JP7271202B2 - 情報生成装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、マーカを対象物体に貼付するときに用いて好適な情報生成装置、表示装置、その制御方法及びプログラムに関する。

近年、デジタルカメラの普及により、本来の用途である写真撮影以外の用途で利用される例が増えてきた。例えば２次元で色を取得することができることから、カメラを２次元測色器として利用することが提案されている。カメラと立体物である対象物体間の距離、カメラで撮影する方向、及び対象物体の表面の方向によって、カメラで取得される色が異なる。そこで、対象物体までの距離や対象物体の形状を考慮した色を取得、評価する。このとき、対象物体までの距離や対象物体の形状は、対象物体の表面にマーカを貼付して、撮影画像中のマーカの位置変化や大きさの変化から求めることができる。
特許文献１には、一列に配列される複数の点からなり略平行に配置される一対の第一の点群と、第一の点群の列に対し略垂直方向な方向に一列に配置され複数の点からなり略平行に配置される一対の第二の点群と、を備えたマーカーが開示されている。
特許文献２には、作業現場に設置されるラインマーカは、作業者が携行するカメラの位置の計測誤差が最小となるように、遺伝的アルゴリズムにより最適化配置処理を行うことで決定された位置に配置するマーカの配置方法が開示されている。

特開２０１４－２２９２７４号公報 特開２０１１－２５２９１７号公報 特開２００９－２６０４７４号公報

しかしながら、特許文献１では、マーカー内の点群の密度が対象物体の曲面の形状を求めるのに十分な密度であるか不明であり、精度が保証されないという課題があった。
また、特許文献２では、カメラの位置の計測誤差が最小となるようにラインマーカの配置を決定するものであり、対象物体の任意の部位の形状を高精度に求めるための配置を決定するものではない。

本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、対象物体の形状を高精度に求められるようにすることを目的とする。

本発明の情報生成装置は、所定の形状の指標が複数配置されたマーカを貼付する対象物体の３次元形状データを取得する形状データ取得手段と、前記取得された３次元形状データに基づいて、前記対象物体の表面のうち、単一の方向にのみ曲率を持つとみなすことのできる曲面を探すことにより、前記マーカの貼付位置を示す貼付情報を生成する情報生成手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、対象物体の形状を高精度に求めることが可能となる。

第１の実施形態に係る色評価システムの構成例を示す図である。 マーカの例を示す図である。 第１の実施形態に係る色評価システムの処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る情報生成装置の機能構成を示すブロック図である。 対象物体のリファレンス形状データの例を示す図である。 第１の実施形態における情報生成のための操作画面を示す図である。 第１の実施形態に係る情報生成装置の処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る情報生成装置の情報生成部の機能構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る情報生成装置の情報生成部の処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る情報生成装置の情報生成部で生成した画像の例を示す図である。 第１の実施形態に係る色評価装置の機能構成を示すブロック図である。 光源データの取得について説明するための図である。 基準板の反射特性の取得について説明するための図である。 第１の実施形態に係る色評価装置の処理を示すフローチャートである。 対象物体の表面にマーカを貼付した状態を示す図である。 マーカが保持するメタデータを説明するための図である。 第１の実施形態に係る色評価装置の形状データ算出部の処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る色評価装置の色評価部の機能構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る色評価装置の色評価部の処理を示すフローチャートである。 法線方向を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。 光源方向を算出する処理の概要を説明するための図である。 発色値を算出する処理の概要を説明するための図である。 第２の実施形態に係る情報生成装置の機能構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る情報生成装置の処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る情報生成装置の情報生成部の機能構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る情報生成装置の情報生成部の処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る情報生成装置の情報生成部で生成した画像の例を示す図である。 第３の実施形態に係る色評価システムの構成例を示す図である。 第３の実施形態における情報生成のための操作画面を示す図である。 第３の実施形態に係る色評価システムの処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
＜色評価システムの構成＞
図１に、第１の実施形態に係る色評価システムの構成例を示す。色評価システムは、情報生成装置１０１と、表示装置１０２と、色評価の対象とする対象物体１０３と、マーカ１０４と、光源１０５と、撮像装置１０６と、色評価装置１０７とを備える。

情報生成装置１０１は、色評価に先立ち、マーカ１０４を対象物体１０３に貼付するときの補助となる貼付情報を生成する。本実施形態では、貼付情報は、マーカ１０４の貼付位置を示す情報であり、後述するように、マーカ１０４の種類及びその貼付位置の組み合わせを示す情報である。情報生成装置１０１は、有線又は無線で表示装置１０２と接続し、貼付情報を表示装置１０２に表示するように制御する。情報生成装置１０１の構成及び処理の詳細については後述する。

表示装置１０２は、画像及び文字を表示可能なディスプレイであり、情報生成装置１０１で生成した貼付情報を表示する。なお、情報生成装置１０１及び表示装置１０２はそれぞれ独立した機器でもよいし、タブレット型ＰＣのように一つの機器内に一体となった構成でもよい。表示装置１０２としては、手持ちで持ち運ぶことができ、場所を問わず情報生成装置１０１で生成した情報を確認できるタブレット型ＰＣを用いることが望ましい。

対象物体１０３は、平面や曲面を含む立体物であり、色評価の対象である。本実施形態では、対象物体１０３が異なる方向、異なる曲率半径を持つ曲面を含んで構成されるものとする。図１の例では、曲率半径の大きな外周面を有する円柱が下段、曲率半径の小さな外周面を有する円柱が中段、複数の方向に曲率を持つ曲面からなる球が上段にあり、中段の円柱と下段の円柱とは向きが異なる。なお、対象物体はこれに限られるものではなく、どのような曲面や平面を含んで構成されてもよい。ただし、対象物体は、すくなくとも一部に平面性の高いマーカを貼り付け可能な程度の面を有している。

本実施形態において用いられるマーカ１０４を、図２に示す。マーカ１０４は、所定の形状の指標２０２が複数配置され、パターンを構成している。また、マーカ１０４において斜線部の領域２０４は切り抜かれており、対象物体１０３の表面の色を観察できる。マーカ１０４は、領域２０４が対象物体１０３の表面のうち色評価を行う領域（以下、評価領域と称する）に合うように貼付される。指標２０２は、評価領域の形状を求めるのに用いられる。マーカ１０４は、例えばパターンが異なる、すなわち指標２０２の配置が異なる複数種が予め用意されている。

光源１０５は、例えば人工太陽等の照明であり、撮影時に対象物体１０３を照らすのに用いられる。光源１０５の種類は、人工太陽灯以外にもＬＥＤや蛍光灯等、他の照明機器を用いてもよいし、太陽等の自然光でもよい。また、図１では光源１０５として１灯のみを図示したが、１灯に限られるものではなく、２灯以上の複数灯からなるものでもよい。

撮像装置１０６は、色情報の２次元分布を取得することができるデジタルカメラであり、対象物体１０３を撮影し、例えば各画素Ｒ，Ｇ，Ｂの３成分を保持するデジタル画像データとして撮影画像を生成する。撮像装置１０６は、例えばＵＳＢ等の有線又は無線で色評価装置１０７と接続する。

色評価装置１０７は、撮像装置１０６で生成した撮影画像データを読み込み、色評価処理を行う。図１においては、色評価装置１０７及び情報生成装置１０１を別の装置として図示したが、同一の装置として構成してもよい。色評価装置１０７の構成及び処理の詳細については後述する。

