JP2002032783A - ３次元モデルの生成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】３次元データを用いることなく、２次元画像か
ら簡単に３次元モデルを生成すること。 【解決手段】３次元の標準モデルＤＳを変形させて３次
元モデルを生成する方法であって、対象物をカメラで撮
影して得られた２次元画像ＦＴ上に、撮影時のカメラパ
ラメータを用いて標準モデルＤＳを投影し、標準モデル
ＤＳを２次元画像ＦＴにフィッティングするとともに、
その際に、標準モデルと２次元画像ＦＴとの概略の位置
合わせを行い、概略の位置合わせにおいて得られるｘ方
向およびｙ方向のスケール情報に基づいてｚ方向のスケ
ールを取得し、取得したｚ方向のスケールに基づいて標
準モデルの奥行き方向の変形を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元モデルの生
成方法および装置に関し、例えばコンピュータグラフィ
ックスの分野における３次元モデルの生成に利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】近年において、映画やゲームなどに３次
元ＣＧ（３次元コンピュータグラフィックス）の技術が
しばしば用いられている。３次元ＣＧでは、仮想的な３
次元空間内に３次元モデルやライトを配置して動かすの
で、表現の自由度が高い。

【０００３】従来より、光切断法などによる非接触型の
３次元計測装置が実用化されており、これを用いて計測
を行うことにより、対象物の３次元データを作成するこ
とができる。しかし、計測によって得られた３次元デー
タをそのまま３次元ＣＧに用いるには、得られたデータ
の間引きなどを行ってデータ量を減らすための処理が複
雑であるなど、種々の問題がある。

【０００４】この問題に対処するため、対象物の標準モ
デルを準備しておき、計測された３次元データに合わせ
て標準モデルを変形する方法が提案されている（特開平
５−８１３７７号）。

【０００５】この従来の方法では、計測によって得られ
た３次元データの３次元形状情報、つまり３次元に存在
する点群をフィッティング対象として用い、それら３次
元の点群に標準モデルの表面をフィッティングさせる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、対象物につい
ての３次元データを取得するのは、２次元画像を取得す
る程には容易ではない。また、３次元データはデータ量
が多いので、データ処理に時間を要し、上に述べたよう
なデータ削減処理などが面倒であるという問題もある。

【０００７】また、計測された３次元の点群に合わせて
標準モデルの面を変形させた場合に、全体的な形状はほ
ぼ一致するのであるが、局所的な特徴を一致させること
は困難であった。

【０００８】つまり、例えば、従来の方法によって人の
頭部の３次元モデルを作成した場合に、できあがった３
次元モデルは、頭部の全体的な形状は計測対象の人の頭
部と一致するのであるが、目または口もとなどのように
顔の表情に大きな影響を与える局所的な部分について
は、充分に一致するまでに至らない。そのため、人の細
かい表情を表現することは困難であった。

【０００９】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、３次元データを用いることなく、２次元画像から
簡単に３次元モデルを生成する方法および装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、３
次元の標準モデルを変形させて３次元モデルを生成する
方法であって、対象物をカメラで撮影して得られた２次
元画像上に、撮影時のカメラパラメータを用いて前記標
準モデルを投影し、前記標準モデルを前記２次元画像に
フィッティングするとともに、その際に、前記標準モデ
ルと前記２次元画像との概略の位置合わせを行い、概略
の位置合わせにおいて得られるｘ方向およびｙ方向のス
ケール情報に基づいてｚ方向のスケールを取得し、取得
したｚ方向のスケールに基づいて前記標準モデルの奥行
き方向の変形を行う。

【００１１】好ましくは、標準モデル上に輪郭または／
および特徴点を定義し、それら輪郭または／および特徴
点が、２次元画像上の対応する輪郭または／および特徴
点に近づくようにフィッティングを行う。

