JP2006018513A - Method for generating set of cells and set of cells generated by the method - Google Patents

Method for generating set of cells and set of cells generated by the method Download PDF

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宏正 鈴木
Satoyuki Fujimori
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    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a set of cells allowed to be formed even in a mesh for forming a boundary part of substances or the neutral surface of a thin plate. <P>SOLUTION: A method for generating a set of cells comprises the following steps, i.e. a step (1) for searching a background cell having a tunnel side or a tunnel point in a set of background cells, a step (2) for adding a foreground cell to the position of the detected background cell. Furthermore the method may be provided with the following steps, i.e. a step (3) for searching a boundary cell from the set of cells and a step (4) for deleting the detected boundary cell. The set of cells is constituted of face cells and satisfies two following conditions, i.e. tunnel disablement (1) and thickness of 1 (2). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、セル集合の生成方法、及び、これにより生成されたセル集合に関するものである。本発明は、特に、ボリュームモデルから面モデルを生成するためのセル抽出法に関係している。   The present invention relates to a cell set generation method and a cell set generated thereby. The present invention particularly relates to a cell extraction method for generating a surface model from a volume model.

近年、産業用X線CT (Computed Tomography) 計測が普及し、製品の検査のみならず、CTデータから3次元形状モデルを生成し、このモデルを、CAD (Computer Aided Design) やCAE (Computer Aided Engineering) システムで利用するようになってきた。   In recent years, industrial X-ray CT (Computed Tomography) measurement has become widespread, and in addition to product inspection, a 3D shape model is generated from CT data, and this model is converted into CAD (Computer Aided Design) and CAE (Computer Aided Engineering). ) It has come to be used in the system.

図1にCTデータの例を示す。この図は、エンジンブロックの断面画像である。このような断面画像を、ある間隔で多数枚撮影することによって、3次元画像、いわゆるボリュームモデルを生成する。ボリュームモデルの画素のことをボクセルと呼ぶ。ボクセルは画像の値、すなわちボクセル値をもつ。CTの場合は、その場所での撮影対象物の密度値にほぼ比例した実数値、あるいは整数値をもつ。   FIG. 1 shows an example of CT data. This figure is a cross-sectional image of the engine block. A large number of such cross-sectional images are taken at a certain interval to generate a three-dimensional image, a so-called volume model. A pixel of the volume model is called a voxel. A voxel has an image value, that is, a voxel value. In the case of CT, it has a real value or an integer value almost proportional to the density value of the object to be imaged at that location.

さて、このようなボリュームモデルは、測定対象物の内部構造(例えば鋳造品の「ひけ巣」)を観察するには有効であるが、前述のように、ボリュームモデルのままではCADやCAEなどのシステム利用することができない。そのため、ボリュームモデルから、物体の形を表す多面体を生成することが行われる。多面体としては、すべての面が3角形からなる3角形メッシュが利用されることが多い。   Now, such a volume model is effective for observing the internal structure of the measurement object (for example, the “sink nest” of the cast product), but as described above, the volume model is not limited to CAD or CAE. The system cannot be used. Therefore, a polyhedron representing the shape of the object is generated from the volume model. As the polyhedron, a triangular mesh in which all faces are triangular is often used.

図2に三角形メッシュの例を示す。図(A)は比較的単純な例であるが、図(B)は微小な三角形で立体形状を表している。X線CTによるボリュームモデルから生成されるのは後者のタイプであり、三角形の数が数百万から数千万個にもなる。   FIG. 2 shows an example of a triangular mesh. Although FIG. (A) is a relatively simple example, FIG. (B) represents a three-dimensional shape with a small triangle. The latter type is generated from a volume model by X-ray CT, and the number of triangles can be from several million to tens of millions.

このようにボリュームデータから三角形メッシュ(以下ではメッシュと呼ぶ)を生成する手法(ここでは面生成手法と呼ぶ)に、等値面生成 (iso-surfacing) がある。最も代表的な方法として、マーチングキューブ法と呼ばれる方法がある。等値面生成手法について以下に説明する。   As a method for generating a triangular mesh (hereinafter referred to as a mesh) from volume data in this way (hereinafter referred to as a surface generation method), there is an iso-surface generation (iso-surfacing). The most typical method is a method called marching cube method. The isosurface generation method will be described below.