＜マーカ１０４の説明＞
図２を参照して、マーカ１０４の詳細について説明する。
マーカ１０４は、対象物体１０３の表面に合わせて自由に曲げることのできるフレキシブルな矩形状の薄い基材上に、次に述べるようなレイアウトを印刷したものである。基材は、マグネットや吸着シート等、貼ったり、剥がしたりを繰り返すことのできる素材が望ましい。また、印刷に用いるインクやトナー等の記録材として、拡散性を有するマットな記録材とすることにより、光源や周囲の映り込みを低減することができ、パターンにおける各指標２０２を高精度に抽出することが可能になる。

マーカ１０４は、フレーム領域２０１と呼ぶ黒色の部分を有する。
フレーム領域２０１上に、指標２０２が配置される。指標２０２は、白色の円形であり、撮影画像から評価領域の形状を求めるのに用いられる。複数の指標２０２は、フレーム領域２０１上に横方向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方向）に格子状に所定の間隔で配置されている。これら複数の指標２０２の撮影画像における位置関係の歪から評価領域の形状が算出される。図２には、横方向に等間隔で６個、縦方向に等間隔で３個並ぶ計１８個の指標２０２が配置される例を示す。指標２０２の形状は、円形が望ましい。これは、被写界深度の影響等によって撮影画像における指標２０２のエッジにボケが発生しても、指標２０２が円形であれば、円の中心座標を２値化の閾値等のパラメータに依らずに安定して算出することができるからである。
フレーム領域２０１上に、ＩＤコード領域２０３が配置される。ＩＤコード領域２０３は、識別情報をコード化した領域である。識別情報は、マーカ１０４の種類を識別するための情報であり、指標２０２の配置が異なるマーカ１０４には異なる情報が割り当てられている。ＩＤコード領域２０３のパターンは、領域を８×８画素の計６４個のブロックに分割し、各ブロックを白と黒との２値で表現することによって、６４ビットの識別情報が表現可能なものを使用する。

以上のように記録材により指標２０２やＩＤコードを記録した後、横方向に並ぶ指標２０２群と、それと並行して配置された別の横方向に並ぶ指標群２０２群との間の領域２０４（斜線で示す領域）を切り抜くことでマーカ１０４が形成される。評価者は、このようなマーカ１０４を皺ができないように対象物体１０３の評価領域に貼付する。これにより、評価領域周囲の指標２０２から評価領域の形状を算出することができ、さらに領域２０４については対象物体１０３の表面を直接撮影することができる。
このとき、評価領域の形状を高精度に算出するために、指標２０２の配置は対象物体１０３の表面の形状に応じて決定されるのが好ましい。具体的には、対象物体１０３の曲面となる表面にマーカ１０４を貼付した場合に、マーカ１０４上の横方向の指標２０２が同一平面上にあるとみなすことができる間隔で配置することが望ましい。以下では、マーカ１０４上の横方向の指標２０２が同一平面上にあるとみなすことができることを、平面性が高いと呼ぶ。詳細には、対象物体１０３の曲面となる表面にマーカ１０４を貼付した場合の横方向の指標２０２間の直線距離と、平面上での横方向のパターン間隔Δｘとの差が所定の閾値Ｔｈよりも小さいときに、マーカを貼付したときの平面性が高いといえる。そのため、対象物体１０３の表面の曲率半径がＲの場合、式（１）を満たすようなパターン間隔Δｘを有するマーカ１０４を貼付することで、評価領域の形状を高精度に算出することができる。

式（１）では、対象物体１０３の表面の曲率半径Ｒが小さいほど、パターン間隔Δｘが小さいマーカ１０４を貼付する必要があることを示す。式（１）を満たさない場合、マーカを貼付したときの平面性が低く、評価領域の形状の算出精度が低下してしまう。
本実施形態では、予め任意のパターン間隔で複数種のマーカ１０４が作成されており、貼付情報を生成し、ユーザに提示する。本実施形態において、貼付情報は、マーカ１０４の種類に応じた貼付位置を示す情報であり、より詳細には、平面性が高いといえるマーカ１０４の種類及びその貼付位置の組み合わせを示す情報である。

＜色評価システムの処理＞
次に、図３を参照して、色評価システムの処理について説明する。
ステップＳ３０１で、情報生成装置１０１は、詳細は後述するが、マーカを対象物体に貼付したときの平面性を評価することにより、貼付情報を生成する。
ステップＳ３０２で、表示装置１０２は、情報生成装置１０１で生成した貼付情報を表示する。
ステップＳ３０３で、ユーザは、表示装置１０２に表示された貼付情報に基づいて、対象物体１０３の表面にマーカ１０４を貼付する。
ステップＳ３０４で、撮像装置１０６は、ユーザの指示に基づくタイミングで、対象物体１０３のマーカ１０４が貼付された評価領域を撮影する。このとき、対象物体１０３には照明装置１０５から光が照射されている。
ステップＳ３０５で、色評価装置１０７は、詳細は後述するが、撮像装置１０６で生成した撮影画像データを読み込み、色評価処理を行う。
以上の処理によって、情報生成装置１０１で生成する貼付情報に基づいて対象物体１０３にマーカ１０４を貼付し、その領域について色評価を行うことができる。

以下、色評価システムの情報生成装置１０１の詳細について説明する。
＜情報生成装置１０１＞
図４に、情報生成装置１０１の機能構成を示す。情報生成装置１０１は、マーカ情報保持部４０１と、マーカ情報取得部４０２と、リファレンス形状データ保持部４０３と、リファレンス形状データ取得部４０４と、情報生成部４０５とを備える。

マーカ情報取得部４０２は、マーカ情報保持部４０１に予め記録される、各マーカ１０４の指標２０２の配置に関する情報であるパターン間隔Δｘと、各マーカ１０４のＩＤコード領域２０３の識別情報とを取得する。マーカ情報保持部４０１へのマーカ情報の記録については後述する。

リファレンス形状データ取得部４０４は、リファレンス形状データ保持部４０３に予め記録される、対象物体１０３のリファレンス用の３次元形状データであるリファレンス形状データを読み込み、取得する。図５に、対象物体１０３のリファレンス形状データの例を示す。図５に示すように、リファレンス形状データは、３次元空間上の例えば３点や４点の頂点を結んで構成される面からなるポリゴンと呼ばれるデータの集合である。ポリゴン中のｎ番目（ｎ≦Ｎ、Ｎは頂点数）の頂点は、３次元空間上の位置を表す３次元座標Ｖ_n＝（Ｘ_n，Ｙ_n，Ｚ_n）を保持する。なお、３次元形状データの形式は上記の例に限定されるものではなく、他のどのような形式を用いてもよい。本実施形態では、リファレンス形状データとして、対象物体１０３の設計時に作成された３Ｄ ＣＡＤデータを用いる。リファレンス形状データとして利用可能な形状データは３Ｄ ＣＡＤデータに限られるものではなく、既存の３Ｄスキャナ等で３次元形状を測定した結果を用いることも可能である。また、３次元形状データは、各ポリゴンの３次元座標に加えてポリゴンの色を表すカラーデータを保持する。カラーデータは、例えばＲ，Ｇ，Ｂの３色に対して８ビットの輝度値によって表される。なお、カラーデータは、各ポリゴンに対し１データに限られるものではなく、複数のカラーデータを保持することができる。ポリゴンが複数のカラーデータを保持する場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色と透明度を表わすα値で各カラーデータが表現される。

