(57)【要約】【課題】３次元オブジェクトモデルの各部分要素毎の有効情報を登録し、部分的な検索を行うのに有効なデータベースを構築すること。【解決手段】３次元オブジェクトモデルデータは、複数の部分要素からなっており、部分構造解析部によって、各部分要素およびそれら部分要素間の関連性を解析して、部分要素関連図を生成し。それを入力された３次元オブジェクトモデルデータと共に原データデータベース４に登録する。また、特徴量算出部によって、各部分要素に対する有効情報としての特徴量を算出し、各特徴量に対して各部分要素を関連付けした上で、特徴量データベース５に登録する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の部分要素を含む３次元モデルのデータの集合を保持する３次元モデルデータベース装置であって、
上記部分要素の各々に対して少なくとも１種類以上の特徴量または属性値と、
上記各部分要素間の関連付けの情報と、
を記憶することを特徴とする３次元モデルデータベース装置。
【請求項２】
上記各部分要素に対して付与される特徴量または属性値には、各部分要素の相対的な位置関係が含まれることを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項３】
上記各部分要素に対して付与される特徴量または属性値には、各部分要素の相対的な動きが含まれることを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項４】
上記各部分要素に対して付与する特徴量または属性値の種類をそれぞれ設定するための情報を入力する入力手段を有することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項５】
上記各部分要素間の関連付けの情報は、要素間の接続構造に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項６】
上記各部分要素間の関連付けの情報を利用して、複数の部分要素の組み合わせを設定し、当該複数の部分要素の組み合わせを新たな部分要素として、上記３次元モデルデータの他の各部分要素と関連付けて記憶することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項７】
上記新たな部分要素を設定するとき、予め設定してある各部分要素間の関連図を表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された上記関連図を操作して上記新たなる部分要素を指定するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項８】
上記新たな部分要素を設定するとき、上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルを操作して上記新たなる部分要素を指定するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項９】
上記新たな部分要素は、上記部分要素間の関連付けの情報において、関連性の高い部分要素で構成された複数の部分要素の組み合わせであることを特徴とする請求項６に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１０】
上記関連性の高い部分要素は、上記部分要素間の関連付けの情報において、互いに隣接している部分要素であり、所定の閾値以内の距離または所定の部分要素数だけ離れた部分要素までを含む組み合わせ、または、上記部分要素間の形状類似度が所定の閾値以下となる部分要素で構成された組み合わせからなることを特徴とする請求項９に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１１】
上記関連性の高い部分要素は、上記部分要素をクラスタリング処理によりグループ毎に分類し、分類されたグループ毎の部分要素の集合であることを特徴とする請求項９に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１２】
上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルの部分または境界を指定して、上記部分に対応する部分要素を新たなる部分要素に分割するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１３】
上記部分要素間の関連付けの情報を関連図として表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された上記関連図における上記部分要素の接続関係を変更し、各部分要素間の関連付けの情報を変更するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１４】
上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された３次元モデルの部分を移動させて、その移動した部分に対応する上記部分要素と他の部分要素との上記関連付けの情報を変更するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１５】
上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルを操作して上記新たなる部分要素を追加するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１６】
上記部分要素間の関連付けの情報としての部分要素間の関連図と共に、３次元モデルデータを表示する表示手段と、
上記表手段に表示された上記関連図の部分要素を選択するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有し、
上記入力手段によって指定された上記関連図中の部分要素に対応する３次元モデルデータの部分を、相対的に強調表示することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【請求項１７】
３次元モデルデータを表示する表示手段と、
上記表手段に表示された３次元モデルデータの部分要素を選択するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有し、
上記入力手段によって指定された３次元モデルデータの部分要素を相対的に強調表示することを特徴とする請求項１に記載の３次元モデルデータベース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つ以上の部分要素を含む３次元オブジェクトモデルのデータの集合を保持するデータベース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル情報が至る場面で利用されている。これらの情報はテキスト情報のみならず、画像、映像等の２次元データは勿論のこと、３次元オブジェクトデータを表現するデータに関しても、従来からのＣＡＤデータに加え、商品の３次元オブジェクトデータ化、また、考古学的遺産、美術・芸術品の３次元オブジェクトデータ化によるデジタルアーカイブ等、盛んに利用されている。これらのデータは増大する一方であり、データの効率的な管理や、利用者の要求するデータを効率良く検索する要求が高まっている。このような要求に応えるべく、様々な情報検索技術が提案されており、類似オブジェクトの検索技術に関しても、オブジェクトの持つ特徴量を算出し、これらの特徴量に従って検索を行う方法が多数提案されている。本発明で特に対象とするマルチメディアオブジェクトデータの検索装置に関しても、これまで幾つかの技術が提案されている。
