JP5667818B2 - Three-dimensional shape skeleton model creation method and apparatus, and three-dimensional shape dimension measurement method and apparatus - Google Patents

Three-dimensional shape skeleton model creation method and apparatus, and three-dimensional shape dimension measurement method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5667818B2
JP5667818B2 JP2010202507A JP2010202507A JP5667818B2 JP 5667818 B2 JP5667818 B2 JP 5667818B2 JP 2010202507 A JP2010202507 A JP 2010202507A JP 2010202507 A JP2010202507 A JP 2010202507A JP 5667818 B2 JP5667818 B2 JP 5667818B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
dimensional shape
shape data
target object
central axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010202507A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012059082A (en
Inventor
利郎 川端
利郎 川端
浩造 永田
浩造 永田
憲弘 小形
憲弘 小形
純一 橋本
純一 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiren Co Ltd
Original Assignee
Seiren Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiren Co Ltd filed Critical Seiren Co Ltd
Priority to JP2010202507A priority Critical patent/JP5667818B2/en
Publication of JP2012059082A publication Critical patent/JP2012059082A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5667818B2 publication Critical patent/JP5667818B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、3次元形状を撮影した画像データに基づく骨格モデルの作成方法及び装置並びに骨格モデルを用いた3次元形状の寸法測定方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for creating a skeleton model based on image data obtained by photographing a three-dimensional shape, and a method and apparatus for measuring a dimension of a three-dimensional shape using the skeleton model.

3次元形状を定量的に把握する場合、撮影画像の高精細化及び高精度化並びに画像処理技術の高速化及び大容量化に伴って3次元形状を撮影した画像に基づいて行われるようになってきている。   When a three-dimensional shape is quantitatively grasped, it is performed on the basis of an image obtained by photographing a three-dimensional shape as the captured image becomes higher in definition and accuracy, and the image processing technology is increased in speed and capacity. It is coming.

例えば、人体を複数の方向から撮影した画像データに基づいて採寸データを定量的に測定することが提案されている。特許文献1では、測定対象となる物体に格子パターンを投影して物体表面に観測される変形格子像を撮影し、撮影された変形格子像と測定物体の表面の3次元座標とを関係式により処理することで、変形格子像の格子線の座標から測定物体の表面の3次元座標を抽出し、人体を3次元的に計測することが記載されている。また、特許文献2では、3次元表面形状を作成するために対象を複数の方向から撮影し、撮影された2次元画像データについて採寸部位を指定し、指定した採寸部位に対応する3次元位置を算出して3次元位置近傍の3次元形状データを作成し、得られた3次元形状データの周囲長を算出して採寸部位のサイズを算出することが記載されている。   For example, it has been proposed to measure measurement data quantitatively based on image data obtained by photographing a human body from a plurality of directions. In Patent Document 1, a lattice pattern is projected onto an object to be measured to photograph a deformed lattice image observed on the object surface, and the photographed deformed lattice image and the three-dimensional coordinates of the surface of the measurement object are represented by a relational expression. It describes that by processing, the three-dimensional coordinates of the surface of the measurement object are extracted from the coordinates of the lattice lines of the deformed lattice image, and the human body is measured three-dimensionally. Further, in Patent Document 2, an object is photographed from a plurality of directions to create a three-dimensional surface shape, a measurement part is designated for the photographed two-dimensional image data, and a three-dimensional position corresponding to the designated measurement part is designated. It is described that the three-dimensional shape data in the vicinity of the three-dimensional position is calculated and the perimeter of the obtained three-dimensional shape data is calculated to calculate the size of the measurement site.

特許第2868985号公報Japanese Patent No. 2868985 特開2003−269921号公報JP 2003-269921 A

上述した特許文献では、人体の3次元形状を複数の方向から撮影した画像を用いて人体表面の3次元座標を算出して3次元形状を定量的に把握することが可能となっているが、算出された3次元座標に基づいて3次元形状の特徴的な部位が明確に定義されていないため、バスト、ウエスト等の特徴的な部位における採寸位置がユーザーによってバラツキが生じるようになる。そのため、3次元形状の特徴的な部位における正確な寸法測定を行うことができない、といった問題点がある。   In the above-mentioned patent documents, it is possible to quantitatively grasp the three-dimensional shape by calculating the three-dimensional coordinates of the human body surface using images obtained by photographing the three-dimensional shape of the human body from a plurality of directions. Since the characteristic part of the three-dimensional shape is not clearly defined based on the calculated three-dimensional coordinates, the measurement position in the characteristic part such as the bust and the waist varies depending on the user. Therefore, there is a problem that accurate dimension measurement cannot be performed at a characteristic part of the three-dimensional shape.

そこで、本発明は、対象物体の3次元形状データに基づいてその特徴的な部位を正確に設定できる3次元形状の骨格モデルの作成方法及び装置並びに骨格モデルを用いた3次元形状の寸法測定方法及び装置を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention provides a method and apparatus for creating a three-dimensional shape skeleton model capable of accurately setting a characteristic part based on three-dimensional shape data of a target object, and a three-dimensional shape dimension measurement method using the skeleton model. And an object of the present invention.

本発明に係る3次元形状の骨格モデル作成方法は、プログラムされたコンピュータによって対象物体の3次元形状データから骨格モデルを作成する3次元形状の骨格モデル作成方法であって、対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応して抽出された輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出するステップと、抽出した複数の中心軸データを当該中心軸データの結節点に対応する特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成するステップとを前記コンピュータに実行させることを特徴とする。 A three-dimensional skeleton model creation method according to the present invention is a three-dimensional skeleton model creation method for creating a skeleton model from three-dimensional shape data of a target object by a programmed computer. Performing center axis conversion processing on the contour shape data extracted corresponding to the contour of the target object viewed from a plurality of different directions using the three-dimensional shape data consisting of coordinate positions, and extracting the center axis data; And causing the computer to execute a step of creating skeleton model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points corresponding to nodal points of the central axis data .

本発明に係る3次元形状の骨格モデル作成装置は、対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応して抽出された輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って点集合で表現した中心軸データを抽出する中心軸抽出部と、抽出した複数の中心軸データを当該中心軸データの結節点に対応する特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する骨格作成部とを備えていることを特徴とする。 The 3D-shaped skeleton model creation device according to the present invention uses a 3D shape data composed of 3D coordinate positions on the surface of the target object to extract a contour shape corresponding to the contours of the target object viewed from a plurality of different directions. A central axis extraction unit that performs central axis conversion processing on the data and extracts the central axis data expressed as a set of points, and associates the extracted multiple central axis data with feature points corresponding to the nodal points of the central axis data And a skeleton creation unit for creating skeleton model data.

本発明に係るプログラムは、対象物体の3次元形状データから骨格モデルを作成する3次元形状の骨格モデル作成装置を機能させるためのプログラムであって、前記骨格モデル作成装置を、対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応して抽出された輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出する手段、抽出した複数の中心軸データを当該中心軸データの結節点に対応する特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する手段として機能させる。 A program according to the present invention is a program for causing a skeletal model creation device having a three-dimensional shape to create a skeleton model from three-dimensional shape data of a target object. Means for extracting center axis data by performing center axis conversion processing on contour shape data extracted corresponding to the contours of the target object viewed from a plurality of different directions using the three-dimensional shape data consisting of the three-dimensional coordinate positions; It is made to function as a means for creating skeleton model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points corresponding to nodal points of the central axis data .

