(57)【要約】      （修正有）【課題】３Ｄフィギュアを作製するシステム、装置及び方法を提供する。【解決手段】対象の画像は、異なるカメラを用いて受信され、捕捉される１１０１。カメラ・パラメータは、画像の処理によって推定される１１０３。表面を表す３Ｄ座標は、所与の画像の視野が重複する重複画像を探すこと、カメラ・パラメータを用いて所与の画像の突出部の形状を重複画像に関連付ける基本行列を決定すること、所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、重複画像において対応するエピポーラ線に沿った候補位置との間に一致が発見できるかどうかを決定すること、一致が発見されたときに、所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定すること、そしてそれぞれの３Ｄ座標を３Ｄ点のセットに付加すること、によって推定される１１０７。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立て状態及び分解状態を有する組付けリグであって、前記組付けリグは、前記組立て状態においてその中に空間を画定し、前記組付けリグは、前記分解状態において持ち運び可能である、組付けリグ、
前記組立て状態における前記組付けリグに取り付けられる複数のカメラであって、前記複数のカメラは、前記組付けリグが前記組立て状態にあるときに、前記空間の範囲内に位置する対象の表面の点のうち前記対象を支持する部分以外の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように配置される、複数のカメラ、及び、
プロセッサ及び通信インターフェースを備えるコンピューティング・デバイスであって、前記コンピューティング・デバイスは、前記通信インターフェースを用いて前記複数のカメラの各々と通信し、前記プロセッサは、
前記複数のカメラを協調させてそれぞれの画像データを実質的に同時に捕捉し、
前記複数のカメラから前記それぞれの画像データを含む複数の画像を受信し、そして、
前記複数の画像を３次元（３Ｄ）プリンタ・ファイルに処理するためのサーバに前記通信インターフェースを用いて前記複数の画像を送信する、ように構成される、コンピューティング・デバイス、
を備える、システム。
【請求項２】
前記組付けリグは、前記組付けリグの組立て状態において組み立てられていて、前記組付けリグの分解状態において分解されている複数のリブを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記対象を支持するように構成される台座を更に備え、前記台座は、前記組付けリグが組立て状態にあるときに前記空間の範囲内に位置する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記対象の画像を捕捉する前に前記空間の範囲内に配置されることができる較正デバイスを更に備え、前記較正デバイスは、前記複数のカメラによって捕捉されることができる較正パターンを備え、前記プロセッサは、
複数のカメラを制御して前記較正デバイスの画像を含む較正データを捕捉し、そして、
前記３Ｄプリンタ・ファイルの生成において前記サーバにより使用されるための前記較正データを前記通信インターフェースを用いて前記サーバに送信する、ように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
較正デバイスは、立方体、六面体、平行六面体、直方体及び菱面体並びに３次元中実物体のうちの１つ又は複数を備え、前記較正デバイスの各々の面は、異なる較正パターンを備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは、
前記複数のカメラを制御して前記対象を伴わない前記空間の画像を含む背景画像データを捕捉し、そして、
前記３Ｄプリンタ・ファイルの生成において前記サーバにより使用されるための前記背景画像データを前記通信インターフェースを用いて前記サーバに送信する、ように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記それぞれの画像が較正データ及び背景データのうちの１つ又は複数と協調されることができるように、前記それぞれの画像が取得された時限を特定するメタデータを生成するように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
背景物体、背景カーテン及び背景張り物のうちの１つ又は複数を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記背景物体は、前記組立て状態における前記組付けリグに取付け可能である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記組立て状態における前記組付けリグを少なくとも部分的に取り囲むように構成される枠を更に備え、前記背景物体は、前記枠に取付け可能である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記組立て状態における前記組付けリグに取り付けられた前記複数のカメラは、前記組付けリグが前記組立て状態にあるときに、前記空間の範囲内に位置する対象の表面の点のうち前記対象を支持する部分以外の実質的部分の少なくとも３つの視野角を捕捉するように配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
システムは、
前記組付けリグを前記分解状態から前記組立て状態に組み立てるための締結器及び工具のうちの１つ又は複数を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバにおいて、前記通信インターフェースを用いて対象の複数の画像を受信するステップであって、前記複数の画像の各々は、複数のカメラのうちの異なるカメラを用いて捕捉される、ステップ、
前記プロセッサを用いて前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定するステップ、
前記プロセッサを用いて、前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定するステップであって、
所与の画像の視野が重複する前記複数の画像の重複画像のサブセットを探すこと、
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータを用いて前記所与の画像の突出部の形状を前記重複画像の各々に関連付ける基本行列を決定すること、
前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかを決定すること、一致が発見されたときに、前記所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定すること、そして前記それぞれの３Ｄ座標を前記３Ｄ点のセットに付加すること、
によって前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定するステップ、
前記プロセッサを用いて前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換するステップ、及び、
前記対象を表すフィギュアの３Ｄ印刷のための３Ｄプリンタに前記通信インターフェースを用いて前記３Ｄプリンタ・ファイルを送信するステップ、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記プロセッサを用いて、前記対象の表示を含む前景を決定するために、前記複数の画像において前記対象の背景を表す画素をマスキングするステップを更に含み、前記マスキングが行われるときに、次いで、前記前景と関連付けられた前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかの前記決定が行われて、前記背景を表す前記画素は無視される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定する前記ステップは、バンドル調整を用いて行われる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記カメラ・パラメータは、前記複数のカメラの各々に対するそれぞれの表示の半径方向歪みを含み、前記方法は、前記プロセッサを用いて、前記マスキングの前に、前記それぞれの表示の前記半径方向歪みを用いて前記複数の画像における１つ又は複数の種類の画像歪みを修正するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータは、前記所与の画像の取得に使用するカメラの、及び前記重複画像の取得に使用するそれぞれのカメラの、それぞれの位置及びそれぞれの向きを含み、前記基本行列を決定することは、前記基本行列を決定するために前記それぞれの位置及び前記それぞれの向きを用いることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記セットの一貫性を確認するステップ、多数の画像が所与の３Ｄ点の一貫性のある３Ｄ座標推定値をもたらすときに前記所与の３Ｄ点を保持するステップ、及び前記多数の画像が一貫性のない３Ｄ座標をもたらすときに前記所与の３Ｄ点を廃棄するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換する前記ステップは、前記３Ｄ点の前記セット間の多角形関係を決定するステップ、及びその表面法線を推定するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバであって、
前記プロセッサは、
対象の複数の画像を受信して、前記複数の画像の各々は、複数のカメラのうちの異なるカメラを用いて捕捉され、
前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定して、
前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定することであって、
所与の画像の視野が重複する前記複数の画像の重複画像のサブセットを探すこと、
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータを用いて前記所与の画像の突出部の形状を前記重複画像の各々に関連付ける基本行列を決定すること、
前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかを決定して、一致が発見されたときに、前記所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定して、そして前記それぞれの３Ｄ座標を前記３Ｄ点のセットに付加すること、
によって前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定して、
前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換して、そして、
前記対象を表すフィギュアの３Ｄ印刷のための３Ｄプリンタに前記３Ｄプリンタ・ファイルを送信する、ように構成される、サーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般に３次元印刷に関し、詳細には３次元印刷フィギュアを作製するシステム、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
体積のある物体の形状を３次元（３Ｄ）再構成するには、物体の３Ｄモデルの自動的で正確な推定を使用する。３Ｄモデルにより、体積のある物体を視覚化、分析し、３Ｄ印刷を介して再構成することが可能になる。３Ｄモデルのデータは、以下の２つの方法で取得できる。１つは、スタジオ内でスタンドに取り付けたカメラの使用であり、カメラ及びスタンドは、スタジオ内で物体の周りに固定位置で配置する。もう１つは、手持ち式デバイス（「ワンド」と呼ばれることがある）及び／又はセンサの使用であり、これらのデバイス及び／又はセンサは、物体の周りで操作して物体の形状を手作業で捕捉する。スタジオ手法は、持ち運び可能ではない。ワンドは、持ち運び可能である一方で、数分以上にわたって行われる走査の全期間の間、人間又は動物の対象を静止したままにすることを必要とする。走査される物体が動いた場合、非常に望ましくない形状の人工物がもたらされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一般に、本開示は、持ち運び可能であるカメラ用組付けリグ及び／又は組付け構造体を含む、３次元印刷フィギュアを作製するシステムを対象とし、この組付けリグ及び／又は組付け構造体は、分解時は持ち運び可能で、組立て時は組付けリグを形成する複数のリブを含むことができる。組付けリグ及び／又は複数のリブは、組立て時、空間を中に画定する。次に、カメラは、複数のリブに取り付けられ、このカメラは、画定空間内に位置する対象の表面の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように構成される。３Ｄ再構成段階で一貫性の確認を行うときは、カメラは、対象の表面の実質的部分の少なくとも３つの視野角を捕捉するように構成される。カメラは、任意選択で、画定空間内で対象を伴わない空間の背景画像を捕捉するためにも使用でき、任意選択で、画定空間内に置かれた較正物体の較正画像を捕捉するためにも使用できる。コンピューティング・デバイスは、カメラからのそれぞれの画像、並びに任意選択の背景画像及び／又は較正画像を受信し、インターネット等の通信ネットワークを使用してこれらの画像をサーバに送信する。サーバは、対象の３Ｄ形状を推定するために所与の画像中の画素を重複画像のエピポーラ線に沿った場所と一致させるという効率的な方法を使用して、或いは背景データを無視することによって、それぞれの画像、或いは背景画像及び較正画像から３Ｄプリンタ・ファイルを生成する。
【０００４】
一般に、組付けリグは、組付けリグからカメラを取り外し、組付けリグを分解し、コンピューティング・デバイス、カメラ及び組付けリグを新たな場所に搬送することによって場所から場所に搬送できる。コンピューティング・デバイスは、カメラからの画像の取得を協調させ、それらの画像をサーバに送信するだけであるので、コンピューティング・デバイスはそれほど大きな計算能力を有して構成する必要がない。
【０００５】
本明細書では、要素は、１つ又は複数の機能を実施する「ように構成する」又はそのような機能「のために構成する」と記載することがある。一般に、機能を実施するように構成した又は機能を実施するために構成した要素は、その機能を実施可能にするか、その機能を実施するのに適しているか、その機能を実施するように適合されるか、その機能を実施するように動作可能であるか、或いはその機能を実施可能である。
【０００６】