【０００３】
３次元オブジェクトモデルは、通常、複数の部品から構成されており、これらの部品は階層的な構造を持ち、この構造情報と共に３次元オブジェクトモデルデータとなっている。３次元オブジェクトモデルの検索に関し、モデルを構成する一部の部品の形状に注目してこの形状に類似するモデルの検索を行う要求も出てきている。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１では、３次元オブジェクトモデルを構成する部品に関する情報を検索する際に、３次元グラフィックス上で目的とする部品を指定し、部品番号や部品名によらず直観的な部品情報の検索を可能とするために、対象の３次元オブジェクトモデル情報、部品とモデリング情報との関係、部品の階層情報及び部品と技術情報との関係を基に３次元グラフィック上で目的の部品を指示して指定し、階層情報に基づいて所望の階層の部品を表示する電子化技術情報検索表示装置を提案している。
【０００５】
また、特許文献２は、３次元形状のモデルを構成するパッチごとに当該パッチを内包する単純図形に対応付けて形状解析木のノードを生成し、また、このノードのうち幾何的な隣接関係のあるノードの間にエッジを生成することにより近傍グラフを生成する機能を有し、パッチの形状に連続性があるノードを先に融合する条件に基づいて近傍グラフにおけるノードの内、エッジを張られたノードどうしを融合して、融合されたノードに含まれる各パッチを内包する新たな単純図形に対応付けて新たなノードを親ノードとし、融合前の上記ノードを子ノードとする形状解析木を生成する形状解析システム、３次元形状モデルの差分検出システム、類似形状検索システム、形状解析方法、３次元形状モデルの差異検出方法、類似形状検索方法、記憶媒体及びプログラム伝送装置を開示している。
【特許文献１】特開平１１−１６１６６９号公報
【特許文献２】特開２００１−３０７１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の方法では、部分要素の特徴量が算出されていない。部分情報が設定されたデータを登録したデータベースを有効に利用して検索等に利用するためには、各部分要素に対して利用のための有効な情報を追加しておく必要があるにもかかわらず、上記特許文献１においては十分な情報が設定されているとは言えず、特に部分情報を利用した部分的な検索を行うための考察がなされておらず、登録データの有効利用を行うことができない状況にある。
【０００７】
また、上記特許文献２においては、ノード情報、すなわち部分分割されたオブジェクト間の接続情報のみを利用した検索システムを構築しており、この例においても各部分オブジェクトの形状的な類似性に関する言及はなされておらず、部分形状に関する精度よい検索には適した方法であるとは言えない。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、各部分要素毎の有効情報を登録し、部分的な検索を行うのに有効なデータベース構築がなされる３次元モデルデータベース装置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】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、
少なくとも１つ以上の部分要素を含む３次元モデルのデータの集合を保持する３次元モデルデータベース装置であって、
上記部分要素の各々に対して少なくとも１種類以上の特徴量または属性値と、
上記各部分要素間の関連付けの情報と、
を記憶することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記各部分要素に対して付与される特徴量または属性値には、各部分要素の相対的な位置関係が含まれることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記各部分要素に対して付与される特徴量または属性値には、各部分要素の相対的な動きが含まれることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記各部分要素に対して付与する特徴量または属性値の種類をそれぞれ設定するための情報を入力する入力手段を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記各部分要素間の関連付けの情報は、要素間の接続構造に関する情報を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記各部分要素間の関連付けの情報を利用して、複数の部分要素の組み合わせを設定し、当該複数の部分要素の組み合わせを新たな部分要素として、上記３次元モデルデータの他の各部分要素と関連付けて記憶することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項６に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記新たな部分要素を設定するとき、予め設定してある各部分要素間の関連図を表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された上記関連図を操作して上記新たなる部分要素を指定するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項６に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記新たな部分要素を設定するとき、上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルを操作して上記新たなる部分要素を指定するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項６に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記新たな部分要素は、上記部分要素間の関連付けの情報において、関連性の高い部分要素で構成された複数の部分要素の組み合わせであることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項９に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記関連性の高い部分要素は、上記部分要素間の関連