JPH06168341A - 3次元形状モデル処理方法及びその装置 - Google Patents
3次元形状モデル処理方法及びその装置Info
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- JPH06168341A JPH06168341A JP32163692A JP32163692A JPH06168341A JP H06168341 A JPH06168341 A JP H06168341A JP 32163692 A JP32163692 A JP 32163692A JP 32163692 A JP32163692 A JP 32163692A JP H06168341 A JPH06168341 A JP H06168341A
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- shape model
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、処理に必要な資源,計算量
を少なくし、検出または生成されるエッジが持つ情報
(表面形状の特徴等)を、任意にコントロールすること
ができ、また、平面によって物体形状の近似処理にエッ
ジマップを直接利用でき、物体形状のポリゴンデータが
容易に作成でき、さらに少ないデータ量でエッジ情報が
記録でき、グラフ論理を適用することでエッジ情報の加
工が容易にできる3次元形状モデル処理方法及びその装
置を提供することにある。 【構成】 3次元物体表面の各点と基準面との垂直距離
を与える距離画像から、物体の表面形状を示すエッジマ
ップを作成する3次元形状モデル処理方法であって、適
当な間隔で距離画像を間引きながら、距離画像からエッ
ジを検出すると共に、物体表面の曲面を平面に分割する
新なエッジを生成し、検出或は生成されたエッジを表現
するエッジマップを作成する。
を少なくし、検出または生成されるエッジが持つ情報
(表面形状の特徴等)を、任意にコントロールすること
ができ、また、平面によって物体形状の近似処理にエッ
ジマップを直接利用でき、物体形状のポリゴンデータが
容易に作成でき、さらに少ないデータ量でエッジ情報が
記録でき、グラフ論理を適用することでエッジ情報の加
工が容易にできる3次元形状モデル処理方法及びその装
置を提供することにある。 【構成】 3次元物体表面の各点と基準面との垂直距離
を与える距離画像から、物体の表面形状を示すエッジマ
ップを作成する3次元形状モデル処理方法であって、適
当な間隔で距離画像を間引きながら、距離画像からエッ
ジを検出すると共に、物体表面の曲面を平面に分割する
新なエッジを生成し、検出或は生成されたエッジを表現
するエッジマップを作成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は3次元形状モデル処理方
法及びその装置、特に入力装置やデータベース等より入
力される、距離計測センサにより測定された物体表面の
各点と基準面との垂直距離(平行射影)を与える、所謂
「距離画像」から、3次元物体の表面形状を示すエッジ
マップを作成する3次元形状モデル処理方法及びその装
置に関するものである。
法及びその装置、特に入力装置やデータベース等より入
力される、距離計測センサにより測定された物体表面の
各点と基準面との垂直距離(平行射影)を与える、所謂
「距離画像」から、3次元物体の表面形状を示すエッジ
マップを作成する3次元形状モデル処理方法及びその装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】密な原距離画像を処理対象とし、3次元
物体の表面形状の特徴であるジャンプエッジ,ルーフエ
ッジを検出する3次元形状モデル処理方法が知られてい
る(参考文献:横谷直和,マーチンD.レビン:“微分
幾何学特徴に基づく距離画像分割のためのハイブリッド
手法”,情報処理学会論文誌,Vol.30,No.8,pp.944-953
(1989))。
物体の表面形状の特徴であるジャンプエッジ,ルーフエ
ッジを検出する3次元形状モデル処理方法が知られてい
る(参考文献:横谷直和,マーチンD.レビン:“微分
幾何学特徴に基づく距離画像分割のためのハイブリッド
手法”,情報処理学会論文誌,Vol.30,No.8,pp.944-953
(1989))。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、どんなに単純な形状の物体であっても常
に隣りあった画素をエッジ検出処理の対象とするため
に、多くの無駄な計算が生じる場合がある。また、曲面
は1つの領域として認識されるので、平面によって物体
形状の近似を行ないたい場合に認識結果を3次元形状モ
デルの処理に直接使えない。さらには、本来線分として
表現されるべきエッジが画像上の点のつながりとして表
現されているために、多くの記憶領域が必要である上
に、線分として扱いにくいという問題がある。
来の技術では、どんなに単純な形状の物体であっても常
に隣りあった画素をエッジ検出処理の対象とするため
に、多くの無駄な計算が生じる場合がある。また、曲面
は1つの領域として認識されるので、平面によって物体
形状の近似を行ないたい場合に認識結果を3次元形状モ
