(57)【要約】      （修正有）【課題】キャンバスや木枠等の湾曲やねじれの影響をなくし、筆のタッチや絵具の凹凸を抽出できるようにして、絵画の立体複製を精密に行える絵画表面計測装置を提供する。【解決手段】絵画表面計測装置１００は、絵画１０の表面形状及び色彩を測定する測定部２０と、測定部２０で測定された表面形状データから低周波成分を除去して又は高周波成分を抽出して、絵画１０の描画層厚データとする描画層厚測定部３０と、絵画の描画層厚データをクラス分けしてマップ化するマップ形成部４０と、マップ形成部４０でマップ化された描画層厚データと測定部２０で測定された色彩データとを出力するデータ出力部６０とを備える。【選択図】図１
2008304225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絵画の表面形状及び色彩を測定する測定部と；
前記測定部で測定された表面形状データから低周波成分を除去して、絵画の描画層厚データとする描画層厚測定部とを備える；
絵画表面計測装置。
【請求項２】
前記絵画の描画層厚データをクラス分けしてマップ化するマップ形成部と；
前記マップ形成部でマップ化された描画層厚データと前記測定部で測定された色彩データとを出力するデータ出力部とを備える；
請求項１に記載の絵画表面計測装置。
【請求項３】
前記測定部は、光束を絵画の表面に照射する照射部と；
前記光束を照射された絵画の表面からの反射光を受光する受光部と；
前記受光部で受光された受光信号の少なくとも位相、強度、干渉波の変化のいずれか１つに基づき前記絵画の表面形状を測定する第１の表面形状測定部とを有する；
請求項２に記載の絵画表面計測装置。
【請求項４】
前記マップ化された描画層厚データと前記測定部で測定された色彩データとのマッチングを行なうマッチング部を備える；
請求項３に記載の絵画表面計測装置。
【請求項５】
前記測定部は、基線長分離れた２つのカメラを有するステレオカメラ部と；
前記ステレオカメラ部で撮影されたステレオ画像に基づき前記絵画の表面形状を測定する第２の表面形状測定部とを有する；
請求項２に記載の絵画表面計測装置。
【請求項６】
前記測定部は、ランダムパターンを照射するパターン照射部を有する；
請求項５に記載の絵画表面計測装置。
【請求項７】
前記描画層厚測定部は、前記測定部で測定された表面形状データから低周波成分を抽出する低周波成分抽出部と；
前記表面形状データと前記低周波成分抽出部で抽出された低周波成分との差分を前記描画層厚データとして算出する演算部とを有する；
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の絵画表面計測装置。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の絵画表面計測装置と；
前記データ出力部から出力されたマップ化された描画層厚データと色彩データとに基づいて印刷して前記絵画を複製する印刷装置とを備える；
絵画複製システム。
【請求項９】
絵画の表面形状を測定する表面形状測定工程と；
絵画の表面の色彩を測定する色彩測定工程と；  
前記表面形状測定工程で測定された表面形状データから低周波成分を除去して、絵画の描画層厚データとする描画層厚測定工程とを備える；
絵画表面計測方法。
【請求項１０】
前記絵画の描画層厚データをクラス分けしてマップ化するマップ形成工程と；
前記マップ形成工程でマップ化された描画層厚データと前記色彩測定工程で測定された色彩データとを出力するデータ出力工程とを備える；
請求項９に記載の絵画表面計測方法。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の絵画表面計測方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
前記測定部は、光束を絵画の表面に照射する照射部と；
前記光束を照射された絵画の表面からの反射光を受光する受光部と；
前記受光部で受光された受光信号の少なくとも位相、強度、干渉波の変化のいずれか１つに基づき前記絵画の表面形状を測定する第１の表面形状測定部とを有する；
請求項１に記載の絵画表面計測装置。
【請求項１３】
前記測定部は、基線長分離れた２つのカメラを有するステレオカメラ部と；
前記ステレオカメラ部で撮影されたステレオ画像に基づき前記絵画の表面形状を測定する第２の表面形状測定部とを有する；
請求項１に記載の絵画表面計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絵画表面計測装置と絵画表面計測方法に関する。詳しくは絵画等の立体的計測を精密に行う絵画表面計測装置と絵画表面計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、絵画の複製を作成する場合、２次元的にコピーを行うのが通常であり、立体的にその絵画の筆感や立体感を損なわずに再現することは困難であった。しかるに、ステレオカメラを用いた計測技術の発展により、高精度に物体の被接触３次元表面形状の測定が可能になっている。（例えば特許文献１，２参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６４８５２号公報（段落［００１８］〜［００７３］、図１〜図１１）
【特許文献２】特開２００５−１７４１５１号公報（段落［００２１］〜［００８７］、図１〜図２４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絵画を立体的に複製するために、非接触三次元測定器を用いて表面形状の３次元計測を行う場合、筆のタッチの凹凸や描画層（絵具等の着色材料の層）の凹凸のみならず、絵画の支持体である木枠の伸縮やねじれ等の歪、絵画の被描画体であるキャンバスのうねりやたるみ等の湾曲の情報を含んだ状態で計測されてしまい、湾曲のオーダーの方が凹凸よりも大きいため、筆のタッチや表面の微細な絵具の凹凸を浮き立たせることができないという問題点、すなわち絵画の複製にはキャンバスや木枠の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにしないと複製を立体的に作成できないという問題点があった。
【０００５】
図１３に絵画１０のベース（キャンバス等の被描画体及び木枠等の支持体で構成される物８１を横に置いた場合の描画層８２の凹凸の様子の例を示す。例えばキャンバスが１ｍｍ湾曲していた場合、実際の絵画１０では、描画層８２の厚みが通常数μｍから数１００μｍの厚さであり、キャンバスの湾曲や歪みの中に描画層８２の凹凸が埋もれてしまい、絵画１０の描画層８２の表面形状すなわち厚みを明確に表現できないという問題があった。