付けの情報において、互いに隣接している部分要素であり、所定の閾値以内の距離または所定の部分要素数だけ離れた部分要素までを含む組み合わせ、または、上記部分要素間の形状類似度が所定の閾値以下となる部分要素で構成された組み合わせからなることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項９に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記関連性の高い部分要素は、上記部分要素をクラスタリング処理によりグループ毎に分類し、分類されたグループ毎の部分要素の集合であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルの部分または境界を指定して、上記部分に対応する部分要素を新たなる部分要素に分割するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１３に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記部分要素間の関連付けの情報を関連図として表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された上記関連図における上記部分要素の接続関係を変更し、各部分要素間の関連付けの情報を変更するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１４に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された３次元モデルの部分を移動させて、その移動した部分に対応する上記部分要素と他の部分要素との上記関連付けの情報を変更するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１５に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルを操作して上記新たなる部分要素を追加するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１６に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
上記部分要素間の関連付けの情報としての部分要素間の関連図と共に、３次元モデルデータを表示する表示手段と、
上記表手段に表示された上記関連図の部分要素を選択するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有し、
上記入力手段によって指定された上記関連図中の部分要素に対応する３次元モデルデータの部分を、相対的に強調表示することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１７に記載の発明による３次元モデルデータベース装置は、請求項１に記載の発明による３次元モデルデータベース装置において、
３次元モデルデータを表示する表示手段と、
上記表手段に表示された３次元モデルデータの部分要素を選択するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有し、
上記入力手段によって指定された３次元モデルデータの部分要素を相対的に強調表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、各部分要素毎の有効情報である特徴量または属性値を登録し、部分的な検索を行うのに有効なデータベース構築がなされた３次元モデルデータベース装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
［第１実施形態］  
図１は、本発明の第１実施形態に係る３次元モデルデータベース装置の適用されたオブジェクトデータ検索装置の構成を示すブロック図である。
【００２９】
このオブジェクトデータ検索装置は、演算装置１と、キーボード、マウス、タブレット等のデータ入力及び操作指示用の入力装置２と、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、３次元表示装置等のオブジェクトデータ表示部としての表示装置３とをシステム構成要素として持っている。
【００３０】
ここで、上記演算装置１は、上記入力装置２等からのオブジェクトデータである少なくとも１つ以上の部分要素を含む３次元オブジェクトモデルを入力するオブジェクトデータ入力部１１、該オブジェクトデータ入力部１１により入力された３次元オブジェクトモデルから各部分要素およびそれら部分要素間の関連性を解析する部分構造解析部１２、該部分構造解析部１２で解析された各部分要素の特徴量を算出する特徴量算出部１３、該特徴量算出部１３で算出された特徴量をオブジェクトデータベースに登録するデータベース登録部１４、及び、実際の検索を行うときに、上記オブジェクトデータベース等に登録されたオブジェクトデータ等の中から入力装置２の操作により指定された検索条件となるオブジェクトデータの上記特徴量算出部１３で算出された特徴量と、上記オブジェクトデータベースに登録されている各オブジェクトデータの特徴量とを比較して類似度を算出することで、検索条件として設定されたオブジェクトデータに類似するものを検索する類似度算出部１５から構成される。
【００３１】
上記オブジェクトデータベースは、図１に示されるように、原オブジェクトデータが登録されている原データデータベース４、及び、算出された特徴量を登録するための特徴量データベース５、として分散して配置されている。なお、本実施の形態では、分散データベースの形態として記述してあるが、これは必ずしも分散型である必要はなく、単一のデータベースで構築することも可能である。
【００３２】
上記オブジェクトデータ入力部１１に入力されるオブジェクトデータとしては、２次元画像、３次元形状データ、音声や音楽、その他、任意のマルチメディアオブジェクトデータを利用することが可能である。
【００３３】
利用者は、上記原データデータベース４、または外部のオブジェクトデータベースから、オブジェクト閲覧機能により上記表示装置３に表示されたオブジェクトのリストを閲覧し、検索対象として任意のオブジェクトを選択することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、該オブジェクトデータ検索装置に付随する表示装置３に表示することとして記述してあるが、インターネットを通して検索処理を行うこともでき、検索処理はインターネットサーバで行い、検索条件設定、オブジェクトデータベース内のデータの閲覧、検索結果の表示等はクライアント処理装置で行う形態も可能である。
【００３５】
