JP6383399B2 - Part shape measuring instrument, and part shape measuring apparatus and method - Google Patents

Part shape measuring instrument, and part shape measuring apparatus and method Download PDF

Info

Publication number
JP6383399B2
JP6383399B2 JP2016251109A JP2016251109A JP6383399B2 JP 6383399 B2 JP6383399 B2 JP 6383399B2 JP 2016251109 A JP2016251109 A JP 2016251109A JP 2016251109 A JP2016251109 A JP 2016251109A JP 6383399 B2 JP6383399 B2 JP 6383399B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
unit
measurement
shape measuring
marks
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
Application number
JP2016251109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017120262A (en
Inventor
清水 敏雄
敏雄 清水
亮佑 清水
亮佑 清水
樹里 池谷
樹里 池谷
Original Assignee
株式会社デジタルハンズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デジタルハンズ filed Critical 株式会社デジタルハンズ
Publication of JP2017120262A publication Critical patent/JP2017120262A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6383399B2 publication Critical patent/JP6383399B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、人間の頭部等の部位の形状を測定するために用いられる部位形状測定器具に関する。さらに、本発明は、そのような部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置及び部位形状測定方法等に関する。   The present invention relates to a part shape measuring instrument used for measuring the shape of a part such as a human head. Furthermore, the present invention relates to a part shape measuring apparatus and a part shape measuring method for measuring a part shape using such a part shape measuring instrument.

例えば、人間の頭部に装着する「かつら」をオーダーメイドで作製する際に、頭部の形状を測定することが行われている。そのために、例えば、複数のカメラを被測定者の周囲に配置して、それらのカメラによって被測定者の頭部を撮影し、取得された頭部のパターン画像に基づいて、頭部の三次元形状を算出する装置が提案されている。   For example, when a “wig” to be worn on a human head is made to order, the shape of the head is measured. For this purpose, for example, a plurality of cameras are arranged around the person to be measured, the head of the person to be measured is photographed by these cameras, and the three-dimensional head is based on the acquired pattern image of the head. An apparatus for calculating a shape has been proposed.

関連する技術として、特許文献1には、被測定者に圧迫感や威圧感を与えることなく頭部の形状を測定することが可能であり、頭部の位置決めの簡易化や撮影時間の短縮化を実現できる頭部形状測定装置が開示されている。この頭部形状測定装置は、頭部を撮影して画像データを出力する複数の撮像手段と、画像データに基づいて頭部の三次元形状を算出する画像処理手段とを備え、それらの撮像手段が、頭部の上方に位置する被配置部材に取り付けられ、この取り付けられた位置を固定位置として頭部を撮影する。   As a related technique, Patent Document 1 discloses that it is possible to measure the shape of the head without giving a sense of pressure or intimidation to the measurement subject, simplifying the positioning of the head, and shortening the photographing time. Is disclosed. The head shape measuring device includes a plurality of imaging means for photographing the head and outputting image data, and an image processing means for calculating a three-dimensional shape of the head based on the image data. Is attached to a placement member positioned above the head, and the head is photographed with the attached position as a fixed position.

特開2014−178173号公報(段落0017−0018、図1)JP 2014-178173 A (paragraphs 0017-0018, FIG. 1)

特許文献1の頭部形状測定装置においては、図1に示されているように、複数の撮像手段が取り付けられた被配置部材を頭部の上方に設置する必要があるので、頭部形状測定装置が大型になり、被測定者の家庭を訪問して被測定者の頭部の形状を測定するような用途には使用できない。   In the head shape measuring apparatus of Patent Document 1, as shown in FIG. 1, it is necessary to install a placement member to which a plurality of imaging means are attached above the head. The apparatus becomes large and cannot be used for applications such as visiting the measurement subject's home and measuring the shape of the measurement subject's head.

一方、ステレオ写真測量によって頭部の形状を測定することも行われているが、従来のステレオ写真測量においては、特徴点として多数の反射マーカー等を設置する必要があるので非効率的である。また、長さや間隔等の距離を測定する場合には、スケールバーを設置する必要もある。さらに、従来の画像処理はノンパラメトリックであるので、複数の異なる角度で頭部を撮像して得られる複数の画像間における特徴点の対応付けが困難であるという問題がある。   On the other hand, the shape of the head is also measured by stereo photogrammetry, but conventional stereo photogrammetry is inefficient because it is necessary to install a large number of reflection markers as feature points. Moreover, when measuring distances, such as length and a space | interval, it is necessary to install a scale bar. Furthermore, since conventional image processing is non-parametric, there is a problem that it is difficult to associate feature points between a plurality of images obtained by imaging the head at a plurality of different angles.

また、オーダーメイドの「かつら」の場合には、実際に使用する際の頭部の形状に合わせて作製することが、フィット感向上のために望ましい。一般的には、被測定者の頭部の形状を測定する際に、被測定者がナイロン製等のキャップを頭部に被ることになるが、従来の測定装置によれば、髪の毛の膨らみによって頭部の形状を正確に測定できない場合もある。   Further, in the case of a custom-made “wig”, it is desirable to make it according to the shape of the head when actually used in order to improve the fit. Generally, when measuring the shape of the head of the person being measured, the person to be measured wears a cap made of nylon or the like on the head, but according to the conventional measuring apparatus, In some cases, the shape of the head cannot be measured accurately.

そこで、上記の点に鑑み、本発明の第1の目的は、持ち運び可能な小型の部位形状測定装置によって部位の形状を効率的かつ正確に測定することを可能にする部位形状測定器具を提供することである。また、本発明の第2の目的は、そのような部位形状測定器具を用いて部位の形状を効率的かつ正確に測定する部位形状測定装置及び部位形状測定方法等を提供することである。   Therefore, in view of the above points, a first object of the present invention is to provide a part shape measuring instrument that makes it possible to efficiently and accurately measure the shape of a part with a portable portable part shape measuring device. That is. A second object of the present invention is to provide a part shape measuring apparatus, a part shape measuring method, and the like that efficiently and accurately measure the shape of a part using such a part shape measuring instrument.

以上の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第1の観点に係る部位形状測定器具は、開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部とを備える。   In order to solve at least a part of the above problems, a part shape measuring instrument according to a first aspect of the present invention includes a substrate having an opening and a plurality of reference marks provided on a main surface, and a substrate in a plan view. And a net-shaped measuring unit having a lattice shape.

また、本発明の第1の観点に係る部位形状測定装置は、開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置であって、部位形状測定器具が装着された部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像の各々を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、基板の複数の基準マークの位置に基づいてネット状測定部の複数の格子点を特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める特徴点抽出部と、複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、ネット状測定部の複数の格子点の3次元座標を計算し、ネット状測定部の複数の格子点の間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成する3次元座標計算部とを備える。   In addition, the part shape measuring apparatus according to the first aspect of the present invention has an opening, a substrate on which a plurality of reference marks are provided on the main surface, and a lattice shape arranged in the opening of the substrate in plan view. An apparatus for measuring a shape of a part using a part shape measuring instrument including a net-shaped measuring part having an imaging unit that images a part to which the part shape measuring instrument is attached and generates image data; By applying image processing to image data representing each of a plurality of images obtained by imaging a part at a plurality of different angles, a plurality of reference marks on the substrate are extracted as feature points from each image, and a plurality of substrate A plurality of grid points of the net-like measuring unit based on the position of the reference mark, and a feature point extracting unit for obtaining coordinates of the plurality of feature points, and coordinates of the plurality of feature points in the plurality of images. Based on net measurement 3D coordinates calculation for calculating 3D coordinates of a plurality of grid points and interpolating points between the grid points of the net-like measurement unit to generate 3D image data representing the shape of the measured part A part.

さらに、本発明の第1の観点に係る部位形状測定方法は、開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定方法であって、部位形状測定器具が装着された部位を複数の異なる角度で撮像して複数の画像を表す画像データを生成すると共に、各々の画像を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、基板の複数の基準マークの位置に基づいてネット状測定部の複数の格子点を特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求めるステップ(a)と、複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、ネット状測定部の複数の格子点の3次元座標を計算するステップ(b)と、ネット状測定部の複数の格子点の間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成するステップ(c)とを備える。   Furthermore, the part shape measuring method according to the first aspect of the present invention includes a substrate having an opening, a plurality of reference marks provided on the main surface, and disposed in the opening of the substrate in a plan view. A part shape measuring method for measuring a part shape using a part shape measuring instrument including a net-shaped measuring unit having a plurality of images obtained by imaging a part to which a part shape measuring instrument is attached at a plurality of different angles. In addition, image data representing each image is generated and image processing is performed on the image data representing each image, whereby a plurality of reference marks on the substrate are extracted as feature points from each image, and the positions of the plurality of reference marks on the substrate are extracted. Based on the step (a) of extracting a plurality of grid points of the net-like measurement unit as feature points and obtaining the coordinates of the plurality of feature points, and net-like measurement based on the coordinates of the plurality of feature points in the plurality of images Multiple parts A step (b) of calculating the three-dimensional coordinates of the child points, and a step of interpolating points between a plurality of lattice points of the net-like measuring unit to generate three-dimensional image data representing the shape of the measured part ( c).

そして、本発明の第2の観点に係る部位形状測定器具は、開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部と、基板の開口の周辺部とキャップ状測定部の外周部との間に接続可能な環状の中間材と、キャップ状測定部を中間材に着脱可能とし、又は、中間材を基板に着脱可能とする複数の留め具とを備える。   And the site | part shape measuring instrument which concerns on the 2nd viewpoint of this invention has an opening, the board | substrate with which the several reference mark was provided in the main surface, the cap-shaped measurement part with which the several measurement mark was provided, An annular intermediate material connectable between the peripheral portion of the opening of the substrate and the outer peripheral portion of the cap-shaped measuring portion and the cap-shaped measuring portion can be attached to and detached from the intermediate material, or the intermediate material can be attached to and detached from the substrate. A plurality of fasteners.

また、本発明の第2の観点に係る部位形状測定装置は、開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で基板の開口内に配置され、複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置であって、部位形状測定器具が装着された部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像の各々を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、基板の複数の基準マークの位置に基づいてキャップ状測定部の複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める特徴点抽出部と、複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算し、キャップ状測定部の複数の測定マークの間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成する3次元座標計算部とを備える。   In addition, the part shape measuring apparatus according to the second aspect of the present invention includes a substrate having an opening and a plurality of reference marks provided on the main surface, and disposed in the opening of the substrate in plan view. A part shape measuring device for measuring the shape of a part using a part shape measuring instrument including a cap-shaped measuring unit provided with a mark, and generating image data by imaging the part to which the part shape measuring instrument is attached And image processing representing image data representing each of a plurality of images obtained by imaging a part at a plurality of different angles, thereby extracting a plurality of reference marks on the substrate as feature points from each image A feature point extraction unit that extracts a plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit as feature points based on positions of a plurality of reference marks on the substrate and obtains coordinates of the plurality of feature points; and a plurality of features in the plurality of images Based on point coordinates And calculating three-dimensional coordinates of a plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit, interpolating points between the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit, and obtaining three-dimensional image data representing the shape of the measured part A three-dimensional coordinate calculation unit to be generated.

さらに、本発明の第2の観点に係る部位形状測定方法は、開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で基板の開口内に配置され、複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定方法であって、部位形状測定器具が装着された部位を複数の異なる角度で撮像して複数の画像を表す画像データを生成すると共に、各々の画像を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、基板の複数の基準マークの位置に基づいてキャップ状測定部の複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求めるステップ(a)と、複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算するステップ(b)と、キャップ状測定部の複数の測定マークの間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成するステップ(c)とを備える。   Furthermore, the part shape measuring method according to the second aspect of the present invention includes a substrate having an opening and a plurality of reference marks provided on the main surface, and disposed in the opening of the substrate in a plan view. A site shape measuring method for measuring the shape of a site using a site shape measuring instrument including a cap-shaped measuring unit provided with a mark, wherein the site where the site shape measuring instrument is mounted is imaged at a plurality of different angles. And generating image data representing a plurality of images, and performing image processing on the image data representing each image, thereby extracting a plurality of reference marks on the substrate as feature points from each image, and a plurality of reference points on the substrate. A step (a) of extracting a plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit as feature points based on the positions of the marks and obtaining coordinates of the plurality of feature points, and based on the coordinates of the plurality of feature points in the plurality of images. , Ki A step (b) of calculating the three-dimensional coordinates of the plurality of measurement marks of the cup-shaped measurement unit and a point 3 between the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit are interpolated to represent the shape of the measured part And (c) generating dimensional image data.

