JP2002041530A - 三次元物体データベースの検索方法及び三次元物体データベースの検索プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

三次元物体データベースの検索方法及び三次元物体データベースの検索プログラムを記録した記録媒体

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JP2002041530A JP2000222856A JP2000222856A JP2002041530A JP 2002041530 A JP2002041530 A JP 2002041530A JP 2000222856 A JP2000222856 A JP 2000222856A JP 2000222856 A JP2000222856 A JP 2000222856A JP 2002041530 A JP2002041530 A JP 2002041530A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、形状が類似した三次元物体を
精度良く検索することができる三次元物体データベース
の検索方法及び三次元物体データベースの検索プログラ
ムを記録した記録媒体を提供することにある。 【解決手段】本発明は、与えられた三次元物体データを
蓄積する際には、三次元物体データからポリゴン情報を
抽出し、ポリゴンの大きさを一定の大きさ以下に分割
し、分割されたポリゴン情報から三次元物体の特徴量を
抽出して特徴量情報を蓄積することを特徴とし、三次元
物体を検索する際には、検索キーを入力し、入力された
検索キーと蓄積された三次元物体との類似度を計算し、
類似した形状を持つ三次元物体を出力することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元物体データ
ベース、特に形状が類似した三次元物体を検索する三次
元物体データベースの検索方法及び三次元物体データベ
ースの検索プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】形状が類似した三次元物体を検索する手
法の従来の技術としては、例えば、鈴木一史、加藤俊
一、築根秀男：“主観的類似度に適応した３次元多面体
の検索”：電子情報通信学会論文誌、Ｄ−Ｉ，Ｖｏｌ．
Ｊ８２−Ｄ−Ｉ Ｎｏ．１，ｐｐ．１８４−１９２，１
９９９がある。これは、ポリゴンを用いて表現された三
次元物体において、頂点情報を物理的な形状の特徴とし
て用いている。
【０００３】具体的には、三次元物体を囲む外接直方体
を縦・横・高さでｎ等分し、ｎ3 個のセルに分割する。
そして、各セルに含まれるポリゴンの頂点の数を数え、
その値を全体の頂点数で割って正規化し、その物体の特
徴量とする。
【０００４】以上の方法により、頂点の分布をその物体
の形や複雑さを近似した特徴量とすることができ、その
特徴量の比較をすることで、２つの三次元物体の形状の
類似度を計算することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した方法では、以
下のような問題点がある。
【０００６】（１） 頂点情報のみを用いた形状特徴量
の問題 ポリゴン情報は、「頂点情報」に加え、その頂点がどの
ように接続されて面を構成しているかという「面情報」
を持っている。
【０００７】しかし、前述の方法では、頂点情報のみを
用いて三次元物体の形状特徴を表現しようとするため、
図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示すように、頂点の位置
は同一であっても、それらを接続した面の構成が異なる
２つの物体を「同一の形状」と判断してしまう虞があ
る。
【０００８】（２） ポリゴンの大きさに依存した形状
特徴量の問題 図１２（ａ），（ｂ）に示すように、２種類の方法で表
現された立方体を考える。
【０００９】図１２（ａ）の立方体は、多数のポリゴン
によって、立方体の１つの面を構成している。図１２
（ｂ）の立方体は、１つのポリゴンで立方体の１つの面
を構成している。
【００１０】この２つの立方体から、前述の手法で特徴
量を取り出す。例として、立方体を縦・横・高さで３等
