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JP6540238B2 - Data output regulation device for three-dimensional object modeling - Google Patents
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JP6540238B2 - Data output regulation device for three-dimensional object modeling - Google Patents

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Description

本発明は、立体物を表すデータを基に、樹脂等を加工して立体物を造形する3Dプリンタ等の立体物造形装置の利用に際して、立体物造形装置からの出力に不適切なものを判別するための技術に関する。   In the present invention, based on data representing a three-dimensional object, when using a three-dimensional object modeling apparatus such as a 3D printer that processes a resin or the like to model a three-dimensional object, it determines what is inappropriate for output from the three-dimensional object modeling apparatus Related to technology.

近年、立体物を表すデータをもとに、樹脂や石膏等を加工して造形する3Dプリンタが立体物造形装置として普及してきている。3Dプリンタは、立体物の3次元形状をポリゴンの集合で表現したポリゴンモデルを用いて立体物の出力を行う。3Dプリンタの医療応用として、医療診断で撮影されるCT/MRI画像(DICOM形式3次元ボクセルデータ)を基に、3Dプリンタ出力用モデリングデータ(ポリゴンモデル)を作成し、手術シミュレーション・医学教育・インフォームドコンセント向けの臓器模型を出力したり、体内埋め込み用の人工臓器(血管、骨、関節など)を作成したりする試みが始まっている。   BACKGROUND In recent years, 3D printers that process and model resin, gypsum, and the like based on data representing three-dimensional objects have become widespread as three-dimensional object formation devices. The 3D printer outputs a solid object using a polygon model in which the three-dimensional shape of the solid object is represented by a set of polygons. As medical application of 3D printer, modeling data (polygon model) for 3D printer output is created based on CT / MRI image (DICOM format 3D voxel data) taken by medical diagnosis, surgery simulation, medical education, in Attempts have been made to output an organ model for a form-out and create an artificial organ (blood vessel, bone, joint, etc.) for implantation in the body.

3Dプリンタには、インターネットを介して情報だけでなく、モノを遠隔地に間接的に伝搬できる革新性を備えている。そのため、これまで税関で規制されていた銃砲・刀剣などの危険物がデータ形態で国境を越えて流布され、3Dプリンタによりモノとして容易に入手可能になるという問題が発生している。   The 3D printer has the innovativeness of indirectly propagating things to remote locations as well as information via the Internet. Therefore, there is a problem that dangerous goods such as guns and swords, which have been regulated by customs, are distributed in the form of data across borders, and can be easily obtained as things by 3D printers.

具体的には、あるWEBサイトにて3Dプリンタを用いて所定のモデルの拳銃を製造できるSTL(Standard Triangulated Language)が無償で公開されている。金属製に比べて射程距離などは多少劣るが、3Dプリンタで作成された弾丸でも殺傷能力はそれなりにある。更に、現状の3Dプリンタで造形可能な材料は樹脂・石膏に限定され、金属が使用できないという欠点が裏目に出て、空港の金属探知機で見逃されるという問題も指摘されている。今後、民生用の3Dプリンタが普及するにあたり、3Dプリンタ側に投入される出力データの形状認証と危険物の出力規制などのセキュリティ機能をもたせることが求められる。   Specifically, STL (Standard Triangulated Language), which can produce handguns of a predetermined model using a 3D printer, is available for free at a web site. Although the range is somewhat inferior to that of metal, even bullets created with a 3D printer have a reasonable killing ability. Furthermore, the materials that can be formed by the current 3D printer are limited to resin and gypsum, and the drawback that metal can not be used is pointed out, and it has been pointed out that the problem is that metal detectors in airports are missed. In the future, as consumer 3D printers become widespread, it is required to have security functions such as shape authentication of output data input to the 3D printer side and output regulation of dangerous materials.

これに対して、ウィルス対策ツールと類似した手法で出力可否判定を行うシステムを構築する手法が考えられ、その実現にあたり、ポリゴン同士を照合する技術が用いられている。しかし、3Dプリンタでの出力を規制すべき対象としては、3次元のポリゴンモデルを複製したものだけでなく、イラストや写真等の2次元で表現されたものを3次元化したものも含める必要がある。これに対応するため、2次元の画像を基に3次元のポリゴンモデルと照合を行う技術も開発されている(特許文献1〜3参照)。   On the other hand, a method of constructing a system which performs output permission determination by a method similar to an anti-virus tool is considered, and in realizing it, a technique of collating polygons is used. However, it is necessary to include not only reproductions of 3D polygon models but also 3D conversions of illustrations and photographs that are expressed in 2 dimensions as targets for which the output in a 3D printer should be restricted. is there. In order to cope with this, techniques for collating with a three-dimensional polygon model based on a two-dimensional image have also been developed (see Patent Documents 1 to 3).

特許第4709668号公報Patent No. 4709668 特許第5278881号公報Patent No. 5278881 gazette 特許第5560925号公報Patent No. 5560925 gazette

しかしながら、上記従来の技術は、いずれも3次元のポリゴンモデルを2次元に投影して画像を生成し、この画像から得られる特徴ベクトルを照合に用いるものであるため、投影条件により特徴ベクトルが一意に定まらない。このため、2次元の画像を基にして、3次元のポリゴンモデルの出力適正を判定するのは、難しいという問題がある。   However, in the above-described conventional techniques, a three-dimensional polygon model is projected in two dimensions to generate an image, and a feature vector obtained from this image is used for matching, so the feature vector is unique according to the projection condition. Not determined. Therefore, there is a problem that it is difficult to determine the output appropriateness of the three-dimensional polygon model based on the two-dimensional image.

そこで、本発明は、ポリゴンモデルを基に立体物の出力を行う際に、2次元の画像を基準として、出力を規制すべきか否かの判定を的確に行うことが可能な立体物造形用データ出力規制装置を提供することを課題とする。   Therefore, in the present invention, when outputting a three-dimensional object based on a polygon model, it is possible to accurately determine whether or not the output should be restricted based on a two-dimensional image. An object of the present invention is to provide an output regulating device.

上記課題を解決するため、本発明第1の態様では、
ポリゴンの集合として表現されたポリゴンモデルを立体物造形装置に立体物造形用データとして出力する際に、規制すべきか否かを判定する装置であって、
出力を規制すべき画像である規制画像の特徴を表現した距離分布および角度分布が登録されたデータベースと、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内の各ポリゴン間の距離の度数分布である距離分布と、各ポリゴン間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出するモデル度数分布算出手段と、
前記モデル度数分布算出手段により算出された対象モデルの距離分布、角度分布をそれぞれ、前記データベースに登録されている規制画像の距離分布、角度分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定する度数分布照合手段と、を備え、
前記データベースに登録された規制画像の距離分布、角度分布は、前記規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、当該規制画像内の各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出する画像度数分布算出手段を有する画像度数分布算出装置により得られたものであり、
前記画像度数分布算出手段は、前記エッジ点のエッジを特定する方向を、エッジ点の周囲の画素を参照して補正した後、補正後のエッジを特定する方向と、前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向のなす角度を、前記エッジ点間固有の角度として算出することを特徴とする立体物造形用データ出力規制装置を提供する。
In order to solve the above problems, in the first aspect of the present invention,
It is an apparatus that determines whether or not to restrict when outputting a polygon model expressed as a set of polygons to a three-dimensional object formation apparatus as data for three-dimensional object formation,
A database in which a distance distribution and an angle distribution representing the features of a regulated image, which is an image whose output should be regulated, is registered,
A model that calculates a distance distribution that is a frequency distribution of distances between polygons in the target model and an angle distribution that is a frequency distribution of angles unique to the polygons for the target model that is a polygon model to be output Frequency distribution calculation means;
The distance distribution and the angle distribution of the target model calculated by the model frequency distribution calculating means are respectively compared with the distance distribution and the angle distribution of the regulation image registered in the database, and it is determined whether or not the output should be regulated. And frequency distribution matching means,
With regard to the distance distribution and the angle distribution of the restriction image registered in the database, the pixels constituting the edge of the object are extracted as edge points from the restriction image, and the distance between each edge point in the restriction image is It is obtained by an image frequency distribution calculating apparatus having image frequency distribution calculating means for calculating distance distribution which is frequency distribution and angle distribution which is frequency distribution of angles unique to each edge point,
The image frequency distribution calculating means corrects the direction to specify the edge of the edge point with reference to the pixels around the edge point, and then specifies the edge after correction and each edge in the restricted image There is provided a three-dimensional object formation data output restricting device characterized in that an angle formed by directions connecting points is calculated as an inherent angle between the edge points.

ここで、対象物(オブジェクト)とは、規制画像中のポリゴンモデルに造形される対象領域であり、それ以外の領域は背景である。したがって、対象物とは、画像が写真であれば、被写体に相当する部分であり、人工的に作成された画像であれば、イラストやキャラクター等に相当する部分である。画像において対象物であるか背景であるかは、主観的なものとなるが、規制画像として登録される画像は、複製を防止したい部分が対象物として明確であることが多いため、対象物と背景の区分は比較的明確である。「エッジを特定する方向」とは、対象物と背景の境界線を設けた場合に、境界線に直交もしくは、直交に近い角度となる方向に相当する。   Here, an object (object) is an object area modeled on a polygon model in a restriction image, and the other area is a background. Therefore, the object is a portion corresponding to a subject if the image is a picture, and a portion corresponding to an illustration, a character or the like if it is an artificially created image. Whether it is an object or a background in an image is subjective, but in an image registered as a restriction image, a portion to be reproduced is often clearly identified as an object, so Background classification is relatively clear. The “direction for specifying an edge” corresponds to a direction in which the boundary between the object and the background is provided, the angle being orthogonal to or nearly perpendicular to the boundary.

本発明第1の態様によれば、規制画像の特徴を表現した距離分布および角度分布が登録されたデータベースを備え、対象モデルに対して、対象モデル内の各ポリゴン間の距離の度数分布である距離分布と、各ポリゴン間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出し、算出された対象モデルの距離分布、角度分布をそれぞれ、データベースに登録されている規制画像の距離分布、角度分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定するようにし、データベースに登録された規制画像の距離分布、角度分布は、規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、規制画像内の各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出する装置により得られたものであり、エッジ点のエッジを特定する方向を、エッジ点の周囲の画素を参照して補正した後、補正後のエッジを特定する方向と、規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向のなす角度を、エッジ点間固有の角度として算出するようにしたので、ポリゴンモデルを基に立体物の出力を行う際に、次元の異なる2次元の規制画像と照合を行うことにより出力を規制すべきか否かの判定を行うことが可能となる。特に、エッジ点間固有の角度を求めるために重要なエッジ点のエッジを特定する方向が基本的に所定数に限られる場合であっても、中間位置の方向に補正した角度で角度分布を得ることができ、連続的な分布が作成され、3次元のポリゴンモデルの角度分布との照合が行い易くなる。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a database in which a distance distribution and an angle distribution representing the features of a restriction image are registered, and a frequency distribution of the distance between polygons in the target model with respect to the target model. The distance distribution and the angle distribution which is the frequency distribution of the angles unique to each polygon are calculated, and the calculated distance distribution of the target model and the angle distribution are respectively the distance distribution of the regulation image registered in the database, the angle distribution The distance distribution and the angle distribution of the restriction image registered in the database are compared with the restriction image using pixels constituting the edge of the object as an edge point. A device obtained by a device for extracting and calculating a distance distribution which is a frequency distribution of distances between edge points in the restriction image and an angle distribution which is a frequency distribution of angles unique to each edge point Yes, after correcting the direction to specify the edge of the edge point with reference to the pixels around the edge point, the angle between the direction to specify the edge after correction and the direction connecting the edge points in the restricted image Is calculated as an inherent angle between edge points. Therefore, when outputting a three-dimensional object based on a polygon model, whether or not the output should be restricted by performing collation with a two-dimensional restriction image having different dimensions It becomes possible to determine the In particular, even when the direction of specifying the edge of the important edge point for determining the unique angle between edge points is basically limited to a predetermined number, the angle distribution is obtained at the angle corrected in the direction of the intermediate position. This makes it possible to create a continuous distribution, which makes it easy to match the angular distribution of the three-dimensional polygon model.

また、本発明第2の態様では、
ポリゴンの集合として表現されたポリゴンモデルを立体物造形装置に立体物造形用データとして出力する際に、規制すべきか否かを判定する装置であって、
出力を規制すべき画像である規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、当該規制画像内の各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出する画像度数分布算出手段と、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内の各ポリゴン間の距離の度数分布である距離分布と、各ポリゴン間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出するモデル度数分布算出手段と、
前記画像度数分布算出手段により算出された規制画像の距離分布、角度分布と、前記モデル度数分布算出手段により算出された対象モデルの距離分布、角度分布と、を照合し、出力を規制すべきか否かを判定する度数分布照合手段と、
を備え、
前記画像度数分布算出手段は、前記エッジ点のエッジを特定する方向を、エッジ点の周囲の画素を参照して補正した後、補正後のエッジを特定する方向と、前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向のなす角度を、前記エッジ点間固有の角度として算出することを特徴とする立体物造形用データ出力規制装置を提供する。
In the second aspect of the present invention,
It is an apparatus that determines whether or not to restrict when outputting a polygon model expressed as a set of polygons to a three-dimensional object formation apparatus as data for three-dimensional object formation,
For a regulated image which is an image whose output is to be regulated, pixels constituting the edge of the object are extracted as edge points, and a distance distribution which is a frequency distribution of distances between the respective edge points in the regulated image, and Image frequency distribution calculating means for calculating an angle distribution which is a frequency distribution of angles unique to edge points;
A model that calculates a distance distribution that is a frequency distribution of distances between polygons in the target model and an angle distribution that is a frequency distribution of angles unique to the polygons for the target model that is a polygon model to be output Frequency distribution calculation means;
Whether to restrict the output by comparing the distance distribution and the angle distribution of the restriction image calculated by the image frequency distribution calculating means with the distance distribution and the angle distribution of the target model calculated by the model frequency distribution calculating means Frequency distribution matching means for determining
Equipped with
The image frequency distribution calculating means corrects the direction to specify the edge of the edge point with reference to the pixels around the edge point, and then specifies the edge after correction and each edge in the restricted image There is provided a three-dimensional object formation data output restricting device characterized in that an angle formed by directions connecting points is calculated as an inherent angle between the edge points.

本発明第2の態様によれば、規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出し、対象モデルに対して、対象モデルの各ポリゴン間の距離の度数分布である距離分布と、各ポリゴン間固有の角度の度数分布である角度分布を算出し、対象モデルの距離分布、角度分布と、規制画像の距離分布、角度分布とを照合し、出力を規制すべきか否かを判定し、エッジ点のエッジを特定する方向を、エッジ点の周囲の画素を参照して補正した後、補正後のエッジを特定する方向と、前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向のなす角度を、エッジ点間固有の角度として算出するようにしたので、ポリゴンモデルを基に立体物の出力を行う際に、次元の異なる2次元の規制画像と照合を行うことにより、出力を規制すべきか否かの判定を的確に行うことが可能となる。特に、エッジ点間固有の角度を求めるために重要なエッジ点のエッジを特定する方向が基本的に所定数に限られる場合であっても、中間位置の方向に補正した角度で角度分布を得ることができ、連続的な分布が作成され、3次元のポリゴンモデルの角度分布との照合が行い易くなる。   According to the second aspect of the present invention, in the restriction image, pixels constituting the edge of the object are extracted as edge points, and a distance distribution which is a frequency distribution of distances between the edge points and between the edge points An angle distribution which is a frequency distribution of specific angles is calculated, and a distance distribution which is a frequency distribution of distances between polygons of the target model and an angle which is a frequency distribution of angles unique to each polygon with respect to the target model The distribution is calculated, the distance distribution of the target model, the angle distribution, and the distance distribution of the control image, the angle distribution are collated, it is determined whether the output should be restricted or not, and the direction for specifying the edge of the edge point is the edge After correcting with reference to the pixels around the point, the angle between the direction for specifying the corrected edge and the direction connecting the edge points in the restricted image is calculated as an inherent angle between the edge points. Because we made polygon model To when performing output of the three-dimensional object, by performing matching with the two-dimensional regulations images of different dimensions, it is possible to perform accurately determines whether to regulate the output. In particular, even when the direction of specifying the edge of the important edge point for determining the unique angle between edge points is basically limited to a predetermined number, the angle distribution is obtained at the angle corrected in the direction of the intermediate position. This makes it possible to create a continuous distribution, which makes it easy to match the angular distribution of the three-dimensional polygon model.

また、本発明第3の態様では、前記画像度数分布算出手段は、前記規制画像の各画素の値に対して、事前に定義された複数のフィルタマトリクスを適用し、各画素について前記各フィルタマトリクスで算出された複数の強度の最大値をエッジ強度とし、最大値を与えるフィルタマトリクスに固有な方向を前記エッジを特定する方向として算出し、エッジ強度が所定の値を超える画素をエッジ点として抽出し、前記規制画像のあるエッジ点から他のエッジ点へのベクトルを前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向を示すエッジ点間ベクトルとして求め、前記エッジ点間ベクトルと対応する一方のエッジ点のエッジを特定する方向とのなす角度を前記エッジ点間固有の角度として算出する際、前記エッジ点のエッジを特定する方向の補正は、対象とする前記エッジ点の周囲のエッジ点におけるエッジを特定する方向と当該周囲のエッジ点のエッジ強度を加重しながら平均化することにより行われることを特徴とする。   In the third aspect of the present invention, the image frequency distribution calculating means applies a plurality of filter matrices defined in advance to the value of each pixel of the restricted image, and the filter matrix for each pixel is applied. Let the maximum value of multiple intensities calculated in step be the edge intensity, calculate the direction unique to the filter matrix that gives the maximum value as the direction to specify the edge, and extract the pixels whose edge intensity exceeds a predetermined value as the edge point A vector from an edge point of the restricted image to another edge point is determined as an inter-edge point vector indicating a direction connecting each edge point in the restricted image, and one edge corresponding to the edge point vector When calculating an angle between the edge point and the direction for identifying the edge of the point as the unique angle between the edge points, the correction of the direction for identifying the edge of the edge point is Characterized in that it is carried out by averaging with weighting the edge strength in the direction and the peripheral edge point to identify the edges in the edge point around the edge points to.

本発明第3の態様によれば、規制画像の各画素の値に対して、事前に定義された複数のフィルタマトリクスを適用し、各画素について各フィルタマトリクスで算出された複数の強度の最大値をエッジ強度とし、最大値を与えるフィルタマトリクスに固有な方向を前記エッジを特定する方向として算出し、エッジ強度が所定の値を超える画素をエッジ点として抽出し、規制画像のあるエッジ点から他のエッジ点へのベクトルを前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向を示すエッジ点間ベクトルとして求め、エッジ点間ベクトルと対応する一方のエッジ点のエッジを特定する方向とのなす角度をエッジ点間固有の角度として算出する際、エッジ点のエッジを特定する方向の補正は、対象とする前記エッジ点の周囲のエッジ点におけるエッジを特定する方向と当該周囲のエッジ点のエッジ強度を加重しながら平均化することにより行われるようにしたので、モデル度数分布算出手段により得られる対象モデルの角度分布と整合性をもたせた角度分布を規制画像からも算出することができ、2次元の規制画像と3次元の対象モデルという相互に次元の異なるデータどうしの類似性を各々の角度分布を照合することにより判定することが可能となる。   According to the third aspect of the present invention, the plurality of filter matrices defined in advance are applied to the value of each pixel of the regulated image, and the maximum value of the plurality of intensities calculated by each filter matrix for each pixel A direction unique to the filter matrix giving the maximum value is calculated as the direction for specifying the edge, a pixel whose edge strength exceeds a predetermined value is extracted as an edge point, and the other edge points from the restricted image The vector to the edge point of is determined as an inter-edge point vector indicating the direction connecting each edge point in the restricted image, and the angle between the edge point vector and the direction specifying the edge of the corresponding one edge point is When calculating as an inherent angle between edge points, the correction in the direction to specify the edge of the edge point specifies the edge at the edge point around the target edge point. It is performed by averaging while weighting the edge strength of the surrounding direction and the surrounding edge point, so restricting the angular distribution that is consistent with the angular distribution of the target model obtained by the model frequency distribution calculating means The similarity can also be calculated from an image, and it becomes possible to determine the similarity between mutually different data of two-dimensional regulation image and three-dimensional object model by comparing the respective angular distributions.

また、本発明第4の態様では、前記フィルタマトリクス(エッジ抽出フィルタ)として、事前に定義された16方向の3×3画素のフィルタマトリクスを適用し、各方向について事前に設定された値を用いて、各方向の強度を求める演算を行うことを特徴とする。   In the fourth aspect of the present invention, a filter matrix of 3 × 3 pixels in 16 directions defined in advance is applied as the filter matrix (edge extraction filter), and values previously set in each direction are used. It is characterized in that calculation is performed to obtain the intensity in each direction.