デルの処理に直接使えない。さらには、本来線分として
表現されるべきエッジが画像上の点のつながりとして表
現されているために、多くの記憶領域が必要である上
に、線分として扱いにくいという問題がある。
【0004】本発明は、前記従来の欠点を除去し、処理
に必要な資源,計算量を少なくすることができる3次元
形状モデル処理方法及びその装置を提供する。また、検
出または生成されるエッジが持つ情報(表面形状の特徴
等)を、任意にコントロールすることができる3次元形
状モデル処理方法及びその装置を提供する。
に必要な資源,計算量を少なくすることができる3次元
形状モデル処理方法及びその装置を提供する。また、検
出または生成されるエッジが持つ情報(表面形状の特徴
等)を、任意にコントロールすることができる3次元形
状モデル処理方法及びその装置を提供する。
【0005】また、平面によって物体形状を近似する処
理にエッジマップを直接利用でき、物体形状のポリゴン
データが容易に作成できる3次元形状モデル処理方法及
びその装置を提供する。また、少ないデータ量でエッジ
情報が記録でき、グラフ論理を適用することでエッジ情
報の加工が容易にできる3次元形状モデル処理方法及び
その装置を提供する。
理にエッジマップを直接利用でき、物体形状のポリゴン
データが容易に作成できる3次元形状モデル処理方法及
びその装置を提供する。また、少ないデータ量でエッジ
情報が記録でき、グラフ論理を適用することでエッジ情
報の加工が容易にできる3次元形状モデル処理方法及び
その装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の3次元形状モデル処理方法は、3次元物体
表面の各点と基準面との垂直距離を与える距離画像か
ら、物体の表面形状を示すエッジマップを作成する3次
元形状モデル処理方法であって、適当な間隔で距離画像
を間引きながら、距離画像からエッジを検出すると共
に、物体表面の曲面を平面に分割する新なエッジを生成
し、検出或は生成されたエッジを表現するエッジマップ
を作成することを特徴とする。
に、本発明の3次元形状モデル処理方法は、3次元物体
表面の各点と基準面との垂直距離を与える距離画像か
ら、物体の表面形状を示すエッジマップを作成する3次
元形状モデル処理方法であって、適当な間隔で距離画像
を間引きながら、距離画像からエッジを検出すると共
に、物体表面の曲面を平面に分割する新なエッジを生成
し、検出或は生成されたエッジを表現するエッジマップ
を作成することを特徴とする。
【0007】ここで、前記検出されるエッジはジャンプ
エッジ及びルーフエッジを含み、前記生成される新なエ
ッジはルーフエッジである。また、距離画像を入力・保
持する行程を設ける。また、法線ベクトルを入力・保持
する行程を設ける。また、入力した距離画像から法線ベ
クトルを計算・保持する行程を設ける。また、計算した
法線ベクトルを外部に格納する行程を設ける。また、作
成したエッジマップを外部に格納する行程を設ける。ま
た、入力した距離画像を表示する行程をさらに設ける。
また、入力した法線ベクトルを表示する行程をさらに設
ける。また、計算した法線ベクトルを表示する行程をさ
らに設ける。また、作成したエッジマップを表示する行
程をさらに設ける。また、処理に必要なパラメータや指
示を入力する行程を設ける。
エッジ及びルーフエッジを含み、前記生成される新なエ
ッジはルーフエッジである。また、距離画像を入力・保
持する行程を設ける。また、法線ベクトルを入力・保持
する行程を設ける。また、入力した距離画像から法線ベ
クトルを計算・保持する行程を設ける。また、計算した
法線ベクトルを外部に格納する行程を設ける。また、作
成したエッジマップを外部に格納する行程を設ける。ま
た、入力した距離画像を表示する行程をさらに設ける。
また、入力した法線ベクトルを表示する行程をさらに設
ける。また、計算した法線ベクトルを表示する行程をさ
らに設ける。また、作成したエッジマップを表示する行
程をさらに設ける。また、処理に必要なパラメータや指
示を入力する行程を設ける。
【0008】又、本発明の3次元形状モデル処理装置
は、3次元物体表面の各点と基準面との垂直距離を与え
る距離画像から、物体の表面形状を示すエッジマップを
作成する3次元形状モデル処理装置であって、適当な間
隔で距離画像を間引きながら、距離画像からエッジを検
出する手段と、物体表面の曲面を平面に分割するエッジ
を生成する手段と、検出或は生成されたエッジを線分と
して表現するエッジマップを作成する手段とを備えるこ
とを特徴とする。
は、3次元物体表面の各点と基準面との垂直距離を与え
る距離画像から、物体の表面形状を示すエッジマップを
作成する3次元形状モデル処理装置であって、適当な間
隔で距離画像を間引きながら、距離画像からエッジを検
出する手段と、物体表面の曲面を平面に分割するエッジ
を生成する手段と、検出或は生成されたエッジを線分と
して表現するエッジマップを作成する手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【0009】ここで、前記検出されるエッジはジャンプ
エッジ及びルーフエッジを含み、前記生成される新なエ
ッジはルーフエッジである。また、距離画像を入力・保
持する手段を備える。また、法線ベクトルを入力・保持
する手段を備える。また、入力した距離画像から法線ベ
