WO2004003850A1 - ３次元イメージ比較プログラム、３次元イメージ比較方法、および３次元イメージ比較装置 - Google Patents

Description

明 細 書

3次元イメージ比較プログラム、 3次元イメージ比較方法、 および 3次元ィメ一 ジ比較装置 技術分野

本発明は 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較プログ ラム、 3次元イメージ比較方法、 および 3次元イメージ比較装置に関し、 特に 3 次元ィメ一ジのポクセル差異を高精度で比較する 3次元ィメージ比較プログラム、 3次元イメージ比較方法、 および 3次元イメージ比較装置に関する。 背景技術

近年、 物体を 3次元イメージで表現する技術は、 さまざまな分野で利用されて いる。 この 3次元イメージには、 たとえば、 各種製造業での 3次元 C AD (Com puter Aided Design)による設計イメージや、 医療分野での 3次元超音波画像診 断装置による患部立体イメージ画像などがある。 また、 これらの 3次元イメージ を利用することにより、 たとえば、 以下のようなことが可能となる。

- 3次元 C ADによる設計イメージであれば、 デザインレビューや製品検査等 の際に設計担当者や検査担当者は、 製造された製品あるいは試作品と、 設計ィメ 一ジとを容易に確認 （製造検証） することができる。

• 3次元超音波画像診断装置による患部立体イメージ画像であれば、 診断の際 に医師は、 患部の異常や身体部位等の変形をより視覚的に確認 （把握） すること ができる。

このような目的で、 3次元イメージを効率的にかつ精度よく確認するためには、 3次元イメージを自動的に比較する技術が必要になる。 特に、 製造業では、 製品 品質の向上、 開発期間の短縮により、 高精度かつ高速な計測、 および、 比較が要 求されている。 比較されるイメージは、 C ADにより作成された 3次元自由曲面 からなる設計モデルと、 そのモデルから製造された製品、 あるいは、 部品を 3次 元形状計測器にて測定した点群情報、 もしくは、 その点群情報より作成された断 面ゃサ一フエス情報である。

従来の 3次元イメージ比較では、 ある表面の点ともう一方の表面上の点の距離 をもって、 その差異を評価していた。 これらの点は、 CT (Computed Tomogr aphy) スキャナや 3次元デジタイザにて計測したものと、 与えられた表面をあ る一定の規則に従って分割することによって得るものとがある。 表面と表面との 距離は、 各点から表面への垂線の距離となる。 この距離情報を表面の点にプロッ 卜し、 その値、 あるいは、 距離に比例した色の濃さ、 もしくは、 輝度により可視 ィ匕している。 そこで、 以下、 図 26を参照して具体的に説明する。

図 26は、 物体の 3次元イメージ （CADデータ： 3次元曲面） と 3次元点群 (計測データ） とを示す図である。

図 26のような場合、 3次元イメージの表面を表す方程式、

z=y³+3x²y · · · (1)

とある点 （x。， y。， z。） の距離は， { (x-x₀) ²+ (y-y₀) ²+ (z - Z ₀) ²} ^1/2の最小のものである。 この計算を、 点 （x。， y。， z ₀) の近傍 無数にある表面の全てに対して行ない、 その中の最小のものをもって点とィメー ジの距離とする。

このようにして行われる従来の比較方法について、 概念図として図 27に示す。 図 27は、 3次元イメージでの従来の比較方法における概念図である。

従来の比較は、 図 27に示すように、 設計モデルである表面データ I ml 01 と、 写真等の表面データ I ml 02とを直接比較することはできない。 このため、 従来の比較では、 表面データ I ml 02の表面を点群に変換し、 点群データ P I ml 02を生成した後に、 表面データ I m 101と点群データ P I m 102との 比較を行っている。

しかしながら、 従来の比較方法では、 表面と点群の高精度比較であれば、 対象 となる点群は無数となる。 また、 実製品の CADモデルでは、 微少な面が多く、 比較すべき面数が膨大となる。 つまり、 実製品の CADモデルでは、 計算すべき 点と表面の組み合わせが無数となる。 その結果、 以下の問題が表出する。

•計算時間が膨大となる。

-ある点に最近接の表面の選択が困難となり、 正しくない値が与えられる場合が ある。

また、 実際の製造業において要求される計測点数は、 以下の表 （1 ) の通りで あり、 どの方法により比較した場合でも、 計測点数がネックとなり、 現実的に実 現が不可能となっている。

ただし、 ブラスティック製品では、 計測点数を上記部品分の表面サイズ （400 X 400mm) の 5倍と仮定している。 発明の開示

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 3次元イメージの比較を 高精度かつ高速に行うことができる 3次元イメージ比較ズログラム、 3次元ィメ ージ比較方法、 および 3次元イメージ比較装置を提供することを目的とする。 本発明の第 1の態様では上記課題を解決するために、 たとえば、 図 1のような 3次元ィメージ比較プログラムが提供される。 本発明の 3次元イメージ比較プロ グラムは、 3次元イメージを比較して差異を表示する場合に適用される。 また、 本発明の 3次元イメージ比較プログラムは、 コンピュータに以下の処理を実行さ せる。

予めポクセル化された第 1の 3次元ィメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成する （ステップ S 1 ) 。 また、 前記 3次元差異 イメージの表面に対し、 前記比較よりも細かい精度にて前記第 1の 3次元ィメー ジと前記第 2の 3次元イメージとの 3次元差異細密イメージを生成する （ステツ プ S 2 ) 。 さらに、 前記第 1の 3次元イメージの 3次元差異細密イメージと、 前 記第 2の 3次元ィメ一ジの 3次元差異細密イメージとを比較して、 前記 3次元差 異イメージの差異部の表示形式を決定する （ステップ S 3 ) 。 そして、 前記 3次 元差異ィメ一ジをポクセル比較結果として前記表示形式で表示する （ステップ S このような 3次元ィメ一ジ比較プログラムをコンピュータに実行させれば、 コ ンピュー夕により、 まず、 予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとが比較されて、 3次元差異イメージが生成される。 また、 前記 3次元差異ィメ一ジの表面に対し、 前記比較よりも細かい精度にて前記第 1の 3 次元ィメージと前記第 2の 3次元イメージとの 3次元差異細密ィメ一ジが生成さ れる。 さらに、 前記 3次元差異イメージと前記 3次元差異細密イメージとに対し、 ポクセルの差異を表す表示形式が決定される。 そして、 前記 3次元差異イメージ がポクセル比較結果として前記表示形式で表示される。

また、 本発明の第 2の態様では上記課題を解決するために、 コンピュータに、 予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元ィメージとを比較し て、 3次元差異イメージを生成し、 前記 3次元差異イメージの差異部を部分的に 抽出し、 一致している表面のポクセルに対して、 3次元形状の各面から垂直方向 に不一致ポクセルのポクセル数をカウントし、 前記カウントの数をもとにポクセ ルの差異を表す表示形式を決定し、 前記表示形式を決定した前記 3次元差異ィメ ージを、 前記表示形式により表示する、 処理を実行させることを特徴とする 3次 元イメージ比較プログラムが提供される。

このような 3次元イメージ比較プログラムによれば、 コンピュータにより、 ま ず、 予めポクセル化された第 1の 3次元ィメージと第 2の 3次元ィメ一ジとが比 較されて、 3次元差異イメージが生成される。 また、 前記 3次元差異イメージの 差異部が部分的に抽出され、 一致している表面のポクセルに対して、 3次元形状 の各面から垂直方向に不一致ポクセルのポクセル数がカウントされる。 さらに、 前記力ゥントの数をもとにポクセルの差異を表す表示形式が決定される。 そして、 前記表示形式を決定した前記 3次元差異イメージが、 前記表示形式により表示さ れる。

さらに、 本発明の第 3の態様では上記課題を解決するために、 コンピュータに、 予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較し て、 3次元差異イメージを生成し、 前記 3次元差異イメージの差異部における表 面ポクセル数と全体ポクセル数との比率を算出し、 前記 3次元差異イメージに対 し、 前記比率をもとにポクセルの差異を表す表示形式を決定し、 前記表示形式を 決定した前記 3次元差異イメージに対して、 前記比率に対応した所定の表示形式 により前記差異部を表示する、 処理を実行させることを特徴とする 3次元ィメー ジ比較プログラムが提供される。

このような 3次元イメージ比較プログラムによれば、 コンピュータにより、 ま ず、 予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比 較して、 3次元差異イメージが生成される。 次に、 前記 3次元差異イメージの差 異部における表面ポクセル数と全体ポクセル数との比率が算出され、 前記 3次元 差異イメージに対し、 前記比率をもとにポクセルの差異を表す表示形式が決定さ れる。 そして、 前記表示形式を決定した前記 3次元差異イメージに対して、 前記 比率に対応した所定の表示形式により前記差異部が表示される。

本発明の上記および他の目的、 特徴および利点は本発明の例として好ましい実 施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。 図面の簡単な説明

図 1は、 第 1の実施の形態における原理構成図である。

図 2は、 第 1の実施の形態における 3次元イメージの比較方法の概念図である。 図 3は、 3次元ィメージ比較プログラムを実行可能なコンピュータのハードウ エア構成例を示す図である。

図 4は、 3次元イメージ比較装置の機能構成を示す機能プロック図である。 図 5は、 3次元イメージ比較プログラムの比較処理の概要を示す図である。 図 6は、 比較した 3次元イメージを、 さらに細かいポクセルで比較する手順を 示す図である。

図 7は、 ポクセル差異数により決定される色を設定する方法において、 共通ポ クセルに対する色決定を示す図である。

図 8は、 ポクセル差異数により決定される色を設定する方法において、 差異ポ クセル （基準イメージ） に対する色決定を示す図である。

図 9は、 ポクセル差異数により決定される色を設定する方法において、 差異ポ クセル （比較対象イメージ） に対する色決定を示す図である。

図 1 0は、 ポクセルの要素の番号と節点の関係を示す図である。 図 1 1は、 3次元イメージ上の節点おける一般的なデータ構造を示す図である。 図 1 2は、 ポクセルの節点におけるポクセル法のデータ構造を示す図である。 図 1 3は、 3次元イメージ比較処理の全体の流れを示すフローチャートである。 図 1 4は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における比較情報入力処理を示す フローチャートである。

図 1 5は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理におけるポクセル処理を示すフロ 一チヤ一トである。

図 1 6は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理におけるイメージ位置合わせ処理 を示すフローチヤ一トである。

図 1 7は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における第 1のイメージ比較処理 を示すフローチャートである。

図 1 8は、 第 2の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の概要を示す図である。

図 1 9は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における第 2のイメージ比較処理 を示すフロ一チャートである。

図 2 0は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の差異評価 （1 ) を示す図である。

図 2 1は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理により決定される色 （薄い色） を示す図である。

図 2 2は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の差異評価 （2 ) を示す図である。

図 2 3は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理により決定される色 （濃い色） を示す図である。

