(57)【要約】      （修正有）【課題】自動で人体の部位を認識し、認識した部位の寸法を計測可能な非接触三次元計測システムを提供する。【解決手段】ステレオ撮影を行う複数の撮像ユニット１６〜１９と、三次元画像を作成する演算制御装置２２とを有する三次元計測システム１であって、演算制御装置は特徴点に基づいたＴＩＮにより測定対象物の三次元形状データを作成し、三次元形状データに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、水平断面とＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を繋合せて断面線を作成し、断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成する第１判定部２６と、各断面線の重心位置の平均に基づき重心軸を求め、重心位置を中心に所定角度方向の各断面線の点を設定断面点とし、設定断面点と重心軸を含む縦断面を設定し、設定断面点を縦断面内で繋合た、体型外形ラインを基に所定の部位の位置を判定する第２判定部２７とを有する。【選択図】図２
2013228334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのカメラを有し測定対象物のステレオ撮影を行う複数の撮像ユニットと、該撮像ユニットにより得られた２つの画像から特徴点を抽出し、画像上から共通する特徴点を対応点として三次元計測し、各撮像ユニット毎に前記測定対象物の三次元形状を計測すると共に該測定対象物の三次元画像を作成する演算制御装置とを有する三次元計測システムであって、前記複数の撮像ユニットは前記測定対象物を複数の方向から撮像する様に配設され、前記演算制御装置は前記特徴点に基づき作成されたＴＩＮにより前記測定対象物の三次元形状データを作成し、該三次元形状データに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を繋合せて断面線を作成し、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成する第１判定部と、各断面線の重心位置を求めると共に該重心位置の平均に基づき重心軸を求め、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点とし、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定し、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成し、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を判定する第２判定部とを有することを特徴とする三次元計測システム。
【請求項２】
前記第２判定部は、前記設定断面点の三次元座標を取得する断面点座標取得部と、前記縦断面を異なる方向に複数設定することで、前記体型外形ラインを複数作成すると共に該体型外形ライン上の前記設定断面点と前記重心軸間の水平距離を前記体型外形ライン毎に算出し集計して複数のグラフを作成する距離算出部と、作成したグラフに基づき前記測定対象物の詳細部位を判定する部位特定部とを具備する請求項１の三次元計測システム。
【請求項３】
前記部位特定部は、前記複数のグラフから選択した１つのグラフに基づき所定の部位の寸法断面線の特定を行う請求項２の三次元計測システム。
【請求項４】
前記部位特定部は、前記特定された部位の位置に基づき、前記断面線群中から他の部位の寸法断面線の特定を行う請求項３の三次元計測システム。
【請求項５】
前記第２判定部は自動採寸処理部を更に具備し、該自動採寸処理部は特定された寸法断面線の周囲長を寸法データとして採寸する請求項４の三次元計測システム。
【請求項６】
前記演算制御装置により作成された部位名の一覧を示す表を表示する表示部と、該表示部に表示された表から所望の部位を指定可能な操作部とを更に具備し、該操作部により所望の部位が指定されることで、該部位の寸法データが前記表示部に表示される請求項５の三次元計測システム。
【請求項７】
前記演算制御装置により作成された三次元画像を表示する表示部と、前記三次元画像の所望の部位を指定可能な操作部とを更に具備し、該操作部により前記三次元画像の所望の部位が指定されることで、該部位の寸法データが前記表示部に表示される請求項５又は請求項６の三次元計測システム。
【請求項８】
２つのカメラを有する複数の撮像ユニットにより測定対象物をステレオ撮影する工程と、前記複数の撮像ユニットにより得られた複数の画像中の特徴点を抽出し、該特徴点を基に前記測定対象物のＴＩＮを作成する工程と、前記ＴＩＮに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を求める工程と、該断面点を前記水平断面内で繋合せて断面線を作成する工程と、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成する工程と、各断面線の重心位置を求め重心軸を作成する工程と、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点として取得する工程と、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定し、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成する工程と、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を特定する工程とを有することを特徴とする三次元計測方法。
【請求項９】
２つのカメラを有する複数の撮像ユニットと、該撮像ユニットを制御する演算制御装置を有する三次元計測システムに於いて、前記演算制御装置に前記複数の撮像ユニットにより測定対象物をステレオ撮影させ、前記複数の撮像ユニットにより得られた複数の画像中の特徴点を抽出させ、該特徴点を基に前記測定対象物のＴＩＮを作成させ、該ＴＩＮに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を求めさせ、該断面点を前記水平断面内で繋合せて断面線を作成させ、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成させ、各断面線の重心位置を求め重心軸を作成させ、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点として取得させ、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定させ、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成させ、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を特定させることを特徴とする三次元計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元計測システム及び三次元計測方法及び三次元計測プログラム、特に人体等の測定対象物を非接触でステレオ撮影し、形状を計測する三次元計測システム及び三次元計測方法及び三次元計測プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人体等の測定対象物の三次元形状を計測する場合には、２台のカメラによるステレオ撮影により三次元計測が行われる。ステレオ撮影による三次元計測を行うことで、非接触で且つ迅速に測定対象物の三次元形状を計測することができる。
【０００３】
又、近年では、衣服の購買者の体型に合致する衣服のサイズを非接触且つ迅速に計測する為に、ステレオ撮影による人体の三次元形状の計測を実現することが求められている。
【０００４】
上記の様な非接触の三次元計測装置の場合、ノイズ光やカメラの性能等により、計測した測定対象物の三次元データ中にノイズが混入することがあり、ノイズの混入により正確な計測を行うことができず、測定対象物の三次元形状を特定する正確な数値を求めることが困難であった。
【０００５】