本明細書では、「少なくとも１つのＸ、Ｙ及びＺ」並びに「Ｘ、Ｙ及びＺのうち１つ又は複数」という言い回しは、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、又は２つ以上の項目Ｘ、Ｙ及びＺの任意の組合せ（例えばＸＹＺ、ＸＹ、ＹＺ、ＺＺ等）として解釈できることを理解されたい。同様の論理は、「少なくとも１つの・・・」及び「１つ又は複数の・・・」という言い回しのあらゆる発生において２つ以上の項目に適用できる。
【０００７】
本明細書の態様は、組立て状態及び分解状態を有する組付けリグであって、組立て状態では空間を中に画定し、分解状態では持ち運び可能である組付けリグ；組立て状態の組付けリグに取り付けた複数のカメラであって、組付けリグが組立て状態である場合に、対象を支持する対象の部分以外の、空間内に位置する対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように構成した複数のカメラ；並びにプロセッサ及び通信インターフェースを備えるコンピューティング・デバイスであって、コンピューティング・デバイスは、通信インターフェースを使用して複数のカメラのそれぞれと通信し、プロセッサは、複数のカメラを協調させてそれぞれの画像データを実質的に同時に捕捉し；それぞれの画像データを含む複数の画像を複数のカメラから受信し；通信インターフェースを使用して複数の画像をサーバに送信し、複数の画像を処理して３次元（３Ｄ）プリンタ・ファイルにするように構成される、コンピューティング・デバイスを備えるシステムを提供する。
【０００８】
組付けリグは、組付けリグの組立て状態では組み立てられており、組付けリグの分解状態では分解されている複数のリブを備えることができる。
【０００９】
システムは、対象を支持するように構成した台座を更に備えることができ、台座は、組付けリグが組立て状態であるとき空間内に位置する。
【００１０】
システムは、対象の画像を捕捉する前に空間内に設置できる較正デバイスを更に備えることができ、較正デバイスは、複数のカメラによって捕捉できる較正パターンを備え、プロセッサは、複数のカメラを制御して、較正デバイスの画像を含む較正データを捕捉し；通信インターフェースを使用して較正データをサーバに送信し、サーバが３Ｄプリンタ・ファイルの生成に較正データを使用するように更に構成される。較正デバイスは、立方体、六面体、平行六面体、直方体及び菱面体並びに３次元中実物体のうち１つ又は複数を備えることができ、較正デバイスのそれぞれの面は、異なる較正パターンを備える。
【００１１】
プロセッサは、複数のカメラを制御して、対象を伴わない空間の画像を含む背景画像データを捕捉し；通信インターフェースを使用して背景画像データをサーバに送信し、サーバが３Ｄプリンタ・ファイルの生成に背景画像データを使用するように更に構成できる。
【００１２】
プロセッサは、それぞれの画像が取得された時限を特定するメタデータを生成するように更に構成でき、それにより、それぞれの画像が較正データ及び背景データのうち１つ又は複数と協調できるようにする。
【００１３】
システムは、背景物体、背景カーテン及び背景張り物のうち１つ又は複数を更に備えることができる。背景物体は、組立て状態の組付けリグに取付け可能とすることができる。システムは、組立て状態の組付けリグを少なくとも部分的に取り囲むように構成した枠を更に備えることができ、背景物体は、枠に取付け可能である。
【００１４】
組立て状態の組付けリグに取り付けた複数のカメラは、組付けリグが組立て状態である場合に、対象を支持する対象の部分以外の、空間内に位置する対象の表面の点の実質的部分の少なくとも３つの視野角を捕捉するように構成できる。
【００１５】
システムは、組付けリグを分解状態から組立て状態に組み立てる締結器及び工具のうち１つ又は複数を更に備えることができる。
【００１６】
本明細書の別の態様では、プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバにおいて、通信インターフェースを使用して対象の複数の画像を受信するステップであって、複数の画像のそれぞれは複数のカメラの異なるカメラを使用して捕捉される、ステップ；プロセッサを使用して、複数の画像を処理することによって複数のカメラのそれぞれの１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定するステップ；プロセッサを使用して、複数の画像のそれぞれに対し、複数の画像のうち、所与の画像の視野が重複する重複画像のサブセットを探すことによって、対象の表面を表す３次元（３Ｄ）点の３Ｄ座標を推定するステップ；１つ又は複数のカメラ・パラメータを使用して、所与の画像の突出部の形状を重複画像のそれぞれに関連付ける基本行列を決定し、所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、重複画像中の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見できたかどうかを決定するステップ、一致を発見した場合に：所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定するステップ；並びにそれぞれの３Ｄ座標を３Ｄ点のセットに追加するステップ；プロセッサを使用して、３Ｄ点のセットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換するステップ；並びに通信インターフェースを使用して３Ｄプリンタ・ファイルを３Ｄプリンタに送信し、対象を表すフィギュアを３Ｄ印刷するステップを含む方法を提供する。
【００１７】
本方法は、プロセッサを使用して、対象の表示を含むことができる前景を決定するために、複数の画像内で対象の背景を表す画素をマスキングするステップを更に含むことができ、マスキングを行った場合、前景と関連付けた所与の画像中の各画素に対して、所与の画素と、重複画像中の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見できたかどうかの決定が行われ、背景を表す画素は無視される。
【００１８】
複数の画像を処理することによって複数のカメラのそれぞれの１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定するステップは、バンドル調整を使用して行うことができる。
【００１９】
カメラ・パラメータは、複数のカメラのそれぞれに対するそれぞれの表示の径方向歪みを含むことができ、本方法は、プロセッサを使用して、それぞれの表示の径方向歪みを使用することによって複数の画像内の１つ又は複数の種類の画像歪みをマスキングの前に修正するステップを更に含むことができる。
【００２０】
１つ又は複数のカメラ・パラメータは、所与の画像の取得に使用するカメラ；重複画像の取得に使用するそれぞれのカメラ；のそれぞれの位置及びそれぞれの向きを含むことができ、基本行列を決定するステップは、それぞれの位置及びそれぞれの向きを使用して基本行列を決定することを含むことができる。
【００２１】
本方法は、セットの一貫性を確認するステップ、多数の画像が所与の３Ｄ点の一貫性のある３Ｄ座標推定値をもたらす場合に所与の３Ｄ点を保持するステップ、及び多数の画像が一貫性のない３Ｄ座標をもたらす場合は所与の３Ｄ点を廃棄するステップを更に含むことができる。
【００２２】
３Ｄ点のセットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換するステップは、３Ｄ点のセット間で多角形関係を決定するステップ；その表面法線を推定するステップを含むことができる。
【００２３】
本明細書のなお更なる態様では、プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバを提供し、プロセッサは、対象の複数の画像を受信し（複数の画像のそれぞれは、複数のカメラの異なるカメラを使用して捕捉したものである）；複数の画像を処理することによって複数のカメラのそれぞれの１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定し；複数の画像のそれぞれに対して、複数の画像のうち、所与の画像の視野が重複する重複画像のサブセットを探すことによって対象の表面を表す３次元（３Ｄ）点の３Ｄ座標を推定し；１つ又は複数のカメラ・パラメータを使用して、所与の画像の突出部の形状を重複画像のそれぞれに関連付ける基本行列を決定し；所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、重複画像中の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見できたかどうかを決定し、一致を発見した場合：所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定し；３Ｄ点のセットにそれぞれの３Ｄ座標を追加し；３Ｄ点のセットを３Ｄプリンタ・ファイルに転換し；３Ｄプリンタ・ファイルを３Ｄプリンタに送信し、対象を表すフィギュアを３Ｄ印刷するように構成する。
【００２４】
本明細書の更に別の態様では、コンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータ・プログラム製品を提供し、このコンピュータ可読プログラム・コードは：プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバにおいて、通信インターフェースを使用して、対象の複数の画像を受信するステップであって、複数の画像のそれぞれは複数のカメラの異なるカメラを使用して捕捉される、ステップ；プロセッサを使用して、複数の画像を処理することによって複数のカメラのそれぞれの１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定するステップ；プロセッサを使用して、複数の画像のそれぞれに対して、複数の画像のうち、所与の画像の視野が重複する重複画像のサブセットを探すことによって対象の表面を表す３次元（３Ｄ）点の３Ｄ座標を推定するステップ；１つ又は複数のカメラ・パラメータを使用して、所与の画像の突出部の形状を重複画像のそれぞれに関連付ける基本行列を決定するステップ；所与の画像中の各画素に対して、所与の画素と、重複画像中の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見できたかどうかを決定するステップ、一致を発見した場合に：所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定するステップ；３Ｄ点のセットにそれぞれの３Ｄ座標を追加するステップ；プロセッサを使用して、３Ｄ点のセットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換するステップ；通信インターフェースを使用して、３Ｄプリンタ・ファイルを３Ｄプリンタに送信し、対象を表すフィギュアを３Ｄ印刷するステップを含む方法の実施を実行するように構成される。
【００２５】
本明細書の更に別の態様では、組立て状態及び分解状態を有する組付けリグであって、組立て状態では空間を中に画定し、分解状態では持ち運び可能である組付けリグ；組立て状態の組付けリグに取り付けた複数のカメラであって、組付けリグが組立て状態である場合に、対象を支持する対象の部分以外の、空間内に位置する対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように構成した複数のカメラ；並びにプロセッサ及び通信インターフェースを備えるコンピューティング・デバイスであって、コンピューティング・デバイスは、通信インターフェースを使用して複数のカメラのそれぞれと通信し、プロセッサは、複数のカメラを協調させて、それぞれの画像データを実質的に同時に捕捉し；それぞれの画像データを含む複数の画像を複数のカメラから受信し；通信インターフェースを使用して複数の画像をサーバに送信し、複数の画像を処理して３次元（３Ｄ）プリンタ・ファイルにするように構成した、コンピューティング・デバイスを備えるシステムを提供する。
【００２６】
次に、本明細書で記載する様々な実装形態をより良好に理解し、それらをどのように実施するかをより明確に示すために、添付の図面を単に例として参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】非限定実装形態による、３次元印刷フィギュアを作製するシステムの図である。
【図２】非限定実装形態による、分解状態における、３次元印刷フィギュアを捕捉、作製するための持ち運び可能なシステムの図である。
【図３】非限定実装形態による、組付けリグのリブの一部分を組み立てる図である。
【図４】非限定実装形態による、カメラを図２のシステムのリブに取り付ける図である。
【図５】非限定実装形態による、組立て状態であり、較正工程で使用される図２のシステムの図である。
【図６】非限定実装形態による、組立て状態であり、画像捕捉工程で使用される図２のシステムの図である。
【図７】非限定実装形態による、コンピューティング・デバイスとサーバとの間のデータ転送工程で使用する図１のシステムの図である。
【図８】非限定実装形態による、任意選択の照明を取り付けた組付けリグの図である。
【図９】非限定実装形態による、背景物体を取り付けた組付けリグの図である。
【図１０】非限定実装形態による、３Ｄフィギュアを作製するための画像を取得する方法の流れ図である。
【図１１】非限定実装形態による、３Ｄプリンタ・ファイルを作製する方法の流れ図である。
【図１２】非限定実装形態による、３Ｄ座標を推定する方法の流れ図である。
【図１３】非限定実装形態による、図１２の方法の態様の図である。
【図１４】非限定実装形態による、サーバと３Ｄプリンタとの間の３Ｄプリンタ・ファイル転送工程で使用する図１のシステムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、非限定実装形態による、３次元（３Ｄ）印刷フィギュアを作製するシステム１００を示す。システム１００は、図示のように複数のリブ１０３を備える持ち運び可能組付けリグ１０１；組付けリグ１０１に取り付けた複数のカメラ１０５、組付けリグ１０１内に位置する任意選択の台座１０７、複数のカメラ１０５と通信するコンピューティング・デバイス１１０（以下、デバイス１１０と互換可能に呼ぶ）、通信ネットワーク１１１（以下、ネットワーク１１１と互換可能に呼ぶ）、サーバ１１３及び３Ｄプリンタ１１５を備える。図１は、複数のリブ１０３及び複数のカメラ１０５を示すが、明快にするためにそれぞれの１つのみに符号を付す。デバイス１１０は、一般に、メモリ１２２と相互接続したプロセッサ１２０、通信インターフェース１２４（以下、互換可能にインターフェース１２４と呼ぶ）、表示装置１２６及び少なくとも１つの入力デバイス１２８を備える。複数のリブ１０３は、以下、集合的にはリブ（ｒｉｂｓ）１０３と呼び、一般的にはリブ（ａ  ｒｉｂ）１０３と呼ぶ。同様に、複数のカメラ１０５は、以下、互換可能に、集合的にはカメラ（ｃａｍｅｒａｓ）１０５と呼び、一般的にはカメラ（ａ  ｃａｍｅｒａ）１０５と呼ぶ。組付けリグ１０１は、更に、互換可能に組付け構造体と呼ぶこともできる。
【００２９】