本発明の第1の観点によれば、部位形状測定器具の基板の主面に複数の基準マークが設けられているので、部位形状測定器具が装着された部位を撮像して得られた画像から複数の基準マークを抽出することにより、それらの位置に基づいてネット状測定部の複数の格子点を抽出して複数の画像間で対応付けることができる。また、ネット状測定部が部位に圧力をかけることにより、髪の毛の膨らみ等の形状歪みを抑え込むことができる。その結果、持ち運び可能な小型の部位形状測定装置によって部位の形状を効率的かつ正確に測定することが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, since the plurality of reference marks are provided on the main surface of the substrate of the part shape measuring instrument, from the image obtained by imaging the part to which the part shape measuring instrument is attached By extracting a plurality of reference marks, it is possible to extract a plurality of grid points of the net-like measurement unit based on their positions and associate them among a plurality of images. Further, when the net-shaped measuring unit applies pressure to the site, shape distortion such as bulge of hair can be suppressed. As a result, it becomes possible to efficiently and accurately measure the shape of the part by a portable portable part shape measuring device.

そして、本発明の第2の観点によれば、部位形状測定器具の基板の主面に複数の基準マークが設けられているので、部位形状測定器具が装着された部位を撮像して得られた画像から複数の基準マークを抽出することにより、それらの位置に基づいてキャップ状測定部の複数の測定マークを抽出して複数の画像間で対応付けることができる。また、キャップ状測定部が部位に圧力をかけることにより、髪の毛の膨らみ等の形状歪みを抑え込むことができる。その結果、持ち運び可能な小型の部位形状測定装置によって部位の形状を効率的かつ正確に測定することが可能になる。   And according to the 2nd viewpoint of this invention, since the some reference mark was provided in the main surface of the board | substrate of a site | part shape measuring instrument, it was obtained by imaging the site | part with which the site | part shape measuring instrument was mounted | worn. By extracting a plurality of reference marks from the image, it is possible to extract a plurality of measurement marks of the cap-shaped measuring unit based on their positions and associate them among the plurality of images. Moreover, when the cap-shaped measuring part applies pressure to the part, it is possible to suppress shape distortion such as bulge of hair. As a result, it becomes possible to efficiently and accurately measure the shape of the part by a portable portable part shape measuring device.

本発明の第1の実施形態に係る部位形状測定器具を示す平面図。The top view which shows the site | part shape measuring instrument which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示すネット状測定部の一部を拡大して示す平面図。The top view which expands and shows a part of net-shaped measuring part shown in FIG. 本発明の第2の実施形態に係る部位形状測定器具を示す斜視図。The perspective view which shows the site | part shape measuring instrument which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図3に示すキャップ状測定部に設けられる測定マークの例を示す平面図。The top view which shows the example of the measurement mark provided in the cap-shaped measurement part shown in FIG. 円形の測定マークが設けられた部位形状測定器具の具体例を示す斜視図。The perspective view which shows the specific example of the site | part shape measuring instrument provided with the circular measurement mark. 本発明の一実施形態に係る部位形状測定装置の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the site | part shape measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. ステレオ写真測量法を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating a stereo photogrammetry. 本発明の一実施形態に係る部位形状測定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the site | part shape measuring method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部位形状測定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the site | part shape measuring method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部位形状測定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the site | part shape measuring method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部位形状測定装置における測定精度を示す図。The figure which shows the measurement precision in the site | part shape measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。以下においては、一例として、人間の頭部の形状を測定する場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the following, a case where the shape of a human head is measured will be described as an example.

<部位形状測定器具1>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る部位形状測定器具を示す平面図である。図1に示す部位形状測定器具は、被測定者の頭部の形状を測定する際に、被測定者の頭部に装着される。その前に、被測定者が、ナイロン製等のキャップを被るようにしても良い。
<Part shape measuring instrument 1>
FIG. 1 is a plan view showing a part shape measuring instrument according to the first embodiment of the present invention. The part shape measuring instrument shown in FIG. 1 is worn on the head of the subject when measuring the shape of the head of the subject. Before that, the person to be measured may wear a cap made of nylon or the like.

図1に示すように、第1の実施形態に係る部位形状測定器具は、開口を有する基板(校正板ともいう)1と、平面視で基板1の開口内に配置され、格子形状(メッシュ形状)を有するネット状測定部2とを含んでおり、基板1とネット状測定部2との間に接続された伸縮可能な環状の中間材3をさらに含んでも良い。基板1としては、例えば、中央部分に開口を有する環状の基板が用いられる。なお、本願において、平面視とは、基板の主面(図1等に示す面)に垂直な方向から各部を視ることをいう。   As shown in FIG. 1, the part shape measuring instrument according to the first embodiment is arranged in a substrate (also referred to as a calibration plate) 1 having an opening and in the opening of the substrate 1 in a plan view, and has a lattice shape (mesh shape). ) Having a net-shaped measuring unit 2, and may further include a stretchable annular intermediate member 3 connected between the substrate 1 and the net-shaped measuring unit 2. As the substrate 1, for example, an annular substrate having an opening at the center is used. In addition, in this application, planar view means seeing each part from the direction perpendicular | vertical to the main surface (surface shown in FIG. 1 etc.) of a board | substrate.

基板1は、例えば、発泡スチロール等で構成され、基板1の主面には、複数の基準マークが設けられている。基準マークの個数は、3個以上であることが望ましく、4個以上であることがさらに好ましい。図1には、一例として、図中のX軸方向において互いに対向する第1群の基準マーク4及び第2群の基準マーク5と、図中のY軸方向において互いに対向する第3群の基準マーク6及び第4群の基準マーク7とが示されている。基準マーク4〜7の各々は、例えば、印刷によって形成され、円形の黒い領域内に円形の白い領域を有している。   The substrate 1 is made of, for example, polystyrene foam, and a plurality of reference marks are provided on the main surface of the substrate 1. The number of reference marks is preferably 3 or more, and more preferably 4 or more. In FIG. 1, as an example, a first group of reference marks 4 and a second group of reference marks 5 that face each other in the X-axis direction in the drawing, and a third group of reference marks that face each other in the Y-axis direction in the drawing. A mark 6 and a fourth group of reference marks 7 are shown. Each of the reference marks 4 to 7 is formed by printing, for example, and has a circular white area in a circular black area.

基準マーク4〜7には、それらの基準マークを特定するコードが定義されている。各群の基準マークの内の少なくとも1つは、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して得られる画像からネット状測定部2の複数の格子点を抽出するために用いられる。さらに、各群において複数の基準マークが設けられていることにより、基板1の変形を検出することが容易になる。また、基準マーク4〜7を特定するコードには、基準マーク4〜7の3次元座標等の3次元情報が関連付けられていても良い。   In the reference marks 4 to 7, codes for specifying these reference marks are defined. At least one of the fiducial marks in each group is used to extract a plurality of grid points of the net-shaped measuring unit 2 from an image obtained by imaging the head on which the part shape measuring instrument is mounted. Further, since a plurality of reference marks are provided in each group, it becomes easy to detect deformation of the substrate 1. In addition, three-dimensional information such as the three-dimensional coordinates of the reference marks 4 to 7 may be associated with the codes that specify the reference marks 4 to 7.

基板1の主面は、開口の周囲に沿って色相、明度、又は、彩度が変化する着色が施された領域を含んでも良い。図1に示す例においては、基板1の主面に、基準マーク4〜7が設けられた領域を除き、開口の周囲に沿って明度が連続的に変化する着色が施されている。それにより、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して得られる画像において、部位形状測定器具の向きを検出することが容易になる。   The main surface of the substrate 1 may include a colored region that changes in hue, lightness, or saturation along the periphery of the opening. In the example shown in FIG. 1, the main surface of the substrate 1 is colored so that the brightness changes continuously along the periphery of the opening except for the region where the reference marks 4 to 7 are provided. Thereby, it becomes easy to detect the orientation of the part shape measuring instrument in the image obtained by imaging the head on which the part shape measuring instrument is mounted.

ネット状測定部2としては、例えば、ナイロン製のファイバーで構成されたシニヨンネット等が用いられる。ネット状測定部2が頭部に圧力をかけることにより、髪の毛の膨らみ等の形状歪みを抑え込むことができる。ネット状測定部2の格子形状に含まれている単位格子は、四角形でも良いし、六角形でも良いし、その他の多角形でも良い。ネット状測定部2の複数の格子点は、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して得られる画像に基づいて3次元座標が計算される測定点に相当する。   As the net-shaped measuring unit 2, for example, a signion net made of nylon fiber is used. When the net-shaped measuring unit 2 applies pressure to the head, shape distortion such as bulge of hair can be suppressed. The unit cell included in the lattice shape of the net-shaped measuring unit 2 may be a quadrangle, a hexagon, or another polygon. The plurality of grid points of the net-like measuring unit 2 correspond to measurement points at which three-dimensional coordinates are calculated based on an image obtained by imaging the head on which the part shape measuring instrument is mounted.

図2は、図1に示すネット状測定部の一部を拡大して示す平面図である。図2に示すように、ネット状測定部2の複数の格子点には、それらの格子点を特定するコードP(X,Y)が定義されている。図2には、一例として、9つの格子点のコードP(−1,−1)〜P(1,1)が示されている。   FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the net-shaped measuring unit shown in FIG. As shown in FIG. 2, a code P (X, Y) for specifying the lattice points is defined for the plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2. FIG. 2 shows nine grid point codes P (−1, −1) to P (1,1) as an example.

再び図1を参照すると、ネット状測定部2は、基板1に直接接続されても良いし、中間材3を介して基板1に接続されても良い。中間材3は、例えば、伸縮可能な布で構成され、基板1にネット状測定部2を連結することにより、基板1の基準マーク4〜7とネット状測定部2の複数の格子点との相対的な位置関係を一定の範囲内に制限する。   Referring to FIG. 1 again, the net-shaped measuring unit 2 may be directly connected to the substrate 1 or may be connected to the substrate 1 through the intermediate material 3. The intermediate material 3 is composed of, for example, a stretchable cloth, and by connecting the net-shaped measuring unit 2 to the substrate 1, the reference marks 4 to 7 of the substrate 1 and a plurality of lattice points of the net-shaped measuring unit 2 are connected. The relative positional relationship is limited within a certain range.

また、中間材3は、伸縮することによって頭部にフィットするので、様々な大きさを有する頭部をホールドすることができる。中間材3が頭部に固定されると、ネット状測定部2が、頭部に一定の圧力をかけて髪の毛の膨らみを抑え込み、頭部の形状を正確に測定できるようにする。   Moreover, since the intermediate material 3 fits the head by expanding and contracting, the head having various sizes can be held. When the intermediate member 3 is fixed to the head, the net-shaped measuring unit 2 applies a certain pressure to the head to suppress the swelling of the hair so that the shape of the head can be accurately measured.

被測定者が、明るい色(例えば、白色)のキャップを被る場合には、ネット状測定部2及び中間材3は、暗い色(例えば、黒色)とすることが望ましい。それにより、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して得られる画像において、キャップ上のネット状測定部2が明瞭に写し出されると共に、キャップと中間材3との間の境界が明確になる。   When the measurement subject wears a cap with a bright color (for example, white), it is desirable that the net-shaped measurement unit 2 and the intermediate material 3 have a dark color (for example, black). Thereby, in the image obtained by imaging the head on which the part shape measuring instrument is mounted, the net-shaped measuring unit 2 on the cap is clearly projected, and the boundary between the cap and the intermediate member 3 is clearly shown. Become.

<部位形状測定器具2>
図3は、本発明の第2の実施形態に係る部位形状測定器具を示す斜視図である。図3に示すように、第2の実施形態に係る部位形状測定器具は、開口を有する基板(校正板ともいう)1aと、複数の測定マーク8が設けられたキャップ状測定部2aと、基板1aの開口の周辺部とキャップ状測定部2aの外周部との間に接続可能な環状の中間材3aと、複数の留め具9とを含んでいる。
<Part shape measuring instrument 2>
FIG. 3 is a perspective view showing a part shape measuring instrument according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the part shape measuring instrument according to the second embodiment includes a substrate (also referred to as a calibration plate) 1a having an opening, a cap-shaped measuring unit 2a provided with a plurality of measurement marks 8, and a substrate. An annular intermediate member 3a that can be connected between the peripheral portion of the opening 1a and the outer peripheral portion of the cap-shaped measuring portion 2a and a plurality of fasteners 9 are included.

