JPS6079477A - ３次元物体認識表示方式 - Google Patents
３次元物体認識表示方式Info
- Publication number
- JPS6079477A JPS6079477A JP58188141A JP18814183A JPS6079477A JP S6079477 A JPS6079477 A JP S6079477A JP 58188141 A JP58188141 A JP 58188141A JP 18814183 A JP18814183 A JP 18814183A JP S6079477 A JPS6079477 A JP S6079477A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- basic
- rectangular area
- area
- node
- line
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- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Generation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、３次元物体の処理過程において、投影される
スクリーン平面上に基本物体（球や直方体、円筒体、円
錐など）の投影矩形領域を生成し、これらを物体認識に
利用し、画像表示の高速化全図る３次元Ｑ’ｙ＋体認識
表示方式に関するものであるＯ〔従来技術と問題点〕 第１図は従来の３次元物体認識衣示方式の概要を示すも
のであって、第１図においてＰはピクセル、ｒｔとｒノ
は視線、Ｓはスクリーン平面−ａとｂは基本物体、１は
物体Ｘ ＩＺいしＺは世界空間の座標軸をそれぞれ示し
ている。従来の３次元物体認識表示方式においては、世
界空間に存在する物体１全構成する基本物体ａ、ｂｉ対
象として、スクリーン（画像表示装置のディスプレイ面
）Ｓ上の各点（ビクセル）Ｐに物体１を表示させるか否
かの判定のため、視点から発した視線ｒｉ 、 ｒｊ・
・・と基本物体ａ１ｂとの交差テストヲ全てのピクセル
Ｐに対して行っている。このため、計算量が増加し、表
示全高速に行い得ないという欠点がある。
スクリーン平面上に基本物体（球や直方体、円筒体、円
錐など）の投影矩形領域を生成し、これらを物体認識に
利用し、画像表示の高速化全図る３次元Ｑ’ｙ＋体認識
表示方式に関するものであるＯ〔従来技術と問題点〕 第１図は従来の３次元物体認識衣示方式の概要を示すも
のであって、第１図においてＰはピクセル、ｒｔとｒノ
は視線、Ｓはスクリーン平面−ａとｂは基本物体、１は
物体Ｘ ＩＺいしＺは世界空間の座標軸をそれぞれ示し
ている。従来の３次元物体認識表示方式においては、世
界空間に存在する物体１全構成する基本物体ａ、ｂｉ対
象として、スクリーン（画像表示装置のディスプレイ面
）Ｓ上の各点（ビクセル）Ｐに物体１を表示させるか否
かの判定のため、視点から発した視線ｒｉ 、 ｒｊ・
・・と基本物体ａ１ｂとの交差テストヲ全てのピクセル
Ｐに対して行っている。このため、計算量が増加し、表
示全高速に行い得ないという欠点がある。
本発明は、上記の欠点全除去するものであって、基本物
体から合成された３次元物体の存在領域を示す２次元矩
形領域全スクリーン平面上に生成し、成るピクセルを通
る視線がその矩形領域に存在する場合のみ交差判定紫行
い、これにより交差判定のための計算量を減少し、効率
のよい３次元物体認識表示方式全提供すること全目的と
している。
体から合成された３次元物体の存在領域を示す２次元矩
形領域全スクリーン平面上に生成し、成るピクセルを通
る視線がその矩形領域に存在する場合のみ交差判定紫行
い、これにより交差判定のための計算量を減少し、効率
のよい３次元物体認識表示方式全提供すること全目的と
している。
そしてそのため、本発明の３次元物体認識表示方式は、
各ノードが物体に対応し且つリーフ・ノードが基本物体
に対応する２進水形式のデータ構造全格納するファイル
と、リーフ・ノードで示さ物体の矩形領域を対応するリ
ーフ・ノードに関連付けると共にリーフ・ノードの矩形
領域を基礎として各ノードに対応する矩形領域を順番に