メモリ１２２は、一般にアプリケーション１４５を記憶しており、このアプリケーション１４５は、以下でより詳細に説明するように、プロセッサ１２０により処理される際に、プロセッサ１２０が複数のカメラ１０５から画像を取得し、ネットワーク１１１を介してその画像をサーバ１１３に送信する。サーバ１１３は、一般に、メモリ１５２と相互接続したプロセッサ１５０、通信インターフェース１５４（以下、互換可能にインターフェース１５４と呼ぶ）、並びに任意選択の表示装置１５６及び少なくとも１つの入力デバイス１５８を備える。メモリ１５２は、一般にアプリケーション１６５を記憶しており、このアプリケーション１６５は、以下でより詳細に説明するように、プロセッサ１５０により処理される際に、プロセッサ１５０がデバイス１１０から受信した画像から３Ｄプリンタ・ファイルを生成し、ネットワーク１１１を介してその３Ｄプリンタ・ファイルを３Ｄプリンタ１１５に送信する。
【００３０】
また、図１に示すものは、対象１７０（図示では犬）及び３Ｄプリンタ１１５によって作製した対象１７０のフィギュア１７５である。対象１７０を犬として示すが、対象は、他の種類の動物、子供、大人、植物及び無生物を含むことができる。
【００３１】
一般に、組付けリグ１０１は、持ち運び可能であり、多くの対象の画像を取得できる場所、例えばドッグ・ショー、「写真撮影」日の学校等において組み立て、分解できる。対象は、組付けリグ１０１によって画定した空間内及び／又は任意選択で（図示のような）台座１０７上に置かれ及び／又は自身で位置決めされる。対象の画像は、カメラ１０５によって取得される。このカメラ１０５は、組付けリグ１０１によって画定した空間内にある対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように構成され、この空間は、以下、互換可能に画定空間と呼ぶ。いくつかの例では、以下で更に詳細に説明するように、３Ｄ再構成段階で一貫性の確認を行う場合、カメラ１０５は、対象の表面の点の実質的部分の少なくとも３つの視野角を捕捉するように構成される。
【００３２】
カメラ１０５は、例えばコンピューティング・デバイス１１０によって制御した、協調同期モードで対象の複数の画像を取得できる。画像の取得に代金を支払った対象及び／又はユーザは、同期的に取得した画像のセット及び／又は画像の各セットからの１つ又は複数の代表画像を表示装置１２６で検討して、カメラ１０５が取得した対象のポーズを選択する。言い換えれば、カメラ１０５は、画像のセットを周期的に取得するために、協調バースト・モードでそれぞれが動作でき、画像の各セットは、共通の所与の時限内で取得した画像を含む。次に、後述のように、選択した画像のセットに対応する複数の画像をサーバ１１３に送信し、３Ｄプリンタ・ファイルを生成し、次に、このプリンタ・ファイルを、フィギュア１７５を作製する３Ｄプリンタ１１５に送信し、フィギュア１７５を包装し、ユーザに提供（例えば郵送）する。本明細書で言及した、同期的に取得した画像のセットとは、所与の時限内でカメラ１０５によって取得した画像６０３のセットを説明したものである。
【００３３】
各カメラ１０５は、それぞれがフィギュア１７５の作製に適した解像度を有するデジタル・カメラ、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）等のうち１つ又は複数を備えることができる。例えば、非限定実装形態では、各カメラ１０５は、少なくとも３ＭＰ（メガピクセル）の解像度を有することができるが、より高いメガピクセル数であれば、フィギュア１７５でより良好な細部を実現できることは了解されよう。一般に、各カメラに関して約５ＭＰの解像度であればフィギュア１７５を作製するための細部を実現できる。更に、各カメラ１０５は、デバイス１１０とのワイヤード及び／又はワイヤレス通信用通信インターフェースを備える。
【００３４】
任意選択の台座１０７は、対象１７０を支持し任意選択で対象の中心を組付けリグ１０１の中心に向けて持ち上げる台座を含む。図示のように、台座１０７は、犬を支持するのに適した円柱体を含むが、他の実装形態では、台座１０７は箱、立方体又はあらゆる他の幾何学的形状を含むことができる。また更なる実装形態では、台座は、組付けリグ１０１内で対象１７５を昇降させるアクチュエータ、液圧機械等を備えることができる。いくつかの実装形態では、カメラ１０５の場所及び写真撮影する対象の形状に応じて、台座１０７を任意に選択できる。言い換えれば、カメラ１０５のサブセットは、地面と接触する領域以外の対象の足の画像を捕捉するために、組立て状態の組付けリグ１０１上で「十分低い所に」位置できる。
【００３５】
図１は、デバイス１１０の概略図も示しており、このデバイス１１０は、限定はしないが、電子デバイス、通信デバイス、コンピューティング・デバイス、パーソナル・コンピュータ、サーバ、ラップトップ・コンピュータ、持ち運び可能電子デバイス、移動コンピューティング・デバイス、持ち運び可能コンピューティング・デバイス、タブレット・コンピューティング・デバイス、ラップトップ・コンピューティング・デバイス、インターネット接続可能機器等のあらゆる適切な組合せを含むことができることを了解されよう。他の適切なデバイスは、本実装形態の範囲内である。
【００３６】
図１のコンピューティング・デバイス１１０の構造は、単なる例であり、カメラ１０５及びサーバ１１３との通信に使用できるデバイスが企図されることを強調すべきである。しかし、図１は、あらゆる適切な専用機能のために使用できるデバイスを企図するものであり、この機能には、限定はしないが、計算機能、移動計算機能、画像処理機能、電子商取引機能等のうち１つ又は複数を含む。
【００３７】
プロセッサ１２０は、限定はしないが、１つ又は複数の中央プロセッサ（ＣＰＵ）を含む複数のプロセッサとして実装できる。プロセッサ１２０は、不揮発性記憶ユニット（例えば電気的に消去できるプログラム可能な読取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）、フラッシュ・メモリ）、揮発性記憶ユニット（例えばランダム・アクセス・メモリ（「ＲＡＭ」）を備えるメモリ１２２と通信するように構成される。本明細書で説明するコンピューティング・デバイス１１０の機能的教示を実施するプログラミング命令は、典型的にはメモリ１２２内に永続的に維持され、プロセッサ１２０により使用それる。プロセッサ１２０は、そのようなプログラミング命令の実行中、揮発性記憶装置を適切に利用する。ここで、メモリ１２２は、プロセッサ１２０上で実行可能なプログラミング命令を記憶できるコンピュータ可読媒体の一例であることを当業者は認めるであろう。更に、メモリ１２２は、メモリ・ユニット及び／又はメモリ・モジュールの一例でもある。
【００３８】
メモリ１２２は、プロセッサ１２０により処理される際に、プロセッサ１２０をカメラ１０５及びサーバ１１３と通信可能にするアプリケーション１４５を更に記憶する。アプリケーション１４５の処理は、任意選択でプロセッサ１２０がデバイス１１０において電子商取引機能を提供することを可能にする。例えばデバイス１１０を使用して、フィギュア１７５の作製、配送のための電子決済を処理できる。更に、アプリケーション１４５を記憶するメモリ１２２は、コンピュータ・プログラム製品の一例であり、このコンピュータ・プログラム製品は、１つの方法、例えばアプリケーション１４５内に記憶した１つの方法の実施を実行するように構成したコンピュータ可読プログラム・コードを有する非一時的コンピュータ使用可能媒体を備える。
【００３９】
プロセッサ１２０は、インターフェース１２４にも接続され、このインターフェース１２４は、ワイヤード及び／又はワイヤレス通信リンクのうち１つ又は複数を間に介して、カメラ１０５及びサーバ１１３と通信するように構成した無線及び／又はコネクタ及び／又はネットワーク・アダプタ及び／又は送受信器のうち１つ又は複数として実装できる。インターフェース１２４は、カメラ１０５、ネットワーク１１１及びサーバ１１３との１つ又は複数の通信リンクの実装に使用する通信アーキテクチャと対応するように構成され、この通信リンクは、限定はしないが、ケーブル、シリアル・ケーブル、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ケーブル並びにワイヤレス・リンク（限定はしないがＷＬＡＮ（ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク）リンク、ＷｉＦｉリンク、ＷｉＭａｘリンク、携帯電話リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク、ＮＦＣ（近距離通信）リンク、パケットベース・リンク、インターネット、アナログ・ネットワーク、アクセス・ポイント等及び／又は組合せを含む）のあらゆる適切な組合せを含むことを了解されよう。
【００４０】
表示装置１２６は、フラット・パネル表示装置（例えばＬＣＤ（液晶表示装置）、プラズマ表示装置、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）表示装置、容量性又は抵抗性タッチスクリーン、ＣＲＴ（陰極線管）等）のうちあらゆる適切な１つ又はこれらの組合せを備える。
【００４１】
少なくとも１つの入力デバイス１２８は、一般に、入力データを受信するように構成され、限定はしないが、キーボード、キーパッド、ポインティング・デバイス、マウス、トラック・ホイール、トラックボール、タッチパッド、タッチスクリーン等を含めた入力デバイスのあらゆる適切な組合せを備えることができる。他の適切な入力デバイスは、本実装形態の範囲内である。
【００４２】
図示しないが、デバイス１１０は、電源、例えば主電源及び電力アダプタ（例えばＡＣ−ＤＣ（交流電流−直流電流）アダプタ等）への接続部を更に備える。
【００４３】
いずれの場合も、コンピューティング・デバイス１１０に対する多種多様な構成が企図されることを理解されたい。例えば、いくつかの実装形態では、表示装置１２６及び少なくとも１つの入力デバイス１２８は、（図示するように）統合したデバイス１１０であってもよい一方で、他の実装形態では、表示装置１２６及び少なくとも１つの入力デバイス１２８のうち１つ又は複数は、デバイス１１０の外部にあってもよい。
【００４４】
ネットワーク１１１は、通信ネットワークのあらゆる適切な組合せを備えることができ、この通信ネットワークには、限定はしないが、ワイヤード・ネットワーク、ワイヤレス・ネットワーク、ＷＬＡＮネットワーク、ＷｉＦｉネットワーク、Ｗｉｍａｘネットワーク、携帯電話ネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、ＮＦＣネットワーク、パケットベース・ネットワーク、インターネット、アナログ・ネットワーク、アクセス・ポイント等及び／又は組合せを含む。
【００４５】
図１は、サーバ１１３の概略図も示しており、このサーバ１１３は、限定はしないが、サーバ、通信デバイス、コンピューティング・デバイス、パーソナル・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピューティング・デバイス、インターネット接続可能機器等のあらゆる適切な組合せを含むことができることを了解されよう。他の適切なデバイスは、本実装形態の範囲内である。
【００４６】
サーバ１１３は、１つ又は複数の中央処理ユニット、揮発性メモリ（例えばランダム・アクセス・メモリ）、永続的メモリ（例えばハードディスク・デバイス）及びネットワーク・インターフェースを収容して、リンク上でサーバ１１３を通信ネットワーク１１１に通信可能にするモジュールを含めたあらゆる周知のサーバ環境に基づくことができる。例えば、サーバ１１３は、カリフォルニア州Ｐａｌｏ  ＡｌｔｏのＳｕｎ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ製、ＵＮＩＸ（登録商標）オペレーティング・システムを稼働し、４つの中央処理ユニットを有するＳｕｎ  Ｆｉｒｅ  Ｖ４８０とすることができ、それぞれの中央処理ユニットは、約９百メガヘルツで動作し、約１６ギガバイトのランダム・アクセス・メモリを有する。しかし、この特定のサーバは、例にすぎず、広範囲の他の種類のサーバ１１３用コンピューティング環境が企図されることを強調すべきである。サーバ１１３は、本明細書に記載のサーバの実装形態の異なる機能を実施できるあらゆる適切な数のサーバを備えることができることは更に了解されよう。
【００４７】
図１のサーバ１１３の構造は、単なる例であり、デバイス１１０及び３Ｄプリンタ１１５との通信に使用できるサーバが企図されることを強調すべきである。しかし、図１では、限定はしないが、計算機能、画像処理機能等のうち１つ又は複数を含めたあらゆる適切な専用機能のために使用できるデバイスを企図する。
【００４８】
プロセッサ１５０は、限定はしないが、１つ又は複数の中央プロセッサ（ＣＰＵ）を含む複数のプロセッサとして実装できる。プロセッサ１５０は、不揮発性記憶ユニット（例えば電気的に消去できるプログラム可能な読取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）、フラッシュ・メモリ）、揮発性記憶ユニット（例えばランダム・アクセス・メモリ（「ＲＡＭ」）を備えるメモリ１５２と通信するように構成する。本明細書で説明するサーバ１１３の機能的教示を実施するプログラミング命令は、典型的にはメモリ１５２内に永続的に維持され、そのようなプログラミング命令の実行中、プロセッサ１５０が使用し、このプロセッサ１５０は、揮発性記憶装置を適切に利用する。ここで、メモリ１５２は、プロセッサ１５０上で実行可能なプログラミング命令を記憶できるコンピュータ可読媒体の一例であることを当業者は認めるであろう。更に、メモリ１５２は、メモリ・ユニット及び／又はメモリ・モジュールの一例でもある。
【００４９】
メモリ１５２は、アプリケーション１６５を更に記憶し、このアプリケーション１６５は、プロセッサ１５０により処理される際に、プロセッサ１５０をデバイス１１０及び３Ｄプリンタ１１５と通信可能にし、デバイス１１０から受信した画像から３Ｄプリンタ・ファイルを作製可能にする。更に、アプリケーション１６５を記憶するメモリ１５２は、１つの方法、例えばアプリケーション１６５内に記憶させた１つの方法の実施を実行するように構成したコンピュータ可読プログラム・コードを有する非一時的コンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータ・プログラム製品の一例である。
【００５０】