クトルを計算して保持する手段を備える。また、計算し
た法線ベクトルを外部に格納する手段を備える。また、
作成したエッジマップを外部に格納する手段をを備え
る。また、入力した距離画像を表示する手段を備える。
また、入力した法線ベクトルを表示する手段を備える。
また、計算した法線ベクトルを表示する手段を備える。
また、作成したエッジマップを表示する手段を備える。
また、処理に必要なパラメータや指示を入力する手段を
備える。
エッジ及びルーフエッジを含み、前記生成される新なエ
ッジはルーフエッジである。また、距離画像を入力・保
持する手段を備える。また、法線ベクトルを入力・保持
する手段を備える。また、入力した距離画像から法線ベ
クトルを計算して保持する手段を備える。また、計算し
た法線ベクトルを外部に格納する手段を備える。また、
作成したエッジマップを外部に格納する手段をを備え
る。また、入力した距離画像を表示する手段を備える。
また、入力した法線ベクトルを表示する手段を備える。
また、計算した法線ベクトルを表示する手段を備える。
また、作成したエッジマップを表示する手段を備える。
また、処理に必要なパラメータや指示を入力する手段を
備える。
【0010】
【実施例】以下、添付図面にしたがって、本発明による
実施例を詳細に説明する。図1は本発明の3次元形状モ
デル処理方法を適用する実施例である距離画像処理装置
の基本構成図である。図において、1は処理手順を記憶
するためのプログラム記憶部、2は処理に必要な情報及
び入出力データを記憶するためのデータ記憶部、3はプ
ログラム記憶部1に記憶された処理手順にしたがって処
理を行なうためのCPUである。4は処理に必要な情報
や入出力データを表示するための表示部であり、本例で
はマルチウィンドウシステムを有する。5はユーザから
のデータや指示を入力するためのキーボード、6は表示
部上での指示を入力するためのポインティングデバイス
としてのマウスである。7は物体を測定して距離画像を
入力するためのセンサとしてのレンジファインダであ
る。
実施例を詳細に説明する。図1は本発明の3次元形状モ
デル処理方法を適用する実施例である距離画像処理装置
の基本構成図である。図において、1は処理手順を記憶
するためのプログラム記憶部、2は処理に必要な情報及
び入出力データを記憶するためのデータ記憶部、3はプ
ログラム記憶部1に記憶された処理手順にしたがって処
理を行なうためのCPUである。4は処理に必要な情報
や入出力データを表示するための表示部であり、本例で
はマルチウィンドウシステムを有する。5はユーザから
のデータや指示を入力するためのキーボード、6は表示
部上での指示を入力するためのポインティングデバイス
としてのマウスである。7は物体を測定して距離画像を
入力するためのセンサとしてのレンジファインダであ
る。
【0011】プログラム記憶部1において、p1は距離
画像と法線ベクトルとから物体のエッジを検出・生成
し、エッジマップを作成するエッジマップ生成プログラ
ム、p2は距離画像から法線ベクトルを計算する法線ベ
クトル計算プログラム、p3は距離画像,法線ベクトル
及びエッジマップを表示するデータ表示プログラム、p
4は距離画像データの入力やキーボード5及びマウス6
からの入力、あるいはエッジマップの出力等を行うデー
タ入出力プログラムである。
画像と法線ベクトルとから物体のエッジを検出・生成
し、エッジマップを作成するエッジマップ生成プログラ
ム、p2は距離画像から法線ベクトルを計算する法線ベ
クトル計算プログラム、p3は距離画像,法線ベクトル
及びエッジマップを表示するデータ表示プログラム、p
4は距離画像データの入力やキーボード5及びマウス6
からの入力、あるいはエッジマップの出力等を行うデー
タ入出力プログラムである。
【0012】データ記憶部2において、d1はレンジフ
ァインダ7あるいは不図示の距離画像データベース等よ
り入力された距離画像を記憶する距離画像記憶部、d2
は距離画像から法線ベクトル計算プログラムp2により
計算された法線ベクトルを記憶する法線ベクトル記憶
部、d3は本処理により作成されたエッジマップを記憶
するエッジマップ記憶部である。
ァインダ7あるいは不図示の距離画像データベース等よ
り入力された距離画像を記憶する距離画像記憶部、d2
は距離画像から法線ベクトル計算プログラムp2により
計算された法線ベクトルを記憶する法線ベクトル記憶
部、d3は本処理により作成されたエッジマップを記憶
するエッジマップ記憶部である。
【0013】次に、本実施例を図2から図11に基づき
説明する。ここで、図2は本実施例の全体の処理の流れ
を示すフローチャート、図3は処理を行なうための走査
順序を示す図である。図4は図2におけるステップS3
0の詳細なフローチャート、図5は走査画素と検出或は
生成するエッジの方向との関係を示した概念図、図6は
本実施例での走査画素と実際に検出或は生成するエッジ
の方向との関係を示した図、図7は走査画素とその8近
傍画素を示す図である。図8は図4におけるステップS
42及びステップS44の詳細なフローチャート、図9
はルーフエッジ検出及び生成の原理図、図10はジャン
プエッジ検出の原理図である。図11は図4におけるス
テップS43の詳細なフローチャートである。
説明する。ここで、図2は本実施例の全体の処理の流れ