また、登録のため、または検索条件設定のために、上記オブジェクトデータ入力部１１に入力されるオブジェクトデータは、指定された原データデータベース４以外からも、外部オブジェクトデータベース１００、インターネットの外部Ｗｅｂサイト２００上に公開されているような既存のオブジェクトを選択することも可能であるし、外部のオブジェクトデータ入力手段としての他のオブジェクト生成手段３００で生成した任意のデジタルデータ、例えば利用者が撮影した２次元画像、ＣＡＤや３次元オブジェクト生成ツールを利用して任意に作成した３次元オブジェクトデータ、さらには、レンジファインダのような３次元オブジェクト撮影、入力装置を用いて入力されたオブジェクトデータ等、任意のデジタルデータを用いることが可能である。また、データ形式に関しても、任意のデータ形式を扱うことが可能である。
【００３６】
なお、本発明はオブジェクトデータベースへの登録方法に関するものであるため、検索条件の設定方法や実際の検索動作の詳細については、その説明を省略する。
【００３７】
図２（Ａ）は、本第１実施形態の具体的な３次元オブジェクトモデルのレンダリング画像を示したものである。即ち、オブジェクトデータベース（原データデータベース４及び特徴量データベース５）に登録しようとする３次元オブジェクトモデルデータの一例としての椅子のモデルを示している。このような３次元オブジェクトモデルデータが入力装置２や外部オブジェクトデータベース１００、外部Ｗｅｂサイト２００、オブジェクト生成手段３００よりオブジェクトデータ入力部１１に入力される。
【００３８】
この３次元オブジェクトモデルデータの一例としての椅子は、図２（Ａ）に示されるように、座面、背部、脚、肘掛けの部分要素（部分オブジェクト）からなっており、部分構造解析部１２は、各部分要素およびそれら部分要素間の関連性を解析して、図２（Ｂ）に示すような部分要素関連図を生成する。この部分要素関連図は、入力された３次元オブジェクトモデルデータと共にオブジェクトデータベース（原データデータベース４）に登録され、必要に応じて自由に参照することが可能となる。
【００３９】
また、特徴量算出部１３での部分要素に対する特徴量の算出は、各部分要素に対して行えば良く、上記椅子の例では、座面の特徴量ベクトル、背部の特徴量ベクトル、脚の特徴量ベクトルが４つ、肘掛けの特徴量ベクトルが２つ、それぞれ算出される。各特徴量に対して各部分要素を関連付けした上で、オブジェクトデータベース（特徴量データベース５）に登録される。
【００４０】
なおここでは、すべてのパーツに対して特徴量算出を行ったが、まとまったグループに対して特徴量を算出することも可能であり、座面、脚４本、肘掛け２つを部分要素としてまとめて特徴量を算出することも可能となる。このように、部分要素に対する特徴量の算出は、部分要素の組み合わせの数だけ行うことが可能である。
【００４１】
また、特徴量としては、体積、表面積、各軸回りの慣性モーメント、テクスチャ特徴、等の任意の特徴を算出することができる。部分要素に対しては、上記の数値的特徴の他に、テキスト情報としての属性値を付加することも可能である。
【００４２】
［第２実施形態］  
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【００４３】
最小単位の部分要素の登録のみでなく、最小の部分要素を複数組み合わせて新たな部分要素を再構成した上で登録することも可能である。この例として、図３に示すように、椅子の右側の脚２本と肘掛けを合わせた組み合わせを新たな部分要素として設定・登録するということも行うことが可能である。
【００４４】
さらに、組み合わせ方法は任意に考えることが可能であり、例えば図４に示すように、脚４本をまとめた組み合わせ、座面と脚４本の組み合わせ、背部と座面の組み合わせ、等を設定することも可能である。
【００４５】
さらには、これらの組み合わせに対してすべて各組み合わせを部分要素とした３次元オブジェクトモデルとして特徴量を算出し、その組み合わせ方法と共にデータベースに登録するという機能を持たせることも可能である。
【００４６】
また、データベースに登録する際には、表示装置３の表示画面上において全体３次元オブジェクトモデルの関連図を提示した上で、マウス等の入力装置２により任意の組み合わせを指定しながら組み合わせを設定し、データベースに登録する手段を有する。指定の方法としては、関連図上での入力装置２により追加、削除等の指示を行いながら、最終的に一つのグループに含める部分要素群を設定した上で部分要素として設定することになる。また、登録されている部分要素関連図からは各部分要素の接続情報も含めて階層的に設定されている場合には、階層の途中の部分要素を指定した際にはその上の階層、または下の階層全体が自動的に選択される、また、削除の際にも、上下の階層の自動削除機能も選択的に機能として有することとする。
【００４７】
部分要素の組み合わせ方法としては、上述の関連図を用いる方法に加え、部分要素を表示装置３の表示画面上に３次元レンダリングした上でその部分を指定することにより、指定したい部分をピックアップし、組み合わせの一部として設定する方法をとることも可能である。組み合わせを設定するために、複数の部分要素をピックアップする必要があるが、ある部分をピックアップした際に、そのピックアップされた部分要素を加えるのか、またはピックアップした部分要素を除去するのかを指定できる手段も用意しておく必要がある。この方法としては、ピックアップされた部分要素を任意の方法において強調表示し、すなわち、ピックアップされた部分のみをテクスチャの濃度を濃くする、輪郭を太くして強調する、選択された部分以外を半透明、またはテクスチャを薄く変化させる等の方法がある。３次元レンダリング画像を利用する際にも複数の部分要素の組み合わせとしての部分要素として設定できるように複数部分同時指定、任意部分の追加・削除等の機能を持たせる。
【００４８】
さらに、表示装置３の表示画面上には、部分要素ごとの関連図と３次元レンダリング画像とを同時に例えばウィンドウ表示した上で、一方のウィンドウ上で、ある部分要素をピックアップした際には他方のウィンドウ上においても同一部分要素が指定状態になっているような強調表示を行っておくことにより、双方のウィンドウ上での確認を行うことが可能となり、指定された部分要素、及びそれらの組み合わせの視認性が良くなる。
【００４９】
次に、上述の方法においては、利用者が全体３次元オブジェクトモデルの中から任意の部分要素の組み合わせを設定する方法を用いていたが、組み合わせ方法としては、各部分要素ごとの接続情報が予め既知のものもあるため、接続情報に基づいて自動的に任意の組み合わせをすべて算出した上で組み合わせ方法を設定することも可能となる。
【００５０】
さらに、全体の３次元オブジェクトモデルを構成する各３次元部分要素群に対して類似度、親和性、共通性等を算出した上でクラスタリング、グルーピング処理を行った上で自動的に適切なグループ化を行う機能を有する装置を設定することも可能である。
【００５１】
さらには、関連性の高い部分要素の組み合わせ方法として、隣接している部分要素であり、適切に設定した閾値以内の距離、または部分要素数だけ離れた部分要素までを同一グループとする組み合わせとする、または、各部分要素間の形状類似度が適切な閾値以下となるような部分要素で構成されたグループとなるような組み合わせとすることも可能である。
【００５２】
［第３実施形態］  
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