プロセッサ１５０は、インターフェース１５４にも接続され、このインターフェース１５４は、ワイヤード及び／又はワイヤレス通信リンクのうち１つ又は複数を間に介して、カメラ１０５及びサーバ１１３と通信するように構成した無線及び／又はコネクタ及び／又はネットワーク・アダプタ及び／又は送受信器のうち１つ又は複数として実装できる。インターフェース１５４は、カメラ１０５、ネットワーク１１１及びサーバ１１３との１つ又は複数の通信リンクの実装に使用する通信アーキテクチャと対応するように構成され、この通信リンクは、限定はしないが、ケーブル、シリアル・ケーブル、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ケーブル及びワイヤレス・リンク（限定はしないがＷＬＡＮ（ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク）リンク、ＷｉＦｉリンク、ＷｉＭａｘリンク、携帯電話リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク、ＮＦＣ（近距離通信）リンク、パケットベース・リンク、インターネット、アナログ・ネットワーク、アクセス・ポイント等及び／又は組合せを含む）のあらゆる適切な組合せを含むことを了解されよう。
【００５１】
任意選択の表示装置１５６及び任意選択の入力デバイス１５８は、それぞれ、表示装置１２６及び少なくとも１つの入力デバイス１２８と同様であってもよい。
【００５２】
図示しないが、サーバ１１３は、電源、例えば主電源及び電力アダプタ（例えばＡＣ−ＤＣ（交流電流−直流電流）アダプタ等）への接続部を更に備える。
【００５３】
いずれの場合も、サーバ１１３に対する多種多様な構成が企図されることを理解されたい。
【００５４】
３Ｄプリンタ１１５は、３Ｄプリンタ・ファイルからフィギュア１７５を作製するのに適したあらゆる３Ｄプリンタを含むことができる。図示しないが、３Ｄプリンタ１１５は、中間コンピューティング・デバイスを介してネットワーク１１１と通信できること、代替的に３Ｄプリンタ１１５がネットワーク１１１と通信するのではなく、中間コンピューティング・デバイスがネットワーク１１１及び／又はサーバ１１３と通信でき、３Ｄプリンタ・ファイルは中間コンピューティング・デバイスに送信され、３Ｄプリンタ・ファイルは、手入力で３Ｄプリンタ１１５に送信され、フィギュア１７５を３Ｄ印刷することを了解されよう。したがって、３Ｄプリンタ・ファイルの３Ｄプリンタへの送信は、限定はしないが、そのような実装形態を含むことができる。
【００５５】
デバイス１１０、サーバ１１３及び３Ｄプリンタ１１５のそれぞれは、異なる実体及び／又は企業及び／又は会社によって稼働できる。例えば、サーバ１１３を稼働する実体は、１つ又は複数の他の実体に、限定はしないが組付けリグ１０１、カメラ１０５等及び／又は３Ｄフィギュア１７５として３Ｄ印刷する対象の画像を取得するデバイス１１０で使用するソフトウェア（例えばアプリケーション１４５）を含めたシステム２００の要素を提供できる。実際、システム１００は、複数のシステム２００を含むことができ、システム２００のそれぞれは、異なる実体及び／又は同じ実体によって異なる地理的位置で稼働される及び／又は異なる地理的位置に搬送される。サーバ１１３を稼働する実体は、３Ｄプリンタ・ファイルに処理すべき画像を複数のシステム２００から受信し、画像を処理して３Ｄプリンタ・ファイルにし、３Ｄプリンタ１１５を含む３Ｄプリンタを稼働する１つ又は複数の３Ｄ印刷会社を選択し、３Ｄプリンタ・ファイルをその３Ｄ印刷会社に送信し、フィギュア１７５を含む像を３Ｄ印刷できる。このようにして、サーバ１１３を稼働する実体は、画像を収集する及び／又は３Ｄプリンタ１１５を稼働する必要を伴わずに、画像収集及び３Ｄ印刷の中央マネージャとして働くことができる。更に、３Ｄプリンタ・ファイルに処理される画像は、複数のシステム２００を展開することによって多くの異なる地理的位置で同時に取得でき、異なる３Ｄ印刷会社／実体をフィギュアの印刷に使用できる。
【００５６】
次に、場所から場所に搬送して、３Ｄプリンタ・ファイルに処理される対象の画像を取得できる持ち運び可能システム２００の非限定例を示す図２に注意を向けられたい。システム２００は、分解状態のリブ１０３、カメラ１０５、任意選択の台座１０７及びコンピューティング・デバイス１１０を備える。図示のように、システム２００は、リブ１０３を分解状態から組立て状態に組み立てる締結器２０１及び１つ又は複数の工具２０３を更に備える。図示のように、システム２００は、画定空間内及び／又は任意選択で台座１０７上に設置できる任意選択の較正デバイス２０５を更に備え、較正デバイス２０５は、対象の画像を捕捉する前、例えば較正ステップの間に複数のカメラ１０５によって捕捉できる較正パターンを備える。
【００５７】
図示のように、較正デバイス２０５は、立方体、六面体、平行六面体、直方体、菱面体並びに３次元中実物体のうち１つ又は複数を含み、較正デバイス２０５のそれぞれの面は、限定はしないが、異なる格子じまパターンを含む異なる較正パターンを備える（例えば図示のように、２×２、３×３、４×４等、異なる格子じま密度の格子じまパターン。図２では較正デバイス２０５の３つの側のみが見えるため、３つの較正パターンのみを示しているが、較正デバイス２０５の他の面も較正パターンを備える。但し底面の較正パターンは任意選択であってもよい）。
【００５８】
図２は、分解状態におけるシステム２００を示す。例えば、リブ１０３は、場所から場所に搬送するための分解状態で示され、カメラ１０５はリブ１０３に取り付けていない状態で示される。言い換えれば、図示する実装形態では、組付けリグ１０１は、組付けリグ１０１の組立て状態では組み立てられており、図２に示す組付けリグ１０１の分解状態では分解されている複数のリブ１０３を備える。図示しないが、システム２００は、コンピューティング・デバイス１１０をカメラ１０５に接続するケーブル等を更に備えることができ、但しいくつかの実装形態では、これらの間の通信はワイヤレスであってもよい。
【００５９】
図示しないが、システム２００は、リブ１０３、カメラ１０５等を搬送するための容器、箱等を備えることができ、そのような容器には、限定はしないが、パッド付きの箱、発泡体を裏打ちした箱等を含むことができる。
【００６０】
次に、リブ１０３の一部分を組み立てる非限定例を示す図３に注意を向けられたい。図示の例では示さないが、各リブ１０３の端部は、別のリブ１０３の対応する端部と対合するように構成され、２つの端部は、締結器２０１及び／又は工具２０３により任意選択で一緒に締結できる。代替的に、各リブ１０３の端部は、別のリブ１０３の対応する端部と対合し、噛み合うように構成でき、それにより締結器２０１及び／又は工具２０３は任意選択である及び／又は組立てで使用しない。例えば、リブ１０３の端部は、噛合い差込み型マウント等を備えることができる。リブ１０３からより大きなリブ１０３に組み立て、そのようなより大きなリブ１０３から、図１に示す楕円体及び／又はかご組立体を形成する組付けリグ１０１に組み立てることができる。代替的に、組付けリグ１０１は、複数のリブ１０３を取り外し可能に挿入して楕円体及び／又はかご組立体を形成できる上部分及び底部分を含むことができる。
【００６１】
分解したリブ１０３を湾曲して示すが、他の実装形態では、リブ１０３は、真っ直ぐであって、組み立てたリブ１０３が実質的に湾曲するように連結可能であってもよい（例えば真っ直ぐな部品を角度を付けて結合する）。
【００６２】
リブ１０３には、限定はしないが、管、パイプ等を含むことができる。いくつかの実装形態では、リブ１０３は、限定はしないがアルミニウムを含む金属から形成できる一方で、他の実装形態では、リブ１０３をプラスチックから形成できる。リブ１０３は、非可撓性及び／又は可撓性とすることができ、リブ１０３の一部分が可撓性である実装形態では、リブ１０３は、支持構造体及び／又は非可撓性支持リブ１０３と共に所定の位置に保持できる。また更なる実装形態では、リブ１０３は、垂直リブ及び／又は水平リブを含むことができ、これらのリブは、全体が楕円形である空間を中に画定する及び／又はカメラ１０５をリブに取り付けることができるように構成され、それによりカメラ１０５は全体的に楕円パターンで配置される。
【００６３】
まだ更なる代替形態では、分解状態において、リブ１０３は、連結できるが、一緒に折り畳んで、実質的に平坦で及び／又は組付けリグ１０１よりも比較的小さい構造体を形成できる。次に、組立て状態では、リブ１０３を広げて組付けリグ１０１を形成できる。したがって、用語「分解」とは、リブ１０３のヒンジ留めしていない及び／又は折り畳んだ状態を含むことができ、言い換えれば、リブ１０３は、分解のために物理的に離す及び／又は互いから分離する必要がない。
【００６４】
更に、図１の組付けリグ１０１は、組立て状態において、楕円体及び／又はかご構造体を形成するように、上部から放射状に外方に延び、次に（例えば縦方向に）底部に向かって元に戻るリブ１０３を備える一方で、他の実装形態では、組付けリグ１０１は、組付けリグ１０１に安定性をもたらすために、（例えば横方向に）他のリブ１０３に取り付け、これらを取り囲むリブ１０３を備えることができる。また更なる実装形態では、組立て状態のリブ１０３は、縦方向リブを使用して一緒に保持して、実質的に横方向とすることができる。
【００６５】
図２は３２本のリブ１０３を示すが、組付けリグ１０１を形成する任意の好適な数のリブ１０３は、本実装形態の範囲内である。例えば、図３で示すように、４本のリブ１０３からより大きなリブ１０３が組み立てられるが、他の実装形態では、４本のリブ１０３よりも多い又は少ないリブからより大きなリブ１０３が組み立てられる。
【００６６】
また更なる実装形態では、組付けリグ１０１は、他の種類の形状、例えば楕円のジオデシック・ドーム構造体等を備えることができる。
【００６７】
組付けリグ１０１は、限定はしないが、実質的に平坦な部品を含めた、リブ以外の部品を更に備えることができ、こうした平坦な部品は互いに噛み合い、この平坦な部品に、例えばカメラ１０５及び組付けリグ１０１にある噛合い構造体を使用してカメラ１０５を取り付けることができる。実際、また更なる実装形態では、組付けリグ１０１は、リブを備えないが、カメラを組み付けることができる噛合い部品及び／又は折り畳み部品等を備える。
【００６８】
更に、概して、組立て状態の組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３は、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３によって画定した空間内に対象が出入りすることを可能にする。例えば、図１の場合のように、リブ１０３の間の空間は、ユーザが組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３の内部に入る及び／又はそこから出ることができるようなものである。
【００６９】
図２に戻ると、４５台のカメラ１０５を示しているが、組付けリグ１０１によって画定した空間内に位置する（及び／又は台座１０７上に位置する）対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉する任意の好適な数のカメラ１０５が、本発明の実装形態の範囲内である。例えば、カメラの数は、わずか約２０台であっても、約１００台以上もの数であってもよい。しかし、約３０から約５０台のカメラ１０５が、一般に対象１７０の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉できる。また更なる実装形態では、カメラ１０５の数は、対象の表面の点の実質的部分の少なくとも３つの視野角を捕捉するように選択できる。
【００７０】
いずれの場合も、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３が分解状態で持ち運び可能である限りは、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３の多種多様な構成が企図されることを了解されたい。そのような持ち運び可能な形態には、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３が車、ミニバン、ＳＵＶ等の車両を使用して搬送可能であることを含むことができる。更に、本明細書に示すように、組付けリグ１０１は縦方向に楕円体及び／又はかご構造体をなして配置したリブ１０３を備える一方で、他の実装形態では、リブ１０３から他の構成及び／又はパターン、例えば対角パターン、十字形パターン等を組み立てることができる。更に、図示する組立て状態のリブ１０３の底部及び上部は、閉鎖状態で示す（即ちリブ１０３が上部及び底部で結合している）一方で、他の実装形態では、組立て状態のリブ１０３の底部及び上部のうち１つ又は複数は、開放していてもよい（例えば上部及び／又は底部は、リブ１０３を中に挿入する及び／又は結合する開口リング構造体を備えることができる）。また更なる実装形態では、組付けリグ１０１は、組立て状態のリブ１０３に安定性をもたらすために、リブ１０３に結合できる基部を更に備えることができる。
【００７１】
図示の実装形態では、組立て状態の組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３によって形成した楕円体は、地面（例えば図１の左と右との間）にほぼ平行である長手方向軸を有するが、他の実装形態では、楕円体の長手方向軸は、地面に（例えば上下に）ほぼ垂直であってもよい。例えば、犬の場合と同様に、対象の体が地面に概ね平行である場合、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３によって形成する楕円体は、地面にほぼ平行である長手方向軸を有することができるが、人間の場合と同様に、対象の体が地面に概ね垂直である場合、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３によって形成する楕円体は、地面にほぼ垂直である長手方向軸を有することもできる。いくつかの実装形態では、楕円体の長手方向軸の位置は、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３を組み立てる間に構成可能である。また他の実装形態では、楕円体の長手方向軸の位置は、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３を組み立てた後に構成可能である（例えば、組付けリグ１０１の構成は、２つの構成の間を切り替えることができる）。また更なる実装形態では、楕円体の長手方向軸の位置は、所与のセットのリブ１０３及び／又は所与の種類の組付けリグ１０１のために固定され、異なるセットの組付けリブ１０３及び／又は異なる種類の組付けリグ１０１を所与の対象の種類に使用できる。例えば、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３から、地面にほぼ平行である長手方向軸を有する楕円体が組み立てられ、別の組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３から、地面にほぼ垂直である長手方向軸を有する楕円体が組み立てられる。
【００７２】
言い換えれば、対象の表面からカメラ１０５までほぼ一定の距離を保持できることが望ましいので、組付けリグ１０１は、３Ｄ楕円体に似せることができる。対象が細長い場合、組付けリグ１０１は対象の細長さに適合する変形を収容できる。
【００７３】