分し、９個のセルに分割する。そして、各セルに含まれ
るポリゴンの頂点の数を数え、その値を全体の頂点数で
割って正規化し、その物体の特徴量とする。
【００１１】こうして得られた特徴量をヒストグラムで
示したものが図１２（ｃ），（ｄ）に示すように得られ
る。同じ立方体であるにも関わらず、ヒストグラムには
大きな差が生じている。図１２（ｂ）の立方体は、面が
存在していても頂点が含まれていないセルが多数あるの
がその原因である。そのため、この２つの物体は「違う
形状」と判断されてしまう虞がある。
【００１２】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、形状が類似した三次元物体を精度良く検索すること
ができる三次元物体データベースの検索方法及び三次元
物体データベースの検索プログラムを記録した記録媒体
を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の三次元物体データベースの検索方法は、与え
られた三次元物体データからポリゴン情報を抽出するポ
リゴン情報抽出ステップと、前記ポリゴン情報抽出ステ
ップで抽出されたポリゴンの大きさを決められた一定の
大きさ以下にするポリゴン分割ステップと、前記ポリゴ
ン分割ステップで分割されたポリゴン情報をもとに三次
元物体の特徴量を抽出するポリゴン特徴量抽出ステップ
と、前記ポリゴン特徴量抽出ステップで抽出された特徴
量情報を蓄積する蓄積ステップと、検索キーを入力する
検索条件入力ステップと、２つの三次元物体の類似度を
計算する三次元特徴量情報比較ステップとを有し、与え
られた三次元物体データを蓄積する際には、三次元物体
データからポリゴン情報を抽出し、ポリゴンの大きさを
一定の大きさ以下に分割し、分割されたポリゴン情報か
ら三次元物体の特徴量を抽出して特徴量情報を蓄積する
ことを特徴とし、三次元物体を検索する際には、検索キ
ーを入力し、入力された検索キーと蓄積された三次元物
体との類似度を計算し、類似した形状を持つ三次元物体
を出力することを特徴とする。
【００１４】また本発明の三次元物体データベースの検
索方法は、前記ポリゴン特徴量抽出ステップにおいて、
ポリゴンの面情報から面積を計算し、計算した面積を形
状特徴量として抽出することを特徴とする。
【００１５】また本発明の三次元物体データベースの検
索方法は、前記ポリゴン特徴量抽出ステップにおいて、
ポリゴンの面情報から法線ベクトルを計算し、計算した
法線ベクトルを形状特徴量として抽出することを特徴と
する。
【００１６】また本発明の三次元物体データベースの検
索プログラムを記録した記録媒体は、与えられた三次元
物体データからポリゴン情報を抽出するポリゴン情報抽
出手順、前記ポリゴン情報抽出手順で抽出されたポリゴ
ンの大きさを決められた一定の大きさ以下にするポリゴ
ン分割手順、前記ポリゴン分割手順で分割されたポリゴ
ン情報をもとに三次元物体の特徴量を抽出するポリゴン
特徴量抽出手順、前記ポリゴン特徴量抽出手順で抽出さ
れた特徴量情報を蓄積する蓄積手順、２つの三次元物体
の類似度を計算する三次元特徴量情報比較手順をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムを記録し、三次元
物体データからポリゴン情報を抽出し、ポリゴンの大き
さを一定の大きさ以下に分割し、分割されたポリゴン情
報から三次元物体の特徴量を抽出して特徴量情報を蓄積
し、入力された検索キーと蓄積された三次元物体との類
似度を計算し、類似した形状を持つ三次元物体を出力す
る手順をコンピュータに実行させるためのものである。
【００１７】また本発明の三次元物体データベースの検
索プログラムを記録した記録媒体は、前記ポリゴン特徴
量抽出手順において、ポリゴンの面情報から面積を計算
し、計算した面積を形状特徴量として抽出することを特
徴とするものである。
【００１８】また本発明の三次元物体データベースの検
索プログラムを記録した記録媒体は、前記ポリゴン特徴
量抽出手順において、ポリゴンの面情報から法線ベクト
ルを計算し、計算した法線ベクトルを形状特徴量として
抽出することを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。
