JPH06215097A - 三次元物体cg作成装置 - Google Patents

三次元物体cg作成装置

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JPH06215097A
JPH06215097A JP5129516A JP12951693A JPH06215097A JP H06215097 A JPH06215097 A JP H06215097A JP 5129516 A JP5129516 A JP 5129516A JP 12951693 A JP12951693 A JP 12951693A JP H06215097 A JPH06215097 A JP H06215097A
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洋 鎌田
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Hideki Yagishita
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 三次元物体CG作成装置に関し、与えられた
三次元物体を三次元的に極めて忠実に再現した三次元物
体CGを生成することのできるCG作成装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 三次元物体の画像を入力する画像入力部10
と、入力された画像を表示する表示部50と、三次元物
体CG作成装置の外部から、表示部50上において表示
された入力画像の特徴部位を指示する特徴点指示部20
と、三次元物体のCGを作成するための三次元情報を生
成する三次元物体認識部30と、を具備し、三次元物体
認識部30は、特徴点指示部20により、表示部50上
に表示された入力画像に対し付加された特徴部位の情報
に基づいて三次元情報を獲得するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は三次元物体CG作成装置
に関し、特に三次元物体のコンピータグラフィックス
(CG)をコンピュータによって作成するものである。
三次元物体CG作成装置は実際にコンピュータグラフィ
ックスを作成する上で不可欠である。
【0002】コンピュータグラフィックスは、各種機械
の設計、製造、模擬実験(シミュレーション)、映画や
ゲームなどの娯楽、広告、展示に広く使用されている。
さらに近年では、半導体集積回路の機能が高まるにつれ
て、コンピュータの小型化と高機能化が進み、ワークス
テーションが主流になり、コンピュータグラフィックス
の利用も小規模なユーザまで広がりつつある。この市場
規模は非常に大きなものになっている。
【0003】このようにコンピュータグラフィックスの
小規模ユーザまでの市場拡大につれて、コンピュータグ
ラフィックスの作成にかかる工数の削減が大きな社会的
要請となっている。また、より現実に近い写実的なCG
の実現に対する要請も大きい。
【0004】
【従来の技術】従来の三次元物体CG作成装置は、ユー
ザに三次元物体の形状情報を全て入力させていた。例え
ば対象とする三次元物体が四角台の場合は8個の端点の
三次元座標からユーザが入力していた。従来の三次元物
体CG作成装置の構成を図34に示す。図34におい
て、1は三次元座標入力部、2は三次元形状格納部、3
はテクスチャ指示部、4はテクスチャ付加部、5は三次
元物体CG格納部、6は表示角度指示部、7は表示デー
タ作成部、38は表示部である。
【0005】まずユーザは三次元座標入力部1から、三
次元物体の端点座標と、どの端点とどの端点との間に稜
があるのかを示す情報を入力する。なお、この三次元座
標入力部1では、ユーザが基本的な図形に、例えば拡大
・縮小のような、様々な三次元演算を行わせることもで
きる。このようにして、三次元座標入力部1から入力し
た三次元物体の形状情報は三次元形状格納部2に格納さ
れる。
【0006】次いでユーザはテクスチャ指示部3から三
次元物体の面毎にテクスチャ(模様)の種類を指示す
る。指示されたテクスチャはテクスチャ指示部3からテ
クスチャ付加部4に送出される。これに応じてテクスチ
ャ付加部4は指示されたテクスチャを、三次元形状格納
部2に格納された三次元物体情報の対応する面に付加し
て、三次元物体CG格納部5に格納する。
【0007】それからユーザは表示角度指示部6から、
三次元物体CGを表示部8に表示するための観測角度を
入力する。表示データ作成部7は三次元物体CG格納部
5に格納された三次元物体CGデータに対して該観測角
度に対応する演算を行い、表示用二次データを作成し、
この作成した表示用二次データを表示部8に出力する。
このようにして所望の三次元物体CGが表示部8に表示
される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の手法では、例えばテープレコーダのように、ケー
ス、キー、テープ装着用窓部分・・・等の基本的なプリ
シティブを組み合わせることにより、これらから写実的
なCGを得るため、多大の工数を必要としていた。した
がって本発明の目的は、ユーザが写実的な三次元物体C
Gを簡便に作成できる三次元物体CG作成装置を提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、実際の三次元物体をカメラにより撮像し
た画像から三次元情報を抽出できるならば、三次元物体
CGを簡便に入力できることに着眼したものである。す
なわち、画像認識により実際の三次元物体の二次元画像
から三次元情報を抽出して三次元物体CGを簡便に作成
するようにしたものである。
【0010】本発明の概略を図1により簡単に説明す
る。本発明では、図1に示すように、三次元物体Pを、
異なる角度で、例えば同図の“1”〜“3”に示す如
く、3画面をカメラで画像入力する。特徴部位として端
点1,2,3,4を個々の画面において、ポインティン
グデバイス、例えばマウスにより入力し、また端点1,
2間、1,3間、1,4間、2,3間、3,4間にそれ
ぞれ稜が存在することをこれまた例えばマウスを使用し
て入力する。つまり、入力画像に重ねて特徴部位(1,
2,3・・・)を表示する。これにより3画面、4特徴
点情報が入力されるので、この三次元情報が認識され
る。
【0011】このようにして得られた三次元物体Pに対
し、ユーザは表示角度(表示回転角)を入力すれば、こ
れに基づき、例えば図1の“4”に示す如く三次元物体
CGが得られる。図2は本発明の概略構成を示す図であ
り、本発明に係る三次元物体のコンピュータグラフィッ
クス(CG)を作成する三次元物体CG作成装置は、三
次元物体Pの画像を入力する画像入力部10と、該画像
入力部10から入力された画像を表示する表示部50
と、三次元物体CG作成装置の外部から、表示部50上
において表示された入力画像の特徴部位を指示するため
の特徴点指示部20と、三次元物体Pのコンピュータグ
ラフィックス(CG)を作成するための三次元情報を生
成する三次元物体認識部30と、を具備し、該三次元物
体認識部30は、前記特徴点指示部20により、表示部
50上に表示された入力画像に対し付加された前記特徴
部位の情報に基づいて前記三次元情報を獲得する。
【0012】
【作用】本発明では、ユーザが表示部に表示された二次
元画像に対して特徴点や特徴線等の特徴部位の情報を指
示入力することにより、装置側がこれに基づき三次元移