情報生成部４０５は、マーカ情報取得部４０２で取得したパターン間隔Δｘと、リファレンス形状データ取得部４０４で取得した対象物体１０３のリファレンス形状データとに基づいて、マーカを貼付したときの平面性を評価することにより、貼付情報を生成する。情報生成部４０５の構成及び処理の詳細については後述する。

マーカ情報及びリファレンス形状データの取得、並びに情報生成処理は、例えば図６に示す操作画面のようなユーザインタフェース（ＵＩ）を用いて実行することができる。
図６に示すように、貼付情報生成ウィンドウ６０１には、マーカ情報入力タブ６０２と、マーカ追加ボタン６０３とが配置されている。マーカ情報入力タブ６０２を切り替えることで、複数のマーカ１０４に対してマーカ情報を入力することができる。また、マーカ追加ボタン６０３を押すことで、新たなマーカ情報入力タブ６０２を生成し、登録するマーカ１０４の数を増やすことができる。
マーカ情報入力タブ６０２内には、ＩＤ入力欄６０４と、パターン間隔入力欄６０５と、削除ボタン６０６とがある。ＩＤ入力欄６０４には、マーカ１０４のＩＤコード領域２０３に記録されている識別情報に対応した値を入力する。パターン間隔入力欄６０５には、マーカ１０４のパターン間隔Δｘの実寸法を入力する。また、不要になったマーカ１０４については削除ボタン６０６を押すことで、そのマーカ１０４に対応するマーカ情報入力タブ６０２を削除することができる。以上のＵＩによって、マーカ情報をマーカ情報保持部４０１に記録することができる。

また、貼付情報生成ウィンドウ６０１には、リファレンス形状データ入力欄６０７が配置されている。リファレンス形状データは、リファレンス形状データの記録されているアドレスを指定し、参照ボタンを押すことで取得される。

以上のようにしたＵＩを用いて各マーカ１０４のマーカ情報、及び対象物体１０３のリファレンス形状データを取得した後に、情報生成ボタン６０８を押すことで、貼付情報が生成される。
なお、ＵＩを用いたマーカ情報及びリファレンス形状データの取得の例を示したが、これに限られるものではない。例えばマーカ１０４内の全体又は一部領域、例えばＩＤコード領域２０３の実寸法を得ておき、焦点距離が既知のカメラで平板上に貼ったマーカ１０４を撮影した画像から、マーカ１０４のＩＤコード領域２０３及びパターン間隔Δｘの実寸法を取得するような形態としてもよい。

次に、図７を参照して、情報生成装置１０１の処理について説明する。
ステップＳ７０１で、マーカ情報取得部４０２は、マーカ情報保持部４０１に予め記録される、各マーカ１０４のパターン間隔Δｘと、各マーカ１０４のＩＤコード領域２０３の識別情報とを取得する。
ステップＳ７０２で、リファレンス形状データ取得部４０４は、リファレンス形状データ保持部４０３に予め記録される、対象物体１０３のリファレンス用の３次元形状データであるリファレンス形状データを読み込み、取得する。このとき、リファレンス形状データの各ポリゴンのカラーデータは、任意の色で初期化しておく。本実施形態では、グレーを表すＲ＝Ｇ＝Ｂ＝１２８で初期化することを例として説明する。なお、対象物体１０３の表面の色やテクスチャに応じて各ポリゴンのカラーデータを初期化してもよい。
ステップＳ７０３で、情報生成部４０５は、ステップＳ７０１において取得したパターン間隔Δｘと、ステップＳ７０２において取得した対象物体１０３のリファレンス形状データとに基づいて、マーカを貼付したときの平面性を評価することにより、貼付情報を生成する。

ここで、情報生成装置１０１の情報生成部４０５の構成及び処理の詳細について説明する。
図８に、情報生成装置１０１の情報生成部４０５の機能構成を示す。情報生成部４０５は、曲率半径算出部８０１と、曲率半径取得部８０２と、平面性評価部８０３と、画像生成部８０４とを備える。

曲率半径算出部８０１は、各マーカ１０４のパターン間隔Δｘに基づいて、マーカ１０４毎に、マーカに対応する曲率半径を算出する。
曲率半径取得部８０２は、対象物体１０３のリファレンス形状データを複数の小領域に分割し、小領域毎に曲率半径を取得する。
平面性評価部８０３は、曲率半径算出部８０１で算出したマーカに対応する曲率半径と、曲率半径取得部８０２で取得した対象物体１０３の小領域の曲率半径とを比較することにより、マーカを貼付したときの平面性を評価する。
画像生成部８０４は、平面性評価部８０３で平面性を評価することにより生成される貼付情報を画像化して、表示装置１０２に表示するように制御する。

次に、図９を参照して、情報生成装置１０１の情報生成部４０５の処理について説明する。
ステップＳ９０１で、曲率半径取得部８０２は、対象物体１０３のリファレンス形状データを複数の小領域に分割する。小領域への分割は、ポリゴンを単位に行うことができ、各ポリゴンを小領域とすることができる。また、連続する複数のポリゴンをまとめて小領域としてもよい。
ステップＳ９０２で、曲率半径取得部８０２は、一つの小領域を対象小領域として選択し、対象小領域を曲面とみなして、リファレンス形状データに基づいて、対象小領域の曲率半径が最大となる方向における曲率半径（最大曲率半径と呼ぶ）Ｒ_maxを取得する。曲率半径の取得方法としては、既存の手法を用いればよいが、例えば小領域を構成するポリゴンの頂点群を抽出し、抽出した点群を近似するように当てはめた円の半径として取得することができる。小領域毎に曲率半径を取得する際には、小領域外の近傍の複数のポリゴンを考慮した曲面から取得してもよい。

ステップＳ９０３で、平面性評価部８０３は、最大曲率半径Ｒ_maxに基づいて、対象小領域が単一の方向にのみ曲率を持つとみなすことのできる曲面であるか否かを判定する。これは、マーカ１０４を複数の方向に曲率を持つ曲面に貼付すると、マーカ１０４に皺が生じてしまうため、評価領域の形状を高精度に算出できなくなるためである。そこで、対象物体１０３の表面にマーカ１０４を皺なく貼付するために、単一の方向にのみ曲率を持つとみなすことのできる曲面であるか否かを判定する。具体的には、最大曲率半径Ｒ_maxの絶対値を所定の閾値Ｔｈと比較し、最大曲率半径Ｒ_maxが十分に大きいとみなすことができるか否かを判定する。式（２）のように、最大曲率半径Ｒ_maxの絶対値が閾値Ｔｈ以上である場合、最大曲率半径Ｒ_maxが十分に大きいとみなすことができるとして、ステップＳ９０４～Ｓ９０７の処理を行う。
｜Ｒ_max｜≧Ｔｈ ・・・（２）

ステップＳ９０４で、曲率半径取得部８０２は、リファレンス形状データに基づいて、対象小領域の曲率半径が最小となる方向における曲率半径（最小曲率半径と呼ぶ）Ｒ_minを取得する。
ステップＳ９０５で、曲率半径算出部８０１は、一つのマーカ１０４を対象マーカとして選択し、そのパターン間隔Δｘに基づいて、式（３）から対象マーカに対応する曲率半径ＲＭを算出する。

