JP6207647B2 - Data compression apparatus, data compression method, and data compression program - Google Patents
Data compression apparatus, data compression method, and data compression program Download PDFInfo
- Publication number
- JP6207647B2 JP6207647B2 JP2016044422A JP2016044422A JP6207647B2 JP 6207647 B2 JP6207647 B2 JP 6207647B2 JP 2016044422 A JP2016044422 A JP 2016044422A JP 2016044422 A JP2016044422 A JP 2016044422A JP 6207647 B2 JP6207647 B2 JP 6207647B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- edge extraction
- edge
- unit
- coordinate
- coordinate point
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
本開示は、対象物における表面の三次元形状を示す座標点群のデータを圧縮するデータ圧縮装置、方法およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a data compression apparatus, method, and program for compressing data of a coordinate point group indicating a three-dimensional shape of a surface of an object.
特許文献１のように、レーザスキャナを搭載した計測車両で対象道路を走行することにより対象道路の座標点群データを計測するモービルマッピングシステムが知られている。近年、３Ｄレーザースキャナ、ＵＡＶおよびモービルマッピングシステム等のように三次元点群データを生成するデバイスの普及により、大量の点群データを利用する状況が増えてきている。ＵＡＶは、Unmanned Aerial Vehicleの略である。 As in Patent Document 1, there is known a mobile mapping system that measures coordinate point group data of a target road by traveling on the target road with a measurement vehicle equipped with a laser scanner. In recent years, with the spread of devices that generate three-dimensional point cloud data such as 3D laser scanners, UAVs, and mobile mapping systems, the situation of using a large amount of point cloud data is increasing. UAV is an abbreviation for Unmanned Aerial Vehicle.
レーザスキャナの精度の向上と、点群データを計測する領域の拡大とにより、点群データのデータ量が増大する一方である。そのため、現状では、点群データの受け渡しは、ローカルの外付けハードディスク等に点群データを保存して行われている。さらに、点群データを読み込んで表示するシステムを利用する際に、点群データのデータ量の増大に起因して、データの読み込みに失敗したり、表示に時間を要したりする。 The amount of point cloud data is increasing as the accuracy of the laser scanner is improved and the area for measuring the point cloud data is expanded. Therefore, at present, the point cloud data is transferred by storing the point cloud data on a local external hard disk or the like. Furthermore, when using a system for reading and displaying point cloud data, data reading fails or display takes time due to an increase in the amount of point cloud data.
上記の問題の解決方法として、通信速度が高速なネットワークを利用して点群データを流通させたり、ハイスペックなハードウェアを用いたりすることが考えられる。しかし、現状のネットワーク環境では、そのトラフィック量のために、大量な点群データの受け渡し及び読み込み処理ができなかったり、導入時の費用対効果が薄かったりするため、上記の問題を解決する事はできない。なお、点群データのサイズを圧縮するために点群データを単純に任意の等間隔で間引いた場合には、データサイズを縮小することができる。しかし、このようにデータを間引くと、点群データにより表される三次元形状が崩れてしまい、三次元形状の細部を上手く表示することができない。 As a solution to the above problem, it is conceivable to distribute point cloud data using a high-speed communication network or to use high-spec hardware. However, in the current network environment, due to the traffic volume, it is not possible to transfer and read a large amount of point cloud data, or the cost effectiveness at the time of introduction is weak. Can not. Note that when the point cloud data is simply thinned out at an equal interval in order to compress the size of the point cloud data, the data size can be reduced. However, if the data is thinned out in this way, the three-dimensional shape represented by the point cloud data is destroyed, and the details of the three-dimensional shape cannot be displayed well.
本開示は、点群データを圧縮する際に点群データによる再現性の低下を抑制することを目的とする。 An object of the present disclosure is to suppress a decrease in reproducibility due to point cloud data when the point cloud data is compressed.
本開示の一態様は、座標点群のデータを圧縮するデータ圧縮装置であって、エッジ抽出部と、除外部とを備える。座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも１つの対象物における表面の三次元形状を示す。 One aspect of the present disclosure is a data compression device that compresses data of a coordinate point group, and includes an edge extraction unit and an exclusion unit. The coordinate point group indicates a three-dimensional shape of the surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates.
エッジ抽出部は、座標点群の中から、表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する座標点を、変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出する。除外部は、エッジ抽出部により抽出された座標点よりも、エッジ抽出部により抽出されなかった座標点の方を多く除外することにより座標点群のデータを圧縮する。 The edge extraction unit sets a predetermined coordinate point indicating that the change is large among coordinate points located in the vicinity of the edge, which is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface from among the coordinate point group. Extract based on extraction conditions. The excluding unit compresses the data of the coordinate point group by excluding more coordinate points not extracted by the edge extracting unit than the coordinate points extracted by the edge extracting unit.
このように構成された本開示のデータ圧縮装置は、対象物の表面における形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を優先的に残して、座標点群のデータを圧縮する。これにより、本開示のデータ圧縮装置は、座標点群のデータを圧縮する際に、対象物の表面における形状、輝度および色調の少なくとも１つで、座標点群のデータによる再現性の低下を抑制することができる。 The data compression device of the present disclosure configured in this way preferentially leaves coordinate points located in the vicinity of a location where at least one change in shape, brightness, and color tone on the surface of the object is large, Compress data. Thereby, when compressing the coordinate point group data, the data compression device of the present disclosure suppresses a decrease in reproducibility due to the coordinate point group data at least one of the shape, brightness, and color tone on the surface of the object. can do.
本開示の一態様は、エッジ抽出部が、法線ベクトル算出部と、選択部と、領域設定部と、角度算出部と、点数判断部とを備え、エッジ抽出部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、点数判断条件が成立していると点数判断部が判断した場合に、エッジ抽出領域に含まれる対象点を、エッジの付近に位置する座標点として抽出するようにしてもよい。 In one aspect of the present disclosure, the edge extraction unit includes a normal vector calculation unit, a selection unit, a region setting unit, an angle calculation unit, and a score determination unit, and the edge extraction unit is set by the region setting unit When the score determination unit determines that the score determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions, the target point included in the edge extraction region is extracted as a coordinate point located near the edge. May be.
法線ベクトル算出部は、座標点群を構成する複数の座標点のそれぞれについて、座標点の位置における表面の法線ベクトルを算出する。選択部は、座標点群の中から１つの座標点を対象点として順次選択する。領域設定部は、選択部により選択された対象点のそれぞれについて、対象点と、対象点の付近に位置する少なくとも１つの座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する。 The normal vector calculation unit calculates a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group. The selection unit sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group. The region setting unit sets, for each target point selected by the selection unit, an edge extraction region set in advance so as to include the target point and at least one coordinate point located near the target point.
角度算出部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる対象点の法線ベクトルと、エッジ抽出領域に含まれる座標点の法線ベクトルとが成す角度である法線ベクトル角度を算出する。 The angle calculation unit is an angle formed by the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the coordinate point included in the edge extraction region for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. A normal vector angle is calculated.
点数判断部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる座標点のうち法線ベクトル角度が予め設定された判定角度以下となる座標点の数である判定用点数が少ないことを示す予め設定された点数判断条件をエッジ抽出条件として、点数判断条件が成立しているか否かを判断する。 The score determination unit determines, for each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the number of coordinate points whose normal vector angle is equal to or less than a predetermined determination angle among the coordinate points included in the edge extraction region. It is determined whether or not the score determination condition is satisfied by using a preset score determination condition indicating that the number of points to be used is small as an edge extraction condition.
このように構成された本開示のデータ圧縮装置は、対象物の表面における形状の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を優先的に残して、座標点群のデータを圧縮する。これにより、本開示のデータ圧縮装置は、座標点群のデータを圧縮する際に、対象物の表面における形状で、座標点群のデータによる再現性の低下を抑制することができる。 The data compression device of the present disclosure configured as described above compresses the data of the coordinate point group while preferentially leaving the coordinate points located in the vicinity of the portion where the shape change on the surface of the object is large. Thereby, when compressing the data of the coordinate point group, the data compression device of the present disclosure can suppress a decrease in reproducibility due to the data of the coordinate point group with the shape on the surface of the object.
本開示の一態様は、エッジ抽出部が、選択部と、領域設定部と、重心算出部と、距離判断部とを備え、エッジ抽出部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、距離判断条件が成立していると距離判断部が判断した場合に、エッジ抽出領域に含まれる対象点を、エッジの付近に位置する座標点として抽出するようにしてもよい。 In one aspect of the present disclosure, the edge extraction unit includes a selection unit, a region setting unit, a center of gravity calculation unit, and a distance determination unit, and the edge extraction unit is configured to each of the edge extraction regions set by the region setting unit. When the distance determination unit determines that the distance determination condition is satisfied, the target point included in the edge extraction region may be extracted as a coordinate point located near the edge.
選択部は、座標点群の中から１つの座標点を対象点として順次選択する。領域設定部は、選択部により選択された対象点のそれぞれについて、対象点と、対象点の付近に位置する少なくとも１つの座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する。 The selection unit sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group. The region setting unit sets, for each target point selected by the selection unit, an edge extraction region set in advance so as to include the target point and at least one coordinate point located near the target point.
重心算出部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる対象点および座標点の重心を算出する。距離判断部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、重心算出部により算出された重心と対象点との距離である重心距離が大きいことを示す予め設定された距離判断条件をエッジ抽出条件として、距離判断条件が成立しているか否かを判断する。 The centroid calculating unit calculates the centroid of the target point and the coordinate point included in the edge extraction region for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. The distance determination unit sets a predetermined distance determination condition indicating that the centroid distance, which is the distance between the centroid calculated by the centroid calculation unit and the target point, is large for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. It is determined whether a distance determination condition is satisfied as an edge extraction condition.
このように構成された本開示のデータ圧縮装置は、対象物の表面における形状の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を優先的に残して、座標点群のデータを圧縮する。これにより、本開示のデータ圧縮装置は、座標点群のデータを圧縮する際に、対象物の表面における形状で、座標点群のデータによる再現性の低下を抑制することができる。 The data compression device of the present disclosure configured as described above compresses the data of the coordinate point group while preferentially leaving the coordinate points located in the vicinity of the portion where the shape change on the surface of the object is large. Thereby, when compressing the data of the coordinate point group, the data compression device of the present disclosure can suppress a decrease in reproducibility due to the data of the coordinate point group with the shape on the surface of the object.
本開示の一態様は、エッジ抽出部が、法線ベクトル算出部と、選択部と、領域設定部と、射影部と、輝度色調判断部とを備え、エッジ抽出部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、輝度色調判断条件が成立していると輝度色調判断部が判断した場合に、対象点を、エッジの付近に位置する座標点として抽出するようにしてもよい。 In one aspect of the present disclosure, the edge extraction unit includes a normal vector calculation unit, a selection unit, a region setting unit, a projection unit, and a luminance tone determination unit, and the edge extraction unit is set by the region setting unit For each of the extracted edge extraction regions, when the luminance color tone determination unit determines that the luminance color tone determination condition is satisfied, the target point may be extracted as a coordinate point located near the edge.
法線ベクトル算出部は、座標点群を構成する複数の座標点のそれぞれについて、座標点の位置における表面の法線ベクトルを算出する。選択部は、座標点群の中から１つの座標点を対象点として順次選択する。領域設定部は、選択部により選択された対象点のそれぞれについて、選択部により選択された対象点と、対象点の付近に位置する少なくとも１つの座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する。 The normal vector calculation unit calculates a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group. The selection unit sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group. The area setting unit extracts, for each of the target points selected by the selection unit, an edge extraction set in advance so as to include the target point selected by the selection unit and at least one coordinate point located near the target point Set the area.
射影部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる座標点を、対象点の法線ベクトルに直交する平面である射影面に射影する。 The projection unit projects the coordinate points included in the edge extraction region for each of the edge extraction regions set by the region setting unit onto a projection plane that is a plane orthogonal to the normal vector of the target point.
輝度色調判断部は、領域設定部により設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、射影面上において、輝度または色調の変化が大きい箇所が存在することを示す予め設定された輝度色調判断条件をエッジ抽出条件として、輝度色調判断条件が成立しているか否かを判断する。 The luminance color tone judgment unit extracts, for each edge extraction region set by the region setting unit, a predetermined luminance color tone judgment condition indicating that there is a location with a large change in luminance or color tone on the projection plane. As a condition, it is determined whether a luminance tone determination condition is satisfied.
このように構成された本開示のデータ圧縮装置は、三次元空間内に分布している座標点を二次元平面上に配置することにより、座標点を取り扱うための次元を小さくする。このため、本開示のデータ圧縮装置は、輝度または色調の変化が大きい箇所が存在するか否かを判断するための処理負荷を低減することができる。 The data compression device according to the present disclosure configured as described above reduces the dimension for handling the coordinate points by arranging the coordinate points distributed in the three-dimensional space on the two-dimensional plane. For this reason, the data compression device of the present disclosure can reduce the processing load for determining whether or not there is a portion where the change in luminance or color tone is large.