尚、特徴投影部により測定対象物に投影された特徴点を用いてステレオ撮影を行い、更に重複画像に於ける誤対応点を自動判定し、取除いた上で前記測定対象物の三次元形状を測定する形状測定装置及びプログラムとして、特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１３３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み、ステレオ撮影した画像中から自動で人体の部位を認識し、認識した部位の寸法を計測可能な非接触の三次元計測システム及び三次元計測方法及び三次元計測プログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、２つのカメラを有し測定対象物のステレオ撮影を行う複数の撮像ユニットと、該撮像ユニットにより得られた２つの画像から特徴点を抽出し、画像上から共通する特徴点を対応点として三次元計測し、各撮像ユニット毎に前記測定対象物の三次元形状を計測すると共に該測定対象物の三次元画像を作成する演算制御装置とを有する三次元計測システムであって、前記複数の撮像ユニットは前記測定対象物を複数の方向から撮像する様に配設され、前記演算制御装置は前記特徴点に基づき作成されたＴＩＮにより前記測定対象物の三次元形状データを作成し、該三次元形状データに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を繋合せて断面線を作成し、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成する第１判定部と、各断面線の重心位置を求めると共に該重心位置の平均に基づき重心軸を求め、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点とし、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定し、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成し、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を判定する第２判定部とを有する三次元計測システムに係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記第２判定部は、前記設定断面点の三次元座標を取得する断面点座標取得部と、前記縦断面を異なる方向に複数設定することで、前記体型外形ラインを複数作成すると共に該体型外形ライン上の前記設定断面点と前記重心軸間の水平距離を前記体型外形ライン毎に算出し集計して複数のグラフを作成する距離算出部と、作成したグラフに基づき前記測定対象物の詳細部位を判定する部位特定部とを具備する三次元計測システムに係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記部位特定部は、前記複数のグラフから選択した１つのグラフに基づき所定の部位の寸法断面線の特定を行う三次元計測システムに係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記部位特定部は、前記特定された部位の位置に基づき、前記断面線群中から他の部位の寸法断面線の特定を行う三次元計測システムに係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記第２判定部は自動採寸処理部を更に具備し、該自動採寸処理部は特定された寸法断面線の周囲長を寸法データとして採寸する三次元計測システムに係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記演算制御装置により作成された部位名の一覧を示す表を表示する表示部と、該表示部に表示された表から所望の部位を指定可能な操作部とを更に具備し、該操作部により所望の部位が指定されることで、該部位の寸法データが前記表示部に表示される三次元計測システムに係るものである。
【００１４】
又本発明は、前記演算制御装置により作成された三次元画像を表示する表示部と、前記三次元画像の所望の部位を指定可能な操作部とを更に具備し、該操作部により前記三次元画像の所望の部位が指定されることで、該部位の寸法データが前記表示部に表示される三次元計測システムに係るものである。
【００１５】
又本発明は、２つのカメラを有する複数の撮像ユニットにより測定対象物をステレオ撮影する工程と、前記複数の撮像ユニットにより得られた複数の画像中の特徴点を抽出し、該特徴点を基に前記測定対象物のＴＩＮを作成する工程と、前記ＴＩＮに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を求める工程と、該断面点を前記水平断面内で繋合せて断面線を作成する工程と、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成する工程と、各断面線の重心位置を求め重心軸を作成する工程と、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点として取得する工程と、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定し、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成する工程と、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を特定する工程とを有する三次元計測方法に係るものである。
【００１６】
更に又本発明は、２つのカメラを有する複数の撮像ユニットと、該撮像ユニットを制御する演算制御装置を有する三次元計測システムに於いて、前記演算制御装置に前記複数の撮像ユニットにより測定対象物をステレオ撮影させ、前記複数の撮像ユニットにより得られた複数の画像中の特徴点を抽出させ、該特徴点を基に前記測定対象物のＴＩＮを作成させ、該ＴＩＮに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を求めさせ、該断面点を前記水平断面内で繋合せて断面線を作成させ、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成させ、各断面線の重心位置を求め重心軸を作成させ、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点として取得させ、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定させ、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成させ、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を特定させる三次元計測プログラムに係るものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、２つのカメラを有し測定対象物のステレオ撮影を行う複数の撮像ユニットと、該撮像ユニットにより得られた２つの画像から特徴点を抽出し、画像上から共通する特徴点を対応点として三次元計測し、各撮像ユニット毎に前記測定対象物の三次元形状を計測すると共に該測定対象物の三次元画像を作成する演算制御装置とを有する三次元計測システムであって、前記複数の撮像ユニットは前記測定対象物を複数の方向から撮像する様に配設され、前記演算制御装置は前記特徴点に基づき作成されたＴＩＮにより前記測定対象物の三次元形状データを作成し、該三次元形状データに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を繋合せて断面線を作成し、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成する第１判定部と、各断面線の重心位置を求めると共に該重心位置の平均に基づき重心軸を求め、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点とし、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定し、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成し、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を判定する第２判定部とを有するので、容易に所望の部位の特定ができると共に、用途に応じて広い範囲で容易に計測データを使用することができる。
【００１８】
又本発明によれば、前記第２判定部は、前記設定断面点の三次元座標を取得する断面点座標取得部と、前記縦断面を異なる方向に複数設定することで、前記体型外形ラインを複数作成すると共に該体型外形ライン上の前記設定断面点と前記重心軸間の水平距離を前記体型外形ライン毎に算出し集計して複数のグラフを作成する距離算出部と、作成したグラフに基づき前記測定対象物の詳細部位を判定する部位特定部とを具備するので、詳細部位の形状に応じて使用する前記グラフを変更することができ、詳細部位の誤検出を防止することができる。
【００１９】
又本発明によれば、前記部位特定部は、前記複数のグラフから選択した１つのグラフに基づき所定の部位の寸法断面線の特定を行うので、前記所定の部位の位置を正確に特定することができる。
【００２０】
又本発明によれば、前記部位特定部は、前記特定された部位の位置に基づき、前記断面線群中から他の部位の寸法断面線の特定を行うので、より細かく所望の部位の位置を特定することができる。
【００２１】
又本発明によれば、前記第２判定部は自動採寸処理部を更に具備し、該自動採寸処理部は特定された寸法断面線の周囲長を寸法データとして採寸するので、各部位の正確な寸法データを取得できると共に、作業労力を低減させることができる。
【００２２】
又本発明によれば、前記演算制御装置により作成された部位名の一覧を示す表を表示する表示部と、該表示部に表示された表から所望の部位を指定可能な操作部とを更に具備し、該操作部により所望の部位が指定されることで、該部位の寸法データが前記表示部に表示されるので、簡易な操作で容易に各部位の寸法データを取得することができる。
【００２３】
又本発明によれば、前記演算制御装置により作成された三次元画像を表示する表示部と、前記三次元画像の所望の部位を指定可能な操作部とを更に具備し、該操作部により前記三次元画像の所望の部位が指定されることで、該部位の寸法データが前記表示部に表示されるので、簡易な操作で容易に各部位の寸法データを取得できると共に、各部位を前記三次元画像上から容易に認識することができ、操作性を向上させることができる。