【００１２】本発明に係る装置は、対象物をカメラで撮
影して得られた２次元画像を記憶する手段と、撮影時の
カメラパラメータを用いて前記２次元画像上に前記標準
モデルを投影する手段と、前記標準モデルと前記２次元
画像との概略の位置合わせを行う際に、概略の位置合わ
せにおいて得られるｘ方向およびｙ方向のスケール情報
に基づいてｚ方向のスケールを取得し、取得したｚ方向
のスケールに基づいて前記標準モデルの奥行き方向の変
形を行う手段とを有してなる。

【００１３】本発明において、フィッティングとは、標
準モデルの変形処理、またはそれを含む一連の処理をい
う。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るモデリング装
置１を示すブロック図である。本実施形態においては、
予め作成した標準モデルを人の頭部についての計測デー
タ（２次元画像）に基づいて変形する（フィッティング
する）ことにより、人の頭部の３次元モデルを生成する
例を説明する。

【００１５】図１に示すように、モデリング装置１は、
処理装置１０、磁気ディスク装置１１、媒体ドライブ装
置１２、ディスプレイ装置１３、キーボード１４、マウ
ス１５、およびカメラ１６などからなる。

【００１６】処理装置１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ、ビデオＲＡＭ、入出力ポート、および各種コントロ
ーラなどからなる。ＲＡＭおよびＲＯＭなどに記憶され
たプログラムをＣＰＵが実行することにより、処理装置
１０上に種々の機能が実現される。

【００１７】磁気ディスク装置１１には、ＯＳ（Operat
ing System) 、３次元モデルＭＬを生成するためのモデ
リングプログラムＰＲ、その他のプログラム、標準モデ
ル（標準モデルデータ）ＤＳ、３次元データ（３次元計
測データ）ＤＴ、３次元データＤＴの信頼性を示す信頼
性データＤＲ、２次元画像（２次元計測データ）ＦＴ、
生成された３次元モデルＭＬ、その他のデータなどが格
納されている。これらのプログラムおよびデータは、適
時、処理装置１０のＲＡＭにローディングされる。但
し、本実施形態において、３次元データＤＴおよび信頼
性データＤＲは用いない。

【００１８】なお、モデリングプログラムＰＲには、計
測処理、概略位置合わせ、データ削減処理、変形処理、
部分領域選択処理、およびその他の処理のためのプログ
ラムが含まれる。

【００１９】媒体ドライブ装置１２は、ＣＤ−ＲＯＭ
（ＣＤ）、フロッピィディスクＦＤ、または光磁気ディ
スクなどの記録媒体にアクセスし、データまたはプログ
ラムの読み書きなどを行うものである。記録媒体の種類
に応じて適切なドライブ装置が用いられる。上に述べた
モデリングプログラムＰＲは、これら記録媒体からイン
ストールすることが可能である。標準モデルＤＳ、３次
元データＤＴ、信頼性データＤＲ、および２次元画像Ｆ
Ｔなども、記録媒体を介して入力することが可能であ
る。

【００２０】ディスプレイ装置１３の表示面ＨＧには、
上に述べた種々のデータ、およびモデリングプログラム
ＰＲにより生成された３次元モデルＭＬ、その他のデー
タ（画像）が表示される。

【００２１】キーボード１４およびマウス１５は、処理
装置１０にデータを入力しまたは指令を与えるために用
いられる。カメラ１６は、デジタル式のカメラであり、
対象物を撮影して２次元画像ＦＴを取得するためのもの
である。対象物に対して複数の異なる方向から撮影する
ことにより、視差の異なる複数の２次元画像ＦＴが得ら
れる。そのようなカメラ１６として、公知のデジタルカ
メラを用いることが可能である。また、銀塩式のカメラ
を用いて撮影し、得られた写真画像をデジタル化しても
よい。また、対象物に対して視差を有して配置された複
数のカメラを用いる方法もある。また、一方向から撮影
した２次元画像ＦＴを用いることも可能である。

【００２２】モデリング装置１は、パーソナルコンピュ
ータまたはワークステーションなどを用いて構成するこ
とが可能である。上に述べたプログラムおよびデータ
は、ネットワークＮＷを介して受信することにより取得
することも可能である。