本開示の一態様は、輝度色調判断部が、分割部と、特徴量算出部とを備え、輝度色調判断部は、輝度色調特徴量が予め設定された輝度色調判定値以上であるエッジ判定領域が１つ以上あり、且つ、輝度色調特徴量が輝度色調判定値未満であるエッジ判定領域が１つ以上あることを輝度色調判断条件とするようにしてもよい。 According to an aspect of the present disclosure, the luminance color tone determination unit includes a division unit and a feature amount calculation unit, and the luminance color tone determination unit has an edge determination region in which the luminance color tone feature amount is equal to or greater than a predetermined luminance color tone determination value. The luminance color tone determination condition may be that there are one or more edge determination areas having a luminance color tone characteristic amount less than the luminance color tone determination value.
分割部は、射影面上に射影されたエッジ抽出領域を複数のエッジ判定領域に分割する。特徴量算出部は、複数のエッジ判定領域のそれぞれについて、エッジ判定領域に含まれる座標点の輝度または色調を示すように予め設定された輝度色調特徴量を算出する。 The dividing unit divides the edge extraction area projected on the projection plane into a plurality of edge determination areas. The feature amount calculation unit calculates a brightness tone feature amount set in advance so as to indicate the brightness or tone of the coordinate points included in the edge determination region for each of the plurality of edge determination regions.
このように構成された本開示のデータ圧縮装置は、対象物の表面における輝度または色調の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を優先的に残して、座標点群のデータを圧縮する。これにより、本開示のデータ圧縮装置は、座標点群のデータを圧縮する際に、対象物の表面における輝度または色調で、座標点群のデータによる再現性の低下を抑制することができる。 The data compression device according to the present disclosure configured as described above compresses the data of the coordinate point group while preferentially leaving the coordinate points located in the vicinity of the portion where the luminance or color tone changes greatly on the surface of the object. Thereby, when compressing the data of the coordinate point group, the data compression device of the present disclosure can suppress a decrease in reproducibility due to the data of the coordinate point group with the luminance or color tone on the surface of the object.
本開示の別の態様は、座標点群のデータを圧縮するデータ圧縮方法であって、エッジ抽出手順と、除外手順とを備える。座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも１つの対象物における表面の三次元形状を示す。 Another aspect of the present disclosure is a data compression method for compressing data of a coordinate point group, and includes an edge extraction procedure and an exclusion procedure. The coordinate point group indicates a three-dimensional shape of the surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates.
エッジ抽出手順は、座標点群の中から、表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する座標点を、変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出する。除外手順は、エッジ抽出手順により抽出された座標点よりも、エッジ抽出手順により抽出されなかった座標点の方を多く除外することにより座標点群のデータを圧縮する。 In the edge extraction procedure, a coordinate point located in the vicinity of an edge, which is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface, is selected from a group of coordinate points, and a predetermined edge indicating that the change is large Extract based on extraction conditions. The exclusion procedure compresses the data of the coordinate point group by excluding more coordinate points not extracted by the edge extraction procedure than the coordinate points extracted by the edge extraction procedure.
本開示のデータ圧縮方法は、本開示のデータ圧縮装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、本開示のデータ圧縮装置と同様の効果を得ることができる。
本開示の更に別の態様は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも１つの対象物における表面の三次元形状を示す座標点群のデータを圧縮するために、コンピュータを、エッジ抽出部、及び、除外部として機能させるためのデータ圧縮プログラムである。
The data compression method of the present disclosure is a method executed by the data compression device of the present disclosure. By executing the method, the same effect as that of the data compression device of the present disclosure can be obtained.
Yet another aspect of the present disclosure is directed to edge extraction to compress data for a set of coordinate points indicating a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented in three-dimensional coordinates. And a data compression program for functioning as an exclusion unit.
本開示のデータ圧縮プログラムによって制御されるコンピュータは、本開示のデータ圧縮装置の一部を構成することができ、本開示のデータ圧縮装置と同様の効果を得ることができる。 The computer controlled by the data compression program of the present disclosure can constitute a part of the data compression device of the present disclosure, and can obtain the same effects as the data compression device of the present disclosure.
以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のデータ圧縮装置１は、図１に示すように、表示部１１と、操作入力部１２と、データ記憶部１３と、データ入出力部１４と、制御部１５とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the data compression apparatus 1 according to the present embodiment includes a display unit 11, an operation input unit 12, a data storage unit 13, a data input / output unit 14, and a control unit 15.
表示部１１は、図示しない表示装置を備え、表示装置の表示画面に各種画像を表示する。
操作入力部１２は、図示しないキーボードおよびマウスを介して使用者が行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。
The display unit 11 includes a display device (not shown) and displays various images on the display screen of the display device.
The operation input unit 12 outputs input operation information for specifying an input operation performed by the user via a keyboard and a mouse (not shown).
データ記憶部１３は、各種データを記憶するための記憶装置である。
データ入出力部１４は、有線または無線で接続された外部機器との間でデータの入出力を行う。
The data storage unit 13 is a storage device for storing various data.
The data input / output unit 14 performs data input / output with an external device connected by wire or wirelessly.
制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。そして制御部１５は、操作入力部１２およびデータ入出力部１４からの入力に基づいて各種処理を実行し、表示部１１、データ記憶部１３およびデータ入出力部１４を制御する。 The control unit 15 is configured around a known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O, a bus line connecting these components, and the like. Various functions of the microcomputer are realized by the CPU executing a program stored in a non-transitional physical recording medium. In this example, the ROM corresponds to a non-transitional tangible recording medium that stores a program. Further, by executing this program, a method corresponding to the program is executed. The control unit 15 executes various processes based on inputs from the operation input unit 12 and the data input / output unit 14 and controls the display unit 11, the data storage unit 13, and the data input / output unit 14.
このように構成されたデータ圧縮装置１において、制御部１５は、データ圧縮処理を実行する。なお、制御部１５が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。 In the data compression apparatus 1 configured as described above, the control unit 15 executes data compression processing. Note that some or all of the functions executed by the control unit 15 may be configured in hardware by one or a plurality of ICs.
ここで、制御部１５が実行するデータ圧縮処理の手順を説明する。データ圧縮処理は、データ圧縮処理を実行するために制御部１５に記憶されたデータ圧縮プログラム２０を使用者の入力操作により起動することで実行される。なおデータ圧縮プログラム２０は、データ圧縮装置１に予めインストールされていてもよいし、記録媒体またはネットワークを介してインストールされるようにしてもよい。記録媒体としては、例えば光ディスク、磁気ディスクおよび半導体メモリなどが挙げられる。 Here, the procedure of the data compression process which the control part 15 performs is demonstrated. The data compression process is executed by starting the data compression program 20 stored in the control unit 15 by the user's input operation to execute the data compression process. The data compression program 20 may be installed in the data compression apparatus 1 in advance, or may be installed via a recording medium or a network. Examples of the recording medium include an optical disk, a magnetic disk, and a semiconductor memory.
データ圧縮処理が実行されると、制御部１５は、図２に示すように、まず、Ｓ１０にて、道路地図データを作成する対象となる道路（以下、対象道路という）を選択するための画像（以下、対象道路選択画像という）を表示部１１の表示画面に表示する。 When the data compression process is executed, as shown in FIG. 2, the control unit 15 first selects an road for creating road map data (hereinafter referred to as a target road) in S10. (Hereinafter referred to as “target road selection image”) is displayed on the display screen of the display unit 11.
その後Ｓ２０にて、使用者により選択された対象道路を特定する対象道路特定情報が操作入力部１２から入力されたか否かを判断する。ここで、対象道路特定情報が入力されていない場合には、Ｓ２０の処理を繰り返すことにより、対象道路特定情報が入力するまで待機する。そして、対象道路特定情報が入力されると、Ｓ３０にて、対象道路特定情報により特定される対象道路とその周辺の座標点群データをデータ記憶部１３から取得する。なお、対象道路とその周辺の座標点群データは、データ圧縮処理を開始する前に予めデータ記憶部１３に記憶される。 Thereafter, in S20, it is determined whether or not target road specifying information for specifying the target road selected by the user has been input from the operation input unit 12. Here, when the target road specifying information is not input, the process of S20 is repeated to wait until the target road specifying information is input. When the target road specifying information is input, in S30, the target road specified by the target road specifying information and its surrounding coordinate point group data are acquired from the data storage unit 13. Note that the target road and its surrounding coordinate point group data are stored in advance in the data storage unit 13 before starting the data compression process.
対象道路とその周辺の座標点群データは、対象道路の三次元形状を表す複数地点の三次元座標の集合であり、例えばモービルマッピングシステム（以下、ＭＭＳ）を利用して取得される。ＭＭＳは、Mobile Mapping Systemの略である。ＭＭＳでは、レーザスキャナを搭載した計測車両で対象道路を走行することにより、対象道路とその周辺の座標点群データを計測する。対象道路とその周辺の座標点群データは、計測車両の現在位置と、レーザスキャナがパルスレーザ光を照射した方向と、パルスレーザ光を照射してから反射レーザ光を検出するまでの時間に基づいて、レーザ光を反射した地点の三次元座標を計測することにより取得される。座標点群データのデータ構造は、テキスト形式でもよいし、既に流通している一般的な点群フォーマット（例えば、ＬＡＳ形式）を用いたものでもよく、その形式を問わない。 The target road and its surrounding coordinate point group data are a set of three-dimensional coordinates of a plurality of points representing the three-dimensional shape of the target road, and are acquired using, for example, a mobile mapping system (hereinafter referred to as MMS). MMS is an abbreviation for Mobile Mapping System. In the MMS, the target road and its surrounding coordinate point group data are measured by running on the target road with a measurement vehicle equipped with a laser scanner. The coordinate point cloud data of the target road and its surroundings are based on the current position of the measurement vehicle, the direction in which the laser scanner radiates the pulse laser beam, and the time from when the pulse laser beam is emitted until the reflected laser beam is detected. Then, it is acquired by measuring the three-dimensional coordinates of the point where the laser beam is reflected. The data structure of the coordinate point group data may be in a text format, or may be a general point cloud format (for example, LAS format) that has already been circulated, regardless of the format.
次にＳ４０にて、Ｓ３０で取得した座標点群データを、エッジ抽出可能な状態に加工する。具体的には、三次元座標で表される座標値と、色情報または反射強度等の付属情報とにより、座標点群データを構成する複数の点データのそれぞれについて、エッジ抽出可能なデータ形式へ変換し、更に、変換した点データのそれぞれに対して、各点データを識別可能な固有番号を付与する。本実施形態の点データは、少なくとも、（ｘ，ｙ，ｚ）で表される座標値と、輝度を示す付属情報とを含む。以下、Ｓ３０で取得した座標点群データにより表される座標点群を構成する複数の点のそれぞれを座標点という。 Next, in S40, the coordinate point group data acquired in S30 is processed into a state where edge extraction is possible. Specifically, each of the plurality of point data constituting the coordinate point group data is converted into a data format that can be subjected to edge extraction by using coordinate values represented by three-dimensional coordinates and additional information such as color information or reflection intensity. Further, a unique number that can identify each point data is assigned to each of the converted point data. The point data of the present embodiment includes at least a coordinate value represented by (x, y, z) and attached information indicating luminance. Hereinafter, each of a plurality of points constituting the coordinate point group represented by the coordinate point group data acquired in S30 is referred to as a coordinate point.
そしてＳ５０にて、法線ベクトル算出処理を実行する。ここで、Ｓ５０の法線ベクトル算出処理の手順を説明する。本実施形態の法線ベクトル算出処理では、例えば主成分分析を用いた手法の一つを採用して法線ベクトルを算出する。主成分分析を用いた手法では、後述する対象点と、対象点の付近に位置する１または複数の座標点とを平面に近似し、その平面の法線ベクトルを対象点の法線ベクトルとみなす。 In S50, normal vector calculation processing is executed. Here, the procedure of the normal vector calculation process in S50 will be described. In the normal vector calculation processing of the present embodiment, for example, one of the methods using principal component analysis is adopted to calculate the normal vector. In the method using principal component analysis, a target point to be described later and one or more coordinate points located in the vicinity of the target point are approximated to a plane, and the normal vector of the plane is regarded as the normal vector of the target point. .