ステップＳ９０６で、平面性評価部８０３は、対象マーカに対応する曲率半径ＲＭと、対象小領域の最小曲率半径Ｒ_minとを比較することにより、マーカを貼付したときの平面性を評価する。式（４）のように、マーカに対応する曲率半径ＲＭが最小曲率半径Ｒ_min未満である場合、その小領域にマーカ１０４が貼付されれば平面性が高く、評価領域の形状を高精度に算出できると判定する。
ＲＭ＜Ｒ_min ・・・（４）
ステップＳ９０６においてマーカに対応する曲率半径ＲＭが最小曲率半径Ｒ_min未満であると判定した場合、すなわち平面性が高いと判定した場合、対象マーカについてステップＳ９０７の処理を行う。一方、ステップＳ９０６においてマーカに対応する曲率半径ＲＭが最小曲率半径Ｒ_min以上であると判定した場合、すなわち平面性が高くないと判定した場合、対象マーカについてステップＳ９０７の処理を行わない。

ステップＳ９０７で、平面性評価部８０３は、対象小領域に対して対象マーカの識別情報に対応する情報を記録する。本実施形態では、対象小領域に含まれる全ポリゴンのカラーデータに対し、対象マーカの識別情報に１対１で対応する色情報を記録する。ポリゴンに既に他のマーカ１０４の識別情報に対応する色が記録されている場合は、各マーカ１０４に対応する複数の色情報を透明度α値とともにカラーデータとして記録する。なお、マーカ１０４に対応する色情報は、Ｒ，Ｇ，Ｂが各８ビットで表され、他のマーカ１０４に対応する色とは異なる色であれば任意の色でよい。ただし、後述の画像生成処理によって生成する画像の視認性を鑑みて、異なるマーカ１０４に対応する色の色相ができるだけ離れていることが望ましい。
以上のステップＳ９０２～Ｓ９０７の処理を全ての小領域及び全てのマーカに対して行う。

ステップＳ９０８で、画像生成部８０４は、対象物体１０３のリファレンス形状について、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）手法によってレンダリングを行い、貼付情報を画像化する。このとき、ステップＳ９０７において記録したマーカ１０４の識別情報に対応する色情報によってポリゴンのカラーデータを用いてレンダリングを行う。これにより、対象物体１０３の表面が各マーカ１０４に対応した色情報で色付けされた画像を生成することができる。このとき、ＣＧのレンダリング時の仮想カメラや照明条件等のパラメータは任意の値を使用することができる。

図１０に、情報生成部４０５の画像生成部８０４で生成した画像の例を示す。画像１００１には、ＣＧ手法によってレンダリングされた対象物体１０３が表示される。
対象物体１０３のうち、上段の球１００２は複数の方向に曲率を持つ曲面からなり、いずれのマーカ１０４も貼付することが適していない小領域で構成されている。そのため、これらの小領域は、ステップＳ７０２においてリファレンス形状データを取得時に初期化されたＲ＝Ｇ＝Ｂ＝１２８のグレーで表示される。

また、対象物体１０３のうち中段の円柱１００３の外周面及び下段の円柱１００４の外周面は、単一の方向にのみ曲率を持つ曲面であり、それぞれの最大曲率半径Ｒ_maxに応じて、平面性が高いと評価されたマーカ１０４に対応した色情報で表示される。中段の円柱１００３と下段の円柱１００４とでは曲率半径が違うことから、平面性が高いと評価されるマーカ１０４は異なり、各マーカ１０４に対応した異なる色で表示される。図１０においては、図示の都合上、異なる色で表示されていることを表すため、中段の円柱１００３の外周面は斜線で、下段の円柱１００４の外周面は横線で表示する。なお、図１０では不図示だが、単一の方向にのみ曲率を持つ曲面であっても、平面性が高いと評価されるマーカ１０４が見つからなかった場合、上段の球１００２と同様に初期カラーデータの色で表示される。

以上により、情報生成装置１０１による貼付情報の生成処理が完了する。情報生成装置１０１で生成した貼付情報を表す画像は、表示装置１０２に表示される。ユーザは、表示装置１０２に表示された画像を見て、対象物体１０３のうち、マーカ１０４を貼付したときに評価領域を高精度に算出できる位置を確認しながら、マーカ１０４を貼付することができる。
なお、貼付情報として、マーカ１０４の種類に対応した色で小領域を表示する例を説明した。しかしながら、例えば画像１００１における対象物体１０３の領域に、平面性が高いと評価されたマーカ１０４の画像を重畳表示するようにしてもよい。
また、マーカ１０４が複数種ある場合にも、マーカ１０４毎に色分けを行うことで一枚の画像で貼付情報を表示する例を説明したが、マーカ１０４の種類を特定するための方法は色分けに限られるものではない。貼付情報は、一枚の画像で表現することに限られるものではなく、マーカ１０４毎に、それを貼付することができる位置を表現する画像を生成するようにしてもよい。

以下、色評価システムの色評価装置１０７の詳細について説明する。
＜色評価装置１０７＞
図１１に、色評価装置１０７の機能構成を示す。色評価装置１０７は、対象物体１０３のマーカ１０４が貼付された評価領域を撮影した撮影画像を処理することで、対象物体１０３表面の色評価を行う。色評価装置１０７は、撮影画像取得部１１０１と、形状データ算出部１１０２と、光源データ取得部１１０３と、反射特性保持部１１０４と、色評価部１１０５とを備える。

撮影画像取得部１１０１は、撮像装置１０６で生成した撮影画像データを読み込み、取得する。
形状データ算出部１１０２は、撮影画像に写っているマーカ１０４から検出した指標２０２に基づいて、形状データとして評価領域の３次元形状データを算出する。形状データ算出部１１０２の処理の詳細については後述する。

光源データ取得部１１０３は、対象物体１０３を照らす光源について、位置や方向等の光源データを取得する。例えば図１２に示すように、対象物体１０３の近くに鏡面状の半球１２０１を設置し、評価領域と同時に半球を撮像装置１０６で撮影した画像に基づいて光源データを取得する。

反射特性保持部１１０４は、対象物体１０３と同じ素材の反射特性を保持する。対象物体１０３と同じ素材の反射特性は、例えば対象物体１０３と同じ素材の平板を基準板とし、照明の入射方向と撮影方向を、様々な組み合わせで撮影することで取得することが可能である。図１３を参照して、基準板の反射特性の取得について説明する。図１３（ａ）において、基準板１３０１は、対象物体１０３と同一の素材からなる平面材である。基準板１３０１に対して、光源１０５及び撮像装置１０６を移動させることで、照明の入射方向と撮影方向を変えて撮影する。具体的には、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、基準板１３０１に対して仰角（ピッチ）０度から９０度まで１０度毎の位置、かつ、方位角（ヨー）０度から３５０度まで１０度毎に、光源１０５及び撮像装置１０６を各々配置し、撮影することで反射特性を取得する。反射特性は、例えばＲＧＢ値で取得できる。なお、１０度毎としたが、１０度に固定されるものではなく、１度毎や、正反射方向（光源が撮像部で撮像される方向）付近で１度毎、遠くになるに従って角度を粗くする等してもよい。

色評価部１１０５は、形状データ、光源データ、撮影画像データ、対象物体と同じ素材の反射特性に基づいて、評価領域の色を算出し、評価する。色評価部１１０５の構成及び処理の詳細については後述する。

