JP3497758B2 - 動力学パラメータ指定方法、装置、および動力学パラメータ指定プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

動力学パラメータ指定方法、装置、および動力学パラメータ指定プログラムを記録した記録媒体

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JP3497758B2 JP05863899A JP5863899A JP3497758B2 JP 3497758 B2 JP3497758 B2 JP 3497758B2 JP 05863899 A JP05863899 A JP 05863899A JP 5863899 A JP5863899 A JP 5863899A JP 3497758 B2 JP3497758 B2 JP 3497758B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像に対応付けら
れた仮想骨格構造に動力学計算を施し、構造の変形また
は移動を生じさせ、仮想骨格構造の動作を算出する際
に、仮想骨格構造を構成する単位構造の動力学パラメー
タを指定する方法、装置、および動力学パラメータ指定
プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、仮想骨格構造の動力学計算を行う
際において、仮想骨格構造を構成する各単位構造の動力
学パラメータを設定する場合、その動力学パラメータを
それぞれ設定する必要があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、仮想
骨格構造を構成する全単位構造の動力学パラメータの指
定を簡略化することができる動力学パラメータ指定方
法、装置、および動力学パラメータ指定プログラムを記
録した記録媒体を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、仮想骨格構造を構成する単位構造の動力学
パラメータを設定する際に、仮想骨格構造を構成する単
位構造に画像を対応付け、前記画像の輝度情報から各単
位構造の幾何的情報を算出し、基準とする単位構造を指
定し、動力学パラメータの数値を入力して、指定した単
位構造の動力学パラメータを動力学パラメータが設定さ
れていない単位構造の動力学パラメータに適用させ、仮
想骨格構造を構成する単位構造の各動力学パラメータの
数値を設定することを特徴とする。
【0005】本発明は、各単位構造の幾何的情報を算出
し、基準とする単位構造を指定し、その単位構造の動力
学パラメータの値を幾何的情報を用いて算出し、その動
力学パラメータを他の単位構造に対して適用することに
より、動力学パラメータの指定を簡略化することができ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0007】図1を参照すると、本発明の一実施形態
は、各単位構造を画像と対応づける画像対応付け部10
0と、各単位構造の幾何的情報を算出する幾何的情報算
出部110と、基準とする単位構造を指定する基準単位
構造選択部120と、基準単位構造選択部120で指定
された単位構造の動力学パラメータを入力する動力学パ
ラメータ入力部130と、動力学パラメータ入力部13
0で入力された単位構造の動力学パラメータを基準値と
して、幾何的情報算出部110で算出された幾何的情報
から各単位構造の動力学パラメータを算出し、仮想骨格
構造に適用する仮想骨格構造適用部140と、動力学計
算により算出された仮想骨格構造の動きをチェックする
仮想骨格構造動作チェック部150と、不具合な動きの
ある箇所の動力学パラメータを調整する不具合部分調整
部160で構成されている。
【0008】次に、本実施形態の動作を図2を参照して
説明する。
【0009】画像対応付け部100において、各単位構
造と画像を対応づける(ステップ200)。例えば画像
上に線画を描いて、各単位構造を作成する場合は、描い
た線画とその直下にある画像を対応づける。
【0010】幾何的情報算出部110において、各単位
構造の幾何的情報を算出する(ステップ210)。各単
位構造とその単位構造に対応づけられた画像から単位構
造の長さ、幅等の幾何的情報を算出する。
【0011】基準単位構造選択部120において、基準
とする単位構造を指定する(ステップ220)。
【0012】動力学パラメータ入力部130において、
ステップ220で指定した単位構造の動力学パラメータ
を入力する(ステップ230)。例えば、パラメータに
数値を設定することにより算出される単位構造あるいは
全単位構造に適用した場合の仮想骨格構造の動きを視覚
的に表示する。入力する数値によって、指定した単位構
造や仮想骨格構造の動きが変化し、その変化が視覚的に
表示されると、単に数値を入力するよりも容易にパラメ
ータの指定が行える。
【0013】仮想骨格構造適用部140において、ステ
ップ220で指定した単位構造を基準として、ステップ
230で入力した動力学パラメータを用いて、各単位構
造の動力学パラメータを算出する(ステップ240)。
ここで、動力学パラメータが単位構造の幾何的情報に依
存する場合、ステップ210で算出した各単位構造の幾