【００５３】
登録対象とする３次元オブジェクトモデルに対して、他のデータベース等より他の部分要素を検索してきた上で、付加し、新たな全体３次元オブジェクトを構成した上でデータベースに登録するシステムを考える。この考え方としては、例えば、図２（Ａ）または図２（Ｂ）の椅子の３次元オブジェクトモデルに関し、最初は肘掛けが付加されていない椅子であったとして、肘掛けを付加した上で新たな椅子の３次元オブジェクトモデルとして登録するということになる。
【００５４】
また、追加のみでなく、交換の機能を有することを特徴とすることも可能であり、部分要素のうち１つ以上の部分要素に関し、利用者が検索してきた部分要素と交換して新たな全体３次元オブジェクトモデルを生成した上でデータベースヘの登録を行う機能である。
【００５５】
新たな部分要素を追加または交換する方法としては、新たな部分要素を検索してくるという他の手段として、３次元計測装置により計測する方法や、ＣＡＤのような３次元オブジェクトモデル生成ツールによる方法等、任意の方法を利用することが可能である。
【００５６】
［第４実施形態］  
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
【００５７】
部分要素を指定する際に、複数の部分要素を指定した場合には、各部分要素間には相対的な位置関係を設定することが可能であるが、この相対位置関係を変化させることにより、異なる部分要素としての登録を行うことができる。
【００５８】
従って、このように相対的な位置関係を変化させることが可能な複数のオブジェクトを部分要素として登録する際には、１種類以上の相対位置関係をも特徴量として設定した上でデータベースに登録する機能を有することを特徴としたシステムを構成することができる。
【００５９】
［第５実施形態］  
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
【００６０】
全体の３次元オブジェクトモデルとして、または、部分要素としても、それ以上の分割情報の存在しない３次元オブジェクトモデルである場合に、任意の手段において、３次元オブジェクトモデルをさらに詳細な複数のオブジェクトに分割することにより、より有効な部分要素の登録を行うことが可能になると考えられる。
【００６１】
そのため、３次元オブジェクトモデルの複数分割手段を有することを特徴とするようなシステムを考える。分割手段としては、３次元レンダリング画像を適切な視点でレンダリングした上で、表示装置３の表示画面上で入力装置２によるカットする位置、曲線、領域等の指定入力に従って分割する手段を提供することが考えられる。もちろん、その他の任意の３次元オブジェクトモデル分割手段を利用することが可能である。
【００６２】
［第６実施形態］  
次に、本発明の第６実施形態を説明する。
【００６３】
各部分要素が動作の情報を有する場合には、各部分要素が各々異なる動作情報を有することとなり、これらの情報を合わせて登録することが可能である。例として、ノートパソコンのように、液晶パネルが開いた状態から閉じた状態への動きの情報を特徴として設定することが考えられる。登録方法としては、動作の種類、例えば、回転、直線運動のような表現、動作の範囲を特徴として設定しておく。
【００６４】
このような動作情報も併せて登録しておくことにより、検索に利用する際に、動きも考慮した上で、同一オブジェクトであっても複数の状態を想定した上での検索を行うことができ、より柔軟な検索システムを構成することが可能となる。
【００６５】
［第７実施形態］  
次に、本発明の第７実施形態を説明する。
【００６６】
本実施形態は、室内、家屋、さらには都市空間のレイアウトシミュレーションとして用いるための３次元オブジェクトモデルの登録を行うものである。即ち、上記第１乃至第７実施形態では、一つの全体３次元オブジェクトモデルとして、ある機能を有する一つのオブジェクト、例えば、椅子、机等の３次元オブジェクトモデルを考えてきたが、本実施形態では、さらに登録の対象としては、これらの３次元オブジェクトモデルの集合を全体オブジェクトとして考え、これまで全体オブジェクトとして考えてきた３次元オブジェクトモデルを部分要素として考えるものである。
【００６７】
例として、図５，図６，図７に示すように、ある一つの部屋を全体オブジェクトとして考える、ある一戸の家屋を全体オブジェクトとして考える、ある都市の部分的な領域を全体オブジェクトとして考えるというような登録方法があり、このような登録を行う場合には、インテリアシミュレーション、景観シミュレーションといった利用目的にもデータベースは利用されることが想定される。この３つの図において、図５の部屋１、図６の住宅１、図７の都市空間１の３次元オブジェクトモデルは、それぞれが階層構造とすることも可能であり、即ち、都市空間の部分空間として住宅、住宅の部分オブジェクトとして部屋があるというように、階層構造の多重解像度化を想定した登録を行うことも可能である。
【００６８】
このような利用方法においては、上記第３実施形態で述べたように、部分要素を他から検索してきた類似の部分要素と交換したりといったシミュレーションを行うことを目的としたシステムを構築することも可能となる。さらには各部分要素の大きさを変更する機能を有することにより、登録の自由度をさらに増すことも可能である
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００６９】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００７０】
（１）  少なくとも１つ以上の部分要素を含む３次元モデルのデータの集合を保持する３次元モデルデータベース装置であって、
上記部分要素の各々に対して少なくとも１種類以上の特徴量または属性値と、
上記各部分要素間の関連付けの情報と、
を記憶することを特徴とする３次元モデルデータベース装置。
【００７１】
（対応する実施形態）  
この（１）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（１）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、３次元オブジェクトモデル全体が部分要素（部分オブジェクト）の集合として構成されていて、各部分要素の関連性が図２（Ｂ）に示すように記述されているため、各部分要素ごとに３次元的な特徴量を算出することが可能である。そのため、データベースに登録する際にも各部分要素ごとに特徴量を算出した上で登録することにより、登録された３次元オブジェクトモデルを利用または検索を行う際に、３次元オブジェクトモデル全体のみならず、部分要素にまで及んだ詳細な検索システムを構築することが可能となる。
【００７２】
さらには、各部分要素間には階層的または関連的な接続情報が付与されているために最小単位の部分要素のみでなく、複数の部分要素をまとめた部分要素を構成した上でデータベースに登録することが可能となり、このことによる理由においても検索の自由度を増すこととなる。
【００７３】