【０００６】
図１４に絵画１０のベース８１を縦に置いた場合の描画層８２の凹凸の様子の例を示す。絵画１０の被描画体や支持体の湾曲や歪は、個別の絵画によって異なると共に計測する際の絵画設置状態によっても変化する。例えば壁に立て掛ける状態と床に置く状態を比較しても、被描画体や支持体の材質によっては例えばキャンバス自体のうねりが変化してしまい、キャンバス自体のうねりを同じように復元するのは実際的ではない。
【０００７】
また、その他、絵画から立体情報を取得する際に、接触式三次元測定器は、絵画の表面を損傷させるために利用できないという問題、非接触三次元計測法でもレーザー等の照射光を利用したアクティブ法による計測方法の場合は、黒色の部分を計測できない又は計測精度が悪いという問題、また長時間光を照射することによる絵画への温度変化等による影響も無視できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、キャンバス等の被描画体や木枠等の支持体の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにして、絵画の立体複製を精密に行える絵画表面計測装置と絵画表面計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様である絵画表面計測装置１００は、例えば図１に示すように、絵画１０の表面形状及び色彩を測定する測定部２０と、測定部２０で測定された表面形状データから低周波成分を除去して、絵画１０の描画層厚データとする描画層厚測定部３０とを備える。
【００１０】
ここにおいて、本発明が対象とする絵画は、水彩画、油絵等の紙やキャンバスに描かれた絵画、フレスコ画、テンペラ画等に限られず、壁画、ふすまや天井その他建造物に描かれた絵画、車体、衣類、陶器、家具、箱、玩具その他の物品に描かれた絵画を含み、表面に塗られた着色材料の厚さに起伏がある３次元的な絵画である。また、通常、絵画の表面形状及び色彩はキャンバス等の被描画体表面の２次元座標に対応して測定される。例外として、陶器等のように被描画体表面自体が湾曲している場合には被描画体表面を２次元的に展開して座標が割り当てられる。また、描画層は、絵具等の着色材料層に限られず、下塗り層、フレスコ画の漆喰等の下地層等の被描画体表面上に形成される層を含むものである。
【００１１】
また、着色材料には水彩絵具、油彩絵具、岩絵具、アクリル絵具、フレスコ画やテンペラ画の絵具、墨、インク、ポスターカラー、パステル、色鉛筆の芯、建造物、陶器や衣類に使用する顔料、染料、塗料、釉、漆等がある。また、低周波成分の除去には高周波成分の抽出を含むものとする。また、低周波成分と高周波成分の切り分けについては、通常、描画用の筆、刷毛、へらなどのタッチによる凹凸を高周波成分とみなし、キャンバス等の被描画体や木枠等の支持体の湾曲や歪を低周波成分とみなして区別する。このため、絵画の種類や使用する筆、刷毛、へらにもよるが、例えば、低周波成分を波長ｍｍオーダー以上、高周波成分を波長μｍオーダー以下とする。場合により、低周波成分を波長ｃｍオーダー以上、高周波成分を波長ｍｍオーダー以下としても良い。モザイク画のような場合は低周波成分をモザイクタイルの寸法より充分大きく例えば波長数十ｃｍ以上としても良い。このように構成すると、キャンバスや木枠等の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにする絵画表面計測装置を提供できる。
【００１２】
また、第２の態様の絵画表面計測装置１００は、第１の態様において、例えば図１に示すように、絵画の描画層厚データをクラス分けしてマップ化するマップ形成部４０と、マップ形成部４０でマップ化された描画層厚データと測定部２０で測定された色彩データとを出力するデータ出力部６０とを備える。
【００１３】
ここにおいて、通常、マップ化された描画層厚データは被描画体表面等の２次元座標対応に取得され、描画層厚データ及び色彩データの出力も被描画体表面等の２次元座標対応に行なわれる。例外として、陶器等のように被描画体表面自体が湾曲している場合には被描画体表面を２次元的に展開して座標が割り当てられる。また、描画層厚データのクラス分けは、例えば全厚みを１６段階、６４段階、２５６段階、１０２４段階等に分け、可視光波長を同様に段階分けして色彩を割り当てても良く、また、例えば０〜２００μｍを第１層、２００〜４００μｍを第２層、４００〜６００μｍを第３層、６００〜８００μｍを第４層、８００〜１０００μｍを第５層として色彩を割り当てても良い。このように構成すると、抽出された筆のタッチや描画層の凹凸データに基づいて絵画の立体複製を精密に行える絵画表面計測装置を提供できる。
【００１４】
また、第３の態様の絵画表面計測装置１００は、第２の態様において、例えば図１に示すように、測定部２０は、光束を絵画１０の表面に照射する照射部２１と、光束を照射された絵画１０の表面からの反射光を受光する受光部２２と、受光部２２で受光された受光信号の位相、強度、干渉波の変化のいずれか１つに基づき絵画１０の表面形状を測定する第１の表面形状測定部２３とを有する。ここにおいて、干渉波とは照射光からの分岐光と反射光とを合波させた干渉波をいう。このように構成すると、絵画表面の微小領域毎の凹凸の状況を精密に計測できる。
【００１５】
また、第４の態様の絵画表面計測装置１００は、第３の態様において、例えば図１に示すように、マップ化された描画層厚データと測定部２０で測定された色彩データとのマッチングを行なうマッチング部５０を備える。ここにおいて、描画層厚データと色彩データとのマッチングは相互相関法等で行なうことができる。例えば、画面上で、絵筆に絵の具を付けてタッチした部分、絵筆を動かした部分では色が変化すると共に絵具の厚さが変化する。画面上にかかる部分が多数あるので、これらを特徴点として相互相関を取ることによりマッチングが可能である。また、マニュアル指定により確認しながら或いは相互相関を補完しながら行なうこともできる。このように構成すると、絵画表面の描画層厚データと色彩データとの対応関係を高精度に合わせることができる。
【００１６】
また、第５の態様の絵画表面計測装置１００Ａは、第２の態様において、例えば図７に示すように、測定部２０は、基線長分離れた２つのカメラを有するステレオカメラ部２５と、ステレオカメラ部２５で撮影されたステレオ画像に基づき絵画１０の表面形状を測定する第２の表面形状測定部２３Ａとを有する。このように構成すると、ステレオカメラという比較的簡易な手段を用いて絵画の表面形状を３次元的に精密に計測できる。