本発明に係る3次元形状の寸法測定方法は、プログラムされたコンピュータによって対象物体の3次元形状データから所定部位の寸法を測定する3次元形状の寸法測定方法であって、対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを主成分分析により主軸を算出して測定空間の所定の座標軸方向に主軸が一致するように座標変換して正規化処理を行うステップと、正規化処理された3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応した輪郭形状データを抽出するステップと、抽出した各輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出するステップと、抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成するステップと、前記輪郭形状データ及び前記骨格モデルデータに基づいて所定部位位置を特定するステップと、特定された所定部位位置及び前記3次元形状データに基づいて所定部位の寸法データを算出するステップとを前記コンピュータに実行させることを特徴とする。   A dimension measuring method for a three-dimensional shape according to the present invention is a dimension measuring method for a three-dimensional shape in which a dimension of a predetermined part is measured from three-dimensional shape data of a target object by a programmed computer. A step of calculating the principal axis of the three-dimensional shape data composed of coordinate positions by principal component analysis, performing coordinate conversion so that the principal axis coincides with a predetermined coordinate axis direction of the measurement space, and performing the normalization process 3 A step of extracting contour shape data corresponding to the contour of the target object viewed from a plurality of different directions using the dimensional shape data, and performing central axis conversion processing on each extracted contour shape data to extract the central axis data A step of creating skeleton model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points; and the contour shape data and the skeleton model Identifying a predetermined portion located on the basis of the data, characterized in that and a step of calculating the dimension data of the predetermined portion based on the identified predetermined portion position and the 3-dimensional shape data to the computer.

本発明に係る3次元形状の寸法測定装置は、対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを主成分分析により主軸を算出して測定空間の所定の座標軸方向に主軸が一致するように座標変換処理を行う正規化処理部と、正規化処理された3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応した輪郭形状データを抽出する輪郭抽出部と、抽出した各輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出する中心軸抽出部と、抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する骨格作成部と、前記輪郭形状データ及び前記骨格モデルデータに基づいて所定部位位置を特定する位置特定部と、特定された所定部位位置及び前記3次元形状データに基づいて所定部位の寸法データを算出する寸法算出部とを備えていることを特徴とする。   The dimension measuring apparatus for a three-dimensional shape according to the present invention calculates a principal axis by principal component analysis of three-dimensional shape data composed of three-dimensional coordinate positions on the surface of a target object so that the principal axis coincides with a predetermined coordinate axis direction of a measurement space. A normalization processing unit that performs coordinate transformation processing, a contour extraction unit that extracts contour shape data corresponding to the contour of the target object viewed from a plurality of different directions using the normalized three-dimensional shape data, and A central axis extraction unit that performs central axis conversion processing on each contour shape data to extract central axis data, a skeleton generation unit that generates skeleton model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points, A position specifying unit for specifying a predetermined part position based on the contour shape data and the skeleton model data; a predetermined part position based on the specified predetermined part position and the three-dimensional shape data; Characterized in that it includes a dimension calculation unit for calculating the data.

本発明に係る別のプログラムは、対象物体の3次元形状データから所定部位の寸法を測定する3次元形状の寸法測定装置を機能させるためのプログラムであって、前記寸法測定装置を、対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを主成分分析により主軸を算出して測定空間の所定の座標軸方向に主軸が一致するように座標変換して正規化処理を行う手段、正規化処理された3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応した輪郭形状データを抽出する手段、抽出した各輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出する手段、抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する手段、前記輪郭形状データ及び前記骨格モデルデータに基づいて所定部位位置を特定する手段、特定された所定部位位置及び前記3次元形状データに基づいて所定部位の寸法データを算出する手段として機能させることを特徴とする。   Another program according to the present invention is a program for causing a three-dimensional shape dimension measuring device for measuring a dimension of a predetermined part from three-dimensional shape data of a target object to function as the target object surface. Means for calculating the principal axis of the three-dimensional shape data consisting of the three-dimensional coordinate positions by principal component analysis and performing coordinate conversion so that the principal axis coincides with a predetermined coordinate axis direction of the measurement space, and is normalized. Means for extracting contour shape data corresponding to the contour of the target object viewed from a plurality of different directions using the three-dimensional shape data, and extracting the central axis data by performing center axis conversion processing on each extracted contour shape data Means for creating skeleton model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points, predetermined based on the contour shape data and the skeleton model data It means for identifying the position location, characterized in that to function as means for calculating the size data of the predetermined portion on the basis of a predetermined portion position and the 3-dimensional shape data specified.

本発明は、上記の構成を有することで、対象物体の3次元形状データに基づいてその特徴的な部位を正確に設定することができる。特に、対象物体が人体又は人体に類似の3次元形状である場合に、抽出した骨格モデルデータに基づいて客観的に特徴的な部位を設定でき、ユーザによる設定のバラツキをなくして統一した設定基準により特徴的な部位の位置を客観的に特定することができる。   According to the present invention having the above-described configuration, the characteristic part can be accurately set based on the three-dimensional shape data of the target object. In particular, when the target object is a human body or a three-dimensional shape similar to the human body, objective characteristic parts can be set based on the extracted skeleton model data, and there is no setting variation by the user. Thus, the position of the characteristic part can be objectively specified.

本発明に係る3次元形状の骨格モデル作成方法に関する全体処理フローである。It is the whole processing flow regarding the skeleton model preparation method of the three-dimensional shape which concerns on this invention. 図1に示す方法を実施するための3次元形状の骨格モデル作成装置に関するブロック構成図である。It is a block block diagram regarding the skeleton model creation apparatus of the three-dimensional shape for enforcing the method shown in FIG. 取得した3次元形状データを表示する斜視図である。It is a perspective view which displays the acquired three-dimensional shape data. 正規化処理について模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing shown typically about a normalization process. 人体を正面から見た場合の輪郭形状データの抽出処理に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the extraction process of outline shape data at the time of seeing a human body from the front. 人体を側面から見た場合の輪郭形状データの抽出処理に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the extraction process of outline shape data at the time of seeing a human body from the side. 3次元形状データに対して主軸を通る2つの直交する平面により切断した状態に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the state cut | disconnected by the two orthogonal planes which pass along a principal axis with respect to three-dimensional shape data. ボロノイ分割処理による中心軸データの抽出処理及び特徴点に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the extraction process of central axis data by a Voronoi division process, and a feature point. 抽出された中心軸データ及び特徴点に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the extracted central axis data and a feature point. 本発明に係る3次元形状の寸法測定方法に関する全体処理フローである。It is a whole processing flow regarding the dimension measuring method of the three-dimensional shape concerning the present invention. 図10に示す方法を実施するための3次元形状の寸法測定装置に関するブロック構成図である。It is a block block diagram regarding the three-dimensional-shaped dimension measuring apparatus for enforcing the method shown in FIG. 胸部位置及び腰部位置を特定する場合に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the case where a chest position and a waist | hip | lumbar part position are specified. 胴部位置を特定する場合に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the case where a trunk | drum part position is specified. 胸部位置における寸法算出に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the dimension calculation in a chest position.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.

図1は、本発明に係る3次元形状の骨格モデル作成方法に関する全体処理フローであり、図2は、図1に示す方法を実施するための3次元形状の骨格モデル作成装置に関するブロック構成図である。   FIG. 1 is an overall processing flow relating to a three-dimensional shape skeleton model creation method according to the present invention, and FIG. 2 is a block configuration diagram relating to a three-dimensional shape skeleton model creation device for carrying out the method shown in FIG. is there.