図 2 4は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の差異評価 （3 ) を示す図である。

図 2 5は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における第 3のイメージ比較処理 を示すフロ一チャートである。

図 2 6は、 物体の 3次元イメージ （C ADデ一夕： 3次元曲面） と 3次元点群 (計測データ） とを示す図である。 図 2 7は、 3次元イメージでの従来の比較方法における概念図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明は、 例えば、 以下のような 3次元イメージに対し、 幾何学的形状を比較 する方法に適用できる。

•有形の物を製造するための C ADデータ

•コンピュータゲーム等の C G(Computer Graphics)画像

•有形物 （工業製品、 自然物、 生物およびその臓器等） を計測した結果

幾何学形状の比較は、 2つの 3次元イメージを共に均一の立方体、 または、 直 方体 （即ち、 ポクセル （Voxel) ) にて表現し、 個々のポクセル毎にブール演算 を施し、 2つのイメージの一致、 不一致を評価することにより行う。 ここで、 2 つのイメージは、 基準点、 あるいは、 特徴的な形状を元に位置合わせされる。 さ らに、 イメージの差異は、 一致しなかったポクセル数にて表される。

また、 C A D等の 3次元サ一フェスを比較する場合は、 一致しなかったポクセ ルの情報を当該のサ一フェス上に表示させる。

このような比較方法について、 以下に示す 3つの処理が考えられる。

• 3次元イメージをポクセル単位で比較し、 3次元イメージの差異を所定の表示 形式で表示する。 つまり、 3次元イメージの差異を点 （ポクセルの色） で表現す る。

·基準ポクセルの各面 （X方法、 y方向、 z方向） から深さ方向への差異ポクセ ル数を、 基準ポクセルの各面それぞれに対して、 所定の表示形式で表示する。 つ まり、 3次元イメージの差異を基準ポクセルの各面 （差異ポクセル数の深さに対 応した色） で表現する。

• 3次元イメージの差異を、 差異部全体の体積と表面積との比率をもとに所定の 表示形式で表示する。 つまり、 3次元イメージの差異を差異部全体 （比率に対応 した色） で表現する。

そこで、 以下の実施の形態では、 まず、 第 1の実施の形態として、 3次元ィメ ージの差異を点 （ポクセルの色） で表現することができる 3次元イメージ比較プ ログラム、 3次元イメージ比較方法、 および 3次元イメージ比較装置について説 明する。 次に、 第 2の実施の形態として、 3次元イメージの差異を基準ポクセル の各面 （差異ポクセル数の深さに対応した色） で表現することができる 3次元ィ メージ比較プログラム、 3次元イメージ比較方法、 および 3次元イメージ比較装 置について説明する。 そして、 第 3の実施の形態として、 3次元イメージの差異 を差異部全体 （比率に対応した色） で表現することができる 3次元イメージ比較 プログラム、 3次元イメージ比較方法、 および 3次元イメージ比較装置について 説明する。

以下、 本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

[第 1の実施の形態]

まず、 第 1の実施の形態について説明する。 第 1の実施の形態は、 3次元ィメ —ジをポクセル単位で比較し、 3次元イメージの差異を所定の表示形式で表示す るものである。

図 1は、 第 1の実施の形態における原理構成図である。 第 1の実施の形態に係 わる 3次元イメージ比較プログラムは、 3次元イメージの比較 Z差異表示をコン ピュー夕に実行させる。 コンピュータによる比較 Z差異表示は、 以下の手川頁で実 行される。 これは、 設計モデルをポクセル化した 3次元イメージ B 1と、 計測さ れたデータをポクセル化した 3次元イメージ B 2とをコンピュータにより比較し、 所定の表示形式により表示する手順を示している。

まず、 コンピュータは、 予めポクセル化された 3次元イメージ B 1と、 3次元 イメージ B 2とを比較して、 3次元差異イメージ V B 1を生成する （ステップ S 1 ) 。

また、 コンピュータは、 3次元差異イメージ V B 1の表面に対し、 ステップ S 1の比較よりも細かい精度にて 3次元イメージ B 1と 3次元イメージ B 2との 3 次元差異細密イメージ V B 2を生成する （ステップ S 2 ) 。

次に、 コンピュータは、 3次元イメージ B 1の 3次元差異細密イメージと 3次 元イメージ B 2の 3次元差異細密イメージとを比較して、 3次元差異イメージ V B 1の差異部の表示形式を決定する （ステップ S 3 ) 。 なお、 この表示形式とは、 赤、 緑、 および青の光 3原色を基本とした加法混色 （R G B) である。 また、 表 示形式は、 シアン、 マゼンダ、 および黄の補色 3原色を基本とした減法混色 （C MY) であってもよい。 ここで、 減法混色を使用する場合には、 シアン、 マゼン ダ、 および黄の補色 3原色の他に、 黒も追加することもできる。

そして、 コンピュータは、 表示形式を決定した 3次元差異イメージ V B 1を、 ボクセル比較結果として所定の表示形式でディスプレイ等に表示する （ステップ S 4 ) 。 なお、 ポクセル比較結果は、 ディスプレイ等への表示だけでなく、 プリ ン夕ゃプロッタ等への印刷も行うこともできる。

このように第 1の実施の形態では、 まず、 コンピュータにより、 予めポクセル 化された 3次元イメージ B 1と、 3次元イメージ B 2とが比較されて、 3次元差 異イメージ V B 1が生成される。

また、 コンピュータにより、 3次元差異イメージ V B 1の表面に対し、 ステツ プ S 1の比較よりも細かい精度にて 3次元イメージ B 1と 3次元イメージ B 2と の 3次元差異細密イメージ V B 2が生成される。

次に、 コンピュータにより、 3次元イメージ B 1の 3次元差異細密イメージと 3次元イメージ B 2の 3次元差異細密イメージとを比較して、 3次元差異ィメー ジ V B 1の差異部の表示形式が決定される。

そして、 コンピュータにより、 表示形式を決定した 3次元差異イメージ V B 1 が、 ポクセル比較結果として所定の表示形式でディスプレイ等に表示される。 これにより、 3次元イメージの比較において、 比較処理を高精度かつ高速に行 うことが可能となる。

次に、 第 1の実施の形態における 3次元イメージの比較方法の概念について、 図 2を参照して説明する。

図 2は、 第 1の実施の形態における 3次元ィメ一ジの比較方法の概念図である。 第 1の実施の形態における比較方法は、 図 2に示すように、 設計モデルである 表面データ I m l 1と、 他の表面デ一夕 I m l 2とを直接比較することはできな い。 このため、 第 1の実施の形態における比較方法では、 表面データ I m l 1， I m l 2それぞれ囲まれる体積をポクセルに変換し、 ポクセル B 1 1， B 1 2を それぞれ生成した後に、 ポクセル B 1 1とポクセル B 1 2との比較を行っている これにより、 2つの 3次元ィメ一ジの比較を容易に行うことができる。

以下に、 本発明における第 1の実施の形態について具体的に説明する。 図 3は、 3次元ィメ一ジ比較プログラムを実行可能なコンピュータのハードウ エア構成例を示す図である。 コンピュータ 1 0 0は、 C P U(Central Processing Unit) 101によって装置全体が制御されている。 C PU 101には、 バス 107を介して R AM(Random Access Memory) 102、 ハードディスクド ライブ （HDD:Hard Disk Drive) 103、 グラフィック処理装置 104、 入力 インタフェース 105、 および通信インタフェース 106が接続されている。

RAM 102には、 C P U 101に実行させる〇 S (Operating System)のプ ログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。 また、 RAMI 02には、 CPU101による処理に必要な各種データが格納さ れる。 HDD 103には、 OSや、 3次元イメージ比較プログラムなどのアプリ ケ一ションプログラムが格納される。

グラフィック処理装置 104には、 モニタ P 111が接続されている。 また、 グラフィック処理装置 104は、 CPU 101からの命令に従って、 画像をモニ 夕 P 11 1の画面に表示させる。 入力インタフェース 105には、 キ一ポ一ド P 112とマウス P 113とが接続されている。 また、 入力インタフェース 105 は、 キーボード P 112やマウス P 113から送られてくる信号を、 バス 107 を介して CPU 101に送信する。

通信インタフェース 106は、 ネットワーク 110に接続されている。 通信ィ ン夕フェース 106は、 ネットヮ一ク 110を介して、 他のコンピュータとの間 でデ一夕の送受信を行う。

以上のようなハ一ドウエア構成のコンピュータ 100に 3次元イメージ比較プ ログラムを実行させることで、 コンピュータ 100が 3次元イメージ比較装置と して機能する。 以下、 コンピュータが 3次元イメージ比較プログラムを実行する ことで実現される 3次元イメージ比較装置の処理機能について説明する。

図 4は、 3次元イメージ比較装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 図 4によると、 本発明における 3次元イメージ比較装置は、 比較情報を入力す る比較情報入力部 10、 入力された 3次元イメージからポクセルを生成するポク セル処理部 20、 ポクセル化された 3次元ィメージを位置合わせするィメ一ジ位 置合わせ処理部 30、 ポクセルの差異を評価して表示するポクセル差異評価処理 部 4 0、 および、 表示するポクセルを重ね合わせるポクセル重ね合わせ処理部 5 0から構成される。 ここで、 比較情報入力部 1 0は、 自身の機能とは別に、 計測 精度入力部 1 1、 計測精度記憶部 1 2、 3次元サ一フェス入力部 1 3、 イメージ 記憶部 1 4、 点群処理切替部 1 5、 点群 （表面） 入力部 1 6、 点群 （表面） 記憶 部 1 7、 点群 （体積） 入力部 1 8、 および点群 （体積） 記憶部 1 9を有する。 ま た、 ポクセル処理部 2 0は、 自身の機能とは別に、 ポクセル発生部 2 1、 ポクセ ル発生部 2 2、 およびポクセル記憶部 2 3を有する。 以下、 これらの機能の詳細 を列記する。

比較情報入力部 1 0は、 ポクセル処理部 2 0、 3次元 C ADイメージ D B 1 1、 および 3次元計測イメージ D B 1 2に接続され、 比較情報である 3次元イメージ の C ADデータと計測データとを入力する。 ここで、 比較情報入力部 1 0は、 ュ 一ザによる 3次元イメージの入力指示を受け付ける。 また、 比較情報入力部 1 0 は、 受け付けた 3次元イメージのイメージ種別を判断する。 そして、 比較情報入 力部 1 0は、 イメージ記憶部 1 4、 点群 （表面） 記憶部 1 7、 あるいは点群 （体 積） 記憶部 1 9にて 3次元イメージが記憶されたかどうかを判定する。

計測精度入力部 1 1は、 計測精度記憶部 1 2に接続され、 ユーザによる計測精 度の入力を受け付ける。 なお、 計測精度とは、 ユーザが任意に決めることができ、 ポクセル化する 3次元イメージの最小単位である。 また、 計測精度には、 たとえ ば、 製造される製品の要求精度 （0.01mm等） を使用することが好ましい。