本発明第4の態様によれば、フィルタマトリクスとして、事前に定義された16方向の3×3画素のフィルタマトリクスを適用し、各方向について事前に設定された値を用いて、各方向の強度を求める演算を行うようにしたので、規制画像において、対象物のエッジを構成する画素であるエッジ点を抽出するだけでなくエッジの方向を的確に算出することが可能となる。   According to the fourth aspect of the present invention, the filter matrix of 16 directions 3 × 3 pixels defined in advance is applied as the filter matrix, and the intensity in each direction is set using values preset in each direction. Since the calculation is performed to obtain the above, it becomes possible to accurately calculate the direction of the edge as well as extracting the edge point which is a pixel constituting the edge of the object in the restriction image.

また、本発明第5の態様では、前記画像度数分布算出手段は、前記16方向の各方向について事前に設定された強度補正量を用いて、前記求められた各方向の強度を補正することを特徴とする。   Further, in the fifth aspect of the present invention, the image frequency distribution calculating means corrects the intensity in each of the determined directions using the intensity correction amount set in advance for each of the 16 directions. It features.

本発明第5の態様によれば、フィルタマトリクスに対応した16方向の各方向について事前に設定された強度補正量を用いて、求められた各方向の強度を補正するようにしたので、フィルタマトリクスの特性に応じた方向によるエッジ強度の偏りを適正なものに補正することが可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, the intensities in the respective directions determined are corrected using the intensity correction amount set in advance for each of the 16 directions corresponding to the filter matrix. It is possible to correct the bias of the edge strength in the direction according to the characteristics of the above.

また、本発明第6の態様では、前記画像度数分布算出手段は、各画素について算出されたエッジ強度に対して、所定の設定最小値(SL)を減算し、減算した値に、エッジ強度の階調数を乗算し、当該階調数と前記設定最小値との差を除算することにより前記エッジ強度を補正し、補正されたエッジ強度が正の値になる画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする。   Further, in the sixth aspect of the present invention, the image frequency distribution calculating means subtracts the predetermined setting minimum value (SL) from the edge strength calculated for each pixel and sets the value of the edge strength to a value obtained by subtraction. The number of gradations is multiplied, and the edge strength is corrected by dividing the difference between the number of gradations and the set minimum value, and a pixel having a positive value of the corrected edge strength is extracted as the edge point It is characterized by

本発明第6の態様によれば、各画素について算出されたエッジ強度に対して、所定の設定最小値を減算し、減算した値に、エッジ強度の階調数を乗算し、当該階調数と前記設定最小値との差を除算することにより前記エッジ強度を補正し、補正されたエッジ強度が正の値になる画素を前記エッジ点として抽出するようにしたので、補正後のエッジ強度が正の値であるか否かを判定するだけで済み、効率的なエッジ点の抽出が可能となる。   According to the sixth aspect of the present invention, the predetermined setting minimum value is subtracted from the edge strength calculated for each pixel, and the value obtained by subtraction is multiplied by the number of gradations of the edge strength, and the number of gradations is calculated. Since the edge strength is corrected by dividing the difference between the value and the set minimum value, and the pixel whose corrected edge strength is a positive value is extracted as the edge point, the corrected edge strength is It is only necessary to determine whether it is a positive value, and efficient extraction of edge points becomes possible.

また、本発明第7の態様では、前記画像度数分布算出手段は、前記距離分布を算出するにあたり、所定数(MD)の要素で構成される1次元配列を準備し、前記算出された距離の最大値の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各距離を当該距離に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素に該当する数を計数することにより、前記距離分布を算出するようにしていることを特徴とする。   In the seventh aspect of the present invention, the image frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number (MD) of elements in calculating the distance distribution, and calculates the calculated distance. The distance distribution is calculated by equally dividing the range of the maximum value into the predetermined number, assigning each of the distances to any one of the elements based on the distances, and counting the number corresponding to the elements. It is characterized in that.

本発明第7の態様によれば、規制画像の距離分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、算出された距離の最大値の範囲を所定数に均等分割した上で、各距離をその距離に基づいて要素のいずれかに割り当て、要素に該当する数を計数するようにしたので、各エッジ点間の距離を用いて容易に距離分布を算出することが可能となる。   According to the seventh aspect of the present invention, in calculating the distance distribution of the regulated image, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and the calculated maximum range of distances is equally divided into the predetermined number. Then, each distance is assigned to one of the elements based on the distance, and the number corresponding to the element is counted, so that the distance distribution can be easily calculated using the distance between each edge point. It becomes possible.

また、本発明第8の態様では、前記画像度数分布算出手段は、前記角度分布を算出するにあたり、所定数(MA)の要素で構成される1次元配列を準備し、角度0度から180度の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各エッジ点間固有の角度に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素の値を計数することにより、前記角度分布を算出するようにしていることを特徴とする。   Further, in the eighth aspect of the present invention, the image frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number (MA) of elements when calculating the angle distribution, and makes an angle from 0 degree to 180 degrees. Is equally divided into the predetermined number, and is assigned to any one of the elements based on the unique angle between the edge points, and the value of the element is counted to calculate the angular distribution. It is characterized by

本発明第8の態様によれば、規制画像の角度分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、角度0度から180度の範囲を所定数に均等分割した上で、各エッジ点間固有の角度に基づいて要素のいずれかに割り当て、要素の値を計数することにより、角度分布を算出するようにしたので、各エッジ点間固有の角度を用いて容易に角度分布を算出することが可能となる。   According to the eighth aspect of the present invention, in calculating the angular distribution of the restriction image, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and the range from 0 degrees to 180 degrees is equally divided into a predetermined number Above, by assigning to any of the elements based on the unique angle between each edge point and counting the value of the element, the angle distribution is calculated, so it is easy to use the unique angle between each edge point It is possible to calculate the angular distribution on

また、本発明第9の態様では、前記画像度数分布算出手段は、前記割り当てられた要素の値を計数する際、前記エッジ点間ベクトルに対応するエッジ点のエッジ強度で重み付けするようにしていることを特徴とする。   Further, in the ninth aspect of the present invention, the image frequency distribution calculating means weights the edge intensity of the edge point corresponding to the edge point interval vector when counting the value of the allocated element. It is characterized by

本発明第9の態様によれば、規制画像の距離分布または角度分布を算出するにあたり、割り当てられた要素の値を計数する際、エッジ点間ベクトルに対応するエッジ点のエッジ強度で重み付けするようにしたので、規制画像の精細度の差異が、距離分布または角度分布にあまり反映せず、画素数が異なる複数の規制画像をデータベースに登録しなくても、的確に出力を規制すべきか否かを判定させることが可能となる。   According to the ninth aspect of the present invention, in calculating the distance distribution or angle distribution of the restriction image, when counting the value of the assigned element, weighting is performed using the edge strength of the edge point corresponding to the vector between edge points. Therefore, the difference in definition of the regulation image does not reflect much in the distance distribution or the angle distribution, and whether or not the output should be regulated appropriately even without registering a plurality of regulation images having different numbers of pixels in the database Can be determined.

また、本発明第10の態様では、前記画像度数分布算出手段は、前記重み付けのための前記エッジ強度として、前記エッジ点間ベクトルの大きさをDe(i,j)、エッジ点間ベクトルの最大値をDemaxとしたとき、De(i,j)×{Demax2−De(i,j)21/2なる値を元のエッジ強度に乗じて補正を施した値を用いることを特徴とする。 Further, in the tenth aspect of the present invention, the image frequency distribution calculating means sets, as the edge strength for the weighting, the magnitude of the vector between edge points to De (i, j) and the maximum vector between edge points. Assuming that the value is Demax, a value obtained by correcting the original edge strength by using a value De (i, j) × {Demax 2 −De (i, j) 2 } 1/2 is used. Do.

本発明第10の態様によれば、重み付けのための前記エッジ強度として、エッジ点間ベクトルの大きさをDe(i,j)、エッジ点間ベクトルの最大値をDemaxとしたとき、De(i,j)×{Demax2−De(i,j)21/2なる値を元のエッジ強度に乗じて補正を施した値を用いるようにしたので、2次元の平面的な規制画像から3次元の球面的な特徴を有する距離分布が得られ、より的確な判定を行うことが可能となる。 According to the tenth aspect of the present invention, as the edge strength for weighting, when the magnitude of the vector between edge points is De (i, j) and the maximum value of the vector between edge points is Demax, De (i , J) × {Demax 2 − De (i, j) 2 } 1/2 The original edge strength is multiplied by the corrected value and used, so from the two-dimensional planar restriction image A distance distribution having three-dimensional spherical features can be obtained, and more accurate determination can be made.

また、本発明第11の態様では、前記モデル度数分布算出手段は、前記対象モデル内のあるポリゴンの平均座標から他のポリゴンの平均座標へのベクトルをポリゴン間ベクトルとして求め、当該ポリゴン間ベクトルの大きさを前記各ポリゴン間の距離、前記ポリゴン間ベクトルと対応する一方のポリゴンの法線ベクトルとのなす角度を前記各ポリゴン間固有の角度とすることにより、前記各ポリゴン間の距離と前記ポリゴン間固有の角度を算出することを特徴とする。   In the eleventh aspect of the present invention, the model frequency distribution calculating means determines a vector from the average coordinates of a polygon in the target model to the average coordinates of another polygon as an inter-polygon vector, and The distance between the polygons and the polygons can be obtained by using the distance between the polygons and the angle between the polygon polygon vector and the normal vector of the corresponding polygon as the unique angle between the polygons. It is characterized in that an inherent angle between the two is calculated.

本発明第11の態様によれば、あるポリゴンの平均座標から他のポリゴンの平均座標へのベクトルをポリゴン間ベクトルとして求め、ポリゴン間ベクトルの大きさを各ポリゴン間の距離、ポリゴン間ベクトルと対応する一方のポリゴンの法線ベクトルとのなす角度を各ポリゴン間固有の角度とすることにより、各ポリゴン間の距離とポリゴン間固有の角度を算出するようにしたので、各ポリゴンの3次元空間的な位置関係を反映し、ポリゴンモデルの形状特徴を正確に反映した度数分布を容易に算出することが可能となる。   According to the eleventh aspect of the present invention, a vector from an average coordinate of a polygon to an average coordinate of another polygon is determined as an inter-polygon vector, and the size of the inter-polygon corresponds to the distance between the polygons and the inter-polygon vector Since the distance between each polygon and the unique angle between polygons are calculated by making the angle between the polygons and the normal vector of one of the two polygons unique, the three-dimensional space of each polygon It is possible to easily calculate a frequency distribution that accurately reflects the shape features of the polygon model by reflecting the above positional relationship.

また、本発明第12の態様では、前記モデル度数分布算出手段は、前記距離分布を算出するにあたり、所定数(MD)の要素で構成される1次元配列を準備し、前記算出された距離の最大値の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各距離を当該距離に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素に該当する数を計数することにより、前記距離分布を算出するようにしていることを特徴とする。   In the twelfth aspect of the present invention, the model frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number (MD) of elements in calculating the distance distribution, and calculates the calculated distance. The distance distribution is calculated by equally dividing the range of the maximum value into the predetermined number, assigning each of the distances to any one of the elements based on the distances, and counting the number corresponding to the elements. It is characterized in that.

本発明第12の態様によれば、距離分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、算出された距離の最大値の範囲を所定数に均等分割した上で、各距離をその距離に基づいて所定数のいずれかの要素に割り当て、その要素に該当する数を計数することにより、距離分布を算出するようにしたので、各ポリゴン間の距離を用いて容易に距離分布を算出することが可能となる。   According to the twelfth aspect of the present invention, in calculating the distance distribution, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and the range of the maximum value of the calculated distances is equally divided into the predetermined number. Since the distance distribution is calculated by assigning each distance to a predetermined number of elements based on the distance and counting the number corresponding to the elements, it is easy to use the distance between each polygon It is possible to calculate the distance distribution.

また、本発明第13の態様では、前記モデル度数分布算出手段は、前記角度分布を算出するにあたり、所定数(MA)の要素で構成される1次元配列を準備し、角度0度から180度の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各ポリゴン間固有の角度に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素の値を計数することにより、前記角度分布を算出するようにしていることを特徴とする。   Further, in the thirteenth aspect of the present invention, the model frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number (MA) of elements in calculating the angle distribution, and makes an angle of 0 degrees to 180 degrees. Is equally divided into the predetermined number, and is assigned to any one of the elements based on the unique angle between the polygons, and the value of the element is counted to calculate the angular distribution. It is characterized by

本発明第13の態様によれば、角度分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、角度0度から180度の範囲を所定数に均等分割した上で、各ポリゴン固有の角度に基づいて所定数のいずれかの要素に割り当て、その要素の値を計数することにより、角度分布を算出するようにしたので、あるポリゴンから他のポリゴンへのベクトルを用いて容易に角度分布を算出することが可能となる。   According to the thirteenth aspect of the present invention, in calculating the angular distribution, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and the range from an angle of 0 degrees to 180 degrees is equally divided into a predetermined number. The angle distribution is calculated by assigning to a predetermined number of elements based on the angle unique to each polygon and counting the values of the elements, so using vectors from one polygon to another It becomes possible to easily calculate the angular distribution.

また、本発明第14の態様では、前記モデル度数分布算出手段は、前記割り当てられた要素の値を計数する際、前記ポリゴン間ベクトルに対応するポリゴンの面積で重み付けするようにしていることを特徴とする。   Further, in a fourteenth aspect of the present invention, the model frequency distribution calculating means is characterized in that, when counting the value of the allocated element, weighting is performed by the area of the polygon corresponding to the inter-polygon vector. I assume.

本発明第14の態様によれば、距離分布または角度分布を算出するにあたり、割り当てられた要素の値を計数する際、ポリゴン間ベクトルに対応するポリゴンの面積で重み付けするようにしたので、ポリゴン分割の精細度の差異が、距離分布または角度分布にあまり反映せず、ポリゴン分割の精細度が異なる複数のポリゴンモデルに対して同一(出力を規制すべき)であると判定させることが可能となる。   According to the fourteenth aspect of the present invention, when calculating the distance distribution or angle distribution, when counting the value of the assigned element, weighting is performed with the area of the polygon corresponding to the inter-polygon vector, so polygon division is performed. It is possible to make it possible to determine that differences in definition of polygon division are the same (the output should be restricted) with respect to a plurality of polygon models having different definition of polygon division without reflecting much in the distance distribution or angle distribution. .

また、本発明第15の態様では、
前記度数分布照合手段は、前記対象モデルの距離分布、角度分布をそれぞれ、前記規制画像の距離分布、角度分布と照合するにあたり、
前記距離分布同士の相関係数、前記角度分布同士の相関係数を算出し、算出された双方の相関係数が所定の正のしきい値より大きい場合に、出力を規制すべきであると判定するようにしていることを特徴とする。
In the fifteenth aspect of the present invention,
The frequency distribution matching unit matches the distance distribution and the angle distribution of the target model with the distance distribution and the angle distribution of the restriction image, respectively.
If the correlation coefficient between the distance distributions and the correlation coefficient between the angle distributions are calculated, and the calculated correlation coefficient between the two is larger than a predetermined positive threshold, the output should be regulated. It is characterized in that it is determined.

本発明第15の態様によれば、対象モデルの距離分布、角度分布をそれぞれ、規制画像の距離分布、角度分布と照合するにあたり、距離分布同士の相関係数、角度分布同士の相関係数を算出し、算出された双方の相関係数が所定の正のしきい値より大きい場合に、出力を規制すべきであると判定するようにしたので、対象モデルと規制画像の特徴の照合を、迅速かつ的確に行うことが可能となる。   According to the fifteenth aspect of the present invention, when the distance distribution and the angle distribution of the object model are compared with the distance distribution and the angle distribution of the regulation image, respectively, the correlation coefficient between the distance distributions and the correlation coefficient between the angle distributions Since it was determined that the output should be restricted if both calculated and calculated correlation coefficients are greater than a predetermined positive threshold, matching of the features of the target model and the restriction image is It will be possible to do it quickly and accurately.

また、本発明第16の態様では、前記対象モデルに含まれるポリゴンの数が所定の値以下になるようにポリゴンを削減するポリゴン削減手段を更に備え、前記ポリゴンが削減された対象モデルに対して、前記モデル度数分布算出手段が処理を行うことを特徴とする。   In the sixteenth aspect of the present invention, the object model further includes polygon reduction means for reducing polygons such that the number of polygons included in the target model is equal to or less than a predetermined value. The model frequency distribution calculating means performs processing.

本発明第16の態様によれば、まず、対象モデルに含まれるポリゴンの数が所定の値以下になるようにポリゴンを削減し、ポリゴンが削減された対象モデルに対して、距離分布、角度分布を算出するようにしたので、対象モデルの微細形状の相違を許容して高速に出力が適正か否かの判断を行うことが可能となる。   According to the sixteenth aspect of the present invention, first, the number of polygons included in the target model is reduced so that the number of polygons is equal to or less than a predetermined value, and the distance distribution and the angle distribution are obtained for the target model in which the polygons are reduced. Since it is calculated, it becomes possible to allow the difference of the minute shape of the object model and to judge at a high speed whether the output is appropriate or not.

また、本発明第17の態様では、出力対象のポリゴンモデルである対象モデルを複数の部分対象モデルに分割する対象モデル分割手段を更に備え、前記部分対象モデルに対して、前記モデル度数分布算出手段が処理を行うことを特徴とする。   The seventeenth aspect of the present invention further comprises object model division means for dividing an object model which is a polygon model to be output into a plurality of partial object models, and the model frequency distribution calculation means for the partial object models. Perform processing.

本発明第17の態様によれば、まず、対象モデルを複数の部分対象モデルに分割し、部分対象モデルに対して、距離分布、角度分布を算出するようにしたので、複数の部品で構成される物品を表現した対象モデルの照合の際、規制画像を基に作成されたものと対象モデルとで互いに部品構成が異なる場合でも、適切に出力が適正か否かの判断を行うことが可能となる。   According to the seventeenth aspect of the present invention, first, the target model is divided into a plurality of partial target models, and the distance distribution and the angular distribution are calculated for the partial target model. It is possible to determine whether the output is appropriate or not, even when the component configurations of the target model and the target model that are created based on the regulation image differ from each other when the target model representing the product is compared. Become.

また、本発明第18の態様では、前記ポリゴンは三角形であり、前記対象モデル分割手段は、あるポリゴンと、当該ポリゴンと辺を共有する3つの隣接ポリゴンが、同一の部分対象モデルに属するように、分割することを特徴とする。   Further, in an eighteenth aspect of the present invention, the polygon is a triangle, and the target model division means is configured such that a certain polygon and three adjacent polygons sharing an edge with the polygon belong to the same partial target model. , And divided.

本発明第18の態様によれば、ポリゴンは三角形であり、対象モデル分割手段は、あるポリゴンと、そのポリゴンと辺を共有する3つの隣接ポリゴンが、同一の部分対象モデルに属するように分割するようにしたので、複数の部品で構成される物品を表現した対象モデルを、迅速かつ的確に複数の部分対象モデルに分割することが可能となる。   According to an eighteenth aspect of the present invention, the polygon is a triangle, and the target model dividing means divides a certain polygon and three adjacent polygons sharing an edge with the polygon so that they belong to the same partial target model. As a result, it is possible to quickly and accurately divide an object model representing an article composed of a plurality of parts into a plurality of partial object models.

また、本発明第19の態様では、前記規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、当該規制画像の各エッジ点間の距離と各エッジ点間固有の角度を算出し、算出結果に基づいて各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、前記各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布を算出する画像度数分布算出装置により算出された度数分布を受信し、受信した度数分布を前記データベースに登録する登録手段を更に有することを特徴とする。   Further, in the nineteenth aspect of the present invention, a pixel forming an edge of the object is extracted as an edge point from the regulation image, and a distance between each edge point of the regulation image and an angle unique to each edge point Calculated by the image frequency distribution calculation device which calculates the distance distribution which is the frequency distribution of the distance between each edge point based on the calculation result and the angle distribution which is the frequency distribution of the angle unique to each edge point The apparatus is characterized by further comprising registration means for receiving a frequency distribution and registering the received frequency distribution in the database.

本発明第19の態様によれば、規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、規制画像の各エッジ点間の距離と各エッジ点間固有の角度を算出し、算出結果に基づいて各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布を算出する画像度数分布算出装置を別途用意し、この画像度数分布算出装置から規制画像の度数分布を受信し、データベースに登録するようにしたので、データベースの更新を遠隔地から迅速に行うことが可能となる。   According to the nineteenth aspect of the present invention, with respect to the restriction image, pixels constituting the edge of the object are extracted as edge points, and the distance between each edge point of the restriction image and the unique angle between each edge point are calculated Then, based on the calculation result, separately prepare an image frequency distribution calculation device for calculating an angle distribution which is a frequency distribution of distances between each edge point and a frequency distribution of angles unique to each edge point, Since the frequency distribution of the restriction image is received from the image frequency distribution calculation device and registered in the database, it is possible to quickly update the database from a remote place.

