JP2011018328A - 三次元モデル分割方法、三次元モデル分割装置及び三次元モデル分割装置を含む画像処理システム - Google Patents
三次元モデル分割方法、三次元モデル分割装置及び三次元モデル分割装置を含む画像処理システム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】入力された三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、前記三次元モデルに含まれるすべての三角形を処理し、前記三次元モデルを分割するのに適用する少なくとも一つの有界平面を生成する有界平面生成ステップと、前記生成した有界平面を通して前記三次元モデルの輪郭図を抽出する輪郭図抽出ステップと、前記生成した有界平面の情報及び前記三次元モデルの頂点隣接グラフの情報に基づいて、前記抽出した輪郭図を所定の条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割する輪郭図分割ステップとを含む三次元モデル分割方法を提供する。また三次元モデル分割装置及びその装置を有する画像処理システムを提供する。開示技術の方法、装置とシステムを通して、三次元モデル分割の正確性と効率を高めることができる。
【選択図】図1
Description
三次元モデル分割装置は、当該有界平面と接続する平面の境界にある頂点を取得し、これらの頂点の位置に基づいて、これらをソートする。例えば図3Aで、有界平面1と2の境界にある頂点は四つあって、ソートされた後はA‐B‐C‐Dである。
三次元モデル分割装置は、ソートされた後の頂点を順番に繋ぐ。例えば図3Aでは、三次元モデル分割装置は、有界平面1と2の境界にある四つの頂点:A、B、CとDを順番に繋ぐ三本の線分、つまりAB、BC、CDを取得する。
三次元モデル分割装置は、各線分に対して、それが輪郭線になる条件を満たすか否かを判定する。条件を満たす場合には、三次元モデル分割装置は、輪郭図における相応する二つの頂点の間に繋がる辺を加える。例えば図3Aに示すように、線分BCは有界平面2における三角形T2‐2とT2−3に共有されるから、それは内部の辺であり、輪郭線とすることができない。線分ABは有界平面1の三角形T1‐1の一辺に含まれる同時に、有界平面2の三角形T2−1に含まれるから、当該線分は輪郭線の条件を満たしており、三次元モデル分割装置は、輪郭図におけるノードAとBの間に一辺を加える。同じ原理で線分CDも輪郭線である。
三次元モデル分割装置は、当該サブグラフとそれと一番近いサブグラフの各頂点が選定される候補分割面に対して完全に反対の位置にある場合に、当該サブグラフは実体であると判定する。図9Cに示すように、選定される候補分割面の上の各頂点を除いて、サブグラフ3の各頂点は、すべて選定される分割面の前方にあるが、サブグラフ1の各頂点はすべて選定される分割面の後方にある。したがって、三次元モデル分割装置は、サブグラフ3の対応する部分は実体であると判定する。
三次元モデル分割装置は、当該サブグラフとそれと一番近いサブグラフの各頂点が選定される分割面に対して同じ側にある場合に、当該サブグラフは穴があると判定する。図9Cに示すように、選定される分割面の上の各頂点を除いて、サブグラフ2の各頂点は選定される分割面の後方に位置し、同時にサブグラフ1の各頂点も選定される分割面の後方にある。したがって、三次元モデル分割装置は、サブグラフ2が対応する部分は穴と判定する。同様に、三次元モデル分割装置は、サブグラフ4が対応する部分も穴と判定する。
以上の二つの原則を全部満足しない場合には、以下の原則を使う。選定される候補分割面を基準とし、当該サブグラフの当該選定される分割面にある頂点から出発して他の有界平面に接続した方向性ある線分と当該選定される候補分割面の法線ベクトルが選定される候補分割面の両側にある場合、当該サブグラフが対応する部分は穴と判定する。そうではないときは、実体と判定する。ここでの接続は輪郭線を通してつながり、すなわち、当該サブグラフに属しかつ選定される候補分割面に位置している頂点から出発して、他の有界平面上の頂点までのつながり線を指す。ここでは有界平面の法線方向がモデルの表面の外側に指していることをデフォルトとしている。図10Bに示すように、サブグラフ2の選定される分割面にある頂点から出発して、他の有界平面に接続した輪郭線(一点鎖線で表す)と選定される分割面の法線ベクトル(実線で表す)が当該選定される候補分割面の両側にある。すなわち、一つは当該選定される候補分割面の下側にあり、一つはその上側にあるから、三次元モデル分割装置は、サブグラフ2が対応する部分は穴であると判定する。