【００２４】
又本発明によれば、２つのカメラを有する複数の撮像ユニットにより測定対象物をステレオ撮影する工程と、前記複数の撮像ユニットにより得られた複数の画像中の特徴点を抽出し、該特徴点を基に前記測定対象物のＴＩＮを作成する工程と、前記ＴＩＮに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を求める工程と、該断面点を前記水平断面内で繋合せて断面線を作成する工程と、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成する工程と、各断面線の重心位置を求め重心軸を作成する工程と、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点として取得する工程と、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定し、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成する工程と、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を特定する工程とを有するので、容易に所望の部位の特定ができると共に、用途に応じて広い範囲で容易に計測データを使用することができる。
【００２５】
更に又本発明によれば、２つのカメラを有する複数の撮像ユニットと、該撮像ユニットを制御する演算制御装置を有する三次元計測システムに於いて、前記演算制御装置に前記複数の撮像ユニットにより測定対象物をステレオ撮影させ、前記複数の撮像ユニットにより得られた複数の画像中の特徴点を抽出させ、該特徴点を基に前記測定対象物のＴＩＮを作成させ、該ＴＩＮに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面と前記ＴＩＮを構成する三角形との交点である断面点を求めさせ、該断面点を前記水平断面内で繋合せて断面線を作成させ、該断面線を所定間隔で積層させて断面線群を作成させ、各断面線の重心位置を求め重心軸を作成させ、前記重心位置を中心に所定角度方向の前記各断面線の点を設定断面点として取得させ、該設定断面点と前記重心軸を含む縦断面を設定させ、前記設定断面点を前記縦断面内で繋合せることで体型外形ラインを作成させ、該体型外形ラインを基に所定の部位の位置を特定させるので、容易に所望の部位の特定ができると共に、用途に応じて広い範囲で容易に計測データを使用することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例に係る三次元計測システムの構成図である。
【図２】本発明の三次元計測システムに於ける演算制御装置のブロック図である。
【図３】パーツ認識処理部により、ＴＩＮで表現される三次元形状データを画像化した画像を正面方向から二値画像化した状態を示す説明図である。
【図４】パーツ認識処理部により、第１グルーピング処理が行われた二値画像を示す説明図である。
【図５】パーツ認識処理部により、検出された境界に基づき第１分離処理が行われた二値画像を示す説明図である。
【図６】パーツ認識処理部により、検出された股下位置に基づき第２分離処理が行われた二値画像を示す説明図である。
【図７】パーツ認識処理部により、第２グルーピング処理が行われた二値画像を示す説明図である。
【図８】パーツ認識処理部により、各パーツの認識が行われ、各パーツ毎にグループ化された二値画像を示す説明図である。
【図９】パーツ認識処理部による、測定対象物の境界の検出を説明する説明図であり、（Ａ）は横ラインのグリッド群を示し、（Ｂ）は黒グリッド群の平断面を示し、（Ｃ）は三角形の頂点と分割線間の距離が閾値以内であるものを１カウントとした場合のカウント数のグラフを示している。
【図１０】パーツ認識処理部による、測定対象物の股下位置の検出を説明する説明図であり、（Ａ）は横ラインのグリッド群を示し、（Ｂ）は黒グリッド群の平断面を示し、（Ｃ）は三角形の頂点と分割線間の距離を表すグラフを示している。
【図１１】パーツ認識処理部により、測定対象物の股下位置が検出された状態を説明する説明図であり、（Ａ）は横ラインのグリッド群を示し、（Ｂ）は黒グリッド群の平断面を示し、（Ｃ）は三角形の頂点と分割線間の距離を表すグラフを示している。
【図１２】パーツ認識処理部による、測定対象物の股下位置を検出する為の別の方法を説明する説明図であり、（Ａ）は横ラインのグリッド群を示し、（Ｂ）は黒グリッド群の平断面を示し、（Ｃ）は三角形の頂点と分割線間の距離を表すグラフを示している。
【図１３】断面線作成部により作成された断面線を示す平面図である。
【図１４】第３ノイズ処理部により円柱座標変換された断面線を示すグラフである。
【図１５】胴体部位の断面線が積層された胴体断面線群を示す斜視図である。
【図１６】補間された胴体部位のＴＩＮを示す正面図である。
【図１７】本発明の実施例に係る詳細部位判定処理を説明するフローチャートである。
【図１８】胴体断面線群、重心軸、設定断面点の関係を説明する説明図であり、（Ａ）は前記胴体断面線群の正面図を示し、（Ｂ）は該胴体断面線群の平面図を示している。
【図１９】設定断面点が胴体断面線群の正面側斜め方向に位置する場合の、重心軸と設定断面点間の距離を集計したグラフである。
【図２０】設定断面点が胴体断面線群の背面側斜め方向に位置する場合の、重心軸と設定断面点間の距離を集計したグラフである。
【図２１】設定断面点が胴体断面線群の側面方向に位置する場合の、重心軸と設定断面点間の距離を集計したグラフである。
【図２２】設定断面点が胴体断面線群の正面方向に位置する場合の、重心軸と設定断面点間の距離を集計したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２８】
先ず、図１に於いて、本発明の実施例に係る三次元計測システム１について説明する。
【００２９】
図１中、２は人体等の測定対象物を示し、３〜１０は多数の画素の集合体であるＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を有する撮像部であるカメラを示しており、１２〜１５はプロジェクタ等の特徴点マーク照射部を示している。
【００３０】
前記カメラ３〜１０は、前記測定対象物２を囲む様、該測定対象物２の四方に前記カメラ３，４、前記カメラ５，６、前記カメラ７，８、前記カメラ９，１０が２つ１組として所定の間隔で並んで同一水平面内に配設され、又前記カメラ３，４、前記カメラ５，６、前記カメラ７，８、前記カメラ９，１０の各組は円周方向に等角度間隔で配置されている。
【００３１】
又、前記カメラ３，４の光軸間の距離、前記カメラ５，６の光軸間の距離、前記カメラ７，８の光軸間の距離、前記９，１０の光軸間の距離はそれぞれ等しく、且つ既知の値となっている。
【００３２】
又、前記特徴点マーク照射部１２〜１５は、それぞれ前記カメラ３，４間、前記カメラ５，６間、前記カメラ７，８間、前記カメラ９，１０間に配置され、前記特徴点マーク照射部１２の光軸は前記カメラ３，４の光軸間の中心、前記特徴点マーク照射部１３の光軸は前記カメラ５，６の光軸間の中心、前記特徴点マーク照射部１４の光軸は前記カメラ７，８の光軸間の中心、前記特徴点マーク照射部１５の光軸は前記カメラ９，１０の光軸間の中心となる様に設定されている。
【００３３】
更に、前記カメラ３，４及び前記特徴点マーク照射部１２、前記カメラ５，６及び前記特徴点マーク照射部１３、前記カメラ７，８及び前記特徴点マーク照射部１４、前記カメラ９，１０及び前記特徴点マーク照射部１５は、それぞれ光軸が平行となる様に設定されており、前記カメラ３，４、前記カメラ５，６、前記カメラ７，８、前記カメラ９，１０により四方から前記測定対象物２をステレオ撮影できる様になっている。尚、光軸は平行でなく、内側に向けてもよい。この場合は、前記カメラ３，４間、前記カメラ５，６間、前記カメラ７，８間、前記カメラ９，１０間の光軸の角度も既知である。
【００３４】
前記特徴点マーク照射部１２〜１５は、前記測定対象物２に対して白色光やパターン光を照射し、照射された白色光、パターン光によって前記測定対象物２上に特徴点を形成する。
【００３５】
２つずつ並んで配置された前記カメラ３〜１０及び該カメラ３〜１０間にそれぞれ配置された前記特徴点マーク照射部１２〜１５により撮像ユニットが構成される様になっており、前記カメラ３，４及び前記特徴点マーク照射部１２により第１撮像ユニット１６が構成され、前記カメラ５，６及び前記特徴点マーク照射部１３により第２撮像ユニット１７が構成され、前記カメラ７，８及び前記特徴点マーク照射部１４により第３撮像ユニット１８が構成され、前記カメラ９，１０及び前記特徴点マーク照射部１５により第４撮像ユニット１９が構成される。尚、図１中では、前記各撮像ユニット１６〜１９の各組のカメラは水平方向に並べられているが、鉛直方向に並べてもよいのは言う迄もない。
【００３６】
前記カメラ３〜１０は、ＬＡＮ等の通信手段によりスイッチングハブ等の入出力制御部２１に接続され、前記撮像ユニット１６〜１９により撮像された画像は、撮像したカメラと関連付けられた状態で前記入出力制御部２１を介してＰＣ等の演算制御装置２２に入力される。
【００３７】