また、本発明第20の態様では、
前記対象モデルを、接続された立体物造形装置に出力する手段と、
前記立体物造形装置による立体物の造形処理と並行して実行される前記度数分布照合手段により、出力を規制すべきである(出力不適)と判定された場合に、前記立体物造形装置に、前記対象モデルの出力中止命令を出力する手段と、
を更に備えることを特徴とする。
In the twentieth aspect of the present invention,
A unit for outputting the target model to a connected three-dimensional object forming apparatus;
When it is determined that the output should be restricted (output unsuitable) by the frequency distribution collating means executed in parallel with the three-dimensional object formation processing by the three-dimensional object formation device, the three-dimensional object formation device, A unit for outputting an output cancellation instruction of the target model;
And the like.

本発明第20の態様によれば、対象モデルを、接続された立体物造形装置に出力し、並行して実行される度数分布照合手段による照合の結果、出力を規制すべきであると判定された場合に、立体物造形装置に、対象モデルの出力中止命令を出力するようにしたので、時間のかかる立体物の造形を遅延させることなく、出力不適の場合にのみ、出力を中止することが可能となる。   According to the twentieth aspect of the present invention, the object model is output to the connected three-dimensional object formation apparatus, and it is determined that the output should be restricted as a result of the collation by the frequency distribution collating means executed in parallel. In this case, since the output stop instruction of the target model is output to the three-dimensional object forming apparatus, the output may be canceled only when the output is unsuitable, without delaying the formation of the time-consuming three-dimensional object. It becomes possible.

また、本発明第21の態様では、
出力制御用端末と、処理サーバがネットワークを介して接続された構成であって、
前記出力制御用端末は、前記モデル度数分布算出手段を有し、
前記処理サーバは、
前記データベースと、
ネットワークを介して前記出力制御用端末から前記対象モデルの距離分布と角度分布を受信する受信手段と、
前記度数分布照合手段と、
前記度数分布照合手段により判定された、出力を規制すべきか否かに基づくデータを前記出力制御用端末に送信する出力適否データ送信手段と、
を更に有することを特徴とする。
In the twenty-first aspect of the present invention,
A configuration in which an output control terminal and a processing server are connected via a network,
The output control terminal includes the model frequency distribution calculating unit.
The processing server is
Said database,
Receiving means for receiving distance distribution and angle distribution of the target model from the output control terminal via a network;
The frequency distribution comparing means;
An output appropriateness data transmitting unit that transmits data based on whether or not the output should be restricted, which is determined by the frequency distribution comparing unit, to the output control terminal;
And the like.

本発明第21の態様によれば、ネットワークを介して対象モデルの距離分布と角度分布を受信し、出力を規制すべきか否かの判定により得られた出力を規制すべきか否かに基づくデータを対象モデルの距離分布と角度分布の送信元に送信するようにしたので、出力を規制すべきか否かの判定をクラウド型で提供することができ、出力側における処理を軽減することができる。更に、データベースをクラウド側で一元管理でき、3Dプリンタ等の立体物造形装置ごとに接続されている出力制御用端末内でデータベースを管理する必要がないため、常に最新のデータベースに基づいて出力を規制すべきか否かの判定を行うことが可能になる。   According to a twenty-first aspect of the present invention, data is received based on whether or not the output obtained by receiving the distance distribution and angle distribution of the target model via the network and determining whether or not the output should be restricted. Since transmission is performed to the distance distribution of the object model and the transmission source of the angular distribution, it is possible to provide a cloud-type determination as to whether or not the output should be restricted, and the processing on the output side can be reduced. Furthermore, since the database can be centrally managed on the cloud side and there is no need to manage the database in the output control terminal connected to each three-dimensional object forming apparatus such as a 3D printer, the output is always regulated based on the latest database. It is possible to determine whether or not to do so.

また、本発明第22の態様では、
前記立体物造形用データ出力規制装置と、
前記立体物造形用データ出力規制装置で出力許可された対象モデルを用いて立体物を造形する立体物造形装置と、
を有することを特徴とする立体物造形システムを提供する。
In the twenty-second aspect of the present invention,
The three-dimensional object modeling data output regulation device;
A three-dimensional object formation apparatus for forming a three-dimensional object using the target model permitted to be output by the three-dimensional object formation data output regulation device;
Providing a three-dimensional object forming system characterized by comprising:

本発明第22の態様によれば、立体物造形用データ出力規制装置と、立体物造形用データ出力規制装置で出力許可された対象モデルを用いて立体物を造形する立体物造形装置により立体物造形システムを実現するようにしたので、ボードコンピュータを組み込んだ3Dプリンタ等の形態で、立体物造形システムを提供することが可能となる。   According to a twenty-second aspect of the present invention, a three-dimensional object forming apparatus for forming a three-dimensional object using the three-dimensional object formation data output control device and the target model permitted to output by the three-dimensional object formation data output restriction device Since the modeling system is realized, it is possible to provide a three-dimensional object modeling system in the form of a 3D printer or the like incorporating a board computer.

本発明によれば、ポリゴンモデルを基に立体物の出力を行う際に、2次元の画像を基準として、出力を規制すべきか否かの判定を的確に行うことが可能となる。   According to the present invention, when outputting a three-dimensional object based on a polygon model, it is possible to accurately determine whether the output should be restricted or not based on a two-dimensional image.

本発明の基本概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic concept of this invention. 画像度数分布算出装置300のハードウェア構成図である。FIG. 6 is a hardware configuration diagram of an image frequency distribution calculation device 300. 画像度数分布算出装置300の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram showing a configuration of an image frequency distribution calculation device 300. 画像度数分布算出装置300の処理動作を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing the processing operation of the image frequency distribution calculation device 300. フィルタマトリクスである16方向エッジ抽出フィルタを示す図である。It is a figure which shows the 16 direction edge extraction filter which is a filter matrix. 方向別のエッジ強度補正量を記録したエッジ強度補正テーブルを示す図である。It is a figure which shows the edge strength correction table which recorded the edge strength correction amount according to direction. 距離分布と角度分布における距離と角度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the distance and angle in distance distribution and angle distribution. 本発明の一実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置100を含む立体物造形システムのハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of a solid thing shaping system containing data output control device 100 for solid thing shaping concerning one embodiment of the present invention. 本発明第1の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing composition of a data output regulation device for solid thing modeling concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明第1の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の処理概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing outline of the data output regulation device for solid thing modeling concerning a 1st embodiment of the present invention. ステップS100のモデル度数分布の算出処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of calculation processing of model frequency distribution of step S100. ステップS200の度数分布の照合処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of collation process of frequency distribution of step S200. 本発明第2の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing composition of a data output regulation device for solid thing modeling concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明第2の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の処理概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing outline of the data output control device for solid thing modeling concerning a 2nd embodiment of the present invention. 2つの球体モデルA、Bそれぞれに対して得られる距離分布と角度分布を示す図である。It is a figure which shows the distance distribution and angle distribution which were obtained with respect to two spherical model A, B, respectively. 2つの球体モデルB、Cそれぞれに対して得られる距離分布と角度分布を示す図である。It is a figure which shows the distance distribution and angle distribution which are obtained with respect to each of two spherical body models B and C. ポリゴン削除の基本原理を示す図である。It is a figure which shows the basic principle of polygon deletion. ポリゴン削減処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of a polygon reduction process. 対象モデル分割処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of object model division processing. 変形例における立体物造形用データ出力規制装置を含む立体物造形システムのハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of a solid thing shaping system including a data output control device for solid thing shaping in a modification. クラウド型の立体物造形システムのハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of a three-dimensional object formation system of a cloud type. クラウド型の立体物造形システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a cloud type three-dimensional object formation system. 球体aと円bに対する度数分布算出事例を示す図である。It is a figure which shows the example of frequency distribution calculation with respect to the sphere a and the circle b. 球体cに対する度数分布算出事例を示す図である。It is a figure which shows the example of frequency distribution calculation with respect to the spherical body c. 達磨dと達磨eに対する度数分布算出事例を示す図である。It is a figure which shows the frequency distribution calculation example with respect to Daruma d and Daruma e. 達磨fに対する度数分布算出事例を示す図である。It is a figure which shows the frequency distribution calculation example with respect to Daruma f.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
<1.本発明の基本概念>
最初に、本発明の基本概念について説明しておく。3Dプリンタでキャラクターのモチーフ画像を基に、フィギュアを造形するためには、3次元のポリゴンモデルを制作する必要があるが、近年、画面上に表示されているイラストや写真の上をトレースするだけで、自動的に円柱形状などにより奥行きを付加し、3次元のポリゴンモデルを半自動的に制作できるツールの開発が活発になっている。これに伴い、キャラクターやイラストなど著作物性の高い二次元の画像を基に、3Dプリンタにより違法なフィギュアが容易に制作され、金型等で成形されるフィギュア正規品の市場が圧迫されようとしている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<1. Basic concept of the present invention>
First, the basic concept of the present invention will be described. In order to model a figure based on a motif image of a character with a 3D printer, it is necessary to create a three-dimensional polygon model, but in recent years, it is only necessary to trace over illustrations and photos displayed on the screen Therefore, development of tools that can automatically create a three-dimensional polygon model semi-automatically by adding depth by cylindrical shape etc. has become active. Along with this, illegal figures are easily created by 3D printers based on two-dimensional images with high copyrights such as characters and illustrations, and the market for figure regulars molded with molds is about to be compressed. .

本発明では、キャラクターやイラストなど著作物性の高い二次元の画像を基に、3次元のポリゴンモデルを作成し、このポリゴンモデルをキャラクターやイラストの権利者の許可なく出力しようとした際に、出力を規制することを一つの目的としている。しかし、事前に違法なフィギュアの3次元のポリゴンモデルをデータベース化することは困難で、たとえデータベースに登録できても、キャラクターのモチーフ画像を基に制作される3次元のポリゴンモデルの形状には無尽蔵の多様性があり、出力対象のポリゴンモデルをデータベースに登録されているポリゴンモデルと照合する方法ではタイムリーな出力規制を行うことができない。そこで、データベースには多様性が少ない典型的なキャラクターの2次元モチーフ画像を登録し、3次元のポリゴンモデルを3Dプリンタで出力しようとした際に、登録されている2次元の画像を用いて照合を行えるようにする機能を実現する必要がある。   In the present invention, when a three-dimensional polygon model is created based on a two-dimensional image with high copyright property such as a character and an illustration, and this polygon model is to be output without permission of the character and illustration owner, the output is One purpose is to regulate. However, it is difficult to create a database of 3D polygon models of illegal figures in advance, and even if they can be registered in the database, there is no limit to the shape of 3D polygon models created based on the character motif image In the method of collating the polygon model to be output with the polygon model registered in the database, timely output regulation can not be performed. Therefore, when trying to output a two-dimensional motif image of a typical character with less variety to a database and outputting a three-dimensional polygon model with a 3D printer, matching is performed using the registered two-dimensional image It is necessary to realize the function that allows you to

図1は、本発明の基本概念を説明するための図である。図1(a)は、出力しようとする3次元のポリゴンモデルであり、図1(b)は、データベースに登録された規制すべき2次元の画像である。本発明では、図1(a)に示したポリゴンモデルから図1(c)に示した距離、角度についての2種の度数分布を作成し、図1(b)に示した画像から図1(c)に示したような距離、角度についての2種の度数分布を図1(d)に示すように作成する。そして、図1(c)および図1(d)に示す距離、角度についての2種の度数分布に対して、互いに整合性をもたせるようにすれば、これらを照合し、その相関をとることにより、図1(a)に示すポリゴンモデルと図1(b)に示す画像の類似性を判定することができる。ポリゴンモデルが登録された画像に類似する特徴をもつ場合には、当該ポリゴンモデルの出力が規制されることになる。   FIG. 1 is a diagram for explaining the basic concept of the present invention. FIG. 1A shows a three-dimensional polygon model to be output, and FIG. 1B shows a two-dimensional image to be restricted registered in a database. In the present invention, two types of frequency distributions for the distance and angle shown in FIG. 1C are created from the polygon model shown in FIG. 1A, and from the image shown in FIG. Two frequency distributions of distance and angle as shown in c) are created as shown in FIG. Then, by matching the two frequency distributions of the distance and angle shown in FIG. 1C and FIG. 1D with each other, they are collated and correlated with each other. The similarity between the polygon model shown in FIG. 1A and the image shown in FIG. 1B can be determined. When the polygon model has a feature similar to the registered image, the output of the polygon model is restricted.

<2.第1の実施形態>
<2.1.画像度数分布算出装置の装置構成>
第1の実施形態では、3次元のポリゴンモデルの出力適否の判定を行う際に、ポリゴンモデルから作成した度数分布と、規制対象とする2次元の画像から作成した度数分布との照合を行う。このため、事前に画像から度数分布を作成しておく必要がある。まず、このような画像から度数分布を作成する画像度数分布算出装置について説明する。
<2. First embodiment>
<2.1. Device Configuration of Image Frequency Distribution Calculator>
In the first embodiment, when the output suitability of the three-dimensional polygon model is determined, the frequency distribution created from the polygon model and the frequency distribution created from the two-dimensional image to be restricted are compared. Therefore, it is necessary to create a frequency distribution from the image in advance. First, an image frequency distribution calculation device that creates a frequency distribution from such an image will be described.

図2は、画像度数分布算出装置のハードウェア構成図である。画像度数分布算出装置300は、汎用のコンピュータで実現することができ、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)81と、コンピュータのメインメモリであるRAM(Random Access Memory)82と、CPU81が実行するプログラムやデータを記憶するためのハードディスク、フラッシュメモリ等の大容量の記憶装置83と、キーボード、マウス等のキー入力I/F(インターフェース)84と、3Dプリンタやデータ記憶媒体等の外部装置とデータ通信するためのデータ入出力I/F(インターフェース)85と、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである表示部86と、を備え、互いにバスを介して接続されている。   FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the image frequency distribution calculation device. The image frequency distribution calculation device 300 can be realized by a general-purpose computer, and as shown in FIG. 2, a central processing unit (CPU) 81, a random access memory (RAM) 82 as a main memory of the computer, and the CPU 81. A large-capacity storage device 83 such as a hard disk or flash memory for storing programs and data executed by a computer, a key input I / F (interface) 84 such as a keyboard and a mouse, and an external such as a 3D printer or data storage medium A data input / output I / F (interface) 85 for performing data communication with the apparatus, and a display unit 86 which is a display device such as a liquid crystal display are provided and mutually connected via a bus.

図3は、画像度数分布算出装置の構成を示す機能ブロック図である。図3において、91は規制画像記憶手段、92は画像度数分布算出手段、93は画像度数分布記憶手段である。   FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the image frequency distribution calculation device. In FIG. 3, 91 is a regulation image storage means, 92 is an image frequency distribution calculation means, and 93 is an image frequency distribution storage means.

画像度数分布算出手段92は、規制対象の画像である規制画像に対して、規制画像内の各エッジ点間の距離と各エッジ点間固有の角度を算出し、算出結果に基づいて各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布を算出する処理を行う。   The image frequency distribution calculation means 92 calculates the distance between each edge point in the restriction image and the inherent angle between each edge point in the restriction image which is the image to be restricted, and each edge point based on the calculation result A process of calculating a distance distribution, which is a frequency distribution of distances between them, and an angle distribution, which is a frequency distribution of angles unique to each edge point, is performed.

画像度数分布算出手段92は、CPU81が、記憶装置83に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。規制画像記憶手段91は、出力を規制すべき画像である規制画像を記憶した記憶手段であり、記憶装置83により実現される。   The image frequency distribution calculating unit 92 is realized by the CPU 81 executing a program stored in the storage device 83. The regulation image storage unit 91 is a storage unit that stores a regulation image which is an image whose output is to be regulated, and is realized by the storage device 83.

画像度数分布記憶手段93は、出力を規制すべき画像である規制画像に対して、2種の度数分布として算出された距離分布および角度分布を記憶して、データベース化したものであり、記憶装置83により実現される。2種の度数分布である距離分布および角度分布は、規制画像の特徴を表現した特徴ベクトルとしての役割を果たすものとなる。即ち、2種の度数分布により、元の規制画像の相違を識別可能であるが、元の規制画像を復元できるわけではない。これは、指紋(フィンガープリント)により個人の相違を識別可能であるが、人物の姿そのものを復元できるわけではないのと同様である。したがって、2種の度数分布は、著作物としての役割は果たさないが、2つの著作物の同一性を証明する、いわゆるフィンガープリントとしての役割を果たすことになる。画像度数分布記憶手段93には、距離分布および角度分布だけでなく、距離分布および角度分布の算出の基になった規制画像自体を登録しておけば類似性が判定された規制画像に対してヒトが目視で確認できるため、通常は、著作権者から許諾を受け、商用品質に値しない解像度で規制画像自体も登録される。   The image frequency distribution storage unit 93 stores the distance distribution and the angle distribution calculated as two types of frequency distribution for a regulated image which is an image whose output is to be regulated, and stores it in a database. It is realized by 83. The distance distribution and the angle distribution, which are two types of frequency distribution, serve as feature vectors representing the features of the regulation image. That is, although the difference of the original restriction image can be identified by the two types of frequency distribution, the original restriction image can not be restored. This is similar to the fact that individual differences can be identified by fingerprints, but not the appearance of the person itself. Thus, the two frequency distributions do not play a role as works, but serve as so-called fingerprints, which prove the identity of the two works. Not only distance distribution and angle distribution, but also regulation image itself based on calculation of distance distribution and angle distribution is registered in the image frequency distribution storage means 93 for the regulation image for which the similarity is judged. Since human beings can visually confirm, normally, the regulation image itself is also registered at a resolution not worth commercial quality, under permission from the copyright holder.

図3に示した各構成手段は、現実には図2に示したように、コンピュータおよびその周辺機器等のハードウェアに専用のプログラムを搭載することにより実現される。すなわち、コンピュータが、専用のプログラムに従って各手段の内容を実行することになる。   Each configuration means shown in FIG. 3 is actually realized by mounting a dedicated program in hardware such as a computer and its peripheral equipment as shown in FIG. That is, the computer executes the contents of each means in accordance with the dedicated program.

図2に示した記憶装置83には、CPU81を動作させ、コンピュータを、画像度数分布算出装置として機能させるための専用のプログラムが実装されている。この専用のプログラムを実行することにより、CPU81は、画像度数分布算出手段92としての機能を実現することになる。また、記憶装置83は、規制画像記憶手段91、画像度数分布記憶手段93として機能するだけでなく、画像度数分布算出装置としての処理に必要な様々なデータを記憶する。   The storage device 83 illustrated in FIG. 2 is implemented with a dedicated program for operating the CPU 81 to cause the computer to function as an image frequency distribution calculation device. By executing this dedicated program, the CPU 81 realizes a function as the image frequency distribution calculating means 92. The storage device 83 not only functions as the restriction image storage means 91 and the image frequency distribution storage means 93, but also stores various data necessary for processing as an image frequency distribution calculation device.

<2.2.画像度数分布算出装置の処理動作>
次に、図2、図3に示した画像度数分布算出装置の処理動作について説明する。画像度数分布算出装置の画像度数分布算出手段92は、出力を規制すべき画像である規制画像について、2種の度数分布である距離分布および角度分布を算出する。図4は、度数分布の算出処理の詳細を示すフローチャートである。ここでは、後述するフィルタ演算を簡便に行うため、規制画像を256階調のモノクロ画像として扱う。したがって、カラー画像の場合は、事前に256階調のモノクロ画像に変換する処理を行っておき、二値画像の場合は、0または255のいずれかの値をもつ256階調のモノクロ画像として処理する。したがって、x方向の画素数Xs、y方向の画素数Ysの規制画像は、Img(x,y)=0〜255(x=0,・・・,Xs−1;y=0,・・・,Ys−1)と定義される。規制画像には、対象物部分と背景部分が存在し、対象物部分はグレーまたは白く表示されるImg(x,y)>0に設定し、背景部分は黒く表示されるImg(x,y)=0に設定する。規制画像の四隅は、背景となるため、Img(0,0)=Img(0,Ys−1)=Img(Xs−1,0)=Img(Xs−1,Ys−1)=0となっている。
<2.2. Processing Operation of Image Frequency Distribution Calculator>
Next, the processing operation of the image frequency distribution calculation apparatus shown in FIGS. 2 and 3 will be described. The image frequency distribution calculating means 92 of the image frequency distribution calculating device calculates a distance distribution and an angle distribution which are two types of frequency distributions for a regulated image which is an image whose output is to be regulated. FIG. 4 is a flowchart showing details of frequency distribution calculation processing. Here, the restricted image is treated as a 256-tone monochrome image in order to simplify the filter calculation described later. Therefore, in the case of a color image, the process of converting it into a 256-tone monochrome image is performed in advance, and in the case of a binary image, it is processed as a 256-tone monochrome image having a value of either 0 or 255. Do. Therefore, the restriction image of the pixel number Xs in the x direction and the pixel number Ys in the y direction is Img (x, y) = 0 to 255 (x = 0, ..., Xs-1; y = 0, ... , Ys-1). In the restriction image, an object part and a background part are present, and the object part is displayed in gray or white Img (x, y)> 0, and the background part is displayed in black Img (x, y) Set to = 0. Since the four corners of the restriction image serve as the background, Img (0,0) = Img (0, Ys-1) = Img (Xs-1,0) = Img (Xs-1, Ys-1) = 0 ing.

