JP2000113192A - Analyzing method for three-dimensional shape data and recording medium - Google Patents
Analyzing method for three-dimensional shape data and recording mediumInfo
- Publication number
- JP2000113192A JP2000113192A JP28639298A JP28639298A JP2000113192A JP 2000113192 A JP2000113192 A JP 2000113192A JP 28639298 A JP28639298 A JP 28639298A JP 28639298 A JP28639298 A JP 28639298A JP 2000113192 A JP2000113192 A JP 2000113192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape data
- complexity
- dimensional shape
- dimensional
- circle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 101000911772 Homo sapiens Hsc70-interacting protein Proteins 0.000 description 1
- 101001139126 Homo sapiens Krueppel-like factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は3次元形状データの
解析方法および記録媒体に関し、特に3次元形状データ
の位置合わせ処理に先立つ前処理に関連した3次元形状
データの解析方法およびその方法を実行するプログラム
が記録された記録媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for analyzing three-dimensional shape data and a recording medium, and more particularly, to a method for analyzing three-dimensional shape data related to preprocessing prior to a process for aligning three-dimensional shape data and executing the method. The present invention relates to a recording medium on which a program to be recorded is recorded.
【0002】[0002]
【従来の技術】まず、図9〜図11を用いて、3次元形
状データの位置合わせ処理の概念について説明する。立
体の形状をデータ化した3次元形状データ(以後、形状
データと呼称)を得るには3次元スキャナのような装置
を用いて立体を撮影するが、立体である以上1つの視点
からの撮影だけでは全ての部分を撮影することはでき
ず、死角になる部分が生じる場合がある。そこで、複数
の視点からの撮影が必要になるが、その場合はそれぞれ
の視点で得られた形状データの位置合わせ(Registrati
on)を行う必要がある。2. Description of the Related Art First, a concept of a process for aligning three-dimensional shape data will be described with reference to FIGS. In order to obtain three-dimensional shape data (hereinafter, referred to as shape data) obtained by converting a three-dimensional shape into a data, a three-dimensional image is taken using a device such as a three-dimensional scanner. In this case, not all portions can be photographed, and some portions may become blind spots. Therefore, it is necessary to shoot from multiple viewpoints. In this case, registration of the shape data obtained from each viewpoint (Registrati
on).
【0003】図9においては対象物OBの全体像を示
し、図10および図11においては、対象物OBのうち
撮影された2つの領域R1、R2の部分形状データを個
々に示す。対象物OB全体の形状データを得るには、図
10および図11に示すような部分形状データを集めて
組み合わせる必要がある。この際に各部分形状データの
座標を共通化して位置決めするが、これが位置合わせ処
理である。FIG. 9 shows an entire image of an object OB, and FIGS. 10 and 11 show partial shape data of two regions R1 and R2 of the object OB, respectively, which are photographed. In order to obtain the shape data of the entire object OB, it is necessary to collect and combine partial shape data as shown in FIGS. At this time, the coordinates of each partial shape data are shared and positioning is performed. This is a positioning process.
【0004】端的に言えば、例えば、図9においては領
域R1、R2には重複部分があるが、その重複部分が重
なるように各部分形状データの位置を決定する処理であ
る。[0004] In short, for example, in FIG. 9, although the regions R1 and R2 have overlapping portions, the position of each partial shape data is determined so that the overlapping portions overlap.
【0005】このような位置合わせ処理に先だって、領
域R1およびR2の部分形状データの大まかな比較を行
い、各部分形状データの概略配置を決める処理を行う。
これを前処理、あるいは探索処理と呼称する。この前処
理についてさらに図9〜図11を用いて説明する。Prior to such a positioning process, a rough comparison of the partial shape data of the regions R1 and R2 is performed, and a process of determining the approximate arrangement of each partial shape data is performed.
This is called pre-processing or search processing. This pre-processing will be further described with reference to FIGS.
【0006】図10に示す点P1の形状データと、図1
1に示す点P2の形状データとを比較すると、比較的急
な曲面にある点P1と比較的緩やかな曲面にある点P2
とでは、形状の複雑さが異なっているので、データも異
なっている。[0006] The shape data of the point P1 shown in FIG.
Comparing the shape data of the point P2 shown in FIG. 1, the point P1 on the relatively steep curved surface and the point P2 on the relatively gentle curved surface
And have different data because the shapes are different in complexity.
【0007】一方、図10に示す点P3の形状データ
と、図11に示す点P4の形状データとを比較すると、
両者とも同様の曲面に存在するので、互いのデータは類
似している。On the other hand, comparing the shape data of point P3 shown in FIG. 10 with the shape data of point P4 shown in FIG.
Since both exist on the same curved surface, their data are similar.
【0008】従って、領域R1およびR2の部分形状デ
ータの概略配置としては、点P3と点P4とが近接する
ように配置すべきであり、点P1と点P2とが近接する
ように配置すべきではないと判断される。このように、
部分形状データの概略配置のために大まかなデータの比
較を行う前処理において、データ比較の指標として使用
されるものが形状データの複雑度である。Therefore, the partial layout data of the regions R1 and R2 should be arranged so that the points P3 and P4 are close to each other and the points P1 and P2 are close to each other. Not determined. in this way,
In the pre-processing for performing a rough data comparison for the approximate arrangement of the partial shape data, an index used for data comparison is the complexity of the shape data.