を示すフローチャート、図3は処理を行なうための走査
順序を示す図である。図4は図2におけるステップS3
0の詳細なフローチャート、図5は走査画素と検出或は
生成するエッジの方向との関係を示した概念図、図6は
本実施例での走査画素と実際に検出或は生成するエッジ
の方向との関係を示した図、図7は走査画素とその8近
傍画素を示す図である。図8は図4におけるステップS
42及びステップS44の詳細なフローチャート、図9
はルーフエッジ検出及び生成の原理図、図10はジャン
プエッジ検出の原理図である。図11は図4におけるス
テップS43の詳細なフローチャートである。
【0014】図2に従って全体の処理の流れの説明をす
る。まず、データ記憶部2に格納された距離画像を取り
出し(ステップS21)、これを表示部4に表示する
(ステップS22)。次に、取り出した距離画像の各画
素に対して単位法線ベクトルをそれぞれ計算し(ステッ
プS23)、これを表示部4に表示する(ステップS2
4)。この時、必要であれば計算によって求めた単位法
線ベクトルをデータ記憶部2に格納する。次に、エッジ
を検出するためのしきい値θ(deg)をキーボード5
により入力する(ステップS25)。そして、ルーフエ
ッジ検出のしきい値αを、 α=cosθ により、ジャンプエッジ検出のしきい値βを、 β=cos(90°−θ) により計算する(ステップS26,27)。
る。まず、データ記憶部2に格納された距離画像を取り
出し(ステップS21)、これを表示部4に表示する
(ステップS22)。次に、取り出した距離画像の各画
素に対して単位法線ベクトルをそれぞれ計算し(ステッ
プS23)、これを表示部4に表示する(ステップS2
4)。この時、必要であれば計算によって求めた単位法
線ベクトルをデータ記憶部2に格納する。次に、エッジ
を検出するためのしきい値θ(deg)をキーボード5
により入力する(ステップS25)。そして、ルーフエ
ッジ検出のしきい値αを、 α=cosθ により、ジャンプエッジ検出のしきい値βを、 β=cos(90°−θ) により計算する(ステップS26,27)。
【0015】この後、図3に示したように、左から右,
上から下という順で、距離画像の各画素を走査しながら
処理を進めるが、走査を開始する前に、走査の間隔をキ
ーボード5より入力する(ステップS28)。この走査
の間隔は、物体の形状や検出したいエッジに依存し、こ
れを自動的に決めるようにすることも可能である。な
お、走査間隔の最小単位は1画素である。そして、走査
する画素があるかどうかを判定しながら(ステップS2
9)、走査画素が無くなるまでエッジ検出・生成処理
(ステップS30)を繰り返す。走査が終了したら、エ
ッジマップを表示部4上に表示し(ステップS31)、
これをデータ記憶部2に格納して(ステップS32)、
処理を終了する。
上から下という順で、距離画像の各画素を走査しながら
処理を進めるが、走査を開始する前に、走査の間隔をキ
ーボード5より入力する(ステップS28)。この走査
の間隔は、物体の形状や検出したいエッジに依存し、こ
れを自動的に決めるようにすることも可能である。な
お、走査間隔の最小単位は1画素である。そして、走査
する画素があるかどうかを判定しながら(ステップS2
9)、走査画素が無くなるまでエッジ検出・生成処理
(ステップS30)を繰り返す。走査が終了したら、エ
ッジマップを表示部4上に表示し(ステップS31)、
これをデータ記憶部2に格納して(ステップS32)、
処理を終了する。
【0016】次に、図4に従って図2のステップS30
のエッジ検出・生成処理の詳細な手順を示す。まず、図
7に示されたように、注目画素とその8近傍画素の内の
5画素の距離値と単位法線ベクトルとを読み出す(ステ
ップS41)。次に図5に示されるように、方向のエッ
ジを検出及び生成する。処理の順番に特に意味はない
が、本実施例では、横(コード1),斜め(コード2,
8),縦(コード4)の順に処理を行なう(ステップS
42,43,44)。そして、最後に注目画素の周囲に
依存するエッジの状態をエッジマップ記憶部d3に記録
する(ステップS45)。エッジマップ記憶部d3に
は、各画素の持つエッジがチェインコードとしてコード
値の論理和で記録され、注目画素から見てどの方向のエ
ッジが存在するかが保存されることになる。また、この
時の走査間隔をエッジマップ記憶部d3に記録しておく
ことで、エッジの長さも保存される。
のエッジ検出・生成処理の詳細な手順を示す。まず、図
7に示されたように、注目画素とその8近傍画素の内の
5画素の距離値と単位法線ベクトルとを読み出す(ステ
ップS41)。次に図5に示されるように、方向のエッ
ジを検出及び生成する。処理の順番に特に意味はない
が、本実施例では、横(コード1),斜め(コード2,
8),縦(コード4)の順に処理を行なう(ステップS
42,43,44)。そして、最後に注目画素の周囲に
依存するエッジの状態をエッジマップ記憶部d3に記録
する(ステップS45)。エッジマップ記憶部d3に
は、各画素の持つエッジがチェインコードとしてコード
値の論理和で記録され、注目画素から見てどの方向のエ
ッジが存在するかが保存されることになる。また、この
時の走査間隔をエッジマップ記憶部d3に記録しておく
ことで、エッジの長さも保存される。
【0017】次に、図8に従って図4のステップS4