（２）  上記各部分要素に対して付与される特徴量または属性値には、各部分要素の相対的な位置関係が含まれることを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００７４】
（対応する実施形態）  
この（２）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第４実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（２）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、登録を行おうとする３次元オブジェクトモデルに含まれる部分要素は、位置が固定されていない場合もあり、このようなときには、各部分要素ごとの位置関係も特徴として登録することができる。さらには、位置の範囲も合わせて登録することが可能であり、このような登録手段を有することにより、柔軟な登録機能を達成することが可能であると共に、柔軟な検索条件を設定することが可能となり、多様な検索を行うことが可能となる。
【００７５】
（３）  上記各部分要素に対して付与される特徴量または属性値には、各部分要素の相対的な動きが含まれることを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００７６】
（対応する実施形態）  
この（３）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第６実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（３）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、登録の対象となる３次元オブジェクトモデルを構成する部分要素として、動作を伴う部分要素が含まれる場合もあるが、これらの動作を伴う部分要素に対しては動作条件も特徴量として登録しておくことにより、検索システムを構築する際に動作も含めた類似性を算出した上での検索を行うことが可能となり、多様な検索システムとして構築することが可能となる。
【００７７】
（４）  上記各部分要素に対して付与する特徴量または属性値の種類をそれぞれ設定するための情報を入力する入力手段を有することを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００７８】
（対応する実施形態）  
この（４）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（４）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、各部分要素に対して、適用したいと考える特徴が異なる場合もあるが、そのような場合には、各部分要素ごとに異なる特徴を設定した上で登録することができるようにすることにより、登録および検索の自由度が増すことになり、より高精度な検索システムとして利用することが可能となる。
【００７９】
（５）  上記各部分要素間の関連付けの情報は、要素間の接続構造に関する情報を含むことを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００８０】
（対応する実施形態）  
この（５）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（５）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、部分要素間の関連において、特に隣り合う、または接触するというような近接情報が同時に登録されていることにより、より部分特徴有効な特徴を設定することが可能となる。
【００８１】
（６）  上記各部分要素間の関連付けの情報を利用して、複数の部分要素の組み合わせを設定し、当該複数の部分要素の組み合わせを新たな部分要素として、上記３次元モデルデータの他の各部分要素と関連付けて記憶することを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００８２】
（対応する実施形態）  
この（６）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（６）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、登録の対象となる３次元オブジェクトモデルは通常複数の３次元オブジェクトより構成されおり、各３次元オブジェクトモデルに関する関連付け情報、例えば、階層構造情報、関連付けられた部分要素に対するグループ情報等を持っており、最小単位の３次元オブジェクトモデルすべてを登録しても形状検索的に重要でない場合がある。そのため、複数の部分要素の集合により経常的な意味合いが大きくなる場合があり、このようなときに複数の部分要素をまとめて一つの部分要素として登録することにより、検索の際により高精度な検索を行うことが可能となる。
【００８３】
（７）  上記新たな部分要素を設定するとき、予め設定してある各部分要素間の関連図を表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された上記関連図を操作して上記新たなる部分要素を指定するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする（６）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００８４】
（対応する実施形態）  
この（７）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（７）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、部分要素として複数の部分要素の集合を新たな部分要素として設定する際に、設定する複数の部分要素の組み合わせを決定する場合に、実際の全体的な３次元オブジェクトモデルの構成が各部分要素間の関連図として表現されていることにより、組み合わせるべき部分要素を指定する際にわかり易く、さらに、正確に設定することが可能となる。
【００８５】
（８）  上記新たな部分要素を設定するとき、上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルを操作して上記新たなる部分要素を指定するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする（６）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００８６】
（対応する実施形態）  
この（８）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（８）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、部分要素として複数の部分要素の集合を新たな部分要素として設定する際に、表示装置上で、実際の３次元オブジェクトモデルの全体像を閲覧した上で、この３次元オブジェクトモデルのレンダリング画像上を入力装置により指定することで設定したい部分要素の集合を選択できることにより、視覚的にわかり易く、さらに正確な設定が可能となる。