生成し生成された矩形領域を対応するノードに関連付け
る境界領域生成手段と、矩形領域の付加された上記２進
水形式のデータ構造を参照して視点から発する視線のう
ち矩形領域を通る視線についてのみ物体との交差判定を
行う物体認識手段と全具備すルコとを特徴とするもので
ある。
各ノードが物体に対応し且つリーフ・ノードが基本物体
に対応する２進水形式のデータ構造全格納するファイル
と、リーフ・ノードで示さ物体の矩形領域を対応するリ
ーフ・ノードに関連付けると共にリーフ・ノードの矩形
領域を基礎として各ノードに対応する矩形領域を順番に
生成し生成された矩形領域を対応するノードに関連付け
る境界領域生成手段と、矩形領域の付加された上記２進
水形式のデータ構造を参照して視点から発する視線のう
ち矩形領域を通る視線についてのみ物体との交差判定を
行う物体認識手段と全具備すルコとを特徴とするもので
ある。
以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。第２図はス
クリーン平面上における物体１に対する矩形領域を示す
図である。第２図において ａｌは基本物体ａに対する
投影矩形領域、ｂ′は基本物体１に対する投影矩形領域
、１′は物体１に対１−る投影矩形領域をそれぞれ示し
ている。
クリーン平面上における物体１に対する矩形領域を示す
図である。第２図において ａｌは基本物体ａに対する
投影矩形領域、ｂ′は基本物体１に対する投影矩形領域
、１′は物体１に対１−る投影矩形領域をそれぞれ示し
ている。
本発明は、基本物体ａ、ｂおよびその合成過程における
準物体（中間物体）１のスクリーン平面Ｓ上に投影した
矩形領域ａ′、ｂ′、１′盆前処理段階に生成するよう
にしたものである。この生成規則を、物体の合成法（＋
：和集合、−二差集合、＆：積集合という３つのブーリ
アン＠オペレータによる）に基づ（ようにしたものであ
る。
準物体（中間物体）１のスクリーン平面Ｓ上に投影した
矩形領域ａ′、ｂ′、１′盆前処理段階に生成するよう
にしたものである。この生成規則を、物体の合成法（＋
：和集合、−二差集合、＆：積集合という３つのブーリ
アン＠オペレータによる）に基づ（ようにしたものであ
る。
第３図（イ）、（ロ）は本発明による３次元物体認識表
示方式の概要を示す図である。この例では、物体１は基
本物体ａ、ｂの和集合で表現される。第３図（ロ）は、
物体１を表わす２進トリー・データ構造を示している。
示方式の概要を示す図である。この例では、物体１は基
本物体ａ、ｂの和集合で表現される。第３図（ロ）は、
物体１を表わす２進トリー・データ構造を示している。
第３図（ロ）において、丸Ｏは中間ノード、四角は基本
物体（リーフ・ノード）を示す。
物体（リーフ・ノード）を示す。
本発明においては、ａのリーフ・ノードには投影矩形領
域ａ’ｆ示す情報が付加され、ｂのリーフ・ノードには
投影矩形領域ｂ′ヲ示す情報が伺加され、物体１の中間
ノードには投影矩形領域１′ヲ示す情報が付加されてい
る。そして、物体認識時に、このデータ構造をトップ・
ダウンに検索し、視線がこの矩形領域内に含まれるもの
についてのみ続行し、最終的に基本物体との交差判定全
行うようにしたものである。第３図（イ）において、視
線ｒｉは矩形領域１′内にないため基本物体ａ、ｂとの
交差判定？行わない。
域ａ’ｆ示す情報が付加され、ｂのリーフ・ノードには
投影矩形領域ｂ′ヲ示す情報が伺加され、物体１の中間
ノードには投影矩形領域１′ヲ示す情報が付加されてい
る。そして、物体認識時に、このデータ構造をトップ・
ダウンに検索し、視線がこの矩形領域内に含まれるもの
についてのみ続行し、最終的に基本物体との交差判定全
行うようにしたものである。第３図（イ）において、視
線ｒｉは矩形領域１′内にないため基本物体ａ、ｂとの
交差判定？行わない。
第４図は物体の階層的表現を説明する図である。
本発明においては、物体全形成する合成過程を２進トリ
ー・データ構造で表現する。この２進トリー・データ構
造内の各中間ノードには中間物体の占有する空間情報、
各リーフ・ノードには基本物体の占有する空間情報全付
加し、２進トリー・データ構造全物体の階層的表現とし
て利用する。この際、位置、大きさ等の情報は、基本物