複数の留め具9は、キャップ状測定部2aを中間材3aに着脱可能とし、又は、中間材3aを基板1aに着脱可能とする。図3には、被測定者の頭部の形状を測定する際に、複数の留め具9を用いて一体化された部位形状測定器具が被測定者の頭部に装着された状態が示されている。一体化された部位形状測定器具を用いて被測定者の頭部の形状を測定する際には、キャップ状測定部2aが、平面視で基板1aの開口内に配置されている。   The plurality of fasteners 9 allow the cap-shaped measuring portion 2a to be attached to and detached from the intermediate material 3a, or enables the intermediate material 3a to be attached to and detached from the substrate 1a. FIG. 3 shows a state where a part shape measuring instrument integrated using a plurality of fasteners 9 is mounted on the head of the subject when measuring the shape of the head of the subject. ing. When measuring the shape of the head of the person to be measured using the integrated part shape measuring instrument, the cap-shaped measuring unit 2a is disposed in the opening of the substrate 1a in plan view.

基板1aは、例えば、発泡スチロール等で構成され、基板1aの形状や色は任意である。基板1aの主面には、複数の基準マークが設けられている。基準マークの個数は、3個以上であることが望ましい。図3には、一例として、四角形の形状を有する基板1aの主面の四隅に設けられた4つの基準マーク4a〜7aが示されている。   The board | substrate 1a is comprised, for example with a polystyrene foam etc., and the shape and color of the board | substrate 1a are arbitrary. A plurality of reference marks are provided on the main surface of the substrate 1a. The number of reference marks is preferably 3 or more. FIG. 3 shows, as an example, four reference marks 4a to 7a provided at the four corners of the main surface of the substrate 1a having a quadrangular shape.

基準マーク4a〜7aは、画像認識可能なマークであれば良く、基準マーク4a〜7aの形状や色は任意である。図3に示す例において、基準マーク4a〜7aの各々は、例えば、印刷によって形成され、基板1aの白い領域内に円形の黒い領域を有している。また、基板1aの主面は、図1に示す基板1と同様に、開口の周囲に沿って色相、明度、又は、彩度が変化する着色が施された領域を含んでも良い。   The reference marks 4a to 7a may be any marks that can be recognized, and the shapes and colors of the reference marks 4a to 7a are arbitrary. In the example shown in FIG. 3, each of the reference marks 4a to 7a is formed by printing, for example, and has a circular black region in a white region of the substrate 1a. In addition, the main surface of the substrate 1a may include a colored region in which the hue, brightness, or saturation changes along the periphery of the opening, like the substrate 1 shown in FIG.

基準マーク4a〜7aには、それらの基準マークを特定するコードが定義されている。基準マーク4a〜7aの内の少なくとも3つは、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して得られる画像からキャップ状測定部2aの複数の測定マーク8を抽出するために用いられる。さらに多くの基準マークが設けられている場合には、基板1aの変形を検出することが容易になる。また、基準マーク4a〜7aを特定するコードには、基準マーク4a〜7aの3次元座標等の3次元情報が関連付けられていても良い。   In the reference marks 4a to 7a, codes for specifying these reference marks are defined. At least three of the reference marks 4a to 7a are used for extracting the plurality of measurement marks 8 of the cap-shaped measurement unit 2a from an image obtained by imaging the head on which the part shape measurement instrument is mounted. When more reference marks are provided, it becomes easy to detect deformation of the substrate 1a. In addition, three-dimensional information such as the three-dimensional coordinates of the reference marks 4a to 7a may be associated with the code that specifies the reference marks 4a to 7a.

キャップ状測定部2aとしては、例えば、ナイロン製のファイバーで構成されたシニヨンネットやストッキング等のように伸縮性を有するメッシュキャップが用いられる。キャップ状測定部2aが頭部に圧力をかけることにより、髪の毛の膨らみ等の形状歪みを抑え込むことができる。また、部位形状測定器具が被測定者の頭部に装着された際に被測定者の目や鼻や耳を塞がないように、キャップ状測定部2aに凹部2b及び2cが形成されていても良い。   As the cap-shaped measuring part 2a, for example, a mesh cap having elasticity such as a signion net or a stocking made of nylon fiber is used. When the cap-shaped measuring unit 2a applies pressure to the head, shape distortion such as bulge of hair can be suppressed. In addition, the cap-shaped measuring portion 2a is formed with recesses 2b and 2c so that the eye, nose and ears of the measurement subject are not blocked when the part shape measuring instrument is attached to the measurement subject's head. Also good.

図4は、図3に示すキャップ状測定部に設けられる測定マークの例を示す平面図である。キャップ状測定部2aに設けられる複数の測定マーク8は、画像認識可能なマークであれば良く、測定マーク8の形状や色は任意である。例えば、図4(A)に示す測定マークは、十字型の形状を有しており、格子の一部を構成しても良い。図4(B)に示す測定マークは、円形の形状を有している。   FIG. 4 is a plan view showing an example of measurement marks provided in the cap-shaped measurement unit shown in FIG. The plurality of measurement marks 8 provided in the cap-shaped measurement unit 2a may be any marks that can be recognized, and the shape and color of the measurement marks 8 are arbitrary. For example, the measurement mark shown in FIG. 4A has a cross shape, and may constitute a part of a lattice. The measurement mark shown in FIG. 4B has a circular shape.

図5は、円形の測定マークが設けられた部位形状測定器具の具体例を示す斜視図である。このように、図3に示す部位形状測定器具において、円形の形状を有する測定マーク8がキャップ状測定部2aに設けられても良い。また、測定マークの形状は、図4(C)に示すような四角形でも良いし、図4(D)に示すような三角形でも良いし、又は、図4(E)に示すような六角形でも良いし、その他の多角形でも良い。   FIG. 5 is a perspective view showing a specific example of a part shape measuring instrument provided with a circular measurement mark. Thus, in the part shape measuring instrument shown in FIG. 3, the measurement mark 8 having a circular shape may be provided on the cap-shaped measuring portion 2a. The shape of the measurement mark may be a quadrangle as shown in FIG. 4C, a triangle as shown in FIG. 4D, or a hexagon as shown in FIG. It can be other polygons.

再び図3を参照すると、キャップ状測定部2aに設けられた複数の測定マーク8は、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して得られる画像に基づいて3次元座標が計算される測定点に相当する。そのために、複数の測定マーク8には、それらの測定マークを特定するコードP(X,Y)が定義されている。   Referring to FIG. 3 again, the three-dimensional coordinates of the plurality of measurement marks 8 provided on the cap-shaped measuring unit 2a are calculated based on an image obtained by imaging the head on which the part shape measuring instrument is mounted. Corresponds to the measurement point. Therefore, a code P (X, Y) for specifying the measurement marks is defined for the plurality of measurement marks 8.

中間材3aは、例えば、伸縮可能な布で構成されており、中間材3aの色は任意である。中間材3aは、基板1aに結合されてキャップ状測定部2aとの間で着脱可能であっても良いし、キャップ状測定部2aに結合されて基板1aとの間で着脱可能であっても良いし、基板1a及びキャップ状測定部2aとの間で着脱可能であっても良い。   The intermediate material 3a is made of, for example, a stretchable cloth, and the color of the intermediate material 3a is arbitrary. The intermediate material 3a may be attached to and detached from the cap-shaped measuring unit 2a by being coupled to the substrate 1a, or may be attached to and detached from the substrate 1a by being coupled to the cap-shaped measuring unit 2a. Alternatively, it may be detachable between the substrate 1a and the cap-shaped measuring unit 2a.

留め具9としては、ボタン、ホック、磁石、マジックテープ等を用いることができる。図3には、一例として、中間材3aを基板1aに着脱可能とする複数の留め具9によって、中間材3aが基板1aに連結された状態が示されている。例えば、留め具9としてボタンが用いられる場合には、中間材3aと基板1aとの内の一方にボタンが取り付けられ、中間材3aと基板1aとの内の他方にボタン穴が形成される。   As the fastener 9, a button, a hook, a magnet, a magic tape, or the like can be used. FIG. 3 shows, as an example, a state in which the intermediate material 3a is connected to the substrate 1a by a plurality of fasteners 9 that allow the intermediate material 3a to be attached to and detached from the substrate 1a. For example, when a button is used as the fastener 9, the button is attached to one of the intermediate material 3a and the substrate 1a, and the button hole is formed in the other of the intermediate material 3a and the substrate 1a.

また、留め具9としてホックが用いられる場合には、中間材3aと基板1aとの内の一方にホックの外側パーツが取り付けられ、中間材3aと基板1aとの内の他方にホックの内側パーツが取り付けられる。あるいは、留め具9として磁石が用いられる場合には、中間材3a及び基板1aにそれぞれの磁石が設けられる。   Further, when a hook is used as the fastener 9, an outer part of the hook is attached to one of the intermediate member 3a and the substrate 1a, and an inner part of the hook is attached to the other of the intermediate member 3a and the substrate 1a. Is attached. Or when a magnet is used as the fastener 9, each magnet is provided in the intermediate | middle material 3a and the board | substrate 1a.

基板1a又はキャップ状測定部2a又は中間材3aにおいて留め具9が取り付けられる位置は、最低でも2点必要である。例えば、部位形状測定器具が被測定者の頭部に装着された際に、被測定者の前後(例えば、額と襟足の付近)又は左右(例えば、両耳の下付近)に留め具9が位置しても良い。   The position where the fastener 9 is attached in the board | substrate 1a or the cap-shaped measurement part 2a or the intermediate material 3a needs two points at least. For example, when the part shape measuring instrument is mounted on the head of the person to be measured, the fasteners 9 are placed on the front and rear of the person to be measured (for example, near the forehead and the neckline) or on the left and right (for example, near the both ears). May be located.

また、基板1aとキャップ状測定部2aとの位置合わせのために、キャップ状測定部2a及び中間材3aに目印が付されていても良い。それにより、キャップ状測定部2aを中間材3aに連結した際に、基板1aとキャップ状測定部2aとの相対的な位置関係を一定の範囲内に制限することができる。   In addition, in order to align the substrate 1a and the cap-shaped measuring unit 2a, marks may be attached to the cap-shaped measuring unit 2a and the intermediate member 3a. Thereby, when the cap-shaped measuring part 2a is connected to the intermediate member 3a, the relative positional relationship between the substrate 1a and the cap-shaped measuring part 2a can be limited within a certain range.

あるいは、基板1aとキャップ状測定部2aとの位置合わせのために、中間材3a及び基板1aに目印が付されていても良い。それにより、中間材3aを基板1aに連結した際に、基板1aとキャップ状測定部2aとの相対的な位置関係を一定の範囲内に制限することができる。   Alternatively, in order to align the substrate 1a and the cap-shaped measurement unit 2a, marks may be attached to the intermediate material 3a and the substrate 1a. Thereby, when connecting the intermediate material 3a to the board | substrate 1a, the relative positional relationship of the board | substrate 1a and the cap-shaped measurement part 2a can be restrict | limited to a fixed range.

中間材3aは、伸縮することによって頭部にフィットするので、様々な大きさを有する頭部をホールドすることができる。中間材3aが頭部に固定されると、キャップ状測定部2aが、頭部に一定の圧力をかけて髪の毛の膨らみを抑え込み、頭部の形状を正確に測定できるようにする。   Since the intermediate member 3a fits the head by expanding and contracting, the head having various sizes can be held. When the intermediate member 3a is fixed to the head, the cap-shaped measuring unit 2a applies a certain pressure to the head to suppress the swelling of the hair so that the shape of the head can be accurately measured.

<部位形状測定装置>
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置について、図1〜図6を参照しながら説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る部位形状測定装置の構成例を示すブロック図である。図6に示すように、この部位形状測定装置は、撮像部10と、特徴点抽出部20と、3次元座標計算部30と、画像データ生成部40と、表示部50と、操作部60と、制御部70と、格納部80とを含んでいる。
<Part shape measurement device>
Next, a part shape measuring apparatus that measures the shape of a part using the part shape measuring instrument according to any embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a part shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the part shape measuring apparatus includes an imaging unit 10, a feature point extraction unit 20, a three-dimensional coordinate calculation unit 30, an image data generation unit 40, a display unit 50, and an operation unit 60. The control unit 70 and the storage unit 80 are included.