【００８７】
（９）  上記新たな部分要素は、上記部分要素間の関連付けの情報において、関連性の高い部分要素で構成された複数の部分要素の組み合わせであることを特徴とする（６）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００８８】
（対応する実施形態）  
この（９）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
登録の対象とする３次元オブジェクトモデルを構成する部分要素を利用して複数の部分要素を自動的に生成する場合に、原３次元オブジェクトモデルにより構成される部分要素の組み合わせば多数存在するが、これらの組み合わせの中には検索等利用する際には有効でないと考えられる組み合わせも存在する。したがって、この（９）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、部分要素を構成する複数の組み合わせのすべてを算出する共に、これらの組み合わせの中で、組み合わせとして有効と見なすことのできる組み合わせを自動的に選定し、選定された有効な組み合わせの部分オブジェクトのみを登録することにより、登録数を制限することができるためデータベースの容量の削減に有効となり、さらには検索時間の短縮に有効な登録システムとなる。
【００８９】
（１０）  上記関連性の高い部分要素は、上記部分要素間の関連付けの情報において、互いに隣接している部分要素であり、所定の閾値以内の距離または所定の部分要素数だけ離れた部分要素までを含む組み合わせ、または、上記部分要素間の形状類似度が所定の閾値以下となる部分要素で構成された組み合わせからなることを特徴とする（９）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００９０】
（対応する実施形態）  
この（１０）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（１０）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、検索を行うための有効な組み合わせで構成されている部分要素が登録されていることにより有効な検索を行うことができるが、有効な組み合わせとしては隣接しているものを組み合わせたものであれば、この組み合わせにより、形状として有効な意味のある部分要素を構成することが可能であったり、また、位置的には離れた位置にあったとしても類似度の高い部分要素であれば同一グループとして設定することにより、類似検索を行う上でも同様な組み合わせ方法での部分要素が構成されている確率が高くなり、より有効な部分要素検索システムを構築することが可能となる。
【００９１】
（１１）  上記関連性の高い部分要素は、上記部分要素をクラスタリング処理によりグループ毎に分類し、分類されたグループ毎の部分要素の集合であることを特徴とする（９）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００９２】
（対応する実施形態）  
この（１１）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
登録の対象となる３次元オブジェクトモデルから部分要素を構成する際に、手動で部分要素の組み合わせを設定する方法では画面上での手作業を行う必要があり煩雑な操作となることが考えられる。そこで、この（１１）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、３次元オブジェクトモデルを構成する全部分要素からグループ化処理を行うことにより自動的に部分要素の組み合わせを設定することにより、簡易に部分要素の登録を行うことができると共に、この作業は演算装置によるプログラムされた手順によって行われるため、作業者ごとの組み合わせ方法の差異がなくなりより、系統的な登録作業を行うことが可能となる。
【００９３】
（１２）  上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルの部分または境界を指定して、上記部分に対応する部分要素を新たなる部分要素に分割するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００９４】
（対応する実施形態）  
この（１２）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第５実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（１２）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、登録対象としている３次元オブジェクトモデルの分割情報が不十分であり、検索に利用できるような分割情報を持たない場合には、対象とする３次元オブジェクトモデルを任意の位置、領域、または範囲において分割作業を行い、部分要素として意味を持つような部分要素まで分割を行う機能を有することにより、より詳細な検索に利用することが可能となる。
【００９５】
（１３）  上記部分要素間の関連付けの情報を関連図として表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された上記関連図における上記部分要素の接続関係を変更し、各部分要素間の関連付けの情報を変更するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００９６】
（対応する実施形態）  
この（１３）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第３実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（１３）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、登録しようとする３次元オブジェクトモデルには、予め、各部分要素間の関連付けがなされていることが多いが、登録を行おうとする際に、予め設定された関連付けとは異なる関連付けを行う必要性が生じることがあり、このような場合には、予め設定された関連付けを再編集することにより新たな関連付けを設定した上で部分要素の組み合わせを選択・設定することによって登録作業を行うことにより、より柔軟な登録作業を行うことが可能であり、さらに、登録されたデータベース内の検索システムを設定する際にもより高精度な検索を行うことが可能となる。
【００９７】
（１４）  上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された３次元モデルの部分を移動させて、その移動した部分に対応する上記部分要素と他の部分要素との上記関連付けの情報を変更するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【００９８】
