三維形狀計測裝置、三維形狀計測方法及三維形狀計測程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維形狀計測裝置、三維形狀計測方法及三維形狀計測程序。
[0002]本申請以2013年4月19日在日本提交的特愿2013-088556號為基礎(chǔ)并享受優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容援引于此。
【背景技術(shù)】
[0003]非專利文獻I中記載了基于多個二維圖像來生成對象物的三維形狀模型的技術(shù)的一例，這些二維圖像包含一邊使拍攝部移動一邊拍攝的對象物。在該非專利文獻I所記載的三維形狀計測系統(tǒng)中，如下那樣生成對象物的三維形狀模型。首先，一邊使構(gòu)成拍攝部的立體攝像機移動一邊以運動圖像來拍攝對象物整體。在此，立體攝像機也被稱為雙眼立體視覺攝像機，是從多個不同的視點拍攝對象物的裝置。接著，按照每規(guī)定幀，基于I組二維圖像計算與各像素對應(yīng)的三維坐標值。其中，在該時點計算出的三維坐標值通過在立體攝像機的每個視點而不同的多個三維坐標表示。在此，在非專利文獻I所記載的三維形狀計測系統(tǒng)中，通過遍及多個幀追蹤作為運動圖像拍攝的多個二維圖像中包含的特征點群，來推測立體攝像機的視點的移動。然后，基于視點移動的推測結(jié)果，用多個坐標系表示的三維形狀模型被整合為同一坐標系，生成對象物的三維形狀模型。
[0004]另外，在本申請中，對象物的三維形狀模型是指，通過將三維空間內(nèi)的對象物的形狀在計算機內(nèi)部數(shù)值化來表現(xiàn)的模型，例如是基于多視點的二維圖像或各像素表示距離信息的二維圖像將對象物的表面形狀通過三維空間內(nèi)的多個點的集合(即點群)來復(fù)原的點群模型。此外，在本申請中，三維形狀計測意味著通過拍攝多個二維圖像而生成對象物的三維形狀模型，并且還意味著為生成對象物的三維形狀模型而拍攝多個二維圖像。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]非專利文獻
[0007]非專利文獻1:運天弘樹、増?zhí)镏侨省⑷龢驈?、安藤真、「立體攝像機移動攝影(乙dth VR模型自動生成手法①検討」、日本八' —于々少y 7 y T ^學(xué)會論文誌、Vol.12、N0.2、2007 年

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]如上述那樣，在非專利文獻I所示的三維形狀計測系統(tǒng)中，一邊使拍攝部移動一邊拍攝多個二維圖像，基于拍攝到的多個二維圖像來生成對象物的三維形狀模型。在這樣的構(gòu)成中，如果以一定的時間間隔拍攝在生成三維形狀模型時成為處理對象的二維圖像，例如在拍攝部的移動速度大時，可能會產(chǎn)生未被拍攝到的部分。另一方面，拍攝部的移動速度小時，在多個圖像間重復(fù)拍攝的區(qū)域可能會變大?；蛘撸瑢τ趯ο笪飦碚f，根據(jù)形狀的復(fù)雜程度，有些部分需要更細致拍攝圖像，有些部分則不需要，這種情況下，例如在拍攝者不熟練時，可能會難以適當(dāng)?shù)卣莆张臄z方向或頻度而拍攝圖像。即，拍攝多個在生成三維形狀模型時成為處理對象的二維圖像的情況下，如果使拍攝各圖像的時間間隔為一定，則在移動速度大時或者小時，或者對象物的形狀復(fù)雜時等，可能無法適當(dāng)?shù)厝〉枚S圖像。此外，如果無用的重復(fù)拍攝增多，則二維圖像過剩，有存儲圖像數(shù)據(jù)的存儲器量變多、或者產(chǎn)生多余的處理的可能性。像這樣，如果以一定的時間間隔來拍攝在生成三維形狀模型時成為處理對象的二維圖像，則存在可能無法適當(dāng)?shù)嘏臄z多個圖像的問題。
[0010]本發(fā)明是鑒于以上情況而做出的，其目的在于，提供一種能夠適當(dāng)?shù)嘏臄z在生成三維形狀模型時成為處理對象的二維圖像的三維形狀計測裝置、三維形狀計測方法及三維形狀計測程序。
[0011 ] 解決課題所采用的手段
[0012]為了解決上述課題，本發(fā)明的第一方式的三維形狀計測裝置具備:拍攝部，逐個輸出所拍攝到的規(guī)定的二維圖像(以下稱為第I 二維圖像)，并且與規(guī)定的輸出指示對應(yīng)地輸出與所拍攝到的所述第I二維圖像之間設(shè)定不同的二維圖像(以下稱為第2二維圖像)；輸出指示生成部，基于所述拍攝部所輸出的所述第I 二維圖像和所述第2 二維圖像，生成所述輸出指示；以及存儲部，存儲所述拍攝部所輸出的所述第2 二維圖像。
[0013]本發(fā)明的第一方式的三維形狀計測裝置優(yōu)選為，在所述第I 二維圖像與所述第2二維圖像之間，圖像的析像度的設(shè)定不同，所述第2 二維圖像與所述第I 二維圖像相比為高析像度。
[0014]本發(fā)明的第一方式的三維形狀計測裝置優(yōu)選為，所述輸出指示生成部基于所述第
I二維圖像與所述第2 二維圖像的相似度，生成所述輸出指示。
[0015]本發(fā)明的第一方式的三維形狀計測裝置優(yōu)選為，所述相似度對應(yīng)于從所述第I 二維圖像抽取到的多個特征點與從所述第2 二維圖像抽取到的多個特征點建立對應(yīng)的程度。
[0016]本發(fā)明的第一方式的三維形狀計測裝置優(yōu)選為，在所述第I 二維圖像與所述第2二維圖像之間，拍攝圖像時的快門速度、光圈值或拍攝元件的靈敏度中的至少I個的設(shè)定不同。
[0017]本發(fā)明的第一方式的三維形狀計測裝置優(yōu)選為，具備對拍攝對象物進行照明的照明部，與所述輸出指示對應(yīng)地，所述拍攝部拍攝所述第2 二維圖像，并且所述照明部對所述拍攝對象物進行規(guī)定的照明。
[0018]此外，本發(fā)明的第二方式的三維形狀計測方法，使用逐個輸出所拍攝到的規(guī)定的二維圖像(以下稱為第I 二維圖像)、并且與規(guī)定的輸出指示對應(yīng)地輸出與所拍攝到的所述第I二維圖像之間設(shè)定不同的二維圖像(以下稱為第2二維圖像)的拍攝部，基于所述拍攝部所輸出的所述第I二維圖像和所述第2 二維圖像來生成所述輸出指示(輸出指示生成步驟)，存儲所述拍攝部所輸出的所述第2 二維圖像(存儲步驟)。
[0019]此外，本發(fā)明的第三方式的三維形狀計測程序，使計算機執(zhí)行如下步驟:輸出指示生成步驟，使用逐個輸出所拍攝到的規(guī)定的二維圖像(以下稱為第I 二維圖像)、并且與規(guī)定的輸出指示對應(yīng)地輸出與所拍攝到的所述第I二維圖像之間設(shè)定不同的二維圖像(以下稱為第2 二維圖像)的拍攝部，基于所述拍攝部所輸出的所述第I 二維圖像和所述第2 二維圖像來生成所述輸出指示；以及存儲步驟，存儲所述拍攝部所輸出的所述第2 二維圖像。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的方式，基于逐個輸出的第I 二維圖像和與第I 二維圖像之間設(shè)定不同的第2 二維圖像來生成對于拍攝部的第2 二維圖像的輸出指示。即，在該構(gòu)成中，在判斷是否生成第2 二維圖像的輸出指示時，能夠?qū)⒅饌€輸出的第I 二維圖像和第2 二維圖像作為信息使用。根據(jù)該構(gòu)成，例如能夠基于多個第I 二維圖像以適當(dāng)?shù)亩〞r生成輸出指示，并且基于已經(jīng)輸出的第2 二維圖像等，考慮下一個第2 二維圖像的必要性等而生成輸出指示。即，與以一定的時間間隔進行拍攝的情況相比，能夠容易地適當(dāng)設(shè)定圖像的拍攝定時和拍攝到的圖像的量。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的構(gòu)成例的框圖。
[0023]圖2是表示圖1所示的拍攝部11的構(gòu)成例的框圖。
[0024]圖3是表示圖1所示的輸出指示生成部12的構(gòu)成例的框圖。
[0025]圖4是用于說明圖3所示的輸出指示生成部12的動作例的流程圖。
[0026]圖5是用于說明使用了圖2所示的拍攝部11的、對象物的計測例的說明圖。
[0027]圖6是用于說明圖3所示的輸出指示生成部12的動作例的說明圖。
[0028]圖7是用于說明圖3所示的輸出指示生成部12的動作例的說明圖。
[0029]圖8是用于說明圖3所示的輸出指示生成部12的動作例的說明圖。
【具體實施方式】
[0030]以下參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。圖1是表示作為本發(fā)明的一個實施方式的三維形狀計測裝置I的構(gòu)成例的框圖。三維形狀計測裝置I具備:拍攝部11、輸出指示生成部12、存儲部13、照明部14。拍攝部11逐個輸出所拍攝到的規(guī)定的二維圖像(以下稱為第I 二維圖像)，并且與規(guī)定的輸出指示對應(yīng)地輸出與所拍攝到的第I 二維圖像之間設(shè)定不同的二維圖像(以下稱為第2 二維圖像)。
[0031]另外，在本發(fā)明的實施方式中，拍攝到的二維圖像的設(shè)定指的是，表示圖像數(shù)據(jù)的構(gòu)造或形式的設(shè)定信息、或者表示拍攝條件等的拍攝方式的設(shè)定信息。在此，表示圖像數(shù)據(jù)的構(gòu)造或形式的設(shè)定信息指的是，例如表示圖像的析像度(以下也記為圖像析像度)、圖像壓縮的方式或壓縮率等圖像數(shù)據(jù)的規(guī)格的信息。另一方面，表示拍攝方式的設(shè)定信息例如是表示拍攝析像度、拍攝時的快門速度、光圈值、拍攝元件的靈敏度(ISO靈敏度)等拍攝時的規(guī)格(即拍攝到的方式)的信息。另外，在本發(fā)明的實施方式中，拍攝析像度指的是從拍攝元件讀出多個像素信號的讀出析像度。根據(jù)拍攝元件不同，有些拍攝元件具有多種幀速率和輸出有效行數(shù)的組合。在這樣的拍攝元件中，例如可以設(shè)定為，從有效行數(shù)少的像素信號形成第I 二維圖像，從有效行數(shù)多的像素信號形成第2 二維圖像。另外，上述的圖像析像度是從拍攝部11輸出的圖像數(shù)據(jù)的析像度，有與拍攝析像度相同的情況和不同的情況(例如，通過間隔剔除處理而變小或者通過插值處理而模擬地變大的情況)。另外，第I二維圖像例如是以規(guī)定的幀速率反復(fù)依次拍攝到的圖像(即運動圖像)。此外，第2 二維圖像是與第I 二維圖像的析像度不同的析像度的圖像(運動圖像或靜止圖像)，或者是在與第I 二維圖像的拍攝條件不同的拍攝條件下拍攝到的圖像。
[0032]此外，拍攝條件還可以包括照明部14的照明的有無或照明的強度的差異。此外，這些條件也可以多個組合而設(shè)定。例如，在第2 二維圖像的拍攝時，進行照明部14的照明或者增強照明，同時提高快門速度，能夠減少抖動的影響?；蛘撸诘? 二維圖像的拍攝時，進行照明部14的照明或者增強照明，同時增大光圈值(F值)(即減小光圈)，從而加深被攝場深度。此外，關(guān)于圖像析像度和拍攝析像度，可以使第2 二維圖像的析像度與第I 二維圖像的