(等値面生成手法)
(マーチングキューブ法)
マーチングキューブ法の詳細は下記非特許文献1に記載されている。ボリュームモデルは、2次元格子状に画素が並んだ断面画像を多数重ねたものなので、全体として3次元格子状に画素(ボクセル)が並んだものとなる。この中から、8個のボクセルで構成される直方体(3方向の格子間隔がすべて等しいときには立方体)をセルと呼ぶ。
(Isosurface generation method)
(Marching cube method)
Details of the marching cube method are described in Non-Patent Document 1 below. Since the volume model is obtained by superimposing a large number of cross-sectional images in which pixels are arranged in a two-dimensional grid, pixels (voxels) are arranged in a three-dimensional grid as a whole. Among these, a rectangular parallelepiped composed of eight voxels (a cube when all three lattice intervals are equal) is called a cell.

さて、物体を計測した時に、その物体の表面に相当する部分をメッシュとして抽出することが、マーチングキューブ法の目的である。物体の外部(背景)と物体とでは密度が異なるので、それぞれに相当するボクセルのボクセル値も異なった値をとる。そこで、背景と物体のボクセル値を区別する閾値θを設定する。   Now, when an object is measured, the purpose of the marching cube method is to extract a portion corresponding to the surface of the object as a mesh. Since the density is different between the outside (background) of the object and the object, the voxel values of the voxels corresponding to each of the objects take different values. Therefore, a threshold value θ for distinguishing the voxel values of the background and the object is set.

そうすると、セルの8個のボクセルについて、そのボクセル値がθよりも大きいものと、小さいものに分けることができる(簡単のためボクセル値がθと等しい場合を除く)。そして、背景と物体との境界となる面は、θよりも大きいボクセルとθよりも小さいボクセルの間を通ることが分かる。そこで、セルの12個の辺について、その両端のボクセルの一方の値がθよりも大きく、他方がθよりも小さい場合、境界面は、その辺を切断するであろう。切断する場所は、その両端のボクセル値とθから内分によって求めることができる。このようにして境界面と辺との干渉点を求め、次に図3のパタンに従ってセルの中に三角形を生成する。セルの対称性を考えると、この図(a)から図(n)の14パタンで十分であることが知られている。この方法は、例えば下記非特許文献2のように、多くの拡張が行われている。   Then, the eight voxels of the cell can be divided into those having a voxel value larger than θ and those smaller than θ (except for the case where the voxel value is equal to θ for simplicity). And it turns out that the surface used as the boundary of a background and an object passes between voxels larger than (theta) and voxels smaller than (theta). So, for 12 sides of a cell, if one value of the voxels at both ends is greater than θ and the other is less than θ, the boundary will cut that side. The location to be cut can be obtained from the voxel values at both ends and θ from the internal division. Thus, the interference point between the boundary surface and the side is obtained, and then a triangle is generated in the cell according to the pattern of FIG. In consideration of the symmetry of the cell, it is known that the 14 patterns of FIGS. (A) to (n) are sufficient. This method has been extended a lot as described in Non-Patent Document 2, for example.

(双対法(dual contouring))
等値面生成手法のもう一つの方法として、双対法が知られている。この方法では、図4に示すように、2×2状に並んだ4個のセルの中心にある辺を考える。この辺の両端のボクセルの値の内の一方がθよりも大きく、他方が小さい場合に、その辺の上に、マーチングキューブ法と同様にして点を生成する。さらに、辺の周りの四つのセルの中心とを結んで三角形を生成する。この方法は、下記非特許文献3および4で紹介されている。
(Dual contouring)
The dual method is known as another method of generating isosurfaces. In this method, as shown in FIG. 4, a side at the center of four cells arranged in a 2 × 2 shape is considered. When one of the voxel values at both ends of the side is larger than θ and the other is smaller, a point is generated on the side in the same manner as the marching cube method. Furthermore, a triangle is generated by connecting the centers of the four cells around the side. This method is introduced in the following non-patent documents 3 and 4.