法線ベクトル算出処理が実行されると、制御部１５は、図３に示すように、まずＳ２１０にて、座標点群を構成する複数の座標点の中から、法線ベクトルが算出されていない座標点を１つ選択する。以下、Ｓ２１０で選択された座標点を対象点という。またＳ２２０にて、Ｓ２１０で選択した対象点を中心として予め設定された第１領域半径を有する球状のベクトル算出領域を設定する。 When the normal vector calculation processing is executed, the control unit 15 does not calculate a normal vector from a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group in S210 as shown in FIG. Select one coordinate point. Hereinafter, the coordinate point selected in S210 is referred to as a target point. In S220, a spherical vector calculation area having a preset first area radius around the target point selected in S210 is set.
そしてＳ２３０にて、Ｓ２２０で設定されたベクトル算出領域内に含まれる全ての座標点に対して、下式（１），（２），（３）に示す分散Ｖ（ｘ），Ｖ（ｙ），Ｖ（ｚ）と、下式（４），（５），（６）に示す共分散Ｃｏｖ（ｘ，ｙ），Ｃｏｖ（ｙ，ｚ），Ｃｏｖ（ｚ，ｘ）を算出する。なお、下式（１）〜（６）におけるｘｉ，ｙｉ，ｚｉはそれぞれ、座標点のＸ，Ｙ，Ｚ座標の値である。下式（１）〜（６）におけるｎは、ベクトル算出領域内に含まれる座標点の数である。 In S230, the variances V (x) and V (y) shown in the following expressions (1), (2), and (3) are applied to all coordinate points included in the vector calculation region set in S220. , V (z) and covariances Cov (x, y), Cov (y, z), and Cov (z, x) shown in the following equations (4), (5), and (6). In the following formulas (1) to (6), x i , y i , and z i are the values of the X, Y, and Z coordinates of the coordinate points, respectively. In the following formulas (1) to (6), n is the number of coordinate points included in the vector calculation area.
さらにＳ２４０にて、Ｓ２３０で算出した分散Ｖ（ｘ），Ｖ（ｙ），Ｖ（ｚ）と共分散Ｃｏｖ（ｘ，ｙ），Ｃｏｖ（ｙ，ｚ），Ｃｏｖ（ｚ，ｘ）を用いて、下式（７）に示す分散共分散行列Ａを作成する。 Further, in S240, using the variances V (x), V (y), V (z) calculated in S230 and the covariances Cov (x, y), Cov (y, z), Cov (z, x). Then, a variance covariance matrix A shown in the following equation (7) is created.
そしてＳ２５０にて、下式（８）を用いて、分散共分散行列Ａの固有値λ１，λ２，λ３を算出する。但し、λ１≧λ２≧λ３である。なお、下式（８）における行列Ｅは、下式（９）で表される。 In S250, eigenvalues λ 1 , λ 2 , and λ 3 of the variance-covariance matrix A are calculated using the following equation (8). However, λ 1 ≧ λ 2 ≧ λ 3 is satisfied. The matrix E in the following formula (8) is represented by the following formula (9).
次にＳ２６０にて、固有値λ１，λ２，λ３のそれぞれに対応する固有ベクトルｖ１，ｖ２，ｖ３を算出する。分散共分散行列の性質により、この３つの固有ベクトルｖ１，ｖ２，ｖ３はそれぞれ直交しており、ベクトル算出領域内に含まれる全ての座標点の形状的な傾向により方向付けられている。さらに、固有値により各固有ベクトルの方向の相関の強さがわかる。つまり、最も相関の弱い固有ベクトルは法線ベクトルとみなすことができる。例えば、図４に示すように、複数の座標点の形状的な傾向が平面ＰＬにより表されているとすると、固有ベクトルｖ１，ｖ２は平面ＰＬに対して平行となり、固有ベクトルｖ３は平面ＰＬに対して垂直となる。 Next, in S260, the eigenvalues λ 1, λ 2, to calculate the eigenvector v 1, v 2, v 3 corresponding to the respective lambda 3. Due to the nature of the variance-covariance matrix, the three eigenvectors v 1 , v 2 , and v 3 are orthogonal to each other, and are directed by the geometric tendency of all coordinate points included in the vector calculation region. Further, the eigenvalue indicates the strength of correlation in the direction of each eigenvector. That is, the eigenvector having the weakest correlation can be regarded as a normal vector. For example, as shown in FIG. 4, if the geometric tendency of a plurality of coordinate points is represented by the plane PL, the eigenvectors v 1 and v 2 are parallel to the plane PL, and the eigenvector v 3 is the plane PL. It becomes perpendicular to.
そして、Ｓ２６０の処理が終了すると、図３に示すように、Ｓ２７０にて、固有ベクトルｖ３を、Ｓ２１０で選択された対象点の法線ベクトルとして登録する。その後Ｓ２８０にて、座標点群を構成する全ての座標点が対象点として選択されたか否かを判断する。ここで、全ての座標点が選択されていない場合には、Ｓ２１０に移行する。一方、全ての座標点が選択された場合には、法線ベクトル算出処理を終了する。 When the process of S260 is completed, as shown in FIG. 3, at S270, the eigenvectors v 3, is registered as the normal vector of the selected target point in S210. Thereafter, in S280, it is determined whether or not all coordinate points constituting the coordinate point group have been selected as target points. Here, when all the coordinate points are not selected, the process proceeds to S210. On the other hand, when all the coordinate points have been selected, the normal vector calculation process ends.
そして、法線ベクトル算出処理が終了すると、図２に示すように、Ｓ６０にて、形状エッジ抽出処理を実行する。ここで、Ｓ６０の形状エッジ抽出処理の手順を説明する。本実施形態の形状エッジ抽出処理では、座標点群が構成する物体表面の形状的なエッジを抽出する。一般にエッジ抽出機能は、エッジ検出精度と処理速度により評価されるが、本開示におけるエッジ抽出の目的は、見かけの形状を損なわずに座標点群データのデータ数を削減することであるため、厳密にエッジを抽出する必要はなく、同時にエッジ周辺を抽出してしまっても何ら問題ない。そのため、処理速度に重点を置き、処理を簡略化することによりエッジを含むエッジ周辺の点群を高速に抽出する。 When the normal vector calculation process ends, as shown in FIG. 2, the shape edge extraction process is executed in S60. Here, the procedure of the shape edge extraction process in S60 will be described. In the shape edge extraction process according to the present embodiment, the shape edge of the object surface formed by the coordinate point group is extracted. In general, the edge extraction function is evaluated by edge detection accuracy and processing speed, but the purpose of edge extraction in this disclosure is to reduce the number of coordinate point cloud data without damaging the apparent shape. It is not necessary to extract the edges at the same time, and there is no problem if the edges are extracted at the same time. Therefore, by focusing on the processing speed and simplifying the processing, a point cloud around the edge including the edge is extracted at high speed.
形状エッジ抽出処理が実行されると、制御部１５は、図５に示すように、まずＳ４１０にて、座標点群を構成する複数の座標点の中から座標点を１つ選択する。以下、Ｓ４１０で選択された座標点を対象点という。またＳ４２０にて、Ｓ４１０で選択した対象点を中心として予め設定された第２領域半径を有する球状のエッジ抽出領域を設定する。 When the shape edge extraction process is executed, the control unit 15 first selects one coordinate point from a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group in S410 as shown in FIG. Hereinafter, the coordinate point selected in S410 is referred to as a target point. In S420, a spherical edge extraction region having a preset second region radius around the target point selected in S410 is set.
そしてＳ４３０にて、Ｓ４１０で選択された対象点の法線ベクトルと、Ｓ４２０で設定されたエッジ抽出領域内に含まれており且つ対象点ではない座標点（以下、近傍点）の法線ベクトルとが成す角度αを算出する。Ｓ４３０では、エッジ抽出領域内に含まれる近傍点のそれぞれについて角度αが算出される。 In S430, the normal vector of the target point selected in S410, and the normal vector of a coordinate point (hereinafter referred to as a neighboring point) that is included in the edge extraction region set in S420 and is not the target point Is calculated. In S430, the angle α is calculated for each of the neighboring points included in the edge extraction region.
またＳ４４０にて、角度αが予め設定されたエッジ判定角度以下となる近傍点の数Ｎｊ（以下、判定用点数Ｎｊ）を算出する。そしてＳ４５０にて、判定用点数Ｎｊを、Ｓ４１０で選択された対象点の特徴量ＦＡ１として登録する。 In S440, the number Nj of neighboring points where the angle α is equal to or smaller than a preset edge determination angle (hereinafter referred to as determination point Nj) is calculated. In S450, the number Nj for determination is registered as the feature amount FA1 of the target point selected in S410.
次にＳ４６０にて、エッジ抽出領域内に含まれている複数の座標点の重心（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）を算出する。Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇはそれぞれ下式（１０），（１１），（１２）で算出される。なお、下式（１０）〜（１２）におけるｘ０，ｙ０，ｚ０はそれぞれ、対象点のＸ，Ｙ，Ｚ座標の値である。下式（１０）〜（１２）におけるｘｉ，ｙｉ，ｚｉはそれぞれ、近傍点のＸ，Ｙ，Ｚ座標の値である。下式（１０）〜（１２）におけるｎは、ベクトル算出領域内に含まれる近傍点の数である。 Next, in S460, the centroids (Xg, Yg, Zg) of a plurality of coordinate points included in the edge extraction region are calculated. Xg, Yg, and Zg are calculated by the following equations (10), (11), and (12), respectively. Note that x 0 , y 0 , and z 0 in the following expressions (10) to (12) are the values of the X, Y, and Z coordinates of the target point, respectively. In the following formulas (10) to (12), x i , y i , and z i are values of X, Y, and Z coordinates of neighboring points, respectively. In the following formulas (10) to (12), n is the number of neighboring points included in the vector calculation area.
またＳ４７０にて、Ｓ４１０で選択した対象点と、Ｓ４６０で算出された重心との距離Ｌｊを算出する。そしてＳ４８０にて、距離Ｌｊを、Ｓ４１０で選択された対象点の特徴量ＦＡ２として登録する。 In S470, a distance Lj between the target point selected in S410 and the center of gravity calculated in S460 is calculated. In S480, the distance Lj is registered as the feature amount FA2 of the target point selected in S410.
その後Ｓ４９０にて、Ｓ４５０で登録された特徴量ＦＡ１が予め設定された第１エッジ判定値未満であるか否かを判断する。ここで、特徴量ＦＡ１が第１エッジ判定値未満である場合には、Ｓ５１０に移行する。一方、特徴量ＦＡ１が第１エッジ判定値以上である場合には、Ｓ５００に移行する。 Thereafter, in S490, it is determined whether or not the feature value FA1 registered in S450 is less than a preset first edge determination value. If the feature amount FA1 is less than the first edge determination value, the process proceeds to S510. On the other hand, if the feature amount FA1 is greater than or equal to the first edge determination value, the process proceeds to S500.
例えば図６に示すように、対象点Ｐｓ１の付近でエッジが形成されておらず、対象点Ｐｓ１と近傍点Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ３，Ｐｎ４，Ｐｎ５，Ｐｎ６，Ｐｎ７，Ｐｎ８とが同一の平面ＰＬ１上に位置しているとする。この場合には、対象点Ｐｓ１の法線ベクトルＶｓ１と、近傍点Ｐｎ１〜Ｐｎ８の法線ベクトルＶｎ１〜Ｖｎ８との成す角度αは０°である。このため、判定用点数Ｎｊ＝８となる。 For example, as shown in FIG. 6, no edge is formed in the vicinity of the target point Ps1, and the target point Ps1 and the neighboring points Pn1, Pn2, Pn3, Pn4, Pn5, Pn6, Pn7, and Pn8 are on the same plane PL1. Is located. In this case, the angle α formed by the normal vector Vs1 of the target point Ps1 and the normal vectors Vn1 to Vn8 of the neighboring points Pn1 to Pn8 is 0 °. Therefore, the determination point number Nj = 8.
また図７に示すように、対象点Ｐｓ１１の付近でエッジが形成されており、対象点Ｐｓ１１と近傍点Ｐｎ１１，Ｐｎ１２，Ｐｎ１３，Ｐｎ１４，Ｐｎ１５が同一の平面ＰＬ１１上に位置し、近傍点Ｐｎ１６，Ｐｎ１７，Ｐｎ１８が平面ＰＬ１１に対して垂直な平面ＰＬ１２上に位置しているとする。この場合には、対象点Ｐｓ１１の法線ベクトルＶｓ１１と、近傍点Ｐｎ１１〜Ｐｎ１５の法線ベクトルＶｎ１１〜Ｖｎ１５との成す角度αは０°である。また、法線ベクトルＶｓ１１と、近傍点Ｐｎ１６〜Ｐｎ１７の法線ベクトルＶｎ１６〜Ｖｎ１８との成す角度αは９０°である。このため、判定用点数Ｎｊ＝５となる。 As shown in FIG. 7, an edge is formed in the vicinity of the target point Ps11. The target point Ps11 and the neighboring points Pn11, Pn12, Pn13, Pn14, and Pn15 are located on the same plane PL11, and the neighboring points Pn16, Assume that Pn17 and Pn18 are located on a plane PL12 perpendicular to the plane PL11. In this case, the angle α formed between the normal vector Vs11 of the target point Ps11 and the normal vectors Vn11 to Vn15 of the neighboring points Pn11 to Pn15 is 0 °. Further, the angle α formed between the normal vector Vs11 and the normal vectors Vn16 to Vn18 of the neighboring points Pn16 to Pn17 is 90 °. Therefore, the determination score Nj = 5.