【0009】次に、従来の形状データの複雑度の算出方
法の一例について図12を用いて説明する。図12にお
いては算出対象点Qを含む局所領域LSAが複数のポリ
ゴンメッシュPGに跨って存在する例が示されている。
なお、算出対象点Qは図9に示す点P1等に相当する。Next, an example of a conventional method of calculating the complexity of shape data will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows an example in which a local area LSA including the calculation target point Q extends over a plurality of polygon meshes PG.
Note that the calculation target point Q corresponds to the point P1 shown in FIG.
【0010】そして、図12において算出対象点Qにお
ける平均法線ベクトルをANとすると、局所領域LSA
の各ポリゴンにおける単位法線ベクトルUNは、平均法
線ベクトルANの方向を中心に半球内に分布する。その
分布は、局所領域LSAが平面に近い場合には一方向を
向くが、複雑になるほどばらつく。この法線ベクトルの
統計的分散値を形状データの複雑度として利用してい
る。In FIG. 12, when the average normal vector at the calculation target point Q is AN, the local area LSA
Are distributed in a hemisphere centered on the direction of the average normal vector AN. The distribution is oriented in one direction when the local area LSA is close to a plane, but varies as the complexity increases. The statistical variance of the normal vector is used as the complexity of the shape data.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来は3次元形状データの解析において3次元形状デー
タから直接にその複雑度を算出するようにしていたの
で、処理に時間を要するという問題があった。As described above,
Conventionally, in the analysis of the three-dimensional shape data, the complexity is directly calculated from the three-dimensional shape data, so that there is a problem that a long time is required for processing.
【0012】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、3次元形状データの複雑度の算出
を高速に行える解析方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an analysis method capable of calculating the complexity of three-dimensional shape data at high speed.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の3次元形状データの解析方法は、立体の形状をデー
タ化した3次元形状データに基づいて、前記立体の特徴
を反映した2次元の特徴画像を作成するステップ(a)
と、前記特徴画像の複雑さを数値化した複雑度指数を算
出するステップ(b)とを備えている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for analyzing three-dimensional shape data, the method reflecting a characteristic of the three-dimensional shape based on the three-dimensional shape data obtained by converting a three-dimensional shape into data. Step of creating a two-dimensional feature image (a)
And a step (b) of calculating a complexity index obtained by quantifying the complexity of the feature image.
【0014】本発明に係る請求項2記載の3次元形状デ
ータの解析方法は、前記ステップ(a)が、前記立体の表
面上に注目点を任意に設定し、該注目点における法線
と、該法線に垂直に接する接平面を設定するステップ
(a−1)と、前記接平面に、前記注目点周辺の高低差を
等高線で表示するステップ(a−2)とを含み、前記ステ
ップ(b)が、前記等高線について、その周囲長さと同じ
円周長の円を設定し、前記等高線により規定される面の
重心と、前記円の中心とを一致させるステップ(b−1)
と、前記円の中心線上における前記円の外周からの前記
等高線の隔たりを前記中心線ごとに算出し、加算するこ
とで前記複雑度指数とするステップ(b−2)とを含んで
いる。According to a second aspect of the present invention, in the method for analyzing three-dimensional shape data, the step (a) may include arbitrarily setting a point of interest on the surface of the three-dimensional object; Setting a tangent plane perpendicular to the normal
(a-1) and a step (a-2) of displaying the height difference around the point of interest on the tangent plane as a contour line, wherein the step (b) is the same as the perimeter of the contour line. (B-1) setting a circle having a circumference and matching the center of gravity of the surface defined by the contour line with the center of the circle;
(B-2) calculating the distance of the contour line from the outer periphery of the circle on the center line of the circle for each center line and adding the calculated distance to the complexity index.
【0015】本発明に係る請求項3記載の記録媒体は、
請求項1記載の3次元形状データの解析方法をコンピュ
ータに実行させるためのプログラムが記録されている。A recording medium according to a third aspect of the present invention comprises:
A program for causing a computer to execute the method for analyzing three-dimensional shape data according to claim 1 is recorded.
【0016】本発明に係る請求項4記載の記録媒体は、
請求項2記載のステップ(a−1)、(a−2)、(b−
1)、(b−2)のステップをコンピュータに実行させる
ためのプログラムが記録されている。A recording medium according to a fourth aspect of the present invention comprises:
Steps (a-1), (a-2), and (b-
A program for causing a computer to execute steps 1) and (b-2) is recorded.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明に係る3次元形状データの
解析方法の実施の形態として、3次元形状データの位置
合わせに先立つ前処理(探索処理)について図1〜図8
を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of a method for analyzing three-dimensional shape data according to the present invention, a pre-processing (searching process) prior to a positioning of three-dimensional shape data is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG.