該演算制御装置２２はキーボードやマウス等の操作部２３と、モニタ等の表示部２４に電気的に接続されている。前記操作部２３に所望の指令が入力されることで、前記演算制御装置２２に入力された画像に所定の処理がなされ、撮像された画像や処理後の画像、或は計測結果が前記表示部２４に表示される様になっている。尚、該表示部２４をタッチパネルとすることで、該表示部２４と前記操作部２３を兼用させてもよい。
【００３８】
次に、図２に於いて、前記演算制御装置２２について説明する。尚、以下の説明に於いては、前記測定対象物２が人体である場合について説明する。
【００３９】
該演算制御装置２２は、ＣＰＵ等の演算制御部２５と、前記測定対象物２の概略部位を判定する第１判定部２６と、前記測定対象物２の詳細部位を判定する第２判定部２７と、メモリやＨＤＤ等の記憶部２８とを有している。
【００４０】
前記演算制御部２５は、後述するプログラムを起動、展開し、プログラムに基づき所定の処理を実行する。
【００４１】
前記第１判定部２６は、マッチング処理部２９と、第１ノイズ削除処理部３１と、パーツ認識処理部３２と、第２ノイズ削除処理部３３と、断面線作成部３４と、第３ノイズ削除処理部３５と、断面線補間部３６と、三次元形状補間部３７とを有している。
【００４２】
前記マッチング処理部２９は、前記撮像ユニット１６〜１９により取得された各２枚の画像を基に各点が座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を持った三次元点群データを作成し、作成した三次元点群データを線で繋ぎ、大きさの異なる三角形の集合により前記測定対象物２の三次元形状を表現するＴＩＮ（Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ  Ｉｒｒｅｇｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を作成する。これにより、該ＴＩＮで表現される三次元形状データが作成される。
【００４３】
前記第１ノイズ削除処理部３１は、作成されたＴＩＮを基に、正面方向、背面方向、両側面方向、斜め面方向の計８方向に於いて、前記測定対象物２の三次元形状データのシルエット画像である計８枚の第１二値画像を作成し、該第１二値画像に対して膨張・収縮処理等所定の処理を行い、前記ＴＩＮからノイズの削除を行う。尚、上記では８方向としたが、６方向や１０方向等、方向の数を変えてもよい。
【００４４】
前記パーツ認識処理部３２は、前記第１ノイズ削除処理部３１によりノイズが削除された前記ＴＩＮに対し、正面方向を基準とした第２二値画像を作成し、該第２二値画像に於いて前記ＴＩＮで表現される三次元形状データ中の両脚、両腕、胴体の計５つのパーツを認識し、前記ＴＩＮを構成する点のグループ分けを行う機能を有している。
【００４５】
前記第２ノイズ削除処理部３３は、前記パーツ認識処理部３２により認識されたパーツ情報に基づき、前記ＴＩＮからノイズの削除を行う。
【００４６】
前記断面線作成部３４は、前記第２ノイズ削除処理部３３にてノイズが削除された前記ＴＩＮに対し、該ＴＩＮで表現される三次元形状データに対して、鉛直方向に所定の間隔で等高線を引く。該等高線が前記ＴＩＮを構成する三角形と交差する点（断面点）、即ち所定間隔で設定した水平断面と前記三角形との交点であり、前記水平断面上に存在する点を求め、断面点同士を線で結ぶことで前記ＴＩＮの水平断面の外形線である断面線の取得を行う。又、前記断面線作成部３４は、取得した断面線をグループ分けされたパーツ毎に積層させ、各パーツ毎の断面線群として前記記憶部２８に格納する。
【００４７】
前記第３ノイズ削除処理部３５は、取得した断面線に対して断面線を円柱座標系に変換する断面線解析を行い、変換された円柱座標系の断面線情報を基に、前記ＴＩＮからノイズの削除を行う。
【００４８】
前記断面線補間部３６は、円柱座標系に変換された断面線を通常の直交座標系に再度変換すると共に、前記第１ノイズ削除処理部３１、前記第２ノイズ削除処理部３３、前記第３ノイズ削除処理部３５でのノイズ削除処理により、欠損部が生じた断面線に対して線形補間処理を行うことで、欠損部に仮想の補間点を創出し、断面線の補間を行う。
【００４９】
前記三次元形状補間部３７は、前記断面線補間部３６により創出された補間点、及び断面線により、前記ＴＩＮに生じた欠損部を埋める三角形を作成し、欠損部のない前記ＴＩＮ及び該ＴＩＮで表現される三次元形状データを作成する機能を有している。
【００５０】
又、前記第２判定部２７は、重心軸作成部３８と、断面点座標取得部３９と、距離算出部４０と、部位特定部４１と、自動採寸処理部４４と、目隠し処理部４５とを有している。尚、本実施例に於いては、前記部位特定部４１は更に第１部位特定部としての胴体部位特定部４２と、第２部位特定部としての顔面部位特定部４３から構成されている。
【００５１】
前記重心軸作成部３８は、前記断面線作成部３４で作成され、前記断面線補間部３６で補間された前記断面線群の中から後述する胴体断面線群６９を指定し、各断面線６４毎に重心位置（重心Ｘ）を求め、各重心位置を平均して平均重心位置を求め、平均重心位置を通る垂直線を重心軸７５（後述）として作成する。
【００５２】
前記断面点座標取得部３９は、前記断面線６４の重心Ｘを中心として予め複数の角度θを設定し、設定された角度毎に基準線７９（図１８（Ｂ）参照）を回転させ、該基準線７９と前記断面線６４との交点を設定断面点７６（後述）として取得する。全ての断面線６４について同様に前記設定断面点７６を取得すると共に、各設定断面点７６の三次元座標を取得する。
【００５３】
前記距離算出部４０は、同一の設定角度に於ける各設定断面点７６と前記重心軸７５を含む平面である縦断面７７（後述）を設定し、該縦断面７７上に存在する前記設定断面点７６の連なりは、後述する体型外形ライン７８（図１８（Ａ）参照）を形成する。又、前記距離算出部４０は、前記縦断面７７上の前記各設定断面点７６の三次元座標を基に、前記重心軸７５と前記設定断面点７６との水平距離を算出すると共に、算出した水平距離を前記各断面線６４毎に集計しグラフ（後述）を作成する。
【００５４】
前記部位特定部４１は、前記距離算出部４０が作成したグラフに基づき、各部位に求められる寸法断面線の特定を行う。例えば、胴体部位についての寸法断面線を求める場合は、前記胴体部位特定部４２が作動し、該胴体部位特定部４２は胴体部位の特徴的な形状を示すグラフを選択すると共に、選択したグラフに基づき胴体部位の中から首、バスト、ウェスト、ヒップの寸法断面線の特定を行い、各寸法断面線を首部位、バスト部位、ヒップ部位、ウェスト部位として特定する。尚、図１８（Ｂ）中では、紙面に対して下方を正面側としており、首部位及びバスト部位を特定する際には、前記設定断面点７６が前記断面線６４の正面側斜め方向に存在する場合、例えば図１８（Ｂ）中で−１３５°又は−４５°に存在する場合を集計したグラフが用いられる。即ち、正面側斜め方向に設定された前記縦断面７７上に存在する前記設定断面点７６を集計したグラフが用いられる。又、ヒップ部位を特定する際には、前記設定断面点７６が前記断面線６４の背面側斜め方向、例えば図１８（Ｂ）中で５０°又は１３０°に存在する場合を集計したグラフが用いられ、ウェスト部位を特定する際には、前記設定断面点７６が前記断面線６４の側面方向、例えば図１８（Ｂ）中で１８０°又は０°に存在する場合を集計したグラフが用いられる。
【００５５】
次に、顔面部位について寸法断面線の特定が行われる場合には、前記顔面部位特定部４３が作動され、該顔面部位特定部４３は、顔面部位の特定に有効なグラフを選択し、該グラフから前記胴体部位特定部４２により特定された首部位の位置に基づき鼻部位の寸法断面線の特定を行う。又、該鼻部位の寸法断面線に基づき眼部位の寸法断面線の特定を行い、各寸法断面線を鼻部位、眼部位として特定する。尚、鼻部位及び眼部位を特定する際には、前記設定断面点７６が前記断面線６４の正面方向、例えば図１８（Ｂ）中で−９０°に存在する場合を集計したグラフが用いられる。
【００５６】
前記自動採寸処理部４４は、前記胴体部位特定部４２、前記顔面部位特定部４３により特定された各寸法断面線の周囲長を、各特定部位の寸法データとして取得する。
【００５７】
前記目隠し処理部４５は、前記顔面部位特定部４３によって特定された眼部位に該当する部分のテクスチャ画像を単一色で塗りつぶす。
【００５８】
又、前記記憶部２８には、前記撮像ユニット１６〜１９を駆動制御させるプログラム、前記撮像ユニット１６〜１９により撮像された画像を基にマッチングや前記ＴＩＮ及び該ＴＩＮで表現される三次元形状データを作成する為のプログラム、前記第１二値画像を基に前記ＴＩＮからノイズを削除する為のプログラム、前記第２二値画像を基に前記測定対象物２の各種パーツを認識し、パーツ情報を基に前記ＴＩＮをグループ分けする為のプログラム、パーツ情報を基に前記ＴＩＮからノイズを削除する為のプログラム、前記ＴＩＮを構成する三角形を横切る等高線を引き前記ＴＩＮの断面線６４を取得する為のプログラム、取得した該断面線６４を基に前記ＴＩＮのノイズを削除する為のプログラム、各種ノイズ削除により生じた断面線６４の空白部分に仮想の補間点を創出する為のプログラム、前記補間点及び前記断面線６４を基に三角形を作成し空白のない前記ＴＩＮ及び該ＴＩＮで表現される三次元形状データを作成する為のプログラムや、前記第１判定部２６を統括制御する第１判定プログラム等のプログラムが格納される。
【００５９】