(等値面生成法のまとめ)
以上のように、ボリュームモデルから三角形メッシュを生成する等値面生成手法では、ボリュームモデルのボクセル値に対して、物体の境界を表す閾値を設定し、セル単位(マーチングキューブ法ではセル単位、双対法では4セル単位)で三角形を生成していく。
(Summary of isosurface generation method)
As described above, in the isosurface generation method for generating a triangular mesh from a volume model, a threshold value representing the boundary of an object is set for the voxel value of the volume model, and the cell unit (in the marching cube method, cell unit, dual unit) The triangle is generated in units of 4 cells in the method.

(等値面生成の問題点)
(薄板構造の中立面生成の問題点)
図5(A)は、鉄板などの薄板構造をX線CTで撮影した例で、簡単のために2次元で表している。これに等値面手法を適用すると、図5(B)のようなメッシュが生成される。しかし、薄板を設計する際には、このような薄い厚さをもった形状ではなく、図(C)のような中立面の形状を表すサーフェスモデルで設計されることが多い。また、有限要素法などで解析計算を行う場合も、やはり中立面形状が必要となる。
(Problems of isosurface generation)
(Problems of neutral plane generation in thin plate structure)
FIG. 5A shows an example of a thin plate structure such as an iron plate taken by X-ray CT, which is shown in two dimensions for simplicity. When the isosurface method is applied to this, a mesh as shown in FIG. 5B is generated. However, when designing a thin plate, it is often designed with a surface model representing the shape of a neutral surface as shown in FIG. In addition, a neutral surface shape is also required when performing analytical calculation by the finite element method or the like.

このような中立面は、ボリュームモデルに対して閾値を設定することによっては抽出することができない。そこで、中立面を生成するためのセル集合や、その生成方法が必要となる。   Such a neutral plane cannot be extracted by setting a threshold for the volume model. Therefore, a cell set for generating a neutral plane and a generation method thereof are required.

(多媒質部品の物質境界面生成の問題点)
機械部品の多くは、複数の材質で構成される。図1のエンジンブロックでは、灰色のところがアルミで、白色のところが鉄で出来ており、空気と合わせて、この画像には三つの媒質が存在することになる。そして、異なる物質間の閾値も、当然複数存在することになる。マーチングキューブなどの等値面生成手法では、閾値は一つしか設定できないため、例えば、エンジンブロックの外形形状を生成するために、アルミと空気の閾値でメッシュを生成すると、鉄と空気の境界では正しい閾値とはならないために、メッシュも正しく求まらない。
(Problem of material interface generation of multi-media parts)
Many machine parts are composed of a plurality of materials. In the engine block of FIG. 1, the gray part is made of aluminum and the white part is made of iron, and there are three media in this image, together with the air. Naturally, there are a plurality of threshold values between different substances. With isosurface generation methods such as marching cubes, only one threshold value can be set. For example, when generating a mesh with aluminum and air threshold values to generate the outer shape of the engine block, the boundary between iron and air is used. Since the threshold is not correct, the mesh is not obtained correctly.

図6に、多媒質部品の境界面生成の概要を示す。図6は、鉄、アルミ、空気の3媒質が出会う部分の様子を模式的に示したものである。   FIG. 6 shows an outline of the generation of the boundary surface of the multimedia part. FIG. 6 schematically shows a state where three media of iron, aluminum, and air meet.