【００２３】次に、モデリング装置１の全体の処理の流
れについて、フローチャートを参照しながら説明する。
図２はモデリング装置１の全体の処理の流れを示すフロ
ーチャート、図３は変形処理を示すフローチャート、図
４は標準モデルＤＳ１の例を示す図、図５は特徴点の対
応の様子を示す図、図６は輪郭の対応の様子を示す図、
図７は概略の位置合わせの様子を示す図、図８は標準モ
デルＤＳの輪郭ＲＫと２次元画像ＦＴの点Ｐとを模式的
に示す図、図９は標準モデルＤＳの異常変形を防ぐため
の仮想バネを説明するための図である。 〔標準モデルの準備〕図２において、まず、対象物につ
いての標準モデルＤＳを準備する（＃１１）。本実施形
態では対象物が人の頭部であるので、種々のサイズおよ
び形状を有した、頭部の全周についての複数の標準モデ
ル群の中から、対象物の頭部に最もよく似た標準モデル
ＤＳ１を準備する。

【００２４】標準モデルＤＳは、ポリゴンで定義された
３次元形状モデル、または自由曲面で定義された３次元
形状モデルのいずれでもよい。ポリゴンで定義された３
次元形状モデルである場合は、各ポリゴンの頂点の３次
元座標によって表面の形状が決まる。自由曲面で定義さ
れた３次元形状モデルである場合は、曲面を定義する関
数、および各制御点の座標によって表面の形状が決ま
る。

【００２５】なお、ポリゴンで定義された３次元形状モ
デルである場合に、各ポリゴンの頂点を「構成点」と記
載する。また、標準モデルＤＳのフィッティングに際し
て、標準モデルを変形するために用いられる点を「制御
点」と呼称する。制御点とポリゴンの構成点との位置関
係は任意であり、制御点はポリゴンの面上に設定されて
いてもよく、ポリゴンの面から離れて設定されていても
よい。１つの制御点は複数の構成点（３〜１００程度）
と関連付けられており、制御点の動きに合わせて関連付
けられた構成点が移動する。標準モデルＤＳのフィッテ
ィングに際しては、これら複数の制御点を移動させるこ
とによって標準モデルＤＳ全体を変形する。３次元形状
モデルが自由曲面で定義されている場合も、フィッティ
ングに使用する制御点の配置は任意である。

【００２６】制御点は、目尻、唇端などのように細かな
形状を持つ部分、および、鼻、唇などのように急激な形
状の変化を持つ部分には、高い密度で配置される。それ
以外の部分には一様に配置される。

【００２７】標準モデルＤＳには、ある方向から見た特
徴的な輪郭ＲＫおよび特徴点ＴＴが設定される。輪郭Ｒ
Ｋとして、例えば、目、鼻、口、または顎などに、瞼の
ライン、鼻のライン、唇のライン、または顎のラインな
どが設定される。特徴点ＴＴとして、例えば、目や口の
端部、鼻の頂部、顎の下端部のように、実際に特徴のあ
る部分、または、それらの中間のようなそれ自体では特
徴はないが位置的に特定し易い部分などが選ばれる。

【００２８】図４に示す標準モデルＤＳ１では、顎のラ
イン、唇のライン、および瞼のラインが輪郭ＲＫ１〜３
として設定されている。図４で分かるように、輪郭ＲＫ
１は、標準モデルＤＳ１をある方向から見たときに、そ
の縁線となる部分である。また、図４に示す標準モデル
ＤＳ１では、設定された特徴点ＴＴの一部のみが実際に
図に表されている。 〔２次元画像の取得〕次に、対象物を複数の方向から撮
影し、複数の２次元画像ＦＴを取得する（＃１２）。こ
のとき、カメラ１６のカメラパラメータを同時に取得し
ておく。カメラパラメータとして、例えば、ＣＣＤのサ
イズ、形状、および対象物に対する姿勢、レンズの焦点
距離、画角などである。カメラパラメータにより、対象
物に対する２次元画像ＦＴの位置および角度が求められ
る。