画像度数分布算出手段92は、まず、規制画像の各画素についてフィルタ演算を行い、各画素のエッジ強度とエッジ方向ベクトルを算出する(ステップS510)。まず、フィルタ演算に用いるフィルタマトリクスであるエッジ抽出フィルタについて説明する。フィルタマトリクスとは、マトリクスフィルタ、空間フィルタなどとも呼ばれ、一般には、中心画素(注目画素)とその周囲の画素の画素値を使用して中心画素の画素値を変換するために用いられるものである。基本的には、規制画像内の全ての画素を対象として行う。   First, the image frequency distribution calculating unit 92 performs a filter operation on each pixel of the restriction image to calculate an edge strength and an edge direction vector of each pixel (step S510). First, an edge extraction filter which is a filter matrix used for filter calculation will be described. The filter matrix is also called a matrix filter, a spatial filter, etc., and is generally used to convert the pixel value of the central pixel (the target pixel) and the pixel values of the peripheral pixels using the pixel values of the central pixel. is there. Basically, it is performed on all pixels in the restriction image.

図5は、本実施形態で用いる16方向エッジ抽出フィルタを示す図である。図5に示す16方向エッジ抽出フィルタは、自身を含めた8近傍の9画素の値を16方向の各方向に応じて重みを変化させたものとなっている。図5の例では、方向0から方向15までの16方向について示している。方向0の場合を例にとって説明すると、右側の(0.0,−1.0)は、方向0を特定する単位ベクトルである方向ベクトルを示している。また、縦3×横3の9個の数字は、M(d,u,v)=[−2,−1,1,2]で定義される重みを示している。重みは、−2,−1,1,2の4つの値をとる。そして、9個の数字は、中心を(u,v)=(0,0)として、u,vがそれぞれ−1,0,1の3通りの値をとる。中心の場合、dの値のいかんに関わらず必ずM(d,0,0)=1であり、中心以外の場合、方向dに応じてM(d,u,v)の値の−2、−1,1および2の位置が異なっている。方向0(d=0)の場合、図5の右側の例に示すように、重みM(d,u,v)は、M(0,−1,−1)=−2〜M(0,1,1)=1の9個が定義される。この際、方向0の場合のフィルタの方向ベクトルEx(d),Ey(d)はEx(0)=0.0,Ey(0)=−1.0となる。図5に示した16方向エッジ抽出フィルタは22.5度刻みで方向を変化させたものである。   FIG. 5 is a diagram showing a 16-direction edge extraction filter used in the present embodiment. The 16-direction edge extraction filter shown in FIG. 5 is such that the values of nine pixels in the vicinity of eight including itself are changed in weight according to the respective directions of the sixteen directions. In the example of FIG. 5, 16 directions from the direction 0 to the direction 15 are shown. Taking the case of the direction 0 as an example, (0.0, -1.0) on the right side indicates a direction vector which is a unit vector specifying the direction 0. Further, nine numbers of vertical 3 × horizontal 3 indicate weights defined by M (d, u, v) = [− 2, −1, 1, 2]. The weight takes four values of -2, -1, 1 and 2. And nine numbers take the center value as (u, v) = (0, 0), and u, v take three values of -1, 0, 1 respectively. In the case of the center, M (d, 0, 0) = 1 regardless of the value of d, and in the case of other than the center, -2 of the value of M (d, u, v) according to the direction d The positions -1, 1 and 2 are different. In the case of direction 0 (d = 0), as shown in the example on the right side of Fig. 5, the weights M (d, u, v) are M (0, -1, -1) = -2 to M (0, 0) Nine pieces of 1, 1) = 1 are defined. At this time, the direction vectors Ex (d) and Ey (d) of the filter in the direction 0 are Ex (0) = 0.0 and Ey (0) = − 1.0. The 16-direction edge extraction filter shown in FIG. 5 changes the direction in 22.5 degrees.

画像度数分布算出手段92は、図5に示したエッジ抽出フィルタM(d,u,v)を用いて以下の〔数式1〕に従った処理を実行し、各画素のエッジ強度とエッジ方向ベクトルを決定する。   The image frequency distribution calculating unit 92 executes the processing according to the following [Expression 1] using the edge extraction filter M (d, u, v) shown in FIG. 5, and the edge strength and edge direction vector of each pixel Decide.

〔数式1〕
F(d,x,y)=[Σv=-1,1Σu=-1,1M(d,u,v)[Img(x,y)−128] ]/6
EK(x,y)=F(dmax,x,y)=MAXd=0,D-1F(d,x,y)
Vx(x,y)=Ex(dmax)
Vy(x,y)=Ey(dmax)
Formula 1
F (d, x, y) = [Σ v = -1, 1 1,1 u = -1, 1 M (d, u, v) [I mg (x, y)-128]] / 6
EK (x, y) = F (dmax, x, y) = MAX d = 0, D-1 F (d, x, y)
Vx (x, y) = Ex (dmax)
Vy (x, y) = Ey (dmax)

上記〔数式1〕の第1式において、Σの添え字の“v=−1,1”、“u=−1,1”は、vが−1から1、uが−1から1の全ての整数をとる場合について、総和を求めることを示している。上記〔数式1〕の第1式により、各画素について、強度を表すフィルタ演算値F(d,x,y)が得られる。上記〔数式1〕の第2式において、“MAXd=0,D”は、方向d=0から方向d=D−1までの全ての方向の中での最大値を示している。16方向エッジ抽出フィルタを用いる場合は、D=16である。上記〔数式1〕の第2式により、最大のフィルタ演算値が、各画素のエッジ強度EK(x,y)として得られる。また、最大のフィルタ演算値をとり、エッジ強度を与える方向dをdmaxとする。上記〔数式1〕の第3式、第4式により、画素(x,y)のエッジ方向ベクトルVx(x,y),Vy(x,y)は、方向dmaxの方向として得られる。エッジ方向ベクトルとは、エッジ点(対象物のエッジを構成する画素)のエッジを特定する方向を示すベクトルであり、規制画像における対象物と背景との境界部においては境界線と直交し対象物から背景方向に横切る方向を示す。規制画像の対象物内部においては、濃淡差が顕著な境界部においては、境界線と直交し濃度が薄い(白いに近い)方から濃度が濃い(黒に近い)方向に横切る方向を示す。 In the first expression of the above [Equation 1], all subscripts of Σ, “v = −1, 1” and “u = −1, 1”, v is −1 to 1 and u is −1 to 1 In the case of taking an integer of, it is shown that the sum is obtained. The filter operation value F (d, x, y) representing the intensity is obtained for each pixel according to the first expression of the above [Expression 1]. In the second expression of the above [Expression 1], "MAX d = 0, D " indicates the maximum value in all directions from the direction d = 0 to the direction d = D-1. When using a 16-direction edge extraction filter, D = 16. The maximum filter operation value is obtained as the edge strength EK (x, y) of each pixel according to the second expression of the above-mentioned [Expression 1]. Also, the maximum filter calculation value is taken, and the direction d for giving the edge strength is dmax. The edge direction vectors Vx (x, y) and Vy (x, y) of the pixel (x, y) are obtained as the direction of the direction dmax according to the third equation and the fourth equation of the above-mentioned [Equation 1]. An edge direction vector is a vector indicating a direction for specifying an edge of an edge point (a pixel forming an edge of an object), and is orthogonal to the boundary at the boundary between the object and the background in the restricted image and is an object From the direction of the background Inside the object of the control image, at the boundary where the difference in density is significant, the direction perpendicular to the boundary line and the direction from the lower density (near white) to the higher density (near black) are indicated.

次に、画像度数分布算出手段92は、各画素のエッジ強度の補正および階調補正を行う(ステップS520)。まず、方向別のエッジ強度補正量を用いてエッジ強度の補正を行う。方向別のエッジ強度補正量Tc(d)を記録したエッジ強度補正テーブルを図6に示す。図6に示すように、エッジ強度補正テーブルには、方向d=0〜15それぞれについて、エッジ強度補正量が記録されている。図6に示すエッジ強度補正テーブルでは、エッジ強度補正量を%単位で示している。上述のように、16方向エッジ抽出フィルタは22.5度刻みとなっており、これに対応してエッジ強度補正テーブルも22.5度刻みとなっている。図6の例では、方向dが4つ異なるごと、すなわち90度異なるごとにエッジ強度補正量が同一値となるように繰り返されている。これは、16方向エッジ抽出フィルタにより算出されるエッジ強度が、90度単位で所定の特性をもつため、それに応じて補正をする必要が生じることを意味している。   Next, the image frequency distribution calculating unit 92 performs edge intensity correction and tone correction of each pixel (step S520). First, edge strength correction is performed using an edge strength correction amount for each direction. An edge strength correction table in which the edge strength correction amount Tc (d) for each direction is recorded is shown in FIG. As shown in FIG. 6, in the edge strength correction table, the edge strength correction amount is recorded for each of the directions d = 0-15. The edge strength correction table shown in FIG. 6 indicates the edge strength correction amount in%. As described above, the 16-direction edge extraction filter is in 22.5 degrees increments, and the edge strength correction table is also in 22.5 degrees increments. In the example of FIG. 6, the edge strength correction amount is repeated so as to have the same value every four directions d, that is, every 90 degrees. This means that since the edge strength calculated by the 16-direction edge extraction filter has a predetermined characteristic in units of 90 degrees, it is necessary to make a correction accordingly.

画像度数分布算出手段92は、図6に示したエッジ強度補正量Tc(d)を用いて以下の〔数式2〕に従った処理を実行し、各画素のエッジ強度を補正する。   The image frequency distribution calculating means 92 executes the processing according to the following [Expression 2] using the edge strength correction amount Tc (d) shown in FIG. 6 to correct the edge strength of each pixel.

〔数式2〕
EK´(x,y)=EK(x,y)・Tc(d)/100
Formula 2
EK '(x, y) = EK (x, y) · Tc (d) / 100

上記〔数式2〕において、“・”は、乗算を示している。Tc(d)は、図6に示したような%単位の数値であるため、補正前のエッジ強度に乗じた後、100で除算している。この結果、補正されたエッジ強度EK´(x,y)が得られる。   In the above [Formula 2], “·” indicates multiplication. Since Tc (d) is a numerical value in% as shown in FIG. 6, the edge strength before correction is multiplied by 100 and then divided by 100. As a result, corrected edge strength EK '(x, y) is obtained.

次に、画像度数分布算出手段92は、エッジ強度の階調補正(コントラスト補正)を行う。具体的には、以下の〔数式3〕に従った処理を実行し、各画素のエッジ強度の階調補正を行う。   Next, the image frequency distribution calculating unit 92 performs tone correction (contrast correction) of the edge intensity. Specifically, processing according to the following [Equation 3] is executed to perform tone correction of the edge intensity of each pixel.

〔数式3〕
EK´´(x,y)={EK´(x,y)−SL}・256/{256−SL}
[Equation 3]
EK ′ ′ (x, y) = {EK ′ (x, y) −SL} · 256 / {256−SL}

上記〔数式3〕において、256は階調数であり、規制画像の画素が取り得る0〜255の数を示している。SLは、階調補正後に最小とする値である設定最小値を示している。設定最小値SLについては、適宜設定することができるが、元の画像が0〜255の値を取り得る場合に、72程度とすることが好ましい。この、設定最小値は、実質的には、エッジ強度と比較することによりエッジ点とするか否かを判定するためのしきい値として機能する。   In the above [Formula 3], 256 is the number of gradations, and indicates the number of 0 to 255 that can be taken by the pixel of the regulation image. SL indicates a set minimum value which is a minimum value after tone correction. The set minimum value SL can be set as appropriate, but is preferably about 72 when the original image can take values of 0 to 255. The set minimum value substantially functions as a threshold for determining whether or not to set an edge point by comparing with the edge strength.

〔数式2〕によるエッジ強度補正、〔数式3〕による階調補正を行った結果、補正されたエッジ強度EK´´(x,y)が得られるが、説明が繁雑になるのを避けるため、以下では、補正されたエッジ強度をEK(x,y)として説明する。   As a result of performing edge strength correction according to [Expression 2] and tone correction according to [Expression 3], a corrected edge strength EK ′ ′ (x, y) is obtained, but in order to avoid the explanation being complicated, Hereinafter, the corrected edge strength is described as EK (x, y).

次に、エッジ点の抽出を行う(ステップS530)。具体的には、ステップS520において補正されたエッジ強度と、事前に設定されたしきい値とを比較し、エッジ強度がしきい値以上の画素をエッジ点として抽出する。ステップS520において階調補正を行っている場合は、しきい値として“0”を設定し、階調補正後のエッジ強度が0以上の画素が抽出されるようにすることが好ましい。   Next, edge points are extracted (step S530). Specifically, the edge strength corrected in step S520 is compared with a threshold set in advance, and a pixel whose edge strength is equal to or higher than the threshold is extracted as an edge point. When gradation correction is performed in step S520, it is preferable to set "0" as the threshold value so that a pixel whose edge intensity after gradation correction is 0 or more is extracted.

次に、画像度数分布算出手段92は、エッジ方向ベクトルの補正を行う(ステップS540)。上述のように、エッジ方向ベクトルは、エッジ抽出フィルタを用いて、方向dの数Dのいずれかの方向を示すベクトルとして算出される。したがって、例えば、D=16の場合、16通りの方向しかなく、これを用いて算出されるあるエッジ点から他のエッジ点へのベクトル(エッジ点間ベクトル)とのなす角度は、不連続なものになる(エッジ点間ベクトルの方が連続量のため、これとのなす角は16段階に限定されるわけではないが、かなり粗いものになる)。一方、比較対象とする3次元のポリゴンモデルにおいて特定される角度は、エッジ方向ベクトルに相当するポリゴンの法線ベクトルを用いて算出され、法線ベクトルは3次元空間内の連続量であるため、これを用いて算出されるあるポリゴンから他のポリゴンへのベクトル(ポリゴン間ベクトル)とのなす角度は0〜180度の範囲で連続量となる。そのため、規制画像から作成される角度分布は、対象モデルから作成される角度分布に比べて、角度の分解能が粗いものとなり、両者の相関を精度良く計算できなくなる。そのため、ここでは、エッジ点として特定された画素の周囲の画素を用いて、エッジ方向ベクトルの補正を行っている。具体的には、以下の〔数式4〕に従った処理を実行し、各エッジ点のエッジ方向ベクトルを補正する。   Next, the image frequency distribution calculating unit 92 corrects the edge direction vector (step S540). As described above, the edge direction vector is calculated as a vector indicating any direction of the number D of directions d using an edge extraction filter. Therefore, for example, in the case of D = 16, there are only 16 directions, and the angle between a certain edge point and another edge point vector (an edge point vector) calculated using this is discontinuous (Because the vector between the edge points is a continuous quantity, the angle with this is not limited to 16 stages, but it is rather rough). On the other hand, the angle specified in the three-dimensional polygon model to be compared is calculated using the normal vector of the polygon corresponding to the edge direction vector, and the normal vector is a continuous quantity in the three-dimensional space, The angle between one polygon and another polygon vector (inter-polygon vector) calculated using this is a continuous amount in the range of 0 to 180 degrees. Therefore, in the angle distribution created from the restriction image, the resolution of the angle becomes coarser than the angle distribution created from the target model, and the correlation between the two can not be calculated with high accuracy. Therefore, in this case, correction of the edge direction vector is performed using pixels around the pixel specified as the edge point. Specifically, the processing according to the following [Equation 4] is executed to correct the edge direction vector of each edge point.

〔数式4〕
Vx´(x,y)=[Σv=-1,1Σu=-1,1;EK(x+u,y+v)≧EK(x,y)Vx(x+u,y+v)・EK(x+u,y+v)]/[Σv=-1,1Σu=-1,1;EK(x+u,y+v)≧EK(x,y)EK(x+u,y+v)]
Vy´(x,y)=[Σv=-1,1Σu=-1,1;EK(x+u,y+v)≧EK(x,y)Vy(x+u,y+v)・EK(x+u,y+v)]/[Σv=-1,1Σu=-1,1;EK(x+u,y+v)≧EK(x,y)EK(x+u,y+v)]
[Equation 4]
Vx x (x, y) = [Σ v = -1, 1 Σ u = -1, 1; EK (x + u, y + v) EK EK (x, y) V x (x + u, y + v) · EK ( x + u, y + v)] / [Σ v = -1, 1 u u = -1, 1; EK (x + u, y + v) EK EK (x, y) EK (x + u, y + v)]
Vy ((x, y) = [ v v = -1, 1 u u = -1, 1; EK (x + u, y + v) EK EK (x, y) Vy (x + u, y + v) · EK ( x + u, y + v)] / [Σ v = -1, 1 u u = -1, 1; EK (x + u, y + v) EK EK (x, y) EK (x + u, y + v)]

上記〔数式4〕においては、EK(x+u,y+v)≧EK(x,y)となる画素についてのみ演算を行っている(中心となる画素(x,y)も加算対象)。EK(x+u,y+v)≧EK(x,y)とは、中心となる画素(エッジ点)のエッジ強度EK(x,y)以上のエッジ強度を有する周囲のエッジ点の画素(x+u,y+v)についてのみ、総和演算を行うことを示している。上記〔数式4〕の分子においては、補正前のエッジ方向ベクトルに補正前のエッジ強度を乗じており、上記〔数式4〕の分母においては、中心の画素(エッジ点)とその8近傍画素を合わせた最大9画素の平均エッジ強度を算出している。結局、上記〔数式4〕においては、対象とするエッジ点(x,y)の周囲のエッジ点(x+u,y+v)におけるエッジを特定する方向Vx(x+u,y+v)と周囲のエッジ点のエッジ強度EK(x+u,y+v)を加重しながら平均化していることになる。   In the above [Equation 4], the calculation is performed only on the pixels for which EK (x + u, y + v) ≧ EK (x, y) (the center pixel (x, y) is also an addition target). EK (x + u, y + v) EK EK (x, y) means a pixel (x + u, y + v) of a peripheral edge point having an edge strength equal to or higher than the edge strength EK (x, y) of the central pixel (edge point) Only indicates that the summation operation is performed. In the numerator of the formula 4, the edge direction vector before correction is multiplied by the edge strength before the correction. In the denominator of the formula 4, the central pixel (edge point) and its eight neighboring pixels are The average edge strength of the combined maximum 9 pixels is calculated. After all, in the above [Equation 4], the edge strength in the direction Vx (x + u, y + v) specifying the edge at the edge point (x + u, y + v) around the target edge point (x, y) and the edge strength of the edge point around This means that EK (x + u, y + v) is weighted and averaged.

次に、画像度数分布算出手段92は、各エッジ点間のベクトルの算出を行う(ステップS550)。ステップS530において抽出したエッジ点の抽出順をiとすると、Ne個のエッジ点が抽出された場合、エッジ点の配列は[Xe(i),Ye(i)](i=0,・・・,Ne―1)と定義することができる。そして、i番目のエッジ点のエッジ強度EK(i)=EK(Xe(i),Ye(i))とする。さらに、画像度数分布算出手段92は、以下の〔数式5〕に従った処理を実行することにより、規制画像内のあるエッジ点i(Xe(i),Ye(i))から同じ規制画像内の他のエッジ点j(j=0,・・・,Ne−1)(Xe(j),Ye(j))へのベクトルであるエッジ点間ベクトル(Dxe(i,j),Dye(i,j))を算出する。なお、エッジ点間ベクトルは、自分以外の他のエッジ点へのベクトルであるため、i=jの場合を除外している。   Next, the image frequency distribution calculating unit 92 calculates a vector between each edge point (step S550). Assuming that the extraction order of edge points extracted in step S530 is i, if Ne edge points are extracted, the array of edge points is [Xe (i), Ye (i)] (i = 0,. , Ne-1). Then, the edge strength EK (i) = EK (Xe (i), Ye (i)) of the ith edge point is set. Furthermore, the image frequency distribution calculating unit 92 executes a process according to the following [Equation 5] to obtain an edge point i (Xe (i), Ye (i)) in the regulated image within the same regulated image. Between the edge points (Dxe (i, j), Dye (i) which are vectors to other edge points j (j = 0, ..., Ne-1) (Xe (j), Ye (j)) of , J)). Since the inter-edge point vector is a vector to an edge point other than itself, the case of i = j is excluded.

〔数式5〕
Dxe(i,j)=Xe(j)−Xe(i)
Dye(i,j)=Ye(j)−Ye(i)
[Equation 5]
D xe (i, j) = Xe (j)-Xe (i)
Dye (i, j) = Ye (j)-Ye (i)

次に、画像度数分布算出手段92は、各エッジ点間の最大距離の算出を行う(ステップS560)。具体的には、以下の〔数式6〕に従った処理を実行することにより、規制画像内のあるエッジ点i(Xe(i),Ye(i))から他のエッジ点j(Xe(j),Ye(j))までの距離De(i,j)を求め、Ne×(Ne−1)/2個の距離De(i,j)のうち最大のものを最大距離Demaxとする。   Next, the image frequency distribution calculating unit 92 calculates the maximum distance between the edge points (step S560). Specifically, by executing the processing according to the following [Equation 6], an edge point i (Xe (i), Ye (i)) in the restricted image to another edge point j (Xe (j) The distance De (i, j) to Y.sub.1 and Y.sub.e (j)) is obtained, and the largest one of Ne.times. (Ne-1) / 2 distances De (i, j) is taken as the maximum distance Demax.