骨格モデル作成装置は、装置全体の制御処理及び骨格モデル作成のための情報処理を行う制御部1、外部装置との間で対象物体の撮影画像や3次元形状データ等の情報を送受信する送受信部2、基本ソフト(OS)とともに骨格モデル作成のためのプログラムを保存する記憶部3、各種情報処理の出力結果を表示する表示部4、各種情報処理及び制御処理に必要なデータを入力する操作入力部5を備えている。必要に応じて撮影装置等の周辺装置を接続するための接続部を設けるようにしてもよい。   The skeletal model creation device includes a control unit 1 that performs control processing of the entire device and information processing for creating a skeletal model, and a transmission / reception unit that transmits and receives information such as a captured image of a target object and three-dimensional shape data to and from an external device 2. Storage unit 3 for storing a program for creating a skeleton model together with basic software (OS), display unit 4 for displaying output results of various information processing, operation input for inputting data necessary for various information processing and control processing Part 5 is provided. You may make it provide the connection part for connecting peripheral devices, such as an imaging device, as needed.

制御部1は、対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを取得するデータ取得部10、取得した3次元形状データを主成分分析により主軸を算出して予め設定された座標軸方向に主軸が一致するように座標変換処理を行う正規化処理部11、正規化処理された3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応した輪郭形状データを抽出する輪郭抽出部12、抽出した各輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って点集合で表現した中心軸データを抽出する中心軸抽出部13、抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する骨格作成部14を備えている。   The control unit 1 includes a data acquisition unit 10 that acquires three-dimensional shape data including the three-dimensional coordinate position on the surface of the target object, calculates a principal axis by principal component analysis of the acquired three-dimensional shape data, and sets in a predetermined coordinate axis direction. A normalization processing unit 11 that performs coordinate transformation processing so that the main axes coincide with each other, and contour extraction that extracts contour shape data corresponding to the contour of the target object viewed from a plurality of different directions using the normalized three-dimensional shape data Unit 12, a central axis extraction unit 13 that performs central axis conversion processing on each extracted contour shape data to extract central axis data expressed by a set of points, and a skeleton that associates a plurality of extracted central axis data with feature points A skeleton creation unit 14 for creating model data is provided.

こうしたブロック構成を備えた装置は、公知のコンピュータを用いて実現できる。例えば、制御部1に対応するCPU及びメモリ、送受信部2に対応するLANボード、記憶部3に対応するハードディスク、表示部4に対応する液晶表示パネル等のディスプレイ、入力部5に対応するキーボード及びマウス、といった公知のハードウェアをデータ伝送路により互いに接続したコンピュータを用いればよい。   An apparatus having such a block configuration can be realized using a known computer. For example, a CPU and a memory corresponding to the control unit 1, a LAN board corresponding to the transmission / reception unit 2, a hard disk corresponding to the storage unit 3, a display such as a liquid crystal display panel corresponding to the display unit 4, a keyboard corresponding to the input unit 5, and A computer in which known hardware such as a mouse is connected to each other through a data transmission path may be used.

骨格モデルを作成する場合、まず、対象物体の3次元形状データを取得する(S100)。ここで、3次元形状データとは、対象物体について表面全体の3次元座標位置からなるデータであり、対象物体の内部に空洞がある場合には内側表面の3次元座標位置を含むものである。3次元形状データは、外部装置から送受信部2を介して取得するようにしてもよいし、骨格モデル作成装置に3Dスキャナやカメラ等の撮影装置を接続して撮影画像から公知の手法で対象物体の表面形状に対応した3次元形状データを取得するようにしてもよい。   When creating a skeleton model, first, the three-dimensional shape data of the target object is acquired (S100). Here, the three-dimensional shape data is data including three-dimensional coordinate positions of the entire surface of the target object, and includes a three-dimensional coordinate position of the inner surface when there is a cavity inside the target object. The three-dimensional shape data may be acquired from an external device via the transmission / reception unit 2, or a target object can be obtained from a photographed image by connecting a photographing device such as a 3D scanner or a camera to the skeleton model creating device. Three-dimensional shape data corresponding to the surface shape may be acquired.

たとえば、一般的な3Dスキャナを用いることで対象物体の表面形状に対応する3次元形状データを直接取得してもよいし、スリット光とカメラを用いて対象物体表面の凹凸を撮影しその撮影画像から3次元形状データを作成するようにしてもよい。また、対象物体を複数方向からカメラで撮影し、得られた複数の2次元撮像画像から対象物体表面の3次元位置を抽出して3次元形状データを作成するようにしてもよい。   For example, three-dimensional shape data corresponding to the surface shape of the target object may be directly obtained by using a general 3D scanner, or the surface of the target object is photographed using slit light and a camera. The three-dimensional shape data may be created from the above. Alternatively, the target object may be photographed with a camera from a plurality of directions, and a three-dimensional shape data may be generated by extracting a three-dimensional position of the target object surface from the obtained two-dimensional captured images.

3次元形状データの取得については、対象物体表面の3次元形状データが取得できればよく、その取得方法については特に限定されない。図3は、取得した3次元形状データを表示する斜視図である。図3では、対象物体として人体を用いており、正立した状態の人体について人体表面の3次元形状データを取得している。   The acquisition of the three-dimensional shape data is not particularly limited as long as the three-dimensional shape data of the target object surface can be acquired. FIG. 3 is a perspective view displaying the acquired three-dimensional shape data. In FIG. 3, a human body is used as a target object, and three-dimensional shape data of the human body surface is acquired for a human body in an upright state.

こうした3次元形状データの取得処理は、データ取得部10で行われる。   Such acquisition processing of three-dimensional shape data is performed by the data acquisition unit 10.

取得した3次元形状データに対して正規化処理を行う(S101)。正規化処理を行うことで、3次元形状データから、対象物体の姿勢や設置位置等の変動要素を取り除くことができる。正規化処理としては、3次元形状データの座標位置に対して主成分分析を行うことで3次元形状データにおける主軸を設定し、主軸及び予め設定された座標軸の方向が一致するように座標変換を行う。こうした正規化処理を行うことで、様々な3次元形状データを統一した座標空間に設定することができ、異なる3次元形状データを比較分析する場合などに有効である。   Normalization processing is performed on the acquired three-dimensional shape data (S101). By performing the normalization process, it is possible to remove variable elements such as the posture and installation position of the target object from the three-dimensional shape data. As a normalization process, the principal axis in the three-dimensional shape data is set by performing principal component analysis on the coordinate position of the three-dimensional shape data, and the coordinate conversion is performed so that the directions of the principal axis and the preset coordinate axes coincide. Do. By performing such normalization processing, various three-dimensional shape data can be set in a unified coordinate space, which is effective when comparatively analyzing different three-dimensional shape data.

