【手続補正書】
【提出日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【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】
マッチングのための幾何学体の三次元データを処理するための装置であって、
前記幾何学体の三次元トポグラフィデータを含む入力を受け取り、かつ前記データを、前記データの点対間の一連の測地線距離に変換するための測地線変換器と、
その後前記測地線変換器に接続され、前記一連の測地線距離の低次元ユークリッド表現を形成するための多次元スケーラであって、前記低次元ユークリッド表現が他の幾何学形状とのマッチングに適した前記幾何学体の湾曲不変量表現を提供するように構成された多次元スケーラと、
を備える装置。
【請求項２】
前記測地線変換器の前に接続されたトライアンギュレータであって、前記三次元トポグラフィデータを受けとり、そこから前記測地線変換器の前記入力として使用される三角形分割による多様体を形成するように構成されたトライアンギュレータをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記測地線変換器は、
ｎ個の頂点の選択のための特徴と、
三角形分割領域の高速マーチングを使用して前記ｎ個の頂点から前記三次元トポグラフィデータの頂点までの測地線距離を算出するための特徴と、
前記測地線距離から距離マトリックスを形成するためのタブレータと、
を備える請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記多次元スケーラは、前記距離マトリックスから前記一連の測地線距離を得るために接続される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記トライアンギュレータの後で前記測地線変換器の前に配置され、前記三角形分割多様体をサブサンプリングし、かつサブサンプリングされた三角形分割多様体を前記測地線変換器に提供するように構成された、サブサンプラをさらに備える請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記多様体は複数の頂点を備え、前記サブサンプラは第一頂点を選択し、かつ、予め定められた個数の頂点が選択されるまで、すでに選択された頂点からの最大測地線距離を有する次の頂点を繰返し選択するように動作可能である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記サブサンプラは、三角形分割領域の高速マーチング法を使用して、前記繰返し選択のために頂点間の測地線距離を算出するように動作可能である請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記幾何学体は顔であり、短期の幾何学的変化を受け易い前記顔の領域であるソフトな幾何学的領域と、前記短期の幾何学的変化を実質的に受け難い領域であるハードな幾何学的領域とを有し、前記装置は、前記サブサンプラの前に配置された、前記顔から前記ソフトな幾何学的領域を除去するためのプリプロセッサを備える請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記プリプロセッサは、前記顔上の標定点の識別によって、前記ソフトな領域を識別するように動作可能である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記標定点は、鼻尖、一対の眼球中心、および口の中心のうちの少なくとも一つである請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記プリプロセッサはさらに、前記顔を中心に合わせるように動作可能である請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記プリプロセッサはさらに、前記顔をクロッピングするように動作可能である請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記プリプロセッサは、測地線マスクの適用によって、前記ソフトな領域の除去を実行するように動作可能である請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記測地線変換器は、三角形分割領域の高速マーチング法を使用して、前記測地線距離を算出するように動作可能である請求項２に記載の装置。
【請求項１５】
幾何学体のスキャンデータから前記三角形分割多様体を形成するためのトライアンギュレータをさらに備える請求項２に記載の装置。
【請求項１６】
二次元より高次の空間内に前記三角形分割多様体を埋め込み、それによって追加情報と前記トポグラフィ情報を含めるようにさらに動作可能である請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記追加情報は、テクスチャ情報、アルベド情報、グレースケール情報、および色情報から成る群のいずれか一つである請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記サブサンプラは、計算量と表現精度との間のトレードオフを定義することによって、使用者に最適なサブサンプリングレベルを選択させるための最適化装置を備える請求項５に記載の装置。
【請求項１９】