何的情報を用い、各単位構造の動力学パラメータを算出
し、その値をそれぞれに適用する。これにより仮想骨格
構造を構成する単位構造の動力学パラメータが指定でき
る。
【0014】仮想骨格構造動作チェック部150におい
て、ステップ240で算出した動力学パラメータを用い
て、動力学計算に基づき仮想骨格構造の動作を算出し、
算出した動作をユーザが確認する。ここで、動作に不具
合が生じた場合は、ステップ220に戻り、基準とする
単位構造を指定し直す。あるいは、不具合部分調整部1
60において、動作の不具合な箇所の単位構造を個別に
指定して、動力学パラメータを指定し、再度動作の確認
を行う。
【0015】このようにして仮想骨格構造に対して動力
学計算によって動作を算出するための動力学パラメータ
を指定する。
【0016】仮想骨格構造例を図3に示す。ここで、仮
想骨格構造を構成する線分一つひとつを単位構造とす
る。この仮想骨格構造に力を加えた際の動きを算出する
場合を考える。
【0017】まず、各単位構造の幾何的情報を算出す
る。各単位構造とその単位構造に対応づけられた画像か
ら、例えば単位構造の長さと幅を算出する(図4)。長
さについては単位構造自体の長さから算出する。幅につ
いては、単位構造の線分と垂直な直線を引き、その直線
上で対応する画像の輝度情報が大きく変化する点を検出
し、その点を両端とする線分の長さを幅とする。
【0018】図4では単位構造の線分に垂直な線は一本
だけであるが、単位構造の線分上の任意の点で数本引
き、同様にして画像から幅を算出し、それらの平均、あ
るいは最大値を単位構造の幅としてもよい。また、図5
に示すように単位構造の線分上に複数の点を選び、同様
にして幅となる線分の点を結んだ多角形を生成し、単位
構造の線分を中心とした回転体を生成し、体積等の幾何
的情報を算出する。
【0019】次に、動きを算出する際に必要な仮想骨格
構造を構成する単位構造の動力学パラメータを指定す
る。このとき、全単位構造に対して一つひとつ行わず、
基準となる単位構造を一つ選択する。選択した単位構造
に対して、動作を算出するのに必要な動力学パラメータ
を指定する。ここで、パラメータの指定環境の一例を図
6に示す。ここでは指定する動力学パラメータ値を用い
て、算出される単位構造の動作、あるいは仮想骨格構造
全体の動作を表示する。これにより、希望する動作を算
出するようなパラメータ値を指定することが容易にな
る。
【0020】基準とする単位構造の一つの動力学パラメ
ータを指定し、その値を用いて全単位構造の動力学パラ
メータをそれぞれ算出する。
【0021】例えば、図3の仮想骨格構造のような場
合、単位構造を一本の枝として、木の枝が揺れ動くよう
な動作を算出することを考える。
【0022】木の枝の動きが振動的であるとして、枝の
振動をモード解析により求め、風による抵抗力を加えた
形で近似する。
【0023】
【数1】 また、F(t)、wは以下のように与えられる。
【0024】
【数2】 式(1),(2)より動力学パラメータとして、w、c
およびCd が決定できれば動きを算出することができ
る。ここで、cとCd は枝の幾何的情報に依存しないた
め、基準となる枝のパラメータ値を決定すれば、全体に
同一の値を与えることができる。wは、(3)式より枝
の長さや太さ(幅)等の幾何的情報に依存するため、依
存しないEを決定し、幾何的情報を用いて、wを算出す
ることができる。
【0025】このように、基準となる単位構造の動力学
パラメータを指定することにより、仮想骨格構造を構成
する全単位構造の動力学パラメータを指定することが可
能となる。
【0026】図7を参照すると、本発明の他の実施形態
は入力装置310と記憶装置320と出力装置330と
記録媒体340とデータ処理装置350で構成されてい
る。
【0027】入力装置310は画像や動力学パラメータ
を入力するためのものである。記憶装置320はハード
ディスクである。出力装置330は仮想骨格構造を表示
したりするディスプレイ等である。記録媒体340はF
D(フロッピィ・ディスク)、CD−ROM、MO(光
磁気ディスク)等の記録媒体で、図2中のステップ23
0,250,260を除くステップからなる動力学パラ
メータ指定プログラムが格納されている。データ処理装
置350は記録媒体340から動力学パラメータ指定プ
ログラムを記憶装置320に読み込んで、これを実行す
るCPUである。
【0028】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、仮
想骨格構造に動力学計算を施し、仮想骨格構造の変形ま
たは移動といった動きを算出する際に必要な単位構造の
動力学パラメータを指定する場合、基準となる単位構造
を選択し、その動力学パラメータを全体に適用すること
により、一つひとつ指定することを省き、作業量を低減
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成図である。
【図2】図1の実施形態の全体の処理の流れ図である。
【図3】仮想骨格構造の例を示す図である。
【図4】単位構造と対応する画像から単位構造の幾何的
情報(長さ、幅)を算出する例を示す図である。
【図5】単位構造と対応する画像から単位構造の幾何的