計測精度記憶部 1 2は、 計測精度入力部 1 1に接続され、 計測精度入力部 1 1 にて受け付けた計測精度を記憶する。

3次元サ一フェス入力部 1 3は、 イメージ記憶部 1 4と 3次元 C ADイメージ D B 1 1に接続され、 ユーザの指示した 3次元イメージのィメ一ジ種別が 3次元 サ一フェスであれば、 3次元 C ADイメージ D B 1 1から 3次元サ一フェスの入 力受け付けを行う。

イメージ記憶部 1 4は、 3次元サ一フェス入力部 1 3に接続され、 3次元サ一 フェス入力部 1 3にて受け付けた 3次元サ一フェスを、 内部の記憶装置に記憶す る。

点群処理切替部 1 5は、 点群 （表面） 入力部 1 6と点群 （体積） 入力部 1 8に 接続され、 点群処理の切り替えを行う。 ここで、 点群処理切替部 1 5は、 ユーザ の指示した 3次元イメージのイメージ種別が計測表面データ、 あるいは計測断面 データの場合に、 点群 （表面） 入力部 1 6と点群 （体積） 入力部 1 8との切り替 えを行う。

点群 （表面） 入力部 1 6は、 点群処理切替部 1 5、 点群 （表面） 記憶部 1 7、 および 3次元計測イメージ D B 1 2に接続され、 計測表面デ一夕の入力受け付け を行う。 ここで、 点群 （表面） 入力部 1 6は、 ユーザの指示した 3次元イメージ のイメージ種別が計測表面データであれば、 3次元計測イメージ D B 1 2から計 測表面デ一夕の入力受け付けを行う。

点群 （表面） 記憶部 1 7は、 点群 （表面） 入力部 1 6に接続され、 計測表面デ —夕を記憶する。 ここで、 点群 （表面） 記憶部 1 7は、 点群 （表面） 入力部 1 6 にて受け付けた計測表面データを、 内部の記憶装置に記憶する。

点群 （体積） 入力部 1 8は、 点群処理切替部 1 5、 点群 （体積） 記憶部 1 9、 および 3次元計測イメージ D B 1 2に接続され、 計測断面デ一夕の入力受け付け を行う。 ここで、 点群 （体積） 入力部 1 8は、 ユーザの指示した 3次元イメージ のイメージ種別が計測断面データであれば、 3次元計測イメージ D B 1 2から計 測断面データの入力受け付けを行う。

点群 （体積） 記憶部 1 9は、 点群 （体積） 入力部 1 8に接続され、 計測断面デ —夕を記憶する。 ここで、 点群 （体積） 記憶部 1 9は、 点群 （体積） 入力部 1 8 にて受け付けた計測断面データを、 内部の記憶装置に記憶する。

ポクセル処理部 2 0は、 比較情報入力部 1 0とイメージ位置合わせ処理部 3 0 とに接続され、 比較情報入力部 1 0にて入力された 3次元イメージからポクセル によるイメージを生成する。 ここで、 ポクセル処理部 2 0は、 比較情報入力部 1 0にて記録された比較情報を選択する。 また、 ポクセル処理部 2 0は、 比較情報 入力部 1 0にて記録された計測精度をもとに、 ポクセルサイズを決定する。 そし て、 ポクセル処理部 2 0は、 比較情報入力部 1 0にて記憶した 3次元イメージの イメージ種別を受け付けて、 次の処理を判断する。

この判断により、 ポクセル処理部 2 0は、 イメージ種別が 3次元サ一フェスで あれば、 比較情報入力部 1 0のイメージ記憶部 1 4から 3次元サーフェスの選 択-読み込みを行い、 この 3次元サ一フェスをポクセル発生部 2 1へ渡す。 また、 ポクセル処理部 2 0は、 イメージ種別が計測表面データであれば、 比較 情報入力部 1 0の点群 （表面） 記憶部 1 7から計測表面データの選択，読み込み を行い、 この計測表面データをポクセル発生部 2 2へ渡す。

さらに、 ポクセル処理部 2 0は、 イメージ種別が計測断面データであれば、 比 較情報入力部 1 0の点群 （体積） 記憶部 1 9から計測断面データの選択 ·読み込 みを行い、 この計測断面データをポクセル発生部 2 2へ渡す。

そして、 ポクセル処理部 2 0は、 ポクセル発生部 2 1、 ポクセル発生部 2 2に てポクセルが生成されたかどうかを判定する。

ポクセル発生部 2 1は、 渡された 3次元サ一フェスをもとに、 ポクセルによる イメージを生成する。

ポクセル発生部 2 2は、 渡された計測表面データをもとに、 ポクセルによるィ メージを生成する。 また、 ポクセル発生部 2 2は、 渡された計測断面データをも とに、 ポクセルによるイメージを生成する。

イメージ位置合わせ処理部 3 0は、 ポクセル処理部 2 0とポクセル差異評価処 理部 4 0に接続され、 ポクセル処理部 2 0にてポクセルに変換された 2つのィメ ージを位置合わせする。 ここで、 イメージ位置合わせ処理部 3 0は、 予め 2つの 3次元イメージに付加されている基準点を選択する。 なお、 この 2つの 3次元ィ メージとは、 C ADデータである 3次元サーフェスと、 計測データである計測表 面データあるいは計測断面データを指す。 また、 イメージ位置合わせ処理部 3 0 は、 選択した基準点からのオフセットを計算する。 さらに、 イメージ位置合わせ 処理部 3 0は、 計算したオフセットをもとに、 ポクセル変換した 3次元サ一フエ スを移動する。 そして、 イメージ位置合わせ処理部 3 0は、 移動した 3次元サ一 フェスを内部の記憶装置に記憶する。

ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ィメ一ジ位置合わせ処理部 3 0とポクセル重 ね合わせ処理部 5 0とに接続され、 ィメ一ジ位置合わせ処理部 3 0にて位置合わ せされた 2つのイメージを比較して評価し、 評価した 2つのィメージを所定の表 示形式で表示する。 なお、 所定の表示形式とは、 たとえば、 R G Bのうちの各色 の濃さをイメージの差異により変更して表示することである。 ここで、 ポクセル 差異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルを選択する。 この選択によりポクセル差異 評価処理部 4 0は、 選択されたポクセルが表面ポクセルかどうかを判断する。 そ して、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 この判断により表面ポクセルが選択され れば、 評価精度での再ポクセル化を行う。 すなわち、 評価精度に応じて、 表面ポ クセルをさらに細かくポクセル化する。 なお、 評価精度は、 ユーザにより予め決 めておくことができる。 また、 評価精度は、 計測精度の数倍から段階的に細かく することもできる。

また、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルに変換された 3次元サ一フエ スと計測表面 Z断面データとをもとに、 差異ポクセルを比較して計数する。 なお、 この比較処理の詳細については後述する。

さらに、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 計数された差異ポクセルをもとに、 表示形式である色の濃さを決定し、 ポクセルの色付けを行う。

そして、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルが色付けされたかどうかを 判定する。 すなわち、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセル化された 3次元 ィメージが比較されたかどうかを判定する。

ポクセル重ね合わせ処理部 5 0は、 ポクセル差異評価処理部 4 0に接続され、 ポクセル差異評価処理部 4 0にて表示された複数のイメージを重ね合わせる。

3次元 C ADイメージ D B 1 1は、 比較情報入力部 1 0に接続され、 C ADデ —夕である 3次元サーフェスを格納している。

3次元計測イメージ D B 1 2は、 比較情報入力部 1 0に接続され、 計測データ である計測表面デー夕と計測断面データとを格納している。

次に、 第 1の実施の形態における 3次元ィメ一ジ比較プログラムの比較処理に ついて、 図 5〜図 9を参照して具体的に説明する。

第 1の実施の形態は、 まず、 3次元形状をポクセルにより比較することで、 計 算時間の低減を図る。 例えば、 3次元の曲面に囲まれている C ADイメージの形 状では、 微細で均一な立方体 （ポクセル） にてイメージを分割し、 その内部のポ クセルをオンに、 外部をオフにすることによって 3次元ィメ一ジを表現する。 ま た、 X線 C Tスキャナにて計測されたイメージは、 その X線の密度が高いポクセ ルをオンに、 低いものをオフとする。 ここで、 ポクセルの比較処理の概要につい ては、 図 5を参照して説明する。

図 5は、 3次元イメージ比較プログラムの比較処理の概要を示す図である。 図 5のように、 比較処理は、 2つのイメージを 3次元イメージ B 21と 3次元 イメージ B 22のようにポクセル化して、 その重なっている部分 （3次元差異ィ メ一ジ VB 21) をブーリアン演算することで、 その差異を視覚的に表現するこ とができる。 これにより、 比較の演算量は従来法の 1Z数十となる。 なお、 この ブーリアン演算では、 たとえば、 3次元イメージ B 21のポクセルと、 3次元ィ メ一ジ B 22のポクセルとを排他的論理和 （XOR) することにより、 不一致ポ クセルを抜き出すことができる。

次に、 比較する 2つの 3次元イメージを評価精度より粗いポクセルにて表現し た後、 さらに、 この粗ポクセル毎に精細なポクセルを発生させ、 2つのイメージ の差異をその差異ポクセルの数にて表現する。 そして、 視覚的に差異を認識でき るように、 この数値を片方のイメージ上にて重ね合わせる。 この仕組みについて は、 図 6を参照して説明する。

図 6は、 比較した 3次元イメージを、 さらに細かいポクセルで比較する手順を 示す図である。

図 6のように、 まず、 粗いポクセル （3次元差異イメージ VB 21) を発生さ せる。 そして、 表面を含むポクセルを細密に分割 （3次元差異細密イメージ VB 22) し、 その差異ポクセルの数にて、 2つのイメージの相違を評価する。 なお、 図 6に示す例では、 2つのイメージの差異は " 8" となる。 これは、 たとえば、 粗いポクセル内において、 イメージ I 21， I 22の 3次元差異細密イメージ V B 22での細密ポクセルの差を示している。

次に、 差異数を元にポクセルの色の濃さを決定する。 結果として、 全体の差異 が可視的に理解可能となる。 たとえば、 図 6に示すように、 ポクセル Bx 1 1, Bx 12, Bx l 3では、 この部分の色 （例えば、 青色の濃さ） が決定している ので、 イメージ I 22が差異と判断できる。 また、 ポクセル Bx 16では、 この 部分の色 (例えば、 赤色の濃さ） が決定しているので、 イメージ I 21が差異で あることが分かる。 そして、 ポクセル Bx l 4, Bx l 5では、 この部分の色が 決定していないので、 差異なしと判断できる。 このように、 図 6に示す例では、 ポクセルをさらに相似比 1/4のポクセルで 細分化している。 つまり、 3次元では、 最大 64 (4X4X4) ポクセルの差異 となる。 この差異数により決定される色を設定する方法については、 図 7〜図 9 を参照して説明する。