【0018】<前処理の全体フロー>図1は前処理の全
体の流れを示すフローチャートである。図1に示すステ
ップST1において、まず位置合わせ対象形状における
前処理のための候補点(注目点)を任意に設定し、候補
点の全てについて複雑度指数を算出する。これはすなわ
ち、図10および図11に点P1〜P4として示したよ
うに位置合わせ対象となる部分形状データにおいて前処
理のための候補点を選び、それぞれの複雑度指数を算出
するというステップである。<Overall Flow of Preprocessing> FIG. 1 is a flowchart showing the overall flow of preprocessing. In step ST1 shown in FIG. 1, first, a candidate point (point of interest) for preprocessing in the alignment target shape is arbitrarily set, and a complexity index is calculated for all the candidate points. In other words, this is a step of selecting candidate points for preprocessing in the partial shape data to be aligned as shown as points P1 to P4 in FIGS. 10 and 11, and calculating the respective complexity indexes. .
【0019】次に、ステップST2において、算出した
複雑度指数に基づいて形状の一致する点を探索する。こ
れは、各候補点の複雑度指数を総当たりで比較し、指数
値の近いものを探すというステップである。このステッ
プにより得られた結果に基づいて位置合わせ処理が行わ
れることになる。Next, in step ST2, a point having a matching shape is searched based on the calculated complexity index. This is a step of comparing the complexity indices of the candidate points on a brute force basis and searching for one having a similar index value. The positioning process is performed based on the result obtained in this step.
【0020】図2は図1に示したステップST1の動作
をさらに説明するフローチャートであり、まず、ステッ
プST11において位置合わせ対象形状の形状データを
読み込む。FIG. 2 is a flowchart for further explaining the operation of step ST1 shown in FIG. 1. First, in step ST11, shape data of a shape to be aligned is read.
【0021】次に、ステップST12において、位置合
わせ対象となる3次元形状表面上の任意点、すなわち候
補点近傍における2次元の特徴画像を作成する。これ
は、3次元形状の特徴を表した2次元の画像データを作
成するステップであり、本発明の特徴をなすステップで
ある。なお、2次元の特徴画像の作成については後にさ
らに詳細な説明を行う。Next, in step ST12, an arbitrary point on the surface of the three-dimensional shape to be aligned, that is, a two-dimensional feature image near the candidate point is created. This is a step of creating two-dimensional image data representing the features of the three-dimensional shape, and is a step that is a feature of the present invention. The creation of the two-dimensional feature image will be described in more detail later.
【0022】次に、ステップST13において、特徴画
像から位置合わせ対象となる3次元形状表面の複雑度指
数を算出し、特徴画像の複雑さを数値化する。なお、複
雑度指数を算出例については後にさらに詳細な説明を行
う。Next, in step ST13, a complexity index of the surface of the three-dimensional shape to be aligned is calculated from the feature image, and the complexity of the feature image is quantified. An example of calculating the complexity index will be described later in more detail.
【0023】そして、全ての候補点について複雑度指数
を算出したか否かを確認し、未算出の候補点がある場合
は、ステップST12およびST13の動作を繰り返す
(ステップST14)。Then, it is confirmed whether or not the complexity index has been calculated for all the candidate points, and if there are uncalculated candidate points, the operations of steps ST12 and ST13 are repeated (step ST14).
【0024】図3は図1に示したステップST2の動作
をさらに説明するフローチャートであり、まず、ステッ
プST21において、位置合わせ対象となる部分形状デ
ータのうち比較データAおよび被比較データBのそれぞ
れの複雑度指数XおよびYを比較する。これは、例えば
2つの部分形状データのうちの一方から選んだ候補点を
比較データとし、当該候補点の複雑度指数と、他方の部
分形状データから選んだ候補点を被比較データとし、当
該候補点の複雑度指数を比較するステップである。FIG. 3 is a flowchart for further explaining the operation of step ST2 shown in FIG. 1. First, in step ST21, each of the comparison data A and the compared data B of the partial shape data to be aligned is determined. Compare the complexity indices X and Y. For example, the candidate point selected from one of the two partial shape data is used as comparison data, the complexity index of the candidate point and the candidate point selected from the other partial shape data are used as comparison data, This is the step of comparing the complexity indices of the points.
【0025】そして、ステップST22において、複雑
度指数XおよびYの差の絶対値が、予め定めた設定値よ
りも大きい場合は被比較データBを除外する。これは、
全く異なる形状データを除外することで、位置合わせ対
象を絞り込むステップである。なお、複雑度指数Xおよ
びYの差の絶対値が設定値と同等であれば、残った候補
点を選んで被比較データとし、比較データAとの比較を
行う(ステップST23)。In step ST22, when the absolute value of the difference between the complexity indices X and Y is larger than a predetermined set value, the compared data B is excluded. this is,
This is a step of narrowing down alignment targets by excluding completely different shape data. If the absolute value of the difference between the complexity indices X and Y is equal to the set value, the remaining candidate points are selected to be compared data and compared with the comparison data A (step ST23).