又、前記記憶部２８には、空白部分が補間された前記各断面線６４の重心Ｘを求め、求めた重心Ｘを基に前記重心軸７５を作成する為のプログラム、予め設定された設定方向角度に基づき前記設定断面点７６を取得すると共に、該設定断面点７６の三次元座標を取得する為のプログラム、前記重心軸７５と前記設定断面点７６を含む前記縦断面７７を設定する為のプログラム、取得された前記設定断面点７６の三次元座標を基に前記各断面線６４について前記重心軸７５と前記設定断面点７６との距離を算出し集計するプログラム、集計された前記重心軸７５と前記設定断面点７６の距離を基に胴体部位の中から予め設定された首部位、バスト部位、ヒップ部位、ウェスト部位に該当する断面線６４の特定を行う為のプログラム、胴体部位の中から特定された首部位に基づき顔面部位の中から鼻部位と眼部位に該当する断面線６４の特定を行う為のプログラム、特定した部位に該当する断面線６４の周囲長を取得する為のプログラム、特定された眼部位に該当する部分のテクスチャ画像を単一色で塗りつぶす為のプログラムや、前記第２判定部２７を統括制御する第２判定プログラム等のプログラムが格納される。
【００６０】
更に、前記記憶部２８には、撮像画像データ、画像処理済の画像データ、及び各種処理を行うに当っての設定値や閾値、及び各種処理により作成されたデータが格納される様になっている。
【００６１】
尚、前記マッチング処理部２９はマッチングや前記ＴＩＮ及び該ＴＩＮで表現される三次元形状データを作成する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記第１ノイズ削除処理部３１は前記第１二値画像を基に前記ＴＩＮからノイズを削除する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記パーツ認識処理部３２は前記第２二値画像を基に前記測定対象物２の各種パーツを認識し、パーツ情報を基に前記ＴＩＮをグループ分けする為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記第２ノイズ削除処理部３３はパーツ情報を基に前記ＴＩＮからノイズを削除する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記断面線作成部３４は前記ＴＩＮを構成する三角形を横切る等高線を引き前記ＴＩＮの断面線６４を取得する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記第３ノイズ削除処理部３５は取得した前記断面線６４を基に前記ＴＩＮのノイズを削除する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記断面線補間部３６は各種ノイズ削除により生じた断面線の空白部分に仮想の補間点を創出する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記三次元形状補間部３７は前記補間点及び前記断面線６４を基に三角形を作成し空白のない前記ＴＩＮ及び該ＴＩＮで表現される三次元形状データを作成する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。
【００６２】
又、前記重心軸作成部３８は前記各断面線６４の重心Ｘを基に前記重心軸７５を作成する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記断面点座標取得部３９は設定方向角度の設定断面点７６の三次元座標を取得する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記距離算出部４０は前記縦断面７７を設定するプログラムと前記各断面線６４について取得された前記設定断面点７６と前記重心軸７５との距離を算出し集計するプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記胴体部位特定部４２は集計された重心Ｘと設定断面点７６の距離を基に胴体部位から首部位、バスト部位、ヒップ部位、ウェスト部位に該当する断面線６４の特定を行うプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記顔面部位特定部４３は特定された首部位に基づき鼻部位と眼部位に該当する前記断面線６４の特定を行う為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記自動採寸処理部４４は特定した部位に該当する断面線６４の周囲長を取得する為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。又、前記目隠し処理部４５は特定された眼部位に該当する部分のテクスチャ画像を単一色で塗りつぶす為のプログラムと前記演算制御部２５とにより構成される。
【００６３】
次に、前記三次元計測システム１を用いた三次元計測処理について、先ず前記第１判定部２６による概略部位特定処理について説明する。
【００６４】
先ず、前記第１撮像ユニット１６の前記特徴点マーク照射部１２は、白色光及びパターン光の２種類の光を照射可能となっており、前記第１撮像ユニット１６は前記測定対象物２に白色光が照射された状態と、該測定対象物２にパターン光が照射された状態の２種類の画像が２枚ずつ取得される様になっている。前記第１撮像ユニット１６により撮像された画像は、前記入出力制御部２１を介して前記演算制御装置２２に入力される。
【００６５】
撮像された画像が前記演算制御装置２２に入力されると、先ず前記マッチング処理部２９により、パターン光が照射された画像からエッジ検出等により特徴点が抽出され、抽出された特徴点の少なくとも３点が選択され、選択された特徴点同士を対応付けることで２枚の画像のマッチングを行い、画像上の点の三次元座標を算出する。
【００６６】
尚、画像のマッチングについては、ＳＳＤＡ法（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、正規化相互相関法、最小２乗マッチング法等が用いられる。
【００６７】
これにより、既知である前記第１撮像ユニット１６の位置を基準として、２つの画像に基づき写真測量により特徴点の三次元座標を求めると共に、特徴点を三角形の頂点として、隣接する特徴点同士を線で結んでＴＩＮを作成することで、前記測定対象物２のＴＩＮで表現される三次元形状データを作成する。そして、前記ＴＩＮに白色光が照射された画像を貼付ける（テクスチャマッピング）。
【００６８】
尚、前記第２撮像ユニット１７、前記第３撮像ユニット１８、前記第４撮像ユニット１９についても前記第１撮像ユニット１６と同様にＴＩＮを作成し、略全方向を網羅したＴＩＮで表現される三次元形状データを作成することができる。
【００６９】
前記マッチング処理部２９により前記ＴＩＮが作成されると、次に前記第１ノイズ削除処理部３１による第１ノイズ削除処理が行われる。該第１ノイズ削除処理部３１は、先ず正面方向を基準とした前記ＴＩＮで表現される三次元形状データを、所定の大きさ、例えば実寸で５ｍｍ×５ｍｍの正方グリッドを１グリッドとして、多数のグリッドがマトリックス状に配列されたグリッドシート上に配置し、各グリッド内に三角形の頂点が１点でも存在する場合はそのグリッドを白とし、グリッド内に三角形の頂点が１点も存在しない場合はそのグリッドを黒として、前記ＴＩＮで表現される三次元形状データのシルエット画像が白く表示された前記第１二値画像を作成する。
【００７０】
該第１二値画像の作成後、前記第１ノイズ削除処理部３１は前記第１二値画像に対して収縮処理を行い、次いで膨張処理を３度繰返す。収縮処理が行われることで、前記第１二値画像中の前記シルエット画像から離れた位置にある孤立したノイズを削除することができ、又膨張処理を３度繰返すことで、本来必要なデータの欠落を防止できる。
【００７１】
尚、本実施例に於いては、三角形の頂点の密度が一定ではないことから、１回の収縮処理に対して３回の膨張処理を前記第１二値画像に行っているが、収縮処理及び膨張処理の回数は、１グリッドの大きさ等各種条件により適宜選択されるものであるのは言う迄もない。
【００７２】
収縮・膨張処理後、前記第１ノイズ削除処理部３１は黒グリッド内に存在する三角形の頂点をノイズとして削除する。
【００７３】
上記では正面方向を基準とした前記ＴＩＮで表現される三次元形状データを基に前記第１二値画像を作成しているが、前記三次元形状データの背面方向、両側面方向、斜め面方向の計７方向についても前記第１二値画像が作成され、上記と同様にノイズの削除が行われる。
【００７４】
従って、正面方向、背面方向、両側面方向、斜め面方向の計８方向を基準とした前記ＴＩＮで表現される三次元形状データの前記第１二値画像に於いて、一部の第１二値画像では白グリッド内に存在する三角形の頂点であっても、該三角形の頂点が黒グリッド内に存在する他の第１二値画像がある場合には、その三角形の頂点はノイズとして削除される。尚、６方向、１０方向等異なる方向から前記第１二値画像を作成する場合も上記と同様である。
【００７５】
前記第１ノイズ削除処理部３１により前記ＴＩＮのノイズが削除されると、次に前記パーツ認識処理部３２によるパーツ認識処理が行われる。
【００７６】
該パーツ認識処理部３２は、先ず正面方向を基準とした前記ＴＩＮで表現される三次元形状データを、例えば２０ｍｍ×２０ｍｍの正方グリッドを１グリッドとして多数のグリッドがマトリックス状に配列されたグリッドシート上に配置し、図３に示される様な、各グリッド内に三角形の頂点が１点でも存在する場合はそのグリッドを黒グリッドとし、グリッド中に三角形の頂点が存在しない場合にはそのグリッドを白グリッドとする第２二値画像４７を作成する。