【００２９】なお、２次元画像ＦＴを「計測データ」と
記載することがある。標準モデルＤＳの準備と２次元画
像ＦＴの取得とはいずれが先でもよく、並行して進めて
もよい。 〔輪郭・特徴点の抽出〕図５および図６に示すように、
標準モデルＤＳに予め設定された輪郭ＲＫおよび特徴点
ＴＴと同じ位置に配置されるべき輪郭ＲＫおよび特徴点
ＴＴを、２次元画像ＦＴ上に配置する（＃１３）。 〔概略の位置合わせ〕標準モデルＤＳと２次元画像ＦＴ
との概略の位置合わせを行う（＃１４）。この処理で
は、図７に示すように、２次元画像ＦＴ上の部分的な線
または点と、標準モデルＤＳ上の部分的な線または点と
を対応づけ、それらの距離が最小となるように標準モデ
ルＤＳの向き、大きさ、および位置を変更する。

【００３０】すなわち、２次元画像ＦＴ上の特徴点ＴＴ
とそれに対応する標準モデルＤＳ上の特徴点ＴＴとの距
離に対して、次の（１）式に示すエネルギー関数Ｅ（ｓ
ｉ，αｉ，ｔｉ）が最小となるよう、標準モデルＤＳの
ｓｉ，αｉ，ｔｉを導く。

【００３１】

【数１】

【００３２】但し、 ｋ ：対応する特徴点の個数 Ｍk ：変形後の標準モデル上の特徴点 ｘ ：変形前の標準モデル上の特徴点 Ｃk ：２次元画像上の特徴点 Ｓi ：標準モデルの各方向の偏倍量（但し、Ｓ3 は奥行
き方向である） αi ：標準モデルの各方向への回転量 ｔi ：標準モデルの各方向への移動量 また、カメラ１６による撮影が一方向からに限られる場
合に、奥行き方向（Ｚ方向）の偏倍量（スケール）が正
確に得られない場合がある。その場合には、対象物の形
状と標準モデルＤＳの形状に大きな違いはないとみな
し、次の（２）式に示すように、Ｘ，Ｙ方向の偏倍量
（Ｓ1,Ｓ2 ）によってＺ方向の偏倍量（Ｓ3）を補正す
る方法を用いることができる。

【００３３】

【数２】

【００３４】但し、 γ ：視線方向ｘ3 変形分へのウエイトパラメータ このような補正を行うことによって、一方向から撮影し
た１枚の２次元画像ＦＴのみを用い、標準モデルＤＳを
変形して３次元モデルＭＬを生成することが可能であ
り、２次元画像ＦＴの取得および演算が容易である。 〔変形〕標準モデルＤＳの変形が行われる（＃１５）。
ここでは、標準モデルＤＳの輪郭と２次元画像ＦＴに設
定された輪郭との間の距離に関連して定義されるエネル
ギー関数ｅ2 、標準モデルＤＳの特徴点と２次元画像Ｆ
Ｔに設定された特徴点との間の距離に関連して定義され
るエネルギー関数ｅ3 、および、過剰な変形を回避する
ために定義されたエネルギー関数ｅs を用い、それらを
総合したエネルギー関数ｅを評価し、総合のエネルギー
関数ｅが最小となるように標準モデルＤＳの面を変形さ
せる。

【００３５】なお、総合のエネルギー関数ｅとして、ｅ
２，ｅ３，ｅｓの３つの関数を用いるのが望ましいが、
ｅ２およびｅ３の２つだけを用いることも可能である。
次に、各エネルギー関数について順次説明する。 〔標準モデル上の輪郭と２次元画像上の輪郭との距離〕
ここでは、２次元画像ＦＴ上に指定された輪郭ＲＫと標
準モデルＤＳ上の輪郭ＲＫとの距離が評価される。