動物体の形状と動きを認識して、三次元物体CGをユー
ザに提供することができる。したがって従来の三次元物
体に対する三次元情報を逐次具体的に入力する場合に比
較して、遙かに容易に三次元物体CGを得ることができ
る。
【0013】
【実施例】
A.本発明の第1実施例 本発明の第1実施例を図3、図4および図5に基づき説
明する。図3は本発明の第1実施例を表す図、図4はそ
の動作説明図、図5は三次元情報を抽出するに必要な画
面数と指示点数との対応図である。
【0014】画像入力部10に入力された実際の物体の
画像は、画像格納部11に格納された後、表示部50に
表示される。このとき表示部50の表示面には、例えば
図1の“1”〜“3”に示す3つの画像が別々のウイン
ドウに表示される。ユーザは、表示された物体画像に対
し、物体上の特徴点を特徴点指示部20から入力する。
指示された特徴点は、画面上の二次元座標として特徴点
格納部21に格納される。
【0015】画像格納部11に格納された画像に、特徴
点座標を付加したデータが特徴付画像格納部22に格納
される。三次元物体認識部30は、特徴点格納部21に
格納された特徴点座標を入力し特徴点の三次元座標を認
識して三次元形状格納部31に格納する。テクスチャ付
加部41は、三次元形状格納部31に格納された三次元
特徴点で形成される物体の三次元の面に、特徴付画像格
納部22に格納された特徴付画像中の対応する特徴点で
形成される物体の面の二次元画像を割り当てる。そして
この三次元CGデータを三次元物体CG格納部42に格
納する。
【0016】それから表示データ作成部43は、表示角
度指示部44からユーザにより指示された表示角度に従
い、二次元の表示データを作成して表示部50に送り、
所望の三次元物体CGが表示部50に画像“4”として
表示される。二次元画像から三次元情報を認識する手法
の研究は画像認識の分野で盛んに行われている。これら
の手法は画像中の何等かの特徴部位を抽出し、それらを
基準として三次元情報を認識する。
【0017】しかし、三次元物体認識は、二次元画像か
ら三次元情報を認識する処理をコンピュータで完全に自
動化できていない。この原因は、画像上での物体の特徴
部位の抽出処理や、複数の画像を用いる場合には、複数
の画像間で同一の特徴部位を対応づける処理が、画像の
撮像条件に大きく影響されるのが現状であり、すべての
場合に一律に適用できるに至っていないからである。
【0018】そこで本発明者等は人間であればこれらの
処理が容易に行えることに着眼した。すなわちユーザ
が、二次元の画像上で物体の特徴部位(端点や、端点間
の稜等)と、複数の入力画像を用いる場合には、同一の
特徴部位の対応情報とを装置に入力すると、装置はこれ
らの特徴付の画像に三次元認識方式を適用して各特徴部
位の三次元情報を獲得し、三次元物体CGを生成する。
【0019】単一の入力画像を用いるものとしては、物
体画像で生ずる消失点や消失線を利用する方式がある。
また複数の入力画像を用いるものとしては、複数台のT
Vカメラで同時に捉えた画像を用いる方式と、1台のT
Vカメラで異なる方向から複数捉えた画像を用いる方式
がある。いずれも物体の特徴点を画像上で抽出した後、
複数の画像上で対応づけて三次元情報を抽出するもので
ある。
【0020】前者の複数台のTVカメラを用いる方式に
は、三角測量の原理を用いたステレオ視の方式があり、
後者の1台のTVカメラを用いる物体認識の方式には、
本出願人が既に出願した、特願平3−236465号
(特開平5−73680号)、特願平3−236464
号(特開平5−73684号)、特願平3−23646
6号、特願平3−236467号、特願平3−3005
91号、特願平4−47239号、特願平4−4723
8号、特願平4−48449号等による方式がある。
【0021】これらの方式において、最低限必要な画面
数と指示点数の対応を図5に示す。図5より明らかなよ
うに三次元一般では画面数が3、指示特徴点数が4によ
り三次元情報の得られることが分かる。本発明における
特徴部位としては、三次元物体上の端点と、端点と端点
との間を結ぶ稜が挙げられる。すなわち、ユーザには画
像上で物体のスケッチを表す線画を入力させる。そして
画像認識方式により、端点の三次元位置情報を獲得して
三次元の物体の形状情報が獲得する。
【0022】一方、物体の二次元線画を多角形分割し、
個々の多角形の内部テクスチャを、三次元形状の対応す
る多角形の内部テクスチャとして付加することで三次元
物体CGを作成することもできる。本発明の三次元物体
CG作成装置の実現例を、前記特願平3−300591
号による物体認識方式を適用した場合について以下に説
明する。この方式では、図5に示すように、物体の3画
像と4特徴点が必要であり、これらによって一般の三次
元物体が認識できる。処理の流れを以下の(1)〜
(4)に説明する。
【0023】(1)画面の表示 図1の“1”〜“3”に示すように必要な3画像をカメ
ラから入力して三次元物体CG作成装置がこれらを表示
する。この3画像はウインドウ毎に1画像が表示され
る。 (2)特徴点の指示 ユーザは、例えばマウスによりウインドウ毎の各画像に
ついて特徴点を指示する。これに基づき三次元物体CG
作成装置は各指示場所に特徴点を表す記号、例えば数字
を図1の“1”〜“3”に示す如く表示する。それから
特徴点間の稜を指示入力する。
【0024】なおマウスを押した座標点と移動した後放
した座標点をそれぞれ特徴点とし、これを結んだ線分を
稜とすることもでき、この入力した線分を表示すること
もできる。 (3)三次元移動物体の認識 対応点情報から物体の形状と観測角度を三次元物体CG
作成装置が認識する。
【0025】(4)三次元認識結果の表示 三次元物体CG作成装置は、入力画像から三次元物体形
状へテクスチャマッピングして、ユーザが指示した別の
角度からの観測表示を行う。ところで、特徴点とその特
徴点間の線分の指示においては、マウスのボタンを押し
て放す操作により実現する。線分の開始特徴点でマウス
のボタンを押してから現在のマウスの指示位置までの線
分をマウスのボタンを放すまで連続的に表示して、ボタ
ンを放したときのマウス位置を線分の終了点を表す特徴
点とするやり方で、線分の位置決めを良好に行える。こ
れは線分を物体画像の稜に適切に沿わせることができる
からである。具体的には下記の1)〜4)の規則に従っ
て、特徴点とその特徴点間を結ぶ線分情報を入力でき
る。
【0026】1)押した点(放した点)が、既登録の特
徴点と一定の距離以上のとき 押した点(放した点)を線分の開始点(終了点)とす
る。 2)押した点(放した点)が、既登録の特徴点と一定の
距離以下のとき 既登録の特徴点を開始点(終了点)とする。 3)終了点が、開始点と一定の距離以下のとき 特徴点および線分の登録をしない。
【0027】4)終了点が、開始点と一定の距離以上の
とき 開始点と終了点を特徴点に登録し、これら二点を結ぶ線
分を登録する。この手法では、極端に短い新たな線分を
消去することによって指示誤りを除くと共に、既存の特
徴点に近い新しい特徴点は既存の特徴点を指示したもの
と見なして同一化している。このように特徴点、特徴線
を入力すれば、ユーザの指示における手ぶれを吸収し
て、ユーザの希望する特徴点、特徴線の入力ができるメ
リットがある。
【0028】図3に示す第1実施例の装置を詳しく説明
する。画像入力部10は、例えばTVカメラで構成され
ており、三次元物体の画像を入力する。この場合、1台
のTVカメラから方向角の異なる3個の画像を得てこれ