【００７７】
尚、図３、及び後述する図４〜図８中では、便宜上異なるグループを異なる色（図示では色の相違を明度の相違で表している）にて表示している。
【００７８】
続いて、前記パーツ認識処理部３２は、前記第２二値画像４７中の横ラインのグリッド群を１行ずつ順に左から検索していき、黒グリッドが連続している部分を１つのグループとしてグループ分けをする第１グルーピング処理が行われる。例えば、図４に示される様に、左から検索して最初に黒が検出されたグリッドから、右隣りに白が検出されたグリッド迄を第１グループ４８とし、該第１グループ４８より右側であり黒が検出されたグリッドから、右隣りに白が検出されたグリッド迄を第２グループ４９とし、該第２グループ４９よりも右側であり黒が検出されたグリッドから、右隣りに白が検出されたグリッド迄を第３グループ５０としてグループ分けを行う。
【００７９】
図９に於いて、第１グルーピング処理後、前記第２二値画像４７の横ラインのグリッド群（図９（Ａ）参照）の内、１グリッド内に存在する三角形の頂点間の距離がそれぞれ演算され、演算した距離が予め設定した閾値以内であれば１カウントとしてカウントされ、図９（Ｃ）に示される様にカウント数がグラフ化される。又、カウント数が最も多かった、即ち１グリッド内に存在する三角形の頂点の数が最も多いグリッドが前記測定対象物２の境界５２として検出される。尚、図９中、５３は図４の前記第２二値画像４７中より抜出した１行の横ラインのグリッド群を示し、図９（Ｂ）の５４ａ，５４ｂは前記測定対象物２の平断面であり、例えば人体の脚部を示し、例えば図８中の前記第１グループ４８、前記第２グループ４９に該当する。
【００８０】
前記境界５２の検出後、検出された該境界５２を基に、グループ化された前記第１〜第３グループ４８〜５０が、例えば図５に示される様に前記境界５２が検出されたグリッドで分離される第１分離処理が行われ、股や腋等の位置が認識される。
【００８１】
然し乍ら、上記した前記境界５２の検出だけでは、身につけた衣服等の為、正確な股下位置の検出には不十分である為、前記パーツ認識処理部３２により、次いで股下位置（分岐位置）の検出が行われる。
【００８２】
股下位置を検出する際には、先ず前記第２二値画像４７中の縦ラインの内、予め足から胴体に係る位置であると設定された範囲、例えば前記ＴＩＮの下端から２５％〜６５％の範囲内に於いて、例えば図１０に示される様に、前記平断面５４ａ，５４ｂを、該平断面５４ａ，５４ｂの図形中心を通る分割線５５により正面側と背面側の２つに等分すると共に、分割した正面側（図１０（Ｂ）中下側）の前記ＴＩＮで表現される三次元形状データのデータのみを抽出する。
【００８３】
正面側の該三次元形状データのデータの抽出後、前記平断面５４ａ，５４ｂの正面に存在する三角形の頂点から前記分割線５５迄の最短距離、即ち垂線の長さが演算され、演算された距離がグラフ化される（図１０（Ｃ）参照）。作成されたグラフの前記平断面５４ａ，５４ｂ部分は前記分割線５５と三角形の頂点間の距離が長くなることで山部５６ａ，５６ｂが形成され、前記平断面５４ａ，５４ｂ間は前記分割線５５と三角形の頂点間の距離が短くなることで谷部５７が形成される様になっている。前記横ラインのグリッド群５３を予め設定した下端、即ち前記ＴＩＮの下端から２５％の前記横ラインのグリッド群５３から上方に向って１行ずつ順次検索していき、図１１に示される様に前記山部５６と前記谷部５７とが検出されなくなった前記横ラインのグリッド群５３を股下位置として検出する。
【００８４】
尚、上記した股下位置検出処理では、正確な股下位置を検出する為には、前記測定対象物２、即ち被計測者が正確な計測位置に立っていることが必要であるが、被計測者を常に正確な計測位置に立たせることは困難である。従って本実施例では、前記パーツ認識処理部３２により計測位置に対する補正処理を行う様になっている。
【００８５】
具体的には、前記平断面５４ａ，５４ｂに接する共通接線の傾き角を検出することで、正確な計測位置に対するズレを検出でき、Ｘ軸及びＹ軸を共通接線の傾き角分だけ回転させることで、計測位置に対する補正を行うことができる。
【００８６】
尚、上記ではグラフ中の前記山部５６ａ，５６ｂと前記谷部５７とを検出することで、股下位置の検出を図っていたが、図１２に示される様に、所定の距離、例えば前記山部５６の頂点迄の距離に対して８５％の距離の部分に着目し、前記平断面５４ａ，５４ｂに形成される平坦な台地部５８ａ，５８ｂが、グラフ中に２つ存在するかどうかで股下位置を検出してもよい。又、該台地部５８ａ，５８ｂを検出する為の距離は、必ずしも前記山部５６の頂点迄の距離に対して８５％の距離である必要はなく、条件に応じて適宜選択される。
【００８７】
前記第２二値画像４７中の股下位置が検出されると、検出された股下位置、即ち両脚の境界を基に、例えば図６に示される様に、前記第２二値画像４７のグループを更に分離する第２分離処理が行われる。第２分離処理を行うことで、前記第１グループ４８と前記第２グループ４９との境界が更に明確になっている。
【００８８】
次に、前記パーツ認識処理部３２により、第２分離処理によりグループ分けされた前記第２二値画像４７に基づき、第２グルーピング処理が行われる。
【００８９】
第２グルーピング処理では、図７に示される様に、上下に隣接した横ラインの黒グリッド群同士が連結され、又は分離され、前記第１グループ４８、前記第２グループ４９、前記第３グループ５０、第４グループ５９、第５グループ６０、第６グループ６１、第７グループ６２の７つのグループにグループ分けされる。
【００９０】
具体的には、横ラインの黒グリッド群の横方向の中心と、該黒グリッド群の上下方向に隣接する横ラインの黒グリッド群の横方向の中心との横方向の偏差（画素中のピクセル間の距離）が演算され、演算された距離が予め設定された閾値以内であれば、黒グリッド群同士が同一のグループとして連結され、演算された距離が閾値よりも大きければ、黒グリッド群同士が別グループとして分離される。
【００９１】
又、横ラインの黒グリッド群に別グループの黒グリッド群が連続し、且つ一方のグループの黒グリッド群の上下に連結可能な黒グリッド群が存在しない場合には、例外処理として２つのグループの黒グリッド群を１つのグループの黒グリッド群とみなした上で、上記の処理が行われる。
【００９２】
最後に、第２グルーピング処理によりグループ化された前記第２二値画像４７に対し、下のグループから順に両脚、胴体、両腕、その他と前記パーツ認識処理部３２により自動的に認識される。図７中の前記第４グループ５９と該第４グループ５９の上に存在する前記第７グループ６２とが連結され、図８に示される様に、両腕、胴体、両脚の５つのパーツが認識された５つのグループからなるその他を描写していない前記第２二値画像４７が作成される。
【００９３】
パーツ認識後、前記第２ノイズ削除処理部３３により、第２ノイズ削除処理が行われる。該第２ノイズ削除処理部３３は、前記パーツ認識処理部３２によりグループ分けされたパーツ情報に基づき、各三角形の頂点がどのパーツのグループに属するかを取得し、三角形の頂点が１つでも他のパーツのグループに属する三角形をノイズとして削除し、更に両脚、胴体、両腕の５つのパーツ外に存在する三角形、例えば図７中でその他と認識された前記第３グループ５０をノイズとして削除する。
【００９４】
尚、図８に於ける各パーツを境界線として設定し、該境界線をまたいで存在する三角形は削除されないものとする。例えば、前記第１グループ４８と前記第３グループ５０の境界を境界線とし、前記第１グループ４８に属する点と前記第３グループ５０に属する２点によって構成される三角形は削除されない。全て異なるパーツに三角形の頂点が属する場合も、境界線をまたぐ場合については同様に削除しない。
【００９５】
前記第２ノイズ削除処理部３３による第２ノイズ削除処理後、前記断面線作成部３４により、前記ＴＩＮで表現される三次元形状データに対して所定の間隔で等高線を引き、該等高線が前記ＴＩＮを構成する三角形と交差する点（断面点）を求めることで、前記ＴＩＮの平断面５４の外形線である断面線６４（後述）が取得される。
【００９６】
該断面線６４は、図１３に示される様に、前記第１撮像ユニット１６にて撮像された画像より取得された第１部分断面線６５、前記第２撮像ユニット１７にて撮像された画像より取得された第２部分断面線６６、前記第３撮像ユニット１８にて撮像された画像より取得された第３部分断面線６７、前記第４撮像ユニット１９にて撮像された画像より取得された第４部分断面線６８から構成されており、前記断面線６４は、上下方向全長に亘って、例えば２．５ｍｍ間隔で取得される。
【００９７】
尚、前記断面線６４が取得される際には、各部分断面線がどのパーツに属する部分断面線であるか、又部分断面線がどの撮像ユニットの前記ＴＩＮの部分断面線であるかを識別する為の情報が同時に取得される様になっている。
【００９８】
又、取得された前記断面線６４は、例えば図１５に示される前記胴体断面線群６９の様に、前記断面線６４を積層させた断面線群として、各パーツ毎に前記記憶部２８に格納される。
【００９９】
前記ＴＩＮの断面線６４が作成されると、次に前記第３ノイズ削除処理部３５により第３ノイズ削除処理が行われる。
【０１００】
該第３ノイズ削除処理部３５は、先ず断面線６４が形成する図形の重心を求めると共に、該断面線６４を円柱座標系に変換する。尚、図１４は円柱座標系に変換した前記断面線６４について、縦軸に重心と断面点との距離ｒ、横軸に傾きθを取り、断面点同士を直線で繋合せることで作成したグラフである。又、前記第１〜第４部分断面線６５〜６８は、図１３、図１４に示される様に、一部が重なり（図１３、図１４中７１，７２）、一部が重ならずに離れた状態（図１３、図１４中７３，７４）で前記断面線６４を構成している。