【００３６】つまり、２次元画像ＦＴを撮影したカメラ
１６についてのカメラパラメータを用い、図６に示すよ
うに標準モデルＤＳの輪郭ＲＫを２次元画像ＦＴ上に投
影する。そして、図８に示すように、２次元画像ＦＴの
輪郭ＲＫ上の点Ｐk から標準モデルＤＳ上の対応する輪
郭ＲＫ上の点Ｑk へ垂線を降ろし、その垂線のうち最短
のものを距離とする。なお、輪郭ＲＫ上では複数の点を
指定する。

【００３７】標準モデルＤＳの輪郭ＲＫ毎の差分エネル
ギーｅ2 ’は、それらの距離の二乗和を用いて次の
（３）式によって計算される。

【００３８】

【数３】

【００３９】但し、 Ｔ2A：制御点群 ｐk ：２次元画像上の輪郭点 ｑk ：２次元画像上の輪郭点から対応するモデル輪郭へ
の垂足点 ｎ ：１つのモデル輪郭に対応が付けられている２次元
画像の輪郭点数 ｄ^k ：２次元画像上の輪郭点から対応するモデル輪郭線
への投影方向 ｄ^k ＝（ｑk-ｐk ）／｜ｑk-ｐk ｜ ｌ ：種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール 複数の方向から撮影した２次元画像ＦＴの輪郭ＲＫを用
いて、標準モデルＤＳの３次元変形を行うことが可能で
ある。但し、各輪郭ＲＫの視線方向は互いに一致してお
く必要がある。

【００４０】すなわち、例えば、複数の異なる方向から
対象物を撮影して複数の２次元画像ＦＴを取得する。そ
の際に、上に述べたように、カメラパラメータを取得し
ておく。

【００４１】輪郭ＲＫの抽出は、画像認識によって自動
的に行うことも可能であるが、手動で行う方法もある。
そして、標準モデルＤＳをそれら２次元画像ＦＴ上に投
影し、変形していく。変形は、複数の２次元画像ＦＴに
ついて１つづつ行うのではなく、複数の２次元画像ＦＴ
に対して標準モデルＤＳを同時に投影し、それらの距離
が近くなるように同時に演算を行う。

【００４２】なお、通常、２次元画像ＦＴに対する標準
モデルＤＳの投影はメモリ上で行われ、ＣＰＵによって
演算が行われる。演算の結果、標準モデルＤＳの輪郭Ｒ
Ｋが移動すると、それに応じて輪郭ＲＫ以外の部分が移
動する。 〔標準モデル上の特徴点と対応した２次元画像上の特徴
点との距離〕上に述べた輪郭ＲＫに代えて、２次元画像
上に特徴点ＴＴを設定することにより、２次元画像ＦＴ
上に設定された特徴点ＴＴと標準モデルＤＳ上の特徴点
との距離が評価される。

【００４３】すなわち、２次元画像ＦＴ上の特徴点ＴＴ
と標準モデルＤＳ上の特徴点ＴＴとの差分エネルギーｅ
3 は、対応する特徴点ＴＴの二乗距離を用いて次の
（４）式によって計算される。

【００４４】

【数４】

【００４５】但し、 Ｔ3A：制御点群 Ｆk ：２次元画像上の特徴点 Ｇk ：２次元画像上の特徴点に対応する標準モデル上の
特徴点 Ｎ ：２次元画像上の特徴点と標準モデル上の特徴点と
の対応数 Ｌ ：種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール 〔過剰な変形を回避するための安定化エネルギー〕上に
述べた差分のエネルギーに加え、過剰な変形を回避する
ための安定化エネルギーｅs が導入される。

【００４６】すなわち、変形に用いられる制御点の間
が、図９に示す仮想バネ(elastic bar) ＫＢによってつ
ながれているものとする。仮想バネＫＢの制約に基づい
て、標準モデルＤＳの面Ｓの形状の安定化のための安定
化エネルギーｅs が定義される。

【００４７】なお、仮想バネは必ずしも制御点間に張ら
れている必要はない。制御点と仮想バネとの関係が明確
であればよい。図９において、フィッティング対象であ
る標準モデルＤＳの面Ｓの一部が示されている。面Ｓ
は、制御点群Ｕ＝｜ｕｉ，ｉ＝１…Ｎ｜で形成されてい
る。隣接する制御点間には、仮想バネＫＢが配置されて
いる。仮想バネＫＢは、制御点間に引っ張り力による拘
束を与え、面Ｓの異常変形を防ぐ働きをする。