【0026】そして、2つの部分形状データのそれぞれ
全ての候補点について比較を行ったか否かを確認し、未
比較の候補点がある場合は、ステップST21からST
23の動作を繰り返す(ステップST24)。そして、
最終的に残った候補点の複雑度指数に基づいて部分形状
データの概略配置を決定する。Then, it is checked whether or not all the candidate points of the two partial shape data have been compared. If there is an uncompared candidate point, the process proceeds from step ST21 to step ST21.
The operation of step 23 is repeated (step ST24). And
The approximate arrangement of the partial shape data is determined based on the complexity index of the finally remaining candidate points.
【0027】<特徴画像の作成例>以下、2次元の特徴
画像の作成方法の一例について図4〜図6を用いて説明
する。図4において、位置合わせ対象となる形状データ
として曲面CSを示している。そして、曲面CSにおけ
る起伏UDの一点に前処理のための候補点APが設定さ
れている。また、曲面CS上には候補点APにおける法
線NLに対して垂直に接する平面(接平面)PSが設定
されている。<Example of Creating Feature Image> An example of a method of creating a two-dimensional feature image will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 shows a curved surface CS as shape data to be aligned. Then, a candidate point AP for preprocessing is set at one point of the undulation UD on the curved surface CS. Further, a plane (tangential plane) PS that is perpendicular to the normal NL at the candidate point AP is set on the curved surface CS.
【0028】この接平面PSに対して、候補点AP周辺
の形状を等高線で表す。図5に等高線CL1〜CL3が
表示された接平面PSを示す。等高線は曲面CSの形状
データから高さについてのデータを抽出し、接平面PS
上の座標に対応させてプロットし、接平面PS上で同じ
高さデータを有する座標を仮想的に結んだものである。
等高線は曲面CSの3次元形状を表しており、接平面P
Sに表示された等高線は、3次元形状の特徴を2次元平
面に投影した画像データ、すなわち特徴画像であると言
える。With respect to this tangent plane PS, the shape around the candidate point AP is represented by a contour line. FIG. 5 shows a tangent plane PS on which the contour lines CL1 to CL3 are displayed. The contour line extracts the data about the height from the shape data of the curved surface CS, and outputs the tangent plane PS.
Plots are made corresponding to the above coordinates, and coordinates having the same height data are virtually connected on the tangent plane PS.
The contour lines represent the three-dimensional shape of the curved surface CS, and the tangent plane P
The contour displayed in S can be said to be image data obtained by projecting a three-dimensional shape feature on a two-dimensional plane, that is, a feature image.
【0029】ここで、2次元の特徴画像作成過程のフロ
ーチャートを図6に示す。図6において、まずステップ
ST121に示すように3次元形状表面の任意の位置に
前処理のための候補点を設定する。FIG. 6 shows a flowchart of the two-dimensional feature image creation process. In FIG. 6, first, as shown in step ST121, a candidate point for preprocessing is set at an arbitrary position on the surface of the three-dimensional shape.
【0030】そして、ステップST122において、候
補点における法線を設定し、該法線に垂直に接するよう
に接平面を設定する。Then, in step ST122, a normal line at the candidate point is set, and a tangent plane is set so as to be perpendicular to the normal line.
【0031】そして、接平面に候補点周辺の3次元形状
を等高線で表示して特徴画像を作成する(ステップST
123)。なお、これらの処理は位置合わせ対象となる
全ての部分3次元形状における全ての候補点についてな
されることは言うまでもない。Then, a three-dimensional shape around the candidate point is displayed on the tangent plane by contour lines to create a characteristic image (step ST).
123). It goes without saying that these processes are performed for all candidate points in all partial three-dimensional shapes to be aligned.
【0032】<複雑度指数の算出方法>次に、図7およ
び図8を用いて複雑度指数の算出方法の一例について説
明する。なお、以下の説明は2次元の特徴画像として3
次元形状を等高線で表示した場合に適した方法である。<Method of Calculating Complexity Index> Next, an example of a method of calculating the complexity index will be described with reference to FIGS. Note that the following description uses 3D as a two-dimensional feature image.
This is a method suitable for displaying a dimensional shape by contour lines.
【0033】まず、等高線表示を用いた場合の複雑度指
数の算出方法の概念を図7を用いて説明する。図7にお
いては図5に示した接平面上の等高線CL1と、該等高
線CL1をほぼ囲む円CCを示している。ここで、円C
Cは等高線CL1の周囲長さと同じ円周長となるように
設定されている。そして、等高線CL1で規定される形
状について求めた重心CGと、円CCの中心CPとが重
なるように配置されている。First, the concept of the method of calculating the complexity index when the contour display is used will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a contour line CL1 on the tangent plane shown in FIG. 5 and a circle CC substantially surrounding the contour line CL1. Here, the circle C
C is set to have the same circumference as the circumference of the contour line CL1. The center of gravity CG obtained for the shape defined by the contour line CL1 and the center CP of the circle CC are arranged to overlap.