対象、例えば犬、子供又は大人の姿により、組立て状態の楕円体及び／又は組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３の寸法の定義を更に支援できる。例えば、犬が主対象になる場合、組立て状態の組付けリグ１０１は、約６フィートの高さ及び約７フィートの長手方向長さを有することができる。子供が主対象になる場合、組立て状態の組付けリグ１０１は、約７フィートの高さ及び約６フィートの長手方向長さを有することができる。大人が主対象になる場合、組立て状態の組付けリグ１０１は、約８フィートの高さ及び約６フィートの長手方向長さを有することができる。しかし、組立て状態の楕円体及び／又は組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３の正確な寸法は変更でき、他の寸法は本実装形態の範囲内である。
【００７４】
また更なる実装形態では、各リブ１０３は、組立て状態における所定位置を有することができる。例えば、これらの実装形態の一部では、組立て状態で所与のリブ１０３が他の所与のリブ１０３に取り付けられるように、各リブ１０３及び／又はリブ１０３の端部に番号を付すことができ、そのように組み立てると、組立てを行う度に毎回各リブ１０３が同じ相対位置で置かれることになる。他の実装形態では、リブ１０３の組立て方向が１つであるように、リブ１０３の所与の端部は、別の所与のリブ１０３の対応する端部と対合するように構成できる。
【００７５】
次に、カメラ１０５のサブセットを例示的リブ１０３に取り付ける非限定例を示す図４に注意を向けられたい。これらの実装形態では、各リブ１０３がカメラ１０５のそれぞれの組付け位置、及びカメラ１０５を組付け位置で組み付けるそれぞれの向き及び／又は角度のうち１つ又は複数の指示部４０１を備えるので、各リブ１０３は所与の位置に組み立ててあることを了解されよう。図示のように、指示部４０１はリブ１０３上に印刷される。例えば、図示のように指示部４０１のそれぞれは、カメラ１０５を組み付けるべき場所であるマーク「Ｘ」、及びカメラ１０５を組み付けるべき向き及び／又は角度を示す線を備える。したがって、カメラ１０５をリブ１０３に組み付ける際、所与のカメラ１０５の本体は、「Ｘ」で印を付けた位置でそれぞれの線と位置合わせできる。そのような組付けの間、各カメラ１０５のレンズが組立て状態のリブ１０３によって画定した空間の方を向く（例えば図１に示すように内側を向く及び／又は台座１０７の方を向く）ように位置合せが行われることは更に了解されよう。例えば、マーク「Ｘ」のない、向き及び／又は角度を示す線といった他の指示部は、本実装形態の範囲内である。
【００７６】
図示しないが、リブ１０３及びカメラ１０５の１つ又は複数は、限定はしないがクランプ等を含めた、カメラ１０５をリブ１０３に組み付ける機器を備える。
【００７７】
また更なる実装形態では、カメラ１０５は、組付け機構を備えることができ、この組付け機構は、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３の相補形の組付け機構と対合することができる。例えば、組付けリグ１０１（及び／又はリブ１０３）並びにカメラ１０５の一方は、それぞれ突出部及び／又はレール等を備えることができ、組付けリグ１０１（及び／又はリブ１０３）並びにカメラ１０５のもう一方は、突出部等を受け入れる相補形の穴及び／又はアパーチャ等を備えることができ、これらの突出部は、カメラ１０５を組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３に組み付けるための穴及び／又はアパーチャに解放可能に挿入できる。実際、いくつかの実装形態では、各突出部及び相補形の穴により、カメラ１０５が組付けリグ１０１（及び／又はリブ１０３）に所与の向き及び／又は角度で組み付けられ、その結果、カメラ１０５を組付けリグ１０１（及び／又はリブ１０３）に組み付けるユーザは、組付け角度について、具体的には、どの組付け角度が対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの（及び／又は少なくとも３つの）視野角を最も捕捉しそうであるかを判断する必要がない。こうした実装形態では、組付けリグ１０１（及び／又はリブ１０３）上の穴及び／又は突出部が同様の機能をもたらすので、印刷した指示部を省くことができる。これらの実装形態では、各リブ１０３が所与の位置で組み立ててあることが更に想定される。
【００７８】
次に、システム２００及び組立て状態のリブ１０３を示す図５に注意を向けられたい。こうした実装形態では、システム２００は、（図５に示した）組立て状態及び（図２に示した）分解状態を有する複数のリブ１０３を備える組付けリグ１０１であって、複数のリブ１０３が組立て状態では空間を中に画定し、分解状態では持ち運び可能である、組付けリグ１０１；及び組立て状態の複数のリブ１０３に取り付けられる複数のカメラ１０５であって、対象を支持する対象の部分（限定はしないが足の底部を含む）以外の、台座１０７上の対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように構成した複数のカメラ１０５を備える。図５は、撮影対象を支持するように構成した任意選択の台座１０７を更に示し、台座１０７は、複数のリブ１０３が組立て状態にあるときの空間内に位置する。
【００７９】
代替的に、システム２００は、（図５に示した）組立て状態及び（図２に示した）分解状態を有する組付けリグ１０１であって、組立て状態では空間を中に画定し、分解状態では持ち運び可能である組付けリグ１０１；及び組立て状態の組付けリグ１０１に取り付けられる複数のカメラ１０５であって、対象を支持する対象の部分（限定はしないが足の底部を含む）以外の、台座１０７上の対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように構成した複数のカメラ１０５を備えるものとして記載できる。
【００８０】
システム２００は、プロセッサ１２０及び通信インターフェース１２４を備えるコンピューティング・デバイス１１５を更に備え、コンピューティング・デバイス１１５は、通信インターフェース１２４を使用して複数のカメラ１０５のそれぞれと通信する。プロセッサ１２０は、複数のカメラ１０５を協調させて、それぞれの画像データを実質的に同時に捕捉し；それぞれの画像データを含む複数の画像を複数のカメラ１０５から受信し；通信インターフェース１２４を使用して、複数の画像をサーバ１１３に送信し、複数の画像を処理して３次元（３Ｄ）プリンタ・ファイルにするように構成される。
【００８１】
人間及び動物の対象は、一般に、それらの下半部でより複雑な形状を有している。したがって、画定空間内に位置する対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するために、カメラ１０５は、図示するように、カメラの密度が組付けリグ１０１の底部に向かって増大するように構成できる。
【００８２】
言い換えれば、組付けリグ１０１及びカメラ１０５の構成は、視野範囲（即ち組立て状態の複数のリブ１０３によって画定した空間）の非一様なサンプリングを可能にすることができ、それにより、対象の３Ｄモデリングを実施するためにより詳細な部分が望ましい領域をより高密度にサンプリングできる。
【００８３】
図５は、リンク５０１を介してカメラ１０５と通信するデバイス１１０を更に示す。１つのカメラ１０５に対し１つのリンク５０１のみを示しているが、デバイス１１０が、各カメラ１０５をデバイス１１０にリンクさせる複数のリンク５０１及び／又はシリアル・リンクを介して全てのカメラ１０５と通信することは了解されよう。リンク５０１は、必要に応じてワイヤード及び／又はワイヤレスとすることができる。
【００８４】
図５は、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３によって画定した空間内に設置した任意選択の台座１０７を更に示し、任意選択の較正デバイス２０５は台座１０７上に設置されている。台座１０７がない場合に、較正デバイス２０５は、組立て状態の組付けリグ１０１の底部及び／又は床部の上に設置できる。一般に、較正デバイス２０５は、任意選択の最初の較正工程で使用でき、この較正工程は、後でサーバ１１３において１つ又は複数のカメラ・パラメータを決定するのを支援できる。任意選択の較正工程では、デバイス１１０は、カメラ１０５を制御して、較正デバイス２０５の画像、具体的には較正デバイス２０５上の較正パターンの画像を含む任意選択の較正データ（及び／又は較正画像データ）を捕捉し；インターフェース１２４を使用して任意選択の較正データをサーバ１１３に送信し、サーバ１１３が３Ｄプリンタ・ファイルの生成、具体的には以下で説明する１つ又は複数のカメラ・パラメータの決定を支援するために任意選択の較正データを使用する。任意選択の較正データの送信は、任意選択の較正データを取得したとき及び／又は対象の画像をサーバ１１３に送信したときに行うことができる。較正工程を実施しない場合、代替的に、サーバ１１３は画像６０３を使用して１つ又は複数のカメラ・パラメータを決定できる。
【００８５】
任意選択の較正工程の前又は後に、背景画像を捕捉する。例えば、デバイス１１０は、カメラ１０５を制御して、対象を伴わない画定空間（及び／又は台座１０７）の画像を含む背景画像データを捕捉し；インターフェース１２４を使用して背景画像データをサーバ１１３に送信し、サーバ１１３が３Ｄプリンタ・ファイルの生成に背景画像データを使用する。背景画像データの送信は、背景画像データを取得したとき及び／又は対象の画像をサーバ１１３に送信したときに行うことができる。
【００８６】
任意選択の較正工程及び背景画像捕捉工程は、システム２００を組み立てる度に一度実施すればよい。較正データ及び背景画像データは、複数の対象に使用できる。言い換えれば、任意選択の較正工程及び背景画像捕捉工程は、一度実施すればよく、複数の対象のための画像で使用できる。
【００８７】
次に、対象１７０は、画定空間内及び／又は図６に示すように台座１０７が存在する場合は台座１０７上に設置及び／又は位置決めできる。図６は、図５と実質的に同様であり、同様の要素は、同様の番号を有する。いくつかの実装形態では、リアルタイム画像フィードバックは、オペレータが、コンピューティング・デバイス１１０の表示装置１２６を使用して台座１０７上の対象１７０のための位置を探す又は任意選択でカメラ１０５の位置に対する調節を行うのを助けるために使用できる（１つ又は複数のカメラ１０５の移動は、較正工程と背景工程の繰返しを開始させることがあることに留意されたい）。
【００８８】
対象１７０を位置決めした後、デバイス１１０は、リンク５０１を介してカメラ１０５を制御、協調させて、例えばリンク５０１を介してトリガ信号６０１をカメラ１０５に送信することによってそれぞれの画像データを実質的に同時に捕捉し；それぞれの画像データを含む複数の画像６０３を複数のカメラ１０５から受信する。トリガ信号６０１は、カメラ１０５を制御して、画像を実質的に同時に捕捉する及び／又はカメラ１０５が協調同期モードで動作するようにでき、それにより、複数の画像６０３は、デバイス１１０が画像のセットを捕捉する信号６０１をトリガする度にカメラ１０５によって捕捉される。しかし、カメラ１０５の最初のシャッター作動と最後のシャッター作動との間に遅延があることがある。一般に、カメラ１０５の最初のシャッター作動と最後のシャッター作動との間の時間遅延は、約１／２０秒未満及び／又は約１／２秒未満とすることができる。特に非限定的な実装形態では、カメラ１０５の最初のシャッター作動と最後のシャッター作動との間の時間遅延は、対象が動いていないときに対象の画像セットを取得する可能性を増大させるために、及び／又は取得した画像セットがブレを含まない及び／又は許容可能な量のブレを有する（ブレは閾値によって定義できる）ように、約１／１００秒未満とすることができる。
【００８９】
トリガ信号６０１は、限定はしないが、カメラ１０５のそれぞれに対象１７０のそれぞれの画像を取得させる信号；カメラ１０５のそれぞれに対象１７０のそれぞれの画像を周期的に取得させる信号（例えば協調同期モード及び／又は協調バースト・モード）等を含めた複数の形式を含むことができる。一般に、画像６０３は、フィギュア１７５を後で作製できるように複数の視野角からの対象１７０の画像を含み、画像６０３は、対象の表面の点の実質的部分の少なくとも２つの視野角を含む。
【００９０】
画像６０３は、デバイス１１０の表示装置１２６で検討でき、カメラ１０５がバースト・モード及び／又は協調同期モードで２セット以上の画像６０３を捕捉した場合、特定セットの画像６０３を手入力で選択できるように異なるセットの画像６０３を表示装置１２６で検討できる。代替的に、プロセッサ１２０は、画像処理技法を使用して、画像６０３のセットが所与の基準を満たすかどうか、例えば画像６０３のブレが閾値未満であるか及び／又は対象１７０が所与のポーズをとっているか、を決定するために、カメラ１０５からの複数セットの画像６０３を処理するように構成できる。言い換えれば、動物及び／又は子供は、組付けリグ１０１内で静止したままでいるのが難しいことがあり、対象１７０が瞬間的に静止している及び／又は望ましいポーズをとっている画像６０３のセットを選択できる。
【００９１】
図１と実質的に同様であり、同様の要素が同様の番号を有する図７を参照すると、この場合、後述のように、画像６０３をサーバ１１３に送信し、画像６０３を処理して３Ｄプリンタ・ファイルにする。図７にも示すように、較正デバイス２０５の複数の画像を含む任意選択の較正データ７０１、並びに対象１７０を伴わない組立て状態の組付けリグ１０１によって画定した空間（及び／又は台座１０７）の複数の画像を含む背景画像データ７０３も画像６０３と共にサーバ１１３に送信される。しかし、他の実装形態では、任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３は、画像６０３とは無関係に送信される。これらの実装形態では、プロセッサ１２０は、画像６０３を取得した時限を特定するメタデータを生成するように更に構成され、それにより画像６０３を任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３のうち１つ又は複数と協調できる。例えば、任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３は、画像６０３とは無関係に及び／又は互いにサーバ１１３に生成、送信でき、画像６０３のメタデータは、画像６０３と任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３のうち１つ又は複数とを協調させるために使用できる。例えば、メタデータは、画像６０３を取得及び／又は送信した日にち及び／又は時間及び／又は場所を含むことができる。メタデータは、フィギュア１７５を依頼しているユーザの地理的位置及び／若しくは住所、並びに／又は支払い情報を更に含むことができる。メタデータは、任意選択で、所与の画像を特定のカメラ１０５に関連付ける各画像６０３に対するそれぞれのメタデータを含むことができる。いくつかの実装形態では、メタデータは、組付けリグ１０１上の所与のカメラ１０５の場所及び／又は所与のカメラ１０５の場所を含むことができる。そのようなメタデータは、画像６０３と任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３とを協調できるように、任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３に組み込むことができる。