当該サブグラフの頂点の数が8より小さい。これは任意の三次元物体が少なくとも四つの面を共有しない頂点を持たなければならないからである。例えば三角錘は分割されない。ここで、数字「4」は、モデルが分割できるのに許容する最小の数字であり、この数字は実際の状況によって変更することができる。
当該サブグラフの面の数は6より小さい。これは任意の三次元物体が少なくとも四つの異なる平面を含まなければならないからである。例えば三角錘は分割されない。数字「4」は、モデルが分割できるのに許容する最小の数字であり、この数字は実際の状況によって修正変更することができる。
当該サブグラフのすべての有界平面には候補分割面が存在しない。例えば図6のサブグラフ1が含む六つの有界平面には候補分割面が存在しない。同様に、図6に示すサブグラフ2、図7に示すサブグラフ1は、何れも候補分割面を含んでいない。
当該サブグラフは候補分割面を含んでいるが、候補分割面はいずれも当該サブグラフを複数の部分に分割することができない。図10のモデルに、サブグラフ1は候補分割面を含んでいるが、その分割面を通して当該サブグラフを複数の部分に分割することができないから、当該モデルは引き続き分割ができない。
入力された三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルに含まれるすべての三角形を処理し、当該三次元モデルを分割するのに適用する少なくとも一つの有界平面を生成する有界平面生成ステップと、
前記生成した有界平面を通して前記三次元モデルの輪郭図を抽出する輪郭図抽出ステップと、
前記生成した有界平面の情報及び前記三次元モデルの頂点隣接グラフの情報に基づいて、前記抽出した輪郭図を所定条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割する輪郭図分割ステップとを含み、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルの頂点をノードとして、一つ或は複数の三角形に共有される二つの頂点の間ごとに一辺を追加して前記頂点隣接グラフの構築をすること
を特徴とする三次元モデル分割方法。
前記有界平面生成ステップの前に、入力された三次元モデルの三角形ポリゴンデータに含む三角形データと頂点データに基づいて、当該入力された三次元モデルを一つのサブモデル或は少なくとも二つの互いに分離するサブモデルに予分割する予分割ステップを更に含み、
前記サブモデルのそれぞれを所定の条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割するように、当該サブモデルそれぞれに対してそれぞれ前記有界平面生成ステップ、前記輪郭図抽出ステップ及び前記輪郭図分割ステップを実行すること
を特徴とする付記1に記載の三次元モデル分割方法。
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて頂点隣接グラフを構築し、
前記頂点隣接グラフが繋がっているかどうかを判定し、当該頂点隣接グラフにおける何れか1対の頂点の間に接続パスが存在すれば、当該頂点隣接グラフは繋がっていると判定し、当該頂点隣接グラフにおける何れか1対の頂点の間に接続パスが存在しなければ、繋がっていないと判定し、
前記頂点隣接グラフが繋がっていないと判定すれば、当該頂点隣接グラフに互いに繋がらないサブグラフに対応して前記三次元モデルを少なくとも二つの互いに分離するサブモデルに分割すること
を特徴とする付記2に記載の三次元モデル分割方法。
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて三角形隣接グラフを構築することと、
前記三角形隣接グラフが繋がっているかどうかを判定し、ここで、当該三角形隣接グラフにおける何れか1対の三角形の間に接続パスが存在すれば、当該三角形隣接グラフは繋がっていると判定し、当該三角形隣接グラフにおける何れか1対の三角形の間に接続パスが存在しなければ繋がっていないと判定することと、
前記三角形隣接グラフが繋がっていないと判定すれば、当該三角形隣接グラフに互いに繋がらないサブグラフに対応して前記三次元モデルを少なくとも二つの互いに分離するサブモデルに分割することを含み、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルにおける三角形をノードとして、共通点を有する二つの三角形の間ごとに辺を追加して前記三角形隣接グラフを構築すること
を特徴とする付記2に記載の三次元モデル分割方法。