このように、対象点の付近でエッジが形成されていると判定用点数Ｎｊが小さくなるため、特徴量ＦＡ１（すなわち、判定用点数Ｎｊ）によりエッジの有無を判定することができる。 As described above, when an edge is formed in the vicinity of the target point, the determination point number Nj is small. Therefore, the presence or absence of an edge can be determined based on the feature amount FA1 (that is, the determination point number Nj).
そしてＳ５００に移行すると、Ｓ４８０で登録された特徴量ＦＡ２が予め設定された第２エッジ判定値より大きいか否かを判断する。ここで、特徴量ＦＡ２が第２エッジ判定値より大きい場合には、Ｓ５１０に移行する。一方、特徴量ＦＡ２が第２エッジ判定値以下である場合には、Ｓ５２０に移行する。 In S500, it is determined whether or not the feature amount FA2 registered in S480 is larger than a preset second edge determination value. If the feature amount FA2 is larger than the second edge determination value, the process proceeds to S510. On the other hand, when the feature amount FA2 is equal to or smaller than the second edge determination value, the process proceeds to S520.
例えば図８に示すように、エッジ抽出領域Ｒ２内において対象点Ｐｓ２１と近傍点Ｐｎ２１，Ｐｎ２２，Ｐｎ２３，Ｐｎ２４，Ｐｎ２５，Ｐｎ２６，Ｐｎ２７，Ｐｎ２８とが等間隔で一直線に配置されているとする。なお、対象点Ｐｓ２１の左側に近傍点Ｐｎ２１，Ｐｎ２２，Ｐｎ２３，Ｐｎ２４が位置し、対象点Ｐｓ２１の右側に近傍点Ｐｎ２５，Ｐｎ２６，Ｐｎ２７，Ｐｎ２８が位置している。すなわち、対象点Ｐｓ２１の付近でエッジが形成されていない。この場合には、エッジ抽出領域Ｒ２内に含まれている対象点Ｐｓ２１および近傍点Ｐｎ２１〜Ｐｎ２８の重心Ｇ２と対象点Ｐｓ２１とが一致するため、距離Ｌｊ＝０．０となる。 For example, as shown in FIG. 8, it is assumed that the target point Ps21 and neighboring points Pn21, Pn22, Pn23, Pn24, Pn25, Pn26, Pn27, and Pn28 are arranged in a straight line at equal intervals in the edge extraction region R2. The neighboring points Pn21, Pn22, Pn23, and Pn24 are located on the left side of the target point Ps21, and the neighboring points Pn25, Pn26, Pn27, and Pn28 are located on the right side of the target point Ps21. That is, no edge is formed in the vicinity of the target point Ps21. In this case, since the center of gravity G2 of the target point Ps21 and the neighboring points Pn21 to Pn28 included in the edge extraction region R2 matches the target point Ps21, the distance Lj = 0.0.
また図９に示すように、エッジ抽出領域Ｒ３内において対象点Ｐｓ３１と近傍点Ｐｎ３１，Ｐｎ３２，Ｐｎ３３，Ｐｎ３４とが等間隔で一直線に配置されているとする。なお、対象点Ｐｓ３１の左側に近傍点Ｐｎ３１，Ｐｎ３２，Ｐｎ３３，Ｐｎ３４が位置している。すなわち、対象点Ｐｓ３１の付近でエッジが形成されている。この場合には、エッジ抽出領域Ｒ３内に含まれている対象点Ｐｓ３１および近傍点Ｐｎ３１〜Ｐｎ３４の重心Ｇ３と近傍点Ｐｎ３３とが一致するため、距離Ｌｊは０より大きい値（例えば０．５）となる。 Further, as shown in FIG. 9, it is assumed that the target point Ps31 and the neighboring points Pn31, Pn32, Pn33, Pn34 are arranged in a straight line at equal intervals in the edge extraction region R3. In addition, neighboring points Pn31, Pn32, Pn33, and Pn34 are located on the left side of the target point Ps31. That is, an edge is formed in the vicinity of the target point Ps31. In this case, since the center of gravity G3 of the target point Ps31 and the neighboring points Pn31 to Pn34 included in the edge extraction region R3 and the neighboring point Pn33 coincide with each other, the distance Lj is a value larger than 0 (for example, 0.5). It becomes.
また図１０に示すように、エッジ抽出領域Ｒ４内において対象点Ｐｓ４１と近傍点Ｐｎ４１，Ｐｎ４２，Ｐｎ４３，Ｐｎ４４とが等間隔で一直線に配置され、対象点Ｐｓ４１と近傍点Ｐｎ４５，Ｐｎ４６，Ｐｎ４７，Ｐｎ４８とが等間隔で一直線に配置されているとする。なお、対象点Ｐｓ４１の左側に近傍点Ｐｎ４１，Ｐｎ４２，Ｐｎ４３，Ｐｎ４４が位置し、対象点Ｐｓ４１の下側に近傍点Ｐｎ４５，Ｐｎ４６，Ｐｎ４７，Ｐｎ４８が位置している。すなわち、対象点Ｐｓ４１の付近でエッジが形成されている。この場合には、エッジ抽出領域Ｒ４内に含まれている対象点Ｐｓ４１および近傍点Ｐｎ４１〜Ｐｎ４８の重心Ｇ４は、対象点Ｐｓ４１の左下側に位置する。このため、距離Ｌｊは０より大きい値（例えば０．７）となる。 As shown in FIG. 10, the target point Ps41 and the neighboring points Pn41, Pn42, Pn43, and Pn44 are arranged in a straight line at equal intervals in the edge extraction region R4, and the target point Ps41 and the neighboring points Pn45, Pn46, Pn47, and Pn48 are arranged. Are arranged in a straight line at equal intervals. The neighboring points Pn41, Pn42, Pn43, and Pn44 are located on the left side of the target point Ps41, and the neighboring points Pn45, Pn46, Pn47, and Pn48 are located below the target point Ps41. That is, an edge is formed in the vicinity of the target point Ps41. In this case, the center G4 of the target point Ps41 and the neighboring points Pn41 to Pn48 included in the edge extraction region R4 is located on the lower left side of the target point Ps41. For this reason, the distance Lj becomes a value larger than 0 (for example, 0.7).
このように、対象点の付近でエッジが形成されていると距離Ｌｊが大きくなるため、特徴量ＦＡ２（すなわち、距離Ｌｊ）によりエッジの有無を判定することができる。
そしてＳ５１０に移行すると、Ｓ４１０で選択した対象点を形状エッジとして登録する。形状エッジとは、座標点群が構成する物体の表面において形状の変化が大きい箇所であり、例えば、段差および端部が挙げられる。具体的には、Ｓ４１０で選択した対象点に対して、形状エッジであることを示す形状エッジ情報を付与する。そしてＳ５１０の処理が終了すると、Ｓ５２０に移行する。
As described above, when an edge is formed in the vicinity of the target point, the distance Lj becomes large. Therefore, the presence or absence of the edge can be determined by the feature amount FA2 (that is, the distance Lj).
In S510, the target point selected in S410 is registered as a shape edge. The shape edge is a portion where the shape change is large on the surface of the object formed by the coordinate point group, and examples thereof include a step and an end. Specifically, shape edge information indicating a shape edge is given to the target point selected in S410. When the process of S510 is completed, the process proceeds to S520.
そしてＳ５２０に移行すると、座標点群を構成する全ての座標点が対象点として選択されたか否かを判断する。ここで、全ての座標点が選択されていない場合には、Ｓ４１０に移行する。一方、全ての座標点が選択された場合には、形状エッジ抽出処理を終了する。 When the process proceeds to S520, it is determined whether all coordinate points constituting the coordinate point group have been selected as target points. If not all coordinate points have been selected, the process proceeds to S410. On the other hand, when all the coordinate points are selected, the shape edge extraction process ends.
そして、形状エッジ抽出処理が終了すると、図２に示すように、Ｓ７０にて、輝度エッジ抽出処理を実行する。ここで、Ｓ７０の輝度エッジ抽出処理の手順を説明する。本実施形態の輝度エッジ抽出処理では、座標点群が構成する物体表面における輝度のエッジを抽出する。輝度エッジの抽出に関しては、画像処理の分野において数多の手法が発明されている。たとえば、Sobelオペレータ、Laplacianオペレータ、Cannyオペレータがある。これらの手法では、ある大きさの小領域を設定し、その小領域の中で計算することにより、輝度的にエッジらしい箇所を抽出する。しかし多くの場合、これらの手法は対象が２次元上に整列していることに基づいているため、そのままでは３次元点群に利用することができない。そこで本実施形態では、これらの画像処理の手法を容易に利用できる形に３次元点群を解釈することにより、画像処理の輝度エッジ抽出手法を用いて輝度エッジを抽出する。 When the shape edge extraction process ends, as shown in FIG. 2, the brightness edge extraction process is executed in S70. Here, the procedure of the luminance edge extraction process in S70 will be described. In the luminance edge extraction process of the present embodiment, luminance edges on the object surface formed by the coordinate point group are extracted. Regarding the extraction of the luminance edge, a number of methods have been invented in the field of image processing. For example, there are Sobel operator, Laplacian operator and Canny operator. In these methods, a small area of a certain size is set, and a portion that seems to be an edge in luminance is extracted by calculating within the small area. However, in many cases, these methods are based on the fact that the objects are aligned two-dimensionally, and thus cannot be used as they are for a three-dimensional point group. Therefore, in the present embodiment, the luminance edge is extracted using the luminance edge extraction method of the image processing by interpreting the three-dimensional point group in a form that can easily use these image processing methods.
輝度エッジ抽出処理が実行されると、制御部１５は、図１１に示すように、まずＳ６１０にて、座標点群を構成する複数の座標点の中から座標点を１つ選択する。以下、Ｓ６１０で選択された座標点を対象点という。またＳ６２０にて、Ｓ６１０で選択した対象点を中心として予め設定された第３領域半径を有する球状のエッジ抽出領域を設定する。 When the luminance edge extraction process is executed, as shown in FIG. 11, the control unit 15 first selects one coordinate point from a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group in S610. Hereinafter, the coordinate point selected in S610 is referred to as a target point. In S620, a spherical edge extraction region having a preset third region radius around the target point selected in S610 is set.
そしてＳ６３０にて、Ｓ６２０で設定されたエッジ抽出領域内に含まれており且つ対象点ではない座標点（以下、近傍点）の全てを、Ｓ６１０で選択された対象点の法線ベクトルに直交する平面（以下、射影面）に射影する。これにより、対象点が含まれる平面上で近傍点を扱うことができる。例えば図１２に示すように、対象点Ｐｓ５１の法線ベクトルＶｓ５１に直交する平面ＰＬ５に近傍点を射影することにより、近傍点を平面ＰＬ５上で扱うことができる。 In S630, all the coordinate points that are included in the edge extraction region set in S620 and are not target points (hereinafter referred to as neighboring points) are orthogonal to the normal vector of the target point selected in S610. Project onto a flat surface (hereinafter referred to as the projection plane). Thereby, a neighboring point can be handled on a plane including the target point. For example, as shown in FIG. 12, by projecting the neighboring points onto the plane PL5 orthogonal to the normal vector Vs51 of the target point Ps51, the neighboring points can be handled on the plane PL5.
Ｓ６３０の処理が終了すると、図１１に示すように、Ｓ６４０にて、射影面上に射影されたエッジ抽出領域を８つのエッジ判定領域Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，Ｒｅ４，Ｒｅ５，Ｒｅ６，Ｒｅ７，Ｒｅ８に分割する。８つのエッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８は、図１３に示すように、射影面上において対象点を中心Ｏｅとするとともにエッジ抽出領域の境界を円周Ｃｅとする円の内部の領域を、中心角が４５°の扇形で分割することにより形成されている。 When the process of S630 is completed, as shown in FIG. 11, the edge extraction areas projected on the projection plane are converted into eight edge determination areas Re1, Re2, Re3, Re4, Re5, Re6, Re7, and Re8 in S640. To divide. As shown in FIG. 13, the eight edge determination regions Re1 to Re8 are regions within a circle having the target point as the center Oe and the boundary of the edge extraction region as the circumference Ce on the projection plane. It is formed by dividing into 45 ° sectors.