格納部80は、画像データ格納部81と、座標情報格納部82と、撮像パラメーター格納部83と、基準マーク情報格納部84と、3次元座標データ格納部85と、3次元画像データ格納部86とを含んでいる。なお、図6に示す構成要素の一部を省略又は変更しても良いし、あるいは、図6に示す構成要素に他の構成要素を付加しても良い。   The storage unit 80 includes an image data storage unit 81, a coordinate information storage unit 82, an imaging parameter storage unit 83, a reference mark information storage unit 84, a 3D coordinate data storage unit 85, and a 3D image data storage unit 86. Including. Note that some of the components shown in FIG. 6 may be omitted or changed, or other components may be added to the components shown in FIG.

例えば、部位形状測定装置がハンディタブレットで構成される場合に、撮像部10は、ハンディタブレットのカメラ部分で構成される。あるいは、撮像部10として、デジタルスチルカメラ等を用いても良い。撮像部10は、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して画像データを生成する。撮像部10を用いて、複数の異なる角度で頭部を撮像することにより、複数の画像を表す画像データが得られる。   For example, when the part shape measuring apparatus is configured by a handy tablet, the imaging unit 10 is configured by a camera portion of the handy tablet. Alternatively, a digital still camera or the like may be used as the imaging unit 10. The imaging unit 10 captures an image of the head on which the part shape measuring instrument is mounted, and generates image data. Image data representing a plurality of images can be obtained by imaging the head at a plurality of different angles using the imaging unit 10.

特徴点抽出部20〜画像データ生成部40、及び、制御部70は、CPU(中央演算装置)と、CPUに各種の処理を行わせるためのソフトウェア(部位形状測定プログラム)とで構成しても良い。ソフトウェアは、格納部80の記録媒体に記録される。記録媒体としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、各種のメモリー、CD−ROM、又は、DVD−ROM等を用いることができる。   The feature point extraction unit 20 to the image data generation unit 40 and the control unit 70 may be configured by a CPU (central processing unit) and software (a part shape measurement program) for causing the CPU to perform various processes. good. The software is recorded on the recording medium of the storage unit 80. As the recording medium, a hard disk, flexible disk, MO, MT, various memories, CD-ROM, DVD-ROM, or the like can be used.

操作部60は、例えば、操作キーやボタンスイッチ等を含む入力装置であり、部位形状測定装置を操作するために用いられる。操作部60は、オペレーターによる操作に応じた操作信号を制御部70に出力する。制御部70は、操作部60から出力される操作信号に応答して、部位形状測定装置の各部を制御する。   The operation unit 60 is an input device including, for example, operation keys, button switches, and the like, and is used to operate the part shape measuring device. The operation unit 60 outputs an operation signal corresponding to the operation by the operator to the control unit 70. In response to the operation signal output from the operation unit 60, the control unit 70 controls each unit of the part shape measuring apparatus.

撮像部10によって生成された画像データが画像データ格納部81に格納されると、特徴点抽出部20は、画像データ格納部81から画像データを読み出して、複数の異なる角度で頭部を撮像して得られる複数の画像の各々を表す画像データに画像処理を施す。   When the image data generated by the imaging unit 10 is stored in the image data storage unit 81, the feature point extraction unit 20 reads the image data from the image data storage unit 81 and images the head at a plurality of different angles. Image processing is performed on the image data representing each of the plurality of images obtained in this way.

それにより、特徴点抽出部20は、各々の画像から、図1に示す部位形状測定器具の基板1の複数の基準マークを特徴点として抽出し、さらに、基板1の複数の基準マークの位置に基づいてネット状測定部2の複数の格子点を特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める。   Thereby, the feature point extraction unit 20 extracts a plurality of reference marks on the substrate 1 of the part shape measuring instrument shown in FIG. 1 as feature points from each image, and further, at the positions of the plurality of reference marks on the substrate 1. Based on this, a plurality of grid points of the net-like measuring unit 2 are extracted as feature points, and coordinates of the plurality of feature points are obtained.

あるいは、特徴点抽出部20は、各々の画像から、図3に示す部位形状測定器具の基板1aの複数の基準マークを特徴点として抽出し、さらに、基板1aの複数の基準マークの位置に基づいてキャップ状測定部2aの複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める。   Alternatively, the feature point extraction unit 20 extracts a plurality of reference marks on the substrate 1a of the part shape measuring instrument shown in FIG. 3 as feature points from each image, and further, based on the positions of the plurality of reference marks on the substrate 1a. Then, a plurality of measurement marks of the cap-shaped measuring unit 2a are extracted as feature points, and coordinates of the plurality of feature points are obtained.

この画像処理においては、例えば、アクティブ・アピアランス・モデルが用いられる。アクティブ・アピアランス・モデルとは、対象となる物体の画像を形状(shape)とテクスチャー(appearance)とに分けて、それぞれを主成分分析(principal component analysis)によって次元圧縮することにより、少ないパラメーターで対象の形状の変化とテクスチャーの変化とを表現できるようにしたモデルである。形状及びテクスチャーの情報は、低次元のパラメーターで表現することができる。   In this image processing, for example, an active appearance model is used. An active appearance model is an object with fewer parameters by dividing the image of the target object into shapes and textures, and compressing each dimension by principal component analysis. It is a model that can express the change of shape and the change of texture. Shape and texture information can be expressed with low-dimensional parameters.

アクティブ・アピアランス・モデルにおいて、全特徴点を並べた形状ベクトルxは、予め学習データにおいて求められた平均形状ベクトルuと、平均形状ベクトルuからの偏差を主成分分析して得られる固有ベクトル行列Pとを用いて、次式(1)によって表される。
x=u+P ・・・(1)
ここで、bは、パラメーターベクトルであり、形状パラメーターと呼ばれる。
In the active appearance model, a shape vector x in which all feature points are arranged is an eigenvector matrix P s obtained by principal component analysis of an average shape vector u obtained in advance in learning data and a deviation from the average shape vector u. And is expressed by the following equation (1).
x = u + P s b s (1)
Here, b s is a parameter vector and is called a shape parameter.

また、正規化されたテクスチャーの輝度値を並べたアピアランスベクトルgは、予め学習データから求められた平均アピアランスベクトルvと、平均アピアランスベクトルvからの偏差を主成分分析して得られる固有ベクトル行列Pとを用いて、次式(2)によって表される。
g=v+P ・・・(2)
ここで、bは、パラメーターベクトルであり、アピアランスパラメーターと呼ばれる。形状パラメーターb及びアピアランスパラメーターbは、平均からの変化を表すパラメーターであり、これらを変化させることによって、形状及びアピアランスを変化させることができる。
The appearance vector g in which the normalized texture luminance values are arranged is an eigenvector matrix P g obtained by principal component analysis of an average appearance vector v obtained in advance from learning data and a deviation from the average appearance vector v. And is expressed by the following equation (2).
g = v + P g b g (2)
Here, b g is a parameter vector and is called an appearance parameter. The shape parameter b s and the appearance parameter b g are parameters representing a change from the average, and the shape and appearance can be changed by changing these.

また、形状とアピアランスとの間に相関があることから、形状パラメーターb及びアピアランスパラメーターbをさらに主成分分析することにより、形状とアピアランスとの両方を制御する低次元のパラメーターベクトルcを用いて、形状ベクトルx(c)及びテクスチャーベクトルg(c)が、次式(3)及び(4)によって表される。
x(c)=u+P −1c ・・・(3)
g(c)=v+Pc ・・・(4)
ここで、Wは、形状ベクトルとアピアランスベクトルとの単位の違いを正規化する行列であり、Qは、形状に関する固有ベクトル行列であり、Qは、アピアランスに関する固有ベクトル行列である。このようにして、パラメーターベクトルcを制御することによって、形状とアピアランスとを同時に扱い、対象の変化を表現することが可能となる。
Further, since there is a correlation between the shape and the appearance, a low-dimensional parameter vector c that controls both the shape and the appearance is used by further principal component analysis of the shape parameter b s and the appearance parameter b g. The shape vector x (c) and the texture vector g (c) are expressed by the following equations (3) and (4).
x (c) = u + P s W s −1 Q s c (3)
g (c) = v + P g Q g c (4)
Here, W s is a matrix that normalizes the unit difference between the shape vector and the appearance vector, Q s is an eigen vector matrix related to the shape, and Q g is an eigen vector matrix related to the appearance. In this way, by controlling the parameter vector c, it is possible to handle the shape and appearance at the same time and express the change of the object.

次に、対象が、画像中のどこに、どんなサイズで、どんな向きで存在するかという広域的な変化に関するパラメーターqを考慮する。パラメーターqは、次式(5)によって表される。
q=[roll scale trans_x trans_y] ・・・(5)
ここで、rollは、画像平面に対するモデルの回転角度を表し、scaleは、モデルのサイズを表し、trans_x及びtrans_yは、x軸方向及びy軸方向におけるモデルの平行移動量をそれぞれ表している。
Next, consider the parameter q for the global change where the object is located in the image, at what size and in what orientation. The parameter q is expressed by the following equation (5).
q = [roll scale trans_x trans_y] (5)
Here, roll represents the rotation angle of the model with respect to the image plane, scale represents the size of the model, and trans_x and trans_y represent the amount of translation of the model in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively.

アクティブ・アピアランス・モデルにおいて、モデルの探索とは、モデルをパラメーターc及びqによって局所的及び広域的に変化させて対象の画像を生成し、生成された画像と入力画像とを比較して、誤差が最小となるようなパラメーターc及びqを求めることである。アクティブ・アピアランス・モデルによれば、対象の方向の変化に対して頑健かつ高速に特徴点を抽出することが可能である。   In the active appearance model, model search means that the model is changed locally and globally by the parameters c and q to generate a target image, the generated image is compared with the input image, and an error is detected. Is to determine parameters c and q such that. According to the active appearance model, it is possible to extract feature points robustly and at high speed against changes in the direction of an object.

ただし、従来の画像処理はノンパラメトリックであるので、複数の異なる角度で頭部を撮像して得られる複数の画像間における特徴点の対応付けが困難であるという問題がある。それに対し、本実施形態においては、図1に示す部位形状測定器具の基板1の主面に設けられた複数の基準マーク4〜7と、ネット状測定部2の複数の格子点との相対的な位置関係が一定の範囲内に限定されている。   However, since conventional image processing is non-parametric, there is a problem that it is difficult to associate feature points between a plurality of images obtained by imaging the head at a plurality of different angles. On the other hand, in the present embodiment, the plurality of reference marks 4 to 7 provided on the main surface of the substrate 1 of the part shape measuring instrument shown in FIG. The positional relationship is limited within a certain range.

あるいは、図3に示す部位形状測定器具の基板1aの主面に設けられた複数の基準マーク4a〜7aと、キャップ状測定部2aの複数の測定マークとの相対的な位置関係が一定の範囲内に限定されている。従って、パラメトリックな画像処理が可能になる。ここで、パラメトリックな画像処理とは、母集団のデータが特定の分布に従うことを前提にしている画像処理のことをいう。   Alternatively, the relative positional relationship between the plurality of reference marks 4a to 7a provided on the main surface of the substrate 1a of the part shape measuring instrument shown in FIG. 3 and the plurality of measurement marks of the cap-shaped measuring unit 2a is within a certain range. Limited to within. Therefore, parametric image processing becomes possible. Here, parametric image processing refers to image processing based on the premise that population data follows a specific distribution.

例えば、画像データ格納部81には、ダミーヘッド等を用いて予め撮影された部位形状測定器具の画像を表す画像データ(学習データ)と、その画像において基板1の基準マーク4〜7又は基板1aの基準マーク4a〜7aを特定する情報とが格納されている。それに基づいて、特徴点抽出部20は、複数の異なる角度で頭部を撮像して得られる複数の画像の各々から、基板1又は1aの複数の基準マークを特徴点として抽出し、それらの基準マークの座標を求めて、基準マークの座標を基準マークのコードに対応付ける。   For example, in the image data storage unit 81, image data (learning data) representing an image of a part shape measuring instrument imaged in advance using a dummy head or the like, and the reference marks 4 to 7 of the substrate 1 or the substrate 1a in the image. And information for specifying the reference marks 4a to 7a. Based on this, the feature point extraction unit 20 extracts a plurality of reference marks on the substrate 1 or 1a as feature points from each of a plurality of images obtained by imaging the head at a plurality of different angles, and their reference points. The coordinates of the mark are obtained, and the coordinates of the reference mark are associated with the code of the reference mark.