【０１０１】
尚、好ましくは、後述する前記断面線６４の前記第１〜第４部分断面線６５〜６８の両端部の断面点を除いたデータを利用して図形の中心を求めるとよい。
【０１０２】
前記断面線６４が円柱座標系に変換されると、次にノイズ断面点の検出が行われる。前記第３ノイズ削除処理部３５は、先ず部分断面線が重なっている重複部分、図１３、図１４中では前記第２部分断面線６６と前記第３部分断面線６７の重複部７１、及び前記第３部分断面線６７と前記第４部分断面線６８の重複部７２について、各第１〜第４部分断面線６５〜６８の端側の所定数の断面点、例えば５点の断面点での接線の傾き角を算出し、傾き角が設定された閾値以上であればその点をノイズ断面点として検出し、該ノイズ断面点に対応する前記ＴＩＮの三角形をノイズとして削除する。
【０１０３】
又、前記重複部７１，７２について、ノイズ断面点を検出し削除した後、２つの部分断面線がオーバラップしている範囲を１００％として算出し、更に重なっている範囲（合致している範囲）が所定値、例えば３３％となる様、所定値の範囲外にある点をノイズ断面点として検出し、該ノイズ断面点に対応する前記ＴＩＮの三角形をノイズとして削除する。
【０１０４】
次に、部分断面線が重なっていない離間部分、図１３、図１４中では前記第１部分断面線６５と前記第２部分断面線６６の欠損部７３、前記第４部分断面線６８と前記第１部分断面線６５の欠損部７４についても、各第１〜第４部分断面線６５〜６８の端側の所定数の断面点、例えば５点の断面点での接線の傾き角を算出し、傾き角が設定された閾値以上であればその点をノイズ断面点として検出し、該ノイズ断面点に対応する前記ＴＩＮの三角形をノイズとして削除する。
【０１０５】
前記第１ノイズ削除処理、前記第２ノイズ削除処理、前記第３ノイズ削除処理によりノイズが削除されることで、前記断面線６４は部分断面線同士が重複しない欠損部が生じる場合が発生する。前記断面線補間部３６は、円柱座標系に変換された前記断面線６４を通常の座標系に再度変換すると共に、線形補間処理により前記欠損部７３，７４に仮想の補間点を創出し、補間点同士を直線で結ぶことで、前記断面線６４の欠損部が補われる。
【０１０６】
最後に、前記三次元形状補間部３７により、各ノイズ削除処理により生じた前記ＴＩＮの欠損部分に対し、前記断面線６４及び前記補間点により新たに三角形が作成される。前記三次元形状補間部３７により欠損部分に三角形が作成されることで、空白部分のない前記ＴＩＮ及び該ＴＩＮで表現される三次元形状データが作成され、前記表示部２４に図１６に示される様な胴体部ＴＩＮ７０、又は該胴体部ＴＩＮ７０に白色光が照射された画像を張付けた三次元画像の様なデータが各パーツ毎に前記記憶部２８内に格納される。
【０１０７】
次に、前記三次元計測システム１を用いた前記測定対象物２の詳細部位判定処理について、図１７に示すフローチャートを用いて説明する。尚、詳細部位判定処理を行うに当って、前記測定対象物２である人体の体型が痩せているか太っているかが予め入力される。尚、初期入力項目として身長、体重を入力し、ＢＭＩ等の指標を求めることにより体型を設定してもよい。
【０１０８】
ＳＴＥＰ：０１  先ず、図１８（Ａ）に示される様に、前記重心軸作成部３８が、両腕、胴体、両脚の各断面線群の中から、特に詳細な部位の特定が必要である胴体部分の前記胴体断面線群６９を指定する。次に、前記重心軸作成部３８は、前記胴体断面線群６９を構成する前記各断面線６４の重心Ｘをそれぞれ求める。
【０１０９】
ＳＴＥＰ：０２  前記各断面線６４の重心Ｘがそれぞれ求められた後、前記重心軸作成部３８は各重心ＸのＸ座標の平均、及びＹ座標の平均をそれぞれ求めて平均重心座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を算出し、平均重心座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を通る垂直な直線を前記胴体断面線群６９の重心軸７５として作成する。
【０１１０】
ＳＴＥＰ：０３  ＳＴＥＰ：０２と並行して、前記断面点座標取得部３９は、前記断面線６４の重心Ｘを中心として、基準線７９を予め設定された複数方向（設定方向角度）に回転させ、該基準線７９と前記断面線６４との交点を前記設定断面点７６として取得する。該設定断面点７６は、前記各断面線６４について設定方向角度毎に取得され、取得された前記各設定断面点７６の三次元座標が取得される。尚、図１８（Ｂ）中では、前記基準線７９を設定方向角度θだけ回転させた場合の正面側斜め方向の前記設定断面点７６のみ図示している。
【０１１１】
ＳＴＥＰ：０４  前記重心軸７５と前記設定断面点７６が取得されると、次に前記距離算出部４０が前記重心軸７５と同一の設定方向角度に於ける前記各設定断面点７６を含む平面である縦断面７７を設定し、該縦断面７７上で前記設定断面点７６同士を線で結ぶことで前記体型外形ライン７８が形成される。前記縦断面７７は、例えば設定方向角度が−１３５°又は−４５°である正面側斜め方向、設定方向角度が−１８０°又は０°である側面方向、設定方向角度が５０°又は１３０°である背面側斜め方向、設定方向角度が−９０°である正面方向の４方向に設定される様になっており、各縦断面７７毎に前記設定断面点７６の上下方向の連なりである前記体型外形ライン７８が形成される。ＳＴＥＰ：０３にて取得された前記設定断面点７６、該設定断面点７６の三次元座標、及びＳＴＥＰ：０４にて取得された前記体型外形ライン７８は、設定方向角度及び前記縦断面７７と関連付けて前記記憶部２８に格納される。
【０１１２】
前記距離算出部４０は、前記縦断面７７を設定すると、次に前記体型外形ライン７８上の前記設定断面点７６と前記重心軸７５との水平距離を算出すると共に、算出した距離を集計して図１９〜図２２に示される様な、縦軸を前記重心軸７５と前記設定断面点７６との距離ｒ、横軸を高さとしたグラフを作成する。尚、該グラフの包絡曲線は、前記体型外形ライン７８と一致する。
【０１１３】
尚、図１９は前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の正面側斜め方向に位置する場合の前記重心軸７５と前記設定断面点７６との間の水平距離を集計したグラフ８０であり、図２０は前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の背面側斜め方向に位置する場合の前記重心軸７５と前記設定断面点７６との間の水平距離を集計したグラフ８１であり、図２１は前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の側面方向に位置する場合の前記重心軸７５と前記設定断面点７６との間の水平距離を集計したグラフ８２であり、図２２は前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の正面方向に位置する場合の前記重心軸７５と前記設定断面点７６との間の水平距離を集計したグラフ８３である。
【０１１４】
尚、ＳＴＥＰ：０３、ＳＴＥＰ：０４では前記基準線７９を予め設定した複数方向に回転させているが、予め設定した方向ではなく、前記基準線７９を重心Ｘを中心に回転させ、特徴的な前記体型外形ライン７８が現れる前記縦断面７７を適宜選択し、選択した該縦断面７７についてそれぞれ前記体型外形ライン７８を取得し、該体型外形ライン７８と方向角度とを関連付けて記憶する様にしてもよい。又、この時の該体型外形ライン７８を形成する前記各設定断面点７６の三次元座標も取得される。
【０１１５】
ＳＴＥＰ：０５  ＳＴＥＰ：０４にて各方向毎に４種のグラフ８０〜８３が作成されると、前記胴体部位特定部４２により胴体部位の中から首部位、バスト部位、ウェスト部位、ヒップ部位の位置の特定が行われる。各部位の位置の特定は前記グラフ８０〜８３を用いて行われる。又、グラフによる位置の特定については、包絡曲線の形状、距離ｒの変化の状態、距離ｒの極大値及び極小値等グラフが有する情報で各部位の特徴を示すものが利用される。先ず、前記胴体部位特定部４２は、前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の正面側斜め方向に位置する場合、即ち正面側斜め方向に延在する前記縦断面７７内に存在する場合の前記グラフ８０を用いて首部位及びバスト部位の位置の特定を行う。具体的には、前記胴体部位特定部４２が該グラフ８０中で最も距離ｒが小さい前記断面線６４を首寸法断面線とし、該首寸法断面線を首部位の位置として特定する。
【０１１６】
又、前記グラフ８０の様に、前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の正面側斜め方向に位置する場合に於いては、予め設定された推定バスト高さ範囲内で急激に距離ｒが減少する部分を有しており、該距離ｒが減少する部分の上方に位置する山状の部分をバスト部位として判断し、該バスト部位の中で最も距離ｒが大きい前記断面線６４をバスト寸法断面線とし、該バスト寸法断面線をバスト部位の位置として特定する。
【０１１７】