〔数式6〕
De(i,j)=[Dxe(i,j)2+Dye(i,j)2]1/2
Demax=MAXj=0,Ne-1;i=0,Ne-1De(i,j)
[Formula 6]
De (i, j) = [Dxe (i, j) 2 + Dye (i, j) 2 ] 1/2
Demax = MAX j = 0, Ne-1; i = 0, Ne-1 De (i, j)

上記〔数式6〕において、MAXは、添え字の“i,j”の取り得る範囲であるi=0,・・・,Ne−1、j=0,・・・,Ne−1(i=jの場合を除く)におけるDe(i,j)の中から最大値を選択することを示している。   In the above [Equation 6], MAX is a possible range of subscript “i, j” i = 0,..., Ne−1, j = 0,. It shows that the maximum value is selected from De (i, j) in the case of j).

次に、画像度数分布算出手段92は、エッジ点間ベクトルと、対応するエッジ点のエッジ方向ベクトルのなす角度の算出を行う(ステップS570)。具体的には、以下の〔数式7〕に従った処理を実行することにより、エッジ点iとエッジ点jの間のエッジ点間ベクトル(Dxe(i,j),Dye(i,j))と、エッジ点jのエッジ方向ベクトル(Vx(j),Vy(j))(=(Vx(x,y),Vy(x,y)))のなす角度Ae(i,j)を算出する。   Next, the image frequency distribution calculating unit 92 calculates an angle formed by the inter-edge point vector and the edge direction vector of the corresponding edge point (step S570). Specifically, an inter-edge point vector (Dxe (i, j), Dye (i, j)) between the edge point i and the edge point j is executed by executing the processing according to the following [Equation 7]. And the angle Ae (i, j) formed by the edge direction vector (Vx (j), Vy (j)) (= (Vx (x, y), Vy (x, y)) of the edge point j .

〔数式7〕
Ae(i,j)=[cos-1[Dxe(i,j)・Vx(j)+Dye(i,j)・Vy(j)]/De(i,j)]・180/π
[Equation 7]
Ae (i, j) = [cos- 1 [Dxe (i, j) Vx (j) + Dye (i, j) Vy (j)] / De (i, j)] 180 /?

上記〔数式7〕においては、単位をラジアンから度に変更するため[]で括られた部分に180/πを乗じている。したがって、Ae(i,j)は、0〜180の値をとることになる。各エッジ点間ベクトルと各エッジ方向ベクトルのなす角度は、各エッジ点間固有の角度となる。   In the above [Equation 7], in order to change the unit from radian to degree, the portion enclosed by [] is multiplied by 180 / π. Therefore, Ae (i, j) takes a value of 0 to 180. The angle between each edge point vector and each edge direction vector is a unique angle between each edge point.

次に、画像度数分布算出手段92は、各エッジ点間の距離分布を算出する(ステップS580)。本実施形態で算出される距離分布は、エッジ強度を加重した距離の分布であり、要素数をMDとし、各要素md(md=0,・・・,MD−1)の度数をHdo(md)と表す。   Next, the image frequency distribution calculating means 92 calculates the distance distribution between each edge point (step S580). The distance distribution calculated in the present embodiment is a distribution of distances obtained by weighting edge strengths, where the number of elements is MD, and the frequency of each element md (md = 0,..., MD-1) is Hdo (md) It is expressed as).

画像度数分布算出手段92は、初期値をHdo(md)=0、EKsum=0と設定し、i=0,・・・,Ne−1、j=0,・・・,Ne−1(i=jの場合を除く)において、以下の〔数式8〕に従った処理を実行することにより、要素mdの度数Hdo(md)を算出する。ここで、EKsumは距離分布Hdo(md)(md=0,・・・,MD−1)において加重されるエッジ強度の総和である。   The image frequency distribution calculating unit 92 sets initial values as Hdo (md) = 0 and EKsum = 0, i = 0,..., Ne-1, j = 0,. The frequency Hdo (md) of the element md is calculated by executing the processing according to the following [Equation 8] in the case of = j). Here, EKsum is the sum of edge strengths weighted in the distance distribution Hdo (md) (md = 0,..., MD-1).

〔数式8〕
Demax・md/MD≦De(i,j)<Demax・(md+1)/MDならば、
Hdo(md)←Hdo(md)+EK(j)
EKsum←EKsum+EK(j)
[Equation 8]
If Demax · md / MD ≦ De (i, j) <Demax · (md + 1) / MD, then
Hdo (md) H Hdo (md) + EK (j)
EKsum EK EKsum + EK (j)

上記〔数式8〕は、エッジ点iからエッジ点jまでの距離De(i,j)が、最大距離Demaxにmd/MDを乗じた値以上で、(md+1)/MDを乗じた値より小さい場合に、Hdo(md)にエッジ点jのエッジ強度EK(j)を加算することを意味している。   In the above [Equation 8], the distance De (i, j) from the edge point i to the edge point j is not less than a value obtained by multiplying md / MD by the maximum distance Demax and smaller than a value obtained by multiplying (md + 1) / MD In this case, it means that the edge strength EK (j) of the edge point j is added to Hdo (md).

上記〔数式8〕に従った処理を、Ne(Ne−1)/2個のエッジ点間について実行することにより、距離分布Hdo(md)(md=0,・・・,MD−1)が算出される。各要素には、単なる頻度ではなく、エッジ強度EK(j)が加算されているため、距離分布Hdo(md)は、エッジ強度加重の距離分布を示すことになる。エッジ強度EK(j)でなく単に1を加算するようにすることも可能であるが、その場合、エッジ強度が加味されない距離分布となり、同一の規制画像に対して画素が粗い場合と細かい場合とで、距離分布に顕著な差が生じてしまう。そこで、本実施形態では、距離分布の算出時にエッジ点のエッジ強度を加算するようにしている。上記〔数式8〕に従った処理の実行後、さらにHdo(md)に100/EKsumを乗じてHdo(md)と置き換える処理を実行することにより、単位をエッジ強度率[%]に正規化してもよい。   The distance distribution Hdo (md) (md = 0,..., MD-1) is obtained by executing the processing according to the above-mentioned [Equation 8] between Ne (Ne-1) / 2 edge points. It is calculated. Since the edge strength EK (j) is added to each element, not just the frequency, the distance distribution Hdo (md) indicates the edge strength weighted distance distribution. It is also possible to simply add 1 instead of the edge strength EK (j), but in that case, the distance distribution does not include the edge strength, and the case where the pixel is coarse and fine for the same regulated image At this point, a noticeable difference occurs in the distance distribution. Therefore, in the present embodiment, edge strengths of edge points are added at the time of calculation of the distance distribution. After execution of the processing according to the above [Equation 8], the unit is normalized to the edge strength rate [%] by further executing processing of multiplying Hdo (md) by 100 / EKsum and replacing Hdo (md). It is also good.

上記〔数式8〕に従った処理により算出される距離分布は、2次元の規制画像から得られるものであるので、このままでは、後に3次元のポリゴンモデルから得られる距離分布との照合に最適な状態とはなっていない。このため、2次元の規制画像から距離分布を算出する際、球面補正を行うことが好ましい。具体的には、以下の〔数式9〕に従った処理を実行することにより、球面補正エッジ強度EKa(j)を算出する。   Since the distance distribution calculated by the processing according to the above-mentioned [Equation 8] is obtained from the two-dimensional restriction image, it is optimal for matching with the distance distribution obtained from the three-dimensional polygon model later as it is It is not in the state. Therefore, when calculating the distance distribution from the two-dimensional restriction image, it is preferable to perform spherical correction. Specifically, the spherical correction edge strength EKa (j) is calculated by executing the processing according to the following [Expression 9].

〔数式9〕
EKa(j)=EK(j)・De(i,j)・{Demax2−De(i,j)21/2
[Equation 9]
EKa (j) = EK (j) · De (i, j) · {Demax 2 −De (i, j) 2 } 1/2

上記〔数式9〕に従った処理を実行することにより算出された球面補正エッジ強度EKa(j)を、上記〔数式8〕におけるEK(j)と置き換えて上記〔数式8〕に従った処理を実行する。球面補正エッジ強度EKa(j)を用いることにより、球面補正が行われ、平面的な規制画像から球面的な特徴を有する距離分布が得られる。   The spherical correction edge strength EKa (j) calculated by executing the processing according to the above equation 9 is replaced with EK (j) in the above equation 8 and the processing according to the above equation 8 is carried out. Run. By using the spherical correction edge strength EKa (j), spherical correction is performed, and a distance distribution having spherical features can be obtained from a planar restriction image.

次に、画像度数分布算出手段92は、エッジ点間ベクトルと、対応するエッジ点のエッジ方向ベクトルの角度分布を算出する(ステップS590)。本実施形態で算出される角度分布は、エッジ強度を加重した角度の分布であり、要素数をMAとし、各要素ma(ma=0,・・・,MA−1)の度数をHao(ma)と表す。要素数MAは、上記要素数MDと同一であってもよい。   Next, the image frequency distribution calculating unit 92 calculates an angle distribution of the edge point vector and the edge direction vector of the corresponding edge point (step S590). The angle distribution calculated in the present embodiment is a distribution of angles obtained by weighting the edge strength, and the number of elements is MA, and the frequency of each element ma (ma = 0,..., MA-1) is Hao (ma It is expressed as). The number of elements MA may be the same as the number of elements MD.

画像度数分布算出手段92は、初期値をHao(ma)=0と設定し、以下の〔数式10〕に従った処理を実行することにより、要素maの度数Hao(ma)を算出する。   The image frequency distribution calculating unit 92 sets the initial value to Hao (ma) = 0 and executes the processing according to the following [Equation 10] to calculate the frequency Hao (ma) of the element ma.

〔数式10〕
180・ma/MA≦Ae(i,j)<180・(ma+1)/MAならば、
Hao(ma)←Hao(ma)+EK(j)
[Equation 10]
If 180 · ma / MA ≦ Ae (i, j) <180 · (ma + 1) / MA, then
Hao (ma) H Hao (ma) + EK (j)

上記〔数式10〕は、エッジ点iとエッジ点jのエッジ点間ベクトルと、エッジ点jのエッジ方向ベクトルのなす角の角度Ae(i,j)が、180にma/MAを乗じた値以上で、(ma+1)/MAを乗じた値より小さい場合に、Hao(ma)にエッジ点jのエッジ強度EK(j)を加算することを意味している。   [Equation 10] is a value obtained by multiplying ma by the angle Ae (i, j) of the angle between the edge point vector of the edge point i and the edge point j and the edge direction vector of the edge point j by ma / MA. As described above, when smaller than the value obtained by multiplying (ma + 1) / MA, it means that the edge strength EK (j) of the edge point j is added to Hao (ma).

上記〔数式10〕に従った処理を、Ne(Ne−1)/2個のエッジ点間について実行することにより、角度分布Hao(ma)(ma=0,・・・,MA−1)が算出される。各要素には、単なる頻度ではなく、エッジ強度EK(j)が加算されているため、角度分布Hao(ma)は、エッジ強度加重の角度分布を示すことになる。エッジ強度EK(j)でなく単に1を加算するようにすることも可能であるが、その場合、エッジ強度が加味されない角度分布となり、同一の規制画像に対して画素が粗い場合と細かい場合とで、距離分布に顕著な差が生じてしまう。そこで、本実施形態では、角度分布の算出時にエッジ点のエッジ強度を加算するようにしている。上記〔数式10〕に従った処理の実行後、さらにHao(ma)に100/EKsumを乗じてHao(ma)と置き換える処理を実行することにより、単位をエッジ強度率[%]に正規化してもよい。ここで、EKsumは〔数式8〕に基づいて距離分布を算出する際に求めたEKsumを流用できる。   The angular distribution Hao (ma) (ma = 0, ..., MA-1) can be obtained by executing the processing according to the above-mentioned [Equation 10] between Ne (Ne-1) / 2 edge points. It is calculated. Since the edge strength EK (j) is added to each element, not just the frequency, the angular distribution Hao (ma) indicates an angular distribution of edge strength weighting. It is also possible to simply add 1 instead of the edge strength EK (j), but in that case, the angular distribution does not include the edge strength, and the case where the pixel is coarse and fine for the same regulated image At this point, a noticeable difference occurs in the distance distribution. Therefore, in the present embodiment, edge strengths of edge points are added at the time of calculation of the angular distribution. After execution of the processing according to the above [Equation 10], the unit is normalized to the edge strength rate [%] by further executing processing of multiplying Hao (ma) by 100 / EKsum and replacing it with Hao (ma). It is also good. Here, EKsum can be diverted from EKsum obtained when calculating the distance distribution based on [Equation 8].

上記〔数式10〕に従った処理により算出される角度分布は、2次元の規制画像から得られるものであるので、このままでは、後に3次元のポリゴンモデルから得られる角度分布との照合に最適な状態とはなっていない。このため、2次元の規制画像から距離分布を算出する際、球面補正を行うことが好ましい。具体的には、〔数式7〕に基づいてAe(i,j)を算出する際に使用したDe(i,j)を用いて、距離分布の場合と同様、上記〔数式9〕に従った処理を実行することにより、球面補正エッジ強度EKa(j)を算出する。   The angle distribution calculated by the processing according to the above-mentioned [Equation 10] is obtained from the two-dimensional restriction image, so as it is, it is most suitable for matching with the angle distribution obtained later from the three-dimensional polygon model. It is not in the state. Therefore, when calculating the distance distribution from the two-dimensional restriction image, it is preferable to perform spherical correction. Specifically, using De (i, j) used to calculate Ae (i, j) based on Equation 7, the same as Equation 9, according to Equation 9, is used, as in the case of distance distribution. By executing the process, the spherical correction edge strength EKa (j) is calculated.

上記〔数式9〕に従った処理を実行することにより算出された球面補正エッジ強度EKa(j)を、上記〔数式10〕におけるEK(j)と置き換えて上記〔数式10〕に従った処理を実行する。球面補正エッジ強度EKa(j)を用いることにより、球面補正が行われ、平面的な規制画像から球面的な特徴を有する角度分布が得られる。   The spherical correction edge strength EKa (j) calculated by performing the processing according to the above [Equation 9] is replaced with EK (j) in the above [Equation 10] to perform the processing according to the above [Equation 10] Run. By using the spherical correction edge strength EKa (j), spherical correction is performed, and an angular distribution having spherical characteristics can be obtained from a planar restriction image.

図4に示した処理により得られた距離分布と角度分布の2種の度数分布は、規制画像を特定する識別情報と対応付けて、画像度数分布記憶手段93に格納される。   The two frequency distributions of the distance distribution and the angle distribution obtained by the processing shown in FIG. 4 are stored in the image frequency distribution storage unit 93 in association with identification information for specifying a restriction image.

規制画像(2D画像)から得られた距離分布と角度分布における距離と角度の関係を図7(a)に示す。図7(a)において、斜線の網掛け部分が規制画像の対象物である。規制画像の対象物とは、背景部分を除いたキャラクターの絵柄等を意味する。この部分は背景とは画素値が大きく異なっている。エッジ点は対象物と背景との境界部または図7(a)の例には存在しないが対象物内での濃淡差が顕著な境界部に位置する。そして、規制画像内のあるエッジ点から同じ規制画像内の他のエッジ点までの距離が各エッジ点間について算出される。各エッジ点間固有の角度は、あるエッジ点から他のエッジ点へのベクトルであるエッジ点間ベクトルと、エッジ点のエッジ方向ベクトルとのなす角度である。   The relationship between the distance and angle in the distance distribution and angle distribution obtained from the restriction image (2D image) is shown in FIG. 7 (a). In FIG. 7A, the hatched portion is the target of the regulation image. The target object of the regulation image means the pattern of the character excluding the background portion. This part is largely different in pixel value from the background. The edge point is located at the boundary between the object and the background or at the boundary where the difference in light and shade within the object is not present in the example of FIG. 7A. Then, the distance from one edge point in the restriction image to another edge point in the same restriction image is calculated between the edge points. The unique angle between each edge point is the angle between the edge point vector, which is a vector from one edge point to another edge point, and the edge direction vector of the edge point.

<2.3.立体物造形用データ出力規制装置の構成>
次に、本発明第1の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置について説明する。図8は、本発明第1の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置100を含む立体物造形システムのハードウェア構成図である。本実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置100は、汎用のコンピュータで実現することができ、図8に示すように、CPU(Central Processing Unit)1と、コンピュータのメインメモリであるRAM(Random Access Memory)2と、CPU1が実行するプログラムやデータを記憶するためのハードディスク、フラッシュメモリ等の大容量の記憶装置3と、キーボード、マウス等のキー入力I/F(インターフェース)4と、3Dプリンタやデータ記憶媒体等の外部装置とデータ通信するためのデータ入出力I/F(インターフェース)5と、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである表示部6と、を備え、互いにバスを介して接続されている。
<2.3. Configuration of data output regulation device for three-dimensional object formation>
Next, a three-dimensional object shaping data output regulating device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a hardware configuration diagram of a three-dimensional object formation system including the three-dimensional object formation data output control device 100 according to the first embodiment of the present invention. The three-dimensional object formation data output restricting device 100 according to the present embodiment can be realized by a general-purpose computer, and as shown in FIG. 8, a CPU (Central Processing Unit) 1 and a RAM (main memory of the computer). Random Access Memory 2) Hard disk for storing programs and data executed by CPU 1, large-capacity storage device 3 such as flash memory, Key input I / F (interface) 4 such as keyboard and mouse, 3D A data input / output I / F (interface) 5 for data communication with an external device such as a printer or a data storage medium, and a display unit 6 which is a display device such as a liquid crystal display are connected to each other via a bus. ing.

3Dプリンタ7は、汎用の3Dプリンタであり、立体物の3次元形状をポリゴンの集合で表現したポリゴンモデルである立体物造形用データを基に樹脂、石膏等の素材を加工して立体物を造形する立体物造形装置である。3Dプリンタ7は、データ処理部7aと出力部7bを有している。3Dプリンタ7のデータ処理部7aは、データ入出力I/F5に接続されており、データ入出力I/F5から受け取った立体物造形用データを基に、出力部7bが立体物を造形するようになっている。   The 3D printer 7 is a general-purpose 3D printer, which processes materials such as resin and gypsum based on data for three-dimensional object formation which is a polygon model representing the three-dimensional shape of a three-dimensional object by a set of polygons. It is a three-dimensional object formation apparatus which forms. The 3D printer 7 includes a data processing unit 7a and an output unit 7b. The data processing unit 7a of the 3D printer 7 is connected to the data input / output I / F 5 so that the output unit 7b forms a three-dimensional object based on the three-dimensional object formation data received from the data input / output I / F 5. It has become.

図8では、立体物造形用データ出力規制装置100と3Dプリンタ7は分離した形態で示されているが、現在市販されている殆どの3Dプリンタ製品には立体物造形用データ出力規制装置100の構成要素である、CPU1、RAM2、記憶装置3、キー入力I/F4(汎用コンピュータ向けキーボード・マウスではなく、テンキーレベルの数種のボタン)、データ入出力I/F5、表示部6(数行の文字を表示可能な小型液晶パネル、タッチパネルを重畳させキー入力I/F4を兼ねることも多い)も小規模ながら重複して備えている。従って、3Dプリンタ7自体が外部記憶媒体経由で立体物造形用データを直接受け取り、単独で立体物を造形する運用も可能になっている(特に民生用の3Dプリンタではこちらの形態の方が多い)。すなわち、図8に示した立体物造形システムを1つの筐体に収めて、“3Dプリンタ”という製品として流通することも多い。   In FIG. 8, the three-dimensional object modeling data output control device 100 and the 3D printer 7 are shown in a separated form, but most three-dimensional printer products currently on the market are Constituent elements: CPU 1, RAM 2, storage device 3, key input I / F 4 (not keyboard / mouse for general-purpose computer but several buttons of ten keys level), data input / output I / F 5, display unit 6 (several lines A small liquid crystal panel capable of displaying the characters of () and a touch panel are overlapped and the key input I / F 4 is often used. Therefore, the 3D printer 7 itself directly receives data for modeling a three-dimensional object via an external storage medium, and it is possible to operate a three-dimensional object by itself (in particular, in a consumer 3D printer, this form is more common) ). That is, there are many cases where the three-dimensional object formation system shown in FIG. 8 is accommodated in one case and distributed as a product of “3D printer”.

図9は、本実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の構成を示す機能ブロック図である。図9において、10はモデル度数分布算出手段、20は度数分布照合手段、30は対象モデル記憶手段、40は度数分布データベースである。   FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of a three-dimensional object formation data output restricting device according to the present embodiment. In FIG. 9, 10 is a model frequency distribution calculating means, 20 is a frequency distribution comparing means, 30 is a target model storage means, and 40 is a frequency distribution database.