体を表現する情報金もつリーフ・ノードにのみ貯えられ
る。
ー・データ構造で表現する。この２進トリー・データ構
造内の各中間ノードには中間物体の占有する空間情報、
各リーフ・ノードには基本物体の占有する空間情報全付
加し、２進トリー・データ構造全物体の階層的表現とし
て利用する。この際、位置、大きさ等の情報は、基本物
体を表現する情報金もつリーフ・ノードにのみ貯えられ
る。
第３図は家という物体を表現する２進トリー・データ構
造を示す。家という物体は、 家＝ａ＋ｂ＋（Ｃｄ） で表現される。なお、”ａｌｂｌｃｌｄは基本物体を示
す。
造を示す。家という物体は、 家＝ａ＋ｂ＋（Ｃｄ） で表現される。なお、”ａｌｂｌｃｌｄは基本物体を示
す。
先ず、前処理としてリーフ・ノードからボトム・アップ
に各中間ノードの矩形領域？決定し、各ノードにその情
報全付加する。この矩形領域の定義法は、以下のようで
ある。
に各中間ノードの矩形領域？決定し、各ノードにその情
報全付加する。この矩形領域の定義法は、以下のようで
ある。
（１） 各種基本物体に対して、基本物体に外接する相
領域を定義する。第５図は基本物体に対する相領域の定
義を説明するものであり、第５図において、Ｚ、ｙ、ｚ
は基本物体の座標系全示す。
領域を定義する。第５図は基本物体に対する相領域の定
義を説明するものであり、第５図において、Ｚ、ｙ、ｚ
は基本物体の座標系全示す。
（１１）相領域の各頂点全スクリーン座標空間に変換し
、変換された各頂点をスクリーン上に投影する。
、変換された各頂点をスクリーン上に投影する。
曲） スクリーン上に投影された頂点座標の最大値およ
び最小値をめることにより、基本物体の矩形領域を決定
する。第６図はスクリーン上での矩形領域の定義を説明
するものである。
び最小値をめることにより、基本物体の矩形領域を決定
する。第６図はスクリーン上での矩形領域の定義を説明
するものである。
４Ｖ） 次に２進トリー・データ構造をボトム・アップ
に登りながら各ノードにおける矩形領域全以下の規則に
従い構築する。
に登りながら各ノードにおける矩形領域全以下の規則に
従い構築する。
以上の前処理によりスクリーン上に物体の存在可能領域
を示す矩形領域が構築される。
を示す矩形領域が構築される。
次に、各視線に対して物体の認識を行う際に、この矩形
領域内に視線とスクリーンとの交点が含まれるかをミニ
マックス法により判定する。この交点が矩形領域内に存
在しないならば物体とは交差しない。つまり、その交点
には物体が現われない。また、この交点が矩形領域内に
あれば、デプス・ファースト検索により順次ノードをト
ップ・ダウンに降り、同様なテストを行って行く。最終
的にリーフ・ノードに達した際に視線と物体との交差点
（物体に入する点ＩＮと物体から出る点０ＵＴ）’にめ
る。各ノードではオペレータ（演算子）により合成物体
の交差点を計算する。
領域内に視線とスクリーンとの交点が含まれるかをミニ
マックス法により判定する。この交点が矩形領域内に存
在しないならば物体とは交差しない。つまり、その交点
には物体が現われない。また、この交点が矩形領域内に
あれば、デプス・ファースト検索により順次ノードをト
ップ・ダウンに降り、同様なテストを行って行く。最終
的にリーフ・ノードに達した際に視線と物体との交差点
（物体に入する点ＩＮと物体から出る点０ＵＴ）’にめ
る。各ノードではオペレータ（演算子）により合成物体
の交差点を計算する。
第７図は本発明を計算機を用いて実施するためのソフト
ウェア構成の１例を示すものである。インタラクティブ
・トリー・ジェネレータは、ユーザと対話しながら、Ｃ
３Ｑ （（’ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｏｌｉｄＱｅｏ
ｍｅｔｒｙ ）データ構造および基本物体データ構造全
作成する。Ｃ８Ｇデータ構造は２進トリーの構造をなし
ており、基本物体データ構造は物体を構成する基本物体
を表わすものである。境界生成ルーチンは、Ｃ８Ｇデー
タ構造の各ノードに上述の矩形領域情報（境界情報）全
付加するものである。
ウェア構成の１例を示すものである。インタラクティブ
・トリー・ジェネレータは、ユーザと対話しながら、Ｃ