【００９２】
更に、上記のように、任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３は、複数の画像セットと共に使用でき、それぞれの画像セットは、異なる対象の画像及び／又は同じ対象の異なるセットの画像に対応する。
【００９３】
いくつかの実装形態では、システム２００及び／又は組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３は、照明装置及び背景機構のうち１つ又は複数を組み込むように修正できる。例えば、組付けリグ１０１に組み立てられたリブ１０３及びカメラ１０５、並びに組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３に取り外し可能に取り付けられた間接パネル照明８０１を示す図８に注意を向けられたい。間接パネル照明８０１は、対象１７０を照らすために、拡散する、全体に一様な間接照明をもたらす。他の種類の照明装置は、本実装形態の範囲内であり、限定はしないが、画像６０３の取得と協調される照明装置を含む。図示しないが、いくつかの実装形態では、組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３は、照明装置からの照明を対象１７０上で反射させる反射板を含むように更に修正できる。
【００９４】
次に、組付けリグ１０１に組み立てられたリブ１０３及びカメラ１０５を示し、背景物体９０１を組立て状態のリブ１０３に取り外し可能に取り付けた図９に注意を向けられたい。図示のように、背景物体９０１は、背景カーテン及び背景張り物のうち１つ又は複数を備え、これらは、画像６０３、任意選択の較正データ７０１及び背景画像データ７０３の背景を提供する。いくつかの実装形態では、効率及び／又は計算の複雑さは、対象１７０と対照をなすことができる色の背景物体９０１を使用することによって低減できる。例えば、対象１７０が動物を含む場合、組付けリグ１０１の内部の方を向く背景物体の少なくとも一部分は、動物及び／又はペットには通常存在しない色、例えば緑、青等とすることができる。しかし、色は、対象の種類に基づくこともできる。例えば、対象が、オウム等の鳥又はトカゲである場合、これらのそれぞれは緑及び／又は青であることがあり、背景物体９０１の色は、対象と対照をなすために茶色であってもよい。対象が人間である場合、対象に背景物体９０１の色を知らせる及び／又は背景物体９０１と対照をなす衣服を着用することを依頼できる。しかし、対象の色及び背景の色が同様の色である場合、限定はしないがローカル・ディスクリプタを含めた局所画像特徴部を使用して、後述のように対象の色と背景の色とを区別できる。言い換えれば、対象と背景との間で対照をなす色は、後述のように、３Ｄプリンタ・ファイルを作製する効率及び／又は正確さを高めることを支援できるが、対象と背景との間のそのような対照は任意選択である。
【００９５】
いくつかの実装形態では、リブ１０３（及び／又は任意選択の台座１０７）は、背景物体９０１と同様の色とすることができる。また更なる実装形態では、システム２００は、背景物体と同様の色であるカーペット等の背景物体を更に備えることができ、この背景物体は組付けリグ１０１の下に設置される。
【００９６】
図示しないが、また更なる実装形態では、システム２００は、組立て状態の組付けリグ１０１及び／又はリブ１０３を少なくとも部分的に取り囲むように構成した枠を含むように修正でき、カーテン、張り物等の背景物体９０１は、この枠に取付け可能である。
【００９７】
いずれにしても、背景物体９０１は、一般に、対象１７０のための背景を提供し、背景が全体に一定であるように組付けリグ１０１周囲の物体を見えなくする。したがって、背景画像データ７０３では、背景が画像６０３にあるものと同様及び／又は同じものとなる。しかし、後述のように、対象と背景との間のそのような対照は、３Ｄプリンタ・ファイルを作製する効率及び／又は正確さを高めることを支援できるが、対象と背景との間のそのような対照は任意選択である。したがって、背景物体９０１は任意選択である。
【００９８】
非限定実装形態による、３Ｄフィギュアを作製するための画像を取得する方法１０００を例示する流れ図を示す図１０に注意を向けられたい。方法１０００の説明を支援するために、方法１０００は、システム１００、２００を使用して実施することを想定する。更に、方法１０００の以下の説明により、システム１００、２００及びその様々な構成要素への更なる理解がもたらされるであろう。しかし、システム１００、２００及び／又は方法１０００は変更でき、互いに連携して本明細書で説明した通りに正確に作動させる必要はないこと、並びにそのような変更形態は本実装形態の範囲内であることを理解されたい。いくつかの実装形態では、方法１０００は、デバイス１１０のプロセッサ１２０によって、例えばアプリケーション１４５の実装によりシステム１００、２００内で実施されることを了解されよう。
【００９９】
しかし、方法１０００は、別段に規定されていない限り、図示通りに厳密なシーケンスで実施する必要はないことを強調すべきであり、同様の様々なブロックを順番にではなく並行して実施できる。したがって、本明細書では、方法１０００の要素を「ステップ」ではなく「ブロック」と呼ぶ。方法１０００は、同様にシステム１００、２００の変更形態上でも実施できることを理解されたい。
【０１００】
任意選択のブロック１００１で、プロセッサ１２０は、カメラ１０５を制御して、較正デバイス２０５の画像を含む任意選択の較正データ７０１を捕捉する。任意選択のブロック１００３では、プロセッサ１２０は、インターフェース１２４を使用して任意選択の較正データ７０１をサーバ１１３に送信し、サーバ１１３は、任意選択の較正データ７０１を３Ｄプリンタ・ファイルの生成に使用する。任意選択のブロック１００５で、プロセッサ１２０は、カメラ１０５を制御して、対象１７０（又は較正デバイス２０５）を伴わない画定空間（及び／又は台座１０７）の画像を含む背景画像データ７０３を捕捉する。任意選択のブロック１００７で、プロセッサ１２０は、インターフェース１２４を使用して背景画像データ７０３をサーバ１１３に送信し、サーバ１１３は、背景画像データ７０３を３Ｄプリンタ・ファイルの生成に使用する。ブロック１００１から１００７は、較正データ７０１及び／又は背景画像データ７０３が任意選択であるため、任意選択であることを了解されよう。例えば、後述のように、較正データ７０１及び／又は背景画像データ７０３は、３Ｄプリンタ・ファイルを作製する効率及び／又は正確さを高めることを支援できるが、３Ｄプリンタ・ファイルは、較正データ７０１及び／又は背景画像データ７０３がなくても作製できる。
【０１０１】
ブロック１００９で、プロセッサ１２０は、カメラ１０５を協調させて、それぞれの画像データを実質的に同時に捕捉する。ブロック１０１１で、プロセッサ１２０は、それぞれの画像データを含む画像６０３をカメラ１０５から受信する。ブロック１０１３で、プロセッサ１２０は、インターフェース１２４を使用して画像６０３をサーバ１１３に送信し、画像６０３を処理して３Ｄプリンタ・ファイルにする。ブロック１００３、１００５及び１０１３は、単独及び／又は並行に行うことができる。同様に、ブロック１００１、１００５及び１００９は、任意の順序で実施でき、言い換えれば、画像６０３、任意選択の較正データ７０１及び／又は任意選択の背景画像データ７０３は、任意の順序で取得できる。例えば、任意選択の較正データ７０１及び／又は背景画像データ７０３は、画像６０３の後に取得でき、次にサーバ１１３に送信できる。
【０１０２】
次に、非限定実装形態による、３Ｄプリンタ・ファイルを作製する方法１１００を例示する流れ図を示す図１１に注意を向けられたい。方法１１００の説明を支援するために、方法１１００は、システム１００を使用して実施することを想定する。更に、方法１１００の以下の説明により、システム１００及びその様々な構成要素への更なる理解がもたらされるであろう。しかし、システム１００及び／又は方法１１００は変更でき、互いに連携して本明細書で説明した通りに正確に作動させる必要はないこと、並びにそのような変更形態は本発明の実装形態の範囲内であることを理解されたい。いくつかの実装形態では、方法１１００はサーバ１１３のプロセッサ１５０によって、例えばアプリケーション１６５の実装によりシステム１００内で実施されることを了解されよう。
【０１０３】
しかし、方法１１００は、別段に規定されていない限り、図示通りに厳密なシーケンスで実施する必要はないことを強調すべきであり、同様の様々なブロックを順番にではなく並行して実施できる。したがって、本明細書では、方法１１００の要素を「ステップ」ではなく「ブロック」と呼ぶ。方法１１００は、同様にシステム１００の変更形態上でも実施できることを理解されたい。
【０１０４】
ブロック１１０１で、プロセッサ１２０は、通信インターフェース１５４を使用して、それぞれが複数のカメラ１０５の異なるカメラ１０５を使用して捕捉した、対象の複数の画像６０３を受信する。
【０１０５】
ブロック１１０３で、プロセッサ１２０は、複数の画像６０３を処理することによって、複数のカメラ１０５のそれぞれの１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定する。
【０１０６】
任意選択のブロック１１０５で、プロセッサ１２０は、複数の画像６０３内の対象の背景を表す画素をマスキングして対象の表示を含む前景を決定する。
【０１０７】
ブロック１１０７で、プロセッサ１２０は、対象の表面を表す３Ｄ点の３Ｄ座標を推定し、図１２を参照して以下で説明する３Ｄ座標のセットを生成する。
【０１０８】
ブロック１１０９で、プロセッサ１２０は、３Ｄ点のセットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換する。
【０１０９】
ブロック１１１１で、プロセッサ１２０は、通信インターフェース１５４を使用して、３Ｄプリンタ・ファイルを３Ｄプリンタ１１５に送信し、対象を表すフィギュアを３Ｄ印刷する。
【０１１０】
次に、方法１１００を更に詳細に説明する。
【０１１１】
上記のように、サーバ１１３は、一般に画像６０３を受信し（ブロック１１０１）、画像６０３の前、後及び／又は並行して背景画像データ７０３及び／又は較正データ７０１を任意選択で受信できる。
【０１１２】
ブロック１１０３で推定した、複数のカメラ１０５のそれぞれの１つ又は複数のカメラ・パラメータの推定には、限定はしないが、バンドル調整の使用を含むことができる。１つ又は複数のカメラ・パラメータには、限定はしないが、カメラ１０５のそれぞれに対するそれぞれの表示の径方向歪み；各カメラ１０５の角度及び／又は向き；各カメラ１０５の位置；各カメラ１０５の焦点距離、各カメラ１０５の画素サイズ；各カメラ１０５のレンズ収差等を含むことができる。
【０１１３】
任意選択の較正データ７０１を含む実装形態では、１つ又は複数のカメラ・パラメータの推定には、任意選択の較正データ７０１を処理して１つ又は複数のカメラ・パラメータの最初の推定値を決定することを含み、例えば較正データ７０１中の較正デバイス２０５の較正パターンの表示を使用して最初の推定値を決定することによるものである。その後、バンドル調整及び最初の推定値を使用して画像６０３を処理して、１つ又は複数のカメラ・パラメータの最終推定値を決定できる。各カメラ１０５に対する１つ又は複数のカメラ・パラメータの最初の推定値は、画像６０３中のメタデータ及び較正データ７０１中のメタデータを使用して、画像６０３の更なる処理と協調させて（例えばそれぞれのメタデータは、所与の画像及び／又は較正画像を特定のカメラ１０５に関連付ける及び／又は所与のカメラ１０５の位置を特定する）、画像６０３をその対応する較正データ７０１と一致させることができる。
【０１１４】
いくつかの実装形態では、１つ又は複数のカメラ・パラメータは、例えばレンズ収差による、カメラ１０５のそれぞれに対するそれぞれの表示の径方向歪みを含むことができる。こうした実装形態では、カメラ１０５のそれぞれに対するそれぞれの表示の径方向歪みを決定した後、方法１１００は、それぞれの表示の径方向歪みを使用して、プロセッサ１２０が画像６０３中の１つ又は複数の種類の画像歪みを補正することを任意選択で含むことができる。そのような補正は、ブロック１１０５の前、及び／又はブロック１１０５と同時に、及び／又はブロック１１０３と同時に行うことができる。
【０１１５】
対象の表示を含む前景を決定するために、画像６０３中の対象の背景を表す画素をマスキングするステップは、任意選択のブロック１１０５で、対象が存在する画像６０３と、対象が存在しない背景画像、或いは同様の画像６０３とを比較することによって任意選択で行うことができる。したがって、例えば各画像６０３は、（例えば所与の画像及び／若しくは背景画像を特定のカメラ１０５に関連付ける並びに／又は協調のために所与のカメラ１０５の位置を特定するそれぞれのメタデータを使用して）背景画像データ７０３中の対応する背景画像と比較され（対応する背景画像は、対応する背景画像と比較される所与の画像６０３と同じカメラ１０５を使用して取得したものである）、所与の画像内のどの画素が対象に対応し、どの画素が背景に対応するかを決定する。背景画素は、方法１１００の残りのブロックではマスキング及び／又は無視される。
【０１１６】
言い換えれば、任意選択のブロック１１０５では、背景画像は、対象が存在する画像６０３に対して比較する。背景が見える画像６０３中の画素は、処理リソースが処理境界外及び／又は背景領域に割り振られるのを防ぐためにマスキングを除外する。対象の特徴部が存在する領域を前景及び／又は前景領域と呼ぶことができる。そのようなマスキングにより、後述する３Ｄプリンタ・ファイルを作製する効率及び／又は正確さを高めることを支援できるが、３Ｄプリンタ・ファイルは、そのようなマスキング及び／又は背景画像データ７０３がなくても作製できる。
【０１１７】
ブロック１１０７での３Ｄ座標の推定を図１２を参照しながら説明する。図１２は、非限定実装形態による、３Ｄ座標を推定する方法１２００を示し、方法１２００は、方法１１００のブロック１１０７に対応する。更に、方法１２００は、複数の画像６０３内の各画像６０３に対して実施する。言い換えれば、プロセッサ１２０は画像６０３のそれぞれに対して方法１２００を実施する。
【０１１８】
ブロック１２０１で、所与の画像６０３に対して、プロセッサ１２０は、複数の画像６０３のうち、所与の画像６０３の視野が重複する重複画像６０３のサブセットを探す。例えば、対象の特徴部を含む所与の画像６０３に対して、プロセッサ１２０は、どの画像６０３が同じ特徴部の少なくとも一部分を含むかを決定する。そのような画像６０３のサブセットは、所与の画像と重複する画像を含む。所与の画像６０３と重複する画像の決定は、画像６０３内の共通の特徴部を特定する画像処理技法を使用して、或いは、ブロック１１０３で推定した１つ又は複数のカメラ・パラメータを使用して行うことができる。