【0034】等高線CL1と円CCとをこのように配置
すると、等高線CL1が円形、すなわち候補点が滑らか
な球面上に存在しない以上、それぞれの外周と重心CG
(中心CPに同じ)との間の距離にはずれが生じる。す
なわち、図7に示すように距離Dだけ重心からの距離に
ずれが生じる。この距離Dの絶対値を全周について求
め、それらを加算した値を1の等高線における複雑度指
数とする。この処理を言い換えると、円の中心線上にお
ける円の外周からの等高線の隔たりを中心線ごとに算出
し、加算するということである。When the contour line CL1 and the circle CC are arranged in this manner, since the contour line CL1 is circular, that is, the candidate point does not exist on a smooth spherical surface, each outer periphery and the center of gravity CG
(The same as the center CP). That is, the distance from the center of gravity is shifted by the distance D as shown in FIG. The absolute value of the distance D is obtained for the entire circumference, and the value obtained by adding them is defined as the complexity index at the contour line of 1. In other words, the distance of the contour line from the outer periphery of the circle on the center line of the circle is calculated for each center line and added.
【0035】上記の処理を接平面上の全ての等高線につ
いて施し、各等高線における複雑度指数を加算すること
で特徴画像における複雑度指数、すなわち候補点におけ
る複雑度指数を得る。The above processing is performed for all contour lines on the tangent plane, and the complexity index at each contour line is added to obtain the complexity index at the feature image, that is, the complexity index at the candidate point.
【0036】ここで、複雑度指数の算出過程のフローチ
ャートを図8に示す。図8において、まず、ステップS
T131に示すように、1つの等高線について、その周
囲長さと同じ円周の円を設定し、等高線の重心と円の中
心とが一致するように円と等高線を重ねる。FIG. 8 shows a flowchart of the process of calculating the complexity index. In FIG. 8, first, step S
As shown in T131, a circle having the same circumference as the circumference of one contour is set, and the circle and the contour are overlapped so that the center of gravity of the contour coincides with the center of the circle.
【0037】次に、ステップST132に示すように、
等高線と円に対して、それぞれの外周と重心(=中心)
との間の距離を全周(必ずしも全周でなくても良い)に
ついて求め、重心からの距離のずれの絶対値を全周(必
ずしも全周でなくても良い)について加算したものを1
つの等高線における複雑度指数とする。Next, as shown in step ST132,
Perimeter and center of gravity (= center) for contours and circles
Is obtained for the entire circumference (not necessarily the entire circumference), and the sum of the absolute value of the deviation of the distance from the center of gravity for the entire circumference (not necessarily the entire circumference) is 1
The complexity index at one contour line.
【0038】そして、ステップST133において、接
平面上の全ての等高線について複雑度指数を求めたか否
か確認し、未算出の等高線がある場合は、ステップST
131およびST132の動作を繰り返す。Then, in step ST133, it is confirmed whether or not the complexity index has been obtained for all the contour lines on the tangent plane.
The operations of 131 and ST132 are repeated.
【0039】最後に、算出された全ての等高線の複雑度
を加算することで特徴画像における複雑度指数を得る
(ステップST134)。Finally, a complexity index of the feature image is obtained by adding the calculated complexity of all the contour lines (step ST134).
【0040】<特徴的作用効果>以上説明したように、
本発明によれば、前処理のための候補点の複雑度指数を
算出する際に、3次元形状の特徴を2次元画像である特
徴画像で表示し、該特徴画像から複雑度指数を得るよう
にするので、3次元形状データから直接に複雑度を得る
方法に比べて処理時間を短縮することができる。<Characteristic Effects> As described above,
According to the present invention, when calculating a complexity index of a candidate point for preprocessing, a feature of a three-dimensional shape is displayed as a feature image which is a two-dimensional image, and a complexity index is obtained from the feature image. Therefore, the processing time can be reduced as compared with the method of directly obtaining the complexity from the three-dimensional shape data.
【0041】また、2次元画像について複雑度を算出す
る方法には従来からある種々の方法を採ることができ、
複雑度の指数化方法の選択の幅が広く、種々の応用用途
に適した指数化方法を得ることができる。As a method of calculating the complexity of a two-dimensional image, various conventional methods can be used.
A wide range of choices can be made for the complexity indexing method, and an indexing method suitable for various applications can be obtained.
【0042】<複雑度の指数化方法の他の例>以下、複
雑度の指数化方法の他の例について説明する。まず、1
つには複雑度を幾何的なフラクタル次元値で表現する方
法である。この方法は、2次元上の図形がその複雑さに
応じて原理的には0次元〜2次元の間の値を取るという
性質に着目したものである。すなわち、3次元形状を2
次元的に表現した図形が単なる直線とすれば、それは1
次元の画像ということになるが、その直線が凹凸を有す
るようになれば、1.1次元、1.2次元というように
次元値が上がり、最も複雑な画像は2次元ということに
なる。このような、手法を用いることで、例えば3次元
形状を等高線表示した画像の複雑度を数値化することが
可能となる。<Another Example of Complexity Indexing Method> Another example of the complexity indexing method will be described below. First, 1
One is to express the complexity by geometric fractal dimension values. This method focuses on the property that two-dimensional figures take values between 0 and 2 in principle in accordance with their complexity. That is, the three-dimensional shape is changed to 2
If the figure expressed in dimension is simply a straight line, it is 1
Although it is a two-dimensional image, if the straight line has irregularities, the dimension value increases to 1.1 dimensions, 1.2 dimensions, and the most complicated image is two dimensions. By using such a method, it is possible to quantify the complexity of an image in which, for example, a three-dimensional shape is displayed as contour lines.