最初に、ボクセルを、鉄、アルミ、空気、さらには、それらのそれぞれ相異なる2媒質の境界、さらには3媒質の境界に分類する(図6A)。これはボクセル値や物質境界の条件を使って行える。次に、2媒質境界のセルについては、その2媒質間の閾値を設定し、その閾値をボクセル値が挟むような(ボクセルが閾値よりも大きい値と、小さい値をもつような)セルを抽出し(図6B)、これによってそれぞれの2媒質で、該当する2媒質間の閾値を用いて境界面を生成できる。しかし、3媒質が集まるような領域では、閾値が定まらないので、閾値から面を生成するセルを抽出することはできず、面を生成することができない。
W. E. Lorensen and H. E. Cline. Marching cubes: A high resolution 3d surface construction algorithm. In Proceedings of the 14th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 163-169. ACM Press, 1987. L. P. Kobbelt, M. Botsch, U. Schwanecke, and H.-P. Seidel. Feature sensitive surface extraction from volume data. In Proceedings of the 28th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 57-66. ACM Press, 2001. S. F. Frisken, R. N. Perry, A. P. Rockwood, and T. R. Jones. Adaptively sampled distance fields: a general representation of shape for computer graphics. In Proceedings of the 27th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 249-254. ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., 2000. T. Ju, F. Losasso, S. Schaefer, and J. Warren. Dual contouring of hermite data. In Proceedings of the 29th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 339-346. ACM Press, 2002.
First, the voxels are classified into iron, aluminum, air, and two different medium boundaries, and further three medium boundaries (FIG. 6A). This can be done using voxel values or material boundary conditions. Next, for a cell at the boundary between two media, a threshold value between the two media is set, and a cell in which the voxel value sandwiches the threshold value is extracted (such that the voxel has a value larger and smaller than the threshold value). (FIG. 6B), so that a boundary surface can be generated for each of the two media using a threshold value between the two corresponding media. However, in a region where three media are gathered, the threshold value is not fixed, so that a cell for generating a surface cannot be extracted from the threshold value, and a surface cannot be generated.
WE Lorensen and HE Cline. Marching cubes: A high resolution 3d surface construction algorithm.In Proceedings of the 14th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 163-169. ACM Press, 1987. LP Kobbelt, M. Botsch, U. Schwanecke, and H.-P. Seidel.Feature sensitive surface extraction from volume data.In Proceedings of the 28th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 57-66.ACM Press, 2001 . SF Frisken, RN Perry, AP Rockwood, and TR Jones.Adaptly sampled distance fields: a general representation of shape for computer graphics.In Proceedings of the 27th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 249-254.ACM Press / Addison -Wesley Publishing Co., 2000. T. Ju, F. Losasso, S. Schaefer, and J. Warren.Dual contouring of hermite data.In Proceedings of the 29th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 339-346.ACM Press, 2002.

マーチングキューブ法や双対法のような等値面生成手法では、セルや2x2状のセルを単位として面を生成するが、見方を変えると、閾値を用いて、セル全体の中から面を生成すべきセルを抽出していると見ることができる。前述の薄板の場合や多媒質の場合は、閾値ではこのようなセル集合を抽出することはできなかったが、もし他の方法によって求めることができれば、そこに面を生成することができると考えられる。このようなセル集合は、まず適当なセル集合(薄板の場合はスケルトン化 (skeletonization) と呼ばれる処理によって求められる中立面付近のセル集合で、多媒質境界の場合は前述の媒質の分類によるセル集合)を求め、それをマーチングキューブ法や双対法を適用して面を生成できるようなセル集合へと適合化させることによって求めることができる(図6C)。そして、このようなセル集合が得られれば、そのセルのボクセルに符号を与え、マーチングキューブ法を適用して面を生成することができる(図6D)。ただし、ここではメッシュに分岐が生じるので、非多様体のマーチングキューブ法というものを用いる。   In isosurface generation methods such as the marching cube method and dual method, a surface is generated in units of cells or 2x2 cells. However, if the view is changed, a surface is generated from the entire cell using a threshold value. It can be seen that a power cell is being extracted. In the case of the aforementioned thin plate or multi-medium, such a cell set could not be extracted with the threshold value, but if it can be obtained by other methods, a surface can be generated there. It is done. Such a cell set is an appropriate cell set (a cell set near the neutral plane obtained by a process called skeletonization in the case of a thin plate, and a cell based on the aforementioned medium classification in the case of a multi-media boundary. It is possible to obtain a set by adapting it to a cell set that can generate a surface by applying the marching cube method or dual method (FIG. 6C). And if such a cell set is obtained, a code | symbol can be given to the voxel of the cell, and a surface can be produced | generated by applying a marching cube method (FIG. 6D). However, since a branch occurs in the mesh here, a non-manifold marching cube method is used.

本発明は、このようなメッシュを生成できるセル集合の生成方法及びこれにより得られたセル集合を提供することを目的としている。   It is an object of the present invention to provide a cell set generation method capable of generating such a mesh and a cell set obtained thereby.

