JP2007205937A

JP2007205937A - 画像寸法測定方法

Info

Publication number: JP2007205937A
Application number: JP2006026067A
Authority: JP
Inventors: Kozo Yoshikawa; 廣三吉川; Toshihiro Kumota; 敏広雲田
Original assignee: COO NET Inc; COO-NET Inc; SHONAN SASH SHOKAI KK
Current assignee: COO NET Inc; COO-NET Inc; SHONAN SASH SHOKAI KK
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】ディスプレイに表示された建物画像から、側面の突出部分の寸法も測れるようにする。
【解決手段】突出部分５０の形成された側面２０から内側に向けて、正面１０と並行な投影面３０を設け、前記側面２０の突出部分５０の形成点と側面３０の矩形ＡＢＣ´Ｄ´の上下の辺ＡＤ´とＢＣ´との交点ＥとＦを正面１０の矩形ＡＢＣＤの上下の辺ＡＤとＢＣと並行な方向へ延長して、その交点を第１の視点Ｖ３１として投影面３０へ突出部分５０を投影する。そして、その投影面３０に投影された突出部分５０を側面２０の消失点Ｖ２１を第２の視点Ｖ２１として正面１０へ投影することにより、突出部分５０の寸法を画像正面１０の座標に基づいて測定できるようにする。
【選択図】図４（ｃ）

Description

この発明は、ディスプレイに表示された建物画像から建物の実際の寸法を算出する画像寸法の測定方法に関するものである。

ディスプレイに表示された一枚の建物の画像から、建物各部の実際の寸法を算出する方法として、例えば（特許文献１）に示すものがある。

この方法では、ディスプレイに表示された建物画像の一つの面の四隅を指定して、その指定した面内に、実際の高さと幅寸法とが既知の矩形状のものを設定する。すると、その設定された矩形の対角線の交点を基準点として、前記基準点と矩形の高さと幅寸法を基に基準点（原点）からの実際の座標を求め、その求めた座標値から距離や面積を算定するというものである。

すなわち、図５に示すように、符号ａ、ｂ、ｃ、ｄで囲まれる基準矩形Ｓの対向する辺を延長して交点を求め、それを消失点Ｖ１、Ｖ２とする。次に、基準矩形Ｓの頂点ａ、ｂ、ｃ、ｄを結ぶ２本の対角線を求め、その対角線の交点（重心）を基準点Ｃ０に設定する。次に、その基準点Ｃ０と消失点Ｖ２とを通る直線を考えて、その直線と基準矩形Ｓの辺との交点をＰ１、Ｐ２とする。

同様に、基準点Ｃ０と消失点Ｖ１とを通る直線を考えて、その直線と基準矩形Ｓの辺との交点をＣ１とする。

また、前記交点Ｐ２とＣ１を通る直線と、消失点Ｖ１と交点Ｐ１を通る直線との交点をＰ４とする。

さらに、頂点ｄと交点Ｃ２を通る直線と、消失点Ｖ１と頂点ａとを通る直線との交点をＰ５とし、頂点ａと交点Ｃ２を通る直線と、消失点Ｖ１と頂点ｄを通る直線との交点をＰ６とする。また、消失点Ｖ１と基準点Ｃ０を通る直線と消失点Ｖ２と交点Ｐ６を通る直線との交点Ｃ３を求める。以後、この処理を繰り返す。

このようにして、Ｘ軸方向の座標Ｃ０〜Ｃｎが決まると、同じようにＹ軸方向の座標も決めることができる。

また、こうして設けた座標Ｃ０〜Ｃｎは、寸法が既知の基準矩形Ｓに基づいて、矩形の対向する辺を消失点Ｖ１、Ｖ２に延した延長線を分割したものなので、この求め方では、目盛（Ｃ０〜Ｃｎ）の単位は基準矩形の幅Ｗ／２となる。また、生成した目盛（Ｃ０〜Ｃｎ）の間隔は距離に比例して消失点へ近づく程狭くなるので、実際の値に則した目盛（Ｃ０〜Ｃｎ）を得ることができる。
特開２００４−２１２１４２号公報

しかしながら、上記の方法は、座標を指定した同一面上で計測することを主眼とするものである。そのため、例えば図３のような側面２０の突出部分（例えばカンバンなど）５０の測定は、正面１０に対して前後（Ｚ軸）方向、あるいは、側面２０に対しては左右（Ｘ軸）方向の誤差がでるため測定できないという問題があった。