図 7は、 ポクセル差異数により決定される色を設定する方法において、 共通ポ クセルに対する色決定を示す図である。

図 7によると、 ポクセルが共通である場合、 すなわち、 差異がない場合、 たと えば、 設定位置 ST 1における RGBの 3色とも、 輝度を最大値 （例えば、 25 5, 255, 255) にして設定する。

図 8は、 ポクセル差異数により決定される色を設定する方法において、 差異ポ クセル （基準イメージ） に対する色決定を示す図である。

図 8によると、 比較対象ィメ一ジに対して基準ィメージのポクセルが凹となつ ている場合、 たとえば、 設定位置 ST 2における緑 （G) の値を差異ポクセル数 に応じて減少させる。

図 9は、 ポクセル差異数により決定される色を設定する方法において、 差異ポ クセル （比較対象イメージ） に対する色決定を示す図である。

図 9によると、 基準イメージに対して比較対象イメージのポクセルが凹となつ ている場合、 たとえば、 設定位置 ST 3における赤 （R) の値を差異ポクセル数 に応じて減少させる。

以上、 図 7〜図 9に示すように、 色の値は、 それぞれのイメージのポクセル数 に比例して決定する。

次に、 3次元イメージ比較装置で使われるデータの構造について、 図 10〜図 12を参照して説明する。

図 10は、 ポクセルの要素の番号と節点の闋係を示す図である。

図 10によると、 3次元ィメ一ジから変換されたポクセルは、 たとえば、 8つ のポクセル B X 1〜B X 8とする。 この場合、 ポクセル B x lは、 節点 （articu lation point) (1, 2, 5, 4, 10, 11， 14, 13) から構成される。 なお、 節点の I噴番は、 上下の面それぞれにて、 反時計回りにカウントされる。 そ して、 ポクセルのデータ構造には、 このような各節点に対して、 座標情報が登録 されている。 そこで、 この座標情報の詳細について、 図 11と図 12を参照して 説明する。

図 11は、 3次元イメージの節点における一般的なデ一夕構造を示す図である。 なお、 この図 11は、 典型的な有限要素解析におけるデータ構造を示している。 図 11によると、 ポクセルのデ一夕構造 D 1は、 データの種別を示すデータ種 別エリア D 1 1、 各デ一夕種別におけるシリアル番号を示すデータ番号エリア D 12、 各データ種別におけるデータの位置情報を示す位置情報エリア D 13から 構成されている。

デ一夕種別エリア D 1 1は、 たとえば、 図 11に示すように "GR I D" 、 "CHEXA" の 2つからなる。 ここで、 "GR I D" は節点を示し、 "CHE

XA" は 3次元イメージを分割した要素を示している。

データ番号エリア D 12には、 たとえば、 図 11に示すようにデータ種別 "G

R I D" に対して、 1〜27のシリアル番号が付けられている。 このシリアル番 号 1〜27は、 図 10にて前述した節点番号である。 また、 データ番号エリア D 12には、 たとえば、 図 11に示すようにデータ種別 "CHEXA" に対して、

1〜 8のシリアル番号が付けられている。 このシリアル番号 1〜 8は、 図 10に て前述したポクセルの要素番号である。

位置情報エリア D13には、 たとえば、 図 11に示すようにデータ種別 "GR

I D" のデータ番号 1に対して、 "0. 000000, 0. 000000， 50. 00000" の各節点における座標情報が設定されている。 これは、 各デ一タ番 号 （ "GR I D" に対しては、 節点 I Dと称する） に続き、 x， y, zの座標位 置を浮動少数点にて表現している。 以下、 図のように設定される。 また、 位置情 報エリア D 13には、 たとえば、 図 11に示すようにデータ種別 "CHEXA" のデータ番号 1に対して、 "17, 21, 27， 22, 7, 10, 26， 1 " の各要素における節点 I Dが設定されている。 これは、 各データ番号 （ "CHE

XA" に対しては、 要素 IDと称する） に続き、 各要素を定義している。 以下、 図のように設定される。

図 12は、 ポクセルの節点におけるポクセル法のデータ構造を示す図である。 なお、 この図 12は、 ポクセル法にて 3次元を表現した場合のデータ構造を示し ている。

図 12によると、 ポクセルのデータ構造 D 2は、 予め定義された別々のレコ一 ドに対して、 要素の大きさと、 各要素の節点とをそれぞれ設定する。 なお、 要素 の大きさには、 X, y, zの辺の長さを浮動少数点にて表現する。 また、 各要素 の節点には、 各要素を定義する節点を設定する。 但し、 前述した要素 IDについ ては、 正規的に並んでいるため定義する必要はない。 ここで例えば、 図 12に示 すように、 レコード （RECORD 7) には、 指数表現 （浮動少数点表現） によ る要素の大きさ " 2. 50000000 e + 001, 2. 50000000 e + 001, 2. 50000004 e + 001" が設定される。 また、 レコード （R E CORD 9) には、 各要素の節点 " 1 , 2, 5， 4, 10, 11， 14， 1 3"〜 "， 14， 15， 18， 17, 23， 24， 27， 26" が設定される。 なお、 上記要素の大きさのうち、 "e" とは、 指数関数の底を示す。 たとえば、 上記の例では、 "e" が 10を示し、 "e + 001" が 10の 1乗を示している。 以上のような構成の 3次元ィメ一ジ比較装置により、 3次元イメージの比較処 理が行われる。 以下、 この 3次元イメージ比較処理の動作について、 具体的に説 明する。

図 13は、 3次元イメージ比較処理の全体の流れを示すフローチャートである。 この処理は、 3次元イメージ比較装置に対して、 電源投入、 プログラムの起動、 あるいは、 予め決められた任意のタイミングを契機に動作し、 CPU101にて 実行させる処理である。 以下、 図 13に示す処理をステップ番号に沿って説明す る。 なお、 本フ口一チャートにおける各機能の名称については、 図 4をもとに説 明する。

[ステツプ S 10 ] 比較情報入力部 10は、 比較情報である 3次元イメージ の CADデータと計測データとを、 入力する比較情報入力処理を行う。 なお、 比 較情報入力処理の詳細については、 図 14にて後述する。

[ステップ S 20] ポクセル処理部 20は、 ステップ S 10にて入力された 3次元イメージから、 ポクセルによるイメージを生成するポクセル処理を行う。 なお、 ポクセル処理の詳細については、 図 1 5にて後述する。

[ステップ S 30] イメージ位置合わせ処理部 30は、 ステップ S 20にて ポクセルに変換された 2つのイメージを、 位置合わせするイメージ位置合わせ処 理を行う。 なお、 イメージ位置合わせ処理の詳細については、 図 1 6にて後述す る。

[ステップ S 4 0 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 3 0にて位 置合わせされた 2つのイメージを、 比較して評価するイメージ比較処理を行う。 なお、 イメージ比較処理の詳細については、 図 1 7にて後述する。

[ステップ S 5 0 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 0にて比 較 ·評価された複数のイメージを、 所定の表示形式で表示する。 なお、 所定の表 示形式とは、 たとえば、 R G Bのうちの各色の濃さをイメージの差異により変更 して表示することである。

[ステップ S 6 0 ] ポクセル重ね合わせ処理部 5 0は、 ステップ S 5 0にて 表示された複数のイメージを重ね合わせる。 つまり、 比較結果を 3次元イメージ に重ね合わせる。 たとえば、 比較結果である 3次元差異イメージは、 ポクセルィ匕 された 2つのイメージをもとに、 排他的論理和により生成され差異部のみを可視 化することができる。 この場合、 ポクセル重ね合わせ処理部 5 0は、 ポクセル化 された 2つのイメージ、 3次元差異イメージ、 あるいは 3次元差異細密イメージ を重ね合わせることにより、 元のイメージと差異部を色分けして表示することが できる。

図 1 4は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における比較情報入力処理を示す フローチャートである。 図 1 3のステップ S 1 0 (比較情報入力処理） が実行さ れると、 以下の流れに従って処理が行われる。 なお、 この比較情報入力処理は、 3次元イメージ比較装置の比較情報入力部 1 0により行われる。

[ステツプ S 1 0 1 ] 比較情報入力部 1 0の計測精度入力部 1 1は、 ユーザ による計測精度の入力を受け付ける。

[ステップ S 1 0 2 ] 比較情報入力部 1 0の計測精度記憶部 1 2は、 ステツ プ S 1 0 1にて受け付けた計測精度を記憶する。

[ステップ S 1 0 3 ] 比較情報入力部 1 0は、 ユーザによる 3次元イメージ の入力指示を受け付ける。

[ステップ S 1 0 4 ] 比較情報入力部 1 0は、 ステップ S 1 0 3にて受け付 けた 3次元イメージのイメージ種別を判断する。 ここで、 比較情報入力部 1 0は、 イメージ種別が 3次元サ一フェスであればステップ S 1 0 5へ進み、 イメージ種 別が計測表面データであればステップ S 1 0 7へ進み、 あるいは、 イメージ種別 が計測断面データであればステップ S 1 0 9へ進む。 なお、 イメージ種別が計測 表面データ、 あるいは計測断面デ一夕である場合には、 比較情報入力部 1 0の点 群処理切替部 1 5にて、 点群 （表面） 入力部 1 6と点群 （体積） 入力部 1 8との 切り替えが行われる。

[ステップ S 1 0 5 ] 比較情報入力部 1 0の 3次元サーフェス入力部 1 3は、 ステップ S 1 0 4にてイメージ種別が 3次元サ一フェスであるので、 3次元 C A Dイメージ D B 1 1から 3次元サーフェスの入力受け付けを行う。

[ステップ S 1 0 6 ] 比較情報入力部 1 0のイメージ記憶部 1 4は、 ステツ プ S 1 0 5にて受け付けた 3次元サ一フェスを、 内部の記憶装置に記憶する。

[ステップ S 1 0 7 ] 比較情報入力部 1 0の点群 （表面） 入力部 1 6は、 ス テツプ S 1 0 4にてイメージ種別が計測表面データであるので、 3次元計測ィメ —ジ D B 1 2から計測表面デ一夕の入力受け付けを行う。

[ステップ S 1 0 8 ] 比較情報入力部 1 0の点群 （表面） 記憶部 1 7は、 ス テツプ S 1 0 7にて受け付けた計測表面データを、 内部の記憶装置に記憶する。

[ステップ S 1 0 9 ] 比較情報入力部 1 0の点群 （体積） 入力部 1 8は、 ス テツプ S 1 0 4にてイメージ種別が計測断面データであるので、 3次元計測ィメ ージ D B 1 2から計測断面データの入力受け付けを行う。

[ステップ S 1 1 0 ] 比較情報入力部 1 0の点群 （体積） 記憶部 1 9は、 ス テツプ S 1 0 9にて受け付けた計測断面データを、 内部の記憶装置に記憶する。

[ステップ S 1 1 1 ] 比較情報入力部 1 0は、 ステップ S 1 0 6、 ステップ S 1 0 8、 あるいはステップ S 1 1 0にて 3次元イメージが記憶されたかどうか を判定する。 ここで、 比較情報入力部 1 0は、 3次元イメージが記録されていな ければ、 ステップ S 1 0 4へ戻り同様の処理を繰り返し、 3次元イメージが記録 されていれば、 本処理を終了して図 1 3のステップ S 1 0へ復帰する。