図4は、正規化処理について模式的に示す説明図である。互いに直交するxyz軸からなる直交座標系で表わされる座標空間100に対して3次元形状データ200の3次元座標位置をプロットし、3次元形状データ200の主成分分析を行って第1主成分を求め、第1主成分に基づいて主軸Aを設定する(図4(a))。そして、主軸Aが直交座標系のz軸と一致するように3次元形状データ200の座標変換を行う(図4(b))。この場合、人体の3次元形状データを対象としていることから、3次元形状データの最も低い位置をz=0として原点Oと同じ高さに設定するとよい。   FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the normalization process. A three-dimensional coordinate position of the three-dimensional shape data 200 is plotted against a coordinate space 100 represented by an orthogonal coordinate system including xyz axes orthogonal to each other, and a principal component analysis of the three-dimensional shape data 200 is performed to obtain a first principal component. The principal axis A is determined based on the first principal component (FIG. 4A). Then, coordinate conversion of the three-dimensional shape data 200 is performed so that the principal axis A coincides with the z-axis of the orthogonal coordinate system (FIG. 4B). In this case, since the three-dimensional shape data of the human body is targeted, the lowest position of the three-dimensional shape data may be set to the same height as the origin O with z = 0.

こうした3次元形状データの正規化処理は、正規化処理部11で行われる。   Such normalization processing of the three-dimensional shape data is performed by the normalization processing unit 11.

次に、正規化処理した3次元形状データについて輪郭形状データを抽出する(S102)。輪郭形状データとしては、対象物体を所定の方向から平行投影したシルエット形状又は所定の方向に沿って対象物体を切断した断面形状を点集合により表現したものが挙げられる。対象物体の内部が空洞になっているような場合には、断面形状を輪郭形状データとして用いることが好ましい。また、シルエット形状及び断面形状の両方を輪郭形状データとして抽出してもよい。   Next, contour shape data is extracted from the normalized three-dimensional shape data (S102). Examples of the contour shape data include a silhouette shape obtained by parallel projection of a target object from a predetermined direction or a cross-sectional shape obtained by cutting the target object along a predetermined direction by a point set. When the inside of the target object is hollow, the cross-sectional shape is preferably used as the contour shape data. Moreover, you may extract both silhouette shape and cross-sectional shape as outline shape data.

シルエット形状を抽出する場合には、例えば、対象物体の正面及び側面といった複数の方向からの対象物体を平面に平行投影し、投影された像の外形からシルエット形状を抽出することで、異なる複数の方向からみた複数の輪郭形状データを抽出する。   When extracting the silhouette shape, for example, the target object from a plurality of directions such as the front surface and the side surface of the target object is parallel-projected on a plane, and the silhouette shape is extracted from the outer shape of the projected image. A plurality of contour shape data viewed from the direction are extracted.

図5は、対象物体である人体の正面から見た場合の輪郭形状データの抽出処理に関する説明図である。正規化処理された3次元形状データを人体の正面方向として設定された方向から見た状態にセットしてそのシルエット形状を輪郭形状データ210として抽出する。   FIG. 5 is an explanatory diagram regarding processing for extracting contour shape data when viewed from the front of the human body that is the target object. The normalized three-dimensional shape data is set in a state viewed from the direction set as the front direction of the human body, and the silhouette shape is extracted as contour shape data 210.

図6は、図5と同様に人体を側面から見た場合の輪郭形状データの抽出処理に関する説明図である。正規化処理された3次元形状データを人体の正面方向と直交する側面方向から見た状態にセットしてそのシルエット形状を輪郭形状データ220として抽出する。   FIG. 6 is an explanatory diagram regarding the extraction processing of contour shape data when the human body is viewed from the side as in FIG. The normalized three-dimensional shape data is set in a state viewed from the side surface direction orthogonal to the front direction of the human body, and the silhouette shape is extracted as contour shape data 220.

なお、輪郭形状データについては、上述した抽出処理以外に、例えば対象物体を複数方向からカメラで撮影した撮像画像を用いて対象物体の輪郭線を抽出して取得するようにしてもよい。   In addition to the above-described extraction processing, the contour shape data may be acquired by extracting the contour line of the target object using, for example, captured images obtained by capturing the target object with a camera from a plurality of directions.

また、対象物体が、例えばコップなどのように内側に空洞が形成されたものである場合には、上述したシルエット形状では対象物体の正確な輪郭形状データを得ることができないので、対象物体の3次元形状データから断面形状を輪郭形状データとして抽出することで、内部の空洞を正確に表現した輪郭形状データを得ることができる。対象物体の断面形状としては、例えば3次元形状データの主軸を含む平面で切断した断面形状を用いるとよい。図7は、3次元形状データ200に対して主軸Aを通る2つの直交する平面F1及びF2により切断した状態に関する説明図である。こうした2つの平面で切断した断面形状を輪郭形状データとして抽出するようにすればよい。   In addition, when the target object has a hollow formed inside, such as a cup, for example, accurate contour shape data of the target object cannot be obtained with the above-described silhouette shape. By extracting the cross-sectional shape as the contour shape data from the dimensional shape data, it is possible to obtain contour shape data that accurately represents the internal cavity. As the cross-sectional shape of the target object, for example, a cross-sectional shape cut by a plane including the main axis of the three-dimensional shape data may be used. FIG. 7 is an explanatory diagram relating to a state in which the three-dimensional shape data 200 is cut by two orthogonal planes F1 and F2 passing through the main axis A. What is necessary is just to extract the cross-sectional shape cut | disconnected by such two planes as outline shape data.

なお、対象物体の形状が単純な形状(例えば、円柱状に近い形状のもの)である場合には、ステップS100の3次元形状データの取得及びステップS101の正規化処理を行わずに、カメラを用いた撮像画像から直接対象物体の輪郭線を抽出した形状を輪郭形状データとして抽出してもよい。   When the target object has a simple shape (for example, a shape close to a columnar shape), the camera is not used without acquiring the three-dimensional shape data in step S100 and the normalization process in step S101. A shape obtained by directly extracting the contour line of the target object from the used captured image may be extracted as contour shape data.

また、抽出した輪郭形状データのノイズや方向の違いによる微妙な形状の差異は、後述する中心軸抽出処理が行われる際に取り除かれるため、抽出する方向を決められた方向に正確に合わせる必要はない。   Also, subtle differences in shape due to noise and direction differences in the extracted contour shape data are removed when the center axis extraction process described later is performed, so it is necessary to accurately match the direction to be extracted with the determined direction. Absent.

こうした3次元形状データからの輪郭形状データの抽出処理は、輪郭抽出部12で行われる。   The contour shape data extraction process from the three-dimensional shape data is performed by the contour extraction unit 12.

次に、抽出した輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出する処理を行う(S103)。上述の3次元形状データから抽出した複数の輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行い、各輪郭形状データの中心軸データを抽出する。中心軸変換処理については、ボロノイ分割を用いる方法や細線化を用いる方法のように公知の処理方法を用いればよい。   Next, center axis conversion processing is performed on the extracted contour shape data to extract center axis data (S103). A central axis conversion process is performed on a plurality of contour shape data extracted from the above-described three-dimensional shape data, and central axis data of each contour shape data is extracted. For the central axis conversion processing, a known processing method such as a method using Voronoi division or a method using thinning may be used.

この例ではボロノイ分割を用いた方法により中心軸データの抽出を行う。ボロノイ分割とは、隣り合う母点間を結ぶ直線に垂直二等分線を引くことで、各母点の最近隣領域を分割する手法であり、この例では輪郭形状データを構成する点集合を母点としてボロノイ分割を行う。   In this example, center axis data is extracted by a method using Voronoi division. Voronoi division is a method of dividing the nearest neighbor region of each generating point by drawing a perpendicular bisector to a straight line connecting adjacent generating points. In this example, the point set constituting the contour shape data is divided into points. Perform Voronoi division as a generating point.