【００２０】本発明の三次元物体データベースの検索方
法は、ポリゴン情報抽出ステップと、ポリゴン分割ステ
ップと、ポリゴン特徴量抽出ステップと、蓄積ステップ
と、検索条件入力ステップと、三次元特徴量情報比較ス
テップとからなる。
【００２１】前記ポリゴン情報抽出ステップは、三次元
物体データから、ポリゴンを構成するために必要な頂点
情報と、その頂点がどのように接続されて面を構成して
いるかという面情報を抽出する。
【００２２】前記ポリゴン分割ステップは、前記ポリゴ
ン情報抽出ステップで抽出されたポリゴン情報から面の
面積を求め、この面積が決められた一定の値以下になる
ように、ポリゴンを分割する。
【００２３】前記ポリゴン特徴量抽出ステップは、前記
ポリゴン分割ステップで分割されたポリゴン情報をもと
に、ポリゴンの面情報に基づく三次元物体の特徴量を抽
出する。特徴量は、多次元ベクトルの形で表現する。
【００２４】前記蓄積ステップは、前記ポリゴン特徴量
抽出ステップで抽出され入力された三次元物体を蓄積す
る。また、抽出したポリゴン特徴量情報から三次元物体
へのインデックスを作成し、蓄積する。
【００２５】前記検索条件入力ステップは、三次元物体
を検索するためのキーとなる物体を入力する。
【００２６】前記三次元特徴量情報比較ステップは、前
記検索条件入力ステップで検索キーとして指定された三
次元物体と前記蓄積ステップで蓄積された三次元物体と
のポリゴン特徴量を比較することにより、類似度を設定
し、類似度の高いものを出力する。類似度は、特徴量の
多次元ベクトル間の距離が近いものほど高い。
【００２７】本発明では、三次元物体からポリゴン情報
抽出ステップによってポリゴン情報を抽出し、そのポリ
ゴンをポリゴン分割ステップによってポリゴンの面積が
決められた一定の値以下になるまで、ポリゴンを繰り返
し分割することができる。これにより、次にポリゴン情
報から特徴量を抽出する際、もともとの三次元物体を構
成するポリゴンの大きさに左右されにくい特徴量が抽出
できるようになる。その際、ポリゴンの分割は、１つの
面を一定のルールに基づいて分割するだけなので、もと
もとの三次元物体の形状が失われることはない。
【００２８】そして、ポリゴン特徴量抽出ステップによ
って、分割されたポリゴン情報から、 １．ポリゴンの面積 ２．ポリゴンの法線ベクトル を求め、これら物体形状の特徴量を特徴量ベクトルの形
で抽出することができる。これにより、精度の高い三次
元物体類似度検索が可能になる。
【００２９】この特徴量ベクトルは、蓄積ステップによ
ってインデックスがつけられデータベースに蓄積され
る。
【００３０】検索時には、三次元特徴量情報比較ステッ
プによって、検索キーとして指定された三次元物体の持
つ多次元特徴量ベクトルと、蓄積された三次元物体の持
つ多次元特徴量ベクトルとの距離を計算し、距離の近い
ものほど類似度が高いものとしてリスト出力することが
できる。
【００３１】
【実施例】この発明の実施例を示す。
【００３２】［実施例１］図１は、本発明の実施例１を
説明するための構成説明図である。図において、１１は
三次元物体検索装置、１２は三次元物体入力装置、１３
は表示装置、１４は検索条件入力装置である。
【００３３】本発明の実施例１では、三次元物体の特徴
として、ポリゴンの面積を利用している。
【００３４】本発明の実施例１の動作は、「三次元物体
特徴量抽出フェーズ」と、それを呼び出す「三次元物体
蓄積フェーズ」「三次元物体検索フェーズ」で構成され
ている。以下、各フェーズの動作を説明する。
【００３５】「三次元物体特徴量抽出フェーズ」図２
は、三次元物体特徴量抽出フェーズの動作を説明するフ
ローチャートである。
【００３６】まず、ポリゴン情報抽出部１５によって、
三次元物体入力装置１２から入力された三次元物体か
ら、ポリゴンの頂点情報と、その頂点がどのように接続
されて面を構成しているかという面情報を取り出す。
【００３７】次に、ポリゴン分割部１６が、ある一定の
値Ｓ以上の面積のポリゴンを分割する（Ｓの決定手法の
例については後述する）。ポリゴンの分割手法として
は、図３に示すように、例えばポリゴンが全て三角ポリ
ゴンの場合、各辺を２等分して新しい頂点を設定し、ポ
リゴンを４分割するといった手法を用いる。
【００３８】そして、ポリゴン特徴量抽出部１７で、分