を入力する。そしてこれらの各画像を画像格納部11に
格納した後、表示部50に表示する。この場合、前記特
願平3−300591号による物体認識方式を適用して
いるので、特徴点の1つを座標の原点に位置させてもよ
い。
【0029】このようにして得られた3個の三次元物体
の画像は、図4“1”,“2”および“3”に示すよう
に、例えばワークステーションのXウインドウシステム
を用いて表示部50に3個表示される。次にユーザは、
この表示部50の表示画面を使用して特徴点を指示す
る。特徴点指示部20としては、例えばマウスが使用さ
れる。まず図4の(B)に示す如く、例えば“1”に示
す三次元物体画像に対して特徴点1,2,3,4を入力
する。これは特徴点をマウスで指示した順で1,2,・
・・と特徴点の番号が入力できる。特徴点1でマウスの
ボタンを押し特徴点2でボタンを放すことで特徴点1,
2間の稜が入力される。このようにして図4(B)の
“1”の各特徴点と、図示の稜が入力される。
【0030】このようなことを、異なる方向角より見た
他の三次元物体画像に対して行うことにより、図4
(C)の“1”,“2”および“3”に示す如く、特徴
部位が入力され、これらが特徴点格納部21に保持され
る。そしてこれらの特徴部位情報が各三次元物体画像に
付加されて特徴付画像となり、これが特徴付画像格納部
22に格納される。
【0031】また、図4(C)に示される3画像に対す
る特徴部位の情報は、三次元物体認識部30に伝達さ
れ、ここにおいて三次元物体の演算が行われ、その認識
が行われる。そしてこの演算の結果得られた枠組み(特
徴点と稜)の三次元形状情報が三次元形状格納部31に
格納される。この三次元形状情報はテクスチャ付加部4
1においてテクスチャ付けされ、三次元物体CG格納部
42に格納される。
【0032】そしてユーザがこの三次元物体の表示角度
を変えて表示するとき、表示角度指示部44から表示角
度を入力する。これにより表示データ作成部43が三次
元物体CG格納部42に格納された三次元物体情報を取
出し、これに対し入力された表示角度に対する演算を行
い、二次元画面データを作成し、表示部50に表示す
る。この場合、図4に示すXウインドウシステムを使用
して、例えばその表示画面の右下部分にこの表示角度に
対応した三次元物体CGを表示することができる。勿論
この演算された三次元物体CGを単独に表示することも
できる。
【0033】なお前記説明では、特徴点指示部20とし
てマウスを使用し、三次元物体としては三角錐の如き単
純な形状を使用した例について説明したが、本発明は勿
論これのみに限定されるものではなく、例えばタッチペ
ンで特徴点指示してもよく、また三次元物体としては複
雑な形状のものでもよい。また前記説明では、物体認識
方式として前記特願平3−300591号を用いた例に
ついて説明したが、本発明は勿論これに限るものではな
く、特徴部位をもとにするあらゆる物体認識方式が適用
可能である。例えば単一の入力画像を用いるものとして
は、物体画像で生ずる消失点や消失線を利用する方式が
使用でき、また複数の入力画像を用いるものとしては、
複数台のTVカメラで同時に捉えた画像を用いる方式
と、1台のTVカメラで異なる方向から複数捉えた画像
を用いる方式が使用できる。いずれも物体の特徴点を入
力画像上で抽出した後、複数の入力画像上で対応づけて
三次元情報を抽出するものである。前者の複数台のTV
カメラを用いる方式には、三角測量の原理を用いたステ
レオ視の方式があり、後者の1台のTVカメラを用いる
物体認識の方式には、前述した各種方式があり、これら
を物体認識方式として適用できる。
【0034】図6および図7は、上述した第1実施例の
動作を表すフローチャートである。また図8,図9およ
び図10は、第1実施例における特徴点指示部(マウ
ス)20の動作の詳細例を表すフローチャートである。 B.本発明の第2実施例 例えば図11の(A)に示す如き多面体を、図3に示す
三次元物体CG作成装置で認識するとき、量子化誤差を
生じ、正しくは図11の(B)に示す細線のように認識
されるべきものが、太線に示すように誤差をもって認識
される。
【0035】ここで先ず三次元物体認識装置について考
察すると、一般に三次元物体認識装置はTVカメラで捉
えた二次元の物体画像から、元の物体の三次元情報を復
元するものであり、例えばファクトリ・オートメーショ
ン(FA)や監視等の分野における視覚システムやロボ
ット用視覚ユニットとして重要な装置である。また現実
の画像からデータ処理装置に三次元情報を入力するため
の重要な装置でもある。多面体は端点と稜で囲まれた各
面が平面多角形である物体であり、人工物を中心として
非常に多くある物体であって、この認識はFA等の分野
において特に重要である。
【0036】TVカメラの分解能には限界があるため、
観測画像には必ず量子化誤差が存在し、認識した端点の
三次元座標には誤差が含まれる。従って多面体のよう
に、本来は平面の集まりの物体でも、各端点の三次元座
標に誤差が生ずるため、本来は平面を構成していた複数
の端点が平面を構成しなくなってくる。そのため認識し
た三次元物体CGにユーザが大きな違和感を持つ欠点が
存在する。
【0037】図11の(A)に示す多面体を入力して、
これを三次元座標として認識するとき、面Aを構成する
端点P1 〜P4 は、本来ならば同図の(B)に示すP1
〜P 4 に位置すべきものであるが、前記の如き量子化誤
差が存在するため、P1 ′〜P4 ′にずれ、この結果太
線で示す誤った状態で認識される。しかもこの太線の状
態において、これまた量子化誤差のため端点P1 ′〜P
4′は同一平面上に存在せず、そのうちの3つの端点で
構成される2つの平面として認識される。図11の
(B)の場合は、面Aを、(P1 ′,P2 ′,P3 ′)
から形成される1つの平面と、(P2 ′,P3 ′,
4 ′)から形成される他の平面として考えた例を示
し、この場合にはP2 ′−P3 ′間に点線で示した線で
折れた面となり、歪が存在する。またこの代わりに(P
1 ′,P2 ′,P4 ′)と(P1 ′,P3 ′,P4 ′)
とでそれぞれの平面を形成した場合を想定すれば、
1 ′とP4 ′との接続線で折れた面となって歪が存在
することになる。
【0038】したがって、面単位では入力画像から三次
元物体CGにテクスチャを付加することができないとい
う不都合を生じていた。なお、このような観測画像にお
ける歪は、図3に示す三次元物体CG作成装置のみに存
在するものではなく、図12に示す公知の三次元(多面
体)物体認識装置でも存在する問題点でもある。
【0039】図12において10は画像入力部、61は
エッジ抽出部、62は端点抽出部、32は端点三次元認
識部、45は三次元線画作成部、50は表示部である。
TVカメラの如き画像入力部10から、多面体を異なる
方向角から捉えた2つの物体画像を入力する。これは物
体が移動している場合には異なる時刻T1 ,T 2 で入力
したものを使用してもよく、画像入力部10を移動して
もよく、また画像入力部10を異なる位置に2台設置し
てもよい。
【0040】エッジ抽出部61は、入力された物体画像
(入力画像)に対して微分マスク処理の如き空間フィル
タ処理を行ってエッジ抽出を行い、エッジ画像を求め
る。このように求めたエッジ画像に対し端点抽出部62
は、エッジの屈曲点や分岐点を端点として抽出する。し
たがってこれら抽出部61および62は、物体線画獲得
手段60を構成する。
【0041】端点三次元認識部32は、このようにして