前記多次元スケーラは、前記ユークリッド表現が特徴空間における座標として使用するために抽出可能な予め定められた個数の固有値を備えるように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
固有値の前記予め定められた個数は少なくとも３であり、前記特徴空間は、前記予め定められた個数に対応する次元数を持つ請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記多次元スケーラは、前記低次元ユークリッド表現上に前記三次元表面のテクスチャデータをマッピングするためのマッパーによって続く請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記ユークリッド表現をデカルト格子上へのテクスチャマッピングで補間するために前記マッパーの後に接続された補間器をさらに備える請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
表面及びテクスチャデータのそれぞれの前記デカルト格子からの別個の固有分解を実行し、それによってテクスチャおよび表面のそれぞれについて固有分解係数の対を形成するように構成された固有分解ユニットを備える請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記固有分解係数の対を使用して他の幾何学体への距離を算出するためのコンパレータをさらに備え、前記距離は前記マッチングのために二値化可能であることができる請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記距離は重み付けユークリッド距離である請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
三次元データに基づく幾何学体間のマッチングのための装置において、
幾何学体の表現を、三角形分割多様体のサンプリング点間の測地線距離の組のユークリッド表現として受け取るための入力であって、前記ユークリッド表現が実質的に湾曲不変量表現であるように構成された入力と、
前記ユークリッド表現に基づいてそれぞれの幾何学体間の距離を算出するための距離算出器と、
算出された距離を二値化して、合致の有無を決定するためのスレショルダと、
を備えた装置。
【請求項２７】
前記距離算出器は、
予め定められた個数の固有値を前記ユークリッド表現から抽出するための固有値抽出器と、
前記予め定められた個数の固有値を、前記予め定められた個数の固有値の各々に対し一次元を有する特徴空間上の点としてプロットするためのプロッタと、
を備え、
前記スレショルダは前記特徴空間内のクラスタリングに感応するように構成され、それによって前記合致の有無を決定する請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記予め定められた個数は３である請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ユークリッド表現は、前記三角形分割多様体のサブサンプリング点間の測地線距離に基づく請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記幾何学体は顔であり、短期の幾何学的変化を受け易い領域であるソフトな幾何学的領域と、短期の幾何学的変化を実質的に受け難い領域であるハードな幾何学的領域とを有し、前記ユークリッド表現は実質的に前記ハードな幾何学的領域に限定される請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
前記距離算出器は、ハウスドルフ計量を使用するように構成される請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
マッチングのための幾何学体の三次元データを得、かつ前記データを使用して異なる体間のマッチングを実行するための装置であって、
前記体の三次元トポグラフィデータを得るための三次元スキャナと、
前記幾何学体の前記三次元トポグラフィデータを受け取り、かつ前記データを三角形分割多様体に形成するためのトライアンギュレータと、
その後前記トライアンギュレータに接続され、前記三角形分割多様体を前記多様体の点対間の一連の測地線距離に変換するための測地線変換器と、
その後前記測地線変換器に接続され、前記一連の測地線距離の低次元ユークリッド表現を形成するための多次元スケーラであって、前記低次元ユークリッド表現が前記幾何学体の湾曲不変量表現を提供するように構成された多次元スケーラと、
その後前記多次元スケーラに接続され、前記ユークリッド表現に基づき幾何学体間の距離を算出するための距離算出器と、
その後前記距離算出器に接続され、算出された距離を二値化して合致の有無を決定するためのスレショルダと、
を備えた装置。
【請求項３３】
前記距離算出器は、
予め定められた個数の固有値を前記ユークリッド表現から抽出するための固有値抽出器と、
前記予め定められた個数の固有値を、前記予め定められた個数の固有値の各々に対し一次元を有する特徴空間上の点としてプロットするためのプロッタと、
を備え、
前記スレショルダは前記特徴空間内のクラスタリングに感応するように構成され、それによって前記合致の有無を決定する請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記予め定められた個数は３である請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記予め定められた個数は４以上である請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