2,S44の横エッジ及び縦エッジ検出・生成処理の詳
細な手順を示す。まず、2つの画素の持つ単位法線ベク
トルのなす角度φ1のコサインγ1を計算する(ステッ
プS81)。ここで言う2つの画素とは、横エッジの場
合は図7における画素1,画素6、縦エッジの場合は画
素4,画素6を指す。いま、2つの画素の持つ単位法線
ベクトルを(xi ,yi ,zi )、(xj ,yj ,z
j )とすると、γ1は、 γ1=cosφ1=xi xj +yi yj +zi zj となる。この時、|γ1|<|α|(ステップS82)
ならば、ルーフエッジを検出或は生成したとして(ステ
ップS83)、この処理を終了する。図9はルーフエッ
ジが検出或は生成される原理を図示したもので、(a)
が検出・生成される場合、(b)が検出・生成されない
場合である。
2,S44の横エッジ及び縦エッジ検出・生成処理の詳
細な手順を示す。まず、2つの画素の持つ単位法線ベク
トルのなす角度φ1のコサインγ1を計算する(ステッ
プS81)。ここで言う2つの画素とは、横エッジの場
合は図7における画素1,画素6、縦エッジの場合は画
素4,画素6を指す。いま、2つの画素の持つ単位法線
ベクトルを(xi ,yi ,zi )、(xj ,yj ,z
j )とすると、γ1は、 γ1=cosφ1=xi xj +yi yj +zi zj となる。この時、|γ1|<|α|(ステップS82)
ならば、ルーフエッジを検出或は生成したとして(ステ
ップS83)、この処理を終了する。図9はルーフエッ
ジが検出或は生成される原理を図示したもので、(a)
が検出・生成される場合、(b)が検出・生成されない
場合である。
【0018】ステップS82の条件が成り立たなかった
時には、ジャンプエッジの検出処理を行なう。ジャンプ
エッジの検出処理はまず、前述の2画素の内の1つの単
位法線ベクトルと、2画素間を結ぶ直線の単位法線ベク
トル(xk ,yk ,zk )のなす角φ2のコサインγ2
を計算する(ステップS74)。 γ2=cosφ2=xi xk +yi yk +zi zk この時、|γ2|>|β|(ステップS85)ならば、
ジャンプエッジを検出したとする(ステップS86)。
これで、図8で示される処理は終了である。図10は、
ジャンプエッジが検出される原理を図示したもので、
(a)がジャンプエッジが検出される場合、(b)が検
出されない場合である。
時には、ジャンプエッジの検出処理を行なう。ジャンプ
エッジの検出処理はまず、前述の2画素の内の1つの単
位法線ベクトルと、2画素間を結ぶ直線の単位法線ベク
トル(xk ,yk ,zk )のなす角φ2のコサインγ2
を計算する(ステップS74)。 γ2=cosφ2=xi xk +yi yk +zi zk この時、|γ2|>|β|(ステップS85)ならば、
ジャンプエッジを検出したとする(ステップS86)。
これで、図8で示される処理は終了である。図10は、
ジャンプエッジが検出される原理を図示したもので、
(a)がジャンプエッジが検出される場合、(b)が検
出されない場合である。
【0019】次に、図11に従って図4のステップS4
3の斜めエッジ検出・生成処理の詳細な手順を示す。ま
ず、2組の画素の持つ単位法線ベクトルのなす角度φ
1,φ2のコサインγ11,γ12をそれぞれ計算する
(ステップS111)。ここで言う2組の画素とは、図
7における画素2,画素6の組と、画素3,画素5の組
を指す。内積の計算方法は、横エッジ,縦エッジの場合
と同じである。
3の斜めエッジ検出・生成処理の詳細な手順を示す。ま
ず、2組の画素の持つ単位法線ベクトルのなす角度φ
1,φ2のコサインγ11,γ12をそれぞれ計算する
(ステップS111)。ここで言う2組の画素とは、図
7における画素2,画素6の組と、画素3,画素5の組
を指す。内積の計算方法は、横エッジ,縦エッジの場合
と同じである。
【0020】この時、|γ11|<|α|、または、|
γ12|<|α|(ステップS112)ならば、ルーフ
エッジを検出或は生成とするが、図6で示すように、コ
ード2とコード8のルーフエッジは交差するので、どち
らか一方を選ぶ。本実施例では、|γ11|<|γ12
|(ステップS113)ならば、コード8のルーフエッ
ジを検出或は生成とし(ステップS114)、ステップ
S113が成り立たなかったならば、コード2のルーフ
エッジを検出或は生成として、この処理を終了する。
γ12|<|α|(ステップS112)ならば、ルーフ
エッジを検出或は生成とするが、図6で示すように、コ
ード2とコード8のルーフエッジは交差するので、どち
らか一方を選ぶ。本実施例では、|γ11|<|γ12
|(ステップS113)ならば、コード8のルーフエッ
ジを検出或は生成とし(ステップS114)、ステップ
S113が成り立たなかったならば、コード2のルーフ
エッジを検出或は生成として、この処理を終了する。
【0021】ステップS112が成り立たなかった時に
は、ジャンプエッジの検出処理を行なう。ジャンプエッ
ジの検出は、横エッジ,縦エッジとの場合と同様に、γ
21,γ22の値を計算し(ステップS116)、βと
比較することによって行なう(ステップS117,11
08,1109,1110)。図12から図14は本実
施例の動作結果例を示す図である。図12は入力された
距離画像を、手前を明るく奥を暗くというように表示し