認識した端点の二次元の画面座標から、端点の奥行き座
標すなわち三次元座標を算出する。この算出は、例えば
多面体を異なる方向角から捉えた2つの画像における8
個以上の個数の端点の座標から、端点の三次元座標を算
出することを示した、例えば1990年5月24日森北
出版社発行、金谷健一著「画像理解」第98頁〜第10
7頁に記載された算出方法により行うことができる。
【0042】このようにして得られた端点の三次元座標
と、前記端点抽出に使用した端点の接続関係のエッジ情
報とにより、三次元線画作成部45が端点を線分で接続
して三次元線画を作り、これを表示部50に表示する。
この場合、表示部50は、三次元線画作成部45により
作成された、前記三次元線画のデータを様々な方向から
見た画像を表示することができる。
【0043】この場合も、前記の如く、TVカメラの分
解能には限界があるため、観測画像には必ず量子化誤差
があり、認識した端点の三次元座標には誤差が含まれ、
前記の如き問題点が存在する。したがって、本発明の第
2実施例は、このような多面体を構成する各面が平面を
構成しなくなることに基づきユーザに違和感を与えると
いう欠点を改善することを目的とするものである。
【0044】本発明の第2実施例を図13に基づき説明
する。また、図14はその動作説明図である。まず本発
明の第2実施例の概略を図14に基づき説明する。例え
ば多面体の面Aを構成する端点P1 〜P4 がTVカメラ
から入力され、画像認識の結果それぞれ端点P1 ′,P
2 ′,P3 ′,P4 ′が認識され、また面Aの傾きが認
識される。同様に端点P4 ′を通る面Bが認識される。
【0045】端点P3 ′は次のようにして決定される。
前記端点P4 ′を通る面Aと面Bの交線を求め、また面
Aからみた端点P3 に対応する点P3 aと、面Bからみ
た端点P3 に対応する点P3 bとの平均値P3 abを求
める。そしてこの平均値P3abより前記面Aと面Bと
の交線上に垂線を引き、その交点をP3 ′とする。同様
にして面Aと面Cの交線より点P2 ′を求める。
【0046】このようにして各面の境界上にそれぞれ端
点を求めることができる。しかし端点P1 ′の場合は、
端点P1 に対応して認識された三次元座標をP1 ′とす
ればよい。かくして多面体の各面を先ず平面として認識
してそれに基づき端点や稜(エッジ部分)を求めるの
で、各面を歪のないものとして形成することが可能とな
り、面単位で入力画像から三次元CGに自然にテクスチ
ャを付加することが可能となり、ユーザに違和感を与え
ることはない。
【0047】次に本発明の第2実施例を図13に基づき
説明する。図13において、画像入力部10は、例えば
TVカメラで構成され、三次元物体の画像を入力する。
この場合、多面体を異なる方向角から捉えた2つの物体
画像を入力する。この2つの物体画像は、表示部50に
おいて表示される。ユーザは、この表示画像に対して、
例えばマウス等のポインティングデバイス手段である線
画指示部63により端点と稜を指示して、物体線画合成
部64に入力する。これにより物体線画合成部64は、
画像入力部10から入力された二次元入力画像に対して
線画指示部63から入力された端点や稜情報のような指
示情報を合わせて格納する。そしてこれらを多角形分割
部71に送出する。このようにして、図14に示す
1 ,P2 ,P3 ,P4 ・・・が端点であり、P1 −P
2 ,P1 −P3 ・・・間に稜が存在する等の二次元のデ
ータが物体線画合成部64で作成され、多角形分割部7
1に送出される。
【0048】多角形分割部71ではこれらのデータから
多角形を分割するものであり、例えばP1 から右廻りに
スタートし、P3 →P4 →P2 →のようにもっとも右に
廻ることによりP1 に戻る。これにより面AがP1 −P
3 −P4 −P2 −P1 で構成されていることを認識す
る。このようにして各多角形を最小ループとして検出
し、入力画像を面A〜面Eからなる多角形に分割する。
【0049】多角形認識部72では、前記多角形の平面
の二次元画像を面毎に三次元認識するものである。各面
を三次元認識するには、例えば前記の金谷健一著「画像
理解」第86頁〜第98頁に記載された、平面多角形を
異なる方向から捉えた2つの画像における各画像にて得
た4個以上の個数の端点の座標から端点の三次元座標を
算出する手法を使用することができる。
【0050】多面体合成部73は、前記面毎の三次元画
像を合成して図14に示す如き多面体を得るものであ
る。このとき、前記第2実施例で説明したように、面
A、面B、面Cの交点を基準としてスタートするより
も、もっと多数の面の共通な端点である面B、面C、面
D、面Eの交点を基準として合成演算を行う方が合成誤
差が小さい多面体を得ることができる。
【0051】テクスチャ付加部41は、このようにして
多面体合成部73から得られた多面体の各面に、画像入
力部10より入力した画像のうちの対応する部分をテク
スチャとして付加して認識結果保持部46に格納するも
のである。表示部50はこの認識結果保持部46に保持
された多面体を、様々な方向から表示するものである。
このために多面体を表示する角度とか距離等のデータを
ユーザが距離データ部23に設定することができる。こ
れに基づき表示制御部51が認識結果保持部46に格納
されている多面体の画像データに対して演算を行い、所
期の表示を行うことができる。なお表示部50は、画像
入力部10より入力された画像を表示して、線画指示部
63から入力された端点やエッジ情報を入力するために
も使用される。
【0052】なお、前記多面体合成部73では多角形の
三次元情報を統合して多面体の三次元情報とするが、こ
の平面の認識方式では視点と平面との角度関係のみ定ま
り距離は定まらない。視点と平面上の一点との距離が定
まると、視点と他の点との距離も定まるので、例えば特
定の一端点と視点との距離を定めてこれを距離データ部
23に設定することにより、該距離と各平面の認識結果
から他の端点の三次元座標を全て決定することができ
る。
【0053】図15および図16は、上述した第2実施
例の動作を表すフローチャートである。 C.本発明の第3実施例 本発明の第3実施例を図17に基づき説明する。エッジ
抽出部61は、入力画像を例えば微分フィルタで空間フ
ィルタ処理するものであり、多面体の各平面間あるいは
背景との関係における画像の濃度差(濃淡)からそのエ
ッジ部分を抽出するものである。
【0054】端点抽出部62はこれらエッジの屈曲点や
分岐点部分を端点として抽出するものである。図17に
おいて、画像入力部10から、多面体を異なる方向角か
ら捉えた2つの物体画像を入力する。エッジ抽出部61
はこれらの物体画像に対して例えば微分フィルタで微分
処理を行い、エッジ画像を求める。端点抽出部62は、
このエッジ画像についてエッジの屈曲点や分岐点を求め
てこれを端点として抽出する。そして端点間のエッジを
稜として検出し、端点と稜による画像上での線画を得
る。
【0055】多角形分割部71ではこのようにして得ら
れた線画を多角形に分割する。例えば線画を分岐点で内
廻りする等の手法により多角形を最小ループとして検出
する。多角形認識部72ではこのように認識した二次元
の多角形毎に、前記の金谷健一著「画像理解」に記載さ
れた平面の認識方式を適用し、多角形の三次元情報を得
る。このようにして得た各多角形の三次元情報を、多面
体合成部73において統合して多面体の三次元情報を得
る。
【0056】テクスチャ付加部41はかくして合成した