例えば、図8(a)は、対象物体である人体を正面から見て抽出された輪郭形状データ210であり、図8(b)は、輪郭形状データ210に対してボロノイ分割処理を行ってボロノイ辺211により分割した図である。   For example, FIG. 8A shows the contour shape data 210 extracted when the human body as the target object is viewed from the front, and FIG. 8B shows the Voronoi division processing performed on the contour shape data 210. It is the figure divided | segmented by the side 211. FIG.

輪郭形状データの中心軸データを抽出する場合には、図8(b)に示すボロノイ辺211のうち、輪郭形状データによるシルエット形状に対応する輪郭線と交わらないボロノイ辺だけを残す枝刈り処理を行う。図8(c)は、枝刈り処理後に得られる中心軸データ212を示している。   When extracting the central axis data of the contour shape data, a pruning process is performed to leave only the Voronoi sides that do not intersect the contour line corresponding to the silhouette shape based on the contour shape data among the Voronoi sides 211 shown in FIG. Do. FIG. 8C shows the central axis data 212 obtained after the pruning process.

図9は、対象物体である人体を側面から見て抽出された輪郭形状データ220について図8と同様に中心軸変換処理を行って抽出した中心軸データ222を示している。   FIG. 9 shows the central axis data 222 extracted by performing the central axis conversion process on the contour shape data 220 extracted from the side of the human body that is the target object, as in FIG.

以上のように、複数の異なる方向から見た輪郭形状データについてそれぞれ中心軸データを抽出する処理を行う。こうした中心軸変換処理は、中心軸抽出部13で行われる。   As described above, the central axis data is extracted from the contour shape data viewed from a plurality of different directions. Such central axis conversion processing is performed by the central axis extraction unit 13.

次に、抽出された中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する(S104)。   Next, skeleton model data in which the extracted central axis data is associated with feature points is created (S104).

図8(c)に示すように、抽出した中心軸データ212には結節していることを示す特徴点として結節点P1及びP2が存在する。そして、結節点P1及びP2は、それぞれ高さT1及びT2の位置に設定されている。   As shown in FIG. 8C, the extracted central axis data 212 includes nodal points P1 and P2 as feature points indicating nodules. The nodal points P1 and P2 are set at the positions of heights T1 and T2, respectively.

図9に示す中心軸データ222についても、高さT1及びT2の位置に結節点P1及びP2に対応する特徴点P1’及びP2’を設定する。このように複数の異なる方向から見た複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する。このように、抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータの作成処理は、骨格作成部14で行われる。   Also for the central axis data 222 shown in FIG. 9, feature points P1 'and P2' corresponding to the nodal points P1 and P2 are set at the positions of the heights T1 and T2. In this way, skeleton model data in which a plurality of central axis data viewed from a plurality of different directions are associated with feature points is created. In this way, the skeleton model data creation process in which the extracted plurality of central axis data is associated with the feature points is performed by the skeleton creation unit 14.

こうして得られた骨格モデルデータは、対象物体を複数の異なる方向から見た3次元的な分析を行うことが可能となり、正確な分析を行うことができる。例えば、2つの対象物体の形状について同定を行う場合、上述した骨格モデルデータを比較することで形状の同定処理を高速で正確に行うことができる。また、対象物体が人体の場合には、骨格モデルデータを解析すれば人体の姿勢を判定することができ、例えば結節点P1及びP2の位置関係により正立状態か前傾状態かを判定したり、結節点P2とそれより下の中心軸との前後関係を分析することで脚部の屈曲姿勢を高速で判定することが可能となる。   The skeleton model data obtained in this way can be analyzed three-dimensionally when the target object is viewed from a plurality of different directions, and can be analyzed accurately. For example, when identifying the shapes of two target objects, the shape identification process can be accurately performed at high speed by comparing the skeleton model data described above. Further, when the target object is a human body, the posture of the human body can be determined by analyzing the skeleton model data. For example, it can be determined whether it is an upright state or a forward tilt state based on the positional relationship between the nodal points P1 and P2. By analyzing the longitudinal relationship between the nodal point P2 and the central axis below it, it becomes possible to determine the bending posture of the leg at high speed.

また、骨格モデルデータの特徴点に基づいて測定部位位置を特定して対象物体の寸法測定を行うことで、バラツキのない客観的な測定を行うことができる。   Moreover, objective measurement without variation can be performed by specifying the measurement site position based on the feature points of the skeleton model data and measuring the dimensions of the target object.

図10は、本発明に係る3次元形状の寸法測定方法に関する全体処理フローであり、図11は、図10に示す方法を実施するための3次元形状の寸法測定装置に関するブロック構成図である。   FIG. 10 is an overall process flow relating to the three-dimensional shape dimension measuring method according to the present invention, and FIG. 11 is a block configuration diagram relating to the three-dimensional shape dimension measuring apparatus for carrying out the method shown in FIG.

寸法測定装置は、図2に示す骨格モデル作成装置と同様の装置構成を備えている。そして、制御部1は、骨格モデル作成装置と同様のデータ取得部10、正規化処理部11、輪郭抽出部12、中心軸抽出部13、骨格作成部14を備えているとともに、骨格モデルデータの特徴点から測定する所定部位位置を特定する位置特定部15、特定された測定部位における3次元形状データを用いて寸法を算出する寸法算出部16を備えている。   The dimension measuring apparatus has the same apparatus configuration as the skeleton model creating apparatus shown in FIG. The control unit 1 includes a data acquisition unit 10, a normalization processing unit 11, a contour extraction unit 12, a central axis extraction unit 13, and a skeleton creation unit 14 that are the same as those of the skeleton model creation device. A position specifying unit 15 that specifies a position of a predetermined part to be measured from the feature point, and a dimension calculating part 16 that calculates a dimension using three-dimensional shape data at the specified measurement part are provided.

処理フローにおいてステップS200からS204までは、図1に示すステップS100からS104までと同様の処理を行う。ステップS201の正規化処理において、互いに直交するxyz軸からなる直交座標系で表わされる座標空間を測定空間とする。そして、ステップS204では、ステップS104と同様に、骨格モデルデータは、複数の異なる方向からみた輪郭形状データからそれぞれ抽出した複数の中心軸データを結節点P1及びP2を特徴点として関連付けて作成される。   In the processing flow, steps S200 to S204 are the same as steps S100 to S104 shown in FIG. In the normalization process of step S201, a coordinate space represented by an orthogonal coordinate system composed of mutually orthogonal xyz axes is set as a measurement space. In step S204, as in step S104, the skeleton model data is created by associating a plurality of central axis data respectively extracted from contour shape data viewed from a plurality of different directions with the nodal points P1 and P2 as feature points. .

次に、骨格モデルデータ及び輪郭形状データを用いて所定部位位置を特定する(S205)。この例では、対象物体である人体の胸部、胴部及び腰部の部位位置をそれぞれ特定する。   Next, a predetermined part position is specified using skeleton model data and contour shape data (S205). In this example, the positions of the parts of the chest, torso, and lower back of the human body that are target objects are specified.

図12は、胸部位置及び腰部位置を特定する場合に関する説明図である。胸部位置については、特徴点である結節点P1及びP2の間において、側面から見た輪郭形状データを用いてそのシルエット形状の正面側での水平方向(xy平面方向)への最突出点を通り中心軸と直交する平面と、中心軸とが交差する位置を胸部位置とする。   FIG. 12 is an explanatory diagram regarding the case where the chest position and the waist position are specified. The chest position passes through the most protruding point in the horizontal direction (xy plane direction) on the front side of the silhouette shape using the contour shape data viewed from the side surface between the nodal points P1 and P2 which are characteristic points. A position where a plane orthogonal to the central axis and the central axis intersect is defined as a chest position.