モデル度数分布算出手段10は、出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、対象モデル内の各ポリゴン間の距離と各ポリゴン間固有の角度を算出し、算出された距離の度数分布である距離分布を算出し、算出結果に基づいて各ポリゴン間の距離の度数分布である距離分布と、各ポリゴン間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出する処理を行う。度数分布照合手段20は、対象モデルについて算出された距離分布、角度分布をそれぞれ、度数分布データベース40に登録されている規制画像の距離分布、角度分布と照合し、出力を規制すべきか否か、すなわち出力不適であるか出力適正であるかを判定する。   The model frequency distribution calculating means 10 calculates the distance between the polygons in the target model and the unique angle between the polygons for the target model which is the polygon model to be output, and is the frequency distribution of the calculated distance. A distance distribution is calculated, and a process of calculating a distance distribution which is a frequency distribution of distances between polygons and an angle distribution which is a frequency distribution of angles unique to each polygon is performed based on the calculation result. The frequency distribution collating means 20 collates the distance distribution and angle distribution calculated for the object model with the distance distribution and angle distribution of the regulation image registered in the frequency distribution database 40, respectively, and determines whether or not the output should be regulated, That is, it is determined whether the output is inappropriate or appropriate.

モデル度数分布算出手段10、度数分布照合手段20は、CPU1が、記憶装置3に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。対象モデル記憶手段30は、出力を規制すべきか否かの判定対象となるポリゴンモデルである対象モデルを記憶した記憶手段であり、記憶装置3により実現される。ポリゴンモデルとは、ポリゴンの集合により3次元空間における所定の立体形状を表現したデータであり、3Dプリンタ等の立体物造形装置に立体物造形用データとして出力されるものである。本実施形態では、ポリゴンモデルのデータ形式としてSTL(Standard Triangulated Language)を採用している。   The model frequency distribution calculating means 10 and the frequency distribution comparing means 20 are realized by the CPU 1 executing a program stored in the storage device 3. The target model storage unit 30 is a storage unit that stores a target model that is a polygon model that is a target of determination of whether to restrict the output, and is realized by the storage device 3. A polygon model is data representing a predetermined three-dimensional shape in a three-dimensional space by a set of polygons, and is output as three-dimensional object formation data to a three-dimensional object formation apparatus such as a 3D printer. In the present embodiment, STL (Standard Triangulated Language) is adopted as a data format of the polygon model.

度数分布データベース40は、出力を規制すべきポリゴンモデルである規制モデル、および出力を規制すべき画像である規制画像に対して2種の度数分布として算出された距離分布および角度分布を記憶して、データベース化したものであり、記憶装置3により実現される。2種の度数分布である距離分布および角度分布は、規制画像や規制モデルの特徴を表現した特徴ベクトルとしての役割を果たすものとなる。即ち、2種の度数分布により、元の規制モデルや規制画像の相違を識別可能であるが、元の規制モデルや規制画像を復元できるわけではない。これは、指紋(フィンガープリント)により個人の相違を識別可能であるが、人物の姿そのものを復元できるわけではないのと同様である。したがって、2種の度数分布は、著作物としての役割は果たさないが、2つの著作物の同一性を証明する、いわゆるフィンガープリントとしての役割を果たすことになる。度数分布データベース40には、距離分布および角度分布だけでなく、距離分布および角度分布の算出の基になった規制モデルや規制画像自体を登録しておくことも可能である。規制モデルについては、通常は、著作権の問題から規制モデル自体は登録されないが、規制画像については、著作権者から許諾を得てデータベース登録される運用が通常であり、照合結果に対してヒトによる目視確認を可能にするため、規制画像自体も併せて登録されることが多い。   The frequency distribution database 40 stores a restriction model which is a polygon model whose output is to be restricted, and a distance distribution and an angle distribution calculated as two types of frequency distributions for the control image which is an image whose output is to be restricted. , And is realized by the storage device 3. The distance distribution and the angle distribution, which are two types of frequency distribution, serve as feature vectors representing features of the regulation image and the regulation model. That is, although the difference between the original regulation model and the regulation image can be identified by the two types of frequency distribution, the original regulation model and the regulation image can not be restored. This is similar to the fact that individual differences can be identified by fingerprints, but not the appearance of the person itself. Thus, the two frequency distributions do not play a role as works, but serve as so-called fingerprints, which prove the identity of the two works. Not only the distance distribution and the angle distribution, but also the restriction model and the restriction image itself based on the calculation of the distance distribution and the angle distribution can be registered in the frequency distribution database 40. With regard to regulatory models, normally, regulatory models themselves are not registered due to copyright issues, but for regulatory images, operations are generally registered with permission from the copyright holder and database registration is performed. In order to make it possible to visually check the image, the regulation image itself is often registered together.

図9に示した各構成手段は、現実には図8に示したように、コンピュータおよびその周辺機器等のハードウェアに専用のプログラムを搭載することにより実現される。すなわち、コンピュータが、専用のプログラムに従って各手段の内容を実行することになる。なお、本明細書において、コンピュータとは、CPU等の演算処理部を有し、データ処理が可能な装置を意味し、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータだけでなく、製品としての“3Dプリンタ”に組み込まれたボードコンピュータも含む。   Each component means shown in FIG. 9 is actually realized by mounting a dedicated program in hardware such as a computer and its peripheral equipment as shown in FIG. That is, the computer executes the contents of each means in accordance with the dedicated program. In the present specification, a computer means an apparatus having an arithmetic processing unit such as a CPU and capable of data processing, and is incorporated not only into a general-purpose computer such as a personal computer but also into a "3D printer" as a product. Also included on board computers.

図8に示した記憶装置3には、CPU1を動作させ、コンピュータを、立体物造形用データ出力規制装置として機能させるための専用のプログラムが実装されている。この専用のプログラムを実行することにより、CPU1は、モデル度数分布算出手段10、度数分布照合手段20としての機能を実現することになる。また、記憶装置3は、対象モデル記憶手段30、度数分布データベース40として機能するだけでなく、立体物造形用データ出力規制装置としての処理に必要な様々なデータを記憶する。   The storage device 3 shown in FIG. 8 is implemented with a dedicated program for operating the CPU 1 to cause the computer to function as a three-dimensional object modeling data output regulating device. By executing this dedicated program, the CPU 1 realizes functions as the model frequency distribution calculating means 10 and the frequency distribution comparing means 20. The storage device 3 not only functions as the target model storage means 30 and the frequency distribution database 40, but also stores various data necessary for processing as a three-dimensional object modeling data output regulating device.

<2.4.立体物造形用データ出力規制装置の処理動作>
<2.4.1.前処理>
次に、図8、図9に示した立体物造形用データ出力規制装置の処理動作について説明する。まず、上述のような、画像度数分布算出装置により、出力を規制すべき画像である規制画像から2種の度数分布を作成し、作成した度数分布を、度数分布データベース40に登録しておく。画像度数分布算出装置は、立体物造形用データ出力規制装置と別のコンピュータで実現する必要はなく、立体物造形用データ出力規制装置を実現するコンピュータに、画像度数分布算出装置を実現するためのプログラムを組み込んでおくこともできる。
<2.4. Processing operation of data output regulation device for three-dimensional object formation>
2.4.1. Pre-processing>
Next, the processing operation of the three-dimensional object formation data output regulating device shown in FIGS. 8 and 9 will be described. First, two frequency distributions are created from the regulation image which is an image whose output is to be regulated by the image frequency distribution calculating apparatus as described above, and the created frequency distributions are registered in the frequency distribution database 40. The image frequency distribution calculation device does not have to be realized by a computer separate from the three-dimensional object formation data output control device, and is for realizing the image frequency distribution calculation device in a computer that realizes the three-dimensional object formation data output restriction device. It is also possible to incorporate a program.

さらに、規制画像から作成した度数分布だけでなく、規制対象とするポリゴンモデルである規制モデルを表現した度数分布を作成し、度数分布データベース40に登録しておくこともできる。この場合、規制モデルについて、2種の度数分布である距離分布および角度分布を作成する。ポリゴンモデルからの距離分布および角度分布の作成については、後述する立体物造形用データ出力規制装置における処理と同様にして行うことができる。規制モデルからの距離分布および角度分布の作成は、立体物造形用データ出力規制装置で行ってもよいし、別のコンピュータで同様のプログラムを実行することにより行ってもよい。作成された距離分布および角度分布は、度数分布データベース40に登録される。2次元データである規制画像から作成される度数分布と、3次元データである規制モデルから作成される度数分布は、同一の形式になるように作成される。これにより、後述する照合時において、規制画像と規制モデルのどちらについても、同様に照合を行うことが可能となる。   Furthermore, not only the frequency distribution created from the control image, but also a frequency distribution that expresses a control model that is a polygon model to be controlled may be created and registered in the frequency distribution database 40. In this case, a distance distribution and an angle distribution, which are two types of frequency distribution, are created for the regulation model. The creation of the distance distribution and the angle distribution from the polygon model can be performed in the same manner as the processing in the data output regulation device for three-dimensional object formation described later. The creation of the distance distribution and the angular distribution from the regulation model may be performed by the three-dimensional object formation data output restriction device, or may be performed by executing the same program by another computer. The created distance distribution and angle distribution are registered in the frequency distribution database 40. The frequency distribution generated from the restriction image, which is two-dimensional data, and the frequency distribution generated from the restriction model, which is three-dimensional data, are generated so as to have the same format. Thereby, at the time of collation mentioned later, it becomes possible to collate similarly about both a regulation picture and a regulation model.

出力規制の対象は、銃砲・刀剣などの危険物だけでなく、キャラクターなどの著作物となることもある。いずれの場合においても、制作された画像やポリゴンモデルには著作権者が存在する著作物になる。したがって、著作物である画像やポリゴンモデルをデータベースに登録するためには、その行為自体に著作者の許諾が必要となる。画像については著作権者が明示されている法人である場合が多く、許諾を得ることが可能であるが、ポリゴンモデルについては個人など著作権者が不明なものも多く、許諾を得ることが困難である。距離分布および角度分布の形式により、元の画像やポリゴンモデルの相違を識別可能であるが、元の画像やポリゴンモデルを復元できるわけではない。これは、指紋(フィンガープリント)により個人の相違を識別可能であるが、人物の姿そのものを復元できるわけではないのと同様で、距離分布および角度分布の形式はフィンガープリントに相当し、著作物には該当しない。   The target of output control is not only dangerous materials such as guns and swords, but also works such as characters. In any case, the produced image or polygon model is a work whose copyright holder exists. Therefore, in order to register an image or polygon model that is a work in a database, the act itself requires permission of the author. The image is often a legal entity in which the copyright holder is clearly indicated, and it is possible to obtain permission, but for polygon models, many individuals whose copyright holder is unknown, such as an individual, are difficult to obtain permission It is. Although the format of the distance distribution and the angle distribution can distinguish the difference between the original image and the polygon model, the original image and the polygon model can not be restored. This is similar to the fact that individual differences can be identified by fingerprints, but not the shape of the person itself can be restored, and the form of distance distribution and angular distribution corresponds to fingerprints, and the work Not applicable to

そこで、本発明のように、距離分布および角度分布の形式で登録することにより、著作者の許諾を必要とせずに、規制画像や規制モデルの特徴を記録したデータベースを構築することができる。ただし、規制画像については、著作者の許諾を得て商用利用できないレベルに解像度を落とした状態で規制画像自体も併せて登録し、距離分布および角度分布の形式で照合し適合した規制画像をヒトが目視で確認できるようにする運用をとることが望ましい。   Therefore, as in the present invention, by registering in the form of distance distribution and angle distribution, it is possible to construct a database in which the features of the regulation image and the regulation model are recorded without requiring the author's permission. However, with regard to the regulation image, the regulation image itself is also registered in a state where the resolution is lowered to a level which can not be used commercially with the permission of the author, and the regulation image matched with the form of distance distribution and angle distribution It is desirable to use an operation that allows visual confirmation.

<2.4.2.処理概要>
次に、図8、図9に示した立体物造形用データ出力規制装置の処理動作について説明する。図10は、本発明第1の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の処理概要を示すフローチャートである。まず、モデル度数分布算出手段10が、ポリゴンモデルである対象モデルについて、2種の度数分布である距離分布および角度分布を算出する(ステップS100)。そして、算出された対象モデルの度数分布と、度数分布データベース40に登録された規制画像や規制モデルの度数分布との照合を行う(ステップS200)。
<2.4.2. Processing outline>
Next, the processing operation of the three-dimensional object formation data output regulating device shown in FIGS. 8 and 9 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing a processing outline of the three-dimensional object formation data output regulating device according to the first embodiment of the present invention. First, the model frequency distribution calculating means 10 calculates distance distribution and angle distribution which are two types of frequency distribution for a target model which is a polygon model (step S100). Then, the calculated frequency distribution of the target model is compared with the frequency distribution of the restriction image and the restriction model registered in the frequency distribution database 40 (step S200).

<2.4.3.度数分布の算出処理>
まず、ステップS100のモデル度数分布の算出処理について説明する。図11は、モデル度数分布の算出処理の詳細を示すフローチャートである。ここでは、対象モデルのポリゴン数N、ポリゴンを特定する変数i(i=0,・・・,N−1)とし、各ポリゴンiの頂点を(Xu(i),Yu(i),Zu(i))と定義されたものとする。uは頂点番号を示しており、本実施形態では、ポリゴンが三角形であるため、u=0,1,2の3つの値をとる。したがって、例えばXu(i)は、X0(i)、X1(i)、X2(i)とも表記される。また、各ポリゴンiの法線ベクトルを(Xn(i),Yn(i),Zn(i))と定義する。頂点を特定したポリゴンおよび法線ベクトルは、立体物造形装置である3Dプリンタによる出力に必要なものであり、法線ベクトルの方向が造形面の外側(材料から空中方向)を示す。
<2.4.3. Calculation processing of frequency distribution>
First, the process of calculating the model frequency distribution in step S100 will be described. FIG. 11 is a flowchart showing details of the calculation process of the model frequency distribution. Here, the polygon number N of the target model, and variables i (i = 0,..., N−1) for specifying the polygons, and the vertex of each polygon i is (Xu (i), Yu (i), Zu ( i) shall be defined as u indicates a vertex number, and in the present embodiment, since the polygon is a triangle, it takes three values of u = 0, 1 and 2. Thus, for example, Xu (i) is also written as X0 (i), X1 (i), X2 (i). Also, the normal vector of each polygon i is defined as (Xn (i), Yn (i), Zn (i)). The polygon specifying the vertex and the normal vector are required for output by the 3D printer which is a three-dimensional object forming apparatus, and the direction of the normal vector indicates the outside of the forming surface (the direction from the material to the air).

モデル度数分布算出手段10は、まず、対象モデルを構成する各ポリゴンiの面積S(i)、N個のポリゴンの面積S(i)の総和である総面積Ssumを以下の〔数式11〕に従った処理を実行することにより算出する(ステップS110)。   The model frequency distribution calculating unit 10 first calculates the total area Ssum, which is the sum of the area S (i) of each polygon i constituting the target model and the area S (i) of N polygons, The calculation is performed by executing the processing that follows (step S110).

〔数式11〕
Vx=[Y1(i)−Y0(i)][Z2(i)−Z0(i)]−[Z1(i)−Z0(i)][ Y2(i)−Y0(i)]
Vy=[Z1(i)−Z0(i)][X2(i)−X0(i)]−[X1(i)−X0(i)][ Z2(i)−Z0(i)]
Vz=[X1(i)−X0(i)][Y2(i)−Y0(i)]−[Y1(i)−Y0(i)][X2(i)−X0(i)]
S(i)=[Vx(i)2+Vy(i)2+Vz(i)2]1/2
Ssum=Σi=0,N-1S(i)
[Equation 11]
Vx = [Y1 (i) -Y0 (i)] [Z2 (i) -Z0 (i)]-[Z1 (i) -Z0 (i)] [Y2 (i) -Y0 (i)]
Vy = [Z1 (i) -Z0 (i)] [X2 (i) -X0 (i)]-[X1 (i) -X0 (i)] [Z2 (i) -Z0 (i)]
Vz = [X1 (i) -X0 (i)] [Y2 (i) -Y0 (i)]-[Y1 (i) -Y0 (i)] [X2 (i) -X0 (i)]
S (i) = [Vx (i) 2 + Vy (i) 2 + Vz (i) 2 ] 1/2
Ssum = i i = 0, N-1 S (i)

上記〔数式11〕において、Σの添え字の“i=0,N−1”は、iが0からN−1の全ての整数をとる場合について、総和を求めることを示している。次に、対象モデルを構成する各ポリゴンについて、頂点の平均となる平均点を算出する(ステップS120)。具体的には、以下の〔数式12〕に従った処理を実行することにより、各ポリゴンの平均点(Xc(i),Yc(i),Zc(i))を算出する。   In the above [Equation 11], the subscript “i = 0, N−1” of Σ indicates that the sum is obtained for the case where i takes all integers from 0 to N−1. Next, for each polygon constituting the target model, an average point to be an average of the vertices is calculated (step S120). Specifically, the average point (Xc (i), Yc (i), Zc (i)) of each polygon is calculated by executing the processing according to the following [Expression 12].

〔数式12〕
Xc(i)={X0(i)+X1(i)+X2(i)}/3
Yc(i)={Y0(i)+Y1(i)+Y2(i)}/3
Zc(i)={Z0(i)+Z1(i)+Z2(i)}/3
[Equation 12]
Xc (i) = {X0 (i) + X1 (i) + X2 (i)} / 3
Yc (i) = {Y0 (i) + Y1 (i) + Y2 (i)} / 3
Zc (i) = {Z0 (i) + Z1 (i) + Z2 (i)} / 3

上記〔数式12〕において、X0(i)、X1(i)、X2(i)はそれぞれXu(i)において、頂点番号u=0,1,2の場合を示し、Y0(i)、Y1(i)、Y2(i)はそれぞれYu(i)において、頂点番号u=0,1,2の場合を示し、Z0(i)、Z1(i)、Z2(i)はそれぞれZu(i)において、頂点番号u=0,1,2の場合を示している。上記〔数式12〕に示すように、各ポリゴンの平均点は、ポリゴンの各頂点の平均座標をもつ点として算出される。   In the above [Equation 12], X0 (i), X1 (i) and X2 (i) indicate the case of vertex numbers u = 0, 1 and 2 respectively in Xu (i), and Y0 (i) and Y1 (Y) i) and Y2 (i) indicate cases of vertex numbers u = 0, 1 and 2 respectively in Yu (i), and Z0 (i), Z1 (i) and Z2 (i) respectively in Zu (i) , Vertex numbers u = 0, 1, 2 are shown. As shown in the above equation 12, the average point of each polygon is calculated as a point having the average coordinates of each vertex of the polygon.

次に、モデル度数分布算出手段10は、各ポリゴン平均点間のベクトルの算出を行う(ステップS130)。具体的には、以下の〔数式13〕に従った処理を実行することにより、対象モデル内のあるポリゴンiの平均点(Xc(i),Yc(i),Zc(i))から同じ対象モデル内の他のポリゴンj(j=0,・・・,N−1)の平均点(Xc(j),Yc(j),Zc(j))へのベクトルであるポリゴン間ベクトル(Dx(i,j),Dy(i,j),Dz(i,j))を算出する。なお、ポリゴン間ベクトルは、自分以外の他のポリゴンへのベクトルであるため、i=jの場合を除外している。   Next, the model frequency distribution calculating means 10 calculates a vector between each polygon average point (step S130). Specifically, by executing processing according to the following [Equation 13], the same target is obtained from the average point (Xc (i), Yc (i), Zc (i)) of a polygon i in the target model. An inter-polygon vector (Dx (d)) which is a vector to the average points (Xc (j), Yc (j), Zc (j)) of other polygons j (j = 0,..., N-1) in the model. i, j), Dy (i, j), Dz (i, j)) are calculated. Since the inter-polygon vector is a vector to another polygon other than itself, the case of i = j is excluded.

〔数式13〕
Dx(i,j)=Xc(j)−Xc(i)
Dy(i,j)=Yc(j)−Yc(i)
Dz(i,j)=Zc(j)−Zc(i)
[Equation 13]
Dx (i, j) = Xc (j)-Xc (i)
Dy (i, j) = Yc (j)-Yc (i)
Dz (i, j) = Zc (j)-Zc (i)

次に、モデル度数分布算出手段10は、各ポリゴン平均点間の最大距離の算出を行う(ステップS140)。具体的には、以下の〔数式14〕に従った処理を実行することにより、対象モデル内のあるポリゴンiの平均点(Xc(i),Yc(i),Zc(i))から他のポリゴンjの平均点(Xc(j),Yc(j),Zc(j))までの距離D(i,j)を求め、N(N−1)/2個の距離D(i,j)のうち最大のものを最大距離Dmaxとする。   Next, the model frequency distribution calculating means 10 calculates the maximum distance between each polygon average point (step S140). Specifically, by executing processing according to the following [Equation 14], the average point (Xc (i), Yc (i), Zc (i)) of a polygon i in the target model is The distance D (i, j) to the average point (Xc (j), Yc (j), Zc (j)) of the polygon j is determined, and N (N-1) / 2 distances D (i, j) The largest among them is the maximum distance Dmax.