多面体の各面に、画像入力部10から入力した画像のう
ち対応する部分を付加して認識結果保持部46にこれを
格納する。表示部50は、この認識結果保持部46に保
持された画像を、ユーザが距離データ部23に設定した
表示角度や距離等に応じて変化させ表示する。このとき
表示制御部51はこの表示用の演算等を行う。
【0057】このようにして多面体の面を歪のないもの
として認識することができる。図18および図19は、
上述した第3実施例の動作を表すフローチャートであ
る。 D.本発明の第4実施例 本発明の第4実施例の原理構成を図20に示す。この第
4実施例に基づく、三次元物体のCGを作成する三次元
物体CG作成装置は、三次元物体の画像を入力する画像
入力部10と、画像入力部10からの入力画像を表示す
る表示部50と、入力画像をもとにして、三次元物体の
特徴部位によって形成される線画を得る物体線画獲得手
段60と、物体線画獲得手段60より獲得した線画をも
とにして三次元物体のコンピュータグラフィックス(C
G)を作成するための三次元情報を獲得する三次元物体
認識部30と、三次元物体認識部30からの三次元情報
よりコンピュータグラフィックス(CG)を作成し、表
示部50に出力するCG作成部40と、を具備してなる
と共に、物体線画獲得手段60は、三次元物体CG作成
装置の外部からの指示による特徴部位の入力または修正
を行う特徴点外部獲得部65と、三次元物体CG作成装
置自身の判断により特徴部位の入力または修正を行う特
徴点内部獲得部66と、によって構成される。
【0058】図3に示した三次元物体CG作成装置や図
12に示した公知の三次元物体認識装置には、既述の如
く、画像に歪が生ずるという問題がある。この第4実施
例は、前記第2実施例とは別の手法でその問題を解決す
るものである。図20に示す第4実施例の原理構成にお
いて、物体線画獲得手段60の内部は種々の構成によっ
て実現される。図21は3種の構成例を(A),(B)
および(C)に示す。
【0059】(A)第1構成例の物体線画獲得手段60
は、特徴点内部獲得部66により抽出した特徴部位に対
してさらに特徴点外部獲得部65により修正を加えるこ
とにより、線画を獲得する。 (B)第2構成例の物体線画獲得手段60は、特徴点外
部獲得部65から入力した特徴部位に対してさらに特徴
点内部獲得部66により修正を加えることにより、線画
を獲得する。
【0060】(C)第3構成例の物体線画獲得手段60
は、特徴点外部獲得部65から入力した特徴部位に対し
てさらに特徴点外部獲得部65により修正を加えること
により、線画を獲得する。 対象とする入力画像の画像処理がしにくい場合、画像処
理結果をユーザが補正するよりも、ユーザが初めから特
徴部位を全て入力する方が処理が迅速化される。上記の
第2および第3構成例は、このような場合に適用すると
効果的である。
【0061】この場合、表示部50に表示された入力画
像に特徴点内部獲得部66により抽出した特徴部位を重
ねて表示した画像を参照して、特徴点外部獲得部65か
ら特徴部位の入力を行うようにすると効果的である。こ
のときは、特徴点内部獲得部66から得た特徴部位は単
に表示部50に表示するに止まる。特徴部位とは、既述
のように、三次元物体の特徴をなす、端点の如き特徴点
であり、またこれらを結んだ稜の如き特徴線である。
【0062】上記第2構成例の物体線画獲得部60によ
れば、ユーザにより特徴点外部獲得部(マウス等のポイ
ンティングデバイス)65を介して入力された特徴部位
を、装置側の特徴点内部獲得部66が修正する。これ
は、ユーザによりマウスで指示された特徴部位が手ぶれ
等によって正確に指定されないことがあり、この手ぶれ
等による影響を装置側の特徴点内部獲得部66で除去す
るものである。すなわち、特徴点外部獲得部65より特
徴部位を入力した場合、入力された特徴部位の近傍に存
する他の特徴部位を特徴点内部獲得部66より抽出し、
該他の特徴部位によって特徴点外部獲得部65より入力
された特徴部位を修正する。ここに言う他の特徴部位と
しては、三次元物体上において特徴点外部獲得部65よ
り入力された特徴部位の周りに存する濃淡分布とするの
が実用的である。このことを図解的に示したのが図22
であり、例えば2つの入力画像“1”および“2”(図
1の“1”および“2”参照)についてユーザが特徴点
外部獲得部65により(A)欄のX印のところを共通の
特徴部位として入力したとする。
【0063】一方、装置側の特徴点内部獲得部66は
(B)欄のようにX印を包囲する小さい領域(四角で表
す枠)について濃淡分布を照合する。このとき、いずれ
か一方、例えば入力画像“2”においてX印の位置をそ
の四角い枠内で少しずつ動かしながら、各位置毎に、入
力画像“1”での濃淡分布と入力画像“2”での濃淡分
布とを照合する。この照合が一致したとき、特徴部位と
して最も適切なX印の位置が確定する。このとき、入力
画像“1”および“2”において対応する2つの画素毎
に、これらの濃度値の差の絶対値の和が最小になるとき
をもって照合が一致したと判定できる。
【0064】ユーザによりマウスで指示された特徴部位
が手ぶれ等によって正確に指定されないことがあり、上
記のように装置側の特徴点内部獲得部66で修正するよ
うにしたが、この他の手法として、特徴点外部獲得部6
5より特徴部位を入力するに際し、表示部50での表示
倍率を拡大する方法をとるのも有効である。例えば、図
1の入力画像“1”について特徴点を指定するとき、こ
の入力画像“1”のウィンドウを表示画面一杯に拡大す
るのである。このようにすれば、多少の手ぶれ等があっ
ても、かなり高精度に、入力したい特徴点を指定するこ
とができる。なお、この倍率拡大操作は図20における
表示制御部51で行うが、このこと自体は周知である。
【0065】また、図20における三次元物体認識部3
0は、三次元物体を異なる方向角より見た複数の入力画
像に共通する特徴部位について、各該入力画像毎に個別
に三次元認識して三次元情報を獲得し、さらに、獲得し
た各該三次元情報を統合して当該三次元物体全体の三次
元情報を設定する。入力画像として図1のように
“1”,“2”および“3”の3種が与えられたとき、
“1”と“2”の共通特徴部位に関して三次元認識を行
う。つまり、入力画像“1”と“2”の双方において見
えている部分について三次元情報を獲得できる。逆に言
えば、入力画像“1”と“2”のいずれか一方にしか見
えない特徴部位に関しては三次元情報を獲得することが
できない。例えば、入力画像“1”には見えるが入力画
像“2”には見えない特徴部位に関しては、他の入力画
像をサーチし、例えば入力画像“3”に入力画像“1”
と共通の特徴部位を見出したならば、この入力画像
“3”と入力画像“1”に共通の特徴部位について個別
に三次元情報を獲得し、さらにこれら三次元情報を統合
する。これにより当該三次元物体全体の三次元情報をで
きる限り多く収集することができる。
【0066】図20におけるCG作成部40内には、図
13等で示したテクスチャ付加部41が含まれている。
このテクスチャ付加機能にも種々の態様がある。以下、
3種の態様(i),(ii)および(iii )を示す。 (i)三次元認識部30により獲得された三次元物体形
状の各面に対してテクスチャを割り当てるに際し、表示
部50に表示する表示角度にもっとも近い方向角より撮
像した入力画像の面のテクスチャ情報を選択する。
【0067】例えば図1を参照すると、表示部50に画