３Ｑ （（’ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｏｌｉｄＱｅｏ
ｍｅｔｒｙ ）データ構造および基本物体データ構造全
作成する。Ｃ８Ｇデータ構造は２進トリーの構造をなし
ており、基本物体データ構造は物体を構成する基本物体
を表わすものである。境界生成ルーチンは、Ｃ８Ｇデー
タ構造の各ノードに上述の矩形領域情報（境界情報）全
付加するものである。
物体認識ルーチンは、Ｃ８Ｇデータ構造、基本デーｌ構
造および境界情報に基づいて、ピクセル情報ファイルを
作成するものである。このピクセル情報ファイルは、ス
クリーン上の各ピクセルに対応した番地を有しており、
各番地には色情報や輝度情報などが格納される。ディス
プレイ表示ルーチンは、ピクセル情報ファイル全参照し
ながらディスプレイ上に画像を表示すると共に必要に応
じて画像データをディスクに格納する。データ表示ルー
チンは、Ｃ８Ｇデータ構造および基本データ構造など全
ユーザに表示するためのものである。
造および境界情報に基づいて、ピクセル情報ファイルを
作成するものである。このピクセル情報ファイルは、ス
クリーン上の各ピクセルに対応した番地を有しており、
各番地には色情報や輝度情報などが格納される。ディス
プレイ表示ルーチンは、ピクセル情報ファイル全参照し
ながらディスプレイ上に画像を表示すると共に必要に応
じて画像データをディスクに格納する。データ表示ルー
チンは、Ｃ８Ｇデータ構造および基本データ構造など全
ユーザに表示するためのものである。
ピクセル情報チェック・ルーチンは、ピクセル情報ファ
イルの内容全チェックするためのものである・インクラ
クチイブ・トリー・ジェネレータ、境界生成ルーチン、
物体認識ルーチン及びディスプレイ表示ルーチンは、■
→■→■→■の順序で実行される。
イルの内容全チェックするためのものである・インクラ
クチイブ・トリー・ジェネレータ、境界生成ルーチン、
物体認識ルーチン及びディスプレイ表示ルーチンは、■
→■→■→■の順序で実行される。
第８図は境界生成ルーチン全説明するものである。第８
図（イ）は境界生成ルーチンの概要を示すものであり、
境界生成ルーチンは、ファイル管理と境界生成モジュー
ルとより成る。ファイル管理は、Ｃ８Ｇデータ構造、基
本データ構造および境界情報全格納するファイルを読み
／書きするものでおる。境界生成モジュールは、ノード
の型チェック部、中間ノードの境界情報を生成する部分
およびリーフ・ノードの境界情報を生成する部分とより
成る。リーフ・ノードの境界情報全生成する部分は第６
図で説明したような方法で境界情報を生成する。中間ノ
ードの境界情報全生成する部分は、その下位につながれ
る左右ノードの境界情報及びブーリアン・オペレータに
基づいて対象となるノードの境界情報を生成する。第８
図（ロ）、（ハ）は境界領域生成を説明する図である。
図（イ）は境界生成ルーチンの概要を示すものであり、
境界生成ルーチンは、ファイル管理と境界生成モジュー
ルとより成る。ファイル管理は、Ｃ８Ｇデータ構造、基
本データ構造および境界情報全格納するファイルを読み
／書きするものでおる。境界生成モジュールは、ノード
の型チェック部、中間ノードの境界情報を生成する部分
およびリーフ・ノードの境界情報を生成する部分とより
成る。リーフ・ノードの境界情報全生成する部分は第６
図で説明したような方法で境界情報を生成する。中間ノ
ードの境界情報全生成する部分は、その下位につながれ
る左右ノードの境界情報及びブーリアン・オペレータに
基づいて対象となるノードの境界情報を生成する。第８
図（ロ）、（ハ）は境界領域生成を説明する図である。
先ず、リーフ・ノード（３）の境界情報が生成され、次
にリーフ・ノード（４）の境界情報が生成され、次にリ
ーフ・ノード（３）と（４）との境界情報に基づいて中
間ノード（２）の境界情報が生成され、次にリーフ・ノ
ード（６）の境界情報が生成され、次にリーフ・ノード
（７）の境界情報が生成され、次にリーフ・ノード（６
）と（７）の境界情報に基づいて中間ノード（５）の境
界情報が生成され１最後に中間ノード（２）と（５）の
境界情報に基づいてルート・ノード（１）の境界情報が
生成される。