〔数式14〕
D(i,j)=[Dx(i,j)2+Dy(i,j)2+Dz(i,j)2]1/2
Dmax=MAXi,jD(i,j)
[Equation 14]
D (i, j) = [Dx (i, j) 2 + Dy (i, j) 2 + Dz (i, j) 2 ] 1/2
Dmax = MAX i, j D (i, j)

上記〔数式14〕において、MAXは、添え字の“i,j” の取り得る範囲であるi=0,・・・,N−1、j=0,・・・,N−1(i=jの場合を除く)におけるD(i,j)の中から最大値を選択することを示している。   In the above [Equation 14], MAX is a possible range of subscript “i, j” i = 0,..., N−1, j = 0,. It shows that the maximum value is selected from D (i, j) in the case of j).

次に、モデル度数分布算出手段10は、あるポリゴンから他のポリゴンへのベクトルであるポリゴン間ベクトルと、対応するポリゴンの法線ベクトルのなす角度の算出を行う(ステップS150)。ポリゴン間ベクトルと対応するポリゴンとは、ポリゴン間ベクトルを算出する基になったポリゴンiとポリゴンjを意味するが、ここでは、一方のポリゴンであるポリゴンjを用いる。具体的には、以下の〔数式15〕に従った処理を実行することにより、ポリゴンiとポリゴンjの間のポリゴン間ベクトル(Dx(i,j),Dy(i,j),Dz(i,j))と、ポリゴンjの法線ベクトル(Xn(j),Yn(j),Zn(j))のなす角度A(i,j)を算出する。   Next, the model frequency distribution calculating means 10 calculates an angle between an inter-polygon vector which is a vector from a certain polygon to another polygon and a normal vector of the corresponding polygon (step S150). The inter-polygon vector and the corresponding polygon mean the polygon i and the polygon j on which the inter-polygon vector is calculated, but here, the polygon j which is one of the polygons is used. Specifically, an inter-polygon vector (Dx (i, j), Dy (i, j), Dz (i) between polygon i and polygon j is executed by executing processing according to the following [Equation 15]. , J) and the angle A (i, j) between normal vector (Xn (j), Yn (j), Zn (j)) of polygon j.

〔数式15〕
A(i,j)=[cos-1[Dx(i,j)Xn(j)+Dy(i,j)Yn(j)+Dz(i,j)Zn(j)]/D(i,j)]・180/π
[Equation 15]
A (i, j) = [cos -1 [Dx (i, j) Xn (j) + Dy (i, j) Yn (j) + Dz (i, j) Zn (j)] / D (i, j) ] 180 / π

上記〔数式15〕においては、単位をラジアンから度に変更するため[]で括られた部分に180/πを乗じている。したがって、A(i,j)は、0〜180の値をとることになる。各ポリゴン間ベクトルと、法線ベクトルのなす角度は、各ポリゴン間固有の角度となる。   In the above [Equation 15], in order to change the unit from radian to degree, the portion enclosed by [] is multiplied by 180 / π. Therefore, A (i, j) takes a value of 0 to 180. The angle between each polygon vector and the normal vector is an angle unique to each polygon.

次に、モデル度数分布算出手段10は、各ポリゴン平均点間の距離分布を算出する(ステップS160)。本実施形態で算出される距離分布は、面積加重した距離の分布であり、要素数をMDとし、各要素md(md=0,・・・,MD−1)の度数をHd(md)と表す。   Next, the model frequency distribution calculating means 10 calculates the distance distribution between each polygon average point (step S160). The distance distribution calculated in the present embodiment is a distribution of area-weighted distances, where the number of elements is MD, and the frequency of each element md (md = 0,..., MD-1) is Hd (md) Represent.

モデル度数分布算出手段10は、初期値をHd(md)=0と設定し、以下の〔数式16〕に従った処理を実行することにより、要素mdの度数Hd(md)を、i=0,・・・,N−1、j=0,・・・,N−1(i=jの場合を除く)について、算出する。   The model frequency distribution calculating unit 10 sets the initial value to Hd (md) = 0, and executes the processing according to the following [Equation 16] to obtain the frequency Hd (md) of the element md, i = 0. ,..., N−1, j = 0,..., N−1 (except in the case of i = j).

〔数式16〕
Dmax・md/MD≦D(i,j)<Dmax・(md+1)/MDならば、
Hd(md)←Hd(md)+S(j)
Ssum←Ssum+S(j)
[Equation 16]
If Dmax · md / MD ≦ D (i, j) <Dmax · (md + 1) / MD, then
Hd (md) H Hd (md) + S (j)
Ssum S Ssum + S (j)

上記〔数式16〕は、ポリゴンiの平均点からポリゴンjの平均点までの距離D(i,j)が、最大距離Dmaxにmd/MDを乗じた値以上で、(md+1)/MDを乗じた値より小さい場合に、Hd(md)にポリゴンjの面積S(j)を加算することを意味している。   [Equation 16] is obtained by multiplying (md + 1) / MD by a distance D (i, j) from the average point of polygon i to the average point of polygon j by not less than the maximum distance Dmax multiplied by md / MD. When smaller than the above value, it means adding the area S (j) of the polygon j to Hd (md).

上記〔数式16〕に従った処理を、N(N−1)/2個のポリゴン間距離について実行することにより、距離分布Hd(md)(md=0,・・・,MD−1)が算出される。各要素には、単なる頻度ではなく、面積S(j)が加算されているため、距離分布Hd(md)は、面積加重の距離分布を示すことになる。面積S(j)でなく単に1を加算するようにすることも可能であるが、その場合、ポリゴンの面積が加味されない距離分布となり、同一のポリゴンモデルに対してポリゴン構成が粗い場合と細かい場合とで、距離分布に顕著な差が生じてしまう。そこで、本実施形態では、距離分布算出時にポリゴンの面積を加算するようにしている。また、上記〔数式16〕で算出されたHd(md)に、更に100/Ssumを乗じてHd(md)と置き換えることにより、単位を面積率[%]に正規化している。これにより、ポリゴンの面積の総和値が異なる、即ちスケールが異なるポリゴンモデルであっても同一の距離分布に変換され、スケールに関わらず形状の判定が可能になる。   The distance distribution Hd (md) (md = 0,..., MD-1) can be obtained by executing the processing according to the above-mentioned [Equation 16] for the distance between N (N-1) / 2 polygons. It is calculated. Since the area S (j) is added to each element, not just the frequency, the distance distribution Hd (md) indicates an area weighted distance distribution. It is also possible to simply add 1 instead of the area S (j), in which case the distance distribution does not take into account the area of the polygon, and the case where the polygon configuration is rough or fine for the same polygon model And a noticeable difference occurs in the distance distribution. Therefore, in the present embodiment, the area of the polygon is added when calculating the distance distribution. Further, the unit is normalized to the area ratio [%] by further multiplying 100 / Ssum by Hd (md) calculated in the above [Equation 16] and replacing it with Hd (md). As a result, even polygon models having different sums of area of polygons, ie, different scales, are converted into the same distance distribution, and the shape can be determined regardless of the scale.

次に、モデル度数分布算出手段10は、各ポリゴン平均点間のベクトルであるポリゴン間ベクトルと、対応する一方のポリゴンの法線ベクトルの角度分布を算出する(ステップS170)。本実施形態で算出される角度分布は、面積加重した角度の分布であり、要素数をMAとし、各要素ma(ma=0,・・・,MA−1)の度数をHa(ma)と表す。要素数MAは、上記要素数MDと同一であってもよい。   Next, the model frequency distribution calculating means 10 calculates an angle distribution of an inter-polygon vector which is a vector between each polygon average point and a normal vector of one corresponding polygon (step S170). The angle distribution calculated in this embodiment is an area-weighted distribution of angles, where the number of elements is MA, and the frequency of each element ma (ma = 0,..., MA-1) is Ha (ma). Represent. The number of elements MA may be the same as the number of elements MD.

モデル度数分布算出手段10は、初期値をHa(ma)=0と設定し、以下の〔数式17〕に従った処理を実行することにより、要素maの度数Ha(ma)を、i=0,・・・,N−1、j=0,・・・,N−1(i=jの場合を除く)について、算出する。   The model frequency distribution calculating unit 10 sets the initial value to Ha (ma) = 0, and executes the process according to the following [Equation 17] to obtain the frequency Ha (ma) of the element ma as i = 0. ,..., N−1, j = 0,..., N−1 (except in the case of i = j).

〔数式17〕
180・ma/MA≦A(i,j)<180・(ma+1)/MAならば、
Ha(ma)←Ha(ma)+S(j)
[Equation 17]
If 180 · ma / MA ≦ A (i, j) <180 · (ma + 1) / MA, then
Ha (ma) Ha Ha (ma) + S (j)

上記〔数式17〕は、ポリゴンiとポリゴンjのポリゴン間ベクトルと、ポリゴンjの法線ベクトルのなす角の角度A(i,j)が、180にma/MAを乗じた値以上で、(ma+1)/MAを乗じた値より小さい場合に、Ha(ma)にポリゴンjの面積S(j)を加算することを意味している。   [Equation 17] is not less than a value obtained by multiplying ma by the ma / MA by 180 as the angle A (i, j) between the vectors between polygon i and polygon j and the normal vector of polygon j When smaller than the value obtained by multiplying ma + 1) / MA, it means adding the area S (j) of the polygon j to Ha (ma).

上記〔数式17〕に従った処理を、N(N−1)/2個のポリゴン間について実行することにより、角度分布Ha(ma)(ma=0,・・・,MA−1)が算出される。各要素には、単なる頻度ではなく、面積S(j)が加算されているため、角度分布Ha(ma)は、面積加重の角度分布を示すことになる。面積S(j)でなく単に1を加算するようにすることも可能であるが、その場合、ポリゴンの面積が加味されない角度分布となり、同一のポリゴンモデルに対してポリゴン構成が粗い場合と細かい場合とで、距離分布に顕著な差が生じてしまう。そこで、本実施形態では、角度分布算出時にポリゴンの面積を加算するようにし、さらにHa(ma)に100/Ssumを乗じてHa(ma)と置き換えることにより、単位を面積率[%]に正規化している。これにより、ポリゴンの面積の総和値が異なる、即ちスケールが異なるポリゴンモデルであっても同一の距離分布に変換され、スケールに関わらず形状の判定が可能になる。   The angle distribution Ha (ma) (ma = 0,..., MA-1) is calculated by executing the processing according to the above-mentioned [Equation 17] between N (N-1) / 2 polygons. Be done. The angle distribution Ha (ma) represents an area-weighted angle distribution, since the area S (j) is added to each element, not just the frequency. It is also possible to simply add 1 instead of the area S (j), but in that case, the angular distribution does not take the area of the polygon into consideration, and the case where the polygon configuration is rough or fine for the same polygon model And a noticeable difference occurs in the distance distribution. Therefore, in the present embodiment, the area of the polygon is added at the time of calculation of the angular distribution, and further, Ha (ma) is multiplied by 100 / Ssum to replace it with Ha (ma). It is As a result, even polygon models having different sums of area of polygons, ie, different scales, are converted into the same distance distribution, and the shape can be determined regardless of the scale.

本実施形態では、各ポリゴン間の距離と各ポリゴン間固有の角度の算出に際し、各ポリゴンの平均点間のベクトルをポリゴン間ベクトルとして求めるようにした。ポリゴン間を結ぶベクトルは、ポリゴンの各頂点の平均点とすることが好ましいが、平均点以外のポリゴン上の所定の点(例えばポリゴンを構成するいずれかの頂点)同士を結んだベクトルをポリゴン間ベクトルとするようにすることも可能である。   In this embodiment, when calculating the distance between each polygon and the angle unique to each polygon, the vector between the average points of each polygon is obtained as an inter-polygon vector. It is preferable that a vector connecting polygons be an average point of each vertex of the polygon, but a vector connecting predetermined points on the polygon other than the average point (for example, any vertex constituting the polygon) is an interpolygon It is also possible to make it a vector.

対象モデルから得られた距離分布と角度分布における距離と角度の関係を図7(b)に示す。図7(b)は、ポリゴンモデル(3Dモデル)の一断面を示している。図7(b)において、周囲の線分がポリゴンを示している。1つのポリゴンの頂点の平均座標をもつ平均点と、他のポリゴンの平均点までの距離が各ポリゴン間について算出される。各ポリゴン間固有の角度は、あるポリゴンの平均点から他のポリゴンの平均点へのベクトルであるポリゴン間ベクトルと、ポリゴンの法線ベクトルとのなす角度である。   The relationship between the distance and angle in the distance distribution and angle distribution obtained from the object model is shown in FIG. 7 (b). FIG. 7B shows one cross section of the polygon model (3D model). In FIG. 7 (b), the surrounding line segments indicate polygons. The distance between the average point having the average coordinates of the vertices of one polygon and the average point of the other polygons is calculated for each polygon. An angle unique to each polygon is an angle formed by an inter-polygon vector which is a vector from an average point of one polygon to an average point of another polygon and a normal vector of the polygon.

<2.4.4.度数分布の照合処理>
次に、ステップS200の度数分布の照合処理について説明する。図12は、度数分布の照合処理を示すフローチャートである。まず、度数分布照合手段20は、度数分布データベース40に記憶されているRE個のレコードの中からレコードre(re=0,・・・,RE−1)に登録されている度数分布を抽出する(ステップS210)。度数分布として、距離分布Hdo(re,md)(md=0,・・・,MD−1)、角度分布Hao(re,ma)(ma=0,・・・,MA−1)を抽出する。
<2.4.4. Frequency distribution matching process>
Next, the frequency distribution matching process of step S200 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing frequency distribution matching processing. First, the frequency distribution comparing unit 20 extracts the frequency distribution registered in the record re (re = 0,..., RE-1) from the RE records stored in the frequency distribution database 40. (Step S210). Extract the distance distribution Hdo (re, md) (md = 0, ..., MD-1) and the angular distribution Hao (re, ma) (ma = 0, ..., MA-1) as the frequency distribution .

次に、度数分布照合手段20は、対象モデルから算出された距離分布と、度数分布データベース40から抽出された規制モデルの距離分布同士で各要素間の相関係数を算出する(ステップS220)。相関係数とは、二つの配列要素の関連性の強弱を示す指標である。ここでは、対象モデルと規制画像(または規制モデル)の類似性の強弱を判定するために用いる。まず、以下の〔数式18〕に従った処理を実行することにより、対象モデルから算出された距離分布Hd(md)の平均値Ad、度数分布データベース40から抽出された規制画像の距離分布Hdo(re,md)の平均値Ado(re)を算出する。   Next, the frequency distribution comparing unit 20 calculates a correlation coefficient between each element between the distance distribution calculated from the target model and the distance distribution of the restriction model extracted from the frequency distribution database 40 (step S220). The correlation coefficient is an index showing the strength of the association between two array elements. Here, it is used to determine the degree of similarity between the target model and the regulation image (or regulation model). First, the average value Ad of the distance distribution Hd (md) calculated from the object model and the distance distribution Hdo of the restriction image extracted from the frequency distribution database 40 are calculated by executing the processing according to the following [Expression 18]. Calculate the average value Ado (re) of re, md).

〔数式18〕
Ad=Σmd=0,MD-1Hd(md)/MD
Ado(re)=Σmd=0,MD-1Hdo(re,md)/MD
[Equation 18]
Ad = Σ md = 0, MD-1 Hd (md) / MD
Ado (re) = md = 0, MD-1 Hdo (re, md) / MD

続いて、以下の〔数式19〕に従った処理を実行することにより、対象モデルから算出された距離分布Hd(md)の標準偏差Sd、度数分布データベース40から抽出された規制画像の距離分布Hdo(re,md)の標準偏差Sdo(re)を算出する。   Subsequently, the standard deviation Sd of the distance distribution Hd (md) calculated from the object model and the distance distribution Hdo of the restriction image extracted from the frequency distribution database 40 are executed by executing the processing according to the following [Equation 19]. Calculate the standard deviation Sdo (re) of (re, md).

〔数式19〕
Sd=[Σmd=0,MD-1(Hd(md)−Ad)2]1/2
Sdo(re)=[Σmd=0,MD-1(Hdo(re,md)−Ado(re))2]1/2
[Equation 19]
Sd = [Σ md = 0, MD-1 (Hd (md) −Ad) 2 ] 1/2
Sdo (re) = [Σ md = 0, MD-1 (Hdo (re, md)-Ado (re)) 2 ] 1/2

厳密には、標準偏差は、上記〔数式19〕の{}内において、さらに定数MDで除算しておく必要がある。しかし、ここでは、相関係数を算出することが目的であるため、後述の〔数式20〕における分子の共分散を算出する項においても定数MDで除算する必要があり、分子と分母で重複して定数MDで除算する演算がキャンセルされる(分母は定数MDの平方根で2回除算)。   Strictly speaking, the standard deviation needs to be further divided by a constant MD in {} of the above-mentioned [Equation 19]. However, here, since the purpose is to calculate the correlation coefficient, it is necessary to divide by the constant MD also in the term for calculating the covariance of the numerator in [Equation 20] described later, and the numerator and denominator overlap. The operation to divide by the constant MD is canceled (the denominator is divided twice by the square root of the constant MD).

次に、算出された平均値および標準偏差を用いて、以下の〔数式20〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの距離分布とレコードreに対応する規制モデルの距離分布の相関係数Dd(re)を算出する。   Next, by using the calculated average value and standard deviation, the processing according to the following [Equation 20] is executed to obtain the phase relationship between the distance distribution of the target model and the distance distribution of the restriction model corresponding to the record re. Calculate the number Dd (re).

〔数式20〕
Dd(re)=[Σmd=0,MD-1(Hd(md)−Ad)・(Hdo(re,md)−Ado(re))]/(Sdo(re)・Sd)
[Equation 20]
Dd (re) = [Σ md = 0, MD-1 (Hd (md) −Ad) · (Hdo (re, md) −Ado (re))] / (Sdo (re) · Sd)

上記〔数式20〕において、Σの添え字の“md=0,MD−1”は、mdが0からMD−1の全ての整数をとる場合について、総和を求めることを示している。相関係数Dd(re)は、度数分布Hd(md)、Hdo(re,md)の共分散を、それぞれの標準偏差で除したものとなっている。上記〔数式20〕の演算のように、分母の平方根の割算を2回行うのは一般に処理負荷が高い。このため、画像処理の分野においては、分子の積和演算だけで済ますものを「相関係数」と呼び、上記〔数式20〕に示したDd(re)を「正規化相関係数」と呼ぶ習慣もある。   In the above-mentioned [Equation 20], the subscript “md = 0, MD−1” of こ と indicates that the sum is obtained for the case where md takes all integers from 0 to MD−1. The correlation coefficient Dd (re) is obtained by dividing the covariance of the frequency distributions Hd (md) and Hdo (re, md) by their standard deviations. Performing the division of the square root of the denominator twice as in the above equation 20 generally results in high processing load. For this reason, in the field of image processing, a product requiring only numerator product-sum operation is called "correlation coefficient", and Dd (re) shown in the above equation 20 is called "normalized correlation coefficient". There is also a custom.

次に、度数分布照合手段20は、ステップS220において算出された距離分布の相関係数Dd(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS230)。相関係数Dd(re)が判定しきい値以上である場合は、適合と判定し、相関係数Dd(re)が判定しきい値より小さい場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、正の値であれば任意に設定可能であるが、ここでは、+5.0(−1から+1の範囲をとる相関係数値を100倍して%次元で表現した場合)としてある。   Next, the frequency distribution comparing unit 20 compares the correlation coefficient Dd (re) of the distance distribution calculated in step S220 with the determination threshold (step S230). If the correlation coefficient Dd (re) is equal to or higher than the determination threshold value, it is determined as conforming, and if the correlation coefficient Dd (re) is smaller than the determination threshold value, it is determined as nonconforming. The determination threshold can be set arbitrarily as long as it is a positive value, but here, when the correlation coefficient value in the range of +5.0 (-1 to +1) is multiplied by 100 and expressed in% dimension As).

ステップS230において適合と判定された場合には、度数分布照合手段20は、対象モデルから算出された角度分布と、度数分布データベース40から抽出された規制画像の角度分布同士で、各要素間の相関係数を算出する(ステップS240)。まず、以下の〔数式21〕に従った処理を実行することにより、対象モデルから算出された角度分布Ha(ma)の平均値Aa、度数分布データベース40から抽出された規制画像の角度分布Hao(re,ma)の平均値Aao(re)を算出する。   When it is determined in step S230 that the frequency distribution is matched, the frequency distribution comparing unit 20 determines the phase between each element between the angle distribution calculated from the target model and the angle distribution of the regulation image extracted from the frequency distribution database 40. The relation number is calculated (step S240). First, the average value Aa of the angular distribution Ha (ma) calculated from the target model, and the angular distribution Hao of the restriction image extracted from the frequency distribution database 40 by executing the processing according to the following [Equation 21] Calculate the average value Aao (re) of re, ma).