情報(体積)を算出する例を示す図である。
【図6】単位構造の動力学パラメータの指定環境例を示
す図である。
【図7】本発明の他の実施形態の構成図である。
【符号の説明】
100 画像対応付け部 110 幾何的情報算出部 120 基準単位構造選択部 130 動力学パラメータ入力部 140 仮想骨格構造適用部 150 仮想骨格構造動作チェック部 160 不具合部分調整部 200〜260 ステップ 310 入力装置 320 記憶装置 330 出力装置 340 記録媒体 350 データ処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−81775(JP,A) 青木政勝,新谷幹夫,筒口拳,“動力 学を利用した静止画の動画像化に関する 検討”,「電子情報通信学会大会講演論 文集」,社団法人電子情報通信学会, 1998年 9月 7日,情報・システムソ サイエティ大会,p.289,D−12−67 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 G06T 11/60 - 17/50 JSTPLUSファイル(JOIS)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像に対し仮想骨格構造を与え、前記仮
    想骨格構造の運動を動力学を用いて計算することにより
    画像を動かす方法における動力学パラメータ指定方法で
    あって、動力学パラメータ入力部にて、 前記仮想骨格構造を構成
    する単位構造の動力学パラメータ入力を受け付けるス
    テップと、幾何的情報算出部にて、 前記仮想骨格構造を構成する単
    位構造に対応づけられた画像から前記単位構造の有する
    幾何的量を計算するステップと、仮想骨格構造適用部にて、 ある仮想骨格構造の単位構造
    に対して入力された動力学パラメータおよび前記幾何的
    量を用いて、動力学パラメータが設定されていない単位
    構造に対して動力学パラメータを算出し、付与するステ
    ップを有する動力学パラメータ指定方法。
  2. 【請求項2】 前記幾何的量を計算するステップは、前
    記幾何的情報算出部にて、前記仮想骨格構造を構成する
    単位構造の有する幾何的量を単位構造に対応づけられた
    画像の輝度情報から計算する、請求項1記載の動力学パ
    ラメータ指定方法。
  3. 【請求項3】 画像に対し仮想骨格構造を与え、前記仮
    想骨格構造の運動を動力学を用いて計算することにより
    画像を動かす方法における動力学パラメータ指定装置で
    あって、 前記仮想骨格構造を構成する単位構造の動力学パラメー
    入力を受け付ける手段と、 前記仮想骨格構造を構成する単位構造に対応づけられた
    画像から前記単位構造の有する幾何的量を計算する手段
    と、 ある仮想骨格構造の単位構造に対して入力された動力学
    パラメータおよび前記幾何的量を用いて、動力学パラメ
    ータが設定されていない単位構造に対して動力学パラメ
    ータを算出し、付与する手段を有する動力学パラメータ
    指定装置。
  4. 【請求項4】 前記単位構造の有する幾何的量を計算す
    る手段は、前記仮想骨格構造を構成する単位構造の有す
    る幾何的量を単位構造に対応づけられた画像の輝度情報
    から計算する、請求項3記載の動力学パラメータ指定装
    置。
  5. 【請求項5】 画像に対し仮想骨格構造を与え、前記仮
    想骨格構造の運動を動力学を用いて計算することにより
    画像を動かす動力学パラメータ指定プログラムであっ
    て、動力学パラメータ入力部に対して、 前記仮想骨格構造を
    構成する単位構造の動力学パラメータ入力を受け付け
    る手順と、幾何的情報算出部にて、 前記仮想骨格構造を構成する単
    位構造に対応づけられた画像から前記単位構造の有する
    幾何的量を計算する手順と、仮想骨格構造適用部にて、 ある仮想骨格構造の単位構造
    に対して入力された動力学パラメータおよび前記幾何的
    量を用いて、動力学パラメータが設定されていない単位
    構造に対して動力学パラメータを算出し、付与する手順
    をコンピュータに実行させるための動力学パラメータ指
    定プログラムを記録した記録媒体。
  6. 【請求項6】 前記幾何的量を計算する手順は、前記幾
    何的情報算出部にて、前記仮想骨格構造を構成する単位
    構造の有する幾何的量を単位構造に対応づけられた画像
    の輝度情報から計算する、請求項5記載の記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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青木政勝,新谷幹夫,筒口拳,"動力学を利用した静止画の動画像化に関する検討",「電子情報通信学会大会講演論文集」,社団法人電子情報通信学会,1998年 9月 7日,情報・システムソサイエティ大会,p.289,D−12−67

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