その際に、部位形状測定器具の基板1又は1aの主面が、開口の周囲に沿って色相、明度、又は、彩度が変化する着色が施された領域を含む場合には、特徴点抽出部20が、基板1又は1aの色相、明度、又は、彩度に基づいて、複数の異なる角度で頭部を撮像して得られる複数の画像から、同一の基準マークを対応する特徴点として抽出する。   At that time, if the principal surface of the substrate 1 or 1a of the part shape measuring instrument includes a colored region in which the hue, brightness, or saturation changes along the periphery of the opening, feature point extraction is performed. The unit 20 extracts the same reference mark as a corresponding feature point from a plurality of images obtained by imaging the head at a plurality of different angles based on the hue, brightness, or saturation of the substrate 1 or 1a. To do.

次に、特徴点抽出部20は、少なくとも3つの基準マークの位置に基づいて、図1に示すネット状測定部2の複数の格子点を特徴点(測定点)として抽出し、それらの格子点の座標を求めて、格子点の座標を格子点のコードP(X,Y)に対応付ける。ネット状測定部2の複数の格子点は、基板1の基準マーク4〜7の位置に対して限定された範囲内に存在するので、ネット状測定部2の複数の格子点の座標とそれらの格子点のコードP(X,Y)との対応付けが容易になる。   Next, the feature point extraction unit 20 extracts a plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 shown in FIG. 1 as feature points (measurement points) based on the positions of at least three reference marks, and these grid points. The coordinates of the grid points are associated with the code P (X, Y) of the grid points. Since the plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 exist within a limited range with respect to the positions of the reference marks 4 to 7 on the substrate 1, the coordinates of the plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 and their coordinates Correspondence with the grid point code P (X, Y) is facilitated.

あるいは、特徴点抽出部20は、少なくとも3つの基準マークの位置に基づいて、図3に示すキャップ状測定部2aの複数の測定マークを特徴点(測定点)として抽出し、それらの測定マークの座標を求めて、測定マークの座標を測定マークのコードP(X,Y)に対応付ける。キャップ状測定部2aの複数の測定マークは、基板1aの基準マーク4a〜7aの位置に対して限定された範囲内に存在するので、キャップ状測定部2aの複数の測定マークの座標とそれらの測定マークのコードP(X,Y)との対応付けが容易になる。   Alternatively, the feature point extraction unit 20 extracts a plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit 2a shown in FIG. 3 as feature points (measurement points) based on the positions of at least three reference marks, and the measurement marks of these measurement marks are extracted. The coordinates are obtained, and the coordinates of the measurement mark are associated with the measurement mark code P (X, Y). Since the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit 2a exist within a limited range with respect to the positions of the reference marks 4a to 7a of the substrate 1a, the coordinates of the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit 2a and their coordinates It becomes easy to associate the measurement mark with the code P (X, Y).

さらに、特徴点抽出部20は、複数の特徴点の座標をそれらの特徴点のコードに対応付けて、座標情報として座標情報格納部82に格納する。また、特徴点抽出部20は、複数の特徴点のテクスチャー(色相、明度、又は、彩度)に関する情報も、それらの特徴点のコードに対応付けて座標情報格納部82に格納する。   Further, the feature point extraction unit 20 associates the coordinates of the plurality of feature points with the codes of the feature points and stores them in the coordinate information storage unit 82 as coordinate information. The feature point extraction unit 20 also stores information regarding the texture (hue, lightness, or saturation) of a plurality of feature points in the coordinate information storage unit 82 in association with the codes of the feature points.

特徴点抽出部20によって求められた座標情報等が座標情報格納部82に格納されると、3次元座標計算部30は、座標情報格納部82から座標情報等を読み出す。3次元座標計算部30は、複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、ネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標を計算する。   When the coordinate information or the like obtained by the feature point extraction unit 20 is stored in the coordinate information storage unit 82, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 reads the coordinate information or the like from the coordinate information storage unit 82. The three-dimensional coordinate calculation unit 30 calculates the three-dimensional coordinates of the plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2 or the plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a based on the coordinates of the plurality of feature points in the plurality of images. .

座標情報格納部82に格納されている座標情報において、複数の特徴点の座標が、撮像部10におけるレンズの焦点距離の誤差やレンズの歪によって本来の座標と異なる場合がある。そこで、撮像パラメーター格納部83は、撮像部10におけるレンズ等に関する撮像パラメーターを格納している。   In the coordinate information stored in the coordinate information storage unit 82, the coordinates of a plurality of feature points may differ from the original coordinates due to an error in the focal length of the lens and distortion of the lens in the imaging unit 10. Therefore, the imaging parameter storage unit 83 stores imaging parameters related to the lens and the like in the imaging unit 10.

撮像パラメーターとしては、例えば、レンズの焦点距離、投影面上における1画素当りの幅、及び、画像の中心点等が該当する。3次元座標計算部30は、撮像パラメーター格納部83から読み出された撮像パラメーターに基づいて、複数の画像における複数の特徴点の座標を補正する。   Examples of imaging parameters include the focal length of the lens, the width per pixel on the projection surface, and the center point of the image. The three-dimensional coordinate calculation unit 30 corrects the coordinates of a plurality of feature points in a plurality of images based on the imaging parameters read from the imaging parameter storage unit 83.

また、基準マーク情報格納部84は、図1又は図3に示す部位形状測定器具の基板1又は1aに設けられた複数の基準マーク間の距離に関する基準マーク情報を格納している。さらに、基準マーク情報格納部84は、複数の基準マークの3次元座標等の3次元情報をそれらの基準マークを特定するコードに関連付けて、基準マーク情報として格納しても良い。この3次元情報は、複数の基準マークに対する撮像部10の位置又は姿勢を計算する際に利用することができる。   Further, the reference mark information storage unit 84 stores reference mark information related to the distance between a plurality of reference marks provided on the substrate 1 or 1a of the part shape measuring instrument shown in FIG. 1 or FIG. Furthermore, the reference mark information storage unit 84 may store three-dimensional information such as the three-dimensional coordinates of a plurality of reference marks as reference mark information in association with a code for specifying those reference marks. This three-dimensional information can be used when calculating the position or orientation of the imaging unit 10 with respect to a plurality of reference marks.

3次元座標計算部30は、基準マーク情報格納部84から読み出された基準マーク情報を用いて、ネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標を計算する。3次元座標の計算には、例えば、複数の視点から撮影した画像に基づいて測定点の位置を算出するステレオ写真測量法が用いられる。   The three-dimensional coordinate calculation unit 30 uses the reference mark information read from the reference mark information storage unit 84 to three-dimensional the plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2 or the plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a. Calculate the coordinates. For the calculation of the three-dimensional coordinates, for example, a stereo photogrammetry method that calculates the positions of measurement points based on images taken from a plurality of viewpoints is used.

図7は、ステレオ写真測量法を説明するための概念図である。ステレオ写真測量法は、1つの撮像部を2つの異なる位置(視点)に移動させて特徴点を撮影した2つの画像から特徴点の3次元座標を計算する場合にも適用できる。図7に示すように、測定対象における特徴点P(x,y,z)が、ステレオ画像上の点P(x,y)及びP(x,y)として撮影される。 FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the stereo photogrammetry. The stereo photogrammetry method can also be applied to the case where three-dimensional coordinates of feature points are calculated from two images obtained by moving one image pickup unit to two different positions (viewpoints). As shown in FIG. 7, feature points P (x, y, z) in the measurement target are photographed as points P L (x L , y L ) and P R (x R , y R ) on the stereo image. .

特徴点P(x,y,z)と2つの異なる位置における撮像部の投影中心(焦点)とを含む平面(エピポーラ面)が2つの投影面と交わる交線を、エピポーラ線という。一方の画像上において1つの点(例えば、P(x,y))が与えられると、他方の画像上におけるその対応点(例えば、P(x,y))は、必ず対応するエピポーラ線上にある。 An intersection line where a plane (epipolar plane) including the feature point P (x, y, z) and the projection center (focus) of the imaging unit at two different positions intersects with the two projection planes is referred to as an epipolar line. Given a point (eg, P L (x L , y L )) on one image, its corresponding point (eg, P R (x R , y R )) on the other image is always It is on the corresponding epipolar line.

上記の関係は、次式(6)によって表される。
wEw’=0 ・・・(6)
ここで、Eは、2つの異なる位置における撮像部間の回転行列及び並進ベクトルの関数である基本行列を表し、w及びw’は、2つの画像上における対応点の正規化画像座標の同次座標ベクトルを表している。
The above relationship is expressed by the following equation (6).
wEw '= 0 (6)
Here, E represents a basic matrix that is a function of a rotation matrix and a translation vector between imaging units at two different positions, and w and w ′ are homogeneity of normalized image coordinates of corresponding points on the two images. Represents a coordinate vector.

一方、撮像部の内部変数の関数である基礎行列Fは、撮像部の内部行列A(2つの撮像部を用いる場合には、A及びA’)を用いて、次式(7)によって表される。
F=A−TEA’−1 ・・・(7)
従って、撮像部の内部変数を知れば、基礎行列Fから基本行列Eを求めることができる。さらに、基本行列Eに基づいて、2つの異なる位置における撮像部の相対的な位置及び姿勢を求めることができる。
On the other hand, the basic matrix F that is a function of the internal variables of the imaging unit is expressed by the following equation (7) using the internal matrix A of the imaging unit (A and A ′ when two imaging units are used). The
F = A− T EA ′ −1 (7)
Therefore, if the internal variables of the imaging unit are known, the basic matrix E can be obtained from the basic matrix F. Furthermore, based on the basic matrix E, the relative position and orientation of the imaging unit at two different positions can be obtained.

次に、2つの異なる位置における撮像部の投影中心(焦点)から2つの画像上における対応点をそれぞれ通る2本の直線を引き、2本の直線が3次元空間において交わる点の座標が特徴点の座標として計算される。一連の計算は、線形計算で行うことができるが、線形計算を連続して行うと誤差が増大する。そこで、バンドル調整法を用いて、最適な結果を計算するようにしても良い。   Next, two straight lines passing through corresponding points on the two images are drawn from the projection center (focal point) of the imaging unit at two different positions, and the coordinates of the point where the two straight lines intersect in the three-dimensional space are the feature points. Calculated as the coordinates of. A series of calculations can be performed by linear calculations, but errors increase when linear calculations are performed continuously. Therefore, an optimal result may be calculated using a bundle adjustment method.

バンドル調整法とは、3次元空間における点を2次元画像に逆投影して得られた位置と2次元画像における実際の特徴点の位置との間のユークリッド距離の自乗和を最小にする手法である。このユークリッド距離の自乗和の平均根は、逆投影誤差と呼ばれている。3次元座標計算部30は、逆投影誤差を計算することにより、逆投影誤差を最小にする最適な3次元座標を求めることができる。   The bundle adjustment method is a method of minimizing the sum of squares of the Euclidean distance between the position obtained by back projecting a point in a three-dimensional space onto a two-dimensional image and the position of an actual feature point in the two-dimensional image. is there. The average root of the square sum of the Euclidean distance is called back projection error. The three-dimensional coordinate calculation unit 30 can obtain optimal three-dimensional coordinates that minimize the backprojection error by calculating the backprojection error.

一般に、1つの撮像部を2つの異なる位置に移動させてステレオ画像を得る場合には、特徴点として多数の反射マーカー等を設置する必要があるので非効率的である。また、長さや間隔等の距離を測定する場合には、スケールバーを設置する必要もある。それに対し、本実施形態においては、図1又は図3に示す部位形状測定器具の基板1又は1aの主面に複数の基準マークが設けられているので、反射マーカーやスケールバー等を設置する必要がなく、効率的な測定を行うことができる。   In general, when a stereo image is obtained by moving one imaging unit to two different positions, it is inefficient because it is necessary to install a large number of reflection markers as feature points. Moreover, when measuring distances, such as length and a space | interval, it is necessary to install a scale bar. On the other hand, in this embodiment, since a plurality of reference marks are provided on the main surface of the substrate 1 or 1a of the part shape measuring instrument shown in FIG. 1 or 3, it is necessary to install a reflective marker, a scale bar, or the like. Therefore, efficient measurement can be performed.