【００１７】
また、第６の態様の絵画表面計測装置１００Ａは、第５の態様において、例えば図７に示すように、測定部２０は、ランダムパターンを照射するパターン照射部２６を有する。このように構成すると、ランダムパターンから多数の特徴点を抽出して絵画の表面形状を測定でき、表面形状の精度を向上できる。
【００１８】
また、第７の態様の絵画表面計測装置１００，１００Ａは、第１の態様ないし第６の態様のいずれかにおいて、例えば図１又は図７に示すように、描画層厚測定部３０は、測定部２０で測定された表面形状データから低周波成分を抽出する低周波成分抽出部３１と、表面形状データと低周波成分抽出部３１で抽出された低周波成分との差分を描画層厚データとして算出する演算部３２とを有する。このように構成すると、例えばガウシアンフィルタを用いて低周波成分を抽出して、キャンバスや木枠等の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を的確に抽出できる。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の第８の態様である絵画複製システムは、第２の態様の絵画表面計測装置と、データ出力部６０から出力されたマップ化された描画層厚データと色彩データとに基づいて絵画１０を印刷して複製する印刷装置とを備える。
このように構成すると、本発明による絵画表面計測装置を用いて、キャンバスや木枠等の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにして、絵画の立体複製を精密に行える絵画複製システムを提供できる。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の第９の態様である絵画表面計測方法は、例えば図２に示すように、絵画の表面形状を測定する表面形状測定工程Ｓ２２と、絵画の表面の色彩を測定する色彩測定工程Ｓ２４と、表面形状測定工程２２で測定された表面形状データから低周波成分を除去して、絵画の描画層厚データとする描画層厚測定工程Ｓ３０とを備える。このように構成すると、キャンバスや木枠等の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにする絵画表面計測方法を提供できる。
【００２１】
また、第１０の態様の絵画表面計測方法は、第９の態様において、絵画１０の描画層厚データをクラス分けしてマップ化するマップ形成工程Ｓ４０と、マップ形成工程Ｓ４０でマップ化された描画層厚データと色彩測定工程Ｓ２４で測定された色彩データとを出力するデータ出力工程Ｓ６０とを備える。このように構成すると、抽出された筆のタッチや描画層の凹凸データに基づいて絵画の立体複製を精密に行える絵画表面計測方法を提供できる。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の第１１の態様であるプログラムは、第９の態様又は第１０の態様の絵画表面計測方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２３】
また、第１２の態様の絵画表面計測装置１００は、第１の態様において、例えば図１に示すように、測定部２０は、光束を絵画１０の表面に照射する照射部２１と、光束を照射された絵画１０の表面からの反射光を受光する受光部２２と、受光部２２で受光された受光信号の位相、強度、干渉波の変化のいずれか１つに基づき絵画１０の表面形状を測定する第１の表面形状測定部２３とを有する。ここにおいて、干渉波とは照射光からの分岐光と反射光とを合波させた干渉波をいう。このように構成すると、絵画表面の微小領域毎の凹凸の状況を精密に計測できる。
【００２４】
また、第１３の態様の絵画表面計測装置１００Ａは、第１の態様において、例えば図７に示すように、測定部２０は、基線長分離れた２つのカメラを有するステレオカメラ部２５と、ステレオカメラ部２５で撮影されたステレオ画像に基づき絵画１０の表面形状を測定する第２の表面形状測定部２３Ａとを有する。このように構成すると、ステレオカメラという比較的簡易な手段を用いて絵画の表面形状を３次元的に精密に計測できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、キャンバス等の被描画体や木枠等の支持体の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにして、絵画の立体複製を精密に行える絵画表面計測装置と絵画表面計測方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１は本実施の形態における絵画計測装置１００の構成例及びデータの流れの例を示すブロック図である。本実施の形態は絵画１０に光を照射し、その反射光を受光して表面形状を測定するアクティブ方式の例を説明する。図１において非接触三次元測定の対象となる絵画１０は、一般には表面に筆のタッチの凹凸や絵具等の着色材料の凹凸があり、絵画１０の支持体である枠や被描画体であるキャンバスの歪みもある。測定部２０は光束を絵画１０の表面に照射する照射部２１、絵画１０の表面からの反射光を受光する受光部２２、絵画表面の凹凸情報等の表面形状を測定する第１の表面形状測定部２３及び絵画表面の色彩を測定する色彩情報測定部２４を有する。本実施の形態では照射部２１は絵画１０の表面をレーザーのスポット光でスキャンし、受光部２２はアバランシェフォトダイオードで絵画１０からの反射光を受光し、スポット光対応の微細部分毎に受光信号を増幅して表面形状測定部２３に受光データを送信する。第１の表面形状測定部２３は受光部２２で受光された受光信号の位相、強度、干渉波の変化のいずれか１つに基づき絵画１０の表面形状（厚さ方向の高低データ）を測定する。例えば、照射光からの分岐光と反射光とを合波させた干渉波を用いて、その位相の変化から表面の起伏を測定する。また色彩情報測定部２４ではＣＣＤカラーカメラで絵画１０を撮影し、色彩情報を取得する。絵画１０の表面形状はキャンバス等の被描画体表面の２次元座標、ここではレーザースポットの照射位置情報に対応して測定され、記憶部７０に記憶される。なお、反射光束の周波数スペクトルに基づき絵画表面の色彩（明度、彩度も含む）を測定することも可能であり、この場合は色彩情報も被描画体表面の２次元座標、すなわちレーザースポットの照射位置情報に対応して測定され、記憶部７０に記憶される。
【００２８】
