这是从成本以及操作方面考虑易于实现商业利用的、而且实现能够对人物头发部分那样的三维形状的连接背景和边界的三维形状的缺失进行插值的三维形状的测量的三维形状测量装置。检测头（１０２）等使作为测定对象（１０１）的人物的面目接近背景板（２０１）来测量其三维形状。形状运算单元（１１０）在三维形状数据中抽出被由具有与背景板（２０１）相对应的背景数据值的象素构成的背景区和由具有与测定对象（１０１）相对应的有效数据值的象素构成的测定对象有效区所包围的、由具有无效数据值的象素构成的缺失区，对构成该被抽出的缺失区的象素进行插值。其结果，可复原作为测定对象（１０１）的人物头发部分的缺失区。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及根据对测定对象进行摄影得到的图象数据来测量三维形状的三维形状测量技术。
技术介绍
根据对测定对象进行摄影得到的图象数据来测量三维形状的三维测量技术正在应用于各种产业领域中。作为其代表性的应用领域，已知有通过根据由对作为测定对象的人物等进行摄影得到的图象数据被运算的三维形状数据来控制三维雕刻机，从而能够在贵金属奖牌、标徽或者木制品等上雕刻人物的面目形状的三维雕刻系统。当前，正在使能够进行这种商业利用的各种三维形状测量系统实现商用化。作为这种系统的代表例，已知有从狭缝激光光源对测定对象照射狭缝激光并根据照射时的照射角度和对于测定对象的摄影图象数据来计算三维形状的技术。在上述那样的三维形状测量系统的实现过程中，如何根据其利用目的忠实地再现对应于测定对象的三维系统成为重要的课题。然而，在以利用狭缝激光的非接触型三维测量系统为代表的现有的三维测量技术中，例如在人物面目部分的三维形状的测量中，由于头发部分难以反射狭缝激光，因此难以准确地再现头发部分的三维形状，因而存在易于产生三维形状缺失区这样的问题。因此，在打算把现有的三维形状测量技术应用于在奖牌上刻印人物的面目形状等的系统中，存在大量地制造无商业价值的奖牌产品的问题，在这种产品中，刻印到奖牌上的人物的面目图象中头发部分显得不自然地呆板。不是不能够开发可以准确地再现人物头发部分的三维形状的三维形状测量系统，但从传感器的精度、光源的调整、测定时间等方面考虑，或者在测定对象方面有很多的限制，或者导致要求极高精度的传感器，其结果，从成本以及操作方面考虑存在难以实现商业利用这样的问题。本专利技术的课题在于实现从成本以及操作方面考虑易于实现商业利用的而且能够对例如人物头发部分的三维形状那样的连接背景和边界的三维形状的缺失进行插值的三维形状的测量。专利技术的公开本专利技术的前提是具有三维形状测量功能的三维测量装置。作为该三维形状测量功能，例如能够应用基于来自左右的狭缝激光的照射的方式、基于单一激光的照射的方式或者没有特别地应用激光的通常摄影方法的方式等各种方式。本专利技术的第1种基本构成具有如下的结构。首先，背景边界获取单元(形状运算单元)从表示被测量的测定对象的三维形状的三维形状数据获取表示其测量对象与其背景区的边界的背景边界信息(上部轮廓象素的信息)。该背景边界获取单元例如与背景板一起从被测量的三维形状中抽出表示由具有与背景板相对应的背景数据值的象素构成的背景区与由具有无效数据值的象素构成的背景边界缺失区的边界的背景边界信息、即上部轮廓线信息。或者，背景边界抽出单元例如从不特别使用背景板而被测量的三维形状中，把具有与测定对象相对应的有效数据值的象素构成的测定对象有效区的轮廓线信息与包含有关缺失区的轮廓线部分一起，作为背景边界信息来抽出。这种情况下，有关缺失区的轮廓线部分例如用曲线近似等方法由有效区的轮廓线部分进行复原，或者，从预先存储的多个面目的轮廓线信息进行选择。插值运算单元(形状运算单元)根据抽出的背景边界信息，对三维形状数据中的测定对象的缺失区进行插值。本专利技术的第2种基本构成具有如下的结构。测量单元(检测头、图象编码器、扫描器驱动器、个人计算机)使测定对象(测定对象)接近于具有能够测量三维形状的特性的背景板，与背景板的三维形状一起测量该测定对象的三维形状。背景边界缺失区抽出单元(形状运算单元)在表示该被测量的三维形状的三维形状数据中，抽出由具有与背景板相对应的背景数据值的象素构成的背景区和由具有与测定对象相对应的有效数据值的象素构成的测定对象有效区包围的由具有无效数据值的象素构成的背景边界缺失区。背景边界缺失区插值运算单元(形状运算单元)从构成包围该被抽出的背景边界缺失区的背景区的象素和构成包围该被抽出的背景边界缺失区的测定对象有效区的象素中，对构成该被抽出的背景边界缺失区的象素进行插值。本专利技术的第3种基本构成是由具有上述本专利技术的第2种基本构成的三维形状测量装置作为包括输入对构成背景边界缺失区或者孔状缺失区的象素进行了插值的三维形状数据并根据该三维形状数据来控制雕刻单元的控制单元的三维雕刻装置来实现。依据上述本专利技术的各种结构，能够准确地抽出作为测定对象的人物等的侧面和背景区的边界信息或者轮廓信息，根据该被抽出的边界信息或者轮廓信息，能够对连接背景与边界的人物头发部分等的三维形状的缺失进行插值。更具体地讲，通过与竖立在作为测定对象的人物等的后面的例如能够反射狭缝激光的背景板一起测量人物侧面等的三维形状，能够容易地抽出由具有与背景板相对应的背景数据值的象素构成的背景区和由被具有与测定对象相对应的有效数据值的象素构成的测定对象有效区包围的、由具有无效数据值的象素构成的背景边界缺失区，能够容易地进行对于构成该被抽出的背景边界缺失区的象素的插值。这样，通过使用以该方式被插值了的三维形状数据，能够在由三维雕刻装置进行的在贵金属奖牌等上雕刻作为测定对象的人物的侧面等的三维图象时，获得更自然的效果。另外，在由计算机使用本专利技术的情况下，还能够作为使计算机进行与由上述本专利技术的各种结构实现的功能相同的功能的计算机可读记录媒体来构成。附图的简单说明第1图是本专利技术的三维形状测量/三维雕刻系统的实施形态的结构图。第2图是本实施形态中的测定图象的图。第3图是本实施形态的总体工作的流程(1)。第4图是本实施形态的总体工作的流程(2)。第5图示出从左/右侧测量数据向左/右侧高度图象数据的变换处理的工作流程。第6图示出缺失部分抽出处理的工作流程。第7图示出头发部分插值处理的工作流程。第8图示出头发部分插值处理中的各方向插值处理的工作流程(1)。第9图示出头发部分插值处理中的各方向插值处理的工作流程(2)。第10图示出填孔处理的工作流程。第11图示出填孔处理中的各方向插值处理的工作流程(1)。第12图示出填孔处理中的各方向插值处理的工作流程(2)。第13图示出偏离校正处理的工作流程。第14图示出向雕刻数据的变换处理的工作流程。第15图是三维形状测量的原理图。第16图示出本实施形态的效果的说明图(1)。第17图示出本实施形态的效果的说明图(2)。第18图是代码去噪处理中的空间滤波器的结构图。第19图是缺失抽出处理的说明图(1)。第20图是缺失抽出处理的说明图(2)。第21图是高度去噪处理中的空间滤波器的结构图。第22图是头发部分插值处理(上→下方向插值处理)的工作说明图。第23图是头发部分插值处理(左→右方向插值处理)的工作说明图。第24图是头发部分插值处理(右→左方向插值处理)的工作说明图。第25图是基于γ次曲线的插值运算的说明图。第26图示出头发部分插值处理的效果。第27图是填孔处理的说明图。第28图是偏离校正处理的说明图。用于实施专利技术的最佳形态以下，参照附图详细地说明本专利技术的实施形态。<本专利技术的实施形态的特征> 在以下所说明的本实施形态中，通过与竖立在作为测定对象的人物的后面的能够反射狭缝激光的背景板一起测量人物的侧面的三维形状，能够准确地抽出人物的侧面的轮廓信息。而且，根据该被抽出的轮廓信息，能够对连接背景和边界的人物头发部分的三维形状进行插值。这一点是与本专利技术相关连的重要特征。<本专利技术的实施形态的结构> 第1图是本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有三维形状测量功能的三维测量装置，其特征在于包括： 从表示被测量的测定对象的三维形状的三维形状数据获取表示该测定对象与其背景区的边界的背景边界信息的背景边界获取单元；以及 根据该被获取的背景边界信息，对上述三维形状数据中的上述测定对象的缺失区进行插值的插值运算单元。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：河本明哲，
申请(专利权)人：株式会社珀蒂奥，河本明哲，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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