再び図6を参照すると、3次元座標計算部30は、図1又は図3に示す部位形状測定器具のネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標を表す3次元座標データを3次元座標データ格納部85に格納する。その後、3次元座標計算部30は、ネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークの間の点を補間して、測定された頭部の形状を表す3次元画像データを生成する。   Referring to FIG. 6 again, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 includes a plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 of the part shape measurement instrument shown in FIG. 1 or 3 or a plurality of measurement marks 3 of the cap-like measurement unit 2a. Three-dimensional coordinate data representing a dimensional coordinate is stored in the three-dimensional coordinate data storage unit 85. Thereafter, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 interpolates a plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2 or points between the plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a to represent the shape of the measured head 3 Generate dimensional image data.

その際に、3次元座標計算部30は、図1に示す部位形状測定器具のネット状測定部2の複数の格子点の3次元座標に基づいて、高さ方向におけるネット状測定部2の複数の格子点間の最大距離を求めても良い。ここで、高さ方向とは、基板1の主面に垂直な方向をいう。その場合に、3次元座標計算部30は、高さ方向におけるネット状測定部2の複数の格子点間の最大距離が所定の範囲内となる場合に3次元画像データを生成する。それにより、不正確な測定に基づく3次元画像データの生成を防止することができる。   At that time, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 uses a plurality of net-like measurement units 2 in the height direction based on the three-dimensional coordinates of the plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2 of the part shape measuring instrument shown in FIG. The maximum distance between grid points may be obtained. Here, the height direction refers to a direction perpendicular to the main surface of the substrate 1. In that case, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 generates three-dimensional image data when the maximum distance between the plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2 in the height direction is within a predetermined range. Thereby, generation of three-dimensional image data based on inaccurate measurement can be prevented.

あるいは、3次元座標計算部30は、図3に示す部位形状測定器具のキャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標に基づいて、高さ方向におけるキャップ状測定部2aの複数の測定マーク間の最大距離を求めても良い。ここで、高さ方向とは、基板1aの主面に垂直な方向をいう。その場合に、3次元座標計算部30は、高さ方向におけるキャップ状測定部2aの複数の測定マーク間の最大距離が所定の範囲内となる場合に3次元画像データを生成する。それにより、不正確な測定に基づく3次元画像データの生成を防止することができる。   Alternatively, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 performs a plurality of measurements of the cap-shaped measurement unit 2a in the height direction based on the three-dimensional coordinates of the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit 2a of the part shape measuring instrument illustrated in FIG. The maximum distance between marks may be obtained. Here, the height direction refers to a direction perpendicular to the main surface of the substrate 1a. In this case, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 generates three-dimensional image data when the maximum distance between the plurality of measurement marks in the cap-shaped measurement unit 2a in the height direction is within a predetermined range. Thereby, generation of three-dimensional image data based on inaccurate measurement can be prevented.

3次元画像データの生成に際し、例えば、3次元座標計算部30は、左頭部の3次元座標データ及び右頭部の3次元座標データを選択して合成する。また、3次元座標計算部30は、ネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標データに、座標情報格納部82から読み出されたテクスチャー(色相、明度、又は、彩度)に関する情報を追加する。   In generating the three-dimensional image data, for example, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 selects and synthesizes the three-dimensional coordinate data of the left head and the three-dimensional coordinate data of the right head. In addition, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 reads the texture (from the coordinate information storage unit 82 into the three-dimensional coordinate data of the plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 or the plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a. Add information about hue, brightness, or saturation).

さらに、3次元座標計算部30は、図1に示すX軸方向及びY軸方向の各々において隣り合う2つの格子点を結ぶ線を複数(例えば、6個)の自由曲線に分割して(自由曲線分割)、複数の格子点の間に位置する所定数の点を補間する。その結果、ネット状測定部2の単位格子が、複数(例えば、36個)の領域に分割される。それにより、3次元座標計算部30は、測定された頭部の形状を表す細分化された3次元画像データを生成する。   Further, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 divides a line connecting two adjacent lattice points in each of the X-axis direction and the Y-axis direction shown in FIG. 1 into a plurality of (for example, six) free curves (free Curve division), a predetermined number of points located between a plurality of grid points are interpolated. As a result, the unit cell of the net-shaped measuring unit 2 is divided into a plurality of (for example, 36) regions. Thereby, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 generates fragmented three-dimensional image data representing the measured shape of the head.

あるいは、3次元座標計算部30は、図3に示すX軸方向及びY軸方向の各々において隣り合う2つの測定マークを結ぶ線を複数(例えば、6個)の自由曲線に分割して、複数の測定マークの間に位置する所定数の点を補間する。その結果、キャップ状測定部2aの4つの測定マークで囲まれた領域が、複数(例えば、36個)の領域に分割される。それにより、3次元座標計算部30は、測定された頭部の形状を表す細分化された3次元画像データを生成する。   Alternatively, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 divides a line connecting two adjacent measurement marks in each of the X-axis direction and the Y-axis direction shown in FIG. 3 into a plurality of (for example, six) free curves. A predetermined number of points located between the measurement marks are interpolated. As a result, the region surrounded by the four measurement marks of the cap-shaped measuring unit 2a is divided into a plurality of (for example, 36) regions. Thereby, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 generates fragmented three-dimensional image data representing the measured shape of the head.

3次元座標計算部30は、生成された3次元画像データを3次元画像データ格納部86に格納する。また、3次元座標計算部30は、測定結果を画像データ生成部40に出力する。画像データ生成部40は、測定結果を表す表示用画像データを生成して表示部50に出力する。表示用画像データは、2次元画像データでも良い。それにより、表示部50が、測定結果を表す画像を表示する。   The three-dimensional coordinate calculation unit 30 stores the generated three-dimensional image data in the three-dimensional image data storage unit 86. Further, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 outputs the measurement result to the image data generation unit 40. The image data generation unit 40 generates display image data representing the measurement result and outputs the display image data to the display unit 50. The display image data may be two-dimensional image data. Thereby, the display unit 50 displays an image representing the measurement result.

<部位形状測定方法>
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る部位形状測定器具を用いて頭部の形状を測定する部位形状測定方法について、図1〜図10を参照しながら説明する。
図8〜図10は、本発明の一実施形態に係る部位形状測定方法を示すフローチャートである。なお、互いに独立な処理については、それらを並列に行っても良い。
<Part shape measurement method>
Next, a part shape measuring method for measuring the shape of the head using the part shape measuring instrument according to any embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
8-10 is a flowchart which shows the site | part shape measuring method which concerns on one Embodiment of this invention. Note that processes that are independent of each other may be performed in parallel.

図8に示すステップS11において、図1又は図3に示すような部位形状測定器具が、被測定者の頭部に装着される。ステップS12において、部位形状測定装置の撮像部10が、部位形状測定器具が装着された頭部を撮像して、頭部の画像を表す画像データを生成する。ステップS13において、撮像部10によって生成された画像データが、画像データ格納部81に格納される。   In step S11 shown in FIG. 8, a part shape measuring instrument as shown in FIG. 1 or 3 is attached to the head of the person to be measured. In step S <b> 12, the imaging unit 10 of the part shape measuring device images the head on which the part shape measuring instrument is mounted, and generates image data representing an image of the head. In step S <b> 13, the image data generated by the imaging unit 10 is stored in the image data storage unit 81.

ステップS14において、特徴点抽出部20が、画像データ格納部81から画像データを読み出して、頭部の画像を表す画像データに画像処理を施す。それにより、特徴点抽出部20は、頭部の画像から、図1に示す部位形状測定器具の基板1の複数の基準マークを特徴点として抽出し、基板1の複数の基準マークの位置に基づいてネット状測定部2の複数の格子点を特徴点として抽出して、抽出された複数の特徴点の座標を求める。   In step S14, the feature point extraction unit 20 reads the image data from the image data storage unit 81, and performs image processing on the image data representing the head image. Thereby, the feature point extraction unit 20 extracts a plurality of reference marks on the substrate 1 of the part shape measuring instrument shown in FIG. 1 as feature points from the image of the head, and based on the positions of the plurality of reference marks on the substrate 1. Then, a plurality of grid points of the net-like measuring unit 2 are extracted as feature points, and coordinates of the extracted feature points are obtained.

あるいは、特徴点抽出部20は、頭部の画像から、図3に示す部位形状測定器具の基板1aの複数の基準マークを特徴点として抽出し、基板1aの複数の基準マークの位置に基づいてキャップ状測定部2aの複数の測定マークを特徴点として抽出して、抽出された複数の特徴点の座標を求めても良い。   Alternatively, the feature point extraction unit 20 extracts a plurality of reference marks on the substrate 1a of the part shape measuring instrument shown in FIG. 3 as feature points from the head image, and based on the positions of the plurality of reference marks on the substrate 1a. A plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit 2a may be extracted as feature points, and the coordinates of the extracted feature points may be obtained.

ステップS15において、特徴点抽出部20が、複数の特徴点の座標をそれらの特徴点のコードに対応付けて、座標情報として座標情報格納部82に格納する。また、特徴点抽出部20は、複数の特徴点のテクスチャー(色相、明度、又は、彩度)に関する情報も、それらの特徴点のコードに対応付けて座標情報格納部82に格納する。   In step S15, the feature point extraction unit 20 associates the coordinates of a plurality of feature points with the codes of the feature points and stores them in the coordinate information storage unit 82 as coordinate information. The feature point extraction unit 20 also stores information regarding the texture (hue, lightness, or saturation) of a plurality of feature points in the coordinate information storage unit 82 in association with the codes of the feature points.

ステップS16において、特徴点抽出部20が、撮像を行った回数iが所定の回数N(Nは、2以上の自然数)に達したか否かを判定する。i<Nである場合には、処理がステップS12に戻って、以前の撮像角度とは異なる撮像角度で撮像が行われる。このように、部位形状測定器具が装着された頭部を複数の異なる角度で撮像して、複数の画像を表す画像データが生成される。   In step S <b> 16, the feature point extraction unit 20 determines whether or not the number i of imaging has reached a predetermined number N (N is a natural number of 2 or more). If i <N, the process returns to step S12, and imaging is performed at an imaging angle different from the previous imaging angle. As described above, the head mounted with the part shape measuring instrument is imaged at a plurality of different angles, and image data representing a plurality of images is generated.

また、特徴点抽出部20は、各々の画像を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から部位形状測定器具の基板1又は1aの複数の基準マークを特徴点として抽出し、基板1又は1aの複数の基準マークの位置に基づいて、ネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める。i=Nとなった場合には、処理が、図9に示すステップS21に移行する。   Further, the feature point extraction unit 20 performs image processing on image data representing each image, thereby extracting a plurality of reference marks on the substrate 1 or 1a of the part shape measuring instrument as feature points from each image, Based on the positions of a plurality of reference marks 1 or 1a, a plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 or a plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a are extracted as feature points, and the coordinates of the plurality of feature points are obtained. Ask. If i = N, the process proceeds to step S21 shown in FIG.

図9に示すステップS21において、3次元座標計算部30が、撮像パラメーター格納部83から撮像パラメーターを読み出すと共に、基準マーク情報格納部84から基準マーク情報を読み出しておく。   9, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 reads the imaging parameters from the imaging parameter storage unit 83 and also reads the reference mark information from the reference mark information storage unit 84.

ステップS22において、3次元座標計算部30が、座標情報格納部82に格納されている2枚の画像の座標情報を順次読み出し、撮像パラメーター格納部83から読み出された撮像パラメーターに基づいて、複数の特徴点の座標を補正する。   In step S <b> 22, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 sequentially reads the coordinate information of the two images stored in the coordinate information storage unit 82, and based on the imaging parameters read from the imaging parameter storage unit 83, Correct the feature point coordinates.

ステップS23において、3次元座標計算部30が、2枚の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、ネット状測定部2の複数の格子点の3次元座標を、逆投影誤差と共に計算する。あるいは、3次元座標計算部30は、2枚の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、キャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標を、逆投影誤差と共に計算しても良い。   In step S23, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 calculates the three-dimensional coordinates of the plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 together with the backprojection error based on the coordinates of the plurality of feature points in the two images. Alternatively, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 may calculate the three-dimensional coordinates of the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit 2a together with the back projection error based on the coordinates of the plurality of feature points in the two images. .

ステップS24において、3次元座標計算部30が、ネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標を表す3次元座標データと、逆投影誤差を表す逆投影誤差データとを対応付けて、3次元座標データ格納部85に格納する。   In step S24, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 represents the three-dimensional coordinate data representing the three-dimensional coordinates of the plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 or the plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a, and the back projection error. The back projection error data is associated with each other and stored in the three-dimensional coordinate data storage unit 85.