本発明に係るセル集合の生成方法は、以下のステップを備えている:
(1)背景セル集合について、トンネル辺またはトンネル点を持つ背景セルを探索するステップ;
(2)発見された背景セルの場所に、前景セルを追加するステップ。
The cell set generation method according to the present invention comprises the following steps:
(1) searching for a background cell having a tunnel edge or a tunnel point for the background cell set;
(2) A step of adding a foreground cell at the location of the found background cell.

前記ステップ(1)において、前記背景セルが複数発見された場合には、評価関数を用いて優先順位を決定することができる。   In the step (1), when a plurality of the background cells are found, the priority order can be determined using the evaluation function.

前記背景セルが発見できなくなるまで、前記ステップ(1)および(2)を繰り返すことも可能である。   It is also possible to repeat the steps (1) and (2) until the background cell can no longer be found.

本発明に係るセル集合の生成方法は、以下のステップを備えた構成であっても良い:
(1)セル集合から境界セルを探索するステップ;
(2)発見された境界セルを削除するステップ。
The cell set generation method according to the present invention may be configured to include the following steps:
(1) searching for a boundary cell from the cell set;
(2) A step of deleting the found boundary cell.

このステップ(1)において、前記境界セルが複数発見された場合には、評価関数を用いて優先順位を決定することができる。また、前記境界セルが発見できなくなるまで、前記ステップ(1)および(2)を繰り返すこともできる。   In this step (1), when a plurality of the boundary cells are found, the priority order can be determined using the evaluation function. Also, the steps (1) and (2) can be repeated until the border cell cannot be found.

前者の生成方法におけるステップ(1)(2)を実行した後、後者の生成方法におけるステップ(1)(2)を実行することも可能である。   It is also possible to execute steps (1) and (2) in the latter generation method after executing steps (1) and (2) in the former generation method.

本発明に係るセル集合は、面セルから構成され、かつ、以下の2条件を満たしているものである:
(1)トンネル不能
(2)厚さが1。
The cell set according to the present invention is composed of surface cells and satisfies the following two conditions:
(1) Unable to tunnel (2) Thickness is 1.

本発明に係るセル集合の生成用プログラムは、以下のステップをコンピュータに行わせることを特徴としている:
(1)背景セル集合について、トンネル辺またはトンネル点を持つ背景セルを探索するステップ;
(2)発見された背景セルの場所に、前景セルを追加するステップ。
The cell set generation program according to the present invention is characterized by causing a computer to perform the following steps:
(1) searching for a background cell having a tunnel edge or a tunnel point for the background cell set;
(2) A step of adding a foreground cell at the location of the found background cell.

本発明に係るセル集合の生成用プログラムは、以下のステップをコンピュータに行わせることを特徴とするものであってもよい:
(1)セル集合から境界セルを探索するステップ;
(2)発見された境界セルを削除するステップ。
The cell set generation program according to the present invention may be characterized by causing a computer to perform the following steps:
(1) searching for a boundary cell from the cell set;
(2) A step of deleting the found boundary cell.

本発明に係るセル集合の生成用コンピュータは、以下のステップを行うことを特徴としている:
(1)背景セル集合について、トンネル辺またはトンネル点を持つ背景セルを探索するステップ;
(2)発見された背景セルの場所に、前景セルを追加するステップ;
(3)セル集合から境界セルを探索するステップ;
(4)発見された境界セルを削除するステップ。
The computer for generating a cell set according to the present invention is characterized by performing the following steps:
(1) searching for a background cell having a tunnel edge or a tunnel point for the background cell set;
(2) adding a foreground cell to the location of the found background cell;
(3) searching for a boundary cell from the cell set;
(4) A step of deleting the found boundary cell.

本発明に係る生成方法は、等値面生成手法により多面体を生成できるセル集合を生成するための方法であって、以下のステップを実行するものであってもよい:
(1)セル集合にセルを追加するステップ
(2)セル集合からセルを削除するステップ。
The generation method according to the present invention is a method for generating a cell set capable of generating a polyhedron by an isosurface generation method, and may execute the following steps:
(1) A step of adding a cell to the cell set. (2) A step of deleting a cell from the cell set.

これらのステップを実行することにより、面セルから構成され、かつ、以下の2条件を満たしていることを特徴とするセル集合を得ることができる。
(1)トンネル不能
(2)厚さが1。
By executing these steps, it is possible to obtain a cell set characterized by being composed of plane cells and satisfying the following two conditions.
(1) Unable to tunnel (2) Thickness is 1.