割された各ポリゴンの面積分布から特徴量を抽出する。
具体的には、次のように抽出する。
【００３９】１．各ポリゴンの重心と面積を求める。
【００４０】２．三次元物体を囲む外接直方体を縦・横
・高さでｎ等分し、ｎ3 個のセルに分割する。セル毎に
変数ｃi （ｉ＝１…ｎ3 ）を用意し、その値を要素とす
るｎ 3 次元の特徴量ベクトルＣ（ｃ1 ，ｃ2 ，…，ｃ
n3）を考える。
【００４１】３．各ポリゴンの重心がどのセルに含まれ
るか調べ、該当するＣの次元にそのポリゴンの面積を加
算する。
【００４２】４．全てのポリゴンについて処理したら、
Ｃの各次元をポリゴンの総面積で除算し、正規化する。
【００４３】ところで、特徴量ベクトルの各要素の元に
なるセルは、三次元物体の外接直方体を縦・横・高さで
ｎ等分して作られる。この時、あるポリゴンの面が含ま
れるセルには、そのポリゴンの重心ができるだけ存在し
ていることが望ましい。
【００４４】図４で簡単に説明する。図４（ａ）のよう
に、分割したセルの大きさに対してポリゴンのサイズが
大きいと、面が含まれているのに特徴量ベクトルに反映
されないセルが発生する。そこで、例えば、分割するセ
ル直方体の各面のうちもっとも小さいものの面積にする
といった手法を用いて、前段で述べたポリゴン分割部１
６で分割の指標として用いる面積Ｓの値を決定する。そ
の値を用いて、ポリゴン分割部１６でポリゴンのサイズ
をセルに対して十分小さくすることで、図４（ｂ）のよ
うに、面が含まれるセルにそのポリゴンの重心が存在す
るようになり、特徴量の精度が向上する。
【００４５】以上の処理により、三次元物体に対する面
積分布の特徴量ベクトルを得る。
【００４６】「三次元物体蓄積フェーズ」図５は、三次
元物体蓄積フェーズの動作を説明するフローチャートで
ある。
【００４７】まず、三次元物体入力装置１２を用いて、
データベースに蓄積する三次元物体を入力する。
【００４８】次に、先に説明した三次元物体特徴量抽出
フェーズを呼び出し、入力した三次元物体の特徴量ベク
トルを計算する。
【００４９】そして、得られた三次元物体に対する特徴
量ベクトルを、蓄積部１８でインデックスをつけ、メモ
リ１９に蓄積する。
【００５０】「三次元物体検索フェーズ」図６は、三次
元物体検索フェーズの動作を説明するフローチャートで
ある。
【００５１】まず、検索キーとなる三次元物体を三次元
物体入力装置１２を用いて入力する。
【００５２】次に、先に説明した三次元物体特徴量抽出
フェーズを呼び出し、入力した三次元物体の特徴量ベク
トルを計算する。
【００５３】また、上位何件を検索するかなどといった
検索条件を検索条件入力装置１４を用いて検索条件入力
部２０に入力する。
【００５４】そして、得られた検索キーの特徴量ベクト
ルをもとに、三次元特徴量情報比較部２１が、メモリ１
９に蓄積された三次元物体の特徴量ベクトルとの類似距
離を計算する。その類似距離が短いものを類似度の高い
三次元物体であると判断し、類似度上位のものを検索結
果として表示装置１３に出力する。
【００５５】［実施例２］次に、本発明の実施例２を説
明する。本発明の実施例２の構成は、本発明の実施例１
の構成（図１）と同様である。
【００５６】本発明の実施例２では、本発明の実施例１
と比べ、ポリゴンの位置を外接直方体の重心との相対位
置で扱っている。そのため、三次元物体特徴量抽出フェ
ーズが以下のようになっている。
【００５７】「三次元物体特徴量抽出フェーズ」図７
は、本発明の実施例２の三次元物体特徴量抽出フェーズ
の動作を説明するフローチャートである。
【００５８】まず、ポリゴン情報抽出部１５によって、
三次元物体入力装置１２から入力された三次元物体か
ら、ポリゴンの頂点情報と、その頂点がどのように接続
されて面を構成しているかという面情報を取り出す。
【００５９】次に、ポリゴン分割部１６が、ある一定の
値Ｓ以上の面積のポリゴンを分割する。
【００６０】そして、ポリゴン特徴量抽出部１７で、分
割された各ポリゴンから次のように特徴量を抽出する。
【００６１】１．三次元物体を囲む外接直方体の重心位
置ベクトルＧ→を求める。
【００６２】２．各ポリゴンの重心位置ベクトルｇj →
を求める。（ｊ＝１…分割されたポリゴンの数） ３．各ポリゴンの面積ｓj を求める。
【００６３】４．外接直方体の重心と各ポリゴンの重心