図 1 5は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理におけるポクセル処理を示すフロ 一チャートである。 図 1 3のステップ S 2 0 (ポクセル処理） が実行されると、 以下の流れに従って処理が行われる。 なお、 このポクセル処理は、 3次元ィメ一 ジ比較装置のポクセル処理部 2 0により行われる。

[ステップ S 2 0 1 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 1 0にて記憶され た比較情報を選択する。

[ステップ S 2 0 2 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 1 0にて記憶され た計測精度をもとに、 ポクセルサイズを決定する。

[ステップ S 2 0 3 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 1 0にて記憶され た 3次元イメージの種別を受け付ける。

[ステップ S 2 0 4 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 2 0 3にて受け付 けた 3次元イメージのイメージ種別を判断する。 ここで、 ポクセル処理部 2 0は、 イメージ種別が 3次元サ一フェスであればステップ S 2 0 5へ進み、 イメージ種 別が計測表面デ一夕であればステップ S 2 0 7へ進み、 あるいは、 イメージ種別 が計測断面データであればステップ S 2 0 9へ進む。

[ステップ S 2 0 5 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 2 0 4にてィメ一 ジ種別が 3次元サ一フェスであるので、 比較情報入力部 1 0のイメージ記憶部 1 4から 3次元サ一フェスの選択 ·読み込みを行い、 この 3次元サーフェスをポク セル発生部 2 1へ渡す。

[ステップ S 2 0 6 ] ポクセル処理部 2 0のポクセル発生部 2 1は、 ステツ プ S 2 0 5にて渡された 3次元サ一フェスをもとに、 ポクセルによる 3次元ィメ ージを生成する。

[ステップ S 2 0 7 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 2 0 4にてィメ一 ジ種別が計測表面デ一夕であるので、 比較情報入力部 1 0の点群 （表面） 記憶部 1 7から計測表面データの選択 ·読み込みを行い、 この計測表面データをポクセ ル発生部 2 2へ渡す。

[ステップ S 2 0 8 ] ポクセル処理部 2 0のポクセル発生部 2 2は、 ステツ プ S 2 0 7にて渡された計測表面デ一夕をもとに、 ポクセルによる 3次元ィメー ジを生成する。

[ステップ S 2 0 9 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 2 0 4にてィメ一 ジ種別が計測断面データであるので、 比較情報入力部 1 0の点群 （体積） 記憶部 1 9から計測断面データの選択 '読み込みを行い、 この計測断面データをポクセ ル発生部 2 2へ渡す。

[ステップ S 2 1 0 ] ポクセル処理部 2 0のポクセル発生部 2 2は、 ステツ プ S 2 0 9にて渡された計測断面データをもとに、 ポクセルによる 3次元ィメ一 ジを生成する。

[ステップ S 2 1 1 ] ポクセル処理部 2 0は、 ステップ S 2 0 6、 ステップ S 2 0 8、 あるいはステップ S 2 1 0にて、 ポクセルによる 3次元イメージが生 成されたかどうかを判定する。 ここで、 ポクセル処理部 2 0は、 ポクセルが生成 されていなければ、 ステップ S 2 0 4へ戻り同様の処理を繰り返し、 ポクセルが 生成されていれば、 本処理を終了して図 1 3のステップ S 2 0へ復帰する。

図 1 6は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理におけるイメージ位置合わせ処理 を示すフローチャートである。 図 1 3のステップ S 3 0 (イメージ位置合わせ処 理） が実行されると、 以下の流れに従って処理が行われる。 なお、 このイメージ 位置合わせ処理は、 3次元イメージ比較装置のイメージ位置合わせ処理部 3 0に より行われる。

[ステップ S 3 0 1 ] イメージ位置合わせ処理部 3 0は、 予め 2つの 3次元 イメージに付加されている基準点を選択する。 なお、 この 2つの 3次元イメージ とは、 C ADデータである 3次元サーフェスと、 計測デ一夕である計測表面デー タあるいは計測断面デ一夕を指す。

[ステップ S 3 0 2 ] イメージ位置合わせ処理部 3 0は、 ステップ S 3 0 1 にて選択した基準点からのオフセットを計算する。

[ステップ S 3 0 3 ] イメージ位置合わせ処理部 3 0は、 ステップ S 3 0 2 にて計算されたオフセットをもとに、 ポクセル変換された 3次元イメージを移動 する。

[ステップ S 3 0 4 ] イメージ位置合わせ処理部 3 0は、 ステップ S 3 0 3 にて移動した 3次元ィメージを内部の記憶装置に記憶し、 本処理を終了して図 1 3のステップ S 3 0へ復帰する。

次に、 3次元イメージ比較処理について説明するが、 本発明の 3次元イメージ 比較処理は、 第 1〜第 3の実施の形態に対応して複数ある。 このため、 ここでは、 第 1の実施の形態における 3次元ィメ一ジ比較処理を、 第 1のィメージ比較処理 として説明する。

図 1 7は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における第 1のイメージ比較処理 を示すフローチャートである。 図 1 3のステップ S 4 0 (イメージ比較処理） が 実行されると、 以下の流れに従って処理が行われる。 なお、 この第 1のイメージ 比較処理は、 3次元イメージ比較装置のポクセル差異評価処理部 4 0により行わ れる。 また、

[ステップ S 4 1 1 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルを選択 する。 なお、 表面ポクセルの選択は、 たとえば、 ポクセル化された 3次元ィメ一 ジに対して、 表面ポクセルの内側がオンであり、 外側がオフであることにより容 易に判断できる。

[ステップ S 4 1 2 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 1 1に て選択されたポクセルが表面ポクセルかどうかを判断する。 ここで、 ポクセル差 異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルが選択されていれば、 ステップ S 4 1 3へ進 み、 表面ポクセルが選択されていなければ、 ステップ S 4 1 1へ戻る。

[ステップ S 4 1 3 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 1 2に て表面ポクセルが選択されたので、 評価精度での再ポクセル化を行う。 すなわち、 評価精度に応じて、 表面ポクセルをさらに細かくポクセル化する。

[ステップ S 4 1 4 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルに変換され た 3次元サーフェスと計測表面 Z断面デ一夕とをもとに、 差異ポクセルを比較し て計数する。

[ステップ S 4 1 5 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 1 4に て計数された差異ポクセルをもとに、 表示形式である色の濃さを決定し、 ポクセ ルの色付けを行う。

[ステップ S 4 1 6 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 1 5に てポクセルが色付けされたかどうかを判定する。 すなわち、 ポクセル差異評価処 理部 4 0は、 ポクセル化された 3次元イメージが比較されたかどうかを判定する。 ここで、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルが色付けされていなければ、 ステップ S 4 1 1へ戻り同様の処理を繰り返し、 ポクセルが色付けされていれば、 本処理を終了して図 1 3のステップ S 4 0へ復帰する。

このように第 1の実施の形態では、 まず、 コンピュータにより、 予めポクセル 化された 3次元イメージ B 2 1と、 3次元イメージ B 2 2とが比較されて、 3次 元差異イメージ V B 2 1が生成される。

また、 コンピュータにより、 3次元差異イメージ V B 2 1の表面に対し、 前回 の比較よりも細かい精度にて 3次元イメージ B 2 1と 3次元イメージ B 2 2との 3次元差異細密イメージ V B 2 2が生成される。

次に、 コンピュータにより、 3次元イメージ B 2 1の 3次元差異細密イメージ と 3次元イメージ B 2 2の 3次元差異細密イメージとを比較して、 3次元差異ィ メージ V B 2 1の差異部の表示形式が決定される。 この決定の際には、 ポクセル の差異数に応じた色が決定される。

そして、 コンピュータにより、 表示形式を決定した 3次元差異イメージ V B 2 1が、 ポクセル比較結果として所定の表示形式でディスプレイ等に表示される。 これにより、 3次元イメージの比較において、 比較処理を高精度かつ高速に行 うことが可能となる。 また、 イメージの比較対象を 3次元形状のポクセルとする ことで、 無数の点群を比較する必要がなく、 メモリ資源の効率化及び演算回数の 低減を行うことが可能となる。 さらに、 3次元イメージの比較を表面のみとする ことで、 演算回数の大幅な低減が可能となる。

なお、 上記の説明では、 3次元イメージの表面ポクセル （粗ポクセル） に対し て、 3次元差異細密イメージを生成して比較する説明を行ったが、 3次元ィメ一 ジの表面ポクセルのうちの差異がある粗ポクセルのみ、 3次元差異細密イメージ を生成して比較することもできる。

[第 2の実施の形態]

次に、 第 2の実施の形態について説明する。 第 2の実施の形態は、 第 1の実施 の形態における比較処理の形態が異なる。 すなわち、 第 2の実施の形態は、 3次 元イメージをポクセル単位で比較し、 さらに 3次元イメージの差異については、 基準ポクセル各面からの差異ポクセル数の深さに対応した所定の表示形式により、 基準ポクセルの各面を表示するものである。

そこで、 第 2の実施の形態における 3次元イメージ比較プログラムの比較処理 について、 図 18および図 19を参照して具体的に説明する。

図 18は、 第 2の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の概要を示す図である。 第 2の実施の形態における比較処理は、 第 1の実施 の形態にて作成したポクセルを用い、 3次元イメージの一方におけるポクセルの 各面に対して、 差異を色にて表示する。 その色は、 以下の様に、 各面から垂直方 向 （奥行き） のポクセル数にて決定する。

図 18を参照して説明すると、 まず、 第 1の実施の形態にて作成したポクセル を用いて、 3次元イメージを比較する （ステップ S i b) 。 この比較された 3次 元差異イメージ VB 21の不一致部分を、 部分的に抽出する （ステップ S 2b) 。 次に、 ある一致している表面のポクセル （基準ポクセル BB 1) に対して、 3次 元形状の各面 （z y面、 z x面、 yx面） から垂直方向に不一致ポクセルのポク セル数 （差異ポクセル数の深さ） をカウントし、 表示形式を決定する （ステップ S 3b) 。 つまり、 A— A矢視断面に示す y z面と z X面とを例にすると、 yz 面では 3ポクセルの差異があり、 z X面では 2ポクセルの差異があると評価され る。 そして、 このカウント数に対応した所定の表示形式により、 一致している表 面のポクセル （基準ポクセル） の各面を表示する (ステップ S 4 b) 。 なお、 こ の表示形式は、 前述と同様の色 （RGBあるいは CMY) とすることができる。 このように本発明では、 コンピュータにより、 まず、 第 1の実施の形態にて作 成したポクセルを用いて、 3次元イメージが比較される。 また、 この比較された 3次元差異イメージ VB 21の不一致部分が、 部分的に抽出される。

