JP2017120262A - 部位形状測定器具、並びに、部位形状測定装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る部位形状測定器具を示す平面図である。図1に示す部位形状測定器具は、被測定者の頭部の形状を測定する際に、被測定者の頭部に装着される。その前に、被測定者が、ナイロン製等のキャップを被るようにしても良い。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る部位形状測定器具を示す斜視図である。図3に示すように、第2の実施形態に係る部位形状測定器具は、開口を有する基板(校正板ともいう)1aと、複数の測定マーク8が設けられたキャップ状測定部2aと、基板1aの開口の周辺部とキャップ状測定部2aの外周部との間に接続可能な環状の中間材3aと、複数の留め具9とを含んでいる。
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置について、図1〜図6を参照しながら説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る部位形状測定装置の構成例を示すブロック図である。図6に示すように、この部位形状測定装置は、撮像部10と、特徴点抽出部20と、3次元座標計算部30と、画像データ生成部40と、表示部50と、操作部60と、制御部70と、格納部80とを含んでいる。
x=u+Psbs ・・・(1)
ここで、bsは、パラメーターベクトルであり、形状パラメーターと呼ばれる。
g=v+Pgbg ・・・(2)
ここで、bgは、パラメーターベクトルであり、アピアランスパラメーターと呼ばれる。形状パラメーターbs及びアピアランスパラメーターbgは、平均からの変化を表すパラメーターであり、これらを変化させることによって、形状及びアピアランスを変化させることができる。
x(c)=u+PsWs −1Qsc ・・・(3)
g(c)=v+PgQgc ・・・(4)
ここで、Wsは、形状ベクトルとアピアランスベクトルとの単位の違いを正規化する行列であり、Qsは、形状に関する固有ベクトル行列であり、Qgは、アピアランスに関する固有ベクトル行列である。このようにして、パラメーターベクトルcを制御することによって、形状とアピアランスとを同時に扱い、対象の変化を表現することが可能となる。
q=[roll scale trans_x trans_y] ・・・(5)
ここで、rollは、画像平面に対するモデルの回転角度を表し、scaleは、モデルのサイズを表し、trans_x及びtrans_yは、x軸方向及びy軸方向におけるモデルの平行移動量をそれぞれ表している。
wEw’=0 ・・・(6)
ここで、Eは、2つの異なる位置における撮像部間の回転行列及び並進ベクトルの関数である基本行列を表し、w及びw’は、2つの画像上における対応点の正規化画像座標の同次座標ベクトルを表している。
F=A−TEA’−1 ・・・(7)
従って、撮像部の内部変数を知れば、基礎行列Fから基本行列Eを求めることができる。さらに、基本行列Eに基づいて、2つの異なる位置における撮像部の相対的な位置及び姿勢を求めることができる。
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る部位形状測定器具を用いて頭部の形状を測定する部位形状測定方法について、図1〜図10を参照しながら説明する。
図8〜図10は、本発明の一実施形態に係る部位形状測定方法を示すフローチャートである。なお、互いに独立な処理については、それらを並列に行っても良い。
Claims (10)
- 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、
平面視で前記基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部と、
を備える部位形状測定器具。 - 前記基板と前記ネット状測定部との間に接続された伸縮可能な環状の中間材をさらに備える、請求項1記載の部位形状測定器具。
- 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、
複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部と、
前記基板の開口の周辺部と前記キャップ状測定部の外周部との間に接続可能な環状の中間材と、
前記キャップ状測定部を前記中間材に着脱可能とし、又は、前記中間材を前記基板に着脱可能とする複数の留め具と、
を備える部位形状測定器具。 - 前記基板の主面が、前記開口の周囲に沿って色相、明度、又は、彩度が変化する着色が施された領域を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の部位形状測定器具。
- 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、
複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像の各々を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記ネット状測定部の複数の格子点を特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める特徴点抽出部と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記ネット状測定部の複数の格子点の3次元座標を計算し、前記ネット状測定部の複数の格子点の間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成する3次元座標計算部と、
を備える部位形状測定装置。 - 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、
複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像の各々を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記キャップ状測定部の複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める特徴点抽出部と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算し、前記キャップ状測定部の複数の測定マークの間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成する3次元座標計算部と、
を備える部位形状測定装置。 - 前記部位形状測定器具の基板の主面が、前記開口の周囲に沿って色相、明度、又は、彩度が変化する着色が施された領域を含み、
前記特徴点抽出部が、前記基板の色相、明度、又は、彩度に基づいて、複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像から、同一の基準マークを対応する特徴点として抽出する、請求項5又は6記載の部位形状測定装置。 - 前記部位形状測定器具の基板の複数の基準マーク間の距離に関する基準マーク情報を格納する格納部をさらに備え、
前記3次元座標計算部が、前記格納部から読み出された基準マーク情報を用いて、前記ネット状測定部の複数の格子点又は前記キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算する、請求項5〜7のいずれか1項記載の部位形状測定装置。 - 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定方法であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を複数の異なる角度で撮像して複数の画像を表す画像データを生成すると共に、各々の画像を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記ネット状測定部の複数の格子点を特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求めるステップ(a)と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記ネット状測定部の複数の格子点の3次元座標を計算するステップ(b)と、
前記ネット状測定部の複数の格子点の間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成するステップ(c)と、
を備える部位形状測定方法。 - 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定方法であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を複数の異なる角度で撮像して複数の画像を表す画像データを生成すると共に、各々の画像を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記キャップ状測定部の複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求めるステップ(a)と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算するステップ(b)と、
前記キャップ状測定部の複数の測定マークの間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成するステップ(c)と、
を備える部位形状測定方法。
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