【００４８】つまり、隣接する制御点ｕの間隔が大きく
なった場合に、それに応じて仮想バネＫＢによる引っ張
り力が大きくなる。例えば、点Ｑｋが点Ｐｋに近づく場
合に、その移動にともなって制御点ｕの間隔が大きくな
ると、仮想バネＫＢによる引っ張り力が増大する。点Ｑ
ｋが移動しても制御点ｕの間隔が変わらなければ、つま
り制御点ｕ間の相対位置関係に変化がなければ、仮想バ
ネＫＢによる引っ張り力は変化しない。仮想バネＫＢに
よる引っ張り力を面Ｓの全体について平均化したもの
を、安定化エネルギーｅs として定義する。したがっ
て、面Ｓの一部が突出して変形した場合に安定化エネル
ギーｅs は増大する。面Ｓの全体が平均して移動すれば
安定化エネルギーｅs は零である。

【００４９】安定化エネルギーｅs は、仮想バネＫＢの
変形の状態により、次の（５）式により求められる。

【００５０】

【数５】

【００５１】但し、 ＴsA：制御点群 Ｕ〜m,Ｖ〜m ：仮想バネの端点（制御点）の初期値 Ｕm,Ｖm ：変形後の仮想バネの端点 Ｌ0m：初期状態の仮想バネの長さ， Ｌ0m＝｜Ｕ〜m −Ｖ〜m ｜ Ｍ ：仮想バネの本数 ｃ ：バネ係数 Ｌ ：種々のエネルギーを同一単位で扱うための調整用
スケール したがって、バネ係数ｃを大きくすると、仮想バネＫＢ
は硬くなって変形し難くなる。

【００５２】このような安定化エネルギー関数ｅs を導
入することにより、面Ｓの形状変化に一定の拘束を設け
ることとなり、面Ｓの過度の変形を防ぐことができる。 〔総合のエネルギー関数〕上に述べたように、各エネル
ギー関数ｅ2,ｅ3,ｅ4 について、それぞれ制御点群Ｔ2
A, Ｔ3A, ＴsAが用いられる。ここでは、これらの制御
点群Ｔ2A〜ＴsAは同じであるが、後述するように互いに
異ならせることができる。これら制御点群ＴＡを用いて
標準モデルＤＳの変形を行い、次の（６）式に示す総合
エネルギー関数ｅ（ＴＡ）を最小にする制御点群ＴＡを
求める。

【００５３】

【数６】

【００５４】但し、 e2^s (T2A）: モデル輪郭毎の２次元画像上の輪郭との差
分エネルギー ｅ3(Ｔ3A）: ２次元画像の特徴点とモデル上の特徴点と
の差分エネルギー ｅS(ＴSA）: 過剰な変形を回避するための安定化エネル
ギー ｗi, c : それぞれのエネルギーのウエイトパラメー
タ ＴＡ＝Ｔ1A＝Ｔ2A＝Ｔ3A＝ＴSA 〔繰り返し変形〕実際には繰り返し変形を行う。つま
り、制御点を動かして繰り返して変形を行う。ｎ回目の
変形後の総合エネルギー関数をｅn(ＴＡ）とすると、次
の（７）式の条件が満たされたときに、総合エネルギー
関数ｅn （ＴＡ）が収束したと判断する。

【００５５】

【数７】

【００５６】さて、ここで、変形処理の全体的な流れを
図４に沿って説明する。まず、２次元画像と標準モデル
ＤＳとの間で対応する点の組みを作成する（図８のＰｋ
とＱｋ）（＃２１）。

【００５７】面Ｓを変形し（＃２２）、変形後の総合エ
ネルギー関数ｅn(ＴＡ）を計算する（＃２３）。総合エ
ネルギー関数ｅn(ＴＡ）が収束するまで（＃２４でイエ
ス）、処理を繰り返す。