前記輪郭図分割ステップの後に、前記三次元モデルを構成する、三角形ポリゴンで表現される一連の立体コンポーネントを再構成するように、前記分割された一つのサブグラフ或は少なくとも互いに重複しない二つのサブグラフ及び当該三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて三角化の処理を実行するモデル再構成ステップを更に含むこと
を特徴とする付記1ないし4の何れか一項に記載の三次元モデル分割方法。
前記三次元モデルに含まれるすべての三角形それぞれを一つのサブ平面として、すべてのサブ平面を合成できなくなるまで、合成条件を満たすサブ平面を一つの新しいサブ平面に合成して広義の平面を生成し、
前記三次元モデルを分割するのに適用する少なくとも一つの有界平面を生成するように、前記広義の平面のそれぞれに対して以下の処理を実行することを含み、
前記広義の平面にある三角形に対して三角形隣接グラフを作成し、
前記三角形隣接グラフで前記広義の平面の三角形が複数の分離するサブ平面に分けることができ、且つ当該サブ平面のそれぞれが複数の互いに接続する三角形を含む場合に、当該広義の平面を前記複数の分離するサブ平面に分け、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルにおける三角形をノードとして、共通点を有する二つの三角形の間に一辺を追加して前記三角形隣接グラフを構築し、
前記広義の平面を分けて得る前記複数の分離するサブ平面における複数のサブ平面を同時に他の同一の平面と繋がっている場合に、これらのサブ平面を一つの組み合わせる有界平面として組み合わせ、
前記組み合わせた有界平面及び前記広義の平面を分けて得る前記複数の分離するサブ平面における組み合わせる必要のない有界平面によって前記三次元モデルの分割に適用する前記有界平面を共同で構成し、
前記複数のサブ平面がそれぞれ前記他の同一の平面との間に少なくとも一つの共通点が存在する場合に、当該複数のサブ平面は同時に当該他の同一の平面と互いに繋がると判定し、
前記頂点隣接グラフにおいて、あるサブ平面に繋がる頂点が当該サブ平面の同じ側に位置する場合に、当該サブ平面は前記組み合わせる必要のない有界平面における独立する有界平面と判定すること
を特徴とする付記1ないし5の何れか一項に記載の三次元モデル分割方法。
前記サブ平面の法線方向が同じ又は反対であることと、
前記サブ平面の頂点が同一の平面に位置することを含み、
前記サブ平面と関連する三角形の法線方向を当該サブ平面の法線方向とすること
を特徴とする付記6に記載の三次元モデル分割方法。
前記三次元モデルの頂点を輪郭図の頂点とし、各頂点の間には接続が存在せず、
前記有界平面生成ステップで生成したそれぞれの有界平面に対して、当該有界平面生成ステップで生成した有界平面から当該有界平面と繋がる有界平面を探し、
前記有界平面と当該有界平面と繋がっている有界平面の境界線に位置する頂点を取得し、複数の線分を取得するように各頂点を互いに繋ぎ、
前記三次元モデルの輪郭図を得るように、前記取得した複数の線分から互いに重複しない、有界平面の内部の辺と異なる線分を輪郭線として選択し、各輪郭線は少なくとも二つの異なる有界平面に接続し、且つその一辺が当該輪郭線を含むようにそれぞれの有界平面に一つの三角形が存在し、内部の辺は一つの有界平面内だけに位置し、或は同じ有界平面上の複数の三角形に共有される方式で前記三次元モデルの輪郭図を抽出すること
を特徴とする付記1ないし7の何れか一項に記載の三次元モデル分割方法。
前記生成された有界平面から、頂点の数が4以上であり、且つ前記三次元モデルの頂点が両側に分布するような、候補分割面をすべて検出する候補分割面検出サブステップと、
前記検出された候補分割面の中から分割面として選定された候補分割面を用いて、前記輪郭図が一つ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割されるまで、前記輪郭図を逐一に分割するモデル分割サブステップと、
前記モデル分割サブステップで分割された前記サブグラフそれぞれに対して引き続きの分割をする必要があるかどうかを判定し、必要であれば、当該サブグラフが含んでいる候補分割面を選定された候補分割面として、当該サブグラフの対応する輪郭図を少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割するまで、当該サブグラフの対応する輪郭図に対して分割を行う終了条件判定サブステップと
を含んだことを特徴とする付記1ないし8の何れか一項に記載の三次元モデル分割方法。
選定される候補分割面により以下の処理を実行することが含まれ、
すべてのサブグラフが選定される当該候補分割面を含むように、当該選定される候補分割面により輪郭図を一つ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割する処理と、