次に、図１４を参照して、色評価装置１０７の処理について説明する。
ステップＳ１４０１で、撮影画像取得部１１０１は、撮像装置１０６で生成した撮影画像データを読み込み、取得する。撮影画像データを取得する際は、ＵＳＢケーブルやＳＤカード等を介して取得する。
ステップＳ１４０２で、形状データ算出部１１０２は、ステップＳ１４０１において取得した撮影画像に写っているマーカ１０４から検出した指標２０２に基づいて、形状データを算出する。
ステップＳ１４０３で、光源データ取得部１１０３は、対象物体１０３を照らす光源について、位置や方向等の光源データを取得する。
ステップＳ１４０４で、色評価部１１０５は、形状データ、光源データ、撮影画像データ、反射特性保持部１１０４で保持している反射特性に基づいて、評価領域の色を算出し、評価する。
ステップＳ１４０５で、色評価部１１０５は、色評価の結果を不図示のディスプレイ等に表示する。

ここで、色評価装置１０７の形状データ算出部１１０２の処理の詳細について説明する。
図１５に、対象物体１０３の表面にマーカ１０４を貼付した状態を示す。マーカ１０４には、白色の円形で表される指標２０２と、マーカ１０４の識別情報をコード化したＩＤコード領域２０３とが含まれる。
図１６は、マーカ１０４が保持するメタデータの中の配置を示す情報を説明するための図である。図１６（ａ）は、メタデータに記録される内容を説明するための図である。領域１６０１は、指標２０２の中心点の紙面上での３次元（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標値を記録する領域であり、Ｎｘ×Ｎｙ行記録される。この座標値は、例えば左上等、任意の指標２０２の中心点を原点とし、その点との相対的な位置を記録する。また、領域１６０２は、各指標２０２の中心点の２次元（ｕ，ｖ）座標値を記録する領域であり、左上を原点とする画素単位の２次元座標値がＮｘ×Ｎｙ行記録される。また、領域１６０３は、ポリゴン情報を記録する領域である。本実施形態では、図１６（ｂ）に示すように、ポリゴン情報として４つの指標２０２の中心点を頂点としてもつ矩形の情報を記録する。この情報は、頂点の情報として、領域１６０１の行番号／領域１６０２の行番号を記録し、それを矩形の４頂点分、例えば反時計回り矩形外周を回る順で各行に記録する。なお、ポリゴン情報としては矩形に限らず、例えば矩形を対角線で半分にした３角形ポリゴンでもよい。

次に、図１７を参照して、色評価装置１０７の形状データ算出部１１０２の処理について説明する。
ステップＳ１７０１で、形状データ算出部１１０２は、撮影画像データを読み込む。
ステップＳ１７０２で、形状データ算出部１１０２は、撮影画像からＩＤコード領域２０３を抽出し、マーカ１０４の識別番号を読み取る。具体的には、撮影画像の画素値を２値化する。この２値化処理は、所定の閾値以上の画素値を有する画素を白、所定の閾値未満の画素値を有する画素を黒とする処理である。２値化処理後の撮像画像において公知のキャニー法を用いてエッジ位置を抽出し、８つの近傍画素にエッジ位置がある画素を同一の輪郭とみなしてグループ化する輪郭抽出を行う。抽出した複数の輪郭グループの中から四角形の輪郭を選択し、ＩＤコード領域２０３が実際の形状と同じになるように輪郭を変形する。変形された輪郭の内部のパターンを、８×８画素のブロックに分割し、各ブロックの濃淡に基づいて識別番号を読み取る。

ステップＳ１７０３で、形状データ算出部１１０２は、識別番号に対応するマーカ１０４のメタデータを読み込む。
ステップＳ１７０４で、形状データ算出部１１０２は、撮影画像に基づいて、各指標２０２の中心座標を算出する。ここでは、ステップＳ１７０２と同様に輪郭抽出までの処理を行い、輪郭グループの中から円又は楕円となる輪郭の候補を挙げる。輪郭の候補として挙げられた円又は楕円の輪郭により囲まれる面積を算出し、算出した各輪郭の面積と予め設定された指標２０２の面積との差に応じて候補の順位付けを行う。順位１～１８の指標２０２の複数の輪郭を抽出し、各輪郭の中心座標値を算出する。そして、各輪郭の中心座標値の相対的な位置関係が、領域１６０２に記載されている座標値の相対的な位置関係と一致するように各輪郭の中心座標値をソートする。これにより、領域１６０３で定義される矩形と、その頂点となる指標２０２の中心座標との対応を容易にとることができ、各矩形の撮像画像における歪が特定でき、形状を取得できる。

ここで、色評価装置１０７の色評価部１１０５の構成及び処理の詳細について説明する。
図１８に、色評価装置１０７の色評価部１１０５の機能構成を示す。色評価部１１０５は、測色値算出部１８０１と、法線方向算出部１８０２と、光源方向算出部１８０３と、発色値算出部１８０４と、評価値算出部１８０５とを備える。

次に、図１９を参照して、色評価装置１０７の色評価部１１０５の処理について説明する。
ステップＳ１９０１で、測色値算出部１８０１は、撮影画像（例えばＲＧＢ値）を各画素の測色値（例えばＸＹＺ値）に変換する。この変換には、例えば特許文献３の１７段落目から４７段落目に記載されている手法で作成した色処理条件を用いる。

ステップＳ１９０２で、法線方向算出部１８０２は、形状データから各画素の法線方向（例えば３次元ベクトル）を算出する。
図２０に、ステップＳ１９０２の法線方向を算出する処理の詳細を示す。
ステップＳ２００１で、法線方向算出部１８０２は、メタデータから矩形の頂点の３次元座標値を読み込む。具体的には、メタデータから、領域１６０３に示したポリゴン情報から一行を読み取り、各頂点に対応する座標値を領域１６０１から読み取る。
ステップＳ２００２で、法線方向算出部１８０２は、ステップＳ１７０４において算出した指標２０２の中心座標から、ステップＳ２００１において座標値を読み取った各頂点に対応する座標値を読み取る。指標２０２の中心座標の順は、既にステップＳ１７０４において領域１６０２に登録されている座標値の順と一致するようにソートされている。そのため、本ステップにおいては、ステップＳ２００１と同様に領域１６０３に記載されている頂点の番号に対応する中心座標を抽出すればよい。
ステップＳ２００３で、法線方向算出部１８０２は、式（５）のように、係数ｒ₁₁～ｒ₃₃からなる回転行列と、係数ｔ₁～ｔ₃からなる並進ベクトルを推定する。この処理ステップにより、矩形の平面に対する撮像装置１０６の位置、姿勢を知ることができる。

なお、ｆ_x、ｆ_yは撮像装置１０６の焦点距離、ｃ_x、ｃ_zは撮像装置１０６の主点をそれぞれ意味しており、既知の値として保持されている。また、式（５）の（ｕ，ｖ）はステップＳ２００２において読み取った撮像画像データの指標２０２の中心座標、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）はステップＳ２００１において読み取ったメタデータの対応する３次元座標値である。ステップＳ２００３は、ポリゴンの４つの頂点における（ｕ，ｖ）と（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の対応から、回転行列と並進ベクトルを推定する。この推定は、ＰｎＰ（Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ－ｎ－Ｐｏｉｎｔ）問題として公知であり、３点以上の（ｕ，ｖ）と（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の対応から回転行列と並進ベクトルが推定可能である。

ステップＳ２００４で、法線方向算出部１８０２は、撮像装置１０６を原点とする各頂点の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、各頂点を含む平面の法線ベクトルを算出する。この処理は、式（６）により、まず各頂点の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。