アクティブ方式では、照射部２１は、レーザー光の場合はスポットにして全面走査させたり、１次元（直線状）の光をあてて２次元状に走査させたりする。本実施の形態では照射部２１は絵画１０の表面を例えば１．５μｍφのレーザー光でスキャンするものとする。受光部２２は、照射部２のレーザー発射口近傍に設置された、表面を例えば１μｍ□の微細部分毎に受光信号を増幅して第１の表面形状測定部２３に受光データを送信する。
【００２９】
照射部２１では、レーザー光の他に、回折光、構造化された光（パターン化・コード化された光）などを照射することも可能である。構造化された光とは例えば２次元パターンでは、２次元コードのようなパターンや、正方格子形状のパターンなどが用いられる。この場合、１種類に限られず、複数の２次元パターンを照射することもある。２次元的に広がった照射光の受光はＣＣＤカメラなどで撮影する。
【００３０】
描画層厚測定部３０は、測定部２０で測定された表面形状データから低周波成分を除去して又は高周波成分を抽出して、絵画の描画層厚データとするもので、本実施の形態では、表面形状データから低周波成分を抽出する低周波成分抽出部３１と表面形状データと低周波成分抽出部３１で抽出された低周波成分との差分を描画層厚データとして算出する演算部３２とを有する。
【００３１】
低周波成分抽出部３１は、例えばガウシアンフィルタを有し、第１の表面形状測定部２３で計測された絵画１０表面形状データ（凹凸データ）から低周波成分を抽出する。低周波成分は枠等の支持体や絵画の用紙やキャンバス等の被描画体のうねり等の湾曲、ねじれ等の歪に対応すると考えられる。演算部３２は表面形状データと抽出された低周波成分との差分を演算し、低周波成分を除去することにより、湾曲や歪のデータを除去する。低周波成分を除去した高周波成分は筆、刷毛やへらのタッチ（下塗りを含む）などによる絵具の盛り上がりなどの描画層の起伏（凹凸）に対応すると考えられる。これにより、歪を除去した絵画表面の描画層厚データが得られる。描画層厚測定部３０で得られた描画層厚データは被描画体表面の２次元座標、すなわちレーザースポットの照射位置情報に対応して算出され、測定情報記憶部７０に記憶される。
【００３２】
マップ形成部４０は、描画層厚データをクラス分けしてマップ化する。描画層厚データのクラス分けは、例えば全厚みを１６段階、６４段階、２５６段階、１０２４段階等に分けても良く、また、例えば０〜２００μｍを第１層、２００〜４００μｍを第２層、４００〜６００μｍを第３層、６００〜８００μｍを第４層、８００〜１０００μｍを第５層として分けても良い。さらに、クラス分けされたグループ毎に色分けして、カラーマップを作成すると見やすくて便利である。例えば、色彩数は赤から紫まで周波数をグループに対応して階層数割り当てるが、何色使用しても良い。なお、カラーマップの色彩は描画層厚を表し、絵画表面に塗られた実際の色彩とは異なるものである。
【００３３】
マッチング部５０はマップ形成部４０で作成されたカラーマップ（厚み情報）と色彩情報測定部２４、本実施の形態ではＣＣＤカラーカメラで撮影された実際の絵画の写真（色彩情報）との位置あわせ行う。カメラレンズなどを使用して撮影された画像は、予めレンズの内部パラメータ（レンズ歪、画面中心位置）を求めておき、補正により撮影装置の歪、レンズ歪や中心投影歪などを補正し、正射投影（オルソ）画像とする。オルソ画像化された色彩情報とカラーマップ化された描画層厚データとについて位置合わせのためマッチングが行われる。すなわち、被描画体表面等の２次元位置座標（ｘｙ方向）に対する描画層厚データ（高さ情報、ｚ方向）と色彩データを対応させる。例えば、画面上で、絵筆に絵の具を付けてタッチした部分、絵筆を動かした部分では色が変化すると共に絵具の厚さが変化する。画面上にかかる両者が共に変化する部分が多数あるので、画面全体に分布するように特徴点を選んで、相互相関法を用いて相関を取ることによりマッチングが可能である。
【００３４】
データ出力部６０は、マップ形成部４０でマップ化された描画層厚データと測定部２０で測定された色彩データとを出力する。出力はレーザースポットのサイズで位置付けされた２次元座標対応に行なわれる。本実施の形態では、マッチング部５０でマッチングされ、位置合わせされた描画層厚データと色彩データを出力する。データはこれらのデータに基づいて印刷して絵画を三次元的に複製する印刷装置のフォーマットにあわせて出力する。例えば印刷装置としては、インクジェット方式にて、インクを積層して立体形状を再現するものや、レーザー描画システムと専用の光硬化性樹脂との組み合わせにより造形を行なう光造形装置などを使用できる。描画層厚情報としてのカラーマップは、インクジェット方式の場合は、各層のインクの色彩情報として、ｂｍｐやｔｉｆｆファイルとして出力する。光造形装置の場合は、描画層厚情報をｃｓｖファイルとして高さ情報として出力したりする。
【００３５】
図２に、第１の実施の形態による絵画表面計測方法の処理フローの例を示す。まず、絵画を計測できるよう装置のセットアップを行う（セットアップ工程：Ｓ１０）。すなわち、絵画表面計測装置１００を起動し、照射部２１からのレーザー光束の走査範囲に絵画１０をセットする。次に、測定部２０にて、絵画１０の表面形状及び色彩を計測する（計測工程：Ｓ２０）。計測工程は絵画１０の表面形状を測定する表面形状測定工程（Ｓ２２）と絵画の表面の色彩を測定する色彩測定工程（Ｓ２４）に分かれる。本実施の形態のようなアクティブ方式の場合、測定部２０では、例えば、照射部２１にて絵画１０にレーザースポットを照射し、絵画１０表面からの反射光を受光部２２にて例えばアバランシェフォトダイオードで受光し、受光信号を増幅して第１の表面形状測定部２３に送信する。なおパッシブ装置の場合は光を照射せずとも計測が可能な場合もある。第１の表面形状測定部５では例えば干渉波の位相の変化から絵画１０表面の表面形状データを求める（Ｓ２２）。また、色彩情報測定部２４にてＣＣＤカラーカメラを用いて絵画１０表面の色彩情報を求める（Ｓ２４）。
【００３６】