た場合(a)と、鳥瞰表示した場合(b)の結果であ
る。図13は入力された距離画像から法線ベクトルを計
算し、これを所謂「いがぐり表現」で表示した結果であ
る。
は、ジャンプエッジの検出処理を行なう。ジャンプエッ
ジの検出は、横エッジ,縦エッジとの場合と同様に、γ
21,γ22の値を計算し(ステップS116)、βと
比較することによって行なう(ステップS117,11
08,1109,1110)。図12から図14は本実
施例の動作結果例を示す図である。図12は入力された
距離画像を、手前を明るく奥を暗くというように表示し
た場合(a)と、鳥瞰表示した場合(b)の結果であ
る。図13は入力された距離画像から法線ベクトルを計
算し、これを所謂「いがぐり表現」で表示した結果であ
る。
【0022】図14は本実施例によって作成されたエッ
ジマップを表示した結果である。(a)は走査間隔を2
画素毎に、(b)は走査間隔を4画素毎に、(c)は走
査間隔を8画素毎に、(d)は走査間隔を16画素毎に
した結果である。
ジマップを表示した結果である。(a)は走査間隔を2
画素毎に、(b)は走査間隔を4画素毎に、(c)は走
査間隔を8画素毎に、(d)は走査間隔を16画素毎に
した結果である。
【0023】
【他の実施例】他の実施例を図15に示し、これを説明
する。まず、データ記憶部2に格納された距離画像及び
法線ベクトルを取り出す(ステップS151,S15
2)。次に、エッジを検出するためのしきい値φ(de
g)をキーボード5により入力する(ステップS15
3)。そして、ルーフエッジ検出のしきい値αを α=cosθ により、ジャンプエッジ検出のしきい値βを β=cos(90°−θ) により計算する(ステップS154,1505)。
する。まず、データ記憶部2に格納された距離画像及び
法線ベクトルを取り出す(ステップS151,S15
2)。次に、エッジを検出するためのしきい値φ(de
g)をキーボード5により入力する(ステップS15
3)。そして、ルーフエッジ検出のしきい値αを α=cosθ により、ジャンプエッジ検出のしきい値βを β=cos(90°−θ) により計算する(ステップS154,1505)。
【0024】この後、図3に示したように、左から右、
上から下という順序で、距離画像の各画素を走査しなが
ら処理を進めるが、走査を開始する前に走査の間隔をキ
ーボード5より入力する(ステップS156)。そし
て、走査する画素があるかどうかを判定しながら(ステ
ップS157)、注目画素が無くなるまでエッジ検出・
生成処理(ステップS158)を繰り返す。なお、ステ
ップS158は図4に示したもので良い、走査が終了し
たらエッジマップをデータ記憶部2に格納して(ステッ
プS159)、処理を終了する。ここで、ステップS1
58のエッジ検出・生成処理は、図2のステップS30
と同様である。
上から下という順序で、距離画像の各画素を走査しなが
ら処理を進めるが、走査を開始する前に走査の間隔をキ
ーボード5より入力する(ステップS156)。そし
て、走査する画素があるかどうかを判定しながら(ステ
ップS157)、注目画素が無くなるまでエッジ検出・
生成処理(ステップS158)を繰り返す。なお、ステ
ップS158は図4に示したもので良い、走査が終了し
たらエッジマップをデータ記憶部2に格納して(ステッ
プS159)、処理を終了する。ここで、ステップS1
58のエッジ検出・生成処理は、図2のステップS30
と同様である。
【0025】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理対象によって入力した距離画像を適当な間隔で間引
いて処理することにより、処理に必要な資源,計算量を
少なくすることができる。また、この時間引く間隔を変
えることで、検出または生成されるエッジが持つ情報
(表面形状の特徴等)を、任意にコントロールすること
ができる。
処理対象によって入力した距離画像を適当な間隔で間引
いて処理することにより、処理に必要な資源,計算量を
少なくすることができる。また、この時間引く間隔を変
えることで、検出または生成されるエッジが持つ情報
(表面形状の特徴等)を、任意にコントロールすること
ができる。
【0027】次に、エッジの検出と同時に曲面を平面に
分割するようなルーフエッジを生成することにより、平
面によって物体形状の近似処理にエッジマップを直接利
用でき、物体形状のポリゴンデータが容易に作成きる。
次に、検出或は生成されたエッジを線分としてチェイン
コードからなるエッジマップに記録することにより、少
ないデータ量でエッジ情報が記録でき、また、従来のチ
ェインコード処理に関する技術やグラフ論理を適用する
ことでエッジ情報の加工が容易にできる。
分割するようなルーフエッジを生成することにより、平
面によって物体形状の近似処理にエッジマップを直接利
用でき、物体形状のポリゴンデータが容易に作成きる。
次に、検出或は生成されたエッジを線分としてチェイン
コードからなるエッジマップに記録することにより、少
ないデータ量でエッジ情報が記録でき、また、従来のチ
ェインコード処理に関する技術やグラフ論理を適用する
ことでエッジ情報の加工が容易にできる。
【図1】本発明の実施例である距離画像処理装置の基本
構成図である。
構成図である。