本発明によれば、「対象物を表すセルの集合」を用いて、「所望のメッシュを生成できるセル集合」を生成することができる。このセル集合に対して、適当な等値面生成手法を適用することにより、メッシュを生成することができる。   According to the present invention, it is possible to generate a “cell set capable of generating a desired mesh” by using “a set of cells representing an object”. A mesh can be generated by applying an appropriate isosurface generation method to this cell set.

以下、本発明の一実施形態を説明する。始めに、説明のために必要な概念を整理しておく。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. First, organize the concepts necessary for explanation.

(セルトポロジーの紹介)
ここでは、まず、セルについて説明し、その後、セル同士の関係などを表現するための概念について説明する。
(Introduction of cell topology)
Here, the cells will be described first, and then the concept for expressing the relationship between the cells will be described.

(セル)
ボリュームモデルの画素をボクセルと呼ぶ。セルとは、ボクセルを頂点に持つ直方体要素である。セルは、図7に示すように、面、辺(稜線)、点(頂点)からなり、隣り合うセルと面・辺・点を共有する。
(cell)
Volume model pixels are called voxels. A cell is a rectangular parallelepiped element having a voxel as a vertex. As shown in FIG. 7, each cell is composed of a surface, a side (ridge line), and a point (vertex), and shares a surface / side / point with an adjacent cell.

(点、辺、面の近傍)
点(辺、面)に接続する8 (4, 2) 個のセルを、点(辺、面)の近傍と呼ぶ。
(Near points, sides, faces)
The 8 (4, 2) cells connected to a point (side, face) are called the neighborhood of the point (side, face).

(前景セルと背景セル)
面生成手法の適用対象となるセルを前景セル(foreground cell)と、それ以外のセルを背景セル(background cell)とよぶ。
(Foreground and background cells)
The cell to which the surface generation method is applied is called a foreground cell, and the other cells are called background cells.

以下、トンネル辺およびトンネル点の定義を厳密に行う。   Hereinafter, the definition of the tunnel side and the tunnel point will be strictly performed.

(セル適合化)
ここでは、セル適合化について説明する。セル適合化は、任意の前景セル集合が入力として与えられた時、セルの追加・削除を行うことで、キュービックシェルに変換する処理のことをいう。
(Cell adaptation)
Here, cell adaptation will be described. Cell adaptation refers to a process of converting to a cubic shell by adding / deleting a cell when an arbitrary foreground cell set is given as an input.

(ステップSa−3)
最も優先度の高い背景セルの場所に、前景セルを追加する。
(Step Sa-3)
A foreground cell is added at the location of the highest priority background cell.

(ステップSb−3)
最も優先度の高い前景セルを削除する。
(Step Sb-3)
Delete the foreground cell with the highest priority.

以上のようにセルの追加処理と削除処理を適用することで、トンネル不能かつ厚さ1のキュービックシェルが求まる。   As described above, by applying the cell addition process and the cell deletion process, a cubic shell that cannot be tunneled and has a thickness of 1 is obtained.

(実施例)
前記したようなセルの生成方法は、コンピュータおよびコンピュータソフトウエアにより実行できる。図14に一般的なコンピュータのハードウエア構成を示す。このコンピュータは、CPU1と、メモリ2と、表示部3とを備えている。メモリ2は、処理に必要なデータ(例えば画素データ)と、処理をコンピュータに行わせるプログラムとを格納している。CPU1は、プログラムに従って、前記したような生成方法を実行し、その結果を表示部3に出力する。使用者は、表示部3を介して結果を視認することができる。表示部3は、例えばプリンタやディスプレイである。
(Example)
The cell generation method as described above can be executed by a computer and computer software. FIG. 14 shows a hardware configuration of a general computer. This computer includes a CPU 1, a memory 2, and a display unit 3. The memory 2 stores data necessary for processing (for example, pixel data) and a program for causing the computer to perform the processing. The CPU 1 executes the generation method as described above according to the program and outputs the result to the display unit 3. The user can visually recognize the result via the display unit 3. The display unit 3 is a printer or a display, for example.