次に、 コンピュータにより、 ある一致している表面のポクセル （基準ポクセル BB 1) に対して、 3次元形状の各面 （z y面、 z x面、 yx面） から垂直方向 に不一致ポクセルのポクセル数 （差異ポクセル数の深さ） がカウントされ、 表示 形式が決定される。

そして、 コンピュータにより、 このカウント数に対応した所定の表示形式をも とに、 一致している表面のポクセル （基準ポクセル） の各面が表示される。

上記した概要における機能は、 図 4の機能プロック図のうちのポクセル差異評 価処理部 40の機能が違うだけである。 したがって、 第 2の実施の形態では、 ポ クセル差異評価処理部 40の新たな機能 （重複含む） についてのみ説明する。 なお、 概要の説明では、 不一致部分 （差異部） に隣接し且つ一致している表面 のポクセルを基準ポクセルとして説明しているが、 以下の説明では、 差異部に隣 接し且つ一致している表面ポクセルを、 選択して範囲決定を行い、 この範囲を評 価精度にて再ポクセル化した際のポクセルを基準ポクセルとしている。

ポクセル差異評価処理部 4 0の新たな機能は、 ィメージ位置合わせ処理部 3 0 にて、 位置合わせされた 2つのイメージを比較するイメージ比較処理を行い、 比 較した 2つのイメージを所定の表示形式で表示する。 なお、 所定の表示形式とは、 たとえば、 R G Bのうちの各色の濃さをィメージの差異により変更して表示する ことである。 ここで、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルを選択する。 この選択によりポクセル差異評価処理部 4 0は、 選択されたポクセルが表面ポク セルかどうか判断する。 そして、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 この判断によ り表面ポクセルが選択されれば、 再ポクセル化の範囲決定を行う。 すなわち、 ィ メージがー致しない部分を、 詳細に調査する範囲として決定する。

また、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 決定された範囲に対して、 評価精度で の再ポクセル化を行う。 すなわち、 評価精度に応じて、 範囲決定された表面ポク セルをさらに細かくポクセル化する。 そして、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 細密ポクセルに変換された 3次元サーフェスと計測表面/断面データとをもとに、 差異ポクセルを計数する。 すなわち、 これは、 一致している表面の細密ポクセル (基準ポクセル） に対して、 基準ポクセルの 3次元形状の各面 （z y面、 z x面、 y x面） から不一致ポクセルのポクセル数 （差異ポクセル数の深さ） をカウント する。

さらに、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 計数された差異ポクセルをもとに、 表示形式である色の濃さを決定し、 ポクセルの色付けを行う。 すなわち、 ポクセ ル差異評価処理部 4 0は、 一致している表面の細密ポクセル （基準ポクセル） に 対して、 基準ポクセルの各面それぞれの表示形式 （色） を決定する。

そして、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルが色付けされたかどうかを 判定する。 すなわち、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセル化された 3次元 ィメージが比較されたかどうかを判定する。

次に、 第 2の実施の形態における 3次元イメージ比較プログラムの比較処理に ついて、 図 1 9を参照して具体的に説明する。 なお、 本発明の 3次元イメージ比 較処理は、 前述したように第 1〜第 3の実施の形態に対応して複数ある。 このた め、 ここでは、 第 2の実施の形態における 3次元ィメ一ジ比較処理を、 第 2のィ メージ比較処理として説明する。

図 1 9は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における第 2のイメージ比較処理 を示すフローチャートである。 図 1 3のステップ S 4 0 (イメージ比較処理） が 実行されると、 以下の流れに従って処理が行われる。 なお、 この第 2のイメージ 比較処理は、 3次元イメージ比較装置のポクセル差異評価処理部 4 0により行わ れる。 なお、 概要の説明では、 不一致部分 （差異部） に隣接し且つ一致している 表面のポクセルを基準ポクセルとして説明しているが、 以下の説明では、 差異部 に隣接し且つ一致している表面ポクセルを、 選択して範囲決定を行い、 この範囲 を評価精度にて再ポクセル化した際のポクセルを基準ポクセルとしている。

[ステップ S 4 2 1 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルを選択 する。 なお、 表面ポクセルの選択は、 たとえば、 ポクセル化された 3次元ィメ一 ジに対して、 表面ポクセルの内側がオンであり、 外側がオフであることにより容 易に判断できる。

[ステップ S 4 2 2 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 2 1に て選択されたポクセルが表面ポクセルかどうかを判断する。 ここで、 ポクセル差 異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルが選択されていれば、 ステップ S 4 2 3へ進 み、 表面ポクセルが選択されていなければ、 ステップ S 4 2 1へ戻る。

[ステップ S 4 2 3 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 2 2に て表面ポクセルが選択されたので、 再ポクセル化の範囲決定を行う。 すなわち、 イメージが一致しない部分を、 詳細に調査する範囲として決定する。

[ステップ S 4 2 4 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 2 3に て決定された範囲に対して、 評価精度での再ポクセル化を行う。 すなわち、 評価 精度に応じて、 範囲決定された表面ポクセルをさらに細かくポクセル化する。

[ステップ S 4 2 5 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 再度、 ポクセルに変 換された 3次元サ一フェスと計測表面 Z断面データとをもとに、 差異ポクセルを 計数する。 すなわち、 これは、 一致している表面のポクセル （基準ポクセル） に 対して、 基準ポクセルの 3次元形状の各面 （z y面、 z x面、 y x面） から不一 致ポクセルのポクセル数 （差異ポクセル数の深さ） をカウントする。

[ステップ S 4 2 6 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 2 5に て計数された差異ポクセルをもとに、 表示形式である色の濃さを決定し、 ポクセ ルの色付けを行う。 すなわち、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 一致している表 面のポクセル （基準ポクセル） に対して、 ポクセルの各面それぞれの表示形式 (色） を決定する。

[ステップ S 4 2 7 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 2 6に てポクセルが色付けされたかどうかを判定する。 すなわち、 ポクセル差異評価処 理部 4 0は、 ポクセル化された 3次元イメージが比較されたかどうかを判定する。 ここで、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルが色付けされていなければ、 ステップ S 4 2 1へ戻り同様の処理を繰り返し、 ポクセルが色付けされていれば、 本処理を終了して図 1 3のステップ S 4 0へ復帰する。

このように、 第 2の実施の形態における比較処理は、 比較するための計算機資 源 （メモリ量、 ディスク領域、 計算時間） を軽減するため、 深さ方向を含むポク セルの替わりに、 3次元形状の各面の色にて差異を表示する。 これにより計算資 源は、 数分の 1となる。 なお、 差異を表現する色は、 奥行きのポクセル数に比例 する濃さにて決められる。 さらに、 この濃さは、 全体の濃さの最大値を基準に平 準化される。

なお、 上記説明では、 不一致部分 （差異部） に隣接し且つ一致している表面の ポクセルを基準ポクセルとしての説明と、 差異部に隣接し且つ一致している表面 ポクセルを、 選択して範囲決定を行い、 この範囲を評価精度にて再ポクセル化し た際のポクセルを基準ポクセルとしての説明とを行っているが、 単に、 一致して いる表面のポクセルを基準ポクセルとすることもできる。

[第 3の実施の形態]

次に、 第 3の実施の形態について説明する。 第 3の実施の形態は、 第 1の実施 の形態における比較処理の形態が異なる。 すなわち、 第 3の実施の形態は、 3次 元イメージをポクセル単位で比較し、 さらに 3次元イメージの差異部全体におけ る表面のポクセル数と、 その体積との比率に対応した所定の表示形式により、 ポ クセルを表示するものである。

そこで、 第 3の実施の形態における 3次元イメージ比較プログラムの比較処理 について、 図 2 0〜図 2 5を参照して具体的に説明する。

図 2 0は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の差異評価 （1 ) を示す図である。 第 1の実施の形態にて生成されたポクセ ルの差異部は、 2つのイメージが異なっている部分のみとなる。 この異なってい る部分 （島） は、 1つ、 あるいは， 複数のポクセルから構成されている。 そして、 第 3の実施の形態における比較処理は、 これらの島における表面のポクセル数と、 その島におけるポクセルの全数との比を色として表示する。 その色は、 以下の様 に決定する。 なお、 以下の説明では、 この島を単に差異部と表現する。

図 2 0を参照して説明すると、 第 3の実施の形態における比較処理では、 第 1 の実施の形態にて作成したポクセルを用いて、 3次元イメージであるイメージ A とイメージ Bとを比較する。 ここで、 差異部の形状は、 次のように表現される。 '体積： 1 2ポクセル

· Y方向の表面積： 2 5ポクセル面

この結果、 表面ポクセル数 Z全ポクセル数の比は 2 5 1 2となり、 ある差異 部に対するポクセルの差異が薄いことを示している。 また、 ある表面積当たりの 体積は、 図 2 1に示すような色で設定される。

図 2 1は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理により決定される色 （薄い色） を示す図である。

図 2 1によると、 差異部を表示する色について、 R G Bを例にして説明してい る。 この例では、 青 （B ) の色を可変にすることで、 差異部全体のポクセル差異 を表現している。 図 2 1の例の場合、 ある表面に対するポクセルの差異が薄いこ と示すには、 たとえば、 設定位置 S T 1 1における R G B設定は、 2 5 5 (R) 、 2 5 5 (G) 、 2 2 3 (B ) と設定される。 この 2 2 3 (B) は、 薄い色を示し ており、 ある差異部全体のポクセル差異が薄いことを示している。 これが、 たと えば、 9 6 (B) であれば、 ある差異部全体におけるポクセル差異は、 濃いと示 すことができる。 以下、 このポクセル差異が濃い場合におけるポクセル差異評価 を図 2 2に示す。 図 2 2は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の差異評価 （2 ) を示す図である。 なお、 図 2 2は、 図 2 0に対してポクセ ル差異が濃い場合について説明するものである。

図 2 2を参照して説明すると、 第 3の実施の形態における比較処理では、 第 1 の実施の形態にて作成したポクセルを用いて、 3次元イメージであるイメージ A とイメージ Bとを比較する。 ここで、 差異部の形状は、 次のように表現される。 •体積： 4 3ポクセル

• Y方向の表面積： 3 2ポクセル面

この結果、 表面ポクセル数 Z全ポクセル数の比は 3 2 Z 4 3となり、 ある差異 部に対するポクセルの差異が濃いことを示している。 また、 ある表面積当たりの 体積は、 図 2 3に示すような色で設定される。

図 2 3は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理により決定される色 （濃い色） を示す図である。

図 2 3によると、 差異部を表示する色について、 R G Bを例にして説明してい る。 この例では、 青 （B) の色を可変にすることで、 差異部全体のポクセル差異 を表現している。 図 2 3の例の場合、 ある表面に対するポクセルの差異が濃いこ と示すには、 たとえば、 設定位置 S T 1 2における R G B設定は、 2 5 5 (R) 、 2 5 5 (G) 、 9 6 (B) と設定される。 この 9 6 (B ) は、 濃い色を示してお り、 ある差異部全体のポクセル差異が濃いことを示している。