とを結ぶベクトルＧｇj →の長さ｜Ｇｇj →｜を求め
る。
【００６４】５．｜Ｇｇj →｜の理論上の最大値はＧ→
から外接直方体の頂点までの距離なので、その範囲をｍ
等分して｜Ｇｇj →｜の値の離散化をする。
【００６５】→変数ｒi （ｉ＝１…ｍ）を用意し、その
値を要素とするｍ次元の特徴量ベクトルＲ（ｒ1 ，
ｒ2 ，…ｒm ）を考える。
【００６６】６．｜Ｇｇj →｜の値がどの範囲に含まれ
るか調べ、該当するｍ次元の特徴量ベクトルＲ（ｒ1 ，
ｒ2 ，…ｒm ）の次元にそのポリゴンの面積を加算す
る。
【００６７】７．全てのポリゴンについて処理したら、
ｍ次元の特徴量ベクトルＲ（ｒ1 ，ｒ2 ，…ｒm ）の各
次元をポリゴンの総面積で除算し、正規化する。
【００６８】以上の処理により、三次元物体の外接直方
体重心に対する各ポリゴンの相対的な面積の分布による
特徴量ベクトルを得る。
【００６９】これ以外のフェーズのフローチャートは、
本発明の実施例１の場合と同様である。
【００７０】［実施例３］次に、本発明の実施例３を説
明する。本発明の実施例３の構成は、本発明の実施例１
の構成（図１）と同様である。
【００７１】本発明の実施例３では、三次元物体の特徴
として、ポリゴンの法線ベクトルを利用している。その
ため、本発明の実施例１と比べ、三次元物体特徴量抽出
フェーズが以下のようになっている。
【００７２】「三次元物体特徴量抽出フェーズ」図８
は、本発明の実施例３の三次元物体特徴量抽出フェーズ
の動作を説明するフローチャートである。
【００７３】まず、ポリゴン情報抽出部１５によって、
三次元物体入力装置１２から入力された三次元物体か
ら、ポリゴンの頂点情報と、その頂点がどのように接続
されて面を構成しているかという面情報を取り出す。
【００７４】次に、ポリゴン分割部１６が、ある一定の
値Ｓ以上の面積のポリゴンを分割する。
【００７５】そして、ポリゴン特徴量抽出部１７で、分
割された各ポリゴンから次のように特徴量を抽出する。
【００７６】１．三次元物体を囲む外接直方体の重心位
置ベクトルＧ→を求める。
【００７７】２．各ポリゴンの重心位置ベクトルｇj →
を求める。（ｊ＝１…分割されたポリゴンの数）３．各
ポリゴンの面積ｓj を求める。
【００７８】４．各ポリゴンの法線ベクトルｎj →を求
める。
【００７９】５．外接直方体の重心と各ポリゴンの重心
とを結ぶベクトルＧｇj →の長さを１とした単位ベクト
ルｃj →を求める。
【００８０】ｃj →＝Ｇｇj →／｜Ｇｇj →｜ ６．単位ベクトルｃj →と各ポリゴンの法線ベクトルｎ
j →の内積Ｉj を求める。
【００８１】→単位ベクトルと法線ベクトルの長さは１
に正規化されているため、内積Ｉjは各ポリゴンの外接
直方体重心に対する向きを表現している。
【００８２】７．内積は−１．０〜１．０の値をとるの
で、この範囲をｍ等分して内積値の離散化をする。
【００８３】→変数ｄi （ｉ＝１…ｍ）を用意し、その
値を要素とするｍ次元の特徴量ベクトルＤ（ｄ1 ，
ｄ2 ，…ｄm ）を考える。
【００８４】８．内積Ｉj の値がどの範囲に含まれるか
調べ、該当するｍ次元の特徴量ベクトルＤ（ｄ1 ，
ｄ2 ，…ｄm ）の次元にそのポリゴンの面積を加算す
る。
【００８５】９．全てのポリゴンについて処理したら、
ｍ次元の特徴量ベクトルＤ（ｄ1 ，ｄ2 ，…ｄm ）の各
次元をポリゴンの総面積で除算し、正規化する。
【００８６】以上の処理により、三次元物体の外接直方
体重心に対する各ポリゴンの相対的な向きの分布による
特徴量ベクトルを得る。
【００８７】これ以外のフェーズのフローチャートは、
本発明の実施例１の場合と同様である。
【００８８】こうすることで、ポリゴンの面積だけでな
く、面の向きをも考慮にいれた三次元物体の検索が可能
になる。
【００８９】［実施例４］次に、本発明の実施例４を説
明する。本発明の実施例４の構成は、本発明の実施例１
の構成（図１）と同様である。
【００９０】本発明の実施例４では、三次元物体の特徴
として、ポリゴンの法線ベクトルを本発明の実施例３の
場合とは違った形で利用している。そのため、本発明の
実施例３と比べ、三次元物体特徴量抽出フェーズが以下
のようになっている。
【００９１】「三次元物体特徴量抽出フェーズ」図９
は、本発明の実施例４の三次元物体特徴量抽出フェーズ