ステップS25において、3次元座標計算部30が、複数の異なる角度で頭部を撮像して得られたN枚の画像から選択された2枚の画像の全ての組合せについて、3次元座標及び逆投影誤差が計算されたか否かを判定する。計算が終了していない場合には、処理がステップS22に戻る。一方、全ての組合せについて計算が終了している場合には、処理が、図10に示すステップS31に移行する。   In step S25, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 performs the three-dimensional coordinates and backprojection for all combinations of two images selected from N images obtained by imaging the head at a plurality of different angles. It is determined whether an error has been calculated. If the calculation has not ended, the process returns to step S22. On the other hand, if the calculation has been completed for all the combinations, the process proceeds to step S31 shown in FIG.

図10に示すステップS31において、3次元座標計算部30が、3次元座標データ格納部85から全ての3次元座標データ及び逆投影誤差データを読み出す。ステップS32において、3次元座標計算部30が、逆投影誤差が小さい順に3次元座標データを並べ替えて、その順に3次元座標データに番号jを付与する。N枚の画像から選択された2枚の画像の組合せがM通りである場合に、3次元座標データには1〜Mの番号が付される。例えば、N=5である場合には、M=10となる。   In step S31 shown in FIG. 10, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 reads all the three-dimensional coordinate data and backprojection error data from the three-dimensional coordinate data storage unit 85. In step S32, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 rearranges the three-dimensional coordinate data in ascending order of back projection error, and assigns a number j to the three-dimensional coordinate data in that order. When there are M combinations of two images selected from N images, numbers 1 to M are assigned to the three-dimensional coordinate data. For example, when N = 5, M = 10.

ステップS33〜S35において、3次元座標データの番号jが小さい順に処理が行われる。ステップS33において、3次元座標データの番号jがM以下であるか否かが判定される。3次元座標データの番号jがM以下である場合には、ステップS34において、3次元座標計算部30が、高さ方向におけるネット状測定部2の複数の格子点間の最大距離を求める。あるいは、3次元座標計算部30は、高さ方向におけるキャップ状測定部2aの複数の測定マーク間の最大距離を求めても良い。   In steps S33 to S35, processing is performed in ascending order of the number j of the three-dimensional coordinate data. In step S33, it is determined whether or not the number j of the three-dimensional coordinate data is M or less. When the number j of the three-dimensional coordinate data is M or less, in step S34, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 obtains the maximum distance between the plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2 in the height direction. Alternatively, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 may obtain the maximum distance between the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit 2a in the height direction.

ステップS35において、3次元座標計算部30が、高さ方向におけるネット状測定部2の複数の格子点間の最大距離又はキャップ状測定部2aの複数の測定マーク間の最大距離が所定の範囲内であるという条件を満たすか否かを判定する。この条件が満たされる場合には、処理がステップS37に移行する。一方、この条件が満たされない場合には、ステップS36において、3次元座標計算部30が、jの値を「1」だけインクリメントして、処理がステップS33に戻る。   In step S35, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 determines that the maximum distance between the plurality of lattice points of the net-like measurement unit 2 in the height direction or the maximum distance between the plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a is within a predetermined range. It is determined whether or not the condition that is satisfied. If this condition is satisfied, the process proceeds to step S37. On the other hand, if this condition is not satisfied, in step S36, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 increments the value of j by “1”, and the process returns to step S33.

ステップS33において、3次元座標データの番号jがMを超えた場合には、条件を満たす3次元座標データが存在しないことになるので、処理がステップS38に移行する。ステップS38において、3次元座標計算部30が、測定が失敗した旨を表す測定結果を画像データ生成部40に出力すると、画像データ生成部40が、測定が失敗した旨を表す画像を表示部50に表示させる。その後、処理が終了する。   If the number j of the three-dimensional coordinate data exceeds M in step S33, there is no three-dimensional coordinate data that satisfies the condition, and the process moves to step S38. In step S38, when the three-dimensional coordinate calculation unit 30 outputs a measurement result indicating that the measurement has failed to the image data generation unit 40, the image data generation unit 40 displays an image indicating that the measurement has failed. To display. Thereafter, the process ends.

一方、ステップS37においては、3次元座標計算部30が、左頭部の3次元座標データ及び右頭部の3次元座標データを選択して合成する。例えば、3次元座標計算部30は、逆投影誤差が最も小さい左頭部の3次元座標データ及び右頭部の3次元座標データを選択する。次に、3次元座標計算部30は、選択されたペアの3次元座標データの基準マーク平面が重なるように、少なくとも一方の3次元座標データの座標変換を行い、左頭部の3次元座標データと右頭部の3次元座標データとを合成する。さらに、3次元座標計算部30は、図1又は図3に示すX軸方向及びY軸方向の各々において隣り合う2つの格子点又は測定マークを結ぶ線について多項式の近似式を求め、高さ方向のZ座標を補正する。   On the other hand, in step S37, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 selects and synthesizes the three-dimensional coordinate data of the left head and the three-dimensional coordinate data of the right head. For example, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 selects the three-dimensional coordinate data of the left head and the three-dimensional coordinate data of the right head with the smallest backprojection error. Next, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 performs coordinate transformation of at least one of the three-dimensional coordinate data so that the reference mark planes of the selected pair of three-dimensional coordinate data overlap, and the three-dimensional coordinate data of the left head And the three-dimensional coordinate data of the right head. Further, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 obtains an approximate expression of a polynomial for a line connecting two lattice points or measurement marks adjacent to each other in each of the X-axis direction and the Y-axis direction shown in FIG. The Z coordinate of is corrected.

その後、ステップS39において、3次元座標計算部30が、ネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークの3次元座標データに、座標情報格納部82から読み出されたテクスチャー(色相、明度、又は、彩度)に関する情報を追加する。   Thereafter, in step S39, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 reads the three-dimensional coordinate data of the plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 or the plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a from the coordinate information storage unit 82. Add information about the texture (hue, lightness, or saturation).

さらに、ステップS40において、3次元座標計算部30が、図1に示すX軸方向及びY軸方向の各々において隣り合う2つの格子点を結ぶ線を複数の自由曲線に分割して(自由曲線分割)、複数の格子点の間に位置する所定数の点を補間する。あるいは、3次元座標計算部30は、図3に示すX軸方向及びY軸方向の各々において隣り合う2つの測定マークを結ぶ線を複数の自由曲線に分割して、複数の測定マークの間に位置する所定数の点を補間しても良い。それにより、3次元座標計算部30は、測定された頭部の形状を表す細分化された3次元画像データを生成する。   Further, in step S40, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 divides a line connecting two adjacent lattice points in each of the X axis direction and the Y axis direction shown in FIG. 1 into a plurality of free curves (free curve division). ), Interpolating a predetermined number of points located between a plurality of grid points. Alternatively, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 divides a line connecting two adjacent measurement marks in each of the X-axis direction and the Y-axis direction shown in FIG. 3 into a plurality of free curves, and between the plurality of measurement marks. A predetermined number of points located may be interpolated. Thereby, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 generates fragmented three-dimensional image data representing the measured shape of the head.

ステップS41において、3次元座標計算部30が、生成された3次元画像データを3次元画像データ格納部86に格納する。また、3次元座標計算部30は、3次元画像データによって表される測定結果を画像データ生成部40に出力する。   In step S <b> 41, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 stores the generated three-dimensional image data in the three-dimensional image data storage unit 86. Further, the three-dimensional coordinate calculation unit 30 outputs the measurement result represented by the three-dimensional image data to the image data generation unit 40.

ステップS42において、画像データ生成部40が、3次元座標計算部30から出力される測定結果に基づいて、測定された頭部の形状を表す表示用画像データを生成して表示部50に出力する。ステップS43において、表示部50が、表示用画像データに基づいて、測定された頭部の形状を表す画像を表示する。その後、処理が終了する。   In step S <b> 42, the image data generation unit 40 generates display image data representing the shape of the measured head based on the measurement result output from the three-dimensional coordinate calculation unit 30 and outputs the display image data to the display unit 50. . In step S43, the display unit 50 displays an image representing the measured shape of the head based on the display image data. Thereafter, the process ends.

図11は、本発明の一実施形態に係る部位形状測定装置における測定精度を示す図である。この測定においては、頭頂部を中心とした直径14cmの範囲内における頭部の形状が26回測定されて、それらの測定値がメジャーによる実測値と比較された。   FIG. 11 is a diagram showing measurement accuracy in the part shape measuring apparatus according to one embodiment of the present invention. In this measurement, the shape of the head within a range of 14 cm in diameter centered on the top of the head was measured 26 times, and the measured values were compared with the measured values by the measure.

図11に示すように、測定値の最大誤差(+)は、0.10cmであり、測定値の最大誤差(−)は、−0.40cmである。また、測定値の平均誤差は、−0.17cmであり、誤差の標準偏差は、0.15cmである。このように、本実施形態によれば、精度の高い測定結果を得ることができる。   As shown in FIG. 11, the maximum error (+) of the measurement value is 0.10 cm, and the maximum error (−) of the measurement value is −0.40 cm. Moreover, the average error of the measured value is −0.17 cm, and the standard deviation of the error is 0.15 cm. Thus, according to this embodiment, a highly accurate measurement result can be obtained.

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、部位形状測定器具の基板1又は1aの主面に複数の基準マークが設けられているので、部位形状測定器具が装着された部位を撮像して得られた画像から複数の基準マークを抽出することにより、それらの位置に基づいてネット状測定部2の複数の格子点又はキャップ状測定部2aの複数の測定マークを抽出して複数の画像間で対応付けることができる。また、ネット状測定部2又はキャップ状測定部2aが部位に圧力をかけることにより、髪の毛の膨らみ等の形状歪みを抑え込むことができる。その結果、持ち運び可能な小型の部位形状測定装置によって部位の形状を効率的かつ正確に測定することが可能になる。   As described above, according to one embodiment of the present invention, since the plurality of reference marks are provided on the main surface of the substrate 1 or 1a of the part shape measuring instrument, the part to which the part shape measuring instrument is attached is provided. By extracting a plurality of reference marks from the image obtained by imaging, a plurality of grid points of the net-like measurement unit 2 or a plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit 2a are extracted based on their positions. Can be associated with each other. Moreover, when the net-shaped measuring unit 2 or the cap-shaped measuring unit 2a applies pressure to the site, shape distortion such as bulge of hair can be suppressed. As a result, it becomes possible to efficiently and accurately measure the shape of the part by a portable portable part shape measuring device.

上記の実施形態においては、人間の頭部の形状を測定する場合について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、人間の頭部以外の足や胸や腰等の部位の形状を測定する場合に適用することも可能である。このように、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。   In the above embodiment, the case where the shape of the human head is measured has been described. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the foot, chest, waist, etc. other than the human head. It is also possible to apply when measuring the shape of a part. Thus, many modifications are possible within the technical idea of the present invention by those who have ordinary knowledge in the technical field.

本発明は、人間の頭部等の部位の形状を測定するために用いられる部位形状測定器具や、そのような部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置及び部位形状測定方法等において利用することが可能である。   The present invention relates to a part shape measuring instrument used for measuring the shape of a part such as a human head, a part shape measuring apparatus and a part shape measuring unit for measuring a part shape using such a part shape measuring instrument. It can be used in a method or the like.