次にＳ６５０にて、８つのエッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８のそれぞれについて、下式（１３）に示す特徴量ＦＡ３を算出する。なお、下式（１３）におけるｌｉは近傍点と対象点との距離であり、下式（１３）におけるＩｉは近傍点の輝度値である。下式（１３）におけるＩｍａｘは、エッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８に含まれる近傍点の輝度値の最大値である。下式（１３）におけるｎは、エッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８内に含まれる近傍点の数である。 Next, in S650, the feature amount FA3 shown in the following equation (13) is calculated for each of the eight edge determination regions Re1 to Re8. In the following formula (13), l i is the distance between the neighboring point and the target point, and I i in the following formula (13) is the luminance value of the neighboring point. I max in the following equation (13) is the maximum value of the luminance values of the neighboring points included in the edge determination regions Re1 to Re8. In the following formula (13), n is the number of neighboring points included in the edge determination areas Re1 to Re8.
そしてＳ６６０にて、特徴量ＦＡ３を用いて予め設定されたエッジ判定条件が成立したか否かを判断する。このエッジ判定条件は、特徴量ＦＡ３が予め設定された第３エッジ判定値以上であるエッジ判定領域が１つ以上あり、且つ、特徴量ＦＡ３が第３エッジ判定値未満であるエッジ判定領域が１つ以上あることである。ここで、エッジ判定条件が成立していない場合には、Ｓ６８０に移行する。一方、エッジ判定条件が成立した場合には、Ｓ６７０にて、Ｓ６１０で選択した対象点を輝度エッジとして登録する。輝度エッジとは、座標点群が構成する物体の表面において輝度の変化が大きい箇所である。具体的には、Ｓ６１０で選択した対象点に対して、輝度エッジであることを示す輝度エッジ情報を付与する。そしてＳ６７０の処理が終了すると、Ｓ６８０に移行する。 In S660, it is determined whether or not a preset edge determination condition is satisfied using the feature amount FA3. This edge determination condition includes one or more edge determination regions in which the feature amount FA3 is equal to or greater than a preset third edge determination value, and one edge determination region in which the feature amount FA3 is less than the third edge determination value. There are more than two. If the edge determination condition is not satisfied, the process proceeds to S680. On the other hand, if the edge determination condition is satisfied, in S670, the target point selected in S610 is registered as a luminance edge. The luminance edge is a portion where the luminance change is large on the surface of the object formed by the coordinate point group. Specifically, luminance edge information indicating that it is a luminance edge is assigned to the target point selected in S610. When the process of S670 is completed, the process proceeds to S680.
例えば図１４に示すように、射影面ＰＬ６において、輝度が低い低輝度領域ＲＩが存在しているとする。この場合において、対象点Ｐｓ６１では、エッジ判定領域Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，Ｒｅ８で特徴量ＦＡ３が第３エッジ判定値以上となり、エッジ判定領域Ｒｅ４〜Ｒｅ７が第３エッジ判定値未満となる。このため、対象点Ｐｓ６１は輝度エッジであると判断される。また、対象点Ｐｓ６２では、エッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８が第３エッジ判定値以上となる。このため、対象点Ｐｓ６２は輝度エッジでないと判断される。また、対象点Ｐｓ６３では、エッジ判定領域Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ７，Ｒｅ８で特徴量ＦＡ３が第３エッジ判定値未満となり、エッジ判定領域Ｒｅ３〜Ｒｅ６が第３エッジ判定値以上となる。このため、対象点Ｐｓ６３は輝度エッジであると判断される。 For example, as shown in FIG. 14, it is assumed that a low-luminance region RI having a low luminance exists on the projection plane PL6. In this case, at the target point Ps61, the feature amount FA3 is greater than or equal to the third edge determination value in the edge determination areas Re1, Re2, Re3, and Re8, and the edge determination areas Re4 to Re7 are less than the third edge determination value. For this reason, it is determined that the target point Ps61 is a luminance edge. At the target point Ps62, the edge determination areas Re1 to Re8 are equal to or greater than the third edge determination value. For this reason, it is determined that the target point Ps62 is not a luminance edge. At the target point Ps63, the feature amount FA3 is less than the third edge determination value in the edge determination areas Re1, Re2, Re7, and Re8, and the edge determination areas Re3 to Re6 are greater than or equal to the third edge determination value. For this reason, it is determined that the target point Ps63 is a luminance edge.
そしてＳ６８０に移行すると、図１１に示すように、座標点群を構成する全ての座標点が対象点として選択されたか否かを判断する。ここで、全ての座標点が選択されていない場合には、Ｓ６１０に移行する。一方、全ての座標点が選択された場合には、輝度エッジ抽出処理を終了する。 In S680, as shown in FIG. 11, it is determined whether or not all coordinate points constituting the coordinate point group have been selected as target points. If all coordinate points have not been selected, the process proceeds to S610. On the other hand, when all the coordinate points have been selected, the luminance edge extraction process ends.
そして、輝度エッジ抽出処理が終了すると、図２に示すように、Ｓ８０にて、点群圧縮処理を実行する。ここで、Ｓ８０の点群圧縮処理の手順を説明する。
点群圧縮処理が実行されると、制御部１５は、図１５に示すように、まずＳ８１０にて、座標点群を構成する複数の座標点の中から座標点を１つ選択する。以下、Ｓ８１０で選択された座標点を対象点という。次にＳ８２０にて、疑似乱数を１つ生成する。
When the luminance edge extraction process is completed, a point cloud compression process is executed in S80 as shown in FIG. Here, the procedure of the point cloud compression process in S80 will be described.
When the point group compression processing is executed, the control unit 15 first selects one coordinate point from a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group in S810 as shown in FIG. Hereinafter, the coordinate point selected in S810 is referred to as a target point. In step S820, one pseudo random number is generated.
そしてＳ８３０にて、Ｓ８１０で選択された対象点がエッジであるか否かを判断する。具体的には、対象点に形状エッジ情報または輝度エッジ情報が付与されている場合に、対象点がエッジであると判断する。ここで、対象点がエッジでない場合には、Ｓ８４０にて、Ｓ８２０で生成した疑似乱数が予め設定された第１記憶判定値と一致しているか否かを判断する。第１記憶判定値は複数設定されている。ここで、疑似乱数が第１記憶判定値と一致している場合には、Ｓ８６０に移行する。一方、疑似乱数が第１記憶判定値と一致していない場合には、Ｓ８７０に移行する。 In step S830, it is determined whether the target point selected in step S810 is an edge. Specifically, when shape edge information or luminance edge information is given to the target point, it is determined that the target point is an edge. If the target point is not an edge, it is determined in S840 whether or not the pseudo random number generated in S820 matches a preset first storage determination value. A plurality of first memory determination values are set. If the pseudo random number matches the first storage determination value, the process proceeds to S860. On the other hand, if the pseudo random number does not match the first storage determination value, the process proceeds to S870.
またＳ８３０にて、対象点がエッジである場合には、Ｓ８５０にて、Ｓ８２０で生成した疑似乱数が予め設定された第２記憶判定値と一致しているか否かを判断する。第２記憶判定値は、第１記憶判定値より多い数となるように複数設定されている。したがって、対象点がエッジである場合は、対象点がエッジでない場合よりも、対象点が記憶データとして登録される確率が高い。ここで、疑似乱数が第２記憶判定値と一致している場合には、Ｓ８６０に移行する。一方、疑似乱数が第２記憶判定値と一致していない場合には、Ｓ８７０に移行する。 If the target point is an edge in S830, it is determined in S850 whether or not the pseudo random number generated in S820 matches a preset second storage determination value. A plurality of second memory determination values are set so as to be greater in number than the first memory determination value. Therefore, when the target point is an edge, the probability that the target point is registered as stored data is higher than when the target point is not an edge. If the pseudo random number matches the second storage determination value, the process proceeds to S860. On the other hand, if the pseudo random number does not match the second storage determination value, the process proceeds to S870.
そしてＳ８６０に移行すると、Ｓ８１０で選択された対象点を記憶データとして登録する。具体的には、Ｓ８１０で選択した対象点に対して、記憶データであることを示す記憶データ情報を付与する。そしてＳ８６０の処理が終了すると、Ｓ８７０に移行する。 In S860, the target point selected in S810 is registered as stored data. Specifically, storage data information indicating storage data is assigned to the target point selected in S810. When the process of S860 is completed, the process proceeds to S870.
そしてＳ８７０に移行すると、座標点群を構成する全ての座標点が対象点として選択されたか否かを判断する。ここで、全ての座標点が選択されていない場合には、Ｓ８１０に移行する。一方、全ての座標点が選択された場合には、点群圧縮処理を終了する。 Then, in S870, it is determined whether or not all the coordinate points constituting the coordinate point group have been selected as target points. If all coordinate points have not been selected, the process proceeds to S810. On the other hand, when all the coordinate points are selected, the point group compression process is terminated.
そして、点群圧縮処理が終了すると、図２に示すように、Ｓ９０にて、座標点群を構成する全ての座標点のうち、記憶データとして登録されている座標点のデータをデータ記憶部１３に記憶し、データ圧縮処理を終了する。 When the point group compression processing is completed, as shown in FIG. 2, the data of the coordinate points registered as stored data among all the coordinate points constituting the coordinate point group are stored in the data storage unit 13 in S90. And the data compression process ends.
このように構成されたデータ圧縮装置１は、座標点群のデータを圧縮する。座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により対象道路における表面の三次元形状を示す。
データ圧縮装置１は、座標点群の中から、表面において形状と輝度の変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する座標点を抽出する。データ圧縮装置１は、抽出された座標点よりも、エッジ抽出部により抽出されなかった座標点の方を多く除外することにより座標点群のデータを圧縮する。
The data compression apparatus 1 configured as described above compresses the data of the coordinate point group. The coordinate point group indicates a three-dimensional shape of the surface of the target road by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates.
The data compression apparatus 1 extracts a coordinate point located in the vicinity of the edge, which is a location where the change in shape and brightness is large on the surface, from the coordinate point group. The data compression apparatus 1 compresses the data of the coordinate point group by excluding more coordinate points that have not been extracted by the edge extraction unit than the extracted coordinate points.
このように構成されたデータ圧縮装置１は、対象道路の表面における形状および輝度の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を優先的に残して、座標点群のデータを圧縮する。これにより、データ圧縮装置１は、座標点群のデータを圧縮する際に、対象道路の表面における形状および輝度で、座標点群のデータによる再現性の低下を抑制することができる。 The data compression device 1 configured in this way compresses the coordinate point group data by preferentially leaving the coordinate points located in the vicinity of the location where the shape and the brightness change greatly on the surface of the target road. Thereby, when compressing the data of a coordinate point group, the data compression apparatus 1 can suppress the fall of the reproducibility by the data of a coordinate point group with the shape and brightness | luminance in the surface of an object road.
例えば図１６に示すように、画像ＧＲ１は、対象道路と対象道路周辺の構造物の三次元形状を示す座標点群を白色の点で表している。画像ＧＲ２は、形状エッジと輝度エッジ以外の座標点を除外することにより座標点群のデータを圧縮した結果を示す。このように、データ圧縮装置１は、対象道路と対象道路周辺の構造物の形状および輝度で座標点群のデータによる再現性の低下を抑制するとともに、座標点群のデータを大幅に圧縮することができる。このため、データ圧縮装置１は、大量の座標点群のデータを流通させる場合に、座標点群のデータにより表される形状の再現性の低下を抑制した状態で、ネットワーク環境に依存することなく、且つ、ＰＤＡおよびカーナビ等のハードウェアの性能に依存することなく、データの受け渡しとデータの表示とデータの編集を行うことを可能とする。ＰＤＡは、Personal Digital Assistantの略である。 For example, as shown in FIG. 16, the image GR <b> 1 represents the coordinate point group indicating the target road and the three-dimensional shape of the structure around the target road with white dots. The image GR2 shows the result of compressing the data of the coordinate point group by excluding the coordinate points other than the shape edge and the luminance edge. As described above, the data compression apparatus 1 suppresses a decrease in reproducibility due to the data of the coordinate point group based on the shape and brightness of the target road and the structures around the target road, and greatly compresses the data of the coordinate point group. Can do. For this reason, when distributing a large amount of coordinate point group data, the data compression apparatus 1 suppresses a decrease in the reproducibility of the shape represented by the coordinate point group data and does not depend on the network environment. In addition, it is possible to exchange data, display data, and edit data without depending on the performance of hardware such as a PDA and a car navigation system. PDA is an abbreviation for Personal Digital Assistant.