図12に示すように、側面から見た輪郭形状データ220の中心軸222において結節点P1及びP2と関連付けられた特徴点P1’及びP2’の間で、正面側の水平方向の最突出点Bを決定する。そして、最突出点Bを通り、中心軸222と直交する平面FBと、中心軸とが交差する位置を胸部位置(特徴点P3’)として特定する。また、中心軸222において平面FBと交差する特徴点P3’と高さが一致するように関連付けられた中心軸212の特徴点P3を設定し、中心軸212と直交する平面FBを設定する。   As shown in FIG. 12, the horizontal most protruding point B on the front side between the feature points P1 ′ and P2 ′ associated with the nodal points P1 and P2 on the central axis 222 of the contour shape data 220 viewed from the side. To decide. Then, the position at which the plane FB that passes through the most protruding point B and is orthogonal to the central axis 222 intersects the central axis is specified as the chest position (feature point P3 '). Further, the feature point P3 of the center axis 212 associated with the feature point P3 'intersecting the plane FB on the center axis 222 so as to coincide with the height is set, and the plane FB orthogonal to the center axis 212 is set.

腰部位置については、特徴点である結節点P2と股点P4との間において、側面から見た輪郭形状データを用いてそのシルエット形状の背面側での水平方向(xy平面方向)への最突出点を通り中心軸と直交する平面と、中心軸とが交差する位置を腰部位置とする。   As for the waist position, between the nodal point P2 and the crotch point P4, which are characteristic points, the contour shape data viewed from the side surface is used to project the silhouette shape to the horizontal direction (xy plane direction) on the back side. A position where a plane passing through the point and perpendicular to the central axis intersects with the central axis is defined as a waist position.

図12に示すように、輪郭形状データ210において、結節点P2より分岐する中心軸の間において輪郭形状データの最も高い位置を股点P4として設定する。そして、股点P4と高さが一致するように関連付けられた中心軸222の特徴点P4’を設定し、特徴点P2’とP4’との間で、輪郭形状データ220の背面側の水平方向の最突出点Hを決定する。そして、最突出点Hを通り、中心軸222と直交する平面FHと交差する位置を腰部位置として特定する。また、中心軸222において平面FHと交差する特徴点P5’と高さが一致するように関連付けられた中心軸212の特徴点P5を設定し、中心軸212と直交する平面FHを設定する。   As shown in FIG. 12, in the contour shape data 210, the highest position of the contour shape data is set as the crotch point P4 between the central axes branched from the node P2. Then, the feature point P4 ′ of the central axis 222 associated with the crotch point P4 so as to coincide with the height is set, and the horizontal direction on the back side of the contour shape data 220 is set between the feature points P2 ′ and P4 ′. The most protruding point H is determined. Then, the position that passes through the most protruding point H and intersects the plane FH orthogonal to the central axis 222 is specified as the waist position. Further, the feature point P5 of the center axis 212 associated with the feature point P5 'intersecting the plane FH on the center axis 222 so as to coincide with the height is set, and the plane FH orthogonal to the center axis 212 is set.

胴部位置については、結節点P1及びP2の間において、3次元形状データを用いて中心軸212及び222に対して直交する平面で切断した断面形状の周囲長を算出し、周囲長が最も短い平面と中心軸とが交差する位置を胴部位置として特定する。図13は、胴部位置を特定する場合に関する説明図である。中心軸212に設定された結節点P1及びP2の間において、中心軸212に直交する法線及び中心軸222に直交する法線を含む平面を3次元形状データの切断面として用い、その断面形状の周囲長が最も短い平面FWと交差する位置を胴部位置として特定する。また、中心軸212において平面FWと交差する特徴点P6及び中心軸222において平面FWと交差する特徴点P6’を設定する。   For the trunk position, the perimeter of the cross-sectional shape cut by a plane orthogonal to the central axes 212 and 222 is calculated using the three-dimensional shape data between the nodal points P1 and P2, and the perimeter is the shortest. The position where the plane and the central axis intersect is specified as the body position. FIG. 13 is an explanatory diagram regarding the case where the trunk position is specified. A plane including a normal line orthogonal to the central axis 212 and a normal line orthogonal to the central axis 222 between the nodal points P1 and P2 set on the central axis 212 is used as a cut surface of the three-dimensional shape data, and its cross-sectional shape The position where the perimeter of the crossing with the plane FW having the shortest perimeter is specified as the body position. Also, a feature point P6 that intersects the plane FW at the central axis 212 and a feature point P6 'that intersects the plane FW at the central axis 222 are set.

以上のように、3次元形状データ、輪郭形状データ及び骨格モデルデータを用いて、中心軸に設定された特徴点に基づいて所定部位の位置を特定しているので、測定部位がばらつくことなく一意的に決めることができる。そのため、複数の利用者が寸法測定を行う場合でも、各利用者間で測定部位位置をばらつくことなく設定して寸法測定が可能となる。   As described above, since the position of the predetermined part is specified based on the feature point set on the central axis using the three-dimensional shape data, the contour shape data, and the skeleton model data, the measurement part is unique without variation. Can be decided. Therefore, even when a plurality of users perform dimension measurement, the dimension measurement can be performed by setting the measurement site position among the users without variation.

所定部位位置の特定方法については、上述した方法以外にも、所定部位位置を予め設定した基準物体の3次元形状データを用意し、測定する対象物体及び基準物体の輪郭形状データ及び骨格モデルデータをパターンマッチング処理して、基準物体に設定した所定部位位置に最も一致度が高い対象物体の位置を所定部位位置として特定することもできる。   As for the method for specifying the predetermined part position, in addition to the method described above, three-dimensional shape data of a reference object in which the predetermined part position is set in advance is prepared, and the contour shape data and the skeleton model data of the target object and the reference object to be measured are prepared. The position of the target object having the highest degree of coincidence with the predetermined part position set as the reference object can be specified as the predetermined part position by performing pattern matching processing.

以上のように、輪郭形状データ及び骨格モデルデータに基づき、必要に応じて3次元形状データを用いて所定部位位置を特定する処理は、位置特定部15で行われる。   As described above, based on the contour shape data and the skeleton model data, the position specifying unit 15 performs the process of specifying the predetermined part position using the three-dimensional shape data as necessary.

次に、特定した所定部位位置において寸法を算出する(S206)。所定部位位置における寸法の算出は、所定部位に対応して算出方法が異なるが、この例では、対象物体である人体に合致した衣服の作成に必要な寸法算出を行う場合について説明する。この場合の寸法の算出では、3次元形状データの所定部位位置での周囲長を算出する方法及び特徴点の間又は所定部位位置の間の長さを算出する方法が用いられる。   Next, a dimension is calculated at the specified predetermined position (S206). Although the calculation method of the dimension at the predetermined part position is different depending on the predetermined part, in this example, a case will be described in which a dimension necessary for creating clothing that matches the human body as the target object is calculated. In the calculation of the dimensions in this case, a method of calculating the perimeter at a predetermined part position of the three-dimensional shape data and a method of calculating a length between feature points or between predetermined part positions are used.