なお、前記実施形態の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示したものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、上記に限らない。
さらに、前記したコンピュータの機能ブロックどうしは、複合して一つの機能ブロックに集約されても良い。また、一つの機能ブロックの機能が複数の機能ブロックの協働により実現されても良い。さらに、前記した機能ブロックは、機能として存在していればよく、機能実現のための手段としては、ハードウエア、コンピュータソフトウエア、これらの組み合わせなどの、任意のものを用いることができる。一つの機能ブロックが、物理的に離散した位置に配置されたハードウエアやコンピュータソフトウエアの協働により実現されてもよい。
The description of the embodiment is merely an example, and does not indicate a configuration essential to the present invention. The configuration of each part is not limited to the above as long as the gist of the present invention can be achieved.
Further, the functional blocks of the computer described above may be combined and integrated into one functional block. Further, the function of one functional block may be realized by cooperation of a plurality of functional blocks. Furthermore, the functional blocks described above only have to exist as functions, and any means such as hardware, computer software, or a combination thereof can be used as means for realizing the functions. One functional block may be realized by cooperation of hardware and computer software arranged at physically discrete positions.

産業用X線CT画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an industrial X-ray CT image. 三角形メッシュの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a triangular mesh. マーチングキューブ法を説明するための説明図であって、図(a)から図(n)はセル中に生成する三角形の例を示す。It is explanatory drawing for demonstrating a marching cube method, Comprising: The figure (a) to the figure (n) show the example of the triangle produced | generated in a cell. 双対法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a dual method. 薄板構造物における中立面生成の必要性を説明するための説明図であって、図(A)は薄板構造物のCT画像の模式図、図(B)はマーチングキューブ法で生成されたボリュームモデル、図(C)は必要な中立面である。It is explanatory drawing for demonstrating the necessity of the neutral surface production | generation in a thin-plate structure, Comprising: FIG. (A) is a schematic diagram of CT image of a thin-plate structure, FIG. (B) is the volume produced | generated by the marching cube method. The model, figure (C), is the necessary neutral plane. 多媒質部品における中立面生成の必要性を説明するための説明図であって、図(A)は多媒質部品の分類、図(B)は、各2媒質間で、閾値を含むセルを抽出した状態、図(C)は、適合化した状態、図(D)は媒質間の境界面を示す図である。It is explanatory drawing for demonstrating the necessity of the neutral surface production | generation in a multimedia component, Comprising: (A) is a classification | category of multimedia components, (B) is a cell containing a threshold value between each two media. The extracted state, FIG. (C) is an adapted state, and FIG. (D) is a diagram showing the boundary surface between the media. セルおよび面・辺・点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a cell and a surface, an edge | side, and a point. 図(A)は面セル、図(B)は境界セルを、簡単のために2次元で示した説明図である。FIG. 4A is an explanatory diagram showing a plane cell, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing a boundary cell in two dimensions for simplicity. トンネル不能な状態を説明するための説明図であって、図(a)は辺トンネルを有する状態、図(b)は点トンネルを有する状態を示している。It is explanatory drawing for demonstrating the state which cannot tunnel, Comprising: The figure (a) has shown the state which has a side tunnel, and the figure (b) has shown the state which has a point tunnel. トンネルを有する状態を説明するための説明図であって、図(a)は辺トンネルを有する状態、図(b)は点トンネルを有する状態を示している。It is explanatory drawing for demonstrating the state which has a tunnel, Comprising: The figure (a) has shown the state which has a side tunnel, and the figure (b) has shown the state which has a point tunnel. 厚さ1を満たさないようなセルの配置(2×2×2セル)を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the arrangement | positioning (2x2x2 cell) of the cell which does not satisfy | fill thickness 1. FIG. セルの追加処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the addition process of a cell. セルの削除処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the deletion process of a cell. セルの生成方法に使用するコンピュータの一例を説明するための概念的なブロック図である。It is a conceptual block diagram for demonstrating an example of the computer used for the production | generation method of a cell.