なお、Ｒは回転行列、ｔは並進ベクトルであり、ステップＳ２００３において算出したものである。また、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、ステップＳ２００１において読み取ったメタデータにおける各頂点の３次元座標値である。また、この処理では、ある頂点の（ｘ，ｙ，ｚ）座標値を原点として、他の２つの頂点の（ｘ，ｙ，ｚ）座標値へのベクトルを算出し、それらの外積ベクトルが示す方向の単位ベクトルを法線ベクトルとして算出する。なお、各頂点の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標値のＺ値が同じ場合、回転行列の３列目のｒ₁₃、ｒ₂₃、ｒ₃₃を成分とする単位ベクトルを法線ベクトルとすることもできる。
ステップＳ２００１～Ｓ２００４の処理を全矩形に対して行い、撮像装置１０６を原点とする各矩形の頂点の３次元（ｘ，ｙ，ｚ）座標値を取得する。これらの座標は、対象物体１０３が曲面であっても、各矩形が平面とみなせる間隔で配置されている場合であれば、対象物体１０３自身の３次元座標値であるとみなすことができる。

ステップＳ２００５で、法線方向算出部１８０２は、パターン領域１０３中心の３次元（ｘ，ｙ，ｚ）座標値を決定する。ステップＳ２００１～Ｓ２００４において算出した各矩形の頂点は、重複している。そこで、重複した頂点の（ｘ，ｙ，ｚ）座標値を再計算する。具体的には、まず各矩形において、隣接する矩形と重複する頂点を含み、矩形の法線ベクトルを法線とする平面を算出する。そして、重複しない頂点の座標値と原点を通る直線を算出し、直線と平面との交点を新たな重複しない頂点の座標値とする処理を行う。このように座標値を再計算することで、各矩形の法線ベクトルを維持することが可能となる。なお、単純に重複する頂点の（ｘ，ｙ，ｚ）座標値の平均値を対応するパターン領域１０３中心の３次元座標値としてもよい。

ステップＳ２００６で、法線方向算出部１８０２は、矩形毎に算出した法線ベクトルから各指標２０２の法線ベクトルを算出する。この処理は、例えば各指標２０２の中心を頂点とする全矩形の法線ベクトルの平均値を算出することによって行われる。
以上で、ステップＳ１９０２における法線方向の算出処理が完了する。図１９のフローチャートに戻り、引き続き色評価部１１０５の処理を説明する。

ステップＳ１９０３で、光源方向算出部１８０３は、光源データから各画素の光源方向（例えば３次元ベクトル）を算出する。
図２１を参照して、鏡面状の半球１２０１に映る画像から各画素の光源方向を算出する処理の概要を説明する。図２１（ａ）は、光源１０５の下で鏡面状の半球１２０１を撮影した画像の例を示す図であり、２１０１は鏡面状の半球１２０１に映る光源１０５を示す。また、図２１（ｂ）は、光源方向の算出方法の概要を説明するための図である。図２１（ｂ）において、２１０２は鏡面状の半球１２０１に映る画像、２１０３は画像を射影し、実際にどの角度に光源があるかを示す。半球１２０１に映る光源１０５は、基本的に正射影されるので、図２１（ｂ）に示すように、等角度の同心円が書ける。そこから、光源１０５の角度が求めることができる。

ステップＳ１９０４で、発色値算出部１８０４は、各画素の法線方向、各画素の光源方向、基準板の表面反射特性から各画素の発色値（例えばＸＹＺ値）を算出する。
図２２を参照して、各画素の発色値（例えばＸＹＺ値）を算出する処理の概要を説明する。図２２（ａ）に示すように、対象物体１０３の当該画素の法線ベクトルを（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）、光源１０５の方向ベクトルを（ｘｌ，ｙｌ，ｚｌ）、撮像装置１０６の方向ベクトルを（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）とする。そして、図２２（ｂ）に示すように、法線ベクトルが真上（０，０，√（ｘｎ²＋ｙｎ²＋ｚｎ²））（√は括弧内のすべてに係るものとする）となる回転行列を算出し、光源の方向ベクトル、撮像装置の方向ベクトルを同行列で回転し、それぞれ（ｘｌ´，ｙｌ´，ｚｌ´）、（ｘｃ´，ｙｃ´，ｚｃ´）を求める。そして、反射特性保持部１１０４で保持している反射特性のうち、撮像装置１０６と光源１０５の位置関係が最も近い反射特性（ＲＧＢ値）を使用する。近い点を４点抽出して補間してもよい。そして、求めた反射特性（ＲＧＢ値）から、ステップＳ１９０１と同じ方法で発色値（ＸＹＺ値）を求める。

ステップＳ１９０５で、評価値算出部１８０５は、各画素の測色値と各画素の発色値から評価値を算出する。算出の方法は、測色値のＸＹＺ値を（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とし、発色値のＸＹＺ値を（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）、基準白色のＸＹＺ値を（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）とする。式（７）～式（９）に（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）をそれぞれ代入し、（ＸＲａｔｅ，ＹＲａｔｅ，ＺＲａｔｅ）を計算する。

さらに、測色値のＸＹＺＲａｔｅ値（ＸｃＲａｔｅ，ＹｃＲａｔｅ，ＺｃＲａｔｅ）から測色値のＬａｂ値（Ｌｃ，ａｃ，ｂｃ）を、発色値のＸＹＺＲａｔｅ（ＸｂＲａｔｅ，ＹｂＲａｔｅ，ＺｂＲａｔｅ）から発色値のＬａｂ値（Ｌｂ，ａｂ，ｂｂ）をそれぞれ求める。

そして、求めた測色値のＬａｂ値（Ｌｃ，ａｃ，ｂｃ）と発色値のＬａｂ値（Ｌｂ，ａｂ，ｂｂ）から、式（１２）に示すΔＥ、ΔＬ、Δａ、Δｂ、ΔＣのいずれかを色評価値として算出する。

以上により、色評価装置１０７による色評価処理が完了し、対象物体１０３に貼付されたマーカ１０４に基づいて、対象物体１０３の色評価値を算出することができる。

以上述べたように、マーカ１０４のマーカ情報と対象物体１０３のリファレンス形状データとに基づいて、平面性が高いといえるマーカ１０４の種類及びその貼付位置の組み合わせを示す情報である貼付情報が生成され、それが画像化して表示される。これにより、本システムのユーザは、表示装置１０２に表示された画像によって、対象物体１０３のうち、マーカ１０４を貼付したときに評価領域の形状を高精度に算出できる位置を確認しながら、マーカ１０４を貼付することができる。
なお、本実施形態では、指標の配置が異なる複数種のマーカ１０４があることを想定し、貼付情報として、平面性が高いといえるマーカ１０４の種類及びその貼付位置の組み合わせを示す情報を生成したが、これに限られるものではない。例えば一のマーカ１０４だけがあるときに、貼付情報として、当該マーカ１０４の貼付位置を示す情報を生成してもよい。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、貼付情報として、平面性が高いといえるマーカ１０４の種類及びその貼付位置の組み合わせを示す情報を生成する。
しかしながら、仮に平面性が高い場合でも、対象物体１０３の表面の曲率を持つ方向と、横方向の指標２０２とが平行でないと、横方向の指標２０２が同一平面上にあるとみなすことができなくなる。このようにマーカ１０４の貼付方向によっても、評価領域の形状を高精度に算出できなくなる。
第２の実施形態では、貼付情報に、マーカ１０４の貼付方向を示す情報を含めるようにした形態を説明する。以下では、第１の実施形態と共通する構成や処理については同一の符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