像“4”を表示するとき、入力画像“2”より得た当該
面のテクスチャ情報を選択する。 (ii)三次元認識部30により獲得された三次元物体形
状の各面に対してテクスチャを割り当てるに際し、当該
面が最も良く見える方向角より撮像した入力画像の面の
テクスチャを選択する。
【0068】例えば図1を参照すると、1−3−4で規
定される三角形の面のテクスチャを当該三次元物体の面
に割り当てるに際し、当該面が最も良く見える方向角よ
り撮像した入力画像、すなわち入力画像“1”より得た
当該面(1−3−4)のテクスチャを選択する。 (iii )三次元認識部30により獲得された三次元物体
形状の各面に対してテクスチャを割り当てるに際し、表
示部50に表示する表示角度から見た当該面のテクスチ
ャ情報を、その表示角度近傍の複数の方向角より撮像し
た入力画像より得た複数のテクスチャ情報を補間するこ
とにより生成し割り当てる。
【0069】図1を参照すると、画像“4”として出力
されるCGのある面が、仮に入力画像“1”の対応する
面と入力画像“2”の対応する面の丁度中間に位置する
ものとすると、当該面のテクスチャ情報として、入力画
像“1”または“2”のいずれかから偏って収集するの
ではなく、これら入力画像“1”および“2”の共通す
る部分毎に両者の補間値を求め、これをもってテクスチ
ャ情報とする。例えば、入力画像“1”および“2”の
共通する部分毎にそれぞれ濃度値を求め、さらにこれら
2つの濃度値補間した値を算出する。もし、カラー画像
であれば、R,GおよびBの三要素毎にその補間を行
う。
【0070】以下、第4実施例のもとでの詳細例を示
す。第4実施例のもとでの第1の具体例を示す図23を
参照すると、この第1の具体例は、図21の(A)に示
す態様に相当し、特徴点内部獲得部66は既述のエッジ
検出部61および端点抽出部62により構成される。ま
た特徴点外部獲得部65は、二次元線画入力/修正部6
7として構成され、例えばマウスのようなポインティン
グデバイスで実現される。二次元線画入力/修正部67
からの出力と、端点抽出部62からの出力は共に、三次
元物体認識部30の一部を構成する二次元線画合成部3
3に入力される。図23に示すその他の構成要素は既に
説明済みの構成要素と同じである。
【0071】図23の装置における動作は図24におけ
る画像例から明らかである。図23および図24を参照
すると、図24の(A)は画像入力部10から入力され
た入力画像の一例である。この入力画像を特徴点内部獲
得部66(61と62)で受信し、特徴点抽出を行う。
その結果の一例を図24の(B)に示す。1本の稜が欠
落していることが分かる。入力画像の濃淡は通常、微妙
に変化し、装置側で完全な特徴点抽出を行うことは極め
て困難である。
【0072】この図24(B)の画像を表示部50でモ
ニタし、特徴点外部獲得部65(67)より修正を加
え、欠落した稜を画面上で追加する。その結果を図24
の(C)に示す。欠落した稜を補い、所望の表示角度よ
り見たCGを図24の(D)に示す。図25および図2
6は、上述した第1の具体例による装置(図23)の動
作を表すフローチャートである。
【0073】次に第4実施例のもとでの第2の具体例を
示す図27を参照すると、この第2の具体例は図21の
(B)に示す態様に相当し、特徴点外部獲得部65は前
述の二次元線画入力/修正部67よりなり、特徴点内部
獲得部66は、端点修正部68よりなる。その他の構成
は図23に示した第1の具体例と同じである。二次元線
画入力/修正部67から入力した特徴部位に対し、装置
側の端点修正部68により修正を加える。
【0074】端点修正部68としては例えば既述した濃
淡分布の照合を行う機能を備えるものとして構成でき
る。例えば図28に示す構成である。図28において、
画像処理部681は図22における入力画像“1”にお
ける四角い枠内の濃淡情報を画素対応に検出して保持
し、次に入力画像“2”における四角い枠内の濃淡情報
を順次照合部682に送り、入力画像“1”と“2”と
の間の照合の結果、一致したとき一致情報を二次元線画
合成部33に送り、その時点で1つの特徴部位を定め
る。
【0075】図29および図30は、上述した第2の具
体例による装置(図27)の動作を表すフローチャート
である。第4実施例のものとでの第3の具体例を示す図
31を参照すると、この第3の具体例は図21の(C)
に示す態様に相当し、特徴点外部獲得部65は、65−
1と65−2に2分され、前者は特徴部位の入力を行う
二次元線画入力部67−1をなし、後者は一旦入力した
特徴部位の修正を行う二次元線画修正部67−2をな
す。
【0076】上記図27や図31に示す構成では、既に
述べたように、表示部50に表示された入力画像に特徴
点内部獲得部66により抽出した特徴部位を重ねて表示
した画像を参照して、特徴点外部獲得部65から特徴部
位の入力を行うようにすると効果的である。この場合の
構成は図32に示す如くなる。この構成は図27の構成
に準拠するが、図31の構成の場合も同様である。図3
2に示す如く、最後に本発明の説明に用いた特願平3−
300591号の三次元物体認識方式について付記して
おく。図33を参照すると、この三次元物体認識装置
は、画像入力部81から入力される画像内の特徴点を抽
出する特徴点抽出部82と、該抽出された特徴点を格納
する特徴点格納部83とを備え、該特徴点の既知位置情
報を用いて動物体の動きを認識する動物体認識装置であ
って、回転しながら移動する対象物の正射影画像中で
の、任意の3時点における該対象物のそれぞれ4個の特
徴点の既知位置情報から、該4個の特徴点が同一平面上
に存在しないことと、該3時点のうちの任意の2時点間
の該対象物の回転軸が該正射影の投影方向に平行でない
ことと、該任意の2時点間の該対象物の回転が該正射影
の面に平行な軸を中心とする180度の回転角の回転で
はないこととを判定し、該4個の特徴点の実際の位置と
動きを算出する形状/動き認識手段84を備えて構成さ
れる。
【0077】上記の装置は、画像入力部が1つだけであ
っても、いくつかの時点における特徴点が抽出できれ
ば、一般的に対象物の形状(特徴点の位置)と運動が計
算可能であるという理論に基づいて成立している。
【0078】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、実
際の三次元物体を撮影した画像をユーザに提示し、ユー
ザに三次元物体の特徴部位を指示入力させて特徴付の画
像を構成し、この特徴付の画像に画像認識方式を適用し
て、三次元物体の三次元情報を獲得し、三次元物体CG
を作成する。したがって、従来の三次元情報を逐一入力
するものに比較して、写実的な三次元物体CGを簡単に
作成できる。
【0079】また、本発明の第2実施例および第3実施
例によれば多面体の面毎に三次元認識を行った後、各面
の三次元認識結果を統合するようにしたので、これによ
りもとの面は認識結果においても歪のない平面である
ので違和感が少ない、認識した三次元CGに自然なテ
クスチャを付加できる、各面で4つの端点を捉えれば
認識できるので、広いカテゴリーの多面体を認識でき
る。
【0080】さらに、本発明の第4実施例によれば、三
次元物体CG作成装置の内部から生成された特徴部位に
関する情報と該三次元物体CG作成装置の外部から指示
された特徴部位に関する情報とが互いに他を補うように
融合することにより、一層高品位なCGが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本思想を説明するための図である。