（対応する実施形態）  
この（１４）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第３実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（１４）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、登録しようとする３次元オブジェクトモデルには、予め、各部分要素間の関連付けがなされていることが多いが、登録を行おうとする際に、予め設定された関連付けとは異なる関連付けを行う必要性が生じることがあり、このような場合には、予め設定された関連付けを再編集することにより新たな関連付けを設定した上で部分要素の組み合わせを選択・設定することによって登録作業を行うことにより、より柔軟な登録作業を行うことが可能であり、さらに、登録されたデータベース内の検索システムを設定する際にもより高精度な検索を行うことが可能となる。さらに、この編集作業を３次元レンダリング画像上で行うことができるために視覚的にわかり易い編集作業を行うことが可能となる。
【００９９】
（１５）  上記３次元モデルを表示する表示手段と、
上記表示手段上で表示された３次元モデルを操作して上記新たなる部分要素を追加するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有することを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【０１００】
（対応する実施形態）  
この（１５）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第３実施形態が対応する。  
（作用効果）  
登録作業を行う際に、新たな部分要素を追加することにより、新たな３次元オブジェクトモデルを構成した上で全体オブジェクトの登録を行う必要がある場合がある。このような要求に対応するために、この（１５）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、３次元オブジェクトモデルに対して新たな部分要素を追加する機能を付加しておくことにより、より柔軟な登録作業を行うことが可能となる。この際、新たな部分要素の追加において、新たな部分要素の生成手段としては任意の３次元入力装置、３次元生成ツール等を任意に利用することが可能である。
【０１０１】
（１６）  上記部分要素間の関連付けの情報としての部分要素間の関連図と共に、３次元モデルデータを表示する表示手段と、
上記表手段に表示された上記関連図の部分要素を選択するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有し、
上記入力手段によって指定された上記関連図中の部分要素に対応する３次元モデルデータの部分を、相対的に強調表示する（点滅表示する、または指定された部部要素以外を半透明にする）ことを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【０１０２】
（対応する実施形態）  
この（１６）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（１６）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、部分要素の組み合わせを指定する際に、表示画面上の関連図を利用して作業を行う場合に３次元レンダリング画像上での対応付けは重要な機能となる。そこで、関連図上での指定部分要素が３次元レンダリング画像上で強調表示、すなわち点滅、描画色の濃度を変化させる、透明度の設定を行う、輪郭の強調表示を行う等の提示を行うことにより、利用者にとって、指定中の部分要素の３次元レンダリング画像上での位置関係がはっきりするため登録ミス等を低減することが可能となる。
【０１０３】
（１７）  ３次元モデルデータを表示する表示手段と、
上記表手段に表示された３次元モデルデータの部分要素を選択するための情報を入力する入力手段と、
をさらに有し、
上記入力手段によって指定された３次元モデルデータの部分要素を相対的に強調表示する（点滅表示する、または指定された部部要素以外を半透明にする）ことを特徴とする（１）に記載の３次元モデルデータベース装置。
【０１０４】
（対応する実施形態）  
この（１７）に記載の３次元モデルデータベース装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。  
（作用効果）  
この（１７）に記載の３次元モデルデータベース装置によれば、部分要素の組み合わせ設定を行う際には、実際に３次元表示装置上にレンダリングされている画像上を指定して行う場合に指定された部分要素と指定されていない部分要素との区別をわかり易くする必要があるが、その方法として、指定部分要素が３次元レンダリング画像上で強調表示、すなわち点滅、描画色の濃度を変化させる、透明度の設定を行う、輪郭の強調表示を行う等の提示を行うことにより利用者にとって、指定中の部分要素の３次元レンダリング画像上での位置関係がはっきりするため登録ミス等を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る３次元モデルデータベース装置の適用されたオブジェクトデータ検索装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は第１実施形態の具体的な３次元オブジェクトモデルのレンダリング画像を示した図であり、（Ｂ）はその３次元オブジェクトモデルの部分要素関連図を示す図である。
【図３】右側部分を部分要素として登録した場合の部分要素関連図を示す図である。
【図４】脚４本を部分要素として登録した場合の部分要素関連図を示す図である。
【図５】部屋１の部分要素関連図を示す図である。
【図６】住宅１の部分要素関連図を示す図である。
【図７】都市空間１の部分要素関連図を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…演算装置、  ２…入力装置、  ３…表示装置、  ４…原データデータベース、  ５…特徴量データベース、  １１…オブジェクトデータ入力部、  １２…部分構造解析部、  １３…特徴量算出部、  １４…データベース登録部、  １５…類似度算出部、  １００…外部オブジェクトデータベース、  ２００…外部Ｗｅｂサイト、  ３００…オブジェクト生成手段。
【図１】
2005071095.tif 000003
【図２】
2005071095.tif 000004
【図３】
2005071095.tif 000005
【図４】
2005071095.tif 000006
【図５】
2005071095.tif 000007
【図６】
2005071095.tif 000008
【図７】
2005071095.tif 000009