また、 差異が発生している部分を精細なポクセルにて、 再度差異を評価し、 差 異が連続的に発生している個所を同様に色付けする。 このとき、 色を設定する部 分を、 比較する 3次元サーフェスの部分サーフェスとして記憶する。 この差異評 価の例を図 2 4に図示する。

図 2 4は、 第 3の実施の形態において、 3次元イメージ比較プログラムの比較 処理の差異評価 （3 ) を示す図である。 ここで、 図 2 4の分離 （太線） ラインは、 元の差異ポクセルから、 精細なポクセルにて比較された差異ポクセルの分離位置 を示す。 なお、 図 2 4は、 図 2 0に対して、 ポクセル差異を更に細かく差異評価 した場合について示すものである。 また、 差異評価の方法の説明については、 更 に細かいポクセルに対して図 2 0と図 2 2と同様の処理を行うため省略する。 上記した概要における機能は、 図 4の機能ブロック図のうちのポクセル差異評 価処理部 4 0の機能が違うだけである。 したがって、 第 3の実施の形態では、 ポ クセル差異評価処理部 4 0の新たな機能 （重複含む） についてのみ説明する。 な お、 以下の説明では、 不一致部分 （差異部） に隣接し且つ一致している表面ポク セルを、 選択して範囲決定を行い、 評価精度にて再ポクセル化した際のポクセル を基準ポクセルとしている。 もちろん、 第 3の実施の形態では、 不一致部分 （差 異部） に隣接し且つ一致している表面のポクセルを基準ポクセルとしてもよい。 また、 単に、 一致している表面のポクセルを基準ポクセルとしてもよい。

ポクセル差異評価処理部 4 0の新たな機能は、 イメージ位置合わせ処理部 3 0 にて位置合わせされた 2つのイメージを比較して評価し、 評価した 2つのィメー ジを所定の表示形式で表示する。 なお、 所定の表示形式とは、 たとえば、 R G B のうちの各色の濃さをイメージの差異により変更して表示することである。 ここ で、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルを選択する。 この選択により ポクセル差異評価処理部 4 0は、 選択されたポクセルが表面ポクセルかどうかを 判断する。 そして、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルが選択された ので、 再ポクセル化の範囲決定を行う。 すなわち、 イメージが一致しない部分を、 詳細に調査する範囲として決定する。

また、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 決定された範囲に対して、 評価精度で の再ポクセル化を行う。 すなわち、 評価精度に応じて、 範囲決定された表面ポク セルをさらに細かくポクセル化する。 そして、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルに変換された 3次元サーフェスと計測表面 Z断面データとをもとに、 差 異ポクセルを計数する。 すなわち、 3次元差異イメージの差異部全体における表 面ポクセル数と全体ポクセル数との比率を求める。

さらに、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 求められた差異ポクセルの比率をも とに、 表示形式である色の濃さを決定し、 ポクセルの色付けを行う。 すなわち、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 不一致ポクセルからなる差異部全体の表示形式 (色） を決定する。

そして、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルが色付けされたかどうかを 判定する。 すなわち、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセル化された 3次元 ィメージが比較されたかどうかを判定する。

次に、 第 3の実施の形態における 3次元イメージ比較プログラムの比較処理に ついて、 図 2 5を参照して具体的に説明する。 なお、 本発明の 3次元イメージ比 較処理は、 前述したように第 1〜第 3の実施の形態に対応して複数ある。 このた め、 ここでは、 第 3の実施の形態における 3次元イメージ比較処理を、 第 3のィ メージ比較処理として説明する。

図 2 5は、 図 1 3の 3次元イメージ比較処理における第 3のイメージ比較処理 を示すフローチャートである。 図 1 3のステップ S 4 0 (イメージ比較処理） が 実行されると、 以下の流れに従って処理が行われる。 なお、 この第 3のイメージ 比較処理は、 3次元イメージ比較装置のポクセル差異評価処理部 4 0により行わ れる。

[ステップ S 4 3 1 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 表面ポクセルを選択 する。 なお、 表面ポクセルの選択は、 たとえば、 ポクセル化された 3次元ィメー ジに対して、 表面ポクセルの内側がオンであり、 外側がオフであることにより容 易に判断できる。

[ステップ S 4 3 2 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 3 1に て選択されたポクセルが表面ポクセルかどうか判断する。 ここで、 ポクセル差異 評価処理部 4 0は、 表面ポクセルが選択されていれば、 ステップ S 4 3 3へ進み、 表面ポクセルが選択されていなければ、 ステップ S 4 3 1へ戻る。

[ステップ S 4 3 3 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 3 2に て表面ポクセルが選択されたので、 再ポクセル化の範囲決定を行う。 すなわち、 イメージが一致しない部分を、 詳細に調査する範囲として決定する。

[ステップ S 4 3 4 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 3 3に て決定された範囲に対して、 評価精度での再ポクセル化を行う。 すなわち、 評価 精度に応じて、 範囲決定された表面ポクセルをさらに細かくポクセル化する。

[ステップ S 4 3 5 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルに変換され た 3次元サ一フェスと計測表面/断面データとをもとに、 差異ポクセルを計数す る。 すなわち、 3次元差異イメージの差異部全体における表面ポクセル数と全体 ポクセル数との比率を求める。 [ステップ S 4 3 6 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 3 5に て求められた差異ポクセルの比率をもとに、 表示形式である色の濃さを決定し、 ポクセルの色付けを行う。 すなわち、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 不一致ポ クセルからなる差異部全体の表示形式 （色） を決定する。

[ステップ S 4 3 7 ] ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ステップ S 4 3 6に てポクセルが色付けされたかどうかを判定する。 すなわち、 ポクセル差異評価処 理部 4 0は、 ポクセル化された 3次元イメージが比較されたかどうかを判定する。 ここで、 ポクセル差異評価処理部 4 0は、 ポクセルが色付けされていなければ、 ステップ S 4 3 1へ戻り同様の処理を繰り返し、 ポクセルが色付けされていれば、 本処理を終了して図 1 3のステップ S 4 0へ復帰する。

このように、 第 3の実施の形態における比較処理は、 比較するための計算機資 源 （メモリ量、 ディスク領域、 計算時間） を軽減するため、 深さ方向を含むポク セルの替わりに、 差異部全体の色にて差異を表示する。 これにより計算資源は、 数分の 1となる。 なお、 表面ポクセル数/全ポクセル数の比は、 最大 2， 最小 0 (正確には、 0に近い微小値） となる。 従って、 色の濃さは、 2を最も薄い色と し、 0にて最も濃い色となるよう様に設定する。 また、 差異部の大きさは、 3次 元表示した際の差異部全体の大きさで理解可能である。

[第 1の実施の形態における計算資源の評価結果例]

最後に、 第 1の実施の形態における計算資源の評価結果例について説明する。 ここで、 第 1の実施の形態における効果は、 以下の 3点となる。

•従来方式に比べて、 圧倒的に必要とする計算量が少なく、 結果を得る時間が短 い。

-詳細な比較を現実的な計算機資源 （メモリ、 ディスク量） にて実現可能となる。 •比較作業の効率化におけるメリットがある。

例えば、 計算資源について、 以下のように評価する。

まず、 従来技術における表 （1 ) にある計測点数を、 式 （1 ) に示す 3次元サ 一フェスの方程式を用いて最短距離を計算すると、 以下のような計算量となる。

•サーフェス上の最近節点の取得 数百 floating point operatio ns • この点から当該の計測点までの距離の計算 ' · '数十 floating point operatio ns

'近接すると思われるサ一フェスの数 1〜数十

したがって、 この計算は、 1つの最短距離を求めるために、 数万 floating poi nt operations の計算が必要となる。 これを 1 0 0億点に対して繰り返す。 結局、 この計算にかかる時間は、 1 G H zの C P Uにて 2 floating point operations が同時に行えるとして、 3 0時間程となる。

一方、 本発明の実施の形態による方法は、 複数のサーフェスを含む体積に対し て、 全空間を計測精度のポクセルに分割し、 ポクセル毎に論理演算を施すだけで あるため、 計算は 5 0 0億 floating point operationsである。 したがって、 同 じ計算機では、 計算にかかる時間が 2 5秒となる。 これにより、 本発明における 第 1の実施の形態による方法は、 従来方法に比べ計算機の処理時間を大幅に短縮 することが可能となった。 また、 本発明における第 1の実施の形態による方法は、 全空間を計測精度のポクセルに分割するので、 従来方法と同等の精度により比較 計算が可能となった。

以上説明した処理は、 コンピュータプログラムに記述し、 コンピュータで実行 することにより、 本発明の機能を実現することができる。 また、 コンピュータで 実行する際には、 コンピュータ内のハードディスク等にコンピュータプログラム を予め格納しておき、 メインメモリにロードして実行する。 なお、 コンピュータ プログラムは、 コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことがで きる。 コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、 磁気記録媒体、 光ディ スク、 光磁気記録媒体、 半導体メモリなどがある。 磁気記録媒体には、 ハードデ イスク、 フレキシブルディスク （FD) 、 Z I P (Zip:磁気ディスクの一種） 、 磁気テープなどがある。 光ディスクには、 D VD (Digital Versatile Disc) 、 D VD - R AM (DVD Random Access Memory) 、 C D - R OM (Compact Disc Read Only Memory) 、 C D— R (CD Recordable) 、 C D - RW (C D Rewritable) などがある。 光磁気記録媒体には、 M〇 (Magneto Optical Di sk) などがある。 半導体メモリには、 フラッシュ ·メモリ （Flash Memory) な どがある。 また、 コンピュータプログラムを流通させる場合には、 例えば各コンピュータ プログラムが記録された D V D、 C D— R OMなどの可搬型記録媒体が販売され る。 また、 コンピュータプログラムをサーバの記憶装置に格納しておき、 ネット ワークを介して、 サーバからクライアントへコンビュ一夕プログラムを転送する こともできる。

以上説明したように本発明の第 1の態様では、 ポクセル化された 2つの 3次元 イメージを比較し、 この比較による表面を更に細かい精度で生成して比較し、 こ の比較結果をもとに表示形式を決定して、 その表示形式で表示するようにしたの で、 3次元イメージの比較を高精度かつ高速に行うことが可能となる。

また、 本発明の第 2の態様では、 3次元イメージを比較した比較結果をもとに、 基準ポクセルの各面に対して、 基準ポクセル各面から垂直方向への差異ポクセル 数に応じた表示形式を決定して、 その表示形式で表示するようにしたので、 3次 元イメージの比較を高精度かつ高速に行うことが可能となる。

さらに、 本発明の第 3の態様では、 3次元イメージを比較した比較結果をもと に、 3次元ィメージの差異部全体における表面積を体積で除算した比率に応じた 表示形式を決定して、 その表示形式で表示するようにしたので、 3次元イメージ の比較を高精度かつ高速に行うことが可能となる。