データ圧縮装置１は、座標点群を構成する複数の座標点のそれぞれについて、座標点の位置における対象道路の表面の法線ベクトルを算出する。データ圧縮装置１は、座標点群の中から１つの座標点を対象点として順次選択する。データ圧縮装置１は、選択された対象点のそれぞれについて、対象点と、対象点の付近に位置する少なくとも１つの近傍点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する。データ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる対象点の法線ベクトルと、エッジ抽出領域に含まれる近傍点の法線ベクトルとが成す角度αを算出する。 The data compression device 1 calculates a normal vector of the surface of the target road at each coordinate point position for each of a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group. The data compression apparatus 1 sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group. For each of the selected target points, the data compression apparatus 1 sets an edge extraction region that is set in advance so as to include the target point and at least one neighboring point located in the vicinity of the target point. For each of the set edge extraction regions, the data compression apparatus 1 calculates an angle α formed by the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the neighboring points included in the edge extraction region. .
データ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる近傍点のうち角度αが予め設定されたエッジ判定角度以下となる近傍点の数である判定用点数Ｎｊが予め設定された第１エッジ判定値未満であるか否かを判断する。 For each of the set edge extraction regions, the data compression apparatus 1 determines that the determination point number Nj, which is the number of neighboring points in which the angle α is equal to or smaller than a preset edge determination angle among the neighboring points included in the edge extraction region. It is determined whether or not it is less than a preset first edge determination value.
データ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、判定用点数Ｎｊが第１エッジ判定値未満であると判断した場合に、エッジ抽出領域に含まれる対象点を、形状エッジとして抽出する。 When the data compression device 1 determines that the determination point number Nj is less than the first edge determination value for each of the set edge extraction regions, the data compression device 1 extracts the target points included in the edge extraction region as a shape edge. .
またデータ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる対象点および近傍点の重心（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）を算出する。データ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、重心（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）と対象点との距離Ｌｊが予め設定された第２エッジ判定値より大きいか否かを判断する。 Further, the data compression apparatus 1 calculates the centroid (Xg, Yg, Zg) of the target point and the neighboring points included in the edge extraction region for each of the set edge extraction regions. The data compression apparatus 1 determines whether the distance Lj between the center of gravity (Xg, Yg, Zg) and the target point is greater than a preset second edge determination value for each of the set edge extraction regions.
データ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、距離Ｌｊが第２エッジ判定値より大きいと判断した場合に、エッジ抽出領域に含まれる対象点を、形状エッジとして抽出する。 When the data compression device 1 determines that the distance Lj is larger than the second edge determination value for each of the set edge extraction regions, the data compression device 1 extracts the target point included in the edge extraction region as a shape edge.
このように構成されたデータ圧縮装置１は、対象道路の表面における形状の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を優先的に残して、座標点群のデータを圧縮する。これにより、データ圧縮装置１は、座標点群のデータを圧縮する際に、対象道路の表面における形状で、座標点群のデータによる再現性の低下を抑制することができる。 The data compression apparatus 1 configured as described above compresses the coordinate point group data while preferentially leaving the coordinate points located in the vicinity of the portion where the shape change on the surface of the target road is large. Thereby, when compressing the data of the coordinate point group, the data compression device 1 can suppress a decrease in reproducibility due to the data of the coordinate point group with the shape on the surface of the target road.
またデータ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、エッジ抽出領域に含まれる近傍点を、対象点の法線ベクトルに直交する射影面に射影する。データ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、射影面上に射影されたエッジ抽出領域を８つのエッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８に分割する。データ圧縮装置１は、８つのエッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８のそれぞれについて、エッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８に含まれる近傍点の輝度を示すように予め設定された特徴量ＦＡ３を算出する。データ圧縮装置１は、特徴量ＦＡ３が予め設定された第３エッジ判定値以上であるエッジ判定領域が１つ以上あり、且つ、特徴量ＦＡ３が第３エッジ判定値未満であるエッジ判定領域が１つ以上あるか否かを判断する。データ圧縮装置１は、設定されたエッジ抽出領域のそれぞれについて、特徴量ＦＡ３が予め設定された第３エッジ判定値以上であるエッジ判定領域が１つ以上あり、且つ、特徴量ＦＡ３が第３エッジ判定値未満であるエッジ判定領域が１つ以上あると判断した場合に、エッジ抽出領域に含まれる対象点を、輝度エッジとして抽出する。 Further, the data compression apparatus 1 projects, for each of the set edge extraction areas, the neighboring points included in the edge extraction area onto a projection plane orthogonal to the normal vector of the target point. The data compression apparatus 1 divides the edge extraction area projected on the projection plane into eight edge determination areas Re1 to Re8 for each of the set edge extraction areas. For each of the eight edge determination areas Re1 to Re8, the data compression apparatus 1 calculates a feature value FA3 that is set in advance so as to indicate the luminance of the neighboring points included in the edge determination areas Re1 to Re8. The data compression apparatus 1 has one or more edge determination regions in which the feature amount FA3 is equal to or greater than a preset third edge determination value, and one edge determination region in which the feature amount FA3 is less than the third edge determination value. Determine whether there are more than two. For each of the set edge extraction regions, the data compression apparatus 1 has one or more edge determination regions in which the feature amount FA3 is equal to or greater than a preset third edge determination value, and the feature amount FA3 is the third edge. When it is determined that there is one or more edge determination regions that are less than the determination value, target points included in the edge extraction region are extracted as luminance edges.
このように構成されたデータ圧縮装置１は、対象道路の表面における輝度の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を優先的に残して、座標点群のデータを圧縮する。これにより、データ圧縮装置１は、座標点群のデータを圧縮する際に、対象道路の表面における輝度で、座標点群のデータによる再現性の低下を抑制することができる。またデータ圧縮装置１は、三次元空間内に分布している座標点を二次元平面上に配置することにより、座標点を取り扱うための次元を小さくする。このため、データ圧縮装置１は、輝度の変化が大きい箇所が存在するか否かを判断するための処理負荷を低減することができる。 The data compression apparatus 1 configured in this way compresses the coordinate point group data by preferentially leaving the coordinate points located in the vicinity of the portion where the luminance change is large on the surface of the target road. Thereby, when compressing the data of a coordinate point group, the data compression apparatus 1 can suppress the fall of the reproducibility by the data of a coordinate point group with the brightness | luminance in the surface of a target road. Moreover, the data compression apparatus 1 arranges the coordinate points distributed in the three-dimensional space on the two-dimensional plane, thereby reducing the dimension for handling the coordinate points. For this reason, the data compression apparatus 1 can reduce the processing load for determining whether or not there is a portion with a large change in luminance.
以上説明した実施形態において、Ｓ５０，Ｓ６０，Ｓ７０がエッジ抽出部およびエッジ抽出手順としての処理の一例に相当し、Ｓ８０が除外部および除外手順としての処理の一例に相当する。また、形状エッジおよび輝度エッジはエッジの一例に相当し、対象道路は対象物の一例に相当し、Ｓ４９０，Ｓ５００，Ｓ６６０の判断条件はエッジ抽出条件に相当する。 In the embodiment described above, S50, S60, and S70 correspond to an example of processing as an edge extraction unit and an edge extraction procedure, and S80 corresponds to an example of processing as an exclusion unit and an exclusion procedure. The shape edge and the luminance edge correspond to an example of an edge, the target road corresponds to an example of an object, and the determination conditions in S490, S500, and S660 correspond to an edge extraction condition.
また、Ｓ４１０，Ｓ６１０は選択部としての処理に相当し、Ｓ４２０，Ｓ６２０は領域設定部としての処理に相当し、Ｓ５０は法線ベクトル算出部としての処理の一例に相当する。 S410 and S610 correspond to processing as a selection unit, S420 and S620 correspond to processing as a region setting unit, and S50 corresponds to an example of processing as a normal vector calculation unit.
また、Ｓ４３０は角度算出部としての処理に相当し、Ｓ４９０は点数判断部としての処理に相当し、角度αは法線ベクトル角度に相当し、エッジ判定角度は判定角度に相当し、判定用点数Ｎｊは判定用点数に相当し、Ｓ４９０の判断条件は点数判断条件に相当する。 S430 corresponds to the processing as the angle calculation unit, S490 corresponds to the processing as the score determination unit, the angle α corresponds to the normal vector angle, the edge determination angle corresponds to the determination angle, and the number of points for determination Nj corresponds to the score for determination, and the determination condition in S490 corresponds to the score determination condition.
また、Ｓ４６０は重心算出部としての処理に相当し、Ｓ５００は距離判断部としての処理に相当し、距離Ｌｊは重心距離に相当し、Ｓ５００の判断条件は距離判断条件に相当する。 S460 corresponds to the process as the center of gravity calculation unit, S500 corresponds to the process as the distance determination unit, the distance Lj corresponds to the center of gravity distance, and the determination condition of S500 corresponds to the distance determination condition.
また、Ｓ６３０は射影部としての処理に相当し、Ｓ６６０は輝度色調判断部としての処理に相当し、Ｓ６６０の判断条件は輝度色調判断条件に相当する。
また、Ｓ６４０は分割部としての処理に相当し、Ｓ６５０は特徴量算出部としての処理に相当し、エッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８はエッジ判定領域に相当し、特徴量ＦＡ３は輝度色調特徴量、第３エッジ判定値は輝度色調判定値に相当に相当する。
Further, S630 corresponds to processing as a projection unit, S660 corresponds to processing as a luminance color tone determination unit, and the determination condition of S660 corresponds to luminance color tone determination conditions.
S640 corresponds to processing as a dividing unit, S650 corresponds to processing as a feature amount calculating unit, edge determination regions Re1 to Re8 correspond to edge determination regions, a feature amount FA3 is a luminance tone feature amount, The 3-edge determination value corresponds to the luminance color tone determination value.
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
例えば上記実施形態では、対象道路とその周辺の座標点群データを圧縮するものを示したが、座標点群データは、道路の形状を示すものに限定されない。例えば建築物のように、座標点群データにより形状を表すことができるものであればよい。
As mentioned above, although one embodiment of this indication was described, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, and can carry out various modifications.
For example, in the above embodiment, the target road and the surrounding coordinate point group data are compressed, but the coordinate point group data is not limited to the one indicating the shape of the road. For example, it is only necessary that the shape can be expressed by coordinate point group data, such as a building.
また上記実施形態では、主成分分析を用いた手法の一つを採用して法線ベクトルを算出するものを示したが、メッシュを用いるようにしてもよい。メッシュを用いた手法では、対象点を含むような複数のメッシュについて、それらのメッシュの法線を平均したベクトルを対象点の法線ベクトルとみなす。 In the above embodiment, one of the methods using principal component analysis is employed to calculate the normal vector. However, a mesh may be used. In the technique using a mesh, a vector obtained by averaging the normal lines of a plurality of meshes including a target point is regarded as a normal vector of the target point.
また上記実施形態では、対象道路特定情報により特定される対象道路の座標点群データからエッジを抽出するものを示したが、使用者に対象道路を選択させる処理を行うことなく、データ記憶部１３に記憶されている全ての座標点群データからエッジを抽出するようにしてもよい。 In the above embodiment, an example is shown in which an edge is extracted from the coordinate point cloud data of the target road specified by the target road specifying information. However, the data storage unit 13 does not perform the process of causing the user to select the target road. Alternatively, an edge may be extracted from all coordinate point group data stored in.
また上記実施形態では、表面において輝度の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を、輝度エッジとして抽出するものを示した。しかし、輝度の代わりに色調の変化が大きい箇所の付近に位置する座標点を、色調エッジとして抽出するようにしてもよい。本実施形態の色調とは、色相、明度および彩度の３つの属性で表されるものである。色調エッジとは、座標点群が構成する物体の表面において色調の変化が大きい箇所である。具体的には、特徴量ＦＡ３の代わりに、エッジ判定領域Ｒｅ１〜Ｒｅ８に含まれる近傍点の色調を示すように予め設定された特徴量を算出するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, what extracted the coordinate point located in the vicinity of the location with a large brightness | luminance change on the surface was shown as a brightness | luminance edge. However, coordinate points located in the vicinity of a portion where the change in color tone is large instead of the luminance may be extracted as the color tone edge. The color tone of the present embodiment is represented by three attributes of hue, lightness, and saturation. A color tone edge is a portion where a change in color tone is large on the surface of an object formed by a group of coordinate points. Specifically, instead of the feature value FA3, a feature value set in advance so as to indicate the color tone of the neighboring points included in the edge determination areas Re1 to Re8 may be calculated.
また上記実施形態では、疑似乱数を用いて、形状エッジまたは輝度エッジに登録された座標点を優先的に残すものを示した。しかし、形状エッジまたは輝度エッジに登録された座標点を全て残し、形状エッジまたは輝度エッジに登録されなかった座標点を全て除外するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, what showed preferentially leaving the coordinate point registered into the shape edge or the brightness | luminance edge using pseudorandom numbers was shown. However, all coordinate points registered in the shape edge or luminance edge may be left, and all coordinate points not registered in the shape edge or luminance edge may be excluded.