【0043】また、1つには複雑度を対象画像の平均的
情報量で定義する方法がある。この方法は、複雑な画像
ほど情報量が多いという性質に着目したものである。例
えば、3次元形状を、その高低に対応させて濃淡を付し
た画素で構成された画像で表現し、濃淡の出現確率によ
って画像の複雑度を数値化することが可能となる。One method is to define the complexity by the average information amount of the target image. This method focuses on the property that a complex image has a larger amount of information. For example, a three-dimensional shape can be represented by an image composed of pixels with shading corresponding to the height, and the complexity of the image can be quantified by the appearance probability of shading.
【0044】また、1つには複雑度を対象画像の分散値
で定義する方法がある。この方法は、複雑な画像ほど1
ビット数が多い画素が集中するという性質に着目したも
のである。例えば、3次元形状を2次元平面に投影し、
所定の領域に区分して、その領域内の1画素当たりのビ
ット数を測定し、ビット数による画素の分散状態によっ
て画像の複雑度を数値化することが可能となる。One of the methods is to define the complexity by the variance of the target image. This method is useful for complex images.
This focuses on the property that pixels having a large number of bits are concentrated. For example, projecting a three-dimensional shape onto a two-dimensional plane,
By dividing the area into predetermined areas, the number of bits per pixel in the area is measured, and the complexity of the image can be quantified based on the distribution of pixels according to the number of bits.
【0045】以上、種々の方法により2次元画像の複雑
度指数を求めることができるが、本発明においてはこれ
ら以外の方法によって得られた複雑度指数を使用しても
良いことは言うまでもない。As described above, the complexity index of a two-dimensional image can be obtained by various methods. Needless to say, in the present invention, a complexity index obtained by other methods may be used.
【0046】<複雑度指数の適用の他の例>また、以上
の説明においては算出した複雑度指数を用いて3次元形
状データの位置合わせに先立つ前処理を行う例について
説明したが、複雑度指数の適用は当該前処理に限定され
るものではない。<Another Example of Application of Complexity Index> In the above description, an example has been described in which preprocessing prior to positioning of three-dimensional shape data is performed using the calculated complexity index. The application of the index is not limited to the pre-processing.
【0047】例えば、求めた複雑度指数に基づいて3次
元形状を表す境界表現、例えばポリゴンメッシュの再生
成の判断指標とすることができる。例えば、形状の特徴
を表す頂点部においては形状が複雑であり、複雑度指数
に基づいてポリゴンメッシュのメッシュ間隔を細かくす
るなどの措置を取ることで、3次元形状の境界表現をよ
り正確にできる。For example, it can be used as a boundary expression representing a three-dimensional shape based on the obtained complexity index, for example, a judgment index for regenerating a polygon mesh. For example, the shape is complicated at the vertex portion representing the feature of the shape, and by taking measures such as reducing the mesh interval of the polygon mesh based on the complexity index, the boundary expression of the three-dimensional shape can be more accurately represented. .
【0048】また、3次元形状データの圧縮処理におけ
る圧縮度(元データに対する圧縮データ量の割合)の指
標とすることができ、例えば、複雑な部分では圧縮度を
小さくし、滑らかな部分では圧縮度を大きくすることで
圧縮データ量を調整することができる。Also, it can be used as an index of the degree of compression (the ratio of the amount of compressed data to the original data) in the compression processing of the three-dimensional shape data. By increasing the degree, the amount of compressed data can be adjusted.
【0049】<記録媒体への書き込み>本発明に係る3
次元形状データの解析方法は、専用コンピュータとして
の3次元形状データ解析装置の制御部に、以上説明した
図1〜図3、図6および図8に示すフローチャートのス
テップを実行させるようなプログラムを記憶させておく
ことで実現させることができるが、フレキシブルディス
クなどの記録媒体に上記プログラムを書き込んでおき、
これを読み取らせることで汎用的なパーソナルコンピュ
ータやワークステーション等に取り込んだ3次元形状デ
ータを解析させるようにしても良い。<Writing on Recording Medium>
The method of analyzing three-dimensional shape data stores a program that causes the control unit of the three-dimensional shape data analysis device as a dedicated computer to execute the steps of the flowcharts shown in FIGS. 1 to 3, 6, and 8 described above. It can be realized by leaving it, but write the above program on a recording medium such as a flexible disk,
By reading this, the three-dimensional shape data taken into a general-purpose personal computer or workstation may be analyzed.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明に係る請求項1記載の3次元形状
データの解析方法によれば、3次元形状の特徴を2次元
の特徴画像で表示し、該特徴画像から複雑度指数を得る
ようにするので、3次元形状データから直接に複雑度を
得る方法に比べて処理時間を短縮することができる。ま
た、2次元画像について複雑度を算出する方法には従来
からある種々の方法を採ることができ、複雑度の指数化
方法の選択の幅が広く、種々の応用用途に適した指数化
方法を得ることができる。According to the method for analyzing three-dimensional shape data according to the first aspect of the present invention, a feature of a three-dimensional shape is displayed as a two-dimensional feature image, and a complexity index is obtained from the feature image. Therefore, the processing time can be reduced as compared with the method of directly obtaining the complexity from the three-dimensional shape data. In addition, various conventional methods can be used to calculate the complexity of a two-dimensional image, and a wide range of complexity indexing methods can be selected, and an indexing method suitable for various application purposes can be selected. Obtainable.