次に、描画層厚測定部３０では、表面形状測定工程（Ｓ２２）で測定された表面形状データから低周波成分を除去して又は高周波成分を抽出して、絵画１０の描画層厚データとする（描画層厚測定工程：Ｓ３０）。本実施の形態では、まず、低周波成分抽出部３１にて絵画１０の表面形状データから低周波成分を抽出する（低周波成分抽出工程：Ｓ３２）。低周波成分の抽出方法として、いくつかの手法がある。（１）計測データをフィルタリング処理によって、低周波成分とする。例えば、得られた絵画１０の表面形状データについて、メディアンフィルタや平均値フィルタ、ガウシアンフィルタなどによって高周波成分を除去し低周波成分を抽出する。なお、フィルタリングに代えて解像度を変更して低周波成分を抽出することも可能である。すなわち、解像度を低くすると、画像処理により粗い画像が得られる。（２）表面形状データを周波数スペクトルに変換して、高周波成分を除去する。通常、絵画の筆、刷毛、へらなどのタッチによる詳細な凹凸は高い高周波成分であり、逆にキャンバスや木枠のうねり等の湾曲やねじれ等の歪は低い低周波成分となっているので、フィルタには絵画の長波長のうねり等を採取できるように大きいサイズのものを使用する。例えば、計測時の解像度にもよるが、高周波成分は、波長１ｍｍ以下なので、低周波成分にはｍｍのオーダーでぼかし処理できるものを使う。（３）表面形状測定を再度計測ピッチを粗くして行う。すなわち、前述の絵画表面の表面形状測定（Ｓ２２）では計測ピッチを細かく、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍくらいで行っているので、再度の測定ではピッチを、数ｍｍピッチ、５ｍｍピッチ、１０ｍｍピッチ等に設定して行う。このようにして得られた計測データが、低周波成分を抽出をした計測データとなる。
【００３７】
図３に絵画の低周波成分を抽出処理した結果の例を示す。後述するカラーマップの形成と同様に高低をカラーで表している。高い部分が赤く、低い部分が青く示されている。図５よりキャンバスがどのように歪んでいるかがわかる。この例では、キャンバスの右上から上部周辺にかけて大きく歪んでいるのがわかる。
【００３８】
図２に戻り、次に演算部３２にて、絵画１０の表面形状データと低周波成分抽出工程Ｓ３２で抽出された低周波成分との差分を描画層厚データとして算出する（Ｓ３４）。すなわち、表面形状データから低周波成分を除去する。低周波成分を除去することにより、絵画表面の詳細な描画層厚データ（凹凸情報）が抽出される。
【００３９】
次に、マップ形成部４０にて、低周波成分抽出工程Ｓ３２で抽出された絵画１０の描画層厚データをクラス分けしてマップ化する（マップ形成工程：Ｓ４０）。本実施の形態ではカラーマップを作成する。すなわち、描画層の厚さを色分けする。マップ化された描画層厚データは被描画体表面等の２次元座標対応に形成される。例外として、陶器等のように被描画体表面自体が湾曲している場合には被描画体表面を２次元的に展開して座標が割り当てられる。カラーマップを作成する方法、すなわち、描画層厚データのクラス分けとして次のような手法がある。（１）例えば全厚みを１６段階、６４段階、２５６段階、１０２４段階等に分け、可視光波長を同様に段階分けして色彩を割り当てる。（２）例えば０〜２００μｍを第１層、２００〜４００μｍを第２層、４００〜６００μｍを第３層、６００〜８００μｍを第４層、８００〜１０００μｍを第５層として色彩を割り当てる。
【００４０】
図４にカラーマップ（描画層厚情報）を色として抽出、表示した例を示す。この図から、絵画の筆、刷毛、へらのタッチによる凹凸が厚み情報として詳細に抽出されているのがわかる。赤が最も高い部分に相当し、黄、緑、青の順に順次低くなる。
【００４１】
図５に絵画表面をＣＣＤカラーカメラで撮影した色彩情報の例を示す。ここでは、絵画表面の色彩が表現されている。次に、例えば図４に表現されたカラーマップと図５に表現された絵画の色彩情報についてマッチングすなわち位置合わせが行なわれる。通常位置あわせには、４点以上、絵画画像とカラーマップの描画層厚情報で同一点を指定して絵画画像を補正する。高精度なスキャナやテレセントリック光学系で読み取り誤差が無視できる場合は、点を指定する必要がない場合もある。位置合わせは例えば相互相関法でいわば自動的に、又はマニュアル指定で画面を確認しながら行なうこともでき、又はマニュアル指定で相互相関法を補完して半自動的に行なうこともできる。
【００４２】
次に、マッチング部５０にて、マップ形成工程Ｓ４０にてマップ化された描画層厚データ（凹凸情報）と色彩測定工程（Ｓ２４）で測定された色彩データとのマッチングを行なう（マッチング工程：Ｓ５０）。本実施の形態ではマップ形成工程Ｓ４０により得られたカラーマップとＣＣＤカラーカメラで撮影された色彩データとを相互相関法により位置あわせを行なう。なお、カメラレンズなどを使用して撮影された画像は、予めレンズの内部パラメータ（レンズ歪、画面中心位置）を求めておき、補正により撮影装置の歪、レンズ歪や中心投影歪などを補正しておく方が位置合わせ精度が良くなる。なお、テレセントリック光学系の装置などで読み取られた絵画の色彩データや、スキャンニングにより得られた色彩データは、平行投影画像なのでそのままレンズ系の歪みを補正して、位置あわせに供し、マッチングが可能である。
【００４３】
図６は相互相関法でマッチングを行う場合の２つの画像における探索範囲Ｉとテンプレート画像Ｔの一例を示す図である。例えば、指示された特徴点となる点を中心とした、Ｎ１×Ｎ１画素の画像をテンプレート画像Ｔとして第１の画像Ｆ１から切出す。次に、テンプレート画像Ｔより大きい第２の画像Ｆ２中のＭ１×Ｍ１画素を探索範囲Ｉ（画素数（Ｍ１−Ｎ１＋１）２）として、探索範囲Ｉ上でテンプレート画像Ｔを動かす。次に、下記の式の相互相関係数Ｃ（ａ，ｂ）が最大になるような画像位置を求めて、これによりテンプレート画像Ｔが探索されたとみなす。完全に第１の画像と第２の画像が一致していれば、相互相関係数値Ｃ（ａ，ｂ）が１．０となる。
【００４４】
相互相関係数による方法では、次式を用いた以下の手順による。
【数１】
2008304225.tif 000003
【００４５】
再度図２の処理フローに戻る。データ出力部６０にて、マップ形成工程４０でマップ化された描画層厚データと色彩情報測定部２４で測定された色彩データとを２次元座標対応に出力する（データ出力工程：Ｓ６０）。本実施の形態ではマッチング工程Ｓ５０でマッチングが行なわれた描画層厚データと色彩データとを出力する。この際に、描画層厚データと色彩データを印刷して絵画を複製する印刷装置に適合するデータフォーマットに変換して出力すると便宜である。
【００４６】
絵画計測装置の処理はここまでであるが、印刷装置（図示しない）はデータ出力工程（Ｓ６０）を通して、所望のデータフォーマットに変換された絵画の描画層厚データ及び色彩データを取得し、これらのデータに基づいて印刷を行い絵画を立体的に複製する（Ｓ７０）。印刷装置がインクジェット方式のものであれば、カラーマップデータから重ね印刷を行い、重ね塗りをしていくことから厚みをつけて立体形状を再現する。そして、厚みを再現した後、最後に色彩データにより色彩をつけて重ね印刷された立体上に印刷する。また、別の方式の印刷装置によれば、最初に色彩データを印刷し、その上から透明インクで厚みをつけるものもある。また造形装置、光造形や削りだし装置により複製する場合は、高さ情報を造型機に入力して立体形状を作成し、色彩情報は最後に付する。