【図2】本発明の概略構成を示す図である。
【図3】本発明の第1実施例を表す図である。
【図4】第1実施例の動作説明図である。
【図5】三次元情報を抽出するに必要な画面数と指示点
数の対応を示す図である。
【図6】第1実施例の動作を表すフローチャート(その
1)である。
【図7】第1実施例の動作を表すフローチャート(その
2)である。
【図8】特徴点指示部20の動作の詳細例を示すフロー
チャート(その1)である。
【図9】特徴点指示部20の動作の詳細例を示すフロー
チャート(その2)である。
【図10】特徴点指示部20の動作の詳細例を示すフロ
ーチャート(その3)である。
【図11】入力画像とこれを三次元認識した結果の一例
を示す図である。
【図12】公知の三次元物体認識装置の一例を示す図で
ある。
【図13】本発明の第2実施例を表す図である。
【図14】第2実施例の動作説明図である。
【図15】第2実施例の動作を表すフローチャート(そ
の1)である。
【図16】第2実施例の動作を表すフローチャート(そ
の2)である。
【図17】本発明の第3実施例を表す図である。
【図18】第3実施例の動作を表すフローチャート(そ
の1)である。
【図19】第3実施例の動作を表すフローチャート(そ
の2)である。
【図20】本発明に係る第4実施例の原理構成を示す図
である。
【図21】第4実施例における物体線画獲得手段内の構
成例を示す図である。
【図22】図21における第2構成例(B)について説
明するための図である。
【図23】第4実施例のもとでの第1の具体例を示す図
である。
【図24】図23の装置における動作を明らかにするた
めの画像例を示す図
【図25】図23の装置の動作を表すフローチャート
(その1)である。
【図26】図23の装置の動作を表すフローチャート
(その2)である。
【図27】第4実施例のもとでの第2の具体例を示す図
である。
【図28】端点修正部68の一例を示す図である。
【図29】図27の装置の動作を表すフローチャート
(その1)である。
【図30】図27の装置の動作を表すフローチャート
(その2)である。
【図31】第4実施例のもとでの第3の具体例を示す図
である。
【図32】図27および図31に対する変形例を図27
に準拠して示す図である。
【図33】本発明の説明に用いた三次元物体認識方式の
原理図である。
【図34】従来の三次元物体CG作成装置の構成を示す
図である。
【符号の説明】
10…画像入力部 20…特徴点指示部 30…三次元物体認識部 40…CG作成部 50…表示部 60…物体線画獲得手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06F 15/72 450 A 9192−5L

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三次元物体のコンピュータグラフィック
    ス(CG)を作成する三次元物体CG作成装置におい
    て、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力部(10)
    と、 該画像入力部(10)から入力された画像を表示する表
    示部(50)と、 前記三次元物体CG作成装置の外部から、前記表示部
    (50)上において表示された入力画像の特徴部位を指
    示するための特徴点指示部(20)と、 前記三次元物体のコンピュータグラフィックス(CG)
    を作成するための三次元情報を生成する三次元物体認識
    部(30)と、を具備し、 該三次元物体認識部(30)は、前記特徴点指示部(2
    0)により、前記表示部(50)上に表示された入力画
    像に対し付加された前記特徴部位の情報に基づいて前記
    三次元情報を獲得することを特徴とする三次元物体CG
    作成装置。
  2. 【請求項2】 前記特徴点指示部(20)が、ポインテ
    ィングデバイスからなる請求項1に記載の三次元物体C
    G作成装置。
  3. 【請求項3】 前記特徴点指示部(20)により付加さ
    れた前記特徴部位を、前記表示部(50)上に表示され
    た前記入力画像に重ねて表示する請求項1に記載の三次
    元物体CG作成装置。
  4. 【請求項4】 前記三次元物体を異なる方向角より見た
    複数の入力画像として前記表示部(50)に表示し、該
    複数の入力画像の各々において、相互に対応する複数の
    特徴部位を順次前記特徴点指示部(20)により入力す
    る請求項1に記載の三次元物体CG作成装置。
  5. 【請求項5】 前記三次元物体の画像の特徴部位を、該
    三次元物体の特徴をなす特徴点および該三次元物体の特
    徴をなす特徴線としてそれぞれ入力する請求項4に記載
    の三次元物体CG作成装置。
  6. 【請求項6】 前記三次元物体の前記特徴点は該三次元
    物体上の端点であり、前記三次元物体の前記特徴線は該
    端点間の稜である請求項5に記載の三次元物体CG作成
    装置。
  7. 【請求項7】 前記特徴点指示部(20)をなすポイン
    ティングデバイスのボタンを押した座標点と該ポインテ
    ィングデバイスを移動した後に該ボタンを放した座標点
    とをそれぞれ前記三次元物体の前記特徴点とし、これら
    の2点間を結んだ線分を前記三次元物体の前記特徴線と
    する請求項5に記載の三次元物体CG作成装置。
  8. 【請求項8】 前記線分の開始点から終了点に至るまで
    の線分を、前記ポインティングデバイスの移動と共に連
    続的に前記表示部(50)に表示して、前記稜とする請
    求項7に記載の三次元物体CG作成装置。
  9. 【請求項9】 前記ポインティングデバイスのボタンを
    押した座標点または放した座標点と、既に登録済みの特
    徴点との間が一定距離以上あるとき、その押した座標点
    または放した座標点を、前記特徴線の開始点または終了
    点とする請求項7に記載の三次元物体CG作成装置。
  10. 【請求項10】 前記ポインティングデバイスのボタン
    を押した座標点または放した座標点と、既に登録済みの
    特徴点との間が一定距離以下のとき、その既に登録済み
    の特徴点を、前記特徴線の開始点または終了点とする請
    求項7に記載の三次元物体CG作成装置。
  11. 【請求項11】 前記特徴線の終了点と開始点との間が
    一定距離以下のとき、前記特徴点および前記特徴線の登
    録をしない請求項7に記載の三次元物体CG作成装置。
  12. 【請求項12】 前記特徴線の終了点と開始点との間が
    一定距離以上のとき、該終了点と開始点をそれぞれ前記
    特徴点として登録し、これら2点間を結ぶ線分を前記特
    徴線として登録する請求項7に記載の三次元物体CG作
    成装置。
  13. 【請求項13】 三次元物体のコンピュータグラフィッ
    クス(CG)を作成する三次元物体CG作成装置におい
    て、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力部(10)
    と、 該画像入力部(10)からの入力画像より、前記三次元
    物体の端点および稜から形成される線画を得る物体線画
    獲得手段(60)と、 前記線画を複数の多角形に分割する多角形分割部(7