にリーフ・ノード（４）の境界情報が生成され、次にリ
ーフ・ノード（３）と（４）との境界情報に基づいて中
間ノード（２）の境界情報が生成され、次にリーフ・ノ
ード（６）の境界情報が生成され、次にリーフ・ノード
（７）の境界情報が生成され、次にリーフ・ノード（６
）と（７）の境界情報に基づいて中間ノード（５）の境
界情報が生成され１最後に中間ノード（２）と（５）の
境界情報に基づいてルート・ノード（１）の境界情報が
生成される。
第９図は物体認識ルーチンを説明する図である・第９図
（イ）に示すように、物体ｇ識ルーチンは、ファイル管
理ルーチン、物体認識部および輝度情報生成部から構成
されている。ファイル管理ルーチンは、データの読出し
／書込みを行う部分である。
（イ）に示すように、物体ｇ識ルーチンは、ファイル管
理ルーチン、物体認識部および輝度情報生成部から構成
されている。ファイル管理ルーチンは、データの読出し
／書込みを行う部分である。
輝度情報生成部は、スクリーン上の各ピクセルとの輝度
を計算する部分である。物体認識部は、視線と物体との
交差判定を行う部分であり、交差する場合にはその視線
が通るピクセルに物体ありを示す情報など全書込むもの
である。物体認識部は。
を計算する部分である。物体認識部は、視線と物体との
交差判定を行う部分であり、交差する場合にはその視線
が通るピクセルに物体ありを示す情報など全書込むもの
である。物体認識部は。
トリーのトップ・ダウン検索による対象基本物体検出ル
ーチ／を含んでいる。第９図（ロ）はこの対象基本物体
検出ルーチン検索ルーチンの動作を説明する図である。
ーチ／を含んでいる。第９図（ロ）はこの対象基本物体
検出ルーチン検索ルーチンの動作を説明する図である。
対象基本物体検出ルーチンは、視線が境界領域内の場合
、トップ・ダウンにノードを降り、リーフ・ノードに達
したら基本物体との交差点を計算するものである。
、トップ・ダウンにノードを降り、リーフ・ノードに達
したら基本物体との交差点を計算するものである。
以上の説明から勇もかなように、本発明によれば、物体
の認識過程においてスクリーン上の矩形領域な有効に利
用するため、視線と物体との交差計′：ｊ″ｆ−量全必
要最小現にすることができ、これにより物体認識や光示
などの処理を高速に行うことが出来るという効果がある
。
の認識過程においてスクリーン上の矩形領域な有効に利
用するため、視線と物体との交差計′：ｊ″ｆ−量全必
要最小現にすることができ、これにより物体認識や光示
などの処理を高速に行うことが出来るという効果がある
。
第１図は従来の３次元物体認識表示方式金説明する図、
第２図は本発明におけるスクリーン平面上の矩形領域を
示す図、第３図は本発明における３次元物体認識表示方
式の概要を示す図、第４図は物体の階層的表現を示す図
、第５図は基本物体を囲む箱領域の定義を説明するため
の図、第６図はスクリーン平面上に投影された基本物体
の箱領域から矩形領域を作成する方法を説明する図、第
７図は本発明を計算機を用いて実施する場合のソフトウ
ェア構成を示す図、第８図は第７図の境界生成ルーチン
全説明するための図、第９図は第７図の物体８識ルーチ
ンを説明するための図である。 ｒｉ 、！： １）・・・視線、ａとｂ・・・基本物体
。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 京 谷 四 部 才１霞 Ｓ １’２ｉｆｆｉ 才３０（Ｉ） １８図（づ） う「δ Ｂり （ロ） 第１旧口）
第２図は本発明におけるスクリーン平面上の矩形領域を
示す図、第３図は本発明における３次元物体認識表示方
式の概要を示す図、第４図は物体の階層的表現を示す図
、第５図は基本物体を囲む箱領域の定義を説明するため
の図、第６図はスクリーン平面上に投影された基本物体
の箱領域から矩形領域を作成する方法を説明する図、第
７図は本発明を計算機を用いて実施する場合のソフトウ
ェア構成を示す図、第８図は第７図の境界生成ルーチン
全説明するための図、第９図は第７図の物体８識ルーチ
ンを説明するための図である。 ｒｉ 、！： １）・・・視線、ａとｂ・・・基本物体
。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 京 谷 四 部 才１霞 Ｓ １’２ｉｆｆｉ 才３０（Ｉ） １８図（づ） う「δ Ｂり （ロ） 第１旧口）