【００４７】
以上のような処理をすることで、絵画の立体複製がなされる。本実施の形態によれば、キャンバス等の被描画体や木枠等の支持体の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにして、絵画の立体複製を精密に行える絵画複製用計測装置と絵画複製用計測方法を提供できる。さらに、レーザー光束を用いることで、スポット光の微小単位で表面形状を高精度で計測できる。
【００４８】
［第２の実施の形態］
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、絵画表面形状測定にレーザーを用いるアクティブ方式について説明したが、本実施の形態ではステレオ画像法を用いて絵画１０の表面形状を測定するパッシブ方式について説明する。パッシブ方式の利点は、アクティブ方式のように光やレーザーを長時間あてることがなく、瞬時に撮影するので、絵画を損傷、いためる心配がないことである。
【００４９】
図７に本実施の形態における絵画表面測定装置１００Ａの構成例及びデータの流れの例を示すブロック図を示す。図１と同様の機能を奏する部位については同一の符号を付して説明を省略する。図１に比して、測定部２０の構成が異なる。すなわち、照射部２１と受光部２２の代わりに基線長分離れた２つのカメラを有するステレオカメラ部２５及びランダムパターン等のパターンを照射するパターン照射部２６が設置されている。ステレオカメラ部２５で絵画１０の左右のステレオ画像を撮影し、測定部２０は、左右のステレオ画像の特徴点の位置の差異から表面形状データを測定する第２の表面形状測定部２３Ａを有する。絵画１０の表面形状はキャンバス等の被描画体表面の２次元座標、ここではステレオ画像の各位置に対応して測定され、記憶部７０に記憶される。また、色彩情報はステレオカメラ部２５で同時に撮影され、色彩情報測定部２４では撮影で得た色彩データを内部パラメータで補正後、記憶部７０に記憶される。また、光を透過する透明パターンと光を遮る遮光パターンがランダムに配置されているランダムパターンを照射すると、パターンから多数の特徴点を抽出して絵画の表面形状を測定でき、表面形状の精度を向上できる。なお、パターンは特徴点を適度に抽出できればランダムパターンに限られず、絵画自体に多くの特徴点がある場合にはパターン照射しなくても良い。描画情報抽出部３０及びマップ形成部４０の構成は第１の実施の形態と同様である。表面形状測定と色彩測定に共にＣＣＤカラーカメラによる同一の撮影データを使用するため、マッチング部は不要となり、マップ形成部４０で形成されたマップ化された描画層データと色彩情報測定部２４で測定され、必要に応じて内部パラメータや位置合わせ等により補正された色彩データはデータ出力部６０に送信される。データ出力部６０の機能も第１の実施の形態と同様である。
【００５０】
ここで、ステレオ法の原理について説明する。図８はステレオ法の原理の説明図である。図８に示すように、２台のカメラＣ１、Ｃ２が、光軸が平行で、カメラレンズの主点から撮像面としてのＣＣＤ面までの距離ａが等しく、ＣＣＤは光軸に直角に置かれているものとする。また、２つのカメラＣ１、Ｃ２の光軸間距離と等しい基線長をＢとする。
【００５１】
このとき、物体上の計測点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の２台のカメラＣ１、Ｃ２のＣＣＤ撮像面での座標Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）の間には、以下のような関係がある。
ｘ１＝ａｘ／ｚ  −−−（１）
ｙ１＝ｙ２＝ａｙ／ｚ  −−−（２）
ｘ２−ｘ１＝ａＢ／ｚ  −−−（３）
但し、全体の座標系（ｘ，ｙ，ｚ）の原点をカメラＣ１のレンズ主点にとるものとする。（３）式よりｚを求め、これを用いて（１）式、（２）式よりｘ，ｙが求められる。以上で、左右画像の対応点を求めれば、その位置の三次元座標を計測することが可能となる。
【００５２】
図９に本実施の形態におけるステレオ法におけるカメラＣ１、Ｃ２と絵画１０の配置例の概要を示す。図９（ａ）は絵画１０、図９（ｂ）はステレオカメラＣ１、Ｃ２、図９（ｃ）はプロジェクター２８の模式図である。１台のカメラを手に持って２枚以上の画像を撮影してもよいが、高精度化をはかるために、図９のように、２台のカメラＣ１，Ｃ２をステレオバー２７上に設置する。ステレオバー２７の長さ、基線長Ｂは絵画１０の計測したい精度に合わせて設定する。
例えば、
平面方向の精度：Δｘｙ＝Ｈ×Δｐ／ｆ
奥行き方向の精度：Δｚ＝Ｈ×Ｈ×Δｐ／（Ｂ×ｆ）
Ｈ：撮影距離、Δｐ：受光部の読み取りピッチ、ｆ：レンズの焦点距離、Ｂ：基線長（カメラの光軸間距離）とする。
上記の計算式により撮影距離Ｈ、レンズの焦点距離ｆ、カメラ基線長Ｂ及び使用するカメラを決める。
【００５３】
絵画１０側には、スケールを決めるために基準尺１１を同時に写しこむ。基準尺１１とは長さの基準となるもので、２点間距離が既知のものである。
また、ステレオ法で計測を確実にするために、パターン照射部２６にプロジェクター２８を用意し、計測用のパターンを投影してもよい。このようにすれば、あまり模様のない絵画でも高精度に３次元計測することが可能となる。またパターンとしてランダムパターン２９を使用すると、画像処理によるステレオマッチングをより確実に行うことができ望ましい。なお、パターン投影は撮影時の一瞬だけでよいので絵画に影響はない。
【００５４】
図１０は基準点フレームを説明するための図である。基準点１２（三次元座標が既知の点、計測済みの点）を３点以上絵画１０のまわりに設置できる基準点フレーム（枠）１３を作成し、絵画１０の周囲に設置して撮影しても良い。このように、基準尺１２や基準点フレーム１３を使用することにより、絵画表面座標の補正を行い測定精度を向上できる。
ステレオカメラを用いる場合の絵画表面形状の測定は、撮影→標定→自動３次元計測（ステレオマッチング）の順に行われる。ここで相互標定について説明する。
【００５５】
相互標定は、画像中の６点以上の対応点によりカメラの相対的な位置と傾きを求める原理である。図１１は相互標定を説明するための図である。すなわち、ステレオ画像におけるモデル画像座標系ＸＹＺとカメラ座標系ｘｙｚの説明図である。モデル画像座標系の原点を左側の投影中心Ｏ１にとり、右側の投影中心Ｏ２を結ぶ線をＸ軸にとるようにする。縮尺は、基線長を単位長さにとる。このとき求めるパラメータは、左側のカメラのＺ軸の回転角κ１、Ｙ軸の回転角φ１、右側のカメラのＺ軸の回転角κ２、Ｙ軸の回転角φ２、Ｘ軸の回転角ω２の５つの回転角となる。この場合左側のカメラのＸ軸の回転角ω１は０なので、考慮する必要ない。