そこで、この発明の課題は、建物の側面の突出部分の寸法も測れるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明では、突出部分の形成された側面から内側に向けて、正面と並行な投影面を設け、前記側面の突出部分の形成点と側面の矩形の上下の辺との交点を正面の矩形の上下の辺と並行な方向へ延長して、その交点を第１の視点として投影面へ突出部分を投影する。そして、その投影面に投影された突出部分を側面の消失点を第２の視点として正面へ投影することにより、突出部分の寸法を正面画像の座標に基づいて測定できるようにする構成を採用したのである。

このような構成を採用することにより、例えば、ディスプレイに表示された正面画像の左右方向をＸ軸とし、上下方向をＹ軸、前後方向をＺ軸とすると、まず、視点をＸ軸上に置いてＺ軸に垂直な投影面に突出部分を投影する変換を行なう。次に、視点をＺ軸上に置いてＺ軸に垂直な画像を正面へ投影する変換を行うのである。こうした変換を行なうことにより、突出部分の正面画像への変換ができるので、変換された投影の寸法を正面の座標で計測すれば、実寸が測定できる。

この発明は、以上のように構成したことにより，建物の側面の突出部分の寸法を算出することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、この形態は、本願発明をプログラム化したものをインストールしたパーソナルコンピュータ（パソコン）１と、測定対象の建物を撮影するためのデジタルカメラ２とで構成することができる。

パソコン１は、先のデジタルカメラ２とのインターフェースを備えたもので、処理自体は、高度な処理ではないので、ハイスペックのものを必要としない。

デジタルカメラ２は、測定対象の被写体と被写体内の矩形Ｓを識別できればよく、それ以上の高解像度は必要ではない。また、出力する画像ファイルは、パソコン１にインストールした本願の処理プログラムが読み取れる例えば「ＪＰＥＧ」などの画像ファイル形式を出力できるものであれば良く、市販の標準的なもので構わない。そのため、解像度が十分であれば、デジタルカメラに代えてカメラ付き携帯電話でも構わない。

この形態は、上記のように構成されており、デジタルカメラ２で撮影した建物画像をパソコン１に取り込んで、本願の処理プログラムを起動すると、起動したビューワ（Viewer）には、図２（ａ）のように、取り込んだ建物画像が表示される（実際は、建物の写真画像が表示されるが、ここでは、簡単のため、建物を単純な立方体で模式的に示している）。この表示された建物画像には、側面２０に突出部分５０が形成されている。この突出部分５０は、看板などの建物の付帯物である。

まず、側面２０と辺が直交する正面１０の寸法の測定方法から述べる。例えば、図２（ａ）に示すように、建物画像の正面１０でＡ点を指定する。実際には、マウスでクリックして指定する。すると、図２（ａ）のように四角形が表示されるので、四角形の残りの頂点をＢ、Ｃ、Ｄへドラッグする（図２（ｂ））。こうすることで、四隅を指定して矩形を設定する。矩形が設定されると、図２（ｃ）のように、各々対向する辺を延長して消失点Ｖ１１、Ｖ１２を求める。また、設定された矩形の対角線の交点から基準点Ｃ０を求める。

次に、図２（ｄ）のように、前記矩形内に、矩形の各辺と対応する各々の辺がほぼ並行で、かつ、高さと幅寸法とが既知の矩形状の物Ｓを設定する（例えば、矩形状の物Ｓとしては、窓などでも良いし、あるいは基準となる矩形状のスケールを写しこんでおくようにしても良い）。設定された矩形状の物Ｓの対角線の交点を基準点Ｃ０´とし、矩形の物Ｓの高さと幅寸法とに基づいて座標を設定する。この算出方法は、従来例で述べた通りである。

すなわち、図５に示すように、矩形状の物Ｓの対角線の交点Ｃ０（ここでは、以後Ｃ０´）を求めて、前記交点Ｃ０´と消失点Ｖ１１、Ｖ１２（先に求めたもの）を結んだ直線と、基準矩形Ｓの辺との交点をＰ１、Ｐ２とする。また、消失点Ｖ１１と交点Ｃ０´とを結んだ直線と基準矩形Ｓの辺との交点Ｃ１を求める。この交点Ｃ１とＰ１を通る直線と消失点Ｖ１１と交点Ｐ２を通る直線との交点Ｐ３を求め、消失点Ｖ１１と交点Ｃ０´を通る直線と消失点Ｖ１２と交点Ｐ３を通る直線とから交点Ｃ２を求める。さらに、頂点Ａと交点Ｃ２を通る直線と消失点Ｖ１１と頂点Ｄを通る直線との交点をＰ６とし、交点Ｐ６と消失点Ｖ１２を通る直線と消失点Ｖ１１と交点Ｃ０´を通る直線とから交点Ｃ３を求める。