前記分割されたサブグラフにおける穴と判定されたサブグラフと、当該サブグラフと一番近い実体になるサブグラフとを結合させて新しい実体を取得する処理と、
前記取得した実体それぞれに対してどの実体を分割の結果とするのかを判定する処理と
を含んだことを特徴とする付記9に記載の三次元モデル分割方法。
前記選定される候補分割面上に位置している輪郭線を削除し、修正後の輪郭図を取得し、
前記修正後の輪郭図の頂点の間の接続関係によって、修正後の輪郭図を一つ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割し、
すべての前記サブグラフが前記選定される候補分割面を含むように、取得した繋がらない当該サブグラフそれぞれに対して再構成を実行し、
前記サブグラフの中で、前記選定される候補分割面を含んでいないサブグラフについて、当該サブグラフの各頂点がいずれも選定される候補分割面の同じ側に位置している場合に、頂点隣接グラフ或は分割されて当該サブグラフを取得した輪郭図により、当該サブグラフとそれと繋がっており且つ同じ側に位置しているサブグラフを再構成させて一つの新しいサブグラフを取得し、前記サブグラフの中で、前記選定される候補分割面を含んでいないサブグラフについて、当該サブグラフの頂点が選定される候補分割面の両側に位置し、かつ頂点隣接グラフ或は分割されて当該サブグラフを取得した輪郭図により前記選定される候補分割面を含むサブグラフと接続する場合に、当該サブグラフとそれと接続するサブグラフを一つの新しいサブグラフに再構成させ、
前記再構成されないサブグラフ及び前記再構成して取得した新しいサブグラフによって輪郭図から分割されて取得した前記一つ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフを構成することを含むこと
を特徴とする付記10に記載の三次元モデル分割方法。
前記サブグラフそれぞれの輪郭の情報に基づいて、当該サブグラフが選定される候補分割面での対応する閉鎖領域を取得する処理と、
取得した当該サブグラフの選定される候補分割面での各閉鎖領域間の関係、及び当該サブグラフと選定される候補分割面の関係を利用して、穴であるかどうかを判定する処理と、
前記穴と判定された前記サブグラフに対して新しい実体を取得する処理と
を含むことを特徴とする付記10に記載の三次元モデル分割方法。
一番外側に位置している閉鎖領域が対応するサブグラフを実体と判定し、
一番外側に位置している閉鎖領域が対応するサブグラフを除くその他のサブグラフと前記その他のサブグラフと一番近いサブグラフとの相互関係に基づいて、以下の原則に応じてその他のサブグラフが穴であるかどうかをそれぞれ判定し、
前記原則は、
前記サブグラフ及び当該サブグラフと一番近いサブグラフがいずれも選定される候補分割面の同じ側に位置している場合に、当該サブグラフサブグラフを穴と判定し、
前記サブグラフ及び当該サブグラフと一番近いサブグラフが選定される候補分割面の完全に反対の側に位置している場合に、当該サブグラフを実体と判定し、
選定される候補分割面を基準として、当該サブグラフに属し且つ当該選定される候補分割面にある頂点から出発してその他の有界平面に接続した方向性がある線分及び当該選定される候補分割面の法線ベクトルが当該選定される候補分割面の両側にある場合に、当該サブグラフを穴と判定し、
選定される候補分割面を基準として、当該サブグラフに属し且つ当該選定される候補分割面にある頂点から出発してその他の有界平面に接続した方向性がある線分及び当該選定される候補分割面の法線ベクトルが当該選定される候補分割面の両側にない場合に、当該サブグラフを実体と判定することを含み、
その中、あるサブグラフについて、当該サブグラフと一番近いサブグラフは一つの実体であり、同時に当該一番近いサブグラフの対応する閉鎖領域は当該サブグラフの相応する閉鎖領域を含み、且つ当該サブグラフの相応するすべての閉鎖領域の中では一番小さい領域を含むこと
を特徴とする付記12に記載の三次元モデル分割方法。
前記分割して取得したサブグラフの中に独立した穴が存在しないように、前記穴と判定されたサブグラフ及び当該サブグラフと一番近いサブグラフとを組み合わせ、且つその穴の内部だけに含まれている有界平面を非候補分割面に設定する処理をさらに実行すること
を特徴とする付記13に記載の三次元モデル分割方法。
所定条件を満たす部分だけが三次元モデルから分割されるように、予め設定されたパラメーターにより分割結果に対してコントロールを実行すること
を特徴とする付記10に記載の三次元モデル分割方法。
前記サブグラフと当該サブグラフと一番近いサブグラフの選定される候補分割面での相応する領域面積の比であり、