【００５６】
まず、以下の共面条件式（１）により、左右カメラの位置を定めるのに必要とされるパラメータを求める。
【数２】
2008304225.tif 000004
【００５７】
上述の条件にすると、共面条件式（１）は式（２）のように変形され、式（２）を解けば各パラメータが求まる。
【数３】
2008304225.tif 000005
【００５８】
ここで、モデル画像座標系ＸＹＺとカメラ座標系ｘｙｚの間には、次に示すような座標変換の関係式、式（３）、式（４）が成り立つ。
【数４】
2008304225.tif 000006
【００５９】
これらの式（１）〜式（４）を用いて、次の手順により、未知パラメータを求める。
（ｉ）パラメータ（κ１、φ１、κ２、２、ω２）の初期近似値は通常０とする。
（ｉｉ）共面条件式（２）を近似値のまわりにテーラー展開し、線形化したときの微分係数の値を式（３）、式（４）により求め、観測方程式をたてる。
（ｉｉｉ）最小二乗法を適用して、近似値に対する補正量を求める。
（ｉｖ）近似値を補正する。
（ｖ）補正された近似値を用いて（ｉｉ）〜（ｖ）までの操作を収束するまで繰り返す。
仮に、標定点の配置が悪い等の場合、収束しない場合がありうる。正常に行われなかった場合は、標定結果表示でエラーを出力しどこの画像が悪いか表示する。この場合、画像上に別の標定点があれば変更して上記計算を繰り返す。だめなら標定点の配置変更を行なう。
【００６０】
相互標定後は相互相関法によるステレオマッチング等を用いて三次元計測を行い、絵画１０の表面形状を測定する。
【００６１】
図１２に第２の実施の形態による絵画表面計測方法の処理フローの例を示す。まず、絵画１０を計測できるよう装置のセットアップを行う（Ｓ１１０）。すなわち図９のように、絵画１０をセットし、絵画全面を撮影できるようにステレオカメラＣ１，Ｃ２をセットし、絵画１０に映像を投射できるようにプロジェクター２８をセットする。絵画１０は図１０のような基準フレーム１３上に設置してもよい。また計測に先立ち、２台のステレオカメラＣ１，Ｃ２をキャリブレーションしておく。すなわち、カメラの内部パラメータである主点位置、レンズ歪パラメータを求めておく。またステレカメラ方式の場合、カメラの外部パラメータ（カメラの傾き、基線長）を求めておいても良い。なお、外部パラメータは予め求めておかなくとも、撮影後、計測時に標定処理により求めることも可能である。
【００６２】
次に、測定部２０にて、絵画１０の表面形状及び色彩を測定する（計測工程：Ｓ１２０）。計測工程Ｓ１２０は絵画の表面形状を測定する表面形状測定工程（Ｓ１２２）と絵画の表面の色彩を測定する色彩測定工程（Ｓ１２４）に分かれる。本実施の形態のようなパッシブ方式の場合、測定部２０では、ステレオカメラ部２５にて左右２つの画像を撮影し、表面形状を３次元的に計測する（Ｓ１２２）。パターン照射部２６にてパターンを投影する場合は、表面形状測定用として絵画１０にパターン投影した画像と絵画表面の色彩測定用としてパターン投影しない画像の２通りを撮影する。パターンとしてランダムパターンを投影すれば、多くの特徴点を抽出できるので、三次元計測処理でステレオマッチング処理をするときに確実に処理が行え、測定精度を向上できる。絵画１０に多くの特徴点がある場合はパターンを投影せずとも良いが、そのときは、絵画１０のステレオ画像又は２枚以上の画像を撮影して表面形状測定に供する。次に、撮影された画像を用いてステレオマッチング処理を行い、絵画全面の三次元計測（表面形状の自動計測）を行う。また、先にカメラの外部パラメータを求めておかなかった場合は、三次元計測の前に、２枚以上の絵画の同一点を６点以上指示して標定を行い、カメラの外部パラメータ（カメラの位置、傾き）を計算処理により求める。
【００６３】
描画層厚測定工程（Ｓ３０）〜マップ形成工程（Ｓ４０）の処理は第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
マップ形成工程（Ｓ４０）にてカラーマップ作成後、撮影画像の正射投影（オルソ）画像変換を行う（オルソ画像変換工程：Ｓ１５０）。撮影工程（Ｓ１２０）で撮影した表面形状測定に用いるパターン投影画像（パターン投影しない場合はステレオ画像）の座標と色彩測定に用いるパターンを投影していない画像の座標とは一致しているため、第１の実施の形態でのマッチング工程（位置合わせ処理）（Ｓ５０）は必要なく、表面形状データを利用して、撮影データを正射投影画像に変換する。こうすることで表面形状データと完全に一致した絵画の色彩データを取得できる。このようにパッシブ方式では、アクティブ方式とは異なりマッチング（位置合わせ）が不要という利点がある。すなわち、第１の実施の形態のように表面形状データと色彩データを位置あわせする場合には、通常、表面形状データと色彩データの同一点を４点以上双方から選択して位置合わせすることになり、表面形状データのカラーマップは色彩データの画像と異なるので、同一点の選択が難しいケースがあるという問題がある。また、マッチング処理によって変換された表面形状データのカラーマップと色彩データの画像とを画素単位で比較した場合、完全に一致しているとは限らないという問題もある。ステレオ画像法を用いる第２の実施の形態ではこのような問題は生じない。但し、絵画１０を高精細に、色再現よく複製したい場合には、別の特殊なカメラ装置やスキャナで色彩情報を読み取り、オルソ画像変換工程（Ｓ１５０）に代えてマッチング工程（Ｓ５０）を採用し、ステレオ画像法によって得られた表面形状データと読み取った色彩データとの位置合わせを高精度に行っても良い。
【００６５】
データ出力工程（Ｓ６０）及び絵画作成工程（Ｓ７０）は第１の実施の形態と同様である。
【００６６】
本実施の形態によれば、以上のような処理を行うことで、絵画の立体複製がなされる。本実施の形態によれば、キャンバス等の被描画体や木枠等の支持体の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにして、絵画の立体複製を精密に行える絵画表面計測装置と絵画表面計測方法を提供できる。さらに、ステレオ画像法を利用することで、絵画に損傷を与えず、かつ絵画の三次元情報と色情報の位置合わせが必要なく、高精度な立体形状を復元した絵画の複製を作成することが可能となる。
【００６７】
［第３の実施の形態］