第２の実施形態に係る色評価システムは、第１の実施形態と同様、図１に示すように、情報生成装置１０１と、表示装置１０２と、対象物体１０３と、マーカ１０４と、光源１０５と、撮像装置１０６と、色評価装置１０７とを備える。なお、情報生成装置１０１以外の構成要素については第１の実施形態と同様であり、以下では説明を省略する。

以下、色評価システムの情報生成装置１０１の詳細について説明する。
＜情報生成装置１０１＞
図２３に、情報生成装置１０１の機能構成を示す。情報生成装置１０１は、リファレンス形状データ保持部４０３と、リファレンス形状データ取得部４０４と、情報生成部２３０１とを備える。
情報生成部２３０１は、リファレンス形状データ取得部４０４で取得した対象物体１０３のリファレンス形状データに基づいて、対象物体１０３の表面の曲率を持つ方向を評価することにより、貼付情報を生成する。情報生成部２３０１の構成及び処理の詳細については後述する。

次に、図２４を参照して、情報生成装置１０１の処理について説明する。
ステップＳ２４０１で、第１の実施形態のステップＳ７０２と同様、リファレンス形状データ取得部４０４は、リファレンス形状データ保持部４０３に予め記録される、対象物体１０３のリファレンス用の３次元形状データを読み込み、取得する。
ステップＳ２４０２で、情報生成部２３０１は、ステップＳ２４０１において取得した対象物体１０３のリファレンス形状データに基づいて、対象物体１０３の表面の曲率を持つ方向を評価することにより、貼付情報を生成する。

ここで、情報生成装置１０１の情報生成部２３０１の構成及び処理の詳細について説明する。
図２５に、情報生成装置１０１の情報生成部２３０１の機能構成を示す。情報生成部２３０１は、曲率半径取得部２５０１と、方向評価部２５０２と、画像生成部２５０３とを備える。

曲率半径取得部２５０１は、対象物体１０３のリファレンス形状データを複数の小領域に分割し、小領域毎に曲率半径を取得する。
方向評価部２５０２は、曲率半径取得部２５０１で取得した対象物体１０３の小領域の曲率半径に基づいて、対象物体１０３の表面の曲率を持つ方向を評価する。
画像生成部２５０３は、方向評価部２５０２で対象物体１０３の表面の曲率を持つ方向を評価することにより生成される貼付情報を画像化して、表示装置１０２に表示するように制御する。

次に、図２６を参照して、情報生成装置１０１の情報生成部２３０１の処理について説明する。
ステップＳ２６０１～Ｓ２６０３は、第１の実施形態のステップＳ９０１～Ｓ９０３と同様の処理である。
ステップＳ２６０４で、曲率半径取得部２５０１は、リファレンス形状データに基づいて、対象小領域の曲率半径が最小となる方向における曲率半径（最小曲率半径と呼ぶ）Ｒ_minを取得する。
ステップＳ２６０５で、方向評価部２５０２は、対象小領域に対して最小曲率半径Ｒ_minとなる方向Ｄ_minを記録する。方向Ｄ_minは、単一の方向にのみ曲率を持つ曲面の曲率を持つ方向を表す。横方向の指標２０２の配列方向が方向Ｄ_minに一致するようにマーカ１０４を貼付すれば、対象物体１０３の表面の曲率を持つ方向と、横方向の指標２０２とを平行にすることができる。
以上のステップＳ２６０２～Ｓ２６０５の処理を全ての小領域に対して行う。

ステップＳ２６０６で、画像生成部２５０３は、対象物体１０３のリファレンス形状について、ＣＧ手法によってレンダリングを行い、貼付情報を画像化する。このとき、ステップＳ２６０５において方向Ｄ_minが記録された小領域については、その方向を示す情報を表示する。例えば方向Ｄ_minを表す矢印を重畳表示する。

図２７に、情報生成部２３０１の画像生成部２５０３で生成した画像の例を示す。画像２７０１には、ＣＧ手法によってレンダリングされた対象物体１０３が表示される。
対象物体１０３のうち、上段の球１００２は複数の方向に曲率を持つ曲面からなり、いずれのマーカ１０４も貼付することが適していない小領域で構成されている。そのため、これらの小領域は、ステップＳ２４０１においてリファレンス形状データを取得時に初期化されたＲ＝Ｇ＝Ｂ＝１２８のグレーで表示される。

また、対象物体１０３のうち中段の円柱１００３の外周面及び下段の円柱１００４の外周面は、単一の方向にのみ曲率を持つ曲面であり、それぞれの最小曲率半径Ｒ_minとなる方向Ｄ_minが矢印で表示される。中段の円柱１００３の外周面では、画像２７０１中での水平方向が方向Ｄ_minとなり、矢印は水平方向に重畳表示される。また、下段の円柱１００４の外周面では、画像２７０１中での垂直方向が方向Ｄ_minとなり、矢印は垂直方向に重畳表示される。

以上により、情報生成装置１０１による貼付情報の生成処理が完了する。情報生成装置１０１で生成した貼付情報を表す画像は、表示装置１０２に表示される。ユーザは、表示装置１０２に表示された画像を見て、対象物体１０３のうち、マーカ１０４を貼付したときに評価領域を高精度に算出できる位置及び方向を確認しながら、マーカ１０４を貼付することができる。
なお、対象物体１０３の表面が平面である場合は、マーカ１０４をどのような方向に貼付してもよい。そこで、小領域が平面である場合、すなわち最小曲率半径Ｒ_min及び最大曲率半径Ｒ_maxの両方が０とみなすことができる場合、マーカ１０４をどのような方向に貼付してもよいこと表す情報を提示すればよい。
また、貼付情報として、ＣＧ手法によってレンダリングされた対象物体１０３に矢印を重畳表示する例を説明したが、これに限られるものではない。例えば回転させた仮想的なマーカ１０４の画像を重畳表示するようにしてもよい。
また、第２の実施形態を独立の実施形態として説明したが、第１の実施形態と組み合わせてもよい。この場合、平面性が高いといえるマーカ１０４の種類及びその貼付位置の組み合わせを示す情報と、マーカ１０４の貼付方向を示す情報とを同時に生成し、ユーザに提示することが可能である。

以上述べたように、対象物体１０３のリファレンス形状データに基づいて、マーカ１０４の貼付位置及び貼付方向を示す情報である貼付情報が生成され、それが画像化して表示される。これにより、本システムのユーザは、表示装置１０２に表示された画像によって、対象物体１０３のうち、マーカ１０４を貼付したときに評価領域の形状を高精度に算出できる位置及び方向を確認しながら、マーカ１０４を貼付することができる。

［第３の実施形態］
第１の実施形態では、予め用意されたマーカ１０４について貼付情報を生成する例を説明した。
第３の実施形態では、マーカ１０４の作成時に貼付情報を生成する例を説明する。以下では、第１の実施形態と共通する構成や処理については同一の符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図２８に、第３の実施形態に係る色評価システムの構成例を示す。色評価システムは、情報生成装置１０１と、表示装置１０２と、対象物体１０３と、マーカ１０４と、光源１０５と、撮像装置１０６と、色評価装置１０７とに加えて、マーカ印刷装置２８０１を備える。なお、情報生成装置１０１、マーカ１０４、マーカ印刷装置２８０１以外の構成要素については第１の実施形態と同様であり、以下では説明を省略する。