上記については単に本発明の原理を示すものである。 さらに、 多数の変形、 変 更が当業者にとって可能であり、 本発明は上記に示し、 説明した正確な構成およ び応用例に限定されるものではなく、 対応するすべての変形例および均等物は、 添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較プログラム において、

コンピュータに、

予めポクセル化された第 1の 3次元ィメ一ジと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの表面に対し、 前記比較よりも細かい精度にて前記第 1の 3次元ィメージと前記第 2の 3次元ィメージとの 3次元差異細密ィメ一ジを 生成し、

前記第 1の 3次元イメージの 3次元差異細密ィメージと、 前記第 2の 3次元ィ メ一ジの 3次元差異細密イメージとを比較して、 前記 3次元差異イメージの差異 部の表示形式を決定し、

前記 3次元差異イメージをポクセル比較結果として前記表示形式で表示する、 処理を実行させることを特徴とする 3次元イメージ比較プログラム。

2 . 前記表示形式は、 色表示であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の 3次元イメージ比較プログラム。

3 . 前記色表示は、 赤、 緑、 および青の光 3原色を基本とした加法混色により 行われることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の 3次元ィメージ比較プロダラ ム。

4 . 前記色表示は、 シアン、 マゼンダ、 および黄の補色 3原色を基本とした減 法混色により行われることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の 3次元イメージ 比較プログラム。

5 . 前記減法混色には、 シアン、 マゼンダ、 および黄の補色 3原色の他に、 黒 も追加することを特徴とする請求の範囲第 4項記載の 3次元イメージ比較プログ ラム。

6 . 前記比較は、 第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとの間におい て、 ポクセル情報のブーリアン演算により行われることを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の 3次元イメージ比較プログラム。

7 . 前記第 1の 3次元イメージの 3次元差異細密イメージと、 前記第 2の 3次 元イメージの 3次元差異細密イメージとの比較は、 2つの 3次元差異細密ィメー ジの差をとることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の 3次元イメージ比較プロ グラム。

8 . C ADデータからなる 3次元サ一フェス情報をポクセル化して、 前記第 1 の 3次元ィメージを作成することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の 3次元ィ メ一ジ比較プログラム。

9 . 計測データからなる点群情報をポクセル化して、 前記第 2の 3次元ィメー ジを作成することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の 3次元イメージ比較プロ クラム。

1 0 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較プロダラ ムにおいて、

コンピュータに、

予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの差異部を部分的に抽出し、 一致している表面のポク セルに対して、 3次元形状の各面から垂直方向に不一致ポクセルのポクセル数を カウントし、 前記力ゥントの数をもとにポクセルの差異を表す表示形式を決定し、 前記表示形式を決定した前記 3次元差異イメージを、 前記表示形式により表示 する、

処理を実行させることを特徴とする 3次元イメージ比較プログラム。

1 1 . 前記表示形式は、 色表示であることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記 載の 3次元イメージ比較プログラム。

1 2 . 前記色表示は、 赤、 緑、 および青の光 3原色を基本とした加法混色によ り行われることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の 3次元イメージ比較プロ グラム。

1 3 . 前記色表示は、 シアン、 マゼンダ、 および黄の補色 3原色を基本とした 減法混色により行われることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の 3次元ィメ —ジ比較プログラム。

1 4. 前記減法混色には、 シアン、 マゼンダ、 および黄の補色 3原色の他に、 黒も追加することを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の 3次元イメージ比較プ ログラム。

1 5 . 前記表示は、 3次元形状の各面それぞれの前記カウントの数をもとに、 前記 3次元差異イメージのポクセル各面に対してそれぞれ行うことを特徴とする 請求の範囲第 1 0項記載の 3次元イメージ比較プログラム。

1 6 . C ADデータからなる 3次元サーフェス情報をポクセル化して、 前記第 1の 3次元ィメ一ジを作成することを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の 3次 元ィメ一ジ比較プログラム。

1 7 . 計測データからなる点群情報をポクセル化して、 前記第 2の 3次元ィメ ージを作成することを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の 3次元イメージ比較 プログラム。

1 8 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較プロダラ ムにおいて、

コンピュータに、

予めポクセル化された第 1の 3次元ィメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの差異部における表面ポクセル数と全体ポクセル数と の比率を算出し、 前記 3次元差異イメージに対し、 前記比率をもとにポクセルの 差異を表す表示形式を決定し、

前記表示形式を決定した前記 3次元差異ィメージに対して、 前記比率に対応し た所定の表示形式により前記差異部を表示する、

処理を実行させることを特徴とする 3次元イメージ比較プログラム。

1 9 . 前記表示形式は、 色表示であることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記 載の 3次元イメージ比較プログラム。

2 0 . 前記色表示は、 赤、 緑、 および青の光 3原色を基本とした加法混色によ り行われることを特徴とする請求の範囲第 1 9項記載の 3次元イメージ比較プロ グラム。

2 1 . 前記色表示は、 シアン、 マゼンダ、 および黄の補色 3原色を基本とした 減法混色により行われることを特徴とする請求の範囲第 1 9項記載の 3次元ィメ —ジ比較プログラム。

2 2 . 前記減法混色には、 シアン、 マゼンダ、 および黄の補色 3原色の他に、 黒も追加することを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の 3次元イメージ比較プ ログラム。

2 3 . C ADデータからなる 3次元サ一フェス情報をポクセルィヒして、 前記第 1の 3次元ィメージを作成することを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の 3次 元イメージ比較プログラム。

2 4 . 計測データからなる点群情報をポクセル化して、 前記第 2の 3次元ィメ ージを作成することを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の 3次元イメージ比較 プログラム。

2 5 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較方法にお いて、

予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの表面に対し、 前記比較よりも細かい精度にて前記第 1の 3次元イメージと前記第 2の 3次元イメージとの 3次元差異細密イメージを 生成し、

前記第 1の 3次元イメージの 3次元差異細密イメージと、 前記第 2の 3次元ィ メージの 3次元差異細密イメージとを比較して、 前記 3次元差異イメージの差異 部の表示形式を決定し、

前記 3次元差異イメージをポクセル比較結果として前記表示形式で表示する、 ことを特徴とする 3次元イメージ比較方法。

2 6 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較方法にお いて、

予めポクセルィ匕された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの差異部を部分的に抽出し、 一致している表面のポク セルに対して、 3次元形状の各面から垂直方向に不一致ポクセルのポクセル数を カウントし、 前記カウントの数をもとにポクセルの差異を表す表示形式を決定し、 前記表示形式を決定した前記 3次元差異イメージを、 前記表示形式により表示 する、

ことを特徴とする 3次元ィメージ比較方法。

2 7 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較方法にお いて、

予めポクセルィ匕された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの差異部における表面ポクセル数と全体ポクセル数と の比率を算出し、 前記 3次元差異イメージに対し、 前記比率をもとにポクセルの 差異を表す表示形式を決定し、

前記表示形式を決定した前記 3次元差異ィメージに対して、 前記比率に対応し た所定の表示形式により前記差異部を表示する、

ことを特徴とする 3次元イメージ比較方法。

2 8 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較装置にお いて、

予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成する差異イメージ生成部と、

前記 3次元差異イメージの表面に対し、 前記比較よりも細かい精度にて前記第 1の 3次元ィメージと前記第 2の 3次元イメージとの 3次元差異細密イメージを 生成する差異細密イメージ生成部と、

前記第 1の 3次元イメージの 3次元差異細密ィメージと、 前記第 2の 3次元 イメージの 3次元差異細密イメージとを比較して、 前記 3次元差異ィメージの差 異部の表示形式を決定する表示形式決定部と、

前記 3次元差異ィメ一ジをポクセル比較結果として前記表示形式で表示する差 異表示部と、

を有することを特徴とする 3次元ィメージ比較装置。

2 9 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較装置にお いて、 予めポクセル化された第 1の 3次元ィメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成する差異イメージ生成部と、

前記 3次元差異イメージの差異部を部分的に抽出し、 一致している表面のポク セルに対して、 3次元形状の各面から垂直方向に不一致ポクセルのポクセル数を カウントし、 前記カウントの数をもとにポクセルの差異を表す表示形式を決定す る各面差異決定部と、

前記表示形式を決定した前記 3次元差異ィメ一ジを、 前記表示形式により表示 する各面差異表示部と、

を有することを特徴とする 3次元ィメ一ジ比較装置。

3 0 . 3次元イメージを比較して差異を表示する 3次元イメージ比較装置にお いて、

予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成する差異イメージ生成部と、

前記 3次元差異イメージの差異部における表面ポクセル数と全体ポクセル数と の比率を算出し、 前記 3次元差異イメージに対し、 前記比率をもとにポクセルの 差異を表す表示形式を決定する差異比率決定部と、

前記表示形式を決定した前記 3次元差異イメージに対して、 前記比率に対応し た所定の表示形式により前記差異部を表示する差異比率表示部と、

を有することを特徴とする 3次元イメージ比較装置。

3 1 . 3次元イメージを比較して差異を表示するためのプログラムを記録した コンピュータ読み取り可能な記録媒体において、

前記コンピュータに、

予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの表面に対し、 前記比較よりも細かい精度にて前記第 1の 3次元ィメージと前記第 2の 3次元ィメージとの 3次元差異細密ィメ一ジを 生成し、

前記第 1の 3次元ィメ一ジの 3次元差異細密イメージと、 前記第 2の 3次元ィ メージの 3次元差異細密イメージとを比較して、 前記 3次元差異ィメージの差異 部の表示形式を決定し、

前記 3次元差異イメージをポクセル比較結果として前記表示形式で表示する、 処理を実行させることを特徴とするプログラムを記録したコンピュータ読み取 り可能な記録媒体。

3 2 . 3次元イメージを比較して差異を表示するためのプログラムを記録した コンピュー夕読み取り可能な記録媒体において、

前記コンピュータに、

予めポクセル化された第 1の 3次元ィメ一ジと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの差異部を部分的に抽出し、 一致している表面のポク セルに対して、 3次元形状の各面から垂直方向に不一致ポクセルのポクセル数を カウントし、 前記力ゥントの数をもとにポクセルの差異を表す表示形式を決定し、 前記表示形式を決定した前記 3次元差異ィメ一ジを、 前記表示形式により表示 する、

処理を実行させることを特徴とするプログラムを記録したコンピュータ読み取 り可能な記録媒体。

3 3 . 3次元イメージを比較して差異を表示するためのプログラムを記録した コンピュータ読み取り可能な記録媒体において、

前記コンピュータに、

予めポクセル化された第 1の 3次元イメージと第 2の 3次元イメージとを比較 して、 3次元差異イメージを生成し、

前記 3次元差異イメージの差異部における表面ポクセル数と全体ポクセル数と の比率を算出し、 前記 3次元差異イメージに対し、 前記比率をもとにポクセルの 差異を表す表示形式を決定し、

前記表示形式を決定した前記 3次元差異イメージに対して、 前記比率に対応し た所定の表示形式により前記差異部を表示する、

処理を実行させることを特徵とするプログラムを記録したコンピュータ読み取 り可能な記録媒体。