【０１１９】
ブロック１２０３で、プロセッサ１２０は、１つ又は複数のカメラ・パラメータを使用して、所与の画像６０３の突出部の形状を重複画像６０３のそれぞれに関連付ける基本行列を決定する。例えば、１つ又は複数のカメラ・パラメータは、所与の画像６０３の取得に使用するカメラ１０５；重複画像０３の取得に使用するそれぞれのカメラ１０５；のそれぞれの位置及びそれぞれの向きを含むことができる。基本行列の決定には、それぞれの位置及びそれぞれの向きを使用して基本行列を決定することを含むことができる。一般に、一対の画像６０３（即ち所与の画像６０３及び重複画像６０３）の対応する点の同次の画像座標ｘ及びｘ’を有するエピポーラ形状では、基本行列は、他の画像上に対応する点ｘ’がある線（エピポーラ線と呼ぶ）を記述する。言い換えれば、例えば特徴部及び／又は特徴部の画素に対応する所与の画像６０３上の点ｘに関して、所与の画像６０３では、異なる角度からではあるが同じ特徴部に対応する重複画像６０３中の対応する点ｘ’は、基本行列によって述べられるエピポーラ線上にある。
【０１２０】
ブロック１２０５で、所与の画像６０３中の各画素に対して、プロセッサ１２０は、所与の画素と、基本行列から決定した、重複画像６０３内の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見できるかどうかを決定する。
【０１２１】
対象の表示を含む前景を決定するためにマスキングをブロック１１０５で行う実装形態では、次にブロック１２０５で、前景と関連する所与の画像中の各画素に対して、所与の画素と、重複画像６０３内の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見できるかどうかの決定が行われ、背景を表す画素は無視される。言い換えれば、こうした実装形態では、前景と関連する所与の画像６０３中の各画素に対して、プロセッサ１２０は、所与の画素と、基本行列から決定した重複画像６０３内の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見できるかどうかを決定する。プロセッサ１５０は、ブロック１１０５でマスキングしたこれらの画素をこれらが背景に対応するために無視し、このことは、一般に、サーバ１１３での処理リソースの使用を低減する。別様には、マスキングをしない場合、プロセッサ１５０は、限定はしないが、ローカル・ディスクリプタを含めた局所画像特徴部を使用して、対象／前景に対応する画素と背景に対応する画素とを区別できる。
【０１２２】
ブロック１２０７で、所与の画素と、重複画像６０３内の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致を発見した場合、プロセッサ１２０は、所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推測し、限定はしないが三角測量技法等を含む。更に、プロセッサ１２０は、それぞれの３Ｄ座標を３Ｄ点のセットに追加する。一般に、３Ｄ点のセットは、対象の表面を表す点のセットを表す。
【０１２３】
方法１２００の態様は、一般に、方法１２００を使用してプロセッサ１２０によって処理される所与の画像１３０３、及びブロック１２０１で決定した重複画像１３１３を示す図１３に示される。所与の画像１３０３及び重複画像１３１３のそれぞれは、複数の画像６０３からのそれぞれの画像を含む。
【０１２４】
更に、画像１３０３、１３１３のそれぞれは、鼻を含む犬の鼻先を示した、対象の少なくとも１つの同様の特徴部１３２０を含む。所与の画像１３０３は、特徴部１３２０の側面を含む一方で、重複画像１３１３は、特徴部１３２０の正面を含む。画像１３０３、１３１３のそれぞれは、特徴部１３２０の異なる外観を含むが、鼻の側部等、外観の少なくとも一部は、画像１３０３、１３１３のそれぞれに含まれる。言い換えれば、画像１３１３は画像１３０３と重複する。
【０１２５】
方法１２００を画像１３１３に適用する場合、画像１３０３は画像１３１３と重複する画像として指定されることは了解されよう。
【０１２６】
いずれの場合も、重複画像１３１３をブロック１２０１で発見した後、ブロック１２０３で、基本行列を画像１３０３と画像１３１３との間で決定する。次に、ブロック１２０５で、所与の画像１３０３中の各画素（前景に関連する所与の画像１３０３中の任意選択の各画素、背景に関連する無視される画素）を重複画像１３１３中の対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置に対して比較する。例えば、プロセッサ１２０が特徴部１３２０中の鼻の底部側縁部の画素１３５０を処理しているときに、基本行列を使用して重複画像１３１３中の対応するエピポーラ線１３５５を決定する。次に、エピポーラ線１３５５に沿った各画素を処理し、限定はしないがローカル・ディスクリプタを含めた局所画像特徴部を使用して、画素のいずれかが画素１３５０に対応するかどうか決定する。図示のように、エピポーラ線１３５５に沿った画素１３５０’は、画素１３５０に対応する。というのは、それぞれは、線１３７０、１３７０’が示すように異なる角度からではあるが、特徴部１３２０上の同じ位置に対応する画素を示すためである。マスキングできる及び／又は背景に対応する、エピポーラ線に沿った画素は無視できることは更に了解されよう。図１３では、背景の部分であって、したがってマスキングできるエピポーラ線１３５５の部分は、点線である一方で、前景部分であるエピポーラ線１３５５の部分は実線である。
【０１２７】
いずれの場合も、ブロック１２０７で、プロセッサ１２０は一致が生じたことを決定してあるので、画素１３５０、１３５０’の両方に対応する点の３Ｄ座標を推測し、３Ｄ点のセット内に記憶する。
【０１２８】
任意選択のブロック１２０９で、プロセッサ１２０は、３Ｄ点のセットの一貫性を確認でき、多数の画像６０３が所与の３Ｄ点の一貫性のある３Ｄ座標推定値をもたらす場合には所与の３Ｄ点を保持し、及び多数の画像６０３が一貫性のない３Ｄ座標をもたらす場合は所与の３Ｄ点を廃棄する。例えば、３Ｄ点は、一般に対象の表面を表す。１つ又は複数の３Ｄ点が他の３Ｄ点によって画定した表面上に位置しない及び／又は他の３Ｄ点と不連続である場合、表面が一貫及び／又は連続するように、その表面上に位置しない３Ｄ点を破棄する。
【０１２９】
この工程は、画像１３０３中の全画素に対して繰り返され、画像１３０３と重複する全画像６０３に対して更に繰り返される。代替的に、この工程は、前景に対応する画像１３０３中の全画素に対して繰り返され、画像１３０３と重複する全画像６０３に対して更に繰り返される。いずれにしても、図１３は１つの重複画像１３１３を示すが、複数の画像６０３が画像１３０３と重複でき、ブロック１２０３、１２０５及び１２０７は、各重複画像に対して繰り返され、更に、異なる重複画像を画像１３０３と比較する場合に画像１３０３中の画素のそれぞれに対して繰り返される。方法１２００は、各画像６０３の全ての画素（及び／又は各画像６０３の前景領域中の全ての画素）が対象の表面形状の３Ｄ点を推測するために使用されるように画像６０３のそれぞれに対して更に繰り返される。更に、各画素に関連する色を決定することによって、各３Ｄ点の色を方法１２００で決定でき、この色は、各画素の特徴部の色に対応するものである。
【０１３０】
したがって、得られたセットは、フルカラーの点クラウドを備え、その密度は、カメラ１０５の解像度に依存する。
【０１３１】
方法１２００は、以下のように更に表すことができる：
「ｎ」枚の画像６０３のセットをセットＩ＝｛Ｉ１；Ｉ２；．．．；Ｉｎ｝として表すことを仮定する。方法１２００（３Ｄ再構成アルゴリズムと呼ぶこともできる）は、セットＩ中の画像のそれぞれに対して、ｉ番目の画像（Ｉｉ）に対して以下のステップを繰り返すことによって反復する：
１．画像Ｉｉと重複する視野がある場合、画像Ｎｉのサブセットを探す。この情報は、カメラ１０５の位置の３Ｄドローネー三角分割法の凸包を使用して自動的に推定できる。
２．重複画像｛Ｉｊ│ｊはＮｉの要素である｝に対して以下を反復する：
（ａ）画像Ｉｉ上の突出部の形状と画像Ｉｊ上の突出部の形状とを関連付ける基本行列Ｆｉｊを決定する。
（ｂ）ｉ番目の画像に関する点クラウドＳｉを空として初期設定する。
（ｃ）Ｉｉ中の画素ｋの全てに対して以下を反復する：ｉ．ｋがＩｉの前景中にあることを検証するために任意選択の確認を行うことができる；ｉｉ．図１３にあるようなＩｊ上の対応するエピポーラ線に沿った画素Ｉｉ（ｋ）を一致させる；ｉｉｉ．一致を発見した場合、ｋの３Ｄ座標（ｋ３Ｄ）を推定し、これらをセットＳｉ（Ｓｉ＝Ｓｉ（Ｓｉ＝Ｓｉ∪ｋ３Ｄ）に追加する。
３．任意選択で、Ｉｉ中の各画素ｋに対して推定した３Ｄ位置の一貫性を確認し、多数の画像が同様の３Ｄ場所推定値をもたらす場合にのみ３Ｄ点を保持する。
【０１３２】
一貫性の確認は、カメラ１０５が物体の表面の実質的部分の少なくとも３つの視野角を捕捉した場合に行うことができる。
【０１３３】
次に、ブロック１１０７で３Ｄ点のセットを生成する方法１１００に注意を戻されたい。この方法１１００は、結束表面Ｓ上での点クラウドの同時登録を含むことができる。ブロック１１０９で、プロセッサ１２０は３Ｄ点のセットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換する。ブロック１１０９は、限定はしないが、点クラウドＳを３Ｄ表面モデルに変換すること；及び３Ｄ点のセット間の多角形関係を決定し、例えば３Ｄコンピュータ視覚化が行われるようにそれらの表面法線を推定することを含むことができる。生成された３Ｄプリンタ・ファイルは、一般に３Ｄプリンタ１１５によって処理可能である。いくつかの実装形態では、サーバ１１３に関連する実体は、それぞれが１つ又は複数のそれぞれの３Ｄプリンタを稼働する複数の実体と関係を有することができる。これらの実装形態では、２つ以上の３Ｄプリンタは、異なる３Ｄプリンタ・ファイル形式を有することができる。こうした実装形態では、ブロック１１０９は、どの３Ｄプリンタ・ファイル形式を使用するか、例えば３Ｄプリンタ実体のデータベース及びそれらに対応する３Ｄプリンタ形式に基づいて決定することを更に含むことができる。特定の３Ｄプリンタ実体は、メタデータとして画像６０３と共に受信した、フィギュア１７５を依頼しているユーザの地理的場所及び／又は住所に基づいて選択できる。例えば、画像６０３を取得するシステム２００は持ち運び可能であり、複数のシステム２００は、より広い地理的領域上で画像を取得するのに使用できるので、３Ｄプリンタ実体は、ユーザへのフィギュア１７５の発送費用を低減するように選択できる。３Ｄプリンタ実体の選択は、フィギュア１７５の印刷／発送の待ち時間に基づくこともできる。例えば、１つの３Ｄプリンタ実体のリソースが所与の時限の間ビジーである及び／又は予約されている場合、異なる３Ｄプリンタ実体を選択できる。そのような選択は、例えば入力デバイス１５８を使用して手入力で行うことができる及び／又は３Ｄプリンタ１１５を稼働する実体に関連するコンピューティング・デバイスがネットワーク１１１を介して待ち時間データをサーバ１１３に送信する場合は自動的に行うことができる。
【０１３４】
ブロック１１１１では、プロセッサ１２０は、３Ｄプリンタ・ファイルを３Ｄプリンタ１１５に送信する。３Ｄプリンタ１１５は、３Ｄプリンタ・ファイルを受信し、フィギュア１７５を３Ｄ印刷する。プロセッサ１２０は、フィギュア１７５を発送すべきユーザの住所を更に送信でき、それにより、３Ｄプリンタ１１５を稼働する実体は、フィギュア１７５を包装し、ユーザに発送できる。
【０１３５】
ブロック１１０９及び１１１１は、実質的に図１と同様であり、同様の要素が同様の番号を有する図１４に更に示される。図１４では、サーバ１１１３が３Ｄ点のセット１４０１を生成し、メモリ１５２にセット１４０１を記憶したと仮定する。次に、プロセッサ１２０は、セット１４０１から３Ｄプリンタ・ファイル１４０３を生成し、フィギュア１７５を生成する３Ｄプリンタ１１５に３Ｄプリンタ・ファイル１４０３を送信できる。
【０１３６】
本明細書で提供されるのは、（ソフトウェア及びハードウェアを含み得る）持ち運び可能３Ｄ走査システムを含む、３次元印刷フィギュアを作製するシステム、装置及び方法であり、このシステムは、動いている物体を「瞬間的に」（例えば約１／１００秒以内及び／又は約０．５秒以内で）３Ｄ走査可能にする。このシステムは、組付けリグによって保持される一揃いのカメラから構成される。リグは、カメラが多くの可能な視野角から部分的に重複する視野を入手するようなものである。全カメラのシャッターを同期的に解放すると、カメラが対象の全画像を「瞬時に」捕捉することを可能にする。エピポーラ形状、及び限定はしないがローカル・ディスクリプタを含めた局所画像特徴部を使用して、異なる画像同士の対応する点を位置特定し、一致させる。対応する点の３Ｄ位置の推定は、三角測量を使用して達成できる。対象の表面全体を包含する高密度の３Ｄ点クラウドが生成され、このクラウドは、そのような表面のコンピュータ３Ｄ表示を含む。再構成方法は、点表示クラウドを多角形３Ｄ表面表示に変換するために使用でき、この多角形３Ｄ表面表示は、可能性としては３Ｄ表示及び３Ｄ印刷でより最適なものである。
【０１３７】
いくつかの実装形態では、デバイス１１０及びサーバ１１３の機能を事前プログラムしたハードウェア又はファームウェア要素（例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電気的に消去できるプログラム可能な読取り専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」等）又は他の関連する構成要素を使用して実装できることを当業者は了解するであろう。他の実装形態では、デバイス１１０及びサーバ１１３の機能は、コード・メモリ（図示せず）にアクセスを有する計算装置を使用して達成でき、このコード・メモリは、計算装置を稼働させるためのコンピュータ可読プログラム・コードを記憶する。コンピュータ可読プログラム・コードは、コンピュータ可読記憶媒体上に記憶でき、このコンピュータ可読記憶媒体は、固定され、有形であり、これらの構成要素（例えば取り外し可能ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、ＵＳＢドライブ）によって直接的に読取り可能である。更に、コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品として記憶できることは了解されよう。更に、永続的記憶デバイスは、コンピュータ可読プログラム・コードを含むことができる。コンピュータ可読プログラム・コード及び／又はコンピュータ使用可能媒体は、非一時的コンピュータ可読プログラム・コード及び／又は非一時的コンピュータ使用可能媒体を含むことができることをまた更に了解されよう。代替的に、コンピュータ可読プログラム・コードは、伝送媒体上でネットワーク（限定はしないがインターネットを含む）に接続したモデム又は他のインターフェース・デバイスを介してこれらの構成要素に遠隔でも送信可能に記憶させることができる。伝送媒体は、非移動媒体（例えば光及び／又はデジタル及び／又はアナログ通信線）であっても、移動媒体（例えばマイクロ波、赤外線、自由空間光伝送機構又は他の伝送機構）であっても、それらの組合せであってもよい。