【0051】本発明に係る請求項2記載の3次元形状デ
ータの解析方法によれば、特徴画像として注目点周辺の
形状を等高線で表示し、当該等高線の周囲長さと同じ円
周長の円との比較により複雑度指数を求めるので、複雑
度指数の算出過程が比較的単純でありながら3次元形状
の特徴を比較的正確に反映した複雑度指数を得ることが
できる。According to the method for analyzing three-dimensional shape data according to the second aspect of the present invention, the shape around the point of interest is displayed as a feature image by contour lines, and a circle having the same circumference as the circumference of the contour line is displayed. , A complexity index is obtained by comparing the above, so that the complexity index that reflects the characteristics of the three-dimensional shape relatively accurately can be obtained while the complexity index calculation process is relatively simple.
【0052】本発明に係る請求項3記載の記録媒体によ
れば、請求項1記載の3次元形状データの解析方法を実
行させるためのプログラムが記録されているので、この
プログラムをコンピュータに実行させることにより、3
次元形状データから直接に複雑度を得る方法に比べて処
理時間を短縮することができる。According to the recording medium of the third aspect of the present invention, a program for executing the method of analyzing three-dimensional shape data of the first aspect is recorded, and this program is executed by a computer. By 3
The processing time can be reduced as compared with the method of directly obtaining the complexity from the dimensional shape data.
【0053】本発明に係る請求項4記載の記録媒体によ
れば、請求項2記載のステップ(a−1)、(a−2)、
(b−1)、(b−2)のステップを実行させるためのプロ
グラムが記録されているので、このプログラムをコンピ
ュータに実行させることにより、複雑度指数の算出過程
が比較的単純でありながら3次元形状の特徴を比較的正
確に反映した複雑度指数を得ることができる。According to the recording medium of claim 4 of the present invention, the steps (a-1), (a-2),
Since a program for executing the steps (b-1) and (b-2) is recorded, by executing this program on a computer, the calculation process of the complexity index is relatively simple. It is possible to obtain a complexity index that reflects the feature of the dimensional shape relatively accurately.
【図1】 本発明に係る3次元形状データの解析方法の
位置づけを説明するフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart illustrating the positioning of a method for analyzing three-dimensional shape data according to the present invention.
【図2】 本発明に係る3次元形状データの解析方法の
主要部を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating a main part of a method for analyzing three-dimensional shape data according to the present invention.
【図3】 複雑度指数の比較処理を説明するフローチャ
ートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a complexity index comparison process.
【図4】 特徴画像の作成方法の一例を説明する概念図
である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example of a feature image creation method.
【図5】 等高線表示による特徴画像を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a characteristic image by contour display.
【図6】 特徴画像の作成方法を説明するフローチャー
トである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for creating a characteristic image.
【図7】 等高線表示による特徴画像からの複雑度指数
の算出方法を説明する概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a method of calculating a complexity index from a feature image by contour display.
【図8】 等高線表示による特徴画像からの複雑度指数
の算出方法を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of calculating a complexity index from a feature image by contour display.
【図9】 形状データの位置合わせを説明する概念図で
ある。FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the alignment of shape data.
【図10】 形状データの位置合わせを説明する概念図
である。FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating alignment of shape data.
【図11】 形状データの位置合わせを説明する概念図
である。FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating alignment of shape data.
【図12】 従来の形状データの複雑度の算出方法の一
例を説明する概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating an example of a conventional method of calculating the complexity of shape data.
PL 接平面、AP 候補点、NL 法線、CL1〜C
L3 等高線、CG重心、CP 中心PL tangent plane, AP candidate point, NL normal, CL1-C
L3 contour, CG center of gravity, CP center
Claims (4)
状データに基づいて、前記立体の特徴を反映した2次元
の特徴画像を作成するステップと、 (b)前記特徴画像の複雑さを数値化した複雑度指数を算
出するステップとを備える、3次元形状データの解析方
法。(A) creating a two-dimensional feature image reflecting the three-dimensional features based on three-dimensional shape data obtained by converting a three-dimensional shape into data; (b) complexity of the feature images Calculating a complexity index obtained by digitizing the three-dimensional shape data.
