に稜線を追加することよりは、削除する作業のほうが手間が少ないので線が少々多くても問題とならない。よって実測図に描かれている稜線がワイヤフレームモデルに出ない場合が問題となる。

＜石器サンプル１＞
図１５（Ａ）に実測図、図１５（Ｂ）に点群より抽出した最大２面角データ、図１５（Ｃ）に本手法により作成したワイヤフレームモデルを示す。実測図に描かれている稜線の中で、リングとフィッシャーを除く稜線についてＡで示した部分のみ現れていない。図１５（Ｂ）の最大２面角データでは同じ箇所に白い線が現れている。これは長さ順で２０本の線を引くと設定したため、稜線Ａが短く選択されなかったと考えられる。また、実測図の稜線以外の部分も現れているが、これについてはユーザ入力の本数を変化させることや実測図作成の際に削除することで改善が可能である。その他の部分では問題はなく、残るすべての稜線がワイヤフレームモデルに現れている。

＜石器サンプル２＞
図１６（Ａ）に２つめの実測図、図１６（Ｂ）に点群より抽出した最大２面角データ、図１６（Ｃ）に本手法により作成したワイヤフレームモデルを示す。この石器のワイヤフレームモデルでは実測図中ＢとＣで示す稜線が現れていない。Ｃで示す稜線は図１５（Ｂ）では１本の太い陵線になってしまっている。これはこの部分の剥離が非常に細かいうえに平行に近い稜線が存在するために起こっている現象だと思われる。またＢの線は、輪郭線に接続する点の最大２面角が低い値であったために、分岐点が追跡の開始点として選択されなかったためであると考えられる。このＢ線のように、実測図で描かれなければならない稜線の２面角が大きくない場合が稀にある。このような場合は稜線を手書きで加えて修正する。この石器も問題点以外の稜線に関してはワイヤフレームモデルに特徴が現れている。

＜石器サンプル３＞
図１７（Ａ）に２つめの実測図、図１７（Ｂ）に点群より抽出した最大２面角データ、図１７（Ｃ）に本手法により作成したワイヤフレームモデルを示す。このワイヤフレームモデルでは実測図中Ｄで示す稜線が実測図と違う方向に追跡されている。これは図１７（Ｂ）の最大２面角データにおいて、実測図の方向で特徴がまだらになっているために発生したものである。石器サンプル２と同様に、剥離面によってできる２面角が必ずしも大きくない、あるいはきれいな直線ではない場所が実測図では描かれる場合がある。これについては、手描きで修正する必要がある。この石器のワイヤフレームモデルも、実測図に描かれているほとんどの稜線が現れている。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内にて、実測図作成の対象となる立体的造形物である石器等の遺物の種類、３次元計測器の形式（接触式を好適とするが、これに限定されない）、３次元座標点群の取得形態（点群の間隔等）、３次元座標点群からの輪郭線の抽出形態、３次元座標点群の幾何学的解析からの特徴の抽出形態、追跡法の利用形態、特徴線の導出形態、複数の特徴線を利用したワイヤフレームモデルの生成形態、３次元座標点群からの輪郭線の抽出形態、点群からの２面角の所定の閾値との比較による尾根形状の作成形態、全ての尾根点の算出による特徴線の追跡形態およびそれによる稜線の特定形態、特徴線の追跡による輪郭線の作成形態、追跡した特徴線の中から最も長いものの選択形態およびそのワイヤフレームモデルへの追加形態、３次元座標点群から輪郭線となり得る点を検索してワイヤフレームモデルを作成し、該ワイヤフレームモデルから特徴の追跡開始点を全て検索し、全ての追跡開始点について特徴線を追跡し、追跡した特徴線の中から最も長いものを選択してワイヤフレームモデルに加えることの繰返しの回数、計測器の計測結果を表示する画像表示手段の形式、画像のディジタル処理のためのディジタル画像化手段の形式、３次元座標点群解析手段の形式、特徴抽出手段の形式、特徴追跡手段の形式、ワイヤフレームモデル取得手段の形式等については適宜選定することができる。なお、詳細な説明にて記載された諸元等は例示に過ぎないものであり、限定的に解釈してはならない。

本発明の実測図作成支援方法の概念フロー図である。同、実測図作成支援装置の概念ブロック図である。同、図１の詳細図である。同、接触式３次元計測器の写真図である。同、図５（Ａ）は石器の写真図、図５（Ｂ）は石器から３次元計測によって得られた３次元座標点群図、図５（Ｃ）は石器の３次元可視化図である。同、実測図の一部と、その陰影図を示す図である。同、接平面図である。同、図８（Ａ）は対象点と周囲の点図、図８（Ｂ）は２面角図、図８（Ｃ）は面の導出方法図である。同、２面角の計算における対象点Ａを通る４本の線についての適用例図である。同、最大２面角の分布図である。同、図１１（Ａ）（Ｂ）は輪郭の始点の検索図、図１１（Ｃ）は輪郭線の追跡図である。同、図１２（Ａ）は輪郭線を構成する点図、図１２（Ｂ）は輪郭線ワイヤフレームモデル図である。同、特徴の追跡図である。同、図１４（Ａ）は太い特徴線の追跡図、図１４（Ｂ）は解決済みモデル図である。同、図１５（Ａ）は石器サンプル１の実測図、図１５（Ｂ）は最大２面角データの表示図、図１５（Ｃ）はワイヤフレームモデル図である。同、図１６（Ａ）は石器サンプル２の実測図、図１６（Ｂ）は最大２面角データの表示図、図１６（Ｃ）はワイヤフレームモデル図である。同、図１７（Ａ）は石器サンプル３の実測図、図１７（Ｂ）は最大２面角データの表示図、図１７（Ｃ）はワイヤフレームモデル図である。

Claims

石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援方法において、石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して３次元座標点群を得、得られた３次元座標点群より輪郭線の抽出を行った後に、内部形状については３次元座標点群の幾何学的解析を行って形状の特徴を抽出するとともに、追跡法を利用して、特徴を抽出したモデルから特徴線を導出し、複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成することを特徴とする実測図作成支援方法。
前記３次元座標点群から輪郭線となり得る点を検索してワイヤフレームモデルを作成し、該ワイヤフレームモデル上の座標点群から特徴の追跡開始点を全て検索し、全ての追跡開始点について特徴線を追跡し、追跡した特徴線の中から最も長いものを選択してワイヤフレームモデルに加えることを順次繰り返して、稜線形状を近似したワイヤフレームモデルを得ることを特徴とする請求項１に記載の実測図作成支援方法。
石器等の立体的造形物を３次元計測器により計測して立体的造形物の実測図を作成する実測図作成支援装置において、３次元計測器と、該計測器の計測結果を表示する画像表示手段と、該画像をディジタル処理するディジタル画像化手段と、前記計測器による計測結果から輪郭線を幾何学的に抽出する輪郭線抽出手段と、前記計測器による計測結果から形状の特徴を抽出する特徴抽出手段と、該特徴抽出手段の結果から特徴線を導出する特徴追跡手段と、該特徴追跡手段にて導出した複数の特徴線を利用してワイヤフレームモデルを生成するワイヤフレームモデル取得手段とから構成されたことを特徴とする実測図作成支援装置。