所定部位位置の周囲長を算出する方法として、胸部位置で算出する例を説明する。図12に示すように、特徴点P3及びP3’を通る平面FBと交差する胸部位置での3次元形状データを用いる。図14は、胸部位置における寸法算出に関する説明図である。まず、図14(a)に示すように、胸部位置での3次元形状データに基づいて平面FBに沿う断面形状R1を得る。次に、断面形状R1のうち最も周囲長の大きい形状R2を抽出し(図14(b))、形状R2を形成する点集合について凸包を描画して、凸多角形R3に変換する。周囲長は凸多角形R3の頂点の座標から各辺の長さの総和を算出する。算出された周囲長が胸囲の寸法値となる。同様の算出方法を用いることで、胴部位置の胴囲や腰部位置の腰囲についても算出することができる。   As a method for calculating the perimeter of the predetermined part position, an example of calculating at the chest position will be described. As shown in FIG. 12, the three-dimensional shape data at the chest position intersecting the plane FB passing through the feature points P3 and P3 'is used. FIG. 14 is an explanatory diagram relating to dimension calculation at the chest position. First, as shown in FIG. 14A, a cross-sectional shape R1 along the plane FB is obtained based on the three-dimensional shape data at the chest position. Next, a shape R2 having the longest perimeter is extracted from the cross-sectional shape R1 (FIG. 14B), a convex hull is drawn on the point set forming the shape R2, and converted into a convex polygon R3. For the perimeter, the sum of the lengths of each side is calculated from the coordinates of the vertices of the convex polygon R3. The calculated perimeter is the dimension value of the chest circumference. By using the same calculation method, it is possible to calculate the waist circumference at the trunk position and the waist circumference at the waist position.

特徴点の間又は所定部位位置の間の長さを算出する方法としては、例えば、人体の身長の場合には、輪郭形状データを形成する点集合の中で高さ方向(z軸方向)の最小値及び最大値となる点との間の高さ方向の長さを算出すればよく、股下高の場合には、同様に、図12に示す股点P4と高さ方向の最小値となる点との間の高さ方向の長さを算出すればよい。肩幅等の部位についても部位位置を特定する特徴点を輪郭形状データ及び骨格作成データに基づいて設定しておき、設定された特徴点に基づいて3次元形状データを用い寸法を算出するようにすればよい。   As a method for calculating the length between the feature points or between the predetermined part positions, for example, in the case of the height of the human body, the height direction (z-axis direction) in the point set forming the contour shape data is used. The length in the height direction between the minimum value and the maximum value may be calculated. In the case of the crotch height, the crotch point P4 shown in FIG. 12 and the minimum value in the height direction are similarly obtained. What is necessary is just to calculate the length of the height direction between points. Also for feature parts such as shoulder width, feature points for specifying the part position are set based on the contour shape data and skeleton creation data, and the dimensions are calculated using the three-dimensional shape data based on the set feature points. That's fine.

以上のように、特定された所定部位位置及び3次元形状データに基づいて所定部位の寸法データを算出する処理は、寸法算出部16で行われる。   As described above, the process of calculating the dimension data of the predetermined part based on the specified predetermined part position and the three-dimensional shape data is performed by the dimension calculation unit 16.

1 制御部
2 送受信部
3 記憶部
4 表示部
5 操作入力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 2 Transmission / reception part 3 Storage part 4 Display part 5 Operation input part

Claims (6)

プログラムされたコンピュータによって対象物体の3次元形状データから骨格モデルを作成する3次元形状の骨格モデル作成方法であって、
対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応して抽出された輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出するステップと、
抽出した複数の中心軸データを当該中心軸データの結節点に対応する特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成するステップと
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする3次元形状の骨格モデル作成方法。
A method for creating a skeleton model of a three-dimensional shape in which a skeleton model is created from three-dimensional shape data of a target object by a programmed computer
Center axis data is obtained by performing center axis conversion processing on the contour shape data extracted corresponding to the contours of the target object viewed from a plurality of different directions using the three-dimensional shape data composed of the three-dimensional coordinate positions on the surface of the target object. Extracting the
Generating a skeletal model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points corresponding to nodal points of the central axis data. .
対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応して抽出された輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って点集合で表現した中心軸データを抽出する中心軸抽出部と、抽出した複数の中心軸データを当該中心軸データの結節点に対応する特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する骨格作成部とを備えていることを特徴とする3次元形状の骨格モデル作成装置。 A central axis conversion process is performed on the contour shape data extracted corresponding to the contours of the target object viewed from a plurality of different directions using the three-dimensional shape data composed of the three-dimensional coordinate positions on the surface of the target object. A central axis extraction unit that extracts the expressed central axis data, and a skeleton generation unit that generates skeleton model data in which the extracted plurality of central axis data are associated with feature points corresponding to the nodes of the central axis data. A skeleton model creation device having a three-dimensional shape. 対象物体の3次元形状データから骨格モデルを作成する3次元形状の骨格モデル作成装置を機能させるためのプログラムであって、
前記骨格モデル作成装置を、
対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応して抽出された輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出する手段、
抽出した複数の中心軸データを当該中心軸データの結節点に対応する特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する手段
として機能させるプログラム。
A program for causing a three-dimensional shape skeleton model creation device to create a skeleton model from three-dimensional shape data of a target object,
The skeleton model creation device,
Center axis data is obtained by performing center axis conversion processing on the contour shape data extracted corresponding to the contours of the target object viewed from a plurality of different directions using the three-dimensional shape data composed of the three-dimensional coordinate positions on the surface of the target object. Means for extracting,
A program that functions as means for creating skeleton model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points corresponding to nodal points of the central axis data .
プログラムされたコンピュータによって対象物体の3次元形状データから所定部位の寸法を測定する3次元形状の寸法測定方法であって、
対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを主成分分析により主軸を算出して測定空間の所定の座標軸方向に主軸が一致するように座標変換して正規化処理を行うステップと、
正規化処理された3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応した輪郭形状データを抽出するステップと、
抽出した各輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出するステップと、
抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成するステップと、
前記輪郭形状データ及び前記骨格モデルデータに基づいて所定部位位置を特定するステップと、
特定された所定部位位置及び前記3次元形状データに基づいて所定部位の寸法データを算出するステップと
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする3次元形状の寸法測定方法。
A method for measuring a dimension of a three-dimensional shape by measuring a dimension of a predetermined part from three-dimensional shape data of a target object by a programmed computer,
Performing a normalization process by calculating the principal axis of the three-dimensional shape data consisting of the three-dimensional coordinate position of the target object surface by principal component analysis and converting the coordinates so that the principal axis coincides with a predetermined coordinate axis direction of the measurement space;
Extracting contour shape data corresponding to the contour of the target object viewed from a plurality of different directions using the normalized three-dimensional shape data;
Performing center axis conversion processing on each extracted contour shape data to extract center axis data;
Creating skeletal model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points;
Identifying a predetermined site position based on the contour shape data and the skeleton model data;
A method for measuring a dimension of a three-dimensional shape, which causes the computer to execute a step of calculating dimension data of a predetermined part based on the specified predetermined part position and the three-dimensional shape data.
対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを主成分分析により主軸を算出して測定空間の所定の座標軸方向に主軸が一致するように座標変換処理を行う正規化処理部と、正規化処理された3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応した輪郭形状データを抽出する輪郭抽出部と、抽出した各輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出する中心軸抽出部と、抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する骨格作成部と、前記輪郭形状データ及び前記骨格モデルデータに基づいて所定部位位置を特定する位置特定部と、特定された所定部位位置及び前記3次元形状データに基づいて所定部位の寸法データを算出する寸法算出部とを備えていることを特徴とする3次元形状の寸法測定装置。   A normalization processing unit that calculates principal axes from principal component analysis of three-dimensional shape data composed of three-dimensional coordinate positions on the surface of the target object and performs coordinate transformation processing so that the principal axes coincide with predetermined coordinate axes in the measurement space; A contour extracting unit that extracts contour shape data corresponding to a contour of the target object viewed from a plurality of different directions using the three-dimensional shape data that has been processed, and a central axis conversion process for each extracted contour shape data A central axis extraction unit that extracts central axis data, a skeleton creation unit that creates skeleton model data in which the extracted plurality of central axis data are associated with feature points, and a predetermined value based on the contour shape data and the skeleton model data A position specifying unit for specifying a part position; and a dimension calculating unit for calculating dimension data of the predetermined part based on the specified predetermined part position and the three-dimensional shape data. Dimension measuring apparatus of a three-dimensional shape, characterized in that. 対象物体の3次元形状データから所定部位の寸法を測定する3次元形状の寸法測定装置を機能させるためのプログラムであって、
前記寸法測定装置を、
対象物体表面の3次元座標位置からなる3次元形状データを主成分分析により主軸を算出して測定空間の所定の座標軸方向に主軸が一致するように座標変換して正規化処理を行う手段、
正規化処理された3次元形状データを用いて対象物体を複数の異なる方向からみた輪郭に対応した輪郭形状データを抽出する手段、
抽出した各輪郭形状データに対して中心軸変換処理を行って中心軸データを抽出する手段、
抽出した複数の中心軸データを特徴点で関連付けた骨格モデルデータを作成する手段、
前記輪郭形状データ及び前記骨格モデルデータに基づいて所定部位位置を特定する手段、
特定された所定部位位置及び前記3次元形状データに基づいて所定部位の寸法データを算出する手段
として機能させるプログラム。
A program for functioning a three-dimensional shape measuring device for measuring a dimension of a predetermined part from three-dimensional shape data of a target object,
The dimension measuring device;
Means for calculating a main axis by principal component analysis of three-dimensional shape data consisting of three-dimensional coordinate positions on the surface of the target object, performing coordinate processing so that the main axis coincides with a predetermined coordinate axis direction of the measurement space, and performing normalization processing;
Means for extracting contour shape data corresponding to a contour obtained by viewing the target object from a plurality of different directions using the normalized three-dimensional shape data;
Means for performing center axis conversion processing on each extracted contour shape data to extract center axis data;
Means for creating skeleton model data in which a plurality of extracted central axis data are associated with feature points;
Means for specifying a predetermined site position based on the contour shape data and the skeleton model data;
A program that functions as means for calculating dimension data of a predetermined part based on the specified predetermined part position and the three-dimensional shape data.
JP2010202507A 2010-09-09 2010-09-09 Three-dimensional shape skeleton model creation method and apparatus, and three-dimensional shape dimension measurement method and apparatus Expired - Fee Related JP5667818B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010202507A JP5667818B2 (en) 2010-09-09 2010-09-09 Three-dimensional shape skeleton model creation method and apparatus, and three-dimensional shape dimension measurement method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010202507A JP5667818B2 (en) 2010-09-09 2010-09-09 Three-dimensional shape skeleton model creation method and apparatus, and three-dimensional shape dimension measurement method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012059082A JP2012059082A (en) 2012-03-22
JP5667818B2 true JP5667818B2 (en) 2015-02-12