前記領域面積の比が予め設定された閾値より小さい場合に、前記サブグラフは分割して出され、
前記領域面積の比が予め設定された前記閾値より大きい場合に、前記サブグラフと当該サブグラフに一番近いサブグラフとは新しいサブグラフに組み合わせられ、独立した部分として分割して出されないこと
を特徴とする付記15に記載の三次元モデル分割方法。
前記サブグラフが以下の条件のうち任意の一つを満たす時に、当該サブグラフは引き続き分割を行う必要がないと判定し、
前記条件は、
前記サブグラフの頂点の数が所定の第一閾値より小さい、
前記サブグラフが含む有界平面の数が所定の第二閾値より小さい、
前記サブグラフが含むすべての有界平面において候補分割面が存在しない、
前記サブグラフに当該サブグラフと対応する輪郭図を少なくとも二つのサブグラフに分割することができる候補分割面が存在しない、
ことであること
を特徴とする付記9に記載の三次元モデル分割方法。
前記生成した有界平面を通して前記三次元モデルの輪郭図を抽出する輪郭図抽出部と、
前記生成した有界平面の情報及び前記三次元モデルの頂点隣接グラフの情報に基づいて、前記抽出した輪郭図を所定条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割する輪郭図分割部とを含み、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルの頂点をノードとして、一つ或は複数の三角形に共有される二つの頂点の間ごとに一辺を追加して前記頂点隣接グラフを構築すること
を特徴とする三次元モデル分割装置。
前記有界平面生成部、前記輪郭図抽出部及び前記輪郭図分割部は、前記サブモデルのそれぞれを所定の条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割するように、当該サブモデルそれぞれに対して処理を実行すること
を特徴とする付記19に記載の三次元モデル分割装置。
を特徴とする付記19又は20に記載の三次元モデル分割装置。
前記三次元モデルに含まれるすべての三角形それぞれを一つのサブ平面として、すべてのサブ平面を合成できなくなるまで、合成条件を満たすサブ平面を一つの新しいサブ平面に合成して広義の平面を生成し、
前記三次元モデルを分割するのに適用する少なくとも一つの有界平面を生成するように、前記広義の平面のそれぞれに対して以下の処理を実行することを含み、
当該広義の平面にある三角形に対して三角形隣接グラフを作成し、
前記三角形隣接グラフで前記広義の平面の三角形が複数の分離するサブ平面中に分けることができ、且つ当該サブ平面のそれぞれが複数の互いに接続する三角形を含む場合に、当該広義の平面を前記複数の分離するサブ平面に分け、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルにおける三角形をノードとして、共通点を有する二つの三角形の間に一辺を追加して前記三角形隣接グラフを構築し、
前記広義の平面を分けて得る前記複数の分離するサブ平面における複数のサブ平面を同時に他の同一の平面と繋がっている場合に、これらのサブ平面を一つの組み合わせる有界平面として組み合わせ、
前記組み合わせた有界平面及び前記広義の平面を分けて得る前記複数の分離するサブ平面における組み合わせる必要のない有界平面によって前記三次元モデルの分割に適用する前記有界平面を共同で構成し、
前記複数のサブ平面がそれぞれ前記他の同一の平面との間に少なくとも一つの共通点が存在する場合に、当該複数のサブ平面は同時に当該他の同一の平面と互いに繋がると判定し、
前記頂点隣接グラフにおいて、あるサブ平面に繋がる頂点が当該サブ平面の同じ側に位置する場合に、当該サブ平面は前記組み合わせる必要のない有界平面における独立する有界平面と判定するように配置されること
を特徴とする付記19ないし21の何れか一項に記載の三次元モデル分割装置。
前記三次元モデルの頂点を輪郭図の頂点とし、各頂点の間には接続が存在せず、
前記有界平面生成部で生成したそれぞれの有界平面に対して、当該有界平面生成部で生成した有界平面から当該有界平面と繋がる有界平面を探し、
前記有界平面と当該有界平面と繋がっている有界平面の境界線に位置する頂点を取得し、複数の線分を取得するように各頂点を互いに繋ぎ、
前記三次元モデルの輪郭図を得るように、前記取得した複数の線分から互いに重複しない、有界平面の内部の辺と異なる線分を輪郭線として選択し、各輪郭線は少なくとも二つの異なる有界平面に接続し、且つその一辺が当該輪郭線を含むようにそれぞれの有界平面に一つの三角形が存在し、内部の辺は一つの有界平面内だけに位置し、或は同じ有界平面上の複数の三角形に共有される方式で前記三次元モデルの輪郭図を抽出するように配置されること
を特徴とする付記19ないし22の何れか一項に記載の三次元モデル分割装置。
前記生成された有界平面から、頂点の数が4以上であり、且つ前記三次元モデルの頂点が両側に分布するような、候補分割面をすべて検出する候補分割面検出サブ部と、
前記検出された候補分割面の中から分割面として選定された候補分割面を用いて、前記輪郭図が一つ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割されるまで、前記輪郭図を逐一に分割するモデル分割サブ部と、
前記モデル分割サブ部で分割された前記サブグラフそれぞれに対して引き続きの分割をする必要があるかどうかを判定し、必要であれば、当該サブグラフが含んでいる候補分割面を選定された候補分割面として、当該サブグラフの対応する輪郭図を少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割するまで、当該サブグラフの対応する輪郭図に対して分割を行う終了条件判定サブ部と
を特徴とする付記19ないし23の何れか一項に記載の三次元モデル分割装置。
すべてのサブグラフが選定される当該候補分割面を含むように、当該選定される当該候補分割面により輪郭図を一つ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割し、
前記分割されたサブグラフにおける穴と判定されたサブグラフと、当該サブグラフと一番近い実体になるサブグラフとを結合させて新しい実体を取得し、
前記取得した実体それぞれに対してどの実体を分割の結果とするのかを判定するように配置されること
を特徴とする付記24に記載の三次元モデル分割装置。
前記サブグラフそれぞれの輪郭線の情報に基づいて、当該サブグラフが選定される候補分割面での対応する閉鎖領域を取得し、
取得した当該サブグラフの選定される候補分割面での各閉鎖領域間の関係、及び当該サブグラフと選定される候補分割面の関係を利用して、穴であるかどうかを判定し、
前記穴と判定された前記サブグラフに対して新しい実体を取得すること
を特徴とする付記25に記載の三次元モデル分割装置。
以下の処理を通してサブグラフが穴であるかどうかを判定するように配置され、
一番外側に位置している閉鎖領域が対応するサブグラフを実体と判定し、
一番外側に位置している閉鎖領域が対応するサブグラフを除くその他のサブグラフと前記その他のサブグラフと一番近いサブグラフとの相互関係に基づいて、以下の原則に応じてその他のサブグラフが穴であるかどうかをそれぞれ判定し、
前記原則は、
前記サブグラフと当該サブグラフと一番近いサブグラフがいずれも選定される候補分割面の同じ側に位置している場合に、当該サブグラフを穴と判定し、
前記サブグラフと当該サブグラフと一番近いサブグラフが選定される候補分割面の完全に反対の側に位置している場合に、当該サブグラフを実体と判定し、
選定される候補分割面を基準として、当該サブグラフに属し且つ当該選定される候補分割面にある頂点から出発してその他の有界平面に接続した方向性がある線分及び当該選定される候補分割面の法線ベクトルが当該選定される候補分割面の両側にある場合に、当該サブグラフを穴と判定し、
選定される候補分割面を基準として、当該サブグラフに属し且つ当該選定される候補分割面にある頂点から出発してその他の有界平面に接続した方向性がある線分及び当該選定される候補分割面の法線ベクトルが当該選定される候補分割面の両側にない場合に、当該サブグラフを実体と判定し、
その中、あるサブグラフについて、当該サブグラフと一番近いサブグラフは一つの実体であり、同時に当該一番近いサブグラフの対応する閉鎖領域は当該サブグラフの相応する閉鎖領域を含み、かつ当該サブグラフの相応するすべての閉鎖領域の中では一番小さい領域を含むこと
を特徴とする付記26に記載の三次元モデル分割装置。
所定条件を満たす部分だけが三次元モデルから分割されるように、予め設定されたパラメーターにより分割結果に対してコントロールを実行するように配置されること
を特徴とする付記25に記載の三次元モデル分割装置。
前記サブグラフと当該サブグラフと一番近いサブグラフの選定される候補分割面での相応する領域面積の比であり、
前記領域面積の比が予め設定された閾値より小さい場合に、前記サブグラフは分割して出され、
前記領域面積の比が予め設定された前記閾値より大きい場合に、前記サブグラフと当該サブグラフに一番近いサブグラフとは新しいサブグラフに組み合わせられ、独立した部分として分割して出されないこと
を特徴とする付記28に記載の三次元モデル分割装置。
前記サブグラフが以下の条件のうち任意の一つを満たすときに、当該サブグラフは引き続き分割を行う必要がないと判定するように配置され、