【００５８】総合エネルギー関数ｅn(ＴＡ）の収束を判
定する方法として、上に述べたように総合エネルギー関
数ｅn(ＴＡ）が所定の値よりも小さくなったときを収束
とする方法、前回の計算と比較べた変化の割合が所定値
以下となったときに収束とする方法など、公知の方法を
用いることが可能である。

【００５９】上に述べた実施形態によると、２次元画像
ＦＴの輪郭ＲＫまたは特徴点ＴＴを用いてフィッティン
グを行うので、３次元データを用いることなく、２次元
画像から簡単に３次元モデルを生成することができる。

【００６０】上に述べた実施形態において、モデリング
装置１の構成、回路、処理内容、処理順序、処理タイミ
ング、係数の設定などは、本発明の趣旨に沿って適宜変
更することができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によると、３次元データを用いる
ことなく、２次元画像から簡単に３次元モデルを生成す
ることができる。しかも、一方向から撮影した２次元画
像のみを用いて３次元モデルを生成することが可能であ
り、２次元画像の取得および演算が容易である。

【００６２】請求項２の発明によると、目または口もと
などの局部について、よりよく一致させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモデリング装置を示すブロック図
である。

【図２】モデリング装置の全体の処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図３】変形処理を示すフローチャートである。

【図４】標準モデルの例を示す図である。

【図５】特徴点の対応の様子を示す図である。

【図６】輪郭の対応の様子を示す図である。

【図７】概略の位置合わせの様子を示す図である。

【図８】標準モデルの輪郭と２次元画像の点とを模式的
に示す図である。

【図９】標準モデルの異常変形を防ぐための仮想バネを
説明するための図である。

【符号の説明】

１ モデリング装置（３次元モデルの生成装置） １０ 処理装置 １６ カメラ ＦＴ ２次元画像 ＭＬ ３次元モデル ＤＳ 標準モデル ＲＫ 輪郭 ＴＴ 特徴点 ＰＲ モデリングプログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 英郎 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 トマシ コワルチク 東京都渋谷区広尾５−19−９ 広尾ＯＮビ ル 株式会社ゲン・テック内 Ｆターム(参考） 5B046 FA18 5B050 BA09 BA12 EA05 EA06 EA13 EA28

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元の標準モデルを変形させて３次元モ
   デルを生成する方法であって、 対象物をカメラで撮影して得られた２次元画像上に、撮
   影時のカメラパラメータを用いて前記標準モデルを投影
   し、 前記標準モデルを前記２次元画像にフィッティングする
   とともに、その際に、 前記標準モデルと前記２次元画像との概略の位置合わせ
   を行い、 概略の位置合わせにおいて得られるｘ方向およびｙ方向
   のスケール情報に基づいてｚ方向のスケールを取得し、 取得したｚ方向のスケールに基づいて前記標準モデルの
   奥行き方向の変形を行う、 ことを特徴とする３次元モデルの生成方法。
2. 【請求項２】前記標準モデル上に輪郭または／および特
   徴点を定義し、それら輪郭または／および特徴点が、２
   次元画像上の対応する輪郭または／および特徴点に近づ
   くようにフィッティングを行う、 請求項１記載の３次元モデルの生成方法。
3. 【請求項３】３次元の標準モデルを変形させて３次元モ
   デルを生成する装置であって、 対象物をカメラで撮影して得られた２次元画像を記憶す
   る手段と、 撮影時のカメラパラメータを用いて前記２次元画像上に
   前記標準モデルを投影する手段と、 前記標準モデルと前記２次元画像との概略の位置合わせ
   を行う際に、概略の位置合わせにおいて得られるｘ方向
   およびｙ方向のスケール情報に基づいてｚ方向のスケー
   ルを取得し、取得したｚ方向のスケールに基づいて前記
   標準モデルの奥行き方向の変形を行う手段と、 を有してなることを特徴とする３次元モデルの生成装
   置。