三维形状计测装置、三维形状计测方法及三维形状计测程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及三维形状计测装置、三维形状计测方法及三维形状计测程序。
[0002]本申请以2013年4月19日在日本提交的特愿2013-088556号为基础并享受优先权，其内容援引于此。
【背景技术】
[0003]非专利文献I中记载了基于多个二维图像来生成对象物的三维形状模型的技术的一例，这些二维图像包含一边使拍摄部移动一边拍摄的对象物。在该非专利文献I所记载的三维形状计测系统中，如下那样生成对象物的三维形状模型。首先，一边使构成拍摄部的立体摄像机移动一边以运动图像来拍摄对象物整体。在此，立体摄像机也被称为双眼立体视觉摄像机，是从多个不同的视点拍摄对象物的装置。接着，按照每规定帧，基于I组二维图像计算与各像素对应的三维坐标值。其中，在该时点计算出的三维坐标值通过在立体摄像机的每个视点而不同的多个三维坐标表示。在此，在非专利文献I所记载的三维形状计测系统中，通过遍及多个帧追踪作为运动图像拍摄的多个二维图像中包含的特征点群，来推测立体摄像机的视点的移动。然后，基于视点移动的推测结果，用多个坐标系表示的三维形状模型被整合为同一坐标系，生成对象物的三维形状模型。
[0004]另外，在本申请中，对象物的三维形状模型是指，通过将三维空间内的对象物的形状在计算机内部数值化来表现的模型，例如是基于多视点的二维图像或各像素表示距离信息的二维图像将对象物的表面形状通过三维空间内的多个点的集合(即点群)来复原的点群模型。此外，在本申请中，三维形状计测意味着通过拍摄多个二维图像而生成对象物的三维形状模型，并且还意味着为生成对象物的三维形状模型而拍摄多个二维图像。
[0005]现有技术文献
[0006]非专利文献
[0007]非专利文献1:運天弘樹、増田智仁、三橋徹、安藤真、「立体摄像机移动摄影(乙dth VR模型自动生成手法①検討」、日本八' —于々少y 7 y T ^学会論文誌、Vol.12、N0.2、2007 年
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]如上述那样，在非专利文献I所示的三维形状计测系统中，一边使拍摄部移动一边拍摄多个二维图像，基于拍摄到的多个二维图像来生成对象物的三维形状模型。在这样的构成中，如果以一定的时间间隔拍摄在生成三维形状模型时成为处理对象的二维图像，例如在拍摄部的移动速度大时，可能会产生未被拍摄到的部分。另一方面，拍摄部的移动速度小时，在多个图像间重复拍摄的区域可能会变大。或者，对于对象物来说，根据形状的复杂程度，有些部分需要更细致拍摄图像，有些部分则不需要，这种情况下，例如在拍摄者不熟练时，可能会难以适当地掌握拍摄方向或频度而拍摄图像。即，拍摄多个在生成三维形状模型时成为处理对象的二维图像的情况下，如果使拍摄各图像的时间间隔为一定，则在移动速度大时或者小时，或者对象物的形状复杂时等，可能无法适当地取得二维图像。此外，如果无用的重复拍摄增多，则二维图像过剩，有存储图像数据的存储器量变多、或者产生多余的处理的可能性。像这样，如果以一定的时间间隔来拍摄在生成三维形状模型时成为处理对象的二维图像，则存在可能无法适当地拍摄多个图像的问题。
[0010]本发明是鉴于以上情况而做出的，其目的在于，提供一种能够适当地拍摄在生成三维形状模型时成为处理对象的二维图像的三维形状计测装置、三维形状计测方法及三维形状计测程序。
[0011 ] 解决课题所采用的手段
[0012]为了解决上述课题，本发明的第一方式的三维形状计测装置具备:拍摄部，逐个输出所拍摄到的规定的二维图像(以下称为第I 二维图像)，并且与规定的输出指示对应地输出与所拍摄到的所述第I二维图像之间设定不同的二维图像(以下称为第2二维图像)；输出指示生成部，基于所述拍摄部所输出的所述第I 二维图像和所述第2 二维图像，生成所述输出指示；以及存储部，存储所述拍摄部所输出的所述第2 二维图像。
[0013]本发明的第一方式的三维形状计测装置优选为，在所述第I 二维图像与所述第2二维图像之间，图像的析像度的设定不同，所述第2 二维图像与所述第I 二维图像相比为高析像度。
[0014]本发明的第一方式的三维形状计测装置优选为，所述输出指示生成部基于所述第
I二维图像与所述第2 二维图像的相似度，生成所述输出指示。
[0015]本发明的第一方式的三维形状计测装置优选为，所述相似度对应于从所述第I 二维图像抽取到的多个特征点与从所述第2 二维图像抽取到的多个特征点建立对应的程度。
[0016]本发明的第一方式的三维形状计测装置优选为，在所述第I 二维图像与所述第2二维图像之间，拍摄图像时的快门速度、光圈值或拍摄元件的灵敏度中的至少I个的设定不同。