【図2】本実施例の全体の処理の流れを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図3】処理を行なうための走査順序を示す図である。
【図4】エッジマップ作成処理の流れを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図5】注目画素と検出或は生成するエッジの方向との
関係を示した概念図である。
関係を示した概念図である。
【図6】本実施例での注目画素と実際に検出或は生成す
るエッジの方向との関係を示した図である。
るエッジの方向との関係を示した図である。
【図7】注目画素とその8近傍画素を示す図である。
【図8】横エッジ及び縦エッジの検出・生成処理の流れ
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図9】ルーフエッジ検出及び生成の原理図である。
【図10】ジャンプエッジ検出の原理図である。
【図11】斜めの検出・生成処理の流れを示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図12】入力された距離画像を表示した例を示す図で
ある。
ある。
【図13】法線ベクトルを表示した例を示す図である。
【図14】エッジマップを表示した例を示す図である。
【図15】他の実施例の全体の処理の流れを示すフロー
チャートである。
チャートである。
【符号の説明】 1…プログラム記憶部、2…データ記憶部、3…CP
U、4…表示部、5…キーボード、6…マウス、7…レ
ンジファインダ、p1…エッジマップ生成プログラム、
p2…法線ベクトル計算プログラム、p3…データ表示
プログラム、p4…データ入出力プログラム、d1…距
離画像記憶部、d2…法線ベクトル記憶部、d3…エッ
ジマップ記憶部
U、4…表示部、5…キーボード、6…マウス、7…レ
ンジファインダ、p1…エッジマップ生成プログラム、
p2…法線ベクトル計算プログラム、p3…データ表示
プログラム、p4…データ入出力プログラム、d1…距
離画像記憶部、d2…法線ベクトル記憶部、d3…エッ
ジマップ記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉崎 修 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内
Claims (24)
- 【請求項1】 3次元物体表面の各点と基準面との垂直
距離を与える距離画像から、物体の表面形状を示すエッ
ジマップを作成する3次元形状モデル処理方法であっ
て、 適当な間隔で距離画像を間引きながら、距離画像からエ
ッジを検出すると共に、物体表面の曲面を平面に分割す
る新なエッジを生成し、 検出或は生成されたエッジを表現するエッジマップを作
成することを特徴とする3次元形状モデル処理方法。 - 【請求項2】 前記検出されるエッジはジャンプエッジ
及びルーフエッジを含み、前記生成される新なエッジは
ルーフエッジであることを特徴とする請求項1記載の3
次元形状モデル処理方法。 - 【請求項3】 距離画像を入力・保持する行程を設ける
ことを特徴とする請求項1記載の3次元形状モデル処理
方法。 - 【請求項4】 法線ベクトルを入力・保持する行程を設
けることを特徴とする請求項1記載の3次元形状モデル
処理方法。 - 【請求項5】 入力した距離画像から法線ベクトルを計
算・保持する行程を設けることを特徴とする請求項1記
載の3次元形状モデル処理方法。 - 【請求項6】 計算した法線ベクトルを外部に格納する
行程を設けることを特徴とする請求項5記載の3次元形
状モデル処理方法。 - 【請求項7】 作成したエッジマップを外部に格納する
行程を設けることを特徴とする請求項1記載の3次元形
状モデル処理方法。 - 【請求項8】 入力した距離画像を表示する行程をさら
に設けることを特徴とする請求項3記載の3次元形状モ
デル処理方法。 - 【請求項9】 入力した法線ベクトルを表示する行程を
さらに設けることを特徴とする請求項4記載の3次元形
状モデル処理方法。 - 【請求項10】 計算した法線ベクトルを表示する行程
をさらに設けることを特徴とする請求項5記載の3次元
形状モデル処理方法。 - 【請求項11】 作成したエッジマップを表示する行程
をさらに設けることを特徴とする請求項1記載の3次元
形状モデル処理方法。 - 【請求項12】 処理に必要なパラメータや指示を入力
する行程を設けることを特徴とする請求項1記載の3次
元形状モデル処理方法。 - 【請求項13】 3次元物体表面の各点と基準面との垂
直距離を与える距離画像から、物体の表面形状を示すエ
ッジマップを作成する3次元形状モデル処理装置であっ
て、 適当な間隔で距離画像を間引きながら、距離画像からエ
ッジを検出する手段と、 物体表面の曲面を平面に分割するエッジを生成する手段
と、 検出或は生成されたエッジを線分として表現するエッジ
マップを作成する手段とを備えることを特徴とする3次
元形状モデル処理装置。 - 【請求項14】 前記検出されるエッジはジャンプエッ
ジ及びルーフエッジを含み、前記生成される新なエッジ
はルーフエッジであることを特徴とする請求項13記載
の3次元形状モデル処理装置。 - 【請求項15】 距離画像を入力・保持する手段を備え
ることを特徴とする請求項13記載の3次元形状モデル