第１、第２の実施の形態では絵画表面計測装置と絵画表面計測方法について説明したが、本実施の形態では、本発明の絵画表面計測装置を印刷装置と連結して絵画複製システムを構成する例を説明する。すなわち、絵画表面計測装置の出力データを印刷装置に入力し、印刷装置で当該出力データに基づいて印刷を行うことにより、絵画を立体的に複製できるシステムの例である。印刷装置として、例えばインクジェットプリンタを使用し、カラーマップの色分けすなわち描画層厚に応じて印刷しながら印刷層を多重化する。例えば、カラーマップの青色部分は１層目の印刷のみを行い、赤色部分は１層目〜５層目の印刷を多重に行う等である。最上層以外は透明のインクで印刷を行い、最上層は色彩データ通りの色彩で印刷を行う。その結果、絵画の描画層が立体的に複製される。
【００６８】
本実施の形態によれば、キャンバス等の被描画体や木枠等の支持体の湾曲や歪の影響をなくし、筆のタッチや描画層の凹凸を抽出できるようにして、絵画の立体複製を精密に行える絵画複製システム及び絵画複製方法を提供できる。例えば、キャンバスや枠がねじれていた場合でも、また絵画を置く位置、向きなどを気にせず、計測しやすいように置いて、その歪の影響を無視して忠実に描画層だけの３次元計測を行い、絵画の立体形状を再現し、複製を作成することができる絵画複製システム及び絵画複製方法を提供できる。
【００６９】
また、本発明による絵画の複製方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムとしても実現可能である。プログラムはコンピュータの内蔵メモリに蓄積して使用してもよく、システム内外の記憶装置に蓄積して使用してもよく、インターネットからダウンロードして使用しても良い。また、当該プログラムを記録した記録媒体としても実現可能である。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態に種々変更を加えられることは明白である。
【００７１】
例えば、以上の実施の形態では、絵画の表面形状の測定について、レーザーの反射光を使用する方法とステレオカメラを使用する方法について、それぞれ典型例を挙げて説明したが、例えば、絵画を縦に設置した状態と横に設置した状態の２状態について測定を行い、平均化する又は一方を補完的に使用する、３以上のカメラを用いる、建物内部の壁画についてはレーザースキャンを円周方向に行う等、それ以外の方法も可能である。また、第１の実施の形態では色彩データをＣＣＤカラーカメラで取得する例を主に説明したが、受光部で受光した光の周波数から取得しても良い。また、低周波成分の抽出については、フィルタ回路による他に、サンプリング周期を変えて短周期のデータを高周波成分、長周期のデータを低周波成分としても良い。また、カラーマッピングの代わりに明度の差異でマッピングしても良く、高さに応じてランク（Ａ〜Ｚ等）付けするだけでも良い。また、表面形状測定工程（Ｓ２２）と色彩情報測定工程（Ｓ２４）とはどちらを先に行なっても良く、同時に行なっても良い。その他、マッピングの階層数、レーザー光のスポットサイズ、ステレオカメラの基線長などは様々に設定可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は絵画の立体的計測及び立体的複製に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態における絵画表面計測装置の構成例及びデータの流れの例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態による絵画表面計測方法の処理フローの例を示す図である。
【図３】絵画の低周波成分を抽出処理した結果の例を示す図である。
【図４】カラーマップ（高さ情報）を色として抽出、表示した例を示す図である。
【図５】絵画表面を撮影した色彩情報の例を示す図である。
【図６】相互相関法における探索範囲とテンプレート画像の一例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における絵画表面計測装置の構成例及びデータの流れの例を示すブロック図である。
【図８】ステレオ法の原理の説明図である。
【図９】第２の実施の形態におけるステレオ法におけるカメラと絵画の配置例の概要を示す図である。
【図１０】基準点フレームを説明するための図である。
【図１１】相互標定を説明するための図である。
【図１２】第２の実施の形態による絵画表面計測方法の処理フローの例を示す図である。
【図１３】ベースを横に置いた場合の描画面の凹凸の様子の例を示す図である。
【図１４】ベースを縦に置いた場合の描画面の凹凸の様子の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  絵画
１１  基準尺
１２  基準点
１３  基準点フレーム
２０  測定部
２１  照射部
２２  受光部
２３  第１の表面形状測定部
２３Ａ  第２の表面形状測定部
２４  色彩情報測定部
２５  ステレオカメラ部
２６  パターン照射部
２７  ステレオバー
２８  プロジェクター
２９  ランダムパターン
３０  描画層厚測定部
３１  低周波成分抽出部
３２  演算部
４０  形成部
５０  マッチング部
６０  データ出力部
７０  記憶部
８１  ベース
８２  描画層
１００，１００Ａ  絵画計測装置
ａ    カメラレンズの主点から撮像面までの距離
Ｂ    基線長
Ｃ１，Ｃ２  カメラ
Ｆ１，Ｆ２  第１、第２の画像
ｆ    レンズの焦点距離
Ｈ    撮影距離
Ｏ１，Ｏ２  モデル画像座標系の左側、右側の投影中心
Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）  物体上の計測点
Ｐ１（ｘ１，ｙ１），Ｐ２（ｘ２，ｙ２）  ＣＣＤ撮像面での座標
κ１，κ２  左側、右側のカメラのＺ軸の回転角
φ１，φ２  左側、右側のカメラのＹ軸の回転角
ω１，ω２  左側、右側のカメラのＸ軸の回転角
【図１】
2008304225.tif 000007
【図２】
2008304225.tif 000008
【図６】
2008304225.tif 000009
【図７】
2008304225.tif 000010
【図８】
2008304225.tif 000011
【図１０】
2008304225.tif 000012
【図１１】
2008304225.tif 000013
【図１２】
2008304225.tif 000014
【図１３】
2008304225.tif 000015
【図１４】
2008304225.tif 000016
【図３】
2008304225.tif 000017
【図４】
2008304225.tif 000018
【図５】
2008304225.tif 000019
【図９】
2008304225.tif 000020