首部位及びバスト部位の特定後、前記胴体部位特定部４２は、前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の背面側斜め方向に位置する場合の前記グラフ８１を用いてヒップ部位の位置の特定を行う。即ち、前記胴体部位特定部４２は最も下方に位置する山状の部分をヒップ部位として判断し、該ヒップ部位の中で最も距離ｒが大きい前記断面線６４をヒップ寸法断面線とし、該ヒップ寸法断面線をヒップ部位の位置として特定する。
【０１１８】
ヒップ部位の特定後、前記胴体部位特定部４２は、前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の側面方向に位置する場合の前記グラフ８２を用いてウェスト部位の位置の特定を行う。即ち、前記胴体部位特定部４２は、前記測定対象物２の体型が痩せていると入力された場合には、予め首部位とヒップ部位の間に設定された推定ウェスト高さ範囲内に於いて、最も距離ｒが小さい前記断面線６４をウェスト寸法断面線とし、前記測定対象物２の体型が太っていると入力された場合には、前記ウェスト高さ範囲内に於いて最も距離ｒが大きい前記断面線６４をウェスト寸法断面線とし、該ウェスト寸法断面線をウェスト部位の位置として特定する。
【０１１９】
ＳＴＥＰ：０６  ＳＴＥＰ：０５により前記胴体断面線群６９から首部位、バスト部位、ウェスト部位、ヒップ部位が特定されると、次に前記顔面部位特定部４３が前記設定断面点７６が前記胴体断面線群６９の正面方向に位置する場合の前記グラフ８３を用いて顔面部位の位置の特定を行う。前記顔面部位特定部４３は、特定された首部位よりも上方に位置する鼻部位を前記グラフ８３の包絡曲線の形状から検出し、検出した鼻部位の中で最も距離ｒの大きい前記断面線６４を鼻寸法断面線とし、該鼻寸法断面線を鼻部位の位置として特定する。
【０１２０】
又、前記顔面部位特定部４３は、特定した鼻部位の上に位置する部位を眼部位として判断し、該眼部位の中で最も距離ｒの小さい前記断面線６４を眼寸法断面線とし、該眼寸法断面線を眼部位の位置として特定する。
【０１２１】
尚、前記グラフ８０〜グラフ８３は、各部位の特定だけでなく、胴体部位の形状を計測する為に用いてもよいことは言う迄もない。
【０１２２】
ＳＴＥＰ：０７  前記顔面部位特定部４３により顔面の部位の位置特定が行われると、次に前記自動採寸処理部４４により前記胴体部位特定部４２及び前記顔面部位特定部４３で特定された各部位の寸法データが自動で採寸される。即ち、首寸法断面線の周囲長が採寸されることで首部位の寸法データが取得され、バスト寸法断面線の周囲長が採寸されることでバスト部位の寸法データが取得され、ウェスト寸法断面線の周囲長が採寸されることでウェスト部位の寸法データが取得され、ヒップ寸法断面線の周囲長が採寸されることでヒップ部位の寸法データが取得されると共に、鼻寸法断面線の周囲長が採寸されることで鼻部位の寸法データが取得され、眼部位寸法断面線の周囲長が採寸されることで眼部位の寸法データが取得される。取得された各寸法データは、各部位と関連付けられて前記記憶部２８に格納される。
【０１２３】
ＳＴＥＰ：０８  前記目隠し処理部４５は、前記ＴＩＮに白色光が照射された画像を貼付けた三次元画像中の、前記顔面部位特定部４３により特定された眼部位に該当する部分を単一色、例えば白く塗りつぶしたモデル画像を作成し、該モデル画像が前記表示部２４に表示されることで、前記第２判定部２７による詳細部位判定処理を終了する。
【０１２４】
該詳細部位判定処理が終了した後は、前記表示部２４に首部位、バスト部位、ウェスト部位等の自動採寸処理が行われた部位名の一覧が記載された表が表示される様になっており、作業者が前記操作部２３を介して所望の部位名を指定することで、前記表示部２４に指定した部位の寸法データが表示される。
【０１２５】
上述の様に、本実施例では、前記各撮像ユニット１６〜１９により取得された画像から作成された前記ＴＩＮに含まれるノイズデータを、前記第１ノイズ削除処理部３１、前記第２ノイズ削除処理部３３、前記第３ノイズ削除処理部３５が自動で削除する構成であるので、非接触で容易且つ迅速に前記測定対処物２のノイズのない三次元形状を計測することができる。
【０１２６】
又、前記断面線補間部３６及び前記三次元形状補間部３７により、各種ノイズ削除処理によってできた前記ＴＩＮの欠損部を補間し、欠落のないＴＩＮを作成することができ、該ＴＩＮに白色光が照射された画像を貼付けることで、欠落のない三次元画像を作成することができる。
【０１２７】
又本実施例では、前記第１判定部２６により前記測定対象物２である人体を、自動で両腕、胴体、両脚の５つのパーツに分類して認識できると共に、前記第２判定部２７により特に個人差の大きい胴体部位に於けるバスト部位、ウェスト部位、ヒップ部位等の寸法データを自動で取得可能であるので、衣服の作製等用途に応じて広い範囲で容易に計測データを使用することができる。
【０１２８】
又、前記重心軸７５と前記設定断面点７６を含む、予め方向角度が設定された異なる複数の前記縦断面７７を形成し、該各縦断面７７上に位置する前記各設定断面点７６と、前記重心軸７５との水平距離を集計し、前記グラフ８０〜８３を作成しているので、各部位の形状に応じて使用するグラフを選択することができ、各部位の誤検出を防止することができる。
【０１２９】
又、前記表示部２４に表示された表の中から所望の部位を指定するだけで、該表示部２４に指定した部位の寸法データが表示される様になっているので、作業者は簡易な操作で容易に所望の部位の寸法データを取得することができる。
【０１３０】
又、自身の体型を数値化することで、過去の数値との比較による健康管理等に役立てることができる。
【０１３１】
更に、前記顔面部位特定部４３により、自動で眼部位を特定し、三次元画像の眼部に該当する部分を単一色で塗りつぶす様にしているので、該三次元画像により個人を特定することが困難とすることができ、プライバシの保護を図ることができる。
【０１３２】
尚、本実施例では、測定が行われた部位名の一覧が記載された表の中から所望の部位を指定することで、指定された部位の寸法データを前記表示部２４に表示する様にしているが、前記モデル画像と共に自動採寸処理が行われた部位の寸法データを前記表示部２４に自動的に表示する様にしてもよい。
【０１３３】
又、予め前記縦断面７７が形成される方向角度を設定するのではなく、任意の角度で複数の前記縦断面７７を作成し、該各縦断面７７上に存在する前記設定断面点７６と、前記重心軸７５間の水平距離を集計したグラフを各縦断面７７毎に作成することで、モデル画像中から作業者が所望の部位を指定した際には、各縦断面７７毎のグラフが検索され、指定した部位について最も特徴的な前記体型外形ライン７８を有するグラフが選択され、選択された該体型外形ライン７８を基に指定された部位の位置が特定されると共に寸法データが取得される様にしてもよい。
【０１３４】
又、部位名の一覧が表示された表から所望の部位を指定するのではなく、前記モデル画像を前記表示部２４に表示し、画像中で前記操作部２３を介して所望の部位を指定することで、指定された部位の寸法データが前記表示部２４に表示される様にしてもよい。
【０１３５】
又、上記実施例では、前記測定対象物２を人体として説明したが、壺等の工芸品の三次元計測に実施してもよい。
【０１３６】
又、本実施例では、前記三次元形状データに鉛直方向に所定間隔で水平断面を設定し、該水平断面を基に前記断面線６４を作成しているが、前記三次元形状データに水平方向に所定間隔で鉛直断面を設定し、該鉛直断面を基に鉛直断面線を作成し、該鉛直断面線を積層させて鉛直断面線群を作成してもよい。該鉛直断面線群の場合も前記胴体断面線群６９と同様、各鉛直断面線の重心を基に求めた平均重心座標から重心軸を作成し、前記鉛直断面線の重心を中心として予め設定された複数方向に基準線を回転させ、該基準線と前記鉛直断面線との交点を設定断面点としてそれぞれ取得することで、前記重心軸と前記設定断面点を含む平面である横断面を異なる方向に複数設定し、前記設定断面点と前記重心軸との鉛直距離を算出し集計して複数のグラフを作成し、該複数のグラフを基に所望の部位の特定が行われる。
【符号の説明】
【０１３７】
１              三次元計測システム
２              測定対象物
１６〜１９      撮像ユニット
２２            演算制御装置
２５            演算制御部
２６            第１判定部
２７            第２判定部
２９            マッチング処理部
３１            第１ノイズ削除処理部
３２            パーツ認識処理部
３３            第２ノイズ削除処理部
３４            断面線作成部
３５            第３ノイズ削除処理部
３６            断面線補間部
３７            三次元形状補間部
３８            重心軸作成部
３９            断面点座標取得部
４０            距離算出部
４１            部位特定部
４２            胴体部位特定部
４３            顔面部位特定部
４４            自動採寸処理部
４５            目隠し処理部
【図１】
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【図２】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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