Family

ID=46056087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010202507A Expired - Fee Related JP5667818B2 (en) 2010-09-09 2010-09-09 Three-dimensional shape skeleton model creation method and apparatus, and three-dimensional shape dimension measurement method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5667818B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2674913B1 (en) * 2012-06-14 2014-07-23 Softkinetic Software Three-dimensional object modelling fitting & tracking.
JP2016123588A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 オムロン株式会社 Apparatus and method for acquiring body information
JP2016123586A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 オムロン株式会社 Apparatus and method for acquiring body information
JP6593673B2 (en) * 2014-12-26 2019-10-23 オムロン株式会社 Physical information acquisition device and physical information acquisition method
JP6458300B2 (en) * 2014-12-26 2019-01-30 オムロン株式会社 Physical information acquisition device and physical information acquisition method
CN109934928B (en) * 2019-03-18 2023-04-14 江西博微新技术有限公司 Three-dimensional model simplification method based on skeletonization
CN110503714B (en) * 2019-07-23 2023-04-07 杭州美戴科技有限公司 Automatic design method of personalized glasses legs
CN113379888B (en) * 2021-01-18 2023-08-22 兰州理工大学 Human body three-dimensional model reconstruction and parameter measurement method based on two-dimensional picture
CN113205594B (en) * 2021-05-20 2022-08-02 合肥工业大学 STL-based bent pipe model skeleton extraction method and system
JP7261342B1 (en) * 2022-09-22 2023-04-19 三菱ケミカルグループ株式会社 Information processing device, method, program, and system
CN115841581B (en) * 2023-02-20 2023-05-16 宜科(天津)电子有限公司 Characteristic point extraction method of door plate framework

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008032489A (en) * 2006-07-27 2008-02-14 Kanazawa Inst Of Technology Three-dimensional shape data creation method and apparatus for human body

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012059082A (en) 2012-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5667818B2 (en) Three-dimensional shape skeleton model creation method and apparatus, and three-dimensional shape dimension measurement method and apparatus
KR101902702B1 (en) Tooth axis estimation program, tooth axis estimation device and method of the same, tooth profile data creation program, tooth profile data creation device and method of the same
Baek et al. Parametric human body shape modeling framework for human-centered product design
JP5863440B2 (en) Information processing apparatus and method
JP4708752B2 (en) Information processing method and apparatus
Kakadiaris et al. Three-dimensional human body model acquisition from multiple views
US10813715B1 (en) Single image mobile device human body scanning and 3D model creation and analysis
JP6290153B2 (en) Method and system for generating a three-dimensional model of an object
JP2016126425A (en) Free viewpoint image generation device, method and program
JP6373026B2 (en) Image processing apparatus, image processing system, image processing method, and program
WO2018075053A1 (en) Object pose based on matching 2.5d depth information to 3d information
US10317199B2 (en) Three-dimensional measuring system and measuring method with multiple measuring modes
US11490062B2 (en) Information processing apparatus, information processing method, and storage medium
JP2012123667A (en) Attitude estimation device and attitude estimation method
BR112016030027B1 (en) METHOD AND TERMINAL FOR OBTAINING SIGNAL DATA FROM A TARGET OBJECT
WO2019189846A1 (en) Size measuring system
Leong et al. A feature‐based anthropometry for garment industry
CA3018886C (en) Three-dimensional measuring system and measuring method with multiple measuring modes
EP3801201A1 (en) Measuring surface distances on human bodies
WO2020072148A1 (en) Mobile 3d body scanning methods and apparatus
JP5018282B2 (en) How to create 3D shape model data for products
Đonlić et al. On the segmentation of scanned 3D human body models
Seo et al. A breast modeler based on analysis of breast scans
Petrak et al. Research of 3D body models computer adjustment based on anthropometric data determined by laser 3D scanner
KR20170067023A (en) Apparatus and method for inspecting drawing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140626

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141118

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5667818

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees