(57)【要約】【課題】対象物が撮影された画像データから、対象物の三面図をより簡易な手法で生成する。【解決手段】画像処理装置は、対象物２が撮影された画像データ１から、対象物２の三面図の少なくとも一つを生成する。画像処理装置は、画像データ１において、対象物２に含まれる複数の直線部Ｌ１、Ｌ２に平行な延長線Ｌ１１、Ｌ２２の交点に基づいて、画像データ１の消失点５１、５２、５３を特定する消失点特定部と、画像データ１の投影中心と消失点５１、５２、５３とに基づいて、変換処理により対象物２の三面図の少なくとも一つを生成する変換処理部と、を備える。【選択図】図３
2020102169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物が撮影された画像データから、前記対象物の三面図の少なくとも一つを生成する画像処理装置であって、
前記画像データにおいて、前記対象物に含まれる直線部に沿って延びる延長線の交点に基づいて、前記画像データの消失点を特定する消失点特定部と、
前記画像データの投影中心と前記消失点とに基づいて、変換処理により前記対象物の前記三面図の少なくとも一つを生成する変換処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記消失点特定部は、予め指定された前記対象物の頂点をつないだ前記直線部を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記消失点特定部は、前記対象物に含まれる代表的な前記直線部を自動的に選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記消失点特定部は、前記対象物に含まれる前記代表的な前記直線部として、複数の前記直線部のうちの長いものを優先的に選択することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像解析により前記対象物の種類を特定する画像解析部をさらに備え、
前記消失点特定部は、前記画像解析部により特定された前記対象物の種類に基づいて、前記代表的な前記直線部を選択することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記消失点特定部は、前記延長線同士の交点が複数ある場合、複数の前記交点の平均位置を前記消失点として特定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記画像データ上で前記対象物が三点透視図として撮影されており、３つの前記消失点へと収束する前記延長線のグループが、互いに直交する直交３軸をなす場合、３つの前記消失点を頂点とする三角形の垂心を前記投影中心として特定する投影中心特定部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
画像解析により、前記画像データ中の寸法情報を取得可能な物体の種類を特定する画像解析部をさらに備え、
前記画像解析部は、前記物体の種類を前記変換処理部へと出力し、
前記変換処理部は、前記物体の種類に基づいて前記寸法情報を取得し、前記寸法情報に基づいて、前記対象物の前記三面図の少なくとも一つを生成する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
対象物が撮影された画像データから、前記対象物の三面図の少なくとも一つを生成する画像処理方法であって、
前記画像データにおいて、前記対象物に含まれる直線部に沿って延びる延長線の交点に基づいて、前記画像データの消失点を特定する消失点特定ステップと、
前記画像データの投影中心と前記消失点とに基づいて、変換処理により前記対象物の前記三面図の少なくとも一つを生成する変換処理ステップと、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物が撮影された画像データから、対象物の平面図、正面図または側面図といった三面図のいずれかを生成する画像処理に関する技術が知られている。例えば、特許文献１には、被写体を写真撮影した２枚の画像に基づいて、被写体の平面図を作成する画像処理装置が開示されている。この画像処理装置では、１枚目の画像について、部屋のコーナー部に三次元座標軸を設定し、さらに壁面枠を設定し、壁面枠を結合する。そして、２枚目の画像について、１枚目の画像で作成した壁面枠を対応する位置に配置し、延長することで、２枚目の画像についても壁面枠を設定する。その後、１枚目の画像と２枚目の画像とについて、真上から投影することで、部屋の平面図を作成している。さらに、２枚の画像上で指定された被写体の付帯物（例えば、扉や窓等）の位置を算出し、付帯物の種類ごとに略図化したシンボルを平面図上の位置に付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８０９７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の画像処理装置では、対象物の平面図を生成するために２枚の画像が必要となる。また、被写体の付帯物の位置を算出したり、付帯物の種類を特定したり、付帯物にシンボルを付与する等の処理が必要となる。したがって、画像データから三面図をより簡易に生成する手法が求められる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、対象物が撮影された画像データから、対象物の三面図をより簡易な手法で生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、対象物が撮影された画像データから、前記対象物の三面図の少なくとも一つを生成する画像処理装置であって、前記画像データにおいて、前記対象物に含まれる直線部に沿って延びる延長線の交点に基づいて、前記画像データの消失点を特定する消失点特定部と、前記画像データの投影中心と前記消失点とに基づいて、変換処理により前記対象物の前記三面図の少なくとも一つを生成する変換処理部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成により、対象物に含まれる複数の直線部を利用して画像データの消失点を簡易に特定し、特定した消失点と画像データの投影中心とから、簡易に三面図の少なくとも一つを生成することができる。したがって、本発明によれば、対象物が撮影された画像データから、対象物の三面図をより簡易な手法で生成することができる。
【０００８】
また、前記消失点特定部は、予め指定された前記対象物の頂点をつないだ前記直線部を選択することが好ましい。
【０００９】
この構成により、ユーザーが予め対象物の頂点を指定するだけで、消失点を容易に特定することができる。
【００１０】
また、前記消失点特定部は、前記対象物に含まれる代表的な前記直線部を自動的に選択することが好ましい。
【００１１】
この構成により、ユーザーの手によらず、代表的な直線部が自動的に選択されるため、消失点をより容易に特定することができる。
【００１２】
また、前記消失点特定部は、前記対象物に含まれる前記代表的な前記直線部として、複数の前記直線部のうちの長いものを優先的に選択することが好ましい。
【００１３】
この構成により、対象物の消失点に向かう代表的な直線部として、長いものを選択するため、消失点をより精度良く特定することができる。
【００１４】
また、画像解析により前記対象物の種類を特定する画像解析部をさらに備え、前記消失点特定部は、前記画像解析部により特定された前記対象物の種類に基づいて、前記代表的な前記直線部を選択することが好ましい。
【００１５】
この構成により、対象物の種類が特定されるため、対象物において平行に延在するという信頼性が高い代表的な直線部を容易に選択可能となる。その結果、消失点をより精度良く特定することができる。
【００１６】
また、前記消失点特定部は、前記延長線同士の交点が複数ある場合、複数の前記交点の平均位置を前記消失点として特定することが好ましい。
【００１７】
この構成により、複数の延長線が完全に一点で交わらなかったとしても、交点の平均位置を用いて消失点をより精度良く特定することができる。
【００１８】
また、前記画像データ上で前記対象物が三点透視図として撮影されており、３つの前記消失点へと収束する前記延長線のグループが、互いに直交する直交３軸をなす場合、３つの前記消失点を頂点とする三角形の垂心を前記投影中心として特定する投影中心特定部をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
この構成により、仮に画像データがトリミングされており、画像データの中心と実際の撮影時の視点中心、つまり投影中心とが一致しない場合にも、実際の投影中心に基づいて変換処理を実行することができる。
【００２０】
また、画像解析により、前記画像データ中の寸法情報を取得可能な物体の種類を特定する画像解析部をさらに備え、前記画像解析部は、前記物体の種類を前記変換処理部へと出力し、前記変換処理部は、前記物体の種類に基づいて前記寸法情報を取得し、前記寸法情報に基づいて、前記対象物の前記三面図の少なくとも一つを生成する、ことが好ましい。
【００２１】
この構成により、信頼できる寸法情報を取得可能な物体を基準として、対象物の絶対的な寸法を反映させた三面図を生成することができる。
【００２２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、対象物が撮影された画像データから、前記対象物の三面図の少なくとも一つを生成する画像処理方法であって、前記画像データにおいて、前記対象物に含まれる直線部に沿って延びる延長線の交点に基づいて、前記画像データの消失点を特定する消失点特定ステップと、前記画像データの投影中心と前記消失点とに基づいて、変換処理により前記対象物の前記三面図の少なくとも一つを生成する変換処理ステップと、を備えることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、対象物に含まれる複数の直線部を利用して画像データの消失点を簡易に特定し、特定した消失点と画像データの投影中心とから、簡易に三面図の少なくとも一つを生成することができる。したがって、本発明によれば、対象物が撮影された画像データから、対象物の三面図をより簡易な手法で生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、実施形態にかかる画像処理装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】図２は、画像データの一例を示す説明図である。
【図３】図３は、画像データの消失点を示す説明図である。
【図４】図４は、図３の消失点近傍を示す拡大図である。
【図５】図５は、画像データの投影中心を示す説明図である。
【図６】図６は、変換処理部により生成された対象物を示す三面図の一例である。
【図７】図７は、対象物がプラント施設の建屋内部の装置配置構成である場合の例を示す説明図である。
【図８】図８は、寸法情報を取得可能な他の対象物が撮影された画像データの一例を示す説明図である。
【図９】図９は、対象物が凸部を有する場合の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明にかかる画像処理装置および画像処理方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２６】
図１は、実施形態にかかる画像処理装置の構成の一例を示す説明図であり、図２は、画像データの一例を示す説明図である。実施形態にかかる画像処理装置１００は、例えば図２に示すような画像データ１（写真）中における対象物２について、三面図を生成する。
【００２７】
本実施形態では、対象物２が建造物（ビル）である場合を一例として説明する。図２に示す例では、画像データ１において、対象物２が斜め上から見下ろしたような角度で撮影されている。対象物２は、画像データ１の平面上、すなわち撮影装置で撮影した際の投影面において、三点透視図法により映し出された状態である。三点透視図法では、対象物２が３つの消失点５１、５２、５３（図３参照）を有することになる。画像処理装置１００は、この３つの消失点５１、５２、５３を簡易に特定し、消失点５１、５２、５３に基づいて対象物２の三面図となる各面を特定することで、三面図を生成するものである。以下、画像処理装置１００の構成、および、画像処理装置１００を用いて実行される実施形態にかかる画像処理方法について説明していく。
【００２８】
画像処理装置１００は、図１に示すように、画像解析部１０と、消失点特定部２０と、投影中心特定部３０と、変換処理部４０とを備えている。
【００２９】
（画像解析部）
画像解析部１０は、対象物２が撮影された画像データ１を画像解析する。画像解析部１０は、例えば、予め種々の対象物の種類を記憶しておく。対象物の種類としては、例えば、建造物、プラント施設の建屋内部における装置配置構成、各種装置、各種商品といった種々のものが考えられる。画像解析部１０は、周知の画像解析手法を用いて、画像データ１に映し出された対象物２と、予め記憶しておいた対象物の種類とを照らし合わせることにより、対象物２の種類を特定する。例えば、図２に示す例では、対象物２が建造物（ここではビル）であると特定される。また、図７は、対象物がプラント施設の建屋内部の装置配置構成である場合の例を示す説明図である。画像解析部１０は、図７に示す画像データ１を周知の画像解析手法を用いて解析し、対象物２がプラント施設の建屋内部における装置配置構成であると特定する。画像解析部１０は、特定した対象物２の種類の情報を消失点特定部２０へと出力する。なお、画像解析部１０は、消失点特定部２０と一体に構成されてもよい。
【００３０】
（消失点特定部）
消失点特定部２０は、画像データ１において、対象物２に含まれる直線部に沿って延びる延長線の交点に基づいて、画像データ１の消失点５１、５２、５３を特定する（消失点特定ステップ）。図３は、画像データの消失点を示す説明図である。上述したように、画像データ１において、対象物２が三点透視図法で表されている場合、３つの消失点５１、５２、５３が現れることになる。消失点５１、５２、５３を特定する手法として、以下のものが挙げられる。
【００３１】
例えば、画像データ１において、ユーザーが予め対象物２の頂点２１の位置座標を指定する。より詳細には、図１に示すように、対象物２の頂点２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇのすべてを選択する。その結果、消失点特定部２０は、図２に示すように、各頂点２１を結ぶ直線部Ｌ１を特定することができる。図２に破線で示すように、直線部Ｌ１を一方向に延長し、直線部Ｌ１に平行な延長線Ｌ１１を特定すれば、この延長線Ｌ１１が交わる位置が、各消失点５１、５２、５３の位置座標となる。また、ユーザーは、頂点２１以外の点も指定してもよい。例えば、図２に示すように、対象物２が複数の窓２２を有しており、この窓２２の各辺が対向する上記の直線部Ｌ１と平行に延びている。この場合、ユーザーは、窓２２の頂点を指定する。その結果、消失点特定部２０は、各窓２２の頂点を結ぶ直線部Ｌ２を特定することができる。そして、図２に破線で示すように、直線部Ｌ２を一方向に延長した延長線Ｌ２２を特定する。それにより、延長線Ｌ１１、Ｌ２２の交点が各消失点５１、５２、５３の位置座標となる。
【００３２】
また、消失点特定部２０は、ユーザーの判断に頼ることなく、対象物２に含まれる代表的な直線部を自動的に選択してもよい。例えば、画像データ１において、周知の画像解析手法によって、各頂点２１を特定し、さらに各頂点２１をつなぐ直線部Ｌ１を特定する。同様に、画像データ１において、周知の画像解析手法によって窓２２の頂点を特定し、さらに窓２２の各頂点をつなぐ直線部Ｌ２を特定する。なお、消失点特定部２０は、周知の画像解析手法によって、直線部Ｌ１、Ｌ２を直接的に特定してもよい。このように、直線部Ｌ１、Ｌ２のすべてを特定すれば、複数の直線部Ｌ１、Ｌ２を自動的に多数利用して消失点５１、５２、５３を特定することができる。そのため、消失点５１、５２、５３の特定精度を高めることができる。
【００３３】
ただし、直線部Ｌ１、Ｌ２のすべてを特定する必要はない。例えば、消失点特定部２０は、直線部Ｌ１、Ｌ２のうち、長いものを優先的に選択してもよい。つまり、図２に示す例では、直線部Ｌ２よりも直線部Ｌ１を優先的に選択してもよい。それにより、より長い直線部Ｌ１を延長した延長線Ｌ１１を用いるため、延長線Ｌ１１の延在方向を精度良く特定することができる。その結果、延長線Ｌ１１、Ｌ１２のすべてを用いる場合に比べて、計算負荷を低減させつつ、消失点５１、５２、５３を精度良く特定することができる。また、対象物２が例えばプラント施設の建屋内部の装置配置構成である場合、図７に示すように、各種装置を構成する直線部のうち、特に長い直線部Ｌ３を選択することができる。それにより、図７に示すように、直線部Ｌ３を延長した延長線Ｌ３３を特定し、延長線Ｌ３３の交点から消失点（図示省略）を特定することができる。なお、図７に示すように、離れた位置にある直線部Ｌ３（図中の左側の直線部Ｌ３）を用いて、一つの延長線Ｌ３３を特定してもよい。
【００３４】
また、消失点特定部２０は、上述したように、周知の画像解析手法によって、代表的な直線部を特定する場合に、画像解析部１０から出力された対象物２の種類の情報を利用してもよい。すなわち、消失点特定部２０は、画像解析部１０から出力された対象物２の種類の情報に基づいて、対象物２に含まれる代表的な直線部を自動的に選択してもよい。
【００３５】
例えば、対象物２が建造物である場合、図２に示すように、各頂点２１をつなぐ直線部Ｌ１、窓２２の辺となる直線部Ｌ２等が挙げられる。その他には、図示省略するが、例えば対象物２が有する柱、複数の棟を区分する壁面、凹凸部、樋状部分、屋根の稜線、疵、看板、窓枠、桟、扉、ブロック模様などを構成する直線部といった、平行に延びる可能性が高い代表的な直線部を自動的に選択することが考えられる。直線部は、例えば柱のような円柱形状、角柱形状を呈する物体の中心軸線を周知の画像解析手法によって特定し、特定した中心軸線を選択してもよい。対象物２が建造物である場合、壁面の継ぎ目、壁面と床、壁面と天井、柱、梁、床段差、ドア枠、窓枠、床タイル模様、天井模様、直角面を持つ据物、階段、手すり、天井クレーンの順に、優先的に選択することが好ましい。
【００３６】
また、対象物２がプラント施設の建屋内部の装置配置構成である場合、図７に示すように、平行に延びる可能性が高い代表的な直線部としては、例えば上述した各種装置に含まれる直線部のうち、特に長い直線部Ｌ３が挙げられる。その他には、図示省略するが、例えば配管の延在方向の直線部、配管同士をつなぐフランジの中心軸線、配管の径方向に延びる直線部、作業者が歩行するための歩廊などが挙げられる。対象物２がプラント施設の建屋内部の装置配置構成である場合、壁面どうし、壁面と床、壁面と天井、壁面模様、床面模様、直角面を持つ据付物、手すり、クレーン、車両の順に、優先的に選択することが好ましい。
【００３７】
ここで、図４は、図３の消失点近傍を示す拡大図である。図示するように、特定した延長線Ｌ１１、Ｌ２２が、完全に一つの消失点（図４では、消失点５１で例示）で交わらない可能性がある。この場合、延長線Ｌ１１、Ｌ２２の交点は、複数特定されることになる。このとき、消失点特定部２０は、延長線Ｌ１１、Ｌ２２の複数の交点（図４においては、交点５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ）について、平均位置となる座標を算出し、この平均位置となる座標を消失点５１として特定する。複数の交点５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの平均位置となる座標は、例えば最小二乗法を用いて算出することができる。ただし、複数の交点５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの平均位置となる座標は、他の補完法を用いて算出されてもよい。
【００３８】
また、消失点特定部２０は、例えば、平行に延在するという信頼性が比較的に高い直線部を延長した延長線の複数の交点と、平行に延在するという信頼性が比較的に低い直線部を延長した延長線の複数の交点とで、重みづけを変更した加重平均により、消失点を算出してもよい。例えば、図３に示す例では、直線部Ｌ１が平行に延在するという信頼性が比較的に高く、直線部Ｌ２が平行に延在するという信頼性が比較的に低い。そのため、直線部Ｌ１を延長した延長線Ｌ１１の複数の交点について、より重みを大きくし、直線部Ｌ２を延長した延長線Ｌ２２の複数の交点について、より重みを小さくして、交点の平均座標を算出する。それにより、消失点５１、５２、５３をさらに精度良く特定することができる。消失点特定部２０は、以上の手法により特定した消失点５１、５２、５３の座標を投影中心特定部３０および変換処理部４０へと出力する。
【００３９】
（投影中心特定部）
投影中心特定部３０は、画像データ１における投影中心６を特定する。図５は、画像データの投影中心を示す説明図である。３つの消失点５１、５２、５３へと収束する平行直線（すなわち延長線Ｌ１１、Ｌ２２）の３つのグループにおいて、各グループが直交３軸である場合（各グループが互いに９０度の角度をなす場合）を考える。このとき、投影中心特定部３０は、まず、消失点特定部２０で特定された消失点５１、５２、５３を頂点とする三角形５を特定する。次に、投影中心特定部３０は、三角形５の垂心５ａを特定する。すなわち、投影中心特定部３０は、消失点５１、５２、５３から垂線を引き、各垂線の交点である垂心５ａを特定する。そして、投影中心特定部３０は、この垂心５ａを画像データ１における投影中心６として特定する。投影中心６は、画像データ１の撮影時における撮影装置の視点位置であるため、通常、画像データ１の中心に位置する。しかしながら、画像データ１が対象物２を中心的にトリミングされていた場合、画像データ１の中心と実際の投影中心６とは一致しない。例えば、図５における投影中心６は、破線で示す範囲の中心に位置しており、画像データ１の中心とは一致していない。３つの消失点５１、５２、５３へ収束する３つの平行直線のグループが直行３軸をなす場合、消失点５１、５２、５３を頂点とする三角形５の垂心５ａを投影中心６に設定することで、実際の投影中心６を精度良く特定することができる。投影中心特定部３０は、特定した投影中心６の情報を変換処理部４０へと出力する。
【００４０】
（変換処理部）
変換処理部４０は、画像データ１の投影中心６と、消失点５１、５２、５３とに基づいて、変換処理により対象物２の三面図を生成する（変換処理ステップ）。投影中心６と消失点５１、５２、５３とが特定されれば、投影中心６を中心とした三次元空間上の軸Ｘ、Ｙ、Ｚを特定することができる。図３において、複数の延長線Ｌ１１、Ｌ２２は、三次元空間上において軸Ｘ、軸Ｙまたは軸Ｚに平行に延びる直線であるといえる。同じ消失点を持つ直線（延長線Ｌ１１、Ｌ２２）は、３次元空間では平行直線なので、同じ消失点を持つ平行直線のグループと、他の消失点を持つ２つの平行直線のグループとの互いの角度が分かれば、軸Ｘ、Ｙ、Ｚを特定することができる。平行直線のグループを直行３軸（対象物２の高さ方向、幅方向、奥行き方向など）とした場合、平行直線のグループ同士がなす角度は、９０度である。本実施形態では、軸Ｘ、Ｙ、Ｚは、直交３軸である。なお、３つの消失点５１、５２、５３へ収束する３つの平行直線のグループが直交しない場合、軸Ｘ、Ｙ、Ｚは、斜交座標系の３軸として定義されることになる。なお、消失点特定部２０において、延長線Ｌ１１、Ｌ２２の複数の交点の平均位置を消失点５１、５２、５３として特定した場合には、特定した消失点５１、５２、５３から、対象物２の各頂点２１や窓２２の各頂点に向けて延びるように、延長線Ｌ１１、Ｌ２２を補正すればよい。
【００４１】
このように、投影中心６を中心とした三次元空間上の軸Ｘ、Ｙ、Ｚが特定されれば、三次元空間上における対象物２の相対的な寸法を得ることができる。また、図３において斜線を付して例示するように、対象物２の面２Ａ（図中の左側の面）、面２Ｂ（図中の右側の面）、面２Ｃ（図中の上側の面）が、複数の延長線Ｌ１１、Ｌ２２で囲まれた四角形状の所定領域に区分される。それにより、変換処理部４０は、周知の変換処理手法（例えば、平行移動、拡大・収集、回転、鏡映、スキュー、アフィン変換、射影変換など）を用いて、複数の延長線Ｌ１１、Ｌ２２で区分される四角形状の領域を、順次、Ｘ−Ｚ平面、Ｙ−Ｚ平面またはＸ−Ｙ平面上に投影変換して、対象物２の三面図を作成する。
【００４２】
図６は、変換処理部により生成された対象物を示す三面図の一例である。変換処理部４０は、例えば図３において斜線を付した四角形状の領域を、周知の変換処理手法によってＸ−Ｚ平面上に投影変換する。その結果、図６において斜線を付した長方形状の範囲がＸ−Ｚ平面上に描画される。変換処理部４０は、面２Ａについて、すべての四角形状の領域を、同様にＸ−Ｚ平面上に投影変換することで、図６に示す対象物２の正面図２ＡＡを生成することができる。同様に、変換処理部４０は、面２Ｂについて、複数の延長線Ｌ１１、Ｌ２２で区分された各四角形状の領域を、周知の変換処理手法によってＹ−Ｚ平面上に投影変換する。それにより、図６に示す対象物２の右側面図２ＢＢが生成される。さらに、変換処理部４０は、面２Ｃについて、複数の延長線Ｌ１１で区分された四角形状の領域（図３に示す例では１つの領域）を、周知の変換処理手法によってＸ−Ｙ平面上に投影変換する。それにより、図６に示す対象物２の平面図２ＣＣが生成される。本実施形態では、対象物２の絶対的な寸法はわからないものの、上述したように対象物２の相対的な寸法を得ることができるため、相対的な寸法情報に基づいて三面図を生成することが可能である。
【００４３】
以上説明したように、実施形態にかかる画像処理装置１００は、画像データ１において、対象物２に含まれる複数の直線部Ｌ１、Ｌ２に平行な延長線Ｌ１１、Ｌ２２の交点に基づいて、画像データ１の消失点５１、５２、５３を特定する消失点特定部２０と、画像データ１の投影中心６と消失点５１、５２、５３とに基づいて、変換処理により対象物２の三面図を生成する変換処理部４０と、を備える。
【００４４】
この構成により、対象物２に含まれる複数の直線部Ｌ１、Ｌ２を利用して画像データ１の消失点５１、５２、５３を簡易に特定し、特定した消失点５１、５２、５３と画像データ１の投影中心６とから、簡易に三面図を生成することができる。したがって、実施形態にかかる画像処理装置１００および画像処理方法によれば、対象物２が撮影された画像データ１から、対象物２の三面図をより簡易な手法で生成することができる。なお、本実施形態では、対象物２の三面図のすべてを生成する例を説明したが、画像処理装置１００は、三面図の少なくとも一つを生成するものであればよい。
【００４５】
また、消失点特定部２０は、予め指定された対象物２の頂点２１をつないだ直線部Ｌ１を選択する。
【００４６】
この構成により、ユーザーが予め対象物２の頂点２１を指定するだけで、消失点５１、５２、５３を容易に特定することができる。
【００４７】
また、消失点特定部２０は、対象物２に含まれる代表的な直線部Ｌ１、Ｌ２を自動的に選択する。
【００４８】
この構成により、ユーザーの手によらず、代表的な直線部Ｌ１、Ｌ２が自動的に選択されるため、消失点５１、５２、５３をより容易に特定することができる。
【００４９】
また、消失点特定部２０は、対象物２に含まれる代表的な直線部として、複数の直線部Ｌ１、Ｌ２のうちの長いもの（図３に示す例では、直線部Ｌ１。図７に示す例では、直線部Ｌ３）を優先的に選択する。
【００５０】
この構成により、対象物２の消失点５１、５２、５３に向かう代表的な直線部として、長いものを選択するため、消失点５１、５２、５３をより精度良く特定することができる。
【００５１】
また、画像解析により対象物２の種類を特定する画像解析部１０をさらに備え、消失点特定部２０は、画像解析部１０により特定された対象物２の種類に基づいて、代表的な直線部を選択する。
【００５２】
この構成により、対象物２の種類が特定されるため、対象物２において平行に延在するという信頼性が高い代表的な直線部（図３に示す例では、直線部Ｌ１、Ｌ２）を容易に選択可能となる。その結果、消失点５１、５２、５３をより精度良く特定することができる。
【００５３】
また、消失点特定部２０は、延長線Ｌ１１、Ｌ２２同士の交点が複数ある場合、複数の交点の平均位置を消失点５１、５２、５３として特定する。
【００５４】
この構成により、複数の延長線Ｌ１１、Ｌ２２が完全に一点で交わらなかったとしても、交点の平均位置を用いて消失点５１、５２、５３をより精度良く特定することができる。
【００５５】
また、画像データ１上で対象物２が三点透視図として撮影されており、３つの消失点５１、５２、５３へと収束する延長線Ｌ１１、Ｌ２２のグループが、互いに直交する直交３軸をなす場合、３つの消失点５１、５２、５３を頂点とする三角形５の垂心５ａを投影中心６として特定する投影中心特定部３０をさらに備える。
【００５６】
この構成により、仮に画像データ１がトリミングされており、画像データ１の中心と実際の撮影時の視点中心、つまり投影中心６とが一致しない場合にも、実際の投影中心６に基づいて変換処理を実行することができる。
【００５７】
本実施形態では、上述したように、対象物２の絶対的な寸法情報がなく、相対的な寸法情報に基づいて三面図を得るものとした。ただし、画像データ１中に、絶対的な寸法情報を取得可能な対象物がある場合には、これを利用して対象物２の絶対な寸法情報を得ることができる。図８は、寸法情報を取得可能な他の対象物が撮影された画像データの一例を示す説明図である。図８に示す画像データ１Ａでは、対象物２に加えて、道路７および道路標識８が撮影されている。道路標識８は、道路７に垂直に立てられており、また、その高さＨが規格で定められている。
【００５８】
変換処理部４０は、画像解析部１０から入力された道路標識８の種類に基づいて、道路標識８の寸法情報として高さＨを取得する。高さＨは、予め記憶されていてもよいし、変換処理部４０がユーザーに入力を要求するものであってもよい。そして、変換処理部４０は、消失点５１から道路標識８の基端部まで延びる延長線Ｌ４４を特定する。それにより、三次元空間上において、対象物２に対する道路標識８の位置を得ることができる。その結果、信頼できる寸法情報である道路標識８の高さＨを基準として、対象物２の絶対的な寸法を算出し、絶対的な寸法情報を反映させた三面図を生成することが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態では、図２に示す対象物２が直方体状である例を説明したが、対象物２が直方体ではなく、凹凸を有する場合がある。図９は、対象物が凸部を有する場合の例を示す説明図である。図９に示す画像データ１Ｂでは、対象物２の面２Ａに凸部２Ｔが存在する。この場合、凸部２Ｔの各直線部を特定し、各直線部を延長して消失点５１、５２、５３（図９では図示省略）に延びる延長線Ｌ５５を特定すれば、凸部２Ｔについても、複数の延長線Ｌ５５によって囲まれた四角形状の領域に区分することができる。それにより、凸部２Ｔについても、対象物２の三面図に反映させることができる。なお、凸部２Ｔが対象物２に当接しているか否か（すなわち対象物２の一部であるか否か）、凸部２Ｔが地面に接地しているか否かは、周知の画像解析手法により自動的に判定してもよいし、ユーザーが指定してもよい。
【００６０】
本実施形態では、画像データ１上の対象物２が、三点透視図法により映し出された状態であり、３つの消失点５１、５２、５３が存在するものとした。ただし、実施形態にかかる画像処理装置１００および画像処理方法は、画像データ１上に対象物２が、二点透視図法または一点透視図法により映し出された状態である場合にも、適用することができる。すなわち、二点透視図法の場合には、消失点５１、５２、５３のいずれか一つが無限遠点に位置するものとして扱い、一点透視図法の場合には、消失点５１、５２、５３のいずれか二つが無限遠点に位置するものとして扱えばよい。
【符号の説明】
【００６１】
１、１Ａ、１Ｂ  画像データ
２  対象物
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ  面
２ＡＡ  正面図
２ＢＢ  右側面図
２ＣＣ  平面図
２Ｔ  凸部
５  三角形
５ａ  垂心
６  投影中心
７  道路
８  道路標識
１０  画像解析部
２０  消失点特定部
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ  頂点
２２  窓
３０  投影中心特定部
４０  変換処理部
１００  画像処理装置
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  直線部
Ｌ１１、Ｌ２２、Ｌ３３、Ｌ４４  延長線
５１、５２、５３  消失点
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ  交点
Ｘ、Ｙ、Ｚ  軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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