符号の説明Explanation of symbols

1 CPU
2 メモリ
3 表示部
1 CPU
2 Memory 3 Display

Claims (12)

以下のステップを備えたことを特徴とする、セル集合の生成方法:
(1)背景セル集合について、トンネル辺またはトンネル点を持つ背景セルを探索するステップ;
(2)発見された背景セルの場所に、前景セルを追加するステップ。
A method of generating a cell set, characterized by comprising the following steps:
(1) searching for a background cell having a tunnel edge or a tunnel point for the background cell set;
(2) A step of adding a foreground cell at the location of the found background cell.
前記ステップ(1)において、前記背景セルが複数発見された場合には、評価関数を用いて優先順位を決定することを特徴とする、請求項1記載の生成方法。   2. The generation method according to claim 1, wherein, in the step (1), when a plurality of the background cells are found, a priority order is determined using an evaluation function. 前記背景セルが発見できなくなるまで、前記ステップ(1)および(2)を繰り返すことを特徴とする、請求項1又は2に記載の生成方法。   The generation method according to claim 1 or 2, wherein the steps (1) and (2) are repeated until the background cell cannot be found. 以下のステップを備えたことを特徴とする、セル集合の生成方法:
(1)セル集合から境界セルを探索するステップ;
(2)発見された境界セルを削除するステップ。
A method of generating a cell set, characterized by comprising the following steps:
(1) searching for a boundary cell from the cell set;
(2) A step of deleting the found boundary cell.
前記ステップ(1)において、前記境界セルが複数発見された場合には、評価関数を用いて優先順位を決定することを特徴とする、請求項4記載の生成方法。   5. The generation method according to claim 4, wherein, in the step (1), when a plurality of the boundary cells are found, the priority order is determined using an evaluation function. 前記境界セルが発見できなくなるまで、前記ステップ(1)および(2)を繰り返すことを特徴とする、請求項4又は5に記載の生成方法。   6. The generation method according to claim 4, wherein the steps (1) and (2) are repeated until the boundary cell cannot be found. 前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法を実行した後、請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法を実行することを特徴とする、セル集合の生成方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the method according to any one of claims 4 to 6 is executed after the method according to any one of claims 1 to 3 is executed. 面セルから構成され、かつ、以下の2条件を満たしていることを特徴とするセル集合:
(1)トンネル不能
(2)厚さが1。
A cell set composed of surface cells and satisfying the following two conditions:
(1) Unable to tunnel (2) Thickness is 1.
以下のステップをコンピュータに行わせることを特徴とする、セル集合の生成用プログラム:
(1)背景セル集合について、トンネル辺またはトンネル点を持つ背景セルを探索するステップ;
(2)発見された背景セルの場所に、前景セルを追加するステップ。
A cell set generation program characterized by causing a computer to perform the following steps:
(1) searching for a background cell having a tunnel edge or a tunnel point for the background cell set;
(2) A step of adding a foreground cell at the location of the found background cell.
以下のステップをコンピュータに行わせることを特徴とする、セル集合の生成用プログラム:
(1)セル集合から境界セルを探索するステップ;
(2)発見された境界セルを削除するステップ。
A cell set generation program characterized by causing a computer to perform the following steps:
(1) searching for a boundary cell from the cell set;
(2) A step of deleting the found boundary cell.
以下のステップを行うことを特徴とする、セル集合の生成用コンピュータ:
(1)背景セル集合について、トンネル辺またはトンネル点を持つ背景セルを探索するステップ;
(2)発見された背景セルの場所に、前景セルを追加するステップ;
(3)セル集合から境界セルを探索するステップ;
(4)発見された境界セルを削除するステップ。
A computer for generating a cell set, characterized by performing the following steps:
(1) searching for a background cell having a tunnel edge or a tunnel point for the background cell set;
(2) adding a foreground cell to the location of the found background cell;
(3) searching for a boundary cell from the cell set;
(4) A step of deleting the found boundary cell.
等値面生成手法により多面体を生成できるセル集合を生成するための方法であって、以下のステップを実行することにより、請求項8記載のセル集合を生成することを特徴とする生成方法:
(1)セル集合にセルを追加するステップ
(2)セル集合からセルを削除するステップ。
A method for generating a cell set capable of generating a polyhedron by an isosurface generation method, wherein the cell set according to claim 8 is generated by executing the following steps:
(1) A step of adding a cell to the cell set. (2) A step of deleting a cell from the cell set.
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