【０１３８】
まだ更なる代替実装形態及び修正形態が可能であること、及び上記の例は、１つ又は複数の実装形態に対する例示にすぎないことを当業者は了解するであろう。したがって、範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2015210267.tif 000003
【図２】
2015210267.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月29日(2015.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバにおいて、前記通信インターフェースを用いて対象の複数の画像を受信するステップであって、前記複数の画像の各々は、複数のカメラのうちの異なるカメラを用いて捕捉される、ステップ、
前記プロセッサを用いて前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定するステップ、
前記プロセッサを用いて、前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定するステップであって、
所与の画像の視野が重複する前記複数の画像の重複画像のサブセットを探すこと、
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータを用いて前記所与の画像の突出部の形状を前記重複画像の各々に関連付ける基本行列を決定すること、
前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかを決定すること、一致が発見されたときに、前記所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定すること、そして前記それぞれの３Ｄ座標を前記３Ｄ点のセットに付加すること、
によって前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定するステップ、
前記プロセッサを用いて前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換するステップ、及び、
前記対象を表すフィギュアの３Ｄ印刷のための３Ｄプリンタに前記通信インターフェースを用いて前記３Ｄプリンタ・ファイルを送信するステップ、
を含む、方法。
【請求項２】
前記プロセッサを用いて、前記対象の表示を含む前景を決定するために、前記複数の画像において前記対象の背景を表す画素をマスキングするステップを更に含み、前記マスキングが行われるときに、次いで、前記前景と関連付けられた前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかの前記決定が行われて、前記背景を表す前記画素は無視される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定する前記ステップは、バンドル調整を用いて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記カメラ・パラメータは、前記複数のカメラの各々に対するそれぞれの表示の半径方向歪みを含み、前記方法は、前記プロセッサを用いて、前記マスキングの前に、前記それぞれの表示の前記半径方向歪みを用いて前記複数の画像における１つ又は複数の種類の画像歪みを修正するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータは、前記所与の画像の取得に使用するカメラの、及び前記重複画像の取得に使用するそれぞれのカメラの、それぞれの位置及びそれぞれの向きを含み、前記基本行列を決定することは、前記基本行列を決定するために前記それぞれの位置及び前記それぞれの向きを用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記セットの一貫性を確認するステップ、多数の画像が所与の３Ｄ点の一貫性のある３Ｄ座標推定値をもたらすときに前記所与の３Ｄ点を保持するステップ、及び前記多数の画像が一貫性のない３Ｄ座標をもたらすときに前記所与の３Ｄ点を廃棄するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換する前記ステップは、前記３Ｄ点の前記セット間の多角形関係を決定するステップ、及びその表面法線を推定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバであって、
前記プロセッサは、
対象の複数の画像を受信して、前記複数の画像の各々は、複数のカメラのうちの異なるカメラを用いて捕捉され、
前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定して、
前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定することであって、
所与の画像の視野が重複する前記複数の画像の重複画像のサブセットを探すこと、
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータを用いて前記所与の画像の突出部の形状を前記重複画像の各々に関連付ける基本行列を決定すること、
前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかを決定して、一致が発見されたときに、前記所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定して、そして前記それぞれの３Ｄ座標を前記３Ｄ点のセットに付加すること、
によって前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定して、
前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換して、そして、
前記対象を表すフィギュアの３Ｄ印刷のための３Ｄプリンタに前記３Ｄプリンタ・ファイルを送信する、ように構成される、サーバ。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記対象の表示を含む前景を決定するために、前記複数の画像において前記対象の背景を表す画素をマスクして、そして前記マスクが行われるときに、次いで、前記前景と関連付けられた前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかを決定して、前記背景を表す前記画素は無視される、ように更に構成される、請求項８に記載のサーバ。
【請求項１０】
前記プロセッサは、バンドル調整を用いて前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定するように更に構成される、請求項８に記載のサーバ。
【請求項１１】
前記カメラ・パラメータは、前記複数のカメラの各々に対するそれぞれの表示の半径方向歪みを含み、前記プロセッサは、前記マスキングの前に、前記それぞれの表示の前記半径方向歪みを用いて前記複数の画像における１つ又は複数の種類の画像歪みを修正するように更に構成される、請求項８に記載のサーバ。
【請求項１２】
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータは、前記所与の画像の取得に使用するカメラの、及び前記重複画像の取得に使用するそれぞれのカメラの、それぞれの位置及びそれぞれの向きを含み、前記プロセッサは、前記基本行列を決定するために前記それぞれの位置及び前記それぞれの向きを用いることによって前記基本行列を決定するように更に構成される、請求項８に記載のサーバ。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記セットの一貫性を確認して、多数の画像が所与の３Ｄ点の一貫性のある３Ｄ座標推定値をもたらすときに前記所与の３Ｄ点を保持して、そして前記多数の画像が一貫性のない３Ｄ座標をもたらすときに前記所与の３Ｄ点を廃棄するように更に構成される、請求項８に記載のサーバ。
【請求項１４】
前記プロセッサは、前記３Ｄ点の前記セット間の多角形関係を決定すること、及びその表面法線を推定することによって、前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換するように更に構成される、請求項８に記載のサーバ。
【請求項１５】
コンピュータ・プログラムに記憶されるコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ・プログラムの実行は、
プロセッサ及び通信インターフェースを備えるサーバにおいて、前記通信インターフェースを用いて対象の複数の画像を受信することであって、前記複数の画像の各々は、複数のカメラのうちの異なるカメラを用いて捕捉される、対象の複数の画像を受信すること、
前記プロセッサを用いて前記複数の画像を処理することにより、前記複数のカメラの各々の１つ又は複数のカメラ・パラメータを推定すること、
前記プロセッサを用いて、前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定することであって、
所与の画像の視野が重複する前記複数の画像の重複画像のサブセットを探すこと、
前記１つ又は複数のカメラ・パラメータを用いて前記所与の画像の突出部の形状を前記重複画像の各々に関連付ける基本行列を決定すること、
前記所与の画像の各画素に対して、所与の画素と、前記重複画像において対応するエピポーラ線に沿った複数の候補位置との間に一致が発見できるかどうかを決定すること、一致が発見されたときに、前記所与の画素の位置及び一致した画素のそれぞれの位置の両方に関連する点のそれぞれの３Ｄ座標を推定すること、そして前記それぞれの３Ｄ座標を前記３Ｄ点のセットに付加すること、
によって前記複数の画像の各々に対して前記対象の表面を表す３Ｄ点の３次元（３Ｄ）座標を推定すること、
前記プロセッサを用いて前記３Ｄ点の前記セットを３Ｄプリンタ・ファイルに変換すること、及び、
前記対象を表すフィギュアの３Ｄ印刷のための３Ｄプリンタに前記通信インターフェースを用いて前記３Ｄプリンタ・ファイルを送信すること、
のためである、コンピュータ可読媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
まだ更なる代替実装形態及び修正形態が可能であること、及び上記の例は、１つ又は複数の実装形態に対する例示にすぎないことを当業者は了解するであろう。したがって、範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
本発明の主要な態様は次の通りである。
［態様１］
組立て状態及び分解状態を有する組付けリグであって、前記組付けリグは、前記組立て状態においてその中に空間を画定し、前記組付けリグは、前記分解状態において持ち運び可能である、組付けリグ、
前記組立て状態における前記組付けリグに取り付けられる複数のカメラであって、前記複数のカメラは、前記組付けリグが前記組立て状態にあるときに、前記空間の範囲内に位置する対象の表面の点のうち前記対象を支持する部分以外の実質的部分の少なくとも２つの視野角を捕捉するように配置される、複数のカメラ、及び、
プロセッサ及び通信インターフェースを備えるコンピューティング・デバイスであって、前記コンピューティング・デバイスは、前記通信インターフェースを用いて前記複数のカメラの各々と通信し、前記プロセッサは、
前記複数のカメラを協調させてそれぞれの画像データを実質的に同時に捕捉し、
前記複数のカメラから前記それぞれの画像データを含む複数の画像を受信し、そして、
前記複数の画像を３次元（３Ｄ）プリンタ・ファイルに処理するためのサーバに前記通信インターフェースを用いて前記複数の画像を送信する、ように構成される、コンピューティング・デバイス、
を備える、システム。
［態様２］
前記組付けリグは、前記組付けリグの組立て状態において組み立てられていて、前記組付けリグの分解状態において分解されている複数のリブを備える、態様１に記載のシステム。
［態様３］
前記対象を支持するように構成される台座を更に備え、前記台座は、前記組付けリグが組立て状態にあるときに前記空間の範囲内に位置する、態様１に記載のシステム。
［態様４］
前記対象の画像を捕捉する前に前記空間の範囲内に配置されることができる較正デバイスを更に備え、前記較正デバイスは、前記複数のカメラによって捕捉されることができる較正パターンを備え、前記プロセッサは、
複数のカメラを制御して前記較正デバイスの画像を含む較正データを捕捉し、そして、
前記３Ｄプリンタ・ファイルの生成において前記サーバにより使用されるための前記較正データを前記通信インターフェースを用いて前記サーバに送信する、ように更に構成される、態様１に記載のシステム。
［態様５］
較正デバイスは、立方体、六面体、平行六面体、直方体及び菱面体並びに３次元中実物体のうちの１つ又は複数を備え、前記較正デバイスの各々の面は、異なる較正パターンを備える、態様４に記載のシステム。
［態様６］
前記プロセッサは、
前記複数のカメラを制御して前記対象を伴わない前記空間の画像を含む背景画像データを捕捉し、そして、
前記３Ｄプリンタ・ファイルの生成において前記サーバにより使用されるための前記背景画像データを前記通信インターフェースを用いて前記サーバに送信する、ように更に構成される、態様１に記載のシステム。
［態様７］
前記プロセッサは、前記それぞれの画像が較正データ及び背景データのうちの１つ又は複数と協調されることができるように、前記それぞれの画像が取得された時限を特定するメタデータを生成するように更に構成される、態様１に記載のシステム。
［態様８］
背景物体、背景カーテン及び背景張り物のうちの１つ又は複数を更に備える、態様１に記載のシステム。
［態様９］
前記背景物体は、前記組立て状態における前記組付けリグに取付け可能である、態様８に記載のシステム。
［態様１０］
前記組立て状態における前記組付けリグを少なくとも部分的に取り囲むように構成される枠を更に備え、前記背景物体は、前記枠に取付け可能である、態様８に記載のシステム。
［態様１１］
前記組立て状態における前記組付けリグに取り付けられた前記複数のカメラは、前記組付けリグが前記組立て状態にあるときに、前記空間の範囲内に位置する対象の表面の点のうち前記対象を支持する部分以外の実質的部分の少なくとも３つの視野角を捕捉するように配置される、態様１に記載のシステム。
［態様１２］
システムは、
前記組付けリグを前記分解状態から前記組立て状態に組み立てるための締結器及び工具のうちの１つ又は複数を更に備える、態様１に記載のシステム。
【外国語明細書】
2015210267000001.pdf
2015210267000002.pdf
2015210267000003.pdf
2015210267000004.pdf