前記条件は、
前記サブグラフの頂点の数が所定の第一閾値より小さい、
前記サブグラフの含む有界平面の数が所定の第二閾値より小さい、
前記サブグラフが含むすべての有界平面の中に候補分割面が存在しない、
前記サブグラフの中に当該サブグラフと対応する輪郭図を少なくとも二つのサブグラフに分割することができる候補分割面が存在しない、
ことであること
を特徴とする付記24に記載の三次元モデル分割装置。
目的検出システム、部分マッチングシステム、モデル検索システムであること
を特徴とする付記32に記載の画像処理システム。
前記指令コードが機器によって読み取られるときに、付記1ないし18の何れか一項に記載の方法を実行させることを特徴とするプログラム製品。
1100 予分割部
1200 有界平面生成部
1300 輪郭図抽出図
1400 輪郭図分割部
1500 モデル再構成部
Claims (10)
- 三次元モデル分割装置が、
入力された三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルに含まれるすべての三角形を処理し、当該三次元モデルを分割するのに適用する少なくとも一つの有界平面を生成する有界平面生成ステップと、
前記生成した有界平面を通して前記三次元モデルの輪郭図を抽出する輪郭図抽出ステップと、
前記生成した有界平面の情報及び前記三次元モデルの頂点隣接グラフの情報に基づいて、前記抽出した輪郭図を所定条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割する輪郭図分割ステップとを含み、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルの頂点をノードとして、一つ或は複数の三角形に共有される二つの頂点の間ごとに一辺を追加して前記頂点隣接グラフの構築をすること
を特徴とする三次元モデル分割方法。 - 三次元モデル分割装置が、
前記有界平面生成ステップの前に、入力された三次元モデルの三角形ポリゴンデータに含む三角形データと頂点データに基づいて、当該入力された三次元モデルを一つのサブモデル或は少なくとも二つの互いに分離するサブモデルに予分割する予分割ステップを更に含み、
前記サブモデルのそれぞれを所定の条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割するように、当該サブモデルそれぞれに対してそれぞれ前記有界平面生成ステップ、前記輪郭図抽出ステップ及び前記輪郭図分割ステップを実行すること
を特徴とする請求項1に記載の三次元モデル分割方法。 - 前記予分割ステップは、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて頂点隣接グラフを構築し、
前記頂点隣接グラフが繋がっているかどうかを判定し、当該頂点隣接グラフにおける何れか1対の頂点の間に接続パスが存在すれば、当該頂点隣接グラフは繋がっていると判定し、当該頂点隣接グラフにおける何れか1対の頂点の間に接続パスが存在しなければ、繋がっていないと判定し、
前記頂点隣接グラフが繋がっていないと判定すれば、当該頂点隣接グラフに互いに繋がらないサブグラフに対応して前記三次元モデルを少なくとも二つの互いに分離するサブモデルに分割すること
を特徴とする請求項2に記載の三次元モデル分割方法。 - 前記予分割ステップは、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて三角形隣接グラフを構築することと、
前記三角形隣接グラフが繋がっているかどうかを判定し、ここで、当該三角形隣接グラフにおける何れか1対の三角形の間に接続パスが存在すれば、当該三角形隣接グラフは繋がっていると判定し、当該三角形隣接グラフにおける何れか1対の三角形の間に接続パスが存在しなければ繋がっていないと判定することと、
前記三角形隣接グラフが繋がっていないと判定すれば、当該三角形隣接グラフに互いに繋がらないサブグラフに対応して前記三次元モデルを少なくとも二つの互いに分離するサブモデルに分割することを含み、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルにおける三角形をノードとして、共通点を有する二つの三角形の間ごとに辺を追加して前記三角形隣接グラフを構築すること
を特徴とする請求項2に記載の三次元モデル分割方法。 - 三次元モデル分割装置が、
前記輪郭図分割ステップの後に、前記三次元モデルを構成する、三角形ポリゴンで表現される一連の立体コンポーネントを再構成するように、前記分割された一つのサブグラフ或は少なくとも互いに重複しない二つのサブグラフ及び当該三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて三角化の処理を実行するモデル再構成ステップを更に含むこと