[0017]本发明的第一方式的三维形状计测装置优选为，具备对拍摄对象物进行照明的照明部，与所述输出指示对应地，所述拍摄部拍摄所述第2 二维图像，并且所述照明部对所述拍摄对象物进行规定的照明。
[0018]此外，本发明的第二方式的三维形状计测方法，使用逐个输出所拍摄到的规定的二维图像(以下称为第I 二维图像)、并且与规定的输出指示对应地输出与所拍摄到的所述第I二维图像之间设定不同的二维图像(以下称为第2二维图像)的拍摄部，基于所述拍摄部所输出的所述第I二维图像和所述第2 二维图像来生成所述输出指示(输出指示生成步骤)，存储所述拍摄部所输出的所述第2 二维图像(存储步骤)。
[0019]此外，本发明的第三方式的三维形状计测程序，使计算机执行如下步骤:输出指示生成步骤，使用逐个输出所拍摄到的规定的二维图像(以下称为第I 二维图像)、并且与规定的输出指示对应地输出与所拍摄到的所述第I二维图像之间设定不同的二维图像(以下称为第2 二维图像)的拍摄部，基于所述拍摄部所输出的所述第I 二维图像和所述第2 二维图像来生成所述输出指示；以及存储步骤，存储所述拍摄部所输出的所述第2 二维图像。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明的方式，基于逐个输出的第I 二维图像和与第I 二维图像之间设定不同的第2 二维图像来生成对于拍摄部的第2 二维图像的输出指示。即，在该构成中，在判断是否生成第2 二维图像的输出指示时，能够将逐个输出的第I 二维图像和第2 二维图像作为信息使用。根据该构成，例如能够基于多个第I 二维图像以适当的定时生成输出指示，并且基于已经输出的第2 二维图像等，考虑下一个第2 二维图像的必要性等而生成输出指示。即，与以一定的时间间隔进行拍摄的情况相比，能够容易地适当设定图像的拍摄定时和拍摄到的图像的量。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的一个实施方式的构成例的框图。
[0023]图2是表示图1所示的拍摄部11的构成例的框图。
[0024]图3是表示图1所示的输出指示生成部12的构成例的框图。
[0025]图4是用于说明图3所示的输出指示生成部12的动作例的流程图。
[0026]图5是用于说明使用了图2所示的拍摄部11的、对象物的计测例的说明图。
[0027]图6是用于说明图3所示的输出指示生成部12的动作例的说明图。
[0028]图7是用于说明图3所示的输出指示生成部12的动作例的说明图。
[0029]图8是用于说明图3所示的输出指示生成部12的动作例的说明图。
【具体实施方式】
[0030]以下参照【附图说明】本发明的实施方式。图1是表示作为本发明的一个实施方式的三维形状计测装置I的构成例的框图。三维形状计测装置I具备:拍摄部11、输出指示生成部12、存储部13、照明部14。拍摄部11逐个输出所拍摄到的规定的二维图像(以下称为第I 二维图像)，并且与规定的输出指示对应地输出与所拍摄到的第I 二维图像之间设定不同的二维图像(以下称为第2 二维图像)。
[0031]另外，在本发明的实施方式中，拍摄到的二维图像的设定指的是，表示图像数据的构造或形式的设定信息、或者表示拍摄条件等的拍摄方式的设定信息。在此，表示图像数据的构造或形式的设定信息指的是，例如表示图像的析像度(以下也记为图像析像度)、图像压缩的方式或压缩率等图像数据的规格的信息。另一方面，表示拍摄方式的设定信息例如是表示拍摄析像度、拍摄时的快门速度、光圈值、拍摄元件的灵敏度(ISO灵敏度)等拍摄时的规格(即拍摄到的方式)的信息。另外，在本发明的实施方式中，拍摄析像度指的是从拍摄元件读出多个像素信号的读出析像度。根据拍摄元件不同，有些拍摄元件具有多种帧速率和输出有效行数的组合。在这样的拍摄元件中，例如可以设定为，从有效行数少的像素信号形成第I 二维图像，从有效行数多的像素信号形成第2 二维图像。另外，上述的图像析像度是从拍摄部11输出的图像数据的析像度，有与拍摄析像度相同的情况和不同的情况(例如，通过间隔剔除处理而变小或者通过插值处理而模拟地变大的情况)。另外，第I二维图像例如是以规定的帧速率反复依次拍摄到的图像(即运动图像)。此外，第2 二维图像是与第I 二维图像的析像度不同的析像度的图像(运动图像或静止图像)，或者是在与第I 二维图像的拍摄条件不同的拍摄条件下拍摄到的图像。
[0032]此外，拍摄条件还可以包括照明部14的照明的有无或照明的强度的差异。此外，这些条件也可以多个组合而设定。例如，在第2 二维图像的拍摄时，进行照明部14的照明或者增强照明，同时提高快门速度，能够减少抖动的影响。或者，在第2 二维图像的拍摄时，进行照明部14的照明或者增强照明，同时增大光圈值(F值)(即减小光圈)，从而加深被摄场深度。此外，关于图像析像度和拍摄析像度，可以使第2 二维图像的析像度与第I 二维图像的