処理装置。 - 【請求項16】 法線ベクトルを入力・保持する手段を
備えることを特徴とする請求項13記載の3次元形状モ
デル処理装置。 - 【請求項17】 入力した距離画像から法線ベクトルを
計算して保持する手段を備えることを特徴とする請求項
13記載の3次元形状モデル処理装置。 - 【請求項18】 計算した法線ベクトルを外部に格納す
る手段を備えることを特徴とする請求項17記載の3次
元形状モデル処理装置。 - 【請求項19】 作成したエッジマップを外部に格納す
る手段をを備えることを特徴とする請求項13記載の3
次元形状モデル処理装置。 - 【請求項20】 入力した距離画像を表示する手段を備
えることを特徴とする請求項15記載の3次元形状モデ
ル処理装置。 - 【請求項21】 入力した法線ベクトルを表示する手段
を備えることを特徴とする請求項16記載の3次元形状
モデル処理装置。 - 【請求項22】 計算した法線ベクトルを表示する手段
を備えることを特徴とする請求項17記載の3次元形状
モデル処理装置。 - 【請求項23】 作成したエッジマップを表示する手段
を備えることを特徴とする請求項13記載の3次元形状
モデル処理装置。 - 【請求項24】 処理に必要なパラメータや指示を入力
する手段を備えることを特徴とする請求項13記載の3
次元形状モデル処理装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32163692A JPH06168341A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 3次元形状モデル処理方法及びその装置 |
EP93309542A EP0600709B1 (en) | 1992-12-01 | 1993-11-30 | Range-image processing apparatus and method |
DE69328230T DE69328230T2 (de) | 1992-12-01 | 1993-11-30 | Entfernungbildverarbeitungsvorrichtung und -verfahren |
US08/160,021 US5504847A (en) | 1992-12-01 | 1993-12-01 | Range-image processing apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32163692A JPH06168341A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 3次元形状モデル処理方法及びその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06168341A true JPH06168341A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18134720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32163692A Withdrawn JPH06168341A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 3次元形状モデル処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06168341A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005038426A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Samsung Electronics Co Ltd | 映像基盤レンダリングおよび編集の方法ならびにその装置 |
JP2014035702A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Topcon Corp | 光学データ処理装置、光学データ処理システム、光学データ処理方法、および光学データ処理用プログラム |
-
1992
- 1992-12-01 JP JP32163692A patent/JPH06168341A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005038426A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Samsung Electronics Co Ltd | 映像基盤レンダリングおよび編集の方法ならびにその装置 |
JP4500614B2 (ja) * | 2003-07-14 | 2010-07-14 | 三星電子株式会社 | 映像基盤レンダリングおよび編集の方法ならびにその装置 |
JP2014035702A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Topcon Corp | 光学データ処理装置、光学データ処理システム、光学データ処理方法、および光学データ処理用プログラム |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |