(57)【要約】【課題】人手による作業量を大幅に削減することが可能な画像生成装置、画像解析システム及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】画像解析装置１は、複数の２次元画像データを取得し（Ｓ１０１）、取得した複数の２次元画像データに対する夫々の配置順序を示す順序データを夫々受け付け（Ｓ１０４）、２次元画像データに対する夫々の厚さを示す厚さデータを夫々受け付け（Ｓ１０６）、複数の２次元画像データに対し、夫々の厚さデータに基づく厚さを２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、２．５次元画像データを生成し（Ｓ１１０）、生成した複数の２．５次元画像データを、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねることにより、３次元画像データを生成し（Ｓ１１１）、生成した３次元画像データに基づく３次元画像の各構成単位の解析結果を含むボクセルデータを生成する（Ｓ１１２）。【選択図】図２
2010086040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元画像を示す３次元画像データを生成する画像生成装置において、
複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データを複数取得する取得手段と、
取得した複数の２次元画像データ毎に、長さを示すパラメータとして厚さデータを夫々受け付ける手段と、
取得した複数の２次元画像データに対して、３次元空間上の夫々の配置順序を示す順序データを夫々受け付ける手段と、
複数の２次元画像データに対し、該２次元画像データにて示される平面と交差する厚さ方向に、夫々の厚さデータに基づく長さを厚さとして２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、複数の２．５次元画像データを生成する手段と、
複数の２．５次元画像データを、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねることにより、３次元画像データを生成する３次元画像生成手段と
を備えることを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
前記３次元画像生成手段は、順序データが同一である複数の２．５次元画像データに対し、厚さデータ及び順序データに基づいて区分される同一の３次元空間上に配置する様にしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
【請求項３】
生成した３次元画像データに対し、３次元画像の構成単位毎に解析することにより、各構成単位の解析結果を含むボクセルデータを生成するボクセル生成手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像生成装置。
【請求項４】
前記取得手段が取得した各２次元画像データの色を検出する手段と、
検出した色に基づいて、２次元画像データとして示されている各物体の材料、材質又は表面状態を夫々識別する手段と、
前記ボクセル生成手段が生成したボクセルデータに、元の２次元画像データに基づいて識別された材料、材質又は表面状態を示すデータを付与する手段と
を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の画像生成装置。
【請求項５】
前記２次元画像データは、平面状に配置された電子回路を、配置されている平面に対して直角をなす方向から示した画像であり、
前記厚さ方向は、前記２次元画像データに対する直交方向である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像生成装置。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の画像生成装置と、
該画像生成装置の解析処理を補助する複数の補助装置と
を備え、
前記画像生成装置は、
生成した３次元画像データにて示される立体を複数の領域に分割する手段と、
分割した夫々の領域を、前記複数の補助装置に割り当てる手段と
を備え、
前記補助装置は、
割り当てられた領域に含まれる３次元画像データに対し、３次元画像の構成単位毎に解析することにより、各構成単位の解析結果を含むボクセルデータを生成する手段を備え、
前記画像生成装置は、更に、
前記補助装置が夫々生成したボクセルデータを統合する手段を備える
ことを特徴とする画像解析システム。
【請求項７】
コンピュータに、３次元画像を示す３次元画像データを生成させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
予め取得している複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データに対し、該２次元画像データ毎に、長さを示すパラメータとして厚さデータを夫々受け付けさせる手順と、
前記複数の２次元画像データに対して、３次元空間上の夫々の配置順序を示す順序データを夫々受け付けさせる手順と、
前記複数の２次元画像データに対し、該２次元画像データにて示される平面と交差する厚さ方向に、夫々の厚さデータに基づく長さを厚さとして２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、複数の２．５次元画像データを生成させる手段と、
前記複数の２．５次元画像データを、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねることにより、３次元画像データを生成させる手順と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元画像を示す３次元画像データを生成する画像生成装置、該画像生成装置を備える画像解析システム、前記画像生成装置を実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な分野の設計業務において、ＣＡＤ(Computer Aided Design) システムが使用されている。ＣＡＤシステムは、電子回路の回路解析等の用途にも使用されている。ＣＡＤシステムを用いた回路解析では、電気ＣＡＤ、３次元ＣＡＤ等のＣＡＤシステムを用いて電子回路の３次元ＣＡＤモデルを作成し、作成した３次元ＣＡＤモデルの構成単位（ボクセル）毎に解析することにより、解析モデル（ボクセルモデル）を作成する。そして作成した解析モデルに基づいて電子回路を解析する作業及び処理を行う。３次元ＣＡＤモデルに基づいて構造を解析する技術として、例えば非特許文献１の様なソフトウェアが公開されている。
【非特許文献１】イメージベース構造解析ソフトウェアVOXELCON-Quint Corporation、［２００８年９月１０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ： http:www.quint.co.jp/jp/pro/vox/index.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら複雑な電子回路等の構造物の解析に際しては、３次元ＣＡＤモデルの作成、特に人手による入力作業に多大な作業量を要するという問題がある。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の画素にて構成される２次元画像データを複数取得し、各２次元画像データから夫々２．５次元画像データを生成し、生成した２．５次元画像データを複数重ねて３次元画像データを生成することにより、人手による作業量を大幅に削減することが可能な画像生成装置、該画像生成装置を備える画像解析システム、前記画像生成装置を実現するためのコンピュータプログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る画像生成装置は、３次元画像を示す３次元画像データを生成する画像生成装置において、複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データを複数取得する取得手段と、取得した複数の２次元画像データ毎に、長さを示すパラメータとして厚さデータを夫々受け付ける手段と、取得した複数の２次元画像データに対して、３次元空間上の夫々の配置順序を示す順序データを夫々受け付ける手段と、複数の２次元画像データに対し、該２次元画像データにて示される平面と交差する厚さ方向に、夫々の厚さデータに基づく長さを厚さとして２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、複数の２．５次元画像データを生成する手段と、複数の２．５次元画像データを、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねることにより、３次元画像データを生成する３次元画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明では、２次元画像データの指定、厚さデータの入力、順序データの入力等の簡単な操作で３次元画像データを生成するので、人手による作業量を大幅に削減することが可能である。
【０００７】
第２発明に係る画像生成装置は、第１発明において、前記３次元画像生成手段は、順序データが同一である複数の２．５次元画像データに対し、厚さデータ及び順序データに基づいて区分される同一の３次元空間上に配置する様にしてあることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データから生成した複数の２．５次元画像データを同一の３次元空間上に配置することで、複雑な構造の３次元画像データを生成することが可能である。
【０００９】
第３発明に係る画像生成装置は、第１発明又は第２発明において、生成した３次元画像データに対し、３次元画像の構成単位毎に解析することにより、各構成単位の解析結果を含むボクセルデータを生成するボクセル生成手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、ビットマップデータ等の複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データに基づき生成した３次元画像データを用いるため、例えばベクトルデータにて構成された３次元画像データを解析する場合と比べて、構成単位毎の解析処理を実行し易いので、装置の処理負荷を軽減し、処理時間を短縮することが可能である。
【００１１】
第４発明に係る画像生成装置は、第３発明において、前記取得手段が取得した各２次元画像データの色を検出する手段と、検出した色に基づいて、２次元画像データとして示されている各物体の材料、材質又は表面状態を夫々識別する手段と、前記ボクセル生成手段が生成したボクセルデータに、元の２次元画像データに基づいて識別された材料、材質又は表面状態を示すデータを付与する手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、材料、材質又は表面状態を示すデータを含むボクセルデータを容易に生成することが可能である。
【００１３】
第５発明に係る画像生成装置は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記２次元画像データは、平面状に配置された電子回路を、配置されている平面に対して直角をなす方向から示した画像であり、前記厚さ方向は、前記２次元画像データに対する直交方向であることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、平面方向に複雑な構造を有する電子回路に係る３次元画像データを容易に生成することが可能である。
【００１５】
第６発明に係る画像解析システムは、第３発明乃至第５発明のいずれかに記載の画像生成装置と、該画像生成装置の解析処理を補助する複数の補助装置とを備え、前記画像生成装置は、生成した３次元画像データにて示される立体を複数の領域に分割する手段と、分割した夫々の領域を、前記複数の補助装置に割り当てる手段とを備え、前記補助装置は、割り当てられた領域に含まれる３次元画像データに対し、３次元画像の構成単位毎に解析することにより、各構成単位の解析結果を含むボクセルデータを生成する手段を備え、前記画像生成装置は、更に、前記補助装置が夫々生成したボクセルデータを統合する手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、複数の装置で分散処理を実行することで、一の装置に係る処理負荷を軽減し、複雑な３次元画像データの解析を可能とする。特にビットマップデータ等の複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データに基づき生成した３次元画像データを用いるため、例えばベクトルデータにて構成された３次元画像データと比べて、複数の領域への分割を容易に行うことが可能である。
【００１７】
第７発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、３次元画像を示す３次元画像データを生成させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、予め取得している複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データに対し、該２次元画像データ毎に、長さを示すパラメータとして厚さデータを夫々受け付けさせる手順と、前記複数の２次元画像データに対して、３次元空間上の夫々の配置順序を示す順序データを夫々受け付けさせる手順と、前記複数の２次元画像データに対し、該２次元画像データにて示される平面と交差する厚さ方向に、夫々の厚さデータに基づく長さを厚さとして２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、複数の２．５次元画像データを生成させる手段と、前記複数の２．５次元画像データを、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねることにより、３次元画像データを生成させる手順とを実行させることを特徴とする。
【００１８】
本発明では、厚さデータの入力、順序データの入力等の簡単な操作で３次元画像データを生成するので、人手による作業量を大幅に削減することが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る画像生成装置、画像解析システム及びコンピュータプログラムは、ビットマップデータ等の複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データを複数取得し、取得した複数の２次元画像データ毎に、長さを示すパラメータとして厚さデータを夫々受け付け、取得した複数の２次元画像データに対する夫々の配置順序を示す順序データを夫々受け付ける。そして複数の２次元画像データに対し、該２次元画像データにて示される平面と交差する厚さ方向に、夫々の厚さデータに基づく厚さを２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、複数の２．５次元画像データを生成し、複数の２．５次元画像データを、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねることにより、３次元画像データを生成する。
【００２０】
この構成により、本発明では、例えばイメージスキャナ等の原画像生成装置にて生成した２次元画像データに基づいて、３次元画像データを生成することができる。従って２次元画像データの指定、厚さデータの入力、順序データの入力等の簡単な操作で３次元画像データを生成することができるため、人手による作業量を大幅に削減することが可能である等、優れた効果を奏する。
【００２１】
また本発明は、順序データが同一である複数の２．５次元画像データに対し、厚さデータ及び順序データに基づいて区分される同一の３次元空間上に配置することにより、複雑な構造の３次元画像データを生成することが可能である等、優れた効果を奏する。
【００２２】
また本発明は、生成した３次元画像データに対し、３次元画像の構成単位毎に解析することにより、各構成単位の解析結果を含むボクセルデータを生成する。この構成により、本発明では、ビットマップデータ等の複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データに基づき生成した３次元画像データを用いてボクセルデータを生成するため、例えばベクトルデータにて構成された３次元画像データを解析する場合と比べて、構成単位毎の解析処理を実行し易いので、装置の処理負荷を軽減し、処理時間を短縮することが可能である等、優れた効果を奏する。
【００２３】
また本発明は、各２次元画像データの色を検出し、検出した色に基づいて、２次元画像データとして示されている各物体の材料、材質又は表面状態を夫々識別し、ボクセルデータに、元の２次元画像データに基づいて識別された材料、材質又は表面状態を示すデータを付与する。この構成により、本発明では、材料、材質又は表面状態を示すデータを含むボクセルデータを容易に生成することが可能である等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像生成装置の構成例を示すブロック図である。図１中１は、汎用コンピュータ等のコンピュータを用いた本発明の画像生成装置である。画像生成装置１は、３次元の画像の生成、解析等の処理を行う３次元ＣＡＤ(Computer Aided Design) システムに用いられる。画像生成装置１には、２次元画像を生成するイメージスキャナ、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) カメラ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の原画像生成装置２が接続されている。なお画像生成装置１と原画像生成装置２とを一台の装置として構成する様にしてもよい。
【００２５】
画像生成装置１は、装置全体を制御するＣＰＵ等の制御部１０と、本発明のコンピュータプログラム３及びデータ等の各種情報を記録したＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から各種情報を読み取るＣＤ−ＲＯＭドライブ等の補助記憶部１１と、補助記憶部１１により読み取った各種情報を記録するハードディスク等の記録部１２と、情報を一時的に記憶するＲＡＭ等の記憶部１３とを備えている。そして記録部１２に記録した本発明のコンピュータプログラム３を記憶部１３に記憶させて、制御部１０の制御にて実行することにより、コンピュータは、本発明の画像生成装置１として動作する。
【００２６】
さらに画像生成装置１は、操作者の操作を受け付けるマウス、キーボード等の入力部１４と、モニタ、プリンタ等の出力部１５と、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)、ＩＥＥＥ１３９４等の通信規格に基づく通信線を介して原画像生成装置２と接続し、原画像生成装置２から画像データを取得する接続ポート等の取得部１６とを備えている。なお画像データを記録している装置であれば、取得部１６にて接続する装置は原画像生成装置２以外の他の装置であっても良い。また画像生成装置１は、通信線を介して原画像生成装置２から画像データを取得するのではなく、画像データを記録しているフラッシュメモリ等の記録媒体を介して他の装置から画像データを取得する様にしてもよい。フラッシュメモリ等の記録媒体を用いる場合、取得部１６は、対象となるフラッシュメモリ等の記録媒体に対応するスロットとなる。さらに画像データを記録した記録媒体がＣＤ−ＲＯＭ等の補助記憶部１１にて読み取ることが可能な記録媒体である場合、補助記憶部１１を取得部として用いることも可能である。
【００２７】
例えば原画像生成装置２がイメージスキャナである場合、原画像生成装置２は、図面、写真等の画像の走査等の処理により、２次元画像データを生成する機能を有する。また原画像生成装置２がデジタルスチルカメラである場合、撮像等の処理により、２次元画像データを生成する機能を有する。原画像生成装置２が生成する２次元画像データは、複数の画素の集合体として２次元画像を示すビットマップデータ等の２次元画像データである。
【００２８】
次に本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１の処理について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１の処理例を示すフローチャートである。画像生成装置１は、コンピュータプログラム３を実行する制御部１０の制御により、複数の２次元画像データを取得し（Ｓ１０１）、取得した複数の２次元画像データを、所定の記録位置に記録する（Ｓ１０２）。
【００２９】
ステップＳ１０１は、取得部１６により、原画像生成装置２から２次元画像データを取得する処理である。なお２次元画像データを取得する処理として、フラッシュメモリ等の記録媒体から２次元画像データを読み取る様にしても良く、またＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から補助記憶部１１にて読み取る様にしてもよい。更に予め外部から取得した２次元画像データを記録部１２に記録しておき、ステップＳ１０２の処理として、記録部１２に記録した２次元画像データを記録部１２、記憶部１３等の記録手段における所定の記録位置に複写する処理を、２次元画像データの取得としても良い。また２次元画像データは、ビットマップデータの形式であることが望ましいが、ＺＩＰ等の圧縮形式にて可逆圧縮したビットマップデータを取得し、取得後、元のビットマップデータである２次元画像データに伸長する様にしても良い。またＪＰＥＧ(Joint Photographic Experts Group)、ＧＩＦ(Graphics Interchange Format) 、ＴＩＦＦ(Tagged Image File Format)等の画像圧縮形式にて圧縮したデータを取得し、取得後伸長してビットマップ形式の２次元画像データに変換する様にしても良い。さらにはベクトルデータを取得し、ビットマップ形式の２次元画像データに変換する様にしても良い。ステップＳ１０２の所定の記録位置とは、フォルダパスとして示される記録部１２内の記録領域である。なお外部の装置又は他の記録媒体上に所定の記録位置を設定する様にしてもよい。
【００３０】
そして画像生成装置１は、制御部１０の制御により、画像生成に係る入力画面をモニタである出力部１５から出力させる（Ｓ１０３）。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１の出力部１５から出力される入力画面を示す説明図である。入力画面には、上段に入力条件を設定する画面が示されており、下段に出力条件を設定する画面が設定されている。入力条件を設定する上段の画面には、フォルダパスが示されており、また層、ファイル名、層厚さ、層の分割数、材質等の項目に対する入力欄が示されている。「フォルダパス」の欄には、ステップＳ１０２にて複数の２次元画像データを記録した記録部１２内の所定の記録位置を示すデータが示されている。「層」の入力欄は、２次元画像データに基づき生成される２．５次元画像データの配置順序を示す順序データを入力する入力欄である。「ファイル名」の入力欄は、２次元画像データの名称を入力する入力欄である。「層厚さ」の入力欄は、２次元画像データに対する厚さを入力する入力欄である。「層の分割数」の入力欄は、層に対する厚さ方向の分割数を入力する入力欄である。「材質」の入力欄は、２．５次元画像データに対応する部位の材質を入力する入力欄である。
【００３２】
本願の画像生成装置１では、一の２次元画像データを複数回指定することも可能である。また複数の２次元画像データに対して、同一の層を対応付けることも可能である。但し、同一の層に対応する層厚さ及び層の分割数は同一の値としなければならない。さらに一の２次元画像データを複数回指定する場合に、層毎に異なる厚さ、異なる材質を指定することも可能である。図３に示す画面例では、１層目〜３層目までは一の２次元画像データが夫々指定されているが、４層目には、複数の２次元画像データが指定されている。また４層目に指定されている２次元画像データである「ｔｅｓｔ１．ｂｍｐ」及び「ｔｅｓｔ２．ｂｍｐ」は、１層目及び２層目でも指定されている。さらに１層目の「ｔｅｓｔ１．ｂｍｐ」は、層厚さが「５０」で、材質が「１０」であるが、４層目の「ｔｅｓｔ１．ｂｍｐ」は、層厚さが「８０」で、材質が「５０」である。
【００３３】
図３に示す画面例では、一のフォルダパスに含まれる複数の２次元画像データが指定されている状態を示しているが、夫々異なるフォルダパスから夫々２次元画像データを指定する様にしても良い。
【００３４】
本願の画像生成装置１は、２次元画像データに対し、２次元画像データにて示される平面と交差する厚さ方向に、厚さデータに基づく長さを厚さとして２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、２．５次元画像データを生成する。例えば互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸にて定義される空間を想定した場合、ＸＹ平面上に２次元画像データにて示される２次元画像を示したとすると、厚さ方向は、Ｚ軸の方向となる。そして本願では、「厚さ」として厚さ方向の長さが定義される空間を「層」という概念で扱う。また「層」の入力欄に入力される順序データは、層を重ねる配置順序を示す情報として扱う。「層の分割数」の入力欄に入力される分割数とは、層を厚さ方向に等分する場合の数を示す。そして分割数に基づいて分割される厚さ方向の長さは、３次元画像の構成単位であるボクセル化を行う場合の分割単位としても用いられる。なお材質の入力欄に示される材質データには、２．５次元画像データに対応する部位の材料、材質、表面状態等の情報を示す符号が入力される。また図３の画面例に示したフォルダパス、層、ファイル名、層厚さ、層の分割数及び材質に入力されるデータは対応付けたレコードとして画像生成装置１に記録される。
【００３５】
出力条件を設定する下段の画面には、生成した３次元画像データ及びボクセルデータを出力するボクセルフォルダパスが示されており、生成した３次元画像データ及びボクセルデータに付与するボクセルファイル名と、始点Ｘ、始点Ｙ、終点Ｘ及び終点Ｙにて示される座標範囲と、分割数Ｘ及び分割数Ｙにて示される分割単位に分割するための分割数とが示されている。なお実施の形態１では、領域番号の項目に１を設定するが、後述する実施の形態３では、複数の３次元画像データにて示される立体を複数の領域に分割するため、領域番号の項目には、夫々の領域を特定する数値が入力される。
【００３６】
操作者は、入力部１４を操作して、層、ファイル名、層厚さ、層の分割数、材質、出力条件等の項目の入力欄に対し、データの入力を行う。
【００３７】
フローチャートに戻り、画像生成装置１は、制御部１０の制御により、入力部１４を用いた操作に基づいて、取得した複数の２次元画像データに対する夫々の配置順序を示す順序データを夫々受け付ける（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４にて受け付ける順序データとは、「層」の入力欄に入力されたデータである。
【００３８】
さらに画像生成装置１は、制御部１０の制御により、入力部１４を用いた操作に基づいて、取得した複数の２次元画像データを特定する特定データを夫々受け付ける（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５にて受け付ける特定データとは、「ファイル名」の入力欄に入力されたデータであり、ステップＳ１０２にて所定の記録位置に記録した２次元画像データの名称である。即ち特定データにより、３次元画像データの生成に使用する２次元画像データを指定することになる。
【００３９】
さらに画像生成装置１は、制御部１０の制御により、入力部１４を用いた操作に基づいて、取得した複数の２次元画像データに対する夫々の厚さを示す厚さデータを夫々受け付ける（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６にて受け付ける厚さデータとは、「層厚さ」の入力欄に入力されたデータである。
【００４０】
さらに画像生成装置１は、制御部１０の制御により、入力部１４を用いた操作に基づいて、取得した複数の２次元画像データに対する夫々の分割数データを夫々受け付ける（Ｓ１０７）。ステップＳ１０７にて受け付ける分割数データとは、「分割数」の入力欄に入力されたデータである。
【００４１】
さらに画像生成装置１は、制御部１０の制御により、入力部１４を用いた操作に基づいて、取得した複数の２次元画像データに対する夫々の材質データを夫々受け付ける（Ｓ１０８）。ステップＳ１０８にて受け付ける材質データとは、「材質」の入力欄に入力されたデータである。
【００４２】
ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理により画像生成装置１が受け付けた順序データ（層）、特定データ（ファイル名）、厚さデータ（層厚さ）、分割数データ（層の分割数）、材質データ（材質）等のデータは、夫々対応付けられたレコード単位のデータとして管理される。なおステップＳ１０４〜Ｓ１０８にて説明したデータ以外のデータについても同様の処理により入力を受け付ける様に設定することが可能である。
【００４３】
さらに画像生成装置１は、制御部１０の制御により、入力部１４を用いた操作に基づいて、生成する３次元画像データ等にデータに係る出力条件を受け付ける（Ｓ１０９）。受け付けた出力条件は、入力条件に係るデータに対応付けて管理される。
【００４４】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、複数の２次元画像データに対し、夫々の厚さデータに基づく厚さを２次元画像データに含まれる各画素に付与することで、２．５次元画像データを生成する（Ｓ１１０）。ステップＳ１１０では、受け付けた特定データにて特定される２次元画像データに対し、当該特定データに対応付けられている厚さデータに基づく長さを厚さとして各画素に付与する。各画素に厚さを付与する処理とは、例えば互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸にて定義される空間を想定した場合、２次元画像データにて示される２次元画像が配置されるＸＹ平面と直交するＺ軸で示される厚さ方向に、２次元画像データの各画素を厚さに相当する数だけ積層する処理である。なおここではＸＹ平面とＺ軸とが直交する座標系を用いているが、ＸＹ平面とＺ軸とが交差する角度は、４５度、６０度等の任意の角度を設定することが可能である。さらに２次元画像データにて示される２次元画像が配置されるＸＹ平面を通る直線を設定し、設定した直線を揺動軸として揺動させた軌跡に基づく立体を示すデータを２．５次元画像データとして生成する様にしても良い。その場合、厚さデータは、揺動角、揺動軸から所定距離における移動距離等の値を示すように設定される。またＸＹ平面を通る直線を回転軸として回転させた軌跡に基づく立体を示すデータを２．５次元画像データとして生成するようにしても良い。なおステップＳ１１０では、入力を受け付けた特定データにて特定される全ての２次元画像データに対し、２．５次元画像データを生成する処理が行われる。また一の２次元画像データに対して複数回の指定がなされている場合、指定された回数に応じて、夫々の厚さを付与した２．５次元画像データの生成処理が行われる。
【００４５】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、生成した複数の２．５次元画像データを、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねることにより、３次元画像データを生成する（Ｓ１１１）。なお生成された３次元画像データにて示される３次元画像の表面は、受け付けた材質データにて示される材料、材質、表面状態等を示すデータに基づいてレンダリング処理がなされる。レンダリング処理は、材質データと、レンダリング用の表面画像データとを対応付けて予め記録部１２に記録しておくことにより、表面画像データの指定を行うことが可能となる。そして指定された表面画像データを３次元画像データの表面に貼り付けることにより行われる。また貼り付けられた表面画像データには、陰影処理等の加工処理が行われる。
【００４６】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、生成した３次元画像データに対し、３次元画像の構成単位毎に解析することにより、各構成単位の解析結果を含むボクセルデータを生成する（Ｓ１１２）。ボクセルデータは、３次元画像データの構成単位毎に、材質、部位等の３次元画像にて示される物体に係るデータを示したデータである。ボクセルデータの材質等を示すデータとは、材質データに基づくデータである。なお物体の表面の構成単位に係る材質データには、材料、材質及び表面状態の少なくとも一つが示される。また物体の内部の構成単位に係る材質データには材料及び／又は材質が示される。本発明に係る画像生成装置１は、ビットマップデータ等の複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データに基づき生成した３次元画像データを用いるため、例えばベクトルデータにて構成された３次元画像データを解析する場合と比べて、構成単位毎の解析処理を実行し易いので、装置の処理負荷を軽減し、処理時間を短縮することが可能である。
【００４７】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、３次元画像生成処理の結果として、生成した３次元画像データ及びボクセルデータを出力する（Ｓ１１３）。出力とは、出力部１５からの画像の表示、記録部１２への記録等の処理である。また出力処理は、受け付けた出力条件に基づいて実行される。
【００４８】
（実施例１）
本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１の実施例について説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１が取得する画像データの一例を示す説明図である。図４は、画像生成装置１が取得する画像データに係る画像であり、スキャナである原画像生成装置２が読み取った画像を示している。夫々の画像には、黒い枠線が示されており、３次元画像の生成に用いる２次元画像の位置決めに用いられる。なお図４に示す画像は、ＸＹ平面上に貼り付けられたものと想定される。画像生成装置１は、図４に示す画像を走査し、黒い枠線から白い領域に遷移した左下の位置、即ち黒い枠線にて囲まれた白い四角形の領域の図４に向かって左下の頂点を原点と解釈する。また黒い枠線から白い領域に遷移した右下の位置、即ち黒い枠線にて囲まれた白い四角形の領域の図４に向かって右下の頂点をＸ軸方向の最大位置と解釈する。さらに黒い枠線から白い領域に遷移した左上の位置、即ち黒い枠線にて囲まれた白い四角形の領域の図４に向かって左上の頂点をＹ軸方向の最大位置と解釈する。さらに黒い枠線から白い領域に遷移した右上の位置、即ち黒い枠線にて囲まれた白い四角形の領域の図４に向かって右上の頂点をＸ軸及びＹ軸方向の最大位置と解釈する。そして原点、Ｘ軸方向の最大位置、Ｙ軸方向の最大位置、並びにＸ軸及びＹ軸方向の最大位置にて囲まれる領域内で、黒色で示された領域を３次元画像データの生成に用いる２次元画像であると判断する。従って図４（ａ）は、「○」、図４（ｂ）では、「×」、そして図４（ｃ）では、「△」が対象となる２次元画像である。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１が生成した３次元画像データにて示される３次元画像の一例を示す説明図である。図５に示す３次元画像は、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した２次元画像の名称を、夫々「ｔｅｓｔ１．ｂｍｐ」、「ｔｅｓｔ２．ｂｍｐ」、「ｔｅｓｔ３．ｂｍｐ」とし、図３に示した入力条件に基づいて生成した３次元画像を示している。図５に示すＺ軸方向が厚さ方向となる。図５に示した様に第１層には「ｔｅｓｔ１．ｂｍｐ」に基づく２．５次元画像が配置され、第２層には、「ｔｅｓｔ２．ｂｍｐ」に基づく２．５次元画像が配置され、第２層には、「ｔｅｓｔ３．ｂｍｐ」に基づく２．５次元画像が配置されている。そして第４層には、「ｔｅｓｔ１．ｂｍｐ」及び「ｔｅｓｔ１．ｂｍｐ」に基づく夫々の２．５次元画像を同一の３次元空間上に配置した３次元画像が示されている。そして夫々の層の２．５次元画像は、順序データに基づく配置順序で厚さ方向に重ねられている。
【００５０】
（実施例２）
図６は、本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１が取得する画像データの一例を示す説明図である。図６は、画像生成装置１が取得する画像データに係る画像である。図６（ａ）は、平面状に配置された電子回路のＣＰＵコアを、配置されている平面に対して直角をなす方向から示した画像である。また図６（ｂ）は、平面状に配置された電子回路の配線を、配置されている平面に対して直角をなす方向から示した画像である。
【００５１】
図７は、本発明の実施の形態１に係る画像生成装置１が生成した３次元画像データにて示される３次元画像の一例を示す説明図である。図７に示す３次元画像は、図６（ａ）、（ｂ）にて示した２次元画像に基づいて生成した３次元画像である。図７（ａ）は、図６（ａ）のＣＰＵコアに基づく２．５次元画像及び図６（ｂ）の配線に基づく２．５次元画像を同一層に配置した３次元画像である。図７（ｂ）は、図６（ａ）のＣＰＵコアに基づく２．５次元画像及び図６（ｂ）の配線に基づく２．５次元画像を異なる層に配置した３次元画像である。
【００５２】
この様に本発明に係る画像生成装置１では、取得した画像に基づいて３次元画像を生成するので、複雑な配線の電子回路の３次元画像を簡単な処理で生成することが可能である。また生成した３次元画像を修正する場合でも、２次元画像を修正すれば良く、修正作業を簡略化することが可能である。さらにビットマップデータ等の複数の画素にて２次元画像を示す２次元画像データに基づき生成した３次元画像データを用いるため、３次元画像の断面図等の図を容易に描画することが可能である。
【００５３】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、材質データを人為的な操作にて入力するのではなく、画像解析にて自動的に識別する形態である。なお実施の形態１と同様の構成については、実施の形態１と同様の符号を付し、実施の形態１を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図８は、本発明の実施の形態２に係る画像生成装置１の構成例を示すブロック図である。画像生成装置１は、記録部１２の記録領域の一部を、色識別データベース（色識別ＤＢ）１２ａとして用いている。色識別データベース１２ａには、ＲＧＢ等の色を定義するデータの範囲と、材料、材質及び表面状態の少なくとも一を示すデータとが対応付けて記録されている。なお材料、材質及び表面状態の少なくとも一を示すデータとは、実施の形態１にて用いられる材質データである。
【００５５】
本発明の実施の形態２に係る画像生成装置１の処理について説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る画像生成装置１の処理例を示すフローチャートである。画像生成装置１は、図２を用いて説明した実施の形態１に係る処理のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を実行し、入力条件、出力条件等のデータの入力を受け付ける（Ｓ１０９）。但し、ステップＳ１０８における材質データの入力の際には、材質を自動識別する旨の入力を行う。なお全ての２次元画像データを自動識別するのではなく、一部の２次元画像データのみ自動識別する様にしても良い。
【００５６】
そして画像生成装置１は、コンピュータプログラム３を実行する制御部１０の制御により、取得した２次元画像データに含まれる各画素の色を検出し（Ｓ２０１）、検出した色に基づいて、２次元画像データとして示されている各物体の材料、材質及び表面状態を識別する（Ｓ２０２）。ステップＳ２０１は、２次元画像データに含まれる各画素のＲ値、Ｇ値及びＢ値を検出する処理である。ステップＳ２０２の識別は、検出した各画素のＲ値、Ｇ値及びＢ値に基づき、色識別データベース１２ａを参照して、該当する材料、材質及び表面状態の少なくとも一を示すデータ、即ち実施の形態１における材質データを特定する処理である。Ｒ値、Ｇ値及びＢ値に基づいて色調、色分布等の画像解析を行い、材質を識別する技術としては既存の様々な技術が適用される。なお例えばモノクローム画像を示す２次元画像データを用いたため、画素の色を検出することができなかった場合、検出した各画素の色が、色識別データベース１２ａに予め記録されている範囲外で、各物体の材質等を識別することができなかった場合、識別した材質等を修正したい場合等の状況下においては、操作者が入力部１４を操作し、識別結果に替えて材料、材質又は表面状態を示す情報を入力する様にしても良い。
【００５７】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、２．５次元画像データを生成し（Ｓ２０３）、生成した複数の２．５次元画像データに基づいて３次元画像データを生成する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０３〜Ｓ２０４の処理は、実施の形態１に係るステップＳ１１０〜Ｓ１１１の処理と同様である。なおステップＳ２０４にて生成される３次元画像データには、ステップＳ２０２にて識別した材料、材質又は表面状態を示す情報が付与される。即ち３次元画像データにて示される３次元画像の表面は、ステップＳ２０２にて識別した材質データに基づくレンダリングがなされる。
【００５８】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、生成した３次元画像データに基づいてボクセルデータを生成し（Ｓ２０５）、生成したボクセルデータに材料、材質及び表面状態の少なくとも一を示す材質データを付与する（Ｓ２０６）。ステップＳ２０５の処理は、実施の形態１に係るステップＳ１１２の処理と同様である。
【００５９】
そして画像生成装置１は、制御部１０の制御により、３次元画像データ及びボクセルデータを出力する（Ｓ２０７）。ステップＳ２０７の処理は、実施の形態１に係るステップＳ１１３の処理と同様である。この様に本発明の実施の形態２に係る画像生成装置１では、材料、材質又は表面状態を示すデータを含むボクセルデータを容易に生成することが可能である等、優れた効果を奏する。
【００６０】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１において、３次元画像データを複数の領域に分割し、複数台のコンピュータを用いて処理を行う形態である。なお実施の形態１と同様の構成については、実施の形態１と同様の符号を付し、実施の形態１を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る画像生成装置１の構成例を示すブロック図である。画像生成装置１は、ＬＡＮポート等の通信部１７を備え、通信部１７を介してＬＡＮ等の通信網５に接続されている。通信網５には、複数台の補助装置４，４，…が接続されている。
【００６２】
補助装置４は、制御部４０、補助記憶部４１、記録部４２、記憶部４３、入力部４４、出力部４５及び通信部４６を備えている。
【００６３】
次に本発明の実施の形態３に係る画像生成装置１及び補助装置４の処理について説明する。図１１は、本発明の実施の形態３に係る画像生成装置１の処理例を示すフローチャートである。画像生成装置１は、図２を用いて説明した実施の形態１に係る処理のステップＳ１０１〜Ｓ１１１の処理を実行し、３次元画像データを生成する（Ｓ１１１）。なおステップＳ１０９における出力条件の入力の際には、３次元画像データを複数の領域に分割する旨の設定を入力する。具体的には、図３に示した画面例において、出力条件を設定する下段の画面に領域毎の設定を行う。
【００６４】
そして画像生成装置１は、コンピュータプログラム３を実行する制御部１０の制御により、生成した３次元画像データにて示される立体を複数の領域に分割する（Ｓ３０１）。ステップＳ３０１の分割は、出力条件として設定された始点Ｘ、始点Ｙ、終点Ｘ及び終点Ｙにて示される各領域の座標範囲に基づいて実行される。
【００６５】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、分割した夫々の領域を、複数の補助装置４，４，…に割り当て（Ｓ３０２）、分割した領域に係る３次元画像データ等のデータを、割り当てた夫々の補助装置４，４，…へ通信部１７から通信網５を介して送信する（Ｓ３０３）。なおステップＳ３０３では、３次元画像データだけでなく、入力を受け付けたボクセルデータの生成に必要な各種データをも送信する。
【００６６】
補助装置４は、制御部４０の制御により、通信部４６にて、３次元画像データ等のデータを受信し（Ｓ３０４）、受信したデータに基づいて領域単位のボクセルデータを生成する（Ｓ３０５）。ステップＳ３０５の処理は、実施の形態１に係るステップＳ１１２の処理と同様であるが、割り当てられた領域分のみのボクセルデータを生成する。
【００６７】
そして補助装置４は、制御部４０の制御により、生成した領域単位のボクセルデータを、通信部４６から通信網５を介して画像生成装置１へ送信する（Ｓ３０６）。
【００６８】
画像生成装置１は、制御部１０の制御により、通信部１７にて、各補助装置４，４，…から、夫々領域単位のボクセルデータを受信し（Ｓ３０７）、受信した複数の領域単位のボクセルデータを統合する（Ｓ３０８）。ステップＳ３０８の統合処理により、３次元画像全体のボクセルデータを生成する。
【００６９】
そして画像生成装置１は、制御部１０の制御により、３次元画像データ及びボクセルデータを出力する（Ｓ３０９）。ステップＳ３０９の処理は、実施の形態１に係るステップＳ１１３の処理と同様である。
【００７０】
（実施例３）
本発明の実施の形態３に係る画像生成装置１の実施例について説明する。図１２は、本発明の実施の形態３に係る画像生成装置１が分割した領域の３次元画像の一例を示す説明図である。図１２は、実施の形態１の図５に示した３次元画像を図１２（ａ）及び（ｂ）の２つの領域に分割した例を示している。なお図１２の領域毎に分割された３次元画像は、便宜上、２．５次元画像データに係る画像単位で示している。なお図１２では、２の領域に分割した例を示しているが、３以上の領域に分割する様にしても良い。
【００７１】
この様に複数の領域に分割して、処理負荷の大きいボクセルデータを生成することにより、複雑な３次元画像に基づくボクセルデータの生成も可能となる。また画像生成装置１を補助装置４の一つとして用い、画像生成装置１においても領域単位のボクセルデータの生成を行う様にしても良い。またボクセルデータの生成を領域毎に行うのではなく、２．５次元画像データの生成、又は３次元画像データの生成から領域毎に行う様にすることも可能である。
【００７２】
前記実施の形態は、本発明の無限にある実施の形態の一部を例示したに過ぎず、各種ハードウェア及びソフトウェア等の構成は、適宜設計することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像生成装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像生成装置の処理例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る画像生成装置の出力部から出力される入力画面を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る画像生成装置が取得する画像データの一例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る画像生成装置が生成した３次元画像データにて示される３次元画像の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る画像生成装置が取得する画像データの一例を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る画像生成装置が生成した３次元画像データにて示される３次元画像の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像生成装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る画像生成装置の処理例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る画像生成装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る画像生成装置の処理例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る画像生成装置が分割した領域の３次元画像の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  画像生成装置
１０  制御部
１１  補助記憶部
１２  記録部
１３  記録部
１４  入力部
１５  出力部
１６  取得部
１７  通信部
２  原画像生成装置
３  コンピュータプログラム
４  補助装置
５  通信網
【図１】
2010086040.tif 000003
【図２】
2010086040.tif 000004
【図３】
2010086040.tif 000005
【図４】
2010086040.tif 000006
【図５】
2010086040.tif 000007
【図６】
2010086040.tif 000008
【図７】
2010086040.tif 000009
【図８】
2010086040.tif 000010
【図９】
2010086040.tif 000011
【図１０】
2010086040.tif 000012
【図１１】
2010086040.tif 000013
【図１２】
2010086040.tif 000014