前記トライアンギュレータと前記測地線変換器との間に配置され、前記三角形分割多様体をサブサンプリングし、かつサブサンプリングされた三角形分割多様体を前記測地線変換器に提供するように構成された、サブサンプラをさらに備える請求項３２に記載の装置。
【請求項３７】
前記サブサンプラは、前記サブサンプリングされた三角形分割多様体に含めるために、前記三角形分割多様体から点を選択する際に、測地線距離を使用するように動作可能である請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記サブサンプラは、初期点を取り、次いで、すでに選択された点からの測地線距離に関して最も遠く離れた点を取ることによって点を繰返し選択するように構成される請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記幾何学体は、ソフトな幾何学的領域とハードな幾何学的領域とを有する顔であり、前記装置は、前記トライアンギュレータと前記サブサンプラとの間に配置された、前記ソフトな幾何学的領域を前記顔から除去するためのプリプロセッサを備える請求項３６に記載の装置。
【請求項４０】
前記幾何学体は、ソフトな幾何学的領域とハードな幾何学的領域とを有する顔であり、前記装置は、前記トライアンギュレータと前記測地線変換器との間に配置された、前記ソフトな幾何学的領域を前記顔から除去するためのプリプロセッサを備える請求項３２に記載の装置。
【請求項４１】
前記プリプロセッサは、前記顔上の標定点の識別によって前記ソフトな領域を識別するように動作可能である請求項３９に記載の装置。
【請求項４２】
前記標定点は鼻尖である請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記プリプロセッサはさらに、前記顔を中心に合わせるように動作可能である請求項３９に記載の装置。
【請求項４４】
前記プリプロセッサはさらに、前記顔をクロッピングするように動作可能である請求項３９に記載の装置。
【請求項４５】
前記プリプロセッサは、測地線マスクの適用によって前記ソフトな領域の除去を実行するように動作可能である請求項３９に記載の装置。
【請求項４６】
前記測地線変換器は、三角形分割領域の高速マーチング法を使用して、前記測地線距離を算出するように動作可能である請求項３２に記載の装置。
【請求項４７】
前記測地線変換器は、三角形分割領域の高速マーチング法を使用して、対応する表面の再構成を介在させずに多様体勾配フィールドから直接、前記測地線距離を算出するように動作可能である請求項３２に記載の装置。
【請求項４８】
計算量と表現精度との間のトレードオフを定義することによって、使用者に最適なサブサンプリングレベルを選択させるための最適化装置をさらに備える請求項３２に記載の装置。
【請求項４９】
前記距離算出器は、ハウスドルフ計量を使用するように構成される請求項３２に記載の装置。
【請求項５０】
三次元トポグラフィデータをその後の分類のために画像前処理する方法であって、
前記三次元トポグラフィデータを三次元三角形分割多様体として提供するステップと、
前記多様体の選択された頂点までの測地線距離のマトリックスを生成するステップと、
多次元スケーリングを使用して前記マトリックスを低次元ユークリッド空間の正準表現に変換し、それによってその後の分類に適した表現を提供するステップと、
を含む方法。
【請求項５１】
予め定められた個数の頂点が選択されるまで、すでに選択された頂点からの最大測地線距離を有する次の頂点を繰返し選択することを含む手順によって、測地線距離の前記マトリックスを生成するために前記頂点を選択するステップをさらに含む請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
三角形分割領域の高速マーチング法を使用して、前記手順のために測地線距離を決定するステップを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記三次元トポグラフィデータは顔の表現であり、前記顔の短期変化を受け易い部分を除外するために前記顔をクロッピングするステップをさらに含み、それによって前記その後の分類を前記短期変化に対し実質的に不変にする請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
三次元体の画像を分類する方法であって、
前記三次元体の表現を、前記体の表面から取った選択標本点間の測地線距離から導出される正準形表現として得るステップと、
前記各表現から特徴空間の座標を導出するステップと、
前記特徴空間のクラスタリングに従って前記三次元体を分類するステップと、
を含む方法。
【請求項５５】
前記座標の導出は、それぞれの正準形表現から最初のｍ個の固有値を導出するステップと、前記ｍ個の固有値を使用して前記座標を提供するステップとを含み、ここでｍは予め定められた数であり、前記特徴空間はｍ次元を持つように構成される請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
ｍは少なくとも３である請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
ｍは３である請求項５５に記載の方法。