1、1a…基板、2…ネット状測定部、2a…キャップ状測定部、2b、2c…凹部、3、3a…中間材、4〜7、4a〜7a…基準マーク、8…測定マーク、9…留め具、10…撮像部、20…特徴点抽出部、30…3次元座標計算部、40…画像データ生成部、50…表示部、60…操作部、70…制御部、80…格納部、81…画像データ格納部、82…座標情報格納部、83…撮像パラメーター格納部、84…基準マーク情報格納部、85…3次元座標データ格納部、86…3次元画像データ格納部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Board | substrate, 2 ... Net-shaped measurement part, 2a ... Cap-shaped measurement part, 2b, 2c ... Recessed part 3, 3a ... Intermediate material, 4-7, 4a-7a ... Reference mark, 8 ... Measurement mark, 9 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Fastener, 10 ... Imaging part, 20 ... Feature point extraction part, 30 ... Three-dimensional coordinate calculation part, 40 ... Image data generation part, 50 ... Display part, 60 ... Operation part, 70 ... Control part, 80 ... Storage part 81 ... Image data storage unit, 82 ... Coordinate information storage unit, 83 ... Imaging parameter storage unit, 84 ... Reference mark information storage unit, 85 ... Three-dimensional coordinate data storage unit, 86 ... Three-dimensional image data storage unit

Claims (10)

開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、
平面視で前記基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部と、
を備える部位形状測定器具。
A substrate having an opening and a plurality of fiducial marks provided on the main surface;
A net-shaped measuring unit arranged in an opening of the substrate in plan view and having a lattice shape;
A site shape measuring instrument comprising:
前記基板と前記ネット状測定部との間に接続された伸縮可能な環状の中間材をさらに備える、請求項1記載の部位形状測定器具。   The site | part shape measuring instrument of Claim 1 further provided with the ring-shaped intermediate material which can be expanded-contracted connected between the said board | substrate and the said net-shaped measurement part. 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、
複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部と、
前記基板の開口の周辺部と前記キャップ状測定部の外周部との間に接続可能な環状の中間材と、
前記キャップ状測定部を前記中間材に着脱可能とし、又は、前記中間材を前記基板に着脱可能とする複数の留め具と、
を備える部位形状測定器具。
A substrate having an opening and a plurality of fiducial marks provided on the main surface;
A cap-shaped measuring section provided with a plurality of measurement marks;
An annular intermediate member connectable between a peripheral portion of the opening of the substrate and an outer peripheral portion of the cap-shaped measuring portion;
A plurality of fasteners that allow the cap-shaped measuring part to be attached to and detached from the intermediate material, or to allow the intermediate material to be attached to and detached from the substrate;
A site shape measuring instrument comprising:
前記基板の主面が、前記開口の周囲に沿って色相、明度、又は、彩度が変化する着色が施された領域を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の部位形状測定器具。   The site | part shape measuring instrument of any one of Claims 1-3 in which the main surface of the said board | substrate contains the area | region to which the hue, the brightness, or the color which changes a saturation was given along the circumference | surroundings of the said opening. . 開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、
複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像の各々を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記ネット状測定部の複数の格子点を特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める特徴点抽出部と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記ネット状測定部の複数の格子点の3次元座標を計算し、前記ネット状測定部の複数の格子点の間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成する3次元座標計算部と、
を備える部位形状測定装置。
A site using a site shape measuring instrument including a substrate having an opening and a plurality of reference marks provided on the main surface, and a net-shaped measuring unit disposed in the opening of the substrate in plan view and having a lattice shape A device for measuring the shape of a part for measuring the shape of
An imaging unit that captures an image of a part to which the part shape measuring instrument is attached and generates image data;
By performing image processing on image data representing each of a plurality of images obtained by imaging a part at a plurality of different angles, a plurality of reference marks on the substrate are extracted as feature points from each image, and Extracting a plurality of grid points of the net-like measurement unit based on the positions of a plurality of reference marks as feature points, and obtaining a coordinate of the plurality of feature points;
Based on the coordinates of the plurality of feature points in the plurality of images, the three-dimensional coordinates of the plurality of grid points of the net-like measurement unit are calculated, and the points between the plurality of grid points of the net-like measurement unit are interpolated. A three-dimensional coordinate calculation unit that generates three-dimensional image data representing the shape of the measured part;
A site shape measuring apparatus comprising:
開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定装置であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、
複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像の各々を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記キャップ状測定部の複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求める特徴点抽出部と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算し、前記キャップ状測定部の複数の測定マークの間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成する3次元座標計算部と、
を備える部位形状測定装置。
A part shape measuring instrument including a substrate having an opening and a plurality of reference marks provided on the main surface, and a cap-shaped measuring unit disposed in the opening of the substrate in plan view and provided with a plurality of measurement marks. A part shape measuring apparatus for measuring the shape of a part using
An imaging unit that captures an image of a part to which the part shape measuring instrument is attached and generates image data;
By performing image processing on image data representing each of a plurality of images obtained by imaging a part at a plurality of different angles, a plurality of reference marks on the substrate are extracted as feature points from each image, and A feature point extraction unit that extracts a plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit as feature points based on a plurality of reference mark positions, and obtains coordinates of the plurality of feature points;
Based on the coordinates of the plurality of feature points in the plurality of images, the three-dimensional coordinates of the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit are calculated, and the points between the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit are interpolated. A three-dimensional coordinate calculation unit that generates three-dimensional image data representing the shape of the measured part;
A site shape measuring apparatus comprising:
前記部位形状測定器具の基板の主面が、前記開口の周囲に沿って色相、明度、又は、彩度が変化する着色が施された領域を含み、
前記特徴点抽出部が、前記基板の色相、明度、又は、彩度に基づいて、複数の異なる角度で部位を撮像して得られる複数の画像から、同一の基準マークを対応する特徴点として抽出する、請求項5又は6記載の部位形状測定装置。
The main surface of the substrate of the part shape measuring instrument includes a colored region that changes in hue, brightness, or saturation along the periphery of the opening,
The feature point extraction unit extracts the same reference mark as a corresponding feature point from a plurality of images obtained by imaging a part at a plurality of different angles based on the hue, lightness, or saturation of the substrate. The part shape measuring apparatus according to claim 5 or 6.
前記部位形状測定器具の基板の複数の基準マーク間の距離に関する基準マーク情報を格納する格納部をさらに備え、
前記3次元座標計算部が、前記格納部から読み出された基準マーク情報を用いて、前記ネット状測定部の複数の格子点又は前記キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算する、請求項5〜7のいずれか1項記載の部位形状測定装置。
A storage unit for storing reference mark information related to a distance between a plurality of reference marks on the substrate of the part shape measuring instrument;
The three-dimensional coordinate calculation unit calculates three-dimensional coordinates of a plurality of lattice points of the net-like measurement unit or a plurality of measurement marks of the cap-like measurement unit using reference mark information read from the storage unit. The site | part shape measuring apparatus of any one of Claims 5-7.
開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、格子形状を有するネット状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定方法であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を複数の異なる角度で撮像して複数の画像を表す画像データを生成すると共に、各々の画像を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記ネット状測定部の複数の格子点を特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求めるステップ(a)と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記ネット状測定部の複数の格子点の3次元座標を計算するステップ(b)と、
前記ネット状測定部の複数の格子点の間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成するステップ(c)と、
を備える部位形状測定方法。
A site using a site shape measuring instrument including a substrate having an opening and a plurality of reference marks provided on the main surface, and a net-shaped measuring unit disposed in the opening of the substrate in plan view and having a lattice shape A part shape measuring method for measuring the shape of
Image data representing a plurality of images by imaging a part to which the part shape measuring instrument is mounted at a plurality of different angles, and performing image processing on the image data representing each image, so that each image is processed. A plurality of reference marks on the substrate are extracted as feature points, and a plurality of grid points on the net-like measurement unit are extracted as feature points based on the positions of the plurality of reference marks on the substrate, and the coordinates of the plurality of feature points are extracted. Obtaining step (a);
Calculating three-dimensional coordinates of a plurality of lattice points of the net-shaped measuring unit based on the coordinates of a plurality of feature points in the plurality of images;
Interpolating points between a plurality of lattice points of the net-shaped measuring unit to generate three-dimensional image data representing the shape of the measured part;
A site shape measuring method comprising:
開口を有し、複数の基準マークが主面に設けられた基板と、平面視で前記基板の開口内に配置され、複数の測定マークが設けられたキャップ状測定部とを含む部位形状測定器具を用いて部位の形状を測定する部位形状測定方法であって、
前記部位形状測定器具が装着された部位を複数の異なる角度で撮像して複数の画像を表す画像データを生成すると共に、各々の画像を表す画像データに画像処理を施すことにより、各々の画像から前記基板の複数の基準マークを特徴点として抽出し、前記基板の複数の基準マークの位置に基づいて前記キャップ状測定部の複数の測定マークを特徴点として抽出して、複数の特徴点の座標を求めるステップ(a)と、
前記複数の画像における複数の特徴点の座標に基づいて、前記キャップ状測定部の複数の測定マークの3次元座標を計算するステップ(b)と、
前記キャップ状測定部の複数の測定マークの間の点を補間して、測定された部位の形状を表す3次元画像データを生成するステップ(c)と、
を備える部位形状測定方法。
A part shape measuring instrument including a substrate having an opening and a plurality of reference marks provided on the main surface, and a cap-shaped measuring unit disposed in the opening of the substrate in plan view and provided with a plurality of measurement marks. A part shape measuring method for measuring the shape of a part using
Image data representing a plurality of images by imaging a part to which the part shape measuring instrument is mounted at a plurality of different angles, and performing image processing on the image data representing each image, so that each image is processed. A plurality of reference marks on the substrate are extracted as feature points, and a plurality of measurement marks on the cap-shaped measurement unit are extracted as feature points based on the positions of the plurality of reference marks on the substrate. Obtaining step (a);
Calculating three-dimensional coordinates of a plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit based on coordinates of a plurality of feature points in the plurality of images;
Interpolating points between the plurality of measurement marks of the cap-shaped measurement unit to generate three-dimensional image data representing the shape of the measured part;
A site shape measuring method comprising:
JP2016251109A 2015-12-28 2016-12-26 Part shape measuring instrument, and part shape measuring apparatus and method Active JP6383399B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015255709 2015-12-28
JP2015255709 2015-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017120262A JP2017120262A (en) 2017-07-06
JP6383399B2 true JP6383399B2 (en) 2018-08-29

Family

ID=59271706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016251109A Active JP6383399B2 (en) 2015-12-28 2016-12-26 Part shape measuring instrument, and part shape measuring apparatus and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6383399B2 (en)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0280607A (en) * 1988-09-19 1990-03-20 L Dufell Dool Hairpiece and constitution of hairpiece goods
JPH0942921A (en) * 1995-08-01 1997-02-14 Ono Sokki Co Ltd Head frame
JPH1015287A (en) * 1996-07-04 1998-01-20 Kiyoko Saito Washing machine shelf net for preening dress
JP3436929B2 (en) * 2001-03-30 2003-08-18 岩手県 3D shape measurement system
JP2005140547A (en) * 2003-11-04 2005-06-02 3D Media Co Ltd 3-dimensional measuring method, 3-dimensional measuring device and computer program
JP5061350B2 (en) * 2005-04-15 2012-10-31 国立大学法人 東京大学 Motion capture system and three-dimensional reconstruction method of feature points in motion capture system
JP5534859B2 (en) * 2010-02-23 2014-07-02 株式会社アデランス Measuring cap, measuring method, wig base manufacturing method
CN104215199B (en) * 2013-05-31 2017-10-03 新华锦集团山东锦盛发制品有限公司 A kind of wig head capsule preparation method and system
US20150201691A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Juliet Annmarie Palmer-Rogers Hair extension foundation cap with hair attachment template and hair protection insulation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017120262A (en) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3991020B2 (en) Image display method and image display system
JP4667111B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
CN101352277B (en) Method and system for forming feet shape
JP6429772B2 (en) 3D scanning and positioning system
JP6302132B2 (en) Image processing apparatus, image processing system, image processing method, and program
JP6573419B1 (en) Positioning method, robot and computer storage medium
KR20060126545A (en) Device for measuring 3d shape using irregular pattern and method for the same
EP3349643B1 (en) Methods, systems and computer program products for determining object distances and target dimensions using light emitters
KR101822571B1 (en) Apparatus for measuring size of part of body and system therefor
JP2009017480A (en) Camera calibration device and program thereof
US20150035945A1 (en) Method and system for manufacturing a wig head shell
CN109559349A (en) A kind of method and apparatus for calibration
CN109382821A (en) Calibration method, calibration system and program
CN109964245A (en) System and method for correcting wide angle picture
CN112515661B (en) Posture capturing method and device, electronic equipment and storage medium
JP6319804B2 (en) Projection image generation apparatus, projection image generation method, and projection image generation program
JP2019217571A (en) Robot control system
US11380063B2 (en) Three-dimensional distortion display method, terminal device, and storage medium
JP2017194301A (en) Face shape measuring device and method
JP2011155412A (en) Projection system and distortion correction method in the same
WO2020072148A1 (en) Mobile 3d body scanning methods and apparatus
JP6383399B2 (en) Part shape measuring instrument, and part shape measuring apparatus and method
CN116527856B (en) Method, device, equipment and storage medium for controlling playing of spherical screen cinema
US6674431B1 (en) Method for processing data expressing three-dimensional shape
JP2010204759A (en) Coordinate calibration method for three-dimensional image display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170821

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180627

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: 20180723

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180803

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6383399

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

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250