情報生成装置１０１は、ユーザの指示に基づいて、マーカ１０４を印刷するためのマーカ画像データを生成し、マーカ印刷装置２８０１に送信する。また、マーカ画像データにおけるパターン間隔Δｘと、対象物体１０３のリファレンス形状データとに基づいて、マーカを貼付したときの平面性を評価することにより、貼付情報を生成する。情報生成装置１０１は、有線又は無線で表示装置１０２及びマーカ印刷装置２８０１と接続する。

マーカ画像データの生成、及び情報生成処理は、例えば図２９に示す操作画面のようなＵＩを用いて実行することができる。
図２９に示すように、貼付情報生成ウィンドウ２９０１は、マーカ情報入力タブ２９０２と、マーカ追加ボタン２９０３とが配置されている。マーカ情報入力タブ２９０２を切り替えることで、複数のマーカ画像データを生成することができる。また、マーカ追加ボタン２９０３を押すことで新たなマーカ情報入力タブ２９０２を生成し、登録するマーカ画像データの数を増やすことができる。
マーカ情報入力タブ２９０２内には、ＩＤ入力欄２９０４と、縦方向パターン数入力欄２９０５と、縦方向パターン間隔入力欄２９０６、横方向パターン数入力欄２９０７、横方向パターン間隔入力欄２９０８とがある。ＩＤ、縦方向パターン数、縦方向パターン間隔、横方向パターン数、横方向パターン間隔を入力すると、マーカ画像データが生成され、マーカ画像表示欄２９０９にマーカ画像が表示される。図２９では、縦方向パターン数として２、横方向パターンとして６が指定されたマーカ画像が表示されている例を示す。削除ボタン２９１０を押すことでマーカの登録を削除することができる。また、印刷ボタン２９１１を押すことで、マーカ画像データがマーカ印刷装置２８０１に送信される。これを受けて、マーカ印刷装置２８０１は、情報生成装置１０１から送信されたマーカ画像データを印刷し、マーカ１０４を作成する。以上のＵＩによって、マーカ画像データを生成、印刷することができる。

また、貼付情報生成ウィンドウ２９０１には、リファレンス形状データ入力欄２９１２が配置されている。リファレンス形状データは、リファレンス形状データの記録されているアドレスを指定し、参照ボタンを押すことで取得される。

以上のようにしたＵＩを用いてマーカ画像データを生成し、対象物体１０３のリファレンス形状データを取得した後に、情報生成ボタン２９１３を押すことで、貼付情報が生成される。

＜色評価システムの処理＞
次に、図３０を参照して、色評価システムの処理について説明する。
ステップＳ３００１で、情報生成装置１０１は、ユーザの指示に基づいてマーカ画像データを生成する。図２９に示したＵＩにおいて、ユーザから指定された縦方向パターン数、縦方向パターン間隔、横方向パターン数、横方向パターン間隔に応じたマーカ画像データを生成する。そして、情報生成装置１０１は、マーカ画像データをマーカ印刷装置２８０１に送信する。
ステップＳ３００２で、マーカ印刷装置２８０１は、情報生成装置１０１から送信されたマーカ画像データを印刷し、マーカ１０４を作成する。
以降のステップＳ３０１～Ｓ３０５は、第１の実施形態の情報生成装置１０１の処理と同様であり、その説明を省略する。

以上述べたように、マーカ１０４の生成時に、平面性が高いといえるマーカ１０４の種類及びその貼付位置の組み合わせを示す情報である貼付情報が生成される。第１の実施形態のように、予め用意されたマーカ１０４のマーカ情報を入力する場合、ＩＤとパターン間隔の対応を誤ってしまうことや入力ミス等によって、実際のマーカ１０４のマーカ情報と異なる内容を入力してしまうおそれがある。本実施形態のように、マーカ１０４の生成と同時に貼付情報が生成されるようにする場合、マーカ情報の入力時に、実際のマーカ１０４のマーカ情報と異なる内容を入力してしまうことを防ぐことが可能となる。本システムのユーザは、表示装置１０２に表示された画像によって、対象物体１０３のうち、マーカ１０４を貼付したときに評価領域の形状を高精度に算出できる位置を確認しながら、マーカ１０４を貼付することができる。

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１：情報生成装置、１０２：表示装置、１０３：対象物体、１０４：マーカ、２０２：指標、４０２：マーカ情報取得部、４０４：リファレンス形状データ取得部、４０５、２３０１：情報生成部

Claims (13)

1. 所定の形状の指標が複数配置されたマーカを貼付する対象物体の３次元形状データを取得する形状データ取得手段と、
   前記取得された３次元形状データに基づいて、前記対象物体の表面のうち、単一の方向にのみ曲率を持つとみなすことのできる曲面を探すことにより、前記マーカの貼付位置を示す貼付情報を生成する情報生成手段とを有することを特徴とする情報生成装置。
2. 前記情報生成手段は、前記貼付情報に、前記マーカの貼付方向を示す情報を含めることを特徴とする請求項１に記載の情報生成装置。
3. 前記指標の配置に関する情報を含むマーカ情報を取得するマーカ情報取得手段をさらに有し、
   前記情報生成手段は、前記取得されたマーカ情報と、前記取得された３次元形状データとに基づいて、前記貼付情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の情報生成装置。
4. 前記情報生成手段は、前記貼付情報として、前記マーカの種類に応じた貼付位置を示す情報を生成することを特徴とする請求項３に記載の情報生成装置。
5. 前記情報生成手段は、前記取得されたマーカ情報と、前記取得された３次元形状データから取得される曲率半径とに基づいて、前記マーカを貼付した場合の平面性を評価することにより、前記貼付情報を生成することを特徴とする請求項３又は４に記載の情報生成装置。
6. 前記マーカ情報には、前記マーカを印刷するためのデータを生成する場合に入力される情報が用いられることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の情報生成装置。
7. 前記情報生成手段は、前記貼付情報を画像化して、表示装置に表示するように制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の情報生成装置。
8. マーカを用いて物体を評価する評価システムの補助をする表示装置であって、
   画像を表示可能なディスプレイと、
   前記物体に貼り付けるマーカの種類に対応する色により前記物体を色分けした画像である貼付情報を前記ディスプレイに表示させる制御手段とを有することを特徴とする表示装置。
9. 前記貼付情報は、前記物体にマーカの貼付する位置を補助するための情報であることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記貼付情報は、前記物体と、前記マーカに対応する領域を表示する画像であることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 所定の形状の指標が複数配置されたマーカを貼付する対象物体の３次元形状データを取得するステップと、
    前記取得された３次元形状データに基づいて、前記対象物体の表面のうち、単一の方向にのみ曲率を持つとみなすことのできる曲面を探すことにより、前記マーカの貼付位置を示す貼付情報を生成するステップとを有することを特徴とする情報生成装置の制御方法。
12. マーカを用いて物体を評価する評価システムの補助をする表示装置の制御方法であって、
    前記物体に貼り付けるマーカの種類に対応する色により前記物体を色分けした画像である貼付情報を、画像を表示可能なディスプレイに表示させる制御ステップを有することを特徴とする表示装置の制御方法。
13. 所定の形状の指標が複数配置されたマーカを貼付する対象物体の３次元形状データを取得する形状データ取得手段と、
    前記取得された３次元形状データに基づいて、前記対象物体の表面のうち、単一の方向にのみ曲率を持つとみなすことのできる曲面を探すことにより、前記マーカの貼付位置を示す貼付情報を生成する情報生成手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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