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3次元形状推定装置、3次元形状推定方法及び3次元形状推定プログラム

国内特許コード P150011883
整理番号 3383
掲載日 2015年4月15日
出願番号 特願2011-157870
公開番号 特開2013-025458
登録番号 特許第5686412号
出願日 平成23年7月19日(2011.7.19)
公開日 平成25年2月4日(2013.2.4)
登録日 平成27年1月30日(2015.1.30)
発明者
  • ウ 小軍
  • 延原 章平
  • 松山 隆司
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 3次元形状推定装置、3次元形状推定方法及び3次元形状推定プログラム
発明の概要 【課題】3次元形状の推定を行うことができる3次元形状推定装置を提供する。
【解決手段】空間の異なる位置から対象物体を撮影する多視点カメラによって撮像した画像から、対象物体の3次元形状を推定する3次元形状推定装置であって、多視点マルチカメラによって撮像した背景画像及び前景画像を入力する手段と、対象物体を含む3次元空間全体をボクセルに分割する手段と、ボクセルを背景画像及び前景画像に投影し、対象物体に含まれる第1の尤度を計算する手段と、ボクセルのそれぞれについて、隣接するボクセルとの間に対象物体の境界面が存在する第2の尤度を計算する手段と、第1の尤度及び第2の尤度を重み係数とする枝をボクセル毎に定義し、グラフを構築する手段と、構築されたグラフに対し、最小グラフカットを計算することにより対象となるボクセル集合を計算する手段と、ボクセル集合を対象物体の3次元形状情報として出力する手段とを備えた。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



従来から、複数の視点でそれぞれ撮影された対象物体の画像に基づき、それぞれの視点に対応した対象物体のシルエットを事前に撮影した背景画像との比較により求め、SfS(Shape-from-Silhouette)法に適用することで、3次元形状を求める手法が知られている(例えば、非特許文献1、2参照)。SFS法は、それぞれの画像に撮影された対象物体のシルエットを抽出し、シルエットとカメラの射影中心が形成する錐体の内側に対象物体が含まれるといった性質を利用して三次元形状を復元する手法である。





ここで、図4を参照して、従来手法の処理動作を説明する。図4は、従来手法の処理動作を示すフローチャートである。まず、予め複数の視点において、対象物体のない背景画像を撮影し、保存しておく。次に対象物体の存在する前景画像を撮影して保存する。そして、多視点マルチカメラの背景画像を入力する(ステップS1)とともに、前景画像を入力する(ステップS2)。





次に、それぞれの視点に対し、例えば、背景差分法などにより、対象シルエットを計算することにより、複数の視点に対応した対象物体のシルエットを求める(ステップS3)。そして、すべての視点の対象物体のシルエットに対してSfS法を適用し、3次元形状の計算を行い(ステップS4)、得られた3次元形状の情報を出力する(ステップS5)。一般的には、計算される3次元形状はボクセル表現となり、対象を表す3次元空間中のボクセル集合として出力されることになる。

産業上の利用分野



本発明は、3次元形状推定装置、3次元形状推定方法及び3次元形状推定プログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
空間の異なる位置から対象物体を撮影する多視点カメラによって撮像した画像から、前記対象物体の3次元形状を推定する3次元形状推定装置であって、
前記多視点マルチカメラによって撮像した背景画像及び前景画像を入力する画像入力手段と、
前記対象物体を含む3次元空間全体をボクセルに分割する分割手段と、
前記ボクセルを前記背景画像及び前記前景画像に投影し、前記対象物体に含まれる第1の尤度を計算する第1の計算手段と、
前記ボクセルのそれぞれについて、当該ボクセルから隣接するボクセルへと向かう方向の間に前記対象物体の境界面が存在する第2の尤度を、カメラの視線方向が当該ボクセルから隣接するボクセルへの方向と許容の垂直範囲にあるカメラにより撮像された画像から計算する第2の計算手段と、
前記第1の尤度及び前記第2の尤度を重み係数とする枝をボクセル毎に定義し、グラフを構築する構築手段と、
前記構築された前記グラフに対し、最小グラフカットを計算することにより対象となるボクセル集合を計算する第3の計算手段と、
前記ボクセル集合を前記対象物体の3次元形状情報として出力する形状出力手段と
を備えたことを特徴とする3次元形状推定装置。

【請求項2】
空間の異なる位置から対象物体を撮影する多視点カメラによって撮像した画像から、前記対象物体の3次元形状を推定する3次元形状推定方法であって、
前記多視点マルチカメラによって撮像した背景画像及び前景画像を入力する画像入力ステップと、
前記対象物体を含む3次元空間全体をボクセルに分割する分割ステップと、
前記ボクセルを前記背景画像及び前記前景画像に投影し、前記対象物体に含まれる第1の尤度を計算する第1の計算ステップと、
前記ボクセルのそれぞれについて、当該ボクセルから隣接するボクセルへと向かう方向の間に前記対象物体の境界面が存在する第2の尤度を、カメラの視線方向が当該ボクセルから隣接するボクセルへの方向と許容の垂直範囲にあるカメラにより撮像された画像から計算する第2の計算ステップと、
前記第1の尤度及び前記第2の尤度を重み係数とする枝をボクセル毎に定義し、グラフを構築する構築ステップと、
前記構築された前記グラフに対し、最小グラフカットを計算することにより対象となるボクセル集合を計算する第3の計算ステップと、
前記ボクセル集合を前記対象物体の3次元形状情報として出力する形状出力ステップと
を有することを特徴とする3次元形状推定方法。

【請求項3】
コンピュータを、請求項1に記載の3次元形状推定装置として機能させるための3次元形状推定プログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011157870thum.jpg
出願権利状態 登録
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