注目点における法線と、該法線に垂直に接する接平面を
設定するステップと、 (a−2)前記接平面に、前記注目点周辺の高低差を等高
線で表示するステップとを含み、 前記ステップ(b)は、 (b−1)前記等高線について、その周囲長さと同じ円周
長の円を設定し、前記等高線により規定される面の重心
と、前記円の中心とを一致させるステップと、 (b−2)前記円の中心線上における前記円の外周からの
前記等高線の隔たりを前記中心線ごとに算出し、加算す
ることで前記複雑度指数とするステップとを含む、請求
項1記載の3次元形状データの解析方法。2. The step (a) comprises: (a-1) arbitrarily setting a point of interest on the surface of the solid, and setting a normal line at the point of interest and a tangent plane perpendicular to the normal line. (A-2) displaying a height difference around the point of interest on the tangent plane as a contour line, wherein the step (b) comprises: (b-1) a perimeter of the contour line Setting a circle having the same circumferential length as the above, and matching the center of gravity of the surface defined by the contour line with the center of the circle; (b-2) from the outer circumference of the circle on the center line of the circle 2. The method for analyzing three-dimensional shape data according to claim 1, further comprising: calculating a distance between the contour lines for each of the center lines, and adding the calculated distance to the complexity index.
方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記
録されている、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。3. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the method for analyzing three-dimensional shape data according to claim 1 is recorded.
−2)、(b−1)、(b−2)のステップをコンピュータ
に実行させるためのプログラムが記録されている、請求
項3記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。4. The method according to claim 2, wherein steps (a-1) and (a)
4. The computer-readable recording medium according to claim 3, wherein a program for causing a computer to execute the steps of -2), (b-1), and (b-2) is recorded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28639298A JP2000113192A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Analyzing method for three-dimensional shape data and recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28639298A JP2000113192A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Analyzing method for three-dimensional shape data and recording medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000113192A true JP2000113192A (en) | 2000-04-21 |
Family
ID=17703816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28639298A Pending JP2000113192A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Analyzing method for three-dimensional shape data and recording medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000113192A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007014483A (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Toshiba Corp | Medical diagnostic apparatus and diagnostic support apparatus |
| WO2010143594A1 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | 株式会社 フジミインコーポレーテッド | Powder for thermal spraying and method for forming thermal-spray deposit |
| WO2010150639A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 株式会社豊田自動織機 | Method and device for determining shape congruence in three dimensions |
-
1998
- 1998-10-08 JP JP28639298A patent/JP2000113192A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007014483A (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Toshiba Corp | Medical diagnostic apparatus and diagnostic support apparatus |
| WO2010143594A1 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | 株式会社 フジミインコーポレーテッド | Powder for thermal spraying and method for forming thermal-spray deposit |
| WO2010150639A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 株式会社豊田自動織機 | Method and device for determining shape congruence in three dimensions |
| JP2011003127A (en) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Toyota Industries Corp | Method and device for determining shape coincidence in three dimensions |
| CN102428497A (en) * | 2009-06-22 | 2012-04-25 | 株式会社丰田自动织机 | Method and device for determining shape congruence in three dimensions |
| CN102428497B (en) * | 2009-06-22 | 2015-04-15 | 株式会社丰田自动织机 | Method and device for judging consistency of three-dimensional shape |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Combinatorial manifold mesh reconstruction and optimization from unorganized points with arbitrary topology | |
| KR101979418B1 (en) | Robust merging of three-dimensional textured meshes | |
| JP4924165B2 (en) | Shape comparison device and shape comparison method | |
| JP4615951B2 (en) | Shape model creation method and structure optimization system | |
| JP4068596B2 (en) | Graphic processing method, graphic processing apparatus, and computer-readable graphic processing program | |
| JP2002520749A (en) | Method and system for generating a fully textured three-dimensional model | |
| WO2009128505A1 (en) | Image inspection apparatus | |
| JP4248399B2 (en) | Automatic branch labeling method | |
| Governi et al. | 3D geometry reconstruction from orthographic views: A method based on 3D image processing and data fitting | |
| CN103700135B (en) | A kind of three-dimensional model local spherical mediation feature extracting method | |
| US5719947A (en) | Dynamic image processor | |
| JP4411075B2 (en) | Branch selection method for probe alignment | |
| JPH07111331B2 (en) | 3D shape input device | |
| CN103238170B (en) | Display processing method and device | |
| US7388584B2 (en) | Method and program for determining insides and outsides of boundaries | |
| Asgharian et al. | How many sample points are sufficient for 3D model surface representation and accurate mesh simplification? | |
| CN110019632B (en) | A Shape Analysis Method of Geographic Elements Based on Shape Tree | |
| JP2004508641A (en) | Digital image segmentation | |
| US6518964B1 (en) | Apparatus, system, and method for simplifying annotations on a geometric surface | |
| Liao et al. | A fast point cloud registration method based on spatial relations and features | |
| CN119025476B (en) | Model data format conversion method and system for three-dimensional engine | |
| JP2000113192A (en) | Analyzing method for three-dimensional shape data and recording medium | |
| JP2009122998A (en) | Method for extracting outline from solid/surface model, and computer software program | |
| CN120182509A (en) | Method, device, storage medium and equipment for indoor scene reconstruction | |
| JP4374068B1 (en) | Method for approximating line segment of edge point sequence |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050613 |