を特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の三次元モデル分割方法。 - 前記有界平面生成ステップは、
前記三次元モデルに含まれるすべての三角形それぞれを一つのサブ平面として、すべてのサブ平面を合成できなくなるまで、合成条件を満たすサブ平面を一つの新しいサブ平面に合成して広義の平面を生成し、
前記三次元モデルを分割するのに適用する少なくとも一つの有界平面を生成するように、前記広義の平面のそれぞれに対して以下の処理を実行することを含み、
前記広義の平面にある三角形に対して三角形隣接グラフを作成し、
前記三角形隣接グラフで前記広義の平面の三角形が複数の分離するサブ平面に分けることができ、且つ当該サブ平面のそれぞれが複数の互いに接続する三角形を含む場合に、当該広義の平面を前記複数の分離するサブ平面に分け、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルにおける三角形をノードとして、共通点を有する二つの三角形の間に一辺を追加して前記三角形隣接グラフを構築し、
前記広義の平面を分けて得る前記複数の分離するサブ平面における複数のサブ平面を同時に他の同一の平面と繋がっている場合に、これらのサブ平面を一つの組み合わせる有界平面として組み合わせ、
前記組み合わせた有界平面及び前記広義の平面を分けて得る前記複数の分離するサブ平面における組み合わせる必要のない有界平面によって前記三次元モデルの分割に適用する前記有界平面を共同で構成し、
前記複数のサブ平面がそれぞれ前記他の同一の平面との間に少なくとも一つの共通点が存在する場合に、当該複数のサブ平面は同時に当該他の同一の平面と互いに繋がると判定し、
前記頂点隣接グラフにおいて、あるサブ平面に繋がる頂点が当該サブ平面の同じ側に位置する場合に、当該サブ平面は前記組み合わせる必要のない有界平面における独立する有界平面と判定すること
を特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載の三次元モデル分割方法。 - 前記有界平面生成ステップにおいて、サブ平面を合成できる条件は、
前記サブ平面の法線方向が同じ又は反対であることと、
前記サブ平面の頂点が同一の平面に位置することを含み、
前記サブ平面と関連する三角形の法線方向を当該サブ平面の法線方向とすること
を特徴とする請求項6に記載の三次元モデル分割方法。 - 前記輪郭図抽出ステップは、
前記三次元モデルの頂点を輪郭図の頂点とし、各頂点の間には接続が存在せず、
前記有界平面生成ステップで生成したそれぞれの有界平面に対して、当該有界平面生成ステップで生成した有界平面から当該有界平面と繋がる有界平面を探し、
前記有界平面と当該有界平面と繋がっている有界平面の境界線に位置する頂点を取得し、複数の線分を取得するように各頂点を互いに繋ぎ、
前記三次元モデルの輪郭図を得るように、前記取得した複数の線分から互いに重複しない、有界平面の内部の辺と異なる線分を輪郭線として選択し、各輪郭線は少なくとも二つの異なる有界平面に接続し、且つその一辺が当該輪郭線を含むようにそれぞれの有界平面に一つの三角形が存在し、内部の辺は一つの有界平面内だけに位置し、或は同じ有界平面上の複数の三角形に共有される方式で前記三次元モデルの輪郭図を抽出すること
を特徴とする請求項1ないし7の何れか一項に記載の三次元モデル分割方法。 - 入力された三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルに含まれるすべての三角形を処理し、当該三次元モデルを分割するのに適用する少なくとも一つの有界平面を生成する有界平面生成部と、
前記生成した有界平面を通して前記三次元モデルの輪郭図を抽出する輪郭図抽出部と、
前記生成した有界平面の情報及び前記三次元モデルの頂点隣接グラフの情報に基づいて、前記抽出した輪郭図を所定条件を満たす一つのサブグラフ或は少なくとも二つの互いに重複しないサブグラフに分割する輪郭図分割部とを含み、
前記三次元モデルの三角形ポリゴンデータに基づいて、当該三次元モデルの頂点をノードとして、一つ或は複数の三角形に共有される二つの頂点の間ごとに一辺を追加して前記頂点隣接グラフを構築すること
を特徴とする三次元モデル分割装置。 - 請求項9に記載の前記三次元モデル分割装置が含まれることを特徴とする画像処理システム。
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