上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 The functions of one component in each of the above embodiments may be shared by a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be exhibited by one component. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of said each embodiment as long as a subject can be solved. In addition, at least a part of the configuration of each of the above embodiments may be added to or replaced with the configuration of the other above embodiments. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.
なお、本開示は、前述したデータ圧縮装置、データ圧縮方法、データ圧縮装置としてコンピュータを機能させるためのデータ圧縮プログラム、そのデータ圧縮プログラムを記録した記録媒体、等の種々の形態で実現することができる。 The present disclosure can be realized in various forms such as the above-described data compression apparatus, data compression method, data compression program for causing a computer to function as the data compression apparatus, and a recording medium on which the data compression program is recorded. it can.
１…データ圧縮装置、１３…データ記憶部、１５…制御部、２０…データ圧縮プログラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Data compression apparatus, 13 ... Data storage part, 15 ... Control part, 20 ... Data compression program
Claims (7)
前記座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも１つの対象物における表面の三次元形状を示し、
前記座標点群の中から、前記表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する前記座標点を、前記変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジ抽出部により抽出された前記座標点よりも、前記エッジ抽出部により抽出されなかった前記座標点の方を多く除外することにより前記座標点群のデータを圧縮する除外部と
を備え、
前記エッジ抽出部は、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記座標点群の中から１つの前記座標点を対象点として順次選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記対象点のそれぞれについて、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも１つの前記座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する領域設定部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルと、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点の前記法線ベクトルとが成す角度である法線ベクトル角度を算出する角度算出部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点のうち前記法線ベクトル角度が予め設定された判定角度以下となる前記座標点の数である判定用点数が少ないことを示す予め設定された点数判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記点数判断条件が成立しているか否かを判断する点数判断部とを備え、
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記点数判断条件が成立していると前記点数判断部が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出し、
前記エッジ抽出部は、更に、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点および前記座標点の重心を算出する重心算出部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記重心算出部により算出された前記重心と前記対象点との距離である重心距離が大きいことを示す予め設定された距離判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記距離判断条件が成立しているか否かを判断する距離判断部とを備え、
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記距離判断条件が成立していると前記距離判断部が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽
出するデータ圧縮装置。 A data compression apparatus for compressing coordinate point group data,
The coordinate point group indicates a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates,
Preset edge extraction indicating that the change is large from the coordinate point group, the coordinate point located in the vicinity of an edge that is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface An edge extraction unit that extracts based on conditions;
An excluding unit that compresses the data of the coordinate point group by excluding more of the coordinate points not extracted by the edge extracting unit than the coordinate points extracted by the edge extracting unit;
With
The edge extraction unit
A normal vector calculation unit for calculating a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of the plurality of coordinate points constituting the coordinate point group;
A selection unit that sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group;
Region setting for setting an edge extraction region set in advance to include the target point and at least one coordinate point located in the vicinity of the target point for each of the target points selected by the selection unit And
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the coordinate point included in the edge extraction region are An angle calculation unit that calculates a normal vector angle that is an angle formed;
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the number of the coordinate points in which the normal vector angle is equal to or less than a predetermined determination angle among the coordinate points included in the edge extraction region. A score determination unit that determines whether or not the score determination condition is satisfied, with a predetermined score determination condition indicating that the determination score is small as the edge extraction condition;
The edge extraction unit is included in the edge extraction region when the score determination unit determines that the score determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. Extract the target point as the coordinate point located near the edge,
The edge extraction unit further includes:
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a centroid calculation unit that calculates the centroid of the target point and the coordinate point included in the edge extraction region;
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a predetermined distance determination condition indicating that a centroid distance that is a distance between the centroid calculated by the centroid calculation unit and the target point is large. A distance determination unit that determines whether the distance determination condition is satisfied as the edge extraction condition;
The edge extraction unit is included in the edge extraction region when the distance determination unit determines that the distance determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. A data compression apparatus for extracting a target point as the coordinate point located in the vicinity of the edge.
前記座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも１つの対象物における表面の三次元形状を示し、
前記座標点群の中から、前記表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する前記座標点を、前記変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジ抽出部により抽出された前記座標点よりも、前記エッジ抽出部により抽出されなかった前記座標点の方を多く除外することにより前記座標点群のデータを圧縮する除外部と
を備え、
前記エッジ抽出部は、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記座標点群の中から１つの前記座標点を対象点として順次選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記対象点のそれぞれについて、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも１つの前記座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する領域設定部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルと、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点の前記法線ベクトルとが成す角度である法線ベクトル角度を算出する角度算出部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点のうち前記法線ベクトル角度が予め設定された判定角度以下となる前記座標点の数である判定用点数が少ないことを示す予め設定された点数判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記点数判断条件が成立しているか否かを判断する点数判断部とを備え、
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記点数判断条件が成立していると前記点数判断部が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出し、
前記エッジ抽出部は、更に、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点を、前記対象点の法線ベクトルに直交する平面である射影面に射影する射影部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記射影面上において、輝度または色調の変化が大きい箇所が存在することを示す予め設定された輝度色調判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記輝度色調判断条件が成立しているか否かを判断する輝度色調判断部とを備え、
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記輝度色調判断条件が成立していると前記輝度色調判断部が判断した場合に、前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出するデータ圧縮装置。 A data compression apparatus for compressing coordinate point group data,
The coordinate point group indicates a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates,
Preset edge extraction indicating that the change is large from the coordinate point group, the coordinate point located in the vicinity of an edge that is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface An edge extraction unit that extracts based on conditions;
An excluding unit that compresses the data of the coordinate point group by excluding more of the coordinate points not extracted by the edge extracting unit than the coordinate points extracted by the edge extracting unit;
With
The edge extraction unit
A normal vector calculation unit for calculating a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of the plurality of coordinate points constituting the coordinate point group;
A selection unit that sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group;
Region setting for setting an edge extraction region set in advance to include the target point and at least one coordinate point located in the vicinity of the target point for each of the target points selected by the selection unit And
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the coordinate point included in the edge extraction region are An angle calculation unit that calculates a normal vector angle that is an angle formed;
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the number of the coordinate points in which the normal vector angle is equal to or less than a predetermined determination angle among the coordinate points included in the edge extraction region. A score determination unit that determines whether or not the score determination condition is satisfied, with a predetermined score determination condition indicating that the determination score is small as the edge extraction condition;
The edge extraction unit is included in the edge extraction region when the score determination unit determines that the score determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. Extract the target point as the coordinate point located near the edge,
The edge extraction unit further includes:
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a projection unit that projects the coordinate points included in the edge extraction region onto a projection plane that is a plane orthogonal to the normal vector of the target point;
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a predetermined luminance / tone determination condition indicating that there is a portion having a large change in luminance or tone on the projection plane is used as the edge extraction condition. A luminance color tone determination unit that determines whether or not the luminance color tone determination condition is satisfied,
The edge extraction unit, when the luminance color tone determination unit determines that the luminance color tone determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit, A data compression device that extracts the coordinate points located in the vicinity of an edge.
前記輝度色調判断部は、
前記射影面上に射影された前記エッジ抽出領域を複数のエッジ判定領域に分割する分割部と、
前記複数のエッジ判定領域のそれぞれについて、前記エッジ判定領域に含まれる前記座標点の輝度または色調を示すように予め設定された輝度色調特徴量を算出する特徴量算出部とを備え、
前記輝度色調判断部は、前記輝度色調特徴量が予め設定された輝度色調判定値以上である前記エッジ判定領域が１つ以上あり、且つ、前記輝度色調特徴量が前記輝度色調判定値未満である前記エッジ判定領域が１つ以上あることを前記輝度色調判断条件とするデータ圧縮装置。 The data compression device according to claim 2 , wherein
The luminance tone judgment unit
A dividing unit that divides the edge extraction region projected onto the projection plane into a plurality of edge determination regions;
For each of the plurality of edge determination regions, a feature amount calculation unit that calculates a luminance tone characteristic amount set in advance so as to indicate the luminance or color tone of the coordinate point included in the edge determination region,
The luminance color tone determination unit includes one or more edge determination regions in which the luminance color tone feature amount is equal to or greater than a predetermined luminance color tone determination value, and the luminance color tone feature amount is less than the luminance color tone determination value. A data compression apparatus using the luminance tone judgment condition that there is one or more edge judgment areas.
前記座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも１つの対象物における表面の三次元形状を示し、
前記座標点群の中から、前記表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する前記座標点を、前記変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出するエッジ抽出手順と、
前記エッジ抽出手順により抽出された前記座標点よりも、前記エッジ抽出手順により抽出されなかった前記座標点の方を多く除外することにより前記座標点群のデータを圧縮する除外手順と
を備え、
前記エッジ抽出手順は、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出手順と、
前記座標点群の中から１つの前記座標点を対象点として順次選択する選択手順と、
前記選択手順により選択された前記対象点のそれぞれについて、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも１つの前記座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する領域設定手順と、
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルと、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点の前記法線ベクトルとが成す角度である法線ベクトル角度を算出する角度算出手順と、
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点のうち前記法線ベクトル角度が予め設定された判定角度以下となる前記座標点の数である判定用点数が少ないことを示す予め設定された点数判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記点数判断条件が成立しているか否かを判断する点数判断手順とを備え、
前記エッジ抽出手順は、前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記点数判断条件が成立していると前記点数判断手順が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出し、
前記エッジ抽出手順は、更に、
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点および前記座標点の重心を算出する重心算出手順と、
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記重心算出部により算出された前記重心と前記対象点との距離である重心距離が大きいことを示す予め設定された距離判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記距離判断条件が成立しているか否かを判断する距離判断手順とを備え、
前記エッジ抽出手順は、前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記距離判断条件が成立していると前記距離判断手順が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出するデータ圧縮方法。 A data compression method for compressing coordinate point cloud data,
The coordinate point group indicates a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates,
Preset edge extraction indicating that the change is large from the coordinate point group, the coordinate point located in the vicinity of an edge that is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface Edge extraction procedure to extract based on conditions,
An exclusion procedure for compressing the data of the coordinate point group by excluding more of the coordinate points not extracted by the edge extraction procedure than the coordinate points extracted by the edge extraction procedure ,
The edge extraction procedure includes:
A normal vector calculation procedure for calculating a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of the plurality of coordinate points constituting the coordinate point group;
A selection procedure for sequentially selecting one of the coordinate points as a target point from the coordinate point group;
Region setting for setting an edge extraction region set in advance so as to include the target point and at least one coordinate point located in the vicinity of the target point for each of the target points selected by the selection procedure Procedure and
For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the coordinate point included in the edge extraction region are An angle calculation procedure for calculating a normal vector angle which is an angle formed;
For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, the number of the coordinate points at which the normal vector angle is equal to or less than a predetermined determination angle among the coordinate points included in the edge extraction region. A score determination procedure for determining whether or not the score determination condition is satisfied, with a predetermined score determination condition indicating that the determination score is small as the edge extraction condition;
The edge extraction procedure is included in the edge extraction region when the score determination procedure determines that the score determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting procedure. Extract the target point as the coordinate point located near the edge,
The edge extraction procedure further includes:
For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, a centroid calculation procedure for calculating a centroid of the target point and the coordinate point included in the edge extraction region;
For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, a predetermined distance determination condition indicating that a centroid distance, which is a distance between the centroid calculated by the centroid calculation unit and the target point, is large. A distance determination procedure for determining whether the distance determination condition is satisfied as the edge extraction condition;
The edge extraction procedure is included in the edge extraction region when the distance determination procedure determines that the distance determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting procedure. A data compression method for extracting a target point as the coordinate point located in the vicinity of the edge .