以後、この処理を繰り返すことにより、Ｘ軸方向の座標Ｃ０´〜Ｃｎを算出する。同じようにしてＹ軸方向の座標も算出する。この座標は、基準矩形Ｓを分割して得たものなので実際の寸法を算出できる。

このように前記の算出方法で算出される寸法は、建物の四隅を指定して大きな矩形による消失点Ｖ１１、Ｖ１２を設けて、建物各部の消失点との差を小さくし、作図画面の歪みを小さくして算出したものなので、測定精度を向上させることができる。

このように画像の正面１０の設定が済むと、面の切り替えを行って側面２０にも同様の設定を行なって、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、消失点Ｖ２１、Ｖ２２を設ける。こうすることで、正面１０と側面２０上の測定はできるようになるが、図２（ａ）の側面２０の突出部分（例えばカンバンなど）５０の測定は、正面１０の座標を使用するとＺ軸方向の誤差がでるため測定できない。そのため、次に、前記突出部分５０の測定を可能にする方法を述べる。

この方法では、図４（ａ）に示すように、前記突出部分５０の形成された側面２０から内側に向けて前記正面１０と並行な投影面３０を設ける。

すなわち、前記投影面３０は、正面１０と並行で、かつ、側面２０の突出部分５０の形成された点から設けたもので、図４（ａ）のように、側面２０の矩形ＡＢＣ´Ｄ´の上下の辺ＡＤ´とＢＣ´との交点をＥとＦとする。また、前記交点ＥとＦには、それぞれ、正面１０の辺ＡＤと辺ＢＣの単位ベクトルｖ、ｗを算出し、そのベクトルに基づいて、それぞれ、正面１０の辺ＡＤと辺ＢＣに並行な線分を設ける。そして、図４（ｂ）に示すように、前記線分を延長して消失点Ｖ３１を設け、その消失点Ｖ３１を第１の視点Ｖ３１として投影面３０へ突出部分５０´を投影する。つまり、図４（ｂ）の座標軸１００で示せば、視点をＸ軸上に置いてＺ軸に垂直な投影面３０に突出部分５０を投影する変換を行なう。

さらに、前記投影面３０へ投影された突出部分５０´を図４（ｃ）のように、消失点Ｖ２１を第２の視点として画像正面１０へ投影する。すなわち、視点Ｖ２１をＺ軸上に置いてＺ軸に垂直な正面１０に投影する。この投影された突出部分５０^”によって突出部分５０の画像正面１０への変換ができる。

こうして正面１０への変換ができると、正面１０の座標は、前述のようにして求めているので、その座標を使って投影画像の寸法を測定すれば、実寸が測定できる。各部の実寸が測定できれば、その実寸から面積も算出できる。

このような演算は、変換行列を定義して、これを使って突出部分５０の要素を全てパソコン１に代数的な演算処理を実行させることにより投影させることができるので、建物画像の側面の突出部分５０の寸法と面積が測定できる。

実施形態のブロック図実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図（ａ）、（ｂ）実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図従来例の作用説明図

符号の説明

１０正面
２０側面
５０突出部分
Ｖ１１消失点
Ｖ１２消失点
Ｖ２１消失点、第２の視点
Ｖ２２消失点
Ｖ３１消失点、第１の視点

Claims

ディスプレイに表示された建物画像の寸法を画像内に高さと幅寸法とが既知の矩形を設定あるいは写し込んで、その設定あるいは写し込んだ矩形に基づいて画像の正面及び側面の寸法を測定するようにした画像寸法の測定方法において、
ディスプレイに表示された建物画像の正面と突出部分の形成された側面のそれぞれの四隅を指定して指定した四隅を頂点とする矩形を設定し、その設定した各々の矩形の辺を延長して消失点を設けるとともに、
前記突出部分の形成された側面から内側に向けて前記正面と並行な投影面を設け、
一方、前記側面の突出部分を形成した点と、側面の矩形の上下の辺との交点をそれぞれ求め、その求めた交点を、それぞれ正面の矩形の上下の辺と並行な方向へ延長して交点を求め、その求めた交点を第１の視点として投影面へ突出部分を投影し、その投影面に投影された突出部分を側面の消失点を第２の視点として正面へ投影することにより、突出部分の寸法を正面画像の座標に基づいて測定できるようにする画像寸法の測定方法。