の動作を説明するフローチャートである。
【００９２】まず、ポリゴン情報抽出部１５によって、
三次元物体入力装置１２から入力された三次元物体か
ら、ポリゴンの頂点情報と、その頂点がどのように接続
されて面を構成しているかという面情報を取り出す。
【００９３】次に、ポリゴン分割部１６が、ある一定の
値Ｓ以上の面積のポリゴンを分割する。
【００９４】そして、ポリゴン特徴量抽出部１７で、分
割された各ポリゴンから次のように特徴量を抽出する。
【００９５】１．各ポリゴンの面積ｓj を求める。（ｊ
＝１…分割されたポリゴンの数） ２．各ポリゴンの法線ベクトルｎj →を求める。
【００９６】３．各ポリゴンの法線ベクトルｎj →＝
（ｘj ，ｙj ，ｚj ）を図１０に示すような極座標形式
（ｒj ，θj ，ψj ）に変換する（法線ベクトルの長さ
は１なので、ｒj ＝１である）。
【００９７】４．θ，ψは−π〜πの値をとるので、こ
の範囲をそれぞれｌ等分して、極座標空間をｌ2 個に離
散化する。
【００９８】→変数ｐi （ｉ＝１…ｌ2 ）を用意し、そ
の値を要素とするｌ2 次元の特徴量ベクトルＰ（ｐ1 ，
ｐ2 ，…ｐｌ 2 ）を考える。
【００９９】５．各ポリゴンの法線ベクトルがどの範囲
に含まれるか調べ、該当するｌ2 次元の特徴量ベクトル
Ｐ（ｐ1 ，ｐ2 ，…ｐｌ 2 ）の次元にそのポリゴンの面
積を加算する。
【０１００】６．全てのポリゴンについて処理したら、
ｌ2 次元の特徴量ベクトルＰ（ｐ1，ｐ2 ，…ｐｌ 2 ）
の各次元をポリゴンの総面積で除算し、正規化する。
【０１０１】以上の処理により、三次元物体における各
ポリゴンの向きそのものの分布による特徴量ベクトルを
得る。
【０１０２】これ以外のフェーズのフローチャートは、
本発明の実施例１の場合と同様である。
【０１０３】こうすることで、ポリゴンの面積だけでな
く、面の向きをも考慮に入れた三次元物体の検索が可能
になる。
【０１０４】［実施例のまとめ］以上述べた各実施例に
示すように、本発明によれば、 ・ポリゴンの大きさを決められた一定の値以下になるよ
うにポリゴンを分割する手法 ・三次元物体のポリゴン情報から、ポリゴンの大きさ
（面積）に関する特徴量を抽出する手法 ・三次元物体のポリゴン情報から、ポリゴンの向き（法
線ベクトル）に関する特徴量を抽出する手法 ・抽出した特徴量を用いて、三次元物体の類似検索を行
なう手法を確立できる。
【０１０５】また、本発明の各実施例では、特徴量を１
つ１つ独立に扱っているが、これらの特徴量をまとめて
扱い、どの特徴量をどのくらい重視するかという重み付
けをして複合検索を行なうこともできる。
【０１０６】尚、本発明における三次元物体データベー
スの検索方法は、具体的にはパーソナルコンピュータ
（ＰＣ）等のコンピュータにより、予め所定のコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体に記録された三次元物体デ
ータベースの検索プログラムに基づいて実行される。
【０１０７】すなわち、本発明の三次元物体データベー
スの検索プログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体は、与えられた三次元物体データからポリ
ゴン情報を抽出するポリゴン情報抽出手順、前記ポリゴ
ン情報抽出手順で抽出されたポリゴンの大きさを決めら
れた一定の大きさ以下にするポリゴン分割手順、前記ポ
リゴン分割手順で分割されたポリゴン情報をもとに三次
元物体の特徴量を抽出するポリゴン特徴量抽出手順、前
記ポリゴン特徴量抽出手順で抽出された特徴量情報を蓄
積する蓄積手順、２つの三次元物体の類似度を計算する
三次元特徴量情報比較手順をコンピュータに実行させる
ためのプログラムを記録し、三次元物体データからポリ
ゴン情報を抽出し、ポリゴンの大きさを一定の大きさ以
下に分割し、分割されたポリゴン情報から三次元物体の
特徴量を抽出して特徴量情報を蓄積し、入力された検索
キーと蓄積された三次元物体との類似度を計算し、類似
した形状を持つ三次元物体を出力する手順をコンピュー
タに実行させるための三次元物体データベースの検索プ
ログラムを記録する。
【０１０８】また本発明の三次元物体データベースの検
索プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体は、前記ポリゴン特徴量抽出手順において、ポリ
ゴンの面情報から面積を計算し、計算した面積を形状特
徴量として抽出することを特徴とする。
【０１０９】また本発明の三次元物体データベースの検
索プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体は、前記ポリゴン特徴量抽出手順において、ポリ
ゴンの面情報から法線ベクトルを計算し、計算した法線
ベクトルを形状特徴量として抽出することを特徴とす
る。
【０１１０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、三次
元物体データベースの検索において ・ポリゴンの大きさを決められたある一定の値以下にな
るように分割し、ポリゴンの大きさの違いによる類似度
差異を吸収すること ・三次元物体のポリゴン情報から、形状の特徴として面
情報を １．ポリゴンの大きさ（面積）による特徴量 ２．ポリゴンの向き（法線ベクトル）による特徴量 の形で抽出すること ・抽出した特徴量を用いて、三次元物体の類似検索を行
なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１を示す構成説明図である。
【図２】本発明の実施例１に係る三次元物体特徴量抽出
フェーズの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１に係るポリゴン分割例を示す
説明図である。
【図４】本発明の実施例１に係るセルに重心が含まれる
例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例１に係る三次元物体蓄積フェー
ズの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１に係る三次元物体検索フェー
ズの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２に係る三次元物体特徴量抽出
フェーズの動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例３に係る三次元物体特徴量抽出
フェーズの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例４に係る三次元物体特徴量抽出
フェーズの動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例４に係る極座標を示す説明図
である。
【図１１】従来の頂点情報のみを用いた形状特徴量の問
題を示す説明図である。
【図１２】従来のポリゴンの大きさに依存した形状特徴
量の問題を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 三次元物体検索装置 １２ 三次元物体入力装置、 １３ 表示装置、 １４ 検索条件入力装置、 １５ ポリゴン情報抽出部、 １６ ポリゴン分割部、 １７ ポリゴン特徴量抽出部、 １８ 蓄積部、 １９ メモリ ２０ 検索条件入力部、 ２１ 三次元特徴量情報比較部、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA13 AA66 AA78 AA96 NN00 NN16 QQ10 5B050 BA10 BA18 EA04 EA17 GA08 5B075 ND06 ND20 ND23 ND34 NK06 NK13 NK24 NK39 PP12 PP22 PQ02 PR06 QM08 QP10 UU40

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 与えられた三次元物体データからポリゴ
    ン情報を抽出するポリゴン情報抽出ステップと、 前記ポリゴン情報抽出ステップで抽出されたポリゴンの
    大きさを決められた一定の大きさ以下にするポリゴン分
    割ステップと、 前記ポリゴン分割ステップで分割されたポリゴン情報を
    もとに三次元物体の特徴量を抽出するポリゴン特徴量抽
    出ステップと、 前記ポリゴン特徴量抽出ステップで抽出された特徴量情