前記座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも１つの対象物における表面の三次元形状を示し、The coordinate point group indicates a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates,
前記座標点群の中から、前記表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する前記座標点を、前記変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出するエッジ抽出手順と、Preset edge extraction indicating that the change is large from the coordinate point group, the coordinate point located in the vicinity of an edge that is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface Edge extraction procedure to extract based on conditions,
前記エッジ抽出手順により抽出された前記座標点よりも、前記エッジ抽出手順により抽出されなかった前記座標点の方を多く除外することにより前記座標点群のデータを圧縮する除外手順とAn exclusion procedure for compressing the data of the coordinate point group by excluding more of the coordinate points not extracted by the edge extraction procedure than the coordinate points extracted by the edge extraction procedure;
を備え、With
前記エッジ抽出手順は、The edge extraction procedure includes:
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出手順と、A normal vector calculation procedure for calculating a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of the plurality of coordinate points constituting the coordinate point group;
前記座標点群の中から１つの前記座標点を対象点として順次選択する選択手順と、A selection procedure for sequentially selecting one of the coordinate points as a target point from the coordinate point group;
前記選択手順により選択された前記対象点のそれぞれについて、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも１つの前記座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する領域設定手順と、Region setting for setting an edge extraction region set in advance so as to include the target point and at least one coordinate point located in the vicinity of the target point for each of the target points selected by the selection procedure Procedure and
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルと、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点の前記法線ベクトルとが成す角度である法線ベクトル角度を算出する角度算出手順と、For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the coordinate point included in the edge extraction region are An angle calculation procedure for calculating a normal vector angle which is an angle formed;
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点のうち前記法線ベクトル角度が予め設定された判定角度以下となる前記座標点の数である判定用点数が少ないことを示す予め設定された点数判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記点数判断条件が成立しているか否かを判断する点数判断手順とを備え、For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, the number of the coordinate points at which the normal vector angle is equal to or less than a predetermined determination angle among the coordinate points included in the edge extraction region. A score determination procedure for determining whether or not the score determination condition is satisfied, with a predetermined score determination condition indicating that the determination score is small as the edge extraction condition;
前記エッジ抽出手順は、前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記点数判断条件が成立していると前記点数判断手順が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出し、The edge extraction procedure is included in the edge extraction region when the score determination procedure determines that the score determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting procedure. Extract the target point as the coordinate point located near the edge,
前記エッジ抽出手順は、更に、The edge extraction procedure further includes:
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点を、前記対象点の法線ベクトルに直交する平面である射影面に射影する射影手順と、For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, a projection procedure for projecting the coordinate points included in the edge extraction region onto a projection plane that is a plane orthogonal to the normal vector of the target point;
前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記射影面上において、輝度または色調の変化が大きい箇所が存在することを示す予め設定された輝度色調判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記輝度色調判断条件が成立しているか否かを判断する輝度色調判断手順とを備え、For each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, a predetermined luminance / tone judgment condition indicating that there is a portion having a large change in luminance or tone on the projection plane is used as the edge extraction condition. A luminance color tone determination procedure for determining whether or not the luminance color tone determination condition is satisfied,
前記エッジ抽出手順は、前記領域設定手順により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記輝度色調判断条件が成立していると前記輝度色調判断手順が判断した場合に、前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出するデータ圧縮方法。In the edge extraction procedure, for each of the edge extraction regions set by the region setting procedure, when the luminance color tone determination procedure determines that the luminance color tone determination condition is satisfied, A data compression method for extracting as the coordinate points located in the vicinity of an edge.
前記座標点群の中から、前記表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する前記座標点を、前記変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出するエッジ抽出部、及び、
前記エッジ抽出部により抽出された前記座標点よりも、前記エッジ抽出部により抽出されなかった前記座標点の方を多く除外することにより前記座標点群のデータを圧縮する除外部
として機能させるためのデータ圧縮プログラムであって、
前記エッジ抽出部は、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記座標点群の中から１つの前記座標点を対象点として順次選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記対象点のそれぞれについて、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも１つの前記座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する領域設定部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルと、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点の前記法線ベクトルとが成す角度である法線ベクトル角度を算出する角度算出部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点のうち前記法線ベクトル角度が予め設定された判定角度以下となる前記座標点の数である判定用点数が少ないことを示す予め設定された点数判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記点数判断条件が成立しているか否かを判断する点数判断部とを備え、
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記点数判断条件が成立していると前記点数判断部が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出し、
前記エッジ抽出部は、更に、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点および前記座標点の重心を算出する重心算出部と、
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記重心算出部により算出された前記重心と前記対象点との距離である重心距離が大きいことを示す予め設定された距離判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記距離判断条件が成立しているか否かを判断する距離判断部とを備え、
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記距離判断条件が成立していると前記距離判断部が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽
出するデータ圧縮プログラム。 In order to compress data of a group of coordinate points indicating a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates,
Preset edge extraction indicating that the change is large from the coordinate point group, the coordinate point located in the vicinity of an edge that is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface An edge extractor for extracting based on conditions, and
For functioning as an excluding unit that compresses the data of the coordinate point group by excluding more of the coordinate points not extracted by the edge extracting unit than the coordinate points extracted by the edge extracting unit A data compression program ,
The edge extraction unit
A normal vector calculation unit for calculating a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of the plurality of coordinate points constituting the coordinate point group;
A selection unit that sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group;
Region setting for setting an edge extraction region set in advance to include the target point and at least one coordinate point located in the vicinity of the target point for each of the target points selected by the selection unit And
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the coordinate point included in the edge extraction region are An angle calculation unit that calculates a normal vector angle that is an angle formed;
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the number of the coordinate points in which the normal vector angle is equal to or less than a predetermined determination angle among the coordinate points included in the edge extraction region. A score determination unit that determines whether or not the score determination condition is satisfied, with a predetermined score determination condition indicating that the determination score is small as the edge extraction condition;
The edge extraction unit is included in the edge extraction region when the score determination unit determines that the score determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. Extract the target point as the coordinate point located near the edge,
The edge extraction unit further includes:
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a centroid calculation unit that calculates the centroid of the target point and the coordinate point included in the edge extraction region;
For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a predetermined distance determination condition indicating that a centroid distance that is a distance between the centroid calculated by the centroid calculation unit and the target point is large. A distance determination unit that determines whether the distance determination condition is satisfied as the edge extraction condition;
The edge extraction unit is included in the edge extraction region when the distance determination unit determines that the distance determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. The target point is extracted as the coordinate point located near the edge.
Data compression program to be issued.
前記座標点群の中から、前記表面において形状、輝度および色調の少なくとも１つの変化が大きい箇所であるエッジの付近に位置する前記座標点を、前記変化が大きいことを示す予め設定されたエッジ抽出条件に基づいて抽出するエッジ抽出部、及び、Preset edge extraction indicating that the change is large from the coordinate point group, the coordinate point located in the vicinity of an edge that is a place where at least one change in shape, luminance, and color tone is large on the surface An edge extractor for extracting based on conditions, and
前記エッジ抽出部により抽出された前記座標点よりも、前記エッジ抽出部により抽出されなかった前記座標点の方を多く除外することにより前記座標点群のデータを圧縮する除外部Exclusion unit that compresses the data of the coordinate point group by excluding more of the coordinate points not extracted by the edge extraction unit than the coordinate points extracted by the edge extraction unit
として機能させるためのデータ圧縮プログラムであって、A data compression program for functioning as
前記エッジ抽出部は、The edge extraction unit
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、A normal vector calculation unit for calculating a normal vector of the surface at the position of the coordinate point for each of the plurality of coordinate points constituting the coordinate point group;
前記座標点群の中から１つの前記座標点を対象点として順次選択する選択部と、A selection unit that sequentially selects one coordinate point as a target point from the coordinate point group;
前記選択部により選択された前記対象点のそれぞれについて、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも１つの前記座標点とを含むように予め設定されたエッジ抽出領域を設定する領域設定部と、Region setting for setting an edge extraction region set in advance to include the target point and at least one coordinate point located in the vicinity of the target point for each of the target points selected by the selection unit And
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルと、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点の前記法線ベクトルとが成す角度である法線ベクトル角度を算出する角度算出部と、For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the normal vector of the target point included in the edge extraction region and the normal vector of the coordinate point included in the edge extraction region are An angle calculation unit that calculates a normal vector angle that is an angle formed;
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点のうち前記法線ベクトル角度が予め設定された判定角度以下となる前記座標点の数である判定用点数が少ないことを示す予め設定された点数判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記点数判断条件が成立しているか否かを判断する点数判断部とを備え、For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, the number of the coordinate points in which the normal vector angle is equal to or less than a predetermined determination angle among the coordinate points included in the edge extraction region. A score determination unit that determines whether or not the score determination condition is satisfied, with a predetermined score determination condition indicating that the determination score is small as the edge extraction condition;
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記点数判断条件が成立していると前記点数判断部が判断した場合に、前記エッジ抽出領域に含まれる前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出し、The edge extraction unit is included in the edge extraction region when the score determination unit determines that the score determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit. Extract the target point as the coordinate point located near the edge,
前記エッジ抽出部は、更に、The edge extraction unit further includes:
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記エッジ抽出領域に含まれる前記座標点を、前記対象点の法線ベクトルに直交する平面である射影面に射影する射影部と、For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a projection unit that projects the coordinate points included in the edge extraction region onto a projection plane that is a plane orthogonal to the normal vector of the target point;
前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記射影面上において、輝度または色調の変化が大きい箇所が存在することを示す予め設定された輝度色調判断条件を前記エッジ抽出条件として、前記輝度色調判断条件が成立しているか否かを判断する輝度色調判断部とを備え、For each of the edge extraction regions set by the region setting unit, a predetermined luminance / tone determination condition indicating that there is a portion having a large change in luminance or tone on the projection plane is used as the edge extraction condition. A luminance color tone determination unit that determines whether or not the luminance color tone determination condition is satisfied,
前記エッジ抽出部は、前記領域設定部により設定された前記エッジ抽出領域のそれぞれについて、前記輝度色調判断条件が成立していると前記輝度色調判断部が判断した場合に、前記対象点を、前記エッジの付近に位置する前記座標点として抽出するデータ圧縮プログラム。The edge extraction unit, when the luminance color tone determination unit determines that the luminance color tone determination condition is satisfied for each of the edge extraction regions set by the region setting unit, A data compression program that is extracted as the coordinate point located near the edge.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016044422A JP6207647B2 (en) | 2016-03-08 | 2016-03-08 | Data compression apparatus, data compression method, and data compression program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016044422A JP6207647B2 (en) | 2016-03-08 | 2016-03-08 | Data compression apparatus, data compression method, and data compression program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017163256A JP2017163256A (en) | 2017-09-14 |
| JP6207647B2 true JP6207647B2 (en) | 2017-10-04 |
Family
ID=59857156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016044422A Active JP6207647B2 (en) | 2016-03-08 | 2016-03-08 | Data compression apparatus, data compression method, and data compression program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6207647B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7162795B2 (en) * | 2020-06-09 | 2022-10-31 | プレティア・テクノロジーズ株式会社 | Video processing system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3075023B2 (en) * | 1993-07-23 | 2000-08-07 | 松下電器産業株式会社 | 3D shape data processing method |
| JP3341549B2 (en) * | 1995-11-14 | 2002-11-05 | ミノルタ株式会社 | 3D shape data processing device |
| JP2001145124A (en) * | 1999-11-11 | 2001-05-25 | Asahi Optical Co Ltd | Three-dimensional image detecting device |
| JP6352208B2 (en) * | 2015-03-12 | 2018-07-04 | セコム株式会社 | 3D model processing apparatus and camera calibration system |
-
2016
- 2016-03-08 JP JP2016044422A patent/JP6207647B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017163256A (en) | 2017-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108319655B (en) | Method and device for generating grid map | |
| US10891500B2 (en) | Method and apparatus for acquiring traffic sign information | |
| CN108520536B (en) | Disparity map generation method and device and terminal | |
| JP4752918B2 (en) | Image processing apparatus, image collation method, and program | |
| US11010912B2 (en) | Method of merging point clouds that identifies and retains preferred points | |
| JP5258859B2 (en) | Runway estimation apparatus and program | |
| WO2018119606A1 (en) | Method and apparatus for representing a map element and method and apparatus for locating vehicle/robot | |
| JP6179639B2 (en) | Road boundary detection method and detection apparatus | |
| WO2021052283A1 (en) | Method for processing three-dimensional point cloud data and computing device | |
| JP6156400B2 (en) | Traveling road surface detection device and traveling road surface detection method | |
| EP3324359B1 (en) | Image processing device and image processing method | |
| JP6817742B2 (en) | Information processing device and its control method | |
| WO2022133770A1 (en) | Method for generating point cloud normal vector, apparatus, computer device, and storage medium | |
| US10902674B2 (en) | Creating a geometric mesh from depth data using an index indentifying unique vectors | |
| JP2013185905A (en) | Information processing apparatus, method, and program | |
| JP2015184054A (en) | Identification device, method, and program | |
| JP6207647B2 (en) | Data compression apparatus, data compression method, and data compression program | |
| KR101474521B1 (en) | Method and apparatus for building image database | |
| JP6571492B2 (en) | Corresponding point search method and distance measuring device | |
| US20230162442A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium | |
| JP2013164643A (en) | Image recognition device, image recognition method, and image recognition program | |
| US11856284B2 (en) | Method of controlling a portable device and a portable device | |
| US11222216B2 (en) | Crosswalk detection device, method and program | |
| CN113592976A (en) | Map data processing method and device, household appliance and readable storage medium | |
| JP6344903B2 (en) | Image processing apparatus, control method therefor, imaging apparatus, and program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170719 |
|
| 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: 20170822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170905 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6207647 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |