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3次元物体モデル数値化方法及び3次元物体モデル数値化プログラム及びその記録媒体

国内特許コード P07P005041
整理番号 TDU-120
掲載日 2007年12月21日
出願番号 特願2006-092907
公開番号 特開2007-265326
登録番号 特許第4780459号
出願日 平成18年3月30日(2006.3.30)
公開日 平成19年10月11日(2007.10.11)
登録日 平成23年7月15日(2011.7.15)
発明者
  • 柴田 滝也
  • 武田 秀貴
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 3次元物体モデル数値化方法及び3次元物体モデル数値化プログラム及びその記録媒体
発明の概要

【課題】本願発明は、物体モデルの大きさに依存せず、また形状に関しては物体モデルが回転しても特徴量が不変な数値で表すことのできる3次元物体モデル数値化方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本願発明の3次元物体モデル数値化方法は、複数のポリゴンの組み合わせで記述された3次元の物体モデルの特徴を数値化する3次元物体モデル数値化方法であって、前記物体モデルの中心と前記物体モデルの各頂点との距離をそれぞれ頂点の距離として求め、前記それぞれの頂点の距離をp個(pは2以上の整数)の距離区間に分類し、各距離区間に含まれる頂点の数を頂点の全体数で除した距離区間ごとの値を特徴量として算出する。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


近年、コンピュータ技術やCADソフトウェアの発展に伴い、各種の3次元の物体モデルが生成されインターネットに掲載されたり、データベースとして収容されたりしている。しかし、従来の検索システムではテキストによる検索がほとんどである。テキスト検索では、3次元の物体モデルの形状を特徴的に表現するキーワードや分類記号が用いられている。しかし、単純な形状にはこのようなキーワードや分類記号による検索が可能であるが、複雑な形状の検索には適していない。また、すでに蓄積されたデータベースにはキーワードや分類記号が必ずしも付されていないため、検索することができない。



インテリアなどの3次元の物体モデルが普及する中で3次元の物体モデルを検索するには手間と時間がかかるため、3次元の物体モデルの特徴を抽出して数値化する手法が求められている。



例えば、任意の2つのポリゴン対の角度や相対距離の特徴を導出して2つの3次元の物体モデルの類似を判断する手法がある(例えば、特許文献1参照。)。この手法は、ポリゴンの面に着目して、3次元の物体モデルの形状の特徴を抽出するものである。

【特許文献1】特開2005-84717号公報

産業上の利用分野


本発明は、3次元の物体モデルの検索を容易にするために、3次元の物体モデルの特徴を数値化する3次元の物体モデル数値化方法及び3次元の物体モデル数値化プログラム及びその記録媒体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数のポリゴンの組み合わせで記述された3次元の物体モデルの特徴を数値化する3次元物体モデル数値化方法であって、
コンピュータが備える距離を求める手段が、前記物体モデルの中心と前記物体モデルの各頂点との距離をそれぞれ頂点の距離として求める手順と
コンピュータが備える距離を分類する手段が、前記距離を求める手段の求めた前記それぞれの頂点の距離をp個(pは2以上の整数)の距離区間に分類する手順と、
コンピュータが備える特徴量を算出する手段が、前記距離を分類する手段の分類した各距離区間に含まれる頂点の数を頂点の全体数で除した距離区間ごとの値を特徴量として算出する手順と、
を有する3次元物体モデル数値化方法。

【請求項2】
複数のポリゴンの組み合わせで記述された3次元の物体モデルの特徴を数値化する3次元物体モデル数値化方法であって、
コンピュータが備える距離を求める手段が、前記物体モデルの中心と前記物体モデルの各頂点との距離をそれぞれ頂点の距離として求める手順と
コンピュータが備える角度を求める手段が、前記物体モデルの中心から前記物体モデルの任意の2つの頂点を見た角度を前記物体モデルの全ての頂点の組み合わせについてそれぞれ頂点の角度として求める手順と
コンピュータが備える距離を分類する手段が、前記距離を求める手段の求めた前記それぞれの頂点の距離をp個(pは2以上の整数)の距離区間に分類する手順と
コンピュータが備える角度を分類する手段が、前記角度を求める手段の求めた前記それぞれの頂点の角度をq個(qは2以上の整数)の角度区間に分類する手順と
コンピュータが備える特徴量を算出する手段が、前記距離区間ごと及び前記角度区間ごとに含まれる頂点の数を全ての頂点から2つの頂点を選択する組み合わせの数の2倍で除した前記距離区間ごとの値及び前記角度区間ごとの値を特徴量として算出する手順と、
を有する3次元物体モデル数値化方法。

【請求項3】
前記角度区間は、等分割されていることを特徴とする請求項2に記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項4】
前記角度区間は、前記角度区間の境界が等比級数となるように分割されていることを特徴とする請求項2に記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項5】
球面の内面に前記物体モデルが最大に内接するように前記物体モデルを拡大又は縮小したときの前記球面の中心が前記物体モデルの中心であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項6】
前記物体モデルが均一物で構成されているとしたときの重量中心が前記物体モデルの中心であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項7】
前記距離区間は、等分割されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項8】
前記距離区間は、前記距離区間の境界が等比級数となるように分割されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項9】
前記特徴量として算出する手順において、コンピュータが備える特徴量を算出する手段が、
前記頂点を形成する各ポリゴンの拡散反射率の平均値を前記頂点の拡散反射率とし、
前記頂点の前記拡散反射率から得られる前記頂点の色彩を色空間の構成要素ごとに分離して特徴量としてさらに算出することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項10】
前記特徴量として算出する手順において、コンピュータが備える特徴量を算出する手段が、
前記頂点を形成する各ポリゴンの拡散反射率の平均値を前記頂点の拡散反射率とし、
前記頂点に接するポリゴンの全てについて、前記頂点と前記頂点から延びる前記ポリゴンの辺の中点と前記ポリゴンの重心と前記頂点から延びる前記ポリゴンの他の辺の中点と前記頂点とで囲まれる四角形の面積を算出し、前記頂点に接するポリゴンの全ての前記四角形の面積の総和を前記頂点の頂点面積とし、
前記頂点の前記拡散反射率に前記頂点の前記頂点面積で加重して得られる前記頂点の色彩を色空間の構成要素ごとに分離して特徴量としてさらに算出することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項11】
前記特徴量として算出する手順において、コンピュータが備える特徴量を算出する手段が、
前記頂点を形成する各ポリゴンの法線ベクトルのベクトル和を前記頂点の法線ベクトルとし、
前記頂点に接するポリゴンの全てについて、前記頂点と前記頂点から延びる前記ポリゴンの辺の中点と前記ポリゴンの重心と前記頂点から延びる前記ポリゴンの他の辺の中点と前記頂点とで囲まれる四角形の面積を算出し、前記頂点に接するポリゴンの全ての前記四角形の面積の総和を前記頂点の頂点面積とし、
下記(1)式によって得られるAに前記頂点の頂点面積で加重して得られる前記頂点の色彩を色空間の構成要素ごとに分離して特徴量としてさらに算出することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。
A=L×α×cosθ (1)
但し、Lは照明の強度、αは頂点に割り当てられた拡散反射率、θは前記頂点の法線ベクトルと照明の方向ベクトルとの角度を表し、-90°≧θ≧90°以外ではA=0である。

【請求項12】
前記色空間の構成要素は、赤、緑、青の3色であり、各色の強度をそれぞれfi、fj、fk個(fi、fj、fkは2以上の整数)の区間に分類し、各区間に含まれる頂点の数を特徴量として算出することを特徴とする請求項9から11のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項13】
前記色空間の構成要素は、L*a*b*色空間のL*、a*、b*であり、L*、a*、b*の程度をそれぞれgi、gj、gk個(gi、gj、gkは2以上の整数)の区間に分類し、各区間に含まれる頂点の数を特徴量として算出することを特徴とする請求項9から11のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項14】
前記色空間の構成要素は、色相、彩度及び明度であり、色相、彩度、明度の程度をそれぞれhi、hj、hk個(hi、hj、hkは2以上の整数)の区間に分類し、各区間に含まれる頂点の数を特徴量として算出することを特徴とする請求項9から11のいずれかに記載の3次元物体モデル数値化方法。

【請求項15】
請求項1から14のいずれかに記載の各手順をコンピュータに実行させるための3次元物体モデル数値化プログラム。

【請求項16】
請求項15に記載の3次元物体モデル数値化プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
産業区分
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006092907thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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