    1)と、 前記複数の多角形から、多面体の三次元座標を各面毎に
    認識する多角形認識部(72)と、 前記多角形認識部(72)により認識された各面毎の三
    次元画像を合成して前記多面体の三次元情報とする多面
    体合成部(73)とを具備することを特徴とする三次元
    物体CG作成装置。
  14. 【請求項14】 前記物体線画獲得手段(60)は、前
    記画像入力部(10)からの入力画像に対して線画を指
    示する線画指示部(63)と、該線画指示部(63)に
    より指示された前記線画と前記画像入力部(10)から
    の入力画像とを合成する物体線画合成部(64)とから
    なる請求項13に記載の三次元物体CG作成装置。
  15. 【請求項15】 前記物体線画獲得手段(60)は、前
    記画像入力部(10)からの入力画像より三次元物体の
    端点および稜を検出するエッジ抽出部(61)および端
    点抽出部(62)からなる請求項13に記載の三次元物
    体CG作成装置。
  16. 【請求項16】 前記多角形認識部(72)は、前記多
    角形をなす平面毎に平面の認識を行い、前記多面体のコ
    ンピュータグラフィックス(CG)を構築する請求項1
    3に記載の三次元物体CG作成装置。
  17. 【請求項17】 前記多面体のコンピュータグラフィッ
    クス(CG)を構築するとき、前記平面上の特定の1の
    端点と視点との距離を指定し、指定された該距離をもと
    に、前記平面の認識結果に従って他の端点の三次元座標
    を決定する請求項16に記載の三次元物体CG作成装
    置。
  18. 【請求項18】 三次元物体のコンピュータグラフィッ
    クス(CG)を作成する三次元物体CG作成装置におい
    て、 前記三次元物体の画像を入力する画像入力部(10)
    と、 前記画像入力部(10)からの入力画像を表示する表示
    部(50)と、 前記入力画像をもとにして、前記三次元物体の特徴部位
    によって形成される線画を得る物体線画獲得手段(6
    0)と、 前記物体線画獲得手段(60)より獲得した前記線画を
    もとにして前記三次元物体のコンピュータグラフィック
    ス(CG)を作成するための三次元情報を獲得する三次
    元物体認識部(30)と、 前記三次元物体認識部(30)からの前記三次元情報よ
    り前記コンピュータグラフィックス(CG)を作成し、
    前記表示部(50)に出力するCG作成部(40)と、
    を具備してなると共に、 前記物体線画獲得手段(60)は、 前記三次元物体CG作成装置の外部からの指示により前
    記特徴部位の入力または修正を行う特徴点外部獲得部
    (65)と、 前記三次元物体CG作成装置自身の判断により前記特徴
    部位の入力または修正を行う特徴点内部獲得部(66)
    と、によって構成されることを特徴とする三次元物体C
    G作成装置。
  19. 【請求項19】 前記物体線画獲得手段(60)におい
    て、 前記特徴点内部獲得部(66)により抽出した前記特徴
    部位に対してさらに前記特徴点外部獲得部(65)によ
    り修正を加えることにより、前記線画を獲得する請求項
    18に記載の三次元物体CG作成装置。
  20. 【請求項20】 前記物体線画獲得手段(60)におい
    て、 前記特徴点外部獲得部(65)から入力した前記特徴部
    位に対してさらに前記特徴点内部獲得部(66)により
    修正を加えることにより、前記線画を獲得する請求項1
    8に記載の三次元物体CG作成装置。
  21. 【請求項21】 前記物体線画獲得手段(60)におい
    て、 前記特徴点外部獲得部(65)から入力した前記特徴部
    位に対してさらに前記特徴点外部獲得部(65)により
    修正を加えることにより、前記線画を獲得する請求項1
    8に記載の三次元物体CG作成装置。
  22. 【請求項22】 前記物体線画獲得手段(60)におい
    て、 前記表示部(50)に表示された前記入力画像に前記特
    徴点内部獲得部(66)により抽出した前記特徴部位を
    重ねて表示した画像を参照して、特徴点外部獲得部(6
    5)から前記特徴部位の入力を行う請求項20または2
    1に記載の三次元物体CG作成装置。
  23. 【請求項23】 前記特徴部位は、前記三次元物体の特
    徴をなす特徴点および該三次元物体の特徴をなす特徴線
    である請求項18に記載の三次元物体CG作成装置。
  24. 【請求項24】 前記特徴点外部獲得部(65)より前
    記特徴部位を入力した場合、該入力された特徴部位の近
    傍に存する他の特徴部位を前記特徴点内部獲得部(6
    6)より抽出し、該他の特徴部位によって前記特徴点外
    部獲得部(65)より入力された特徴部位を修正する請
    求項20に記載の三次元物体CG作成装置。
  25. 【請求項25】 前記他の特徴部位は、前記三次元物体
    上において前記特徴点外部獲得部(65)より入力され
    た前記特徴部位の周りに存する濃淡分布である請求項2
    4に記載の三次元物体CG作成装置。
  26. 【請求項26】 前記特徴点外部獲得部(65)より前
    記特徴部位を入力するに際し、前記表示部(50)での
    表示倍率を拡大する請求項18に記載の三次元物体CG
    作成装置。
  27. 【請求項27】 前記三次元物体認識部(30)は、前
    記三次元物体を異なる方向角より見た複数の入力画像に
    共通する前記特徴部位について、各該入力画像毎に個別
    に三次元認識して前記三次元情報を獲得し、さらに、獲
    得した各該三次元情報を統合して当該三次元物体全体の
    三次元情報を設定する請求項18に記載の三次元物体C
    G作成装置。
  28. 【請求項28】 前記CG作成部(40)は、テクスチ
    ャの付加機能を備え、前記三次元認識部(30)により
    獲得された前記三次元物体形状の各面に対して該テクス
    チャを割り当てるに際し、前記表示部(50)に表示す
    る表示角度に最も近い前記方向角より撮像した前記入力
    画像の面のテクスチャ情報を選択する請求項27に記載
    の三次元物体CG作成装置。
  29. 【請求項29】 前記CG作成部(40)は、テクスチ
    ャの付加機能を備え、前記三次元認識部(30)により
    獲得された前記三次元物体形状の各面に対して該テクス
    チャを割り当てるに際し、当該面が最も良く見える前記
    方向角より撮像した前記入力画像の面のテクスチャを選
    択する請求項27に記載の三次元物体CG作成装置。
  30. 【請求項30】 前記CG作成部(40)は、テクスチ
    ャの付加機能を備え、前記三次元認識部(30)により
    獲得された前記三次元物体形状の各面に対して該テクス
    チャを割り当てるに際し、前記表示部(50)に表示す
    る表示角度から見た当該面のテクスチャ情報を、その表
    示角度近傍の複数の前記方向角より撮像した前記入力画
    像より得た複数のテクスチャ情報を補間することにより
    生成し割り当てる請求項27に記載の三次元物体CG作
    成装置。
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