    報を蓄積する蓄積ステップと、 検索キーを入力する検索条件入力ステップと、 ２つの三次元物体の類似度を計算する三次元特徴量情報
    比較ステップとを有し、 与えられた三次元物体データを蓄積する際には、三次元
    物体データからポリゴン情報を抽出し、ポリゴンの大き
    さを一定の大きさ以下に分割し、分割されたポリゴン情
    報から三次元物体の特徴量を抽出して特徴量情報を蓄積
    することを特徴とし、 三次元物体を検索する際には、検索キーを入力し、入力
    された検索キーと蓄積された三次元物体との類似度を計
    算し、類似した形状を持つ三次元物体を出力することを
    特徴とする三次元物体データベースの検索方法。
  2. 【請求項２】 ポリゴン特徴量抽出ステップにおいて、
    ポリゴンの面情報から面積を計算し、計算した面積を形
    状特徴量として抽出することを特徴とする請求項１記載
    の三次元物体データベースの検索方法。
  3. 【請求項３】 ポリゴン特徴量抽出ステップにおいて、
    ポリゴンの面情報から法線ベクトルを計算し、計算した
    法線ベクトルを形状特徴量として抽出することを特徴と
    する請求項１記載の三次元物体データベースの検索方
    法。
  4. 【請求項４】 与えられた三次元物体データからポリゴ
    ン情報を抽出するポリゴン情報抽出手順、 前記ポリゴン情報抽出手順で抽出されたポリゴンの大き
    さを決められた一定の大きさ以下にするポリゴン分割手
    順、 前記ポリゴン分割手順で分割されたポリゴン情報をもと
    に三次元物体の特徴量を抽出するポリゴン特徴量抽出手
    順、 前記ポリゴン特徴量抽出手順で抽出された特徴量情報を
    蓄積する蓄積手順、 ２つの三次元物体の類似度を計算する三次元特徴量情報
    比較手順をコンピュータに実行させるためのプログラム
    を記録し、 三次元物体データからポリゴン情報を抽出し、ポリゴン
    の大きさを一定の大きさ以下に分割し、分割されたポリ
    ゴン情報から三次元物体の特徴量を抽出して特徴量情報
    を蓄積し、 入力された検索キーと蓄積された三次元物体との類似度
    を計算し、類似した形状を持つ三次元物体を出力する手
    順をコンピュータに実行させるための三次元物体データ
    ベースの検索プログラムを記録した記録媒体。
  5. 【請求項５】 ポリゴン特徴量抽出手順において、ポリ
    ゴンの面情報から面積を計算し、計算した面積を形状特
    徴量として抽出することを特徴とする請求項４記載の三
    次元物体データベースの検索プログラムを記録した記録
    媒体。
  6. 【請求項６】 ポリゴン特徴量抽出手順において、ポリ
    ゴンの面情報から法線ベクトルを計算し、計算した法線
    ベクトルを形状特徴量として抽出することを特徴とする
    請求項４記載の三次元物体データベースの検索プログラ
    ムを記録した記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259114A (ja) * 2003-02-27 2004-09-16 Seiko Epson Corp 物体識別方法および物体識別装置、並びに物体識別プログラム
US7188103B2 (en) 2002-11-15 2007-03-06 Olympus Corporation Similarity search of three-dimensional model using two-dimensional image as search key
CN100344947C (zh) * 2003-12-12 2007-10-24 上海交通大学 基于光谱多边形的相似性度量方法
JP2015194909A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 富士通株式会社 管理プログラム、管理装置および管理方法
JP2017039242A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 大日本印刷株式会社 立体物造形用データ出力規制装置

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