Claims (1)
- 各ノードが物体に対応し且つリーフ・ノードが基本物体
に対応する２進水形式のデータ構造を格納するファイル
と、リーフ・ノードで示される基本物体を囲む相領域を
生成し生成された相領域がスクリーン平面上に投影され
たときの図形に基づいて基本物体の矩形領域を生成し生
成された基本物体の矩形領域を対応するリーフ・ノード
に関連付けると共にリーフ・ノードの矩形領域を基礎と
して各ノードに対応する矩形領域を順番に生成し生成さ
れた矩形領域を対応するノードは関連付ける境界領域生
成手段と、矩形領域の付加された上記２進水形式のデー
タ構造を参照して視点から発する視線のうち矩形領域を
通る視線についてのみ物体との交差判定を行う物体認識
手段とを具備すること全特徴とする３次元物体認識表示
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188141A JPS6079477A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ３次元物体認識表示方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188141A JPS6079477A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ３次元物体認識表示方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079477A true JPS6079477A (ja) | 1985-05-07 |
| JPH0241791B2 JPH0241791B2 (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=16218458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58188141A Granted JPS6079477A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ３次元物体認識表示方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079477A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62271066A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-11-25 | スター、テクノロジーズ、インコーポレーテッド | 物体を表示するグラフイツクスプロセツサ |
| JPS6423379A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Agency Ind Science Techn | Object recognizing device |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58188141A patent/JPS6079477A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62271066A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-11-25 | スター、テクノロジーズ、インコーポレーテッド | 物体を表示するグラフイツクスプロセツサ |
| JPS6423379A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Agency Ind Science Techn | Object recognizing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241791B2 (ja) | 1990-09-19 |
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