〔数式21〕
Aa=Σma=0,MA-1Ha(ma)/MA
Aao(re)=Σma=0,MA-1Hao(re,ma)/MA
[Equation 21]
Aa = Σ ma = 0, MA-1 Ha (ma) / MA
Aao (re) = Σ ma = 0, MA-1 Hao (re, ma) / MA

続いて、以下の〔数式22〕に従った処理を実行することにより、対象モデルから算出された角度分布Ha(ma)の標準偏差Sa、度数分布データベース40から抽出された規制画像の角度分布Hao(re,ma)の標準偏差Sao(re)を算出する。   Subsequently, the standard deviation Sa of the angular distribution Ha (ma) calculated from the object model and the angular distribution Hao of the restriction image extracted from the frequency distribution database 40 are calculated by executing the processing according to the following [Expression 22]. Calculate the standard deviation Sao (re) of (re, ma).

〔数式22〕
Sa=[Σma=0,MA-1(Ha(ma)−Aa)2]1/2
Sao(re)=[Σma=0,MA-1(Hao(re,ma)−Aao(re))2]1/2
[Equation 22]
Sa = [Σ ma = 0, MA-1 (Ha (ma) -Aa) 2 ] 1/2
Sao (re) = [Σ ma = 0, MA-1 (Hao (re, ma) -Aao (re)) 2 ] 1/2

厳密には、標準偏差は、上記〔数式22〕の{}内において、さらに定数MAで除算しておく必要がある。しかし、ここでは、相関係数を算出することが目的であるため、後述の〔数式23〕における分子の共分散を算出する項においても定数MAで除算する必要があり、分子と分母で重複して定数MAで除算する演算がキャンセルされる(分母は定数MAの平方根で2回除算)。   Strictly speaking, the standard deviation needs to be further divided by the constant MA within {} of the above [Equation 22]. However, here, since the purpose is to calculate the correlation coefficient, it is necessary to divide by the constant MA also in the term for calculating the covariance of the numerator in [Equation 23] described later, and the numerator and denominator overlap. The operation to divide by the constant MA is canceled (the denominator is divided twice by the square root of the constant MA).

次に、算出された平均値および標準偏差を用いて、以下の〔数式23〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの角度分布とレコードreに対応する規制画像の角度分布の相関係数Da(re)を算出する。   Next, by using the calculated average value and standard deviation, the processing according to the following [Equation 23] is executed to obtain the phase relationship between the angular distribution of the target model and the angular distribution of the regulated image corresponding to the record re. Calculate the number Da (re).

〔数式23〕
Da(re)=[Σma=0,MA-1(Ha(ma)−Aa)・(Hao(re,ma)−Aao(re))]/(Sao(re)・Sa)
[Equation 23]
Da (re) = [. SIGMA. Ma = 0, MA-1 (Ha (ma) -Aa). (Hao (re, ma) -Aao (re))] / (Sao (re). Sa)

上記〔数式23〕において、Σの添え字の“ma=0,MA−1”は、maが0からMA−1の全ての整数をとる場合について、総和を求めることを示している。相関係数Da(re)は、度数分布Ha(ma)、Hao(re,ma)の共分散を、それぞれの標準偏差で除したものとなっている。上記〔数式23〕の演算のように、分母の平方根の割算を2回行うのは一般に処理負荷が高い。このため、画像処理の分野においては、分子の積和演算だけで済ますものを「相関係数」と呼び、上記〔数式23〕に示したDa(re)を「正規化相関係数」と呼ぶ習慣もある。   In the above [Equation 23], the suffix “ma = 0, MA-1” of Σ indicates that the sum is obtained for the case where ma takes all integers from 0 to MA-1. The correlation coefficient Da (re) is obtained by dividing the covariance of the frequency distributions Ha (ma) and Hao (re, ma) by the respective standard deviations. Performing the division of the square root of the denominator twice as in the operation of the above-mentioned [Equation 23] generally has a high processing load. For this reason, in the field of image processing, a product that requires only numerator product-sum operation is called "correlation coefficient", and Da (re) shown in the above equation 23 is called "normalized correlation coefficient". There is also a custom.

次に、度数分布照合手段20は、ステップS240において算出された角度分布の相関係数Da(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS250)。相関係数Da(re)が判定しきい値以上である場合は、適合と判定し、相関係数Da(re)が判定しきい値より小さい場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、正の値であれば任意に設定可能であるが、ここでは、+5.0(−1から+1の範囲をとる相関係数値を100倍して%次元で表現した場合)としてある。ステップS250において適合と判定された場合には、度数分布照合手段20は、対象モデルとレコードreの規制画像が適合することになるため、出力を規制すべきである(出力不適)との判定を行う。   Next, the frequency distribution comparing unit 20 compares the correlation coefficient Da (re) of the angle distribution calculated in step S240 with the determination threshold (step S250). If the correlation coefficient Da (re) is equal to or higher than the determination threshold, it is determined as conforming, and if the correlation coefficient Da (re) is smaller than the determination threshold, it is determined as nonconforming. The determination threshold can be set arbitrarily as long as it is a positive value, but here, when the correlation coefficient value in the range of +5.0 (-1 to +1) is multiplied by 100 and expressed in% dimension As). If it is determined in step S250 that the target model is suitable, the frequency distribution comparison unit 20 determines that the output should be restricted (the output is not suitable) because the target model and the restriction image of the record re will be compatible. Do.

ステップS230、S250のいずれかにおいて不適合と判定された場合には、度数分布照合手段20は、対象モデルとレコードreの規制画像の照合を終え、次のレコードre+1の規制画像との照合に移行する。図12のフローチャートに従った処理を、度数分布データベース40内の全レコードに対して実行し、適合となる規制画像が1つでも存在したら、対象モデルを“出力を規制すべきである(出力不適)”としてステップS200の照合処理を終了することになる。   If it is determined in any of steps S230 and S250 that the matching is determined to be nonconforming, the frequency distribution matching unit 20 finishes the matching of the target model and the restriction image of the record re, and shifts to the matching of the next record re + 1 with the restriction image. . The process according to the flowchart of FIG. 12 is executed for all the records in the frequency distribution database 40, and if there is at least one matching regulatory image, the target model should be “regulated the output (output inappropriate The verification process of step S200 is terminated.

<2.4.4.1.ユークリッド距離による照合>
上述のように、照合には、相関係数を用いることが好ましいが、ユークリッド距離を用いることもできる。この場合、上記ステップS220〜S250の処理は、以下のようになる。度数分布照合手段20は、対象モデルから算出された距離分布と、度数分布データベース40から抽出された規制画像の距離分布同士で各要素間のユークリッド距離を算出する(ステップS220)。具体的には、以下の〔数式24〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの距離分布とレコードreに対応する規制画像の距離分布のユークリッド距離Dd2(re)を算出する。ユークリッド距離とは、各要素の度数同士の差分の絶対値を2乗した値で与えられるユークリッド空間上の距離である。ユークリッド距離Dd2(re)は、MD/K次元ユークリッド空間内の2点の距離として求められる。
<2.4.4.1. Euclidean distance matching>
As mentioned above, although it is preferable to use a correlation coefficient for collation, Euclidean distance can also be used. In this case, the processes of steps S220 to S250 are as follows. The frequency distribution comparison unit 20 calculates the Euclidean distance between each element between the distance distribution calculated from the target model and the distance distributions of the regulation image extracted from the frequency distribution database 40 (step S220). Specifically, the Euclidean distance Dd2 (re) of the distance distribution of the target model and the distance distribution of the restricted image corresponding to the record re is calculated by executing the processing according to the following [Equation 24]. The Euclidean distance is a distance in Euclidean space given by the square of the absolute value of the difference between the frequencies of each element. The Euclidean distance Dd2 (re) is obtained as the distance between two points in the MD / K-dimensional Euclidean space.

〔数式24〕
Dd2(re)=Σi=0,MD/K-1[{Σk=0,K-1Hdo(re,i・K+k)/K−Σk=0,K-1Hd(i・K+k)/K}2・K/MD]1/2
[Equation 24]
Dd2 (re) = Σ i = 0, MD / K-1 [{Σ k = 0, K-1 Hdo (re, i · K + k) / K-Σ k = 0, K-1 Hd (i · K + k) / K} 2 · K / MD] 1/2

上記〔数式24〕において、Σの添え字の“i=0,MD/K−1”は、iが0からMD/K−1の全ての整数をとる場合について総和を求めることを示し、Σの添え字の“k=0,K−1”は、mdが0からMD−1の全ての整数をとる場合について総和を求めることを示している。上記〔数式24〕において、Kは距離の位置ずれ許容範囲である。Kとしては、任意に設定することが可能であるが、例えばMD=360のときK=10としている。kはk=0,・・・,K−1の値をとる整数である。許容範囲Kは、対象モデルの形状が若干変化することによりポリゴン間の距離が変動した場合の影響を排除するために用いられる(ポリゴン構成の精細度が変化したり、形状の装飾に軽微な変化があったりする場合に限定)。許容範囲Kを設けることにより、対象モデルの距離分布に若干の変動があった場合でも、的確に規制画像との照合を行うことが可能となる。   In the above [Equation 24], the suffix “i = 0, MD / K−1” of Σ indicates that the sum is to be obtained for the case where i takes all integers from 0 to MD / K−1, Σ The subscripts “k = 0, K−1” of indicate that the sum is to be calculated for the case where md takes all integers from 0 to MD-1. In the above [Equation 24], K is a positional deviation allowable range of distance. Although K can be set arbitrarily, for example, when MD = 360, K = 10. k is an integer having a value of k = 0, ..., K-1. The tolerance range K is used to eliminate the influence of a change in the distance between polygons due to a slight change in the shape of the target model (a change in definition of polygon configuration or a slight change in shape decoration) (If you have) By setting the tolerance range K, even if there is a slight change in the distance distribution of the target model, it is possible to accurately check the restriction image.

次に、度数分布照合手段20は、ステップS220において算出された距離分布のユークリッド距離Dd2(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS230)。判定しきい値との比較による判定は、相関係数の場合とは逆になる。すなわち、ユークリッド距離Dd2(re)が判定しきい値より小さい場合は、適合と判定し、ユークリッド距離Dd2(re)が判定しきい値以上である場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、任意に設定可能であるが、例えば、0.5とすることができる。   Next, the frequency distribution comparing unit 20 compares the Euclidean distance Dd2 (re) of the distance distribution calculated in step S220 with the determination threshold (step S230). The determination by comparison with the determination threshold is the reverse of the case of the correlation coefficient. That is, when the Euclidean distance Dd2 (re) is smaller than the determination threshold value, it is determined as conforming, and when the Euclidean distance Dd2 (re) is greater than the determination threshold value, it is determined as nonconforming. The determination threshold may be arbitrarily set, but may be 0.5, for example.

ステップS230において適合と判定された場合には、度数分布照合手段20は、対象モデルから算出された角度分布と、度数分布データベース40から抽出された規制画像の角度分布の間で、互いのユークリッド距離を算出する(ステップS240)。具体的には、以下の〔数式25〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの角度分布とレコードreに対応する規制画像の角度分布のユークリッド距離Da2(re)を算出する。ユークリッド距離Da2(re)は、MA次元ユークリッド空間内の2点の距離として求められる。   If it is determined in step S230 that the frequency distribution is matched, the frequency distribution comparing unit 20 determines the Euclidean distance between the angle distribution calculated from the target model and the angle distribution of the restriction image extracted from the frequency distribution database 40. Is calculated (step S240). Specifically, the Euclidean distance Da2 (re) of the angular distribution of the target model and the angular distribution of the restricted image corresponding to the record re is calculated by executing the processing according to the following [Equation 25]. The Euclidean distance Da2 (re) is determined as the distance between two points in MA-dimensional Euclidean space.

〔数式25〕
Da2(re)=Σma=0,MA-1[{Hao(re,ma)−Ha(ma)}2/MA]1/2
[Equation 25]
Da2 (re) =. SIGMA. Ma = 0, MA-1 [{Hao (re, ma) -Ha (ma)} 2 / MA] 1/2

上記〔数式25〕において、Σの添え字の“ma=0,MA−1”は、maが0からMA−1の全ての整数をとる場合について、後続の[・・・]1/2の総和を求めることを示している。 In the above [Equation 25], the suffix “ma = 0, MA-1” of Σ corresponds to the case of [ 1/2 ] of the following [...] 1/2 in the case where ma takes all integers from 0 to MA-1. It shows that the sum is to be determined.

次に、度数分布照合手段20は、ステップS240において算出された角度分布のユークリッド距離Da2(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS250)。判定しきい値との比較による判定は、相関係数の場合とは逆になる。すなわち、ユークリッド距離Da2(re)が判定しきい値より小さい場合は、適合と判定し、ユークリッド距離Da2(re)が判定しきい値以上である場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、任意に設定可能であるが、例えば、0.5とすることができる。   Next, the frequency distribution comparing unit 20 compares the Euclidean distance Da2 (re) of the angle distribution calculated in step S240 with the determination threshold (step S250). The determination by comparison with the determination threshold is the reverse of the case of the correlation coefficient. That is, when the Euclidean distance Da2 (re) is smaller than the determination threshold value, it is determined as conforming, and when the Euclidean distance Da2 (re) is greater than the determination threshold value, it is determined as nonconforming. The determination threshold may be arbitrarily set, but may be 0.5, for example.

<3.第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。上記第1の実施形態では、画像度数分布算出装置により事前に規制画像の度数分布を作成しておき、立体物造形用データ出力規制装置の度数分布データベースに登録しておくようにした。第2の実施形態では、規制画像そのものを規制画像データベースに登録しておき、規制画像からリアルタイムにその場で上記2種の度数分布を作成し、照合まで行う。
<3. Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the frequency distribution of the restriction image is created in advance by the image frequency distribution calculating device, and registered in the frequency distribution database of the data output restricting device for three-dimensional object formation. In the second embodiment, the regulation image itself is registered in the regulation image database, and the above two types of frequency distributions are created on the spot from the regulation image in real time, and the verification is performed.

<3.1.装置構成>
図13は、本発明第2の実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の構成を示す機能ブロック図である。図13において、10はモデル度数分布算出手段、20は度数分布照合手段、30は対象モデル記憶手段、41は規制画像データベース、92は画像度数分布算出手段である。図13において、図3、図9と同等の機能を有するものについては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
<3.1. Device configuration>
FIG. 13 is a functional block diagram showing the configuration of a three-dimensional object formation data output regulating device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 13, 10 is model frequency distribution calculating means, 20 is frequency distribution comparing means, 30 is target model storage means, 41 is a restriction image database, and 92 is image frequency distribution calculating means. 13, about what has a function equivalent to FIG. 3, FIG. 9, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

モデル度数分布算出手段10は、図9に示したものと同様、対象モデルに対して、距離の度数分布である距離分布と、角度の度数分布である角度分布を算出する処理を行う。画像度数分布算出手段92は、図3に示したものと同様、規制画像に対して、距離の度数分布である距離分布と、角度の度数分布である角度分布を算出する処理を行う。度数分布照合手段20は、図9に示したものと同様、対象モデルについて算出された距離分布、角度分布と、規制画像について算出された距離分布、角度分布をそれぞれ照合し、出力を規制すべきか否か、すなわち出力不適であるか出力適正であるかを判定する。   The model frequency distribution calculating means 10 performs processing of calculating a distance distribution which is a frequency distribution of distances and an angle distribution which is a frequency distribution of angles, with respect to the object model, as in the case shown in FIG. The image frequency distribution calculating means 92 performs processing for calculating a distance distribution which is a frequency distribution of distances and an angle distribution which is a frequency distribution of angles, as in the case shown in FIG. Does the frequency distribution collating means 20 collate each of the distance distribution and angle distribution calculated for the target model with the distance distribution and angle distribution calculated for the regulation image, similarly to those shown in FIG. It is determined whether or not the output is inappropriate or appropriate.

モデル度数分布算出手段10、画像度数分布算出手段92、度数分布照合手段20は、図8に示したCPU1が、記憶装置3に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。対象モデル記憶手段30は、図9に示したものと同様、対象モデルを記憶した記憶手段であり、記憶装置3により実現される。規制画像データベース41は、規制画像を記憶した記憶手段であり、記憶装置3により実現される。   The model frequency distribution calculating means 10, the image frequency distribution calculating means 92, and the frequency distribution comparing means 20 are realized by the CPU 1 shown in FIG. 8 executing a program stored in the storage device 3. The target model storage unit 30 is a storage unit that stores the target model, as in the case shown in FIG. The restriction image database 41 is a storage unit that stores restriction images, and is realized by the storage device 3.

図13に示した各構成手段は、現実には図8に示したように、コンピュータおよびその周辺機器等のハードウェアに専用のプログラムを搭載することにより実現される。すなわち、コンピュータが、専用のプログラムに従って各手段の内容を実行することになる。   Each configuration means shown in FIG. 13 is actually realized by mounting a dedicated program in hardware such as a computer and its peripheral equipment as shown in FIG. That is, the computer executes the contents of each means in accordance with the dedicated program.

図8に示した記憶装置3には、CPU1を動作させ、コンピュータを、立体物造形用データ出力規制装置として機能させるための専用のプログラムが実装されている。この専用のプログラムを実行することにより、CPU1は、モデル度数分布算出手段10、画像度数分布算出手段92、度数分布照合手段20としての機能を実現することになる。また、記憶装置3は、対象モデル記憶手段30、規制画像データベース41として機能するだけでなく、立体物造形用データ出力規制装置としての処理に必要な様々なデータを記憶する。   The storage device 3 shown in FIG. 8 is implemented with a dedicated program for operating the CPU 1 to cause the computer to function as a three-dimensional object modeling data output regulating device. By executing this dedicated program, the CPU 1 realizes functions as the model frequency distribution calculating means 10, the image frequency distribution calculating means 92, and the frequency distribution comparing means 20. The storage device 3 not only functions as the target model storage means 30 and the restriction image database 41, but also stores various data necessary for processing as the three-dimensional object formation data output restriction device.

<3.2.処理動作>
次に、図13に示した立体物造形用データ出力規制装置の処理動作について説明する。図14は、図13に示した立体物造形用データ出力規制装置の処理概要を示すフローチャートである。まず、モデル度数分布算出手段10が、対象モデルについて、2種の度数分布である距離分布および角度分布を算出する(ステップS100)。次に、画像度数分布算出手段92が、規制画像について、2種の度数分布である距離分布および角度分布を算出する(ステップS300)。そして、算出された対象モデルの度数分布と、規制画像の度数分布との照合を行う(ステップS200)。ステップS300の画像度数分布の算出処理、ステップS200の度数分布の照合処理は、照合処理において、出力すべきでない(出力不適)と判定された場合か、全ての規制画像との照合において不適合となって、出力適正と判定された場合に終了する。ステップS100、ステップS200における処理は、図10に示したものと同様であるので詳細な説明は省略する。また、ステップS300における処理は、図4に示した度数分布の算出処理と同様であるので詳細な説明は省略する。
<3.2. Processing operation>
Next, the processing operation of the three-dimensional object formation data output regulating device shown in FIG. 13 will be described. FIG. 14 is a flowchart showing an outline of processing of the three-dimensional object formation data output regulating device shown in FIG. First, the model frequency distribution calculating means 10 calculates distance distribution and angle distribution which are two types of frequency distributions for the target model (step S100). Next, the image frequency distribution calculating means 92 calculates distance distribution and angle distribution which are two types of frequency distribution for the regulation image (step S300). Then, the calculated frequency distribution of the target model is compared with the frequency distribution of the restriction image (step S200). The calculation processing of the image frequency distribution in step S300 and the collation processing of the frequency distribution in step S200 are not appropriate in the collation processing if it is determined that the output should not be output (output unsuitable), or the collation with all restricted images End when it is determined that the output is appropriate. The processes in step S100 and step S200 are the same as those shown in FIG. Moreover, since the process in step S300 is the same as the process of calculating the frequency distribution shown in FIG. 4, the detailed description will be omitted.

<4.距離分布と角度分布の有用性>
ここで、上記第1、第2の実施形態において、距離分布と角度分布の2種の度数分布を用いて照合を行うことの有用性について、3種の3次元ポリゴンモデルの例を用いて説明する。ここでは、説明の都合上、ポリゴンモデルどうしの例で説明するが、後述するように、各々2次元イラストで表現された2次元画像(図15・図16の球体モデルを円形モデルとみなす)に対しても同様な説明が成立する。図15は、2つの球体モデルA、Bそれぞれに対して得られる距離分布と角度分布を示す図である。図15(a)は、球体モデルAを示し、図15(b)(c)は、それぞれ球体モデルAの距離分布、角度分布をヒストグラム化して示している。図15(d)は、球体モデルBを示し、図15(e)(f)は、それぞれ球体モデルBの距離分布、角度分布をヒストグラム化して示している。
<4. Usefulness of distance distribution and angle distribution>
Here, in the first and second embodiments, the usefulness of performing matching using two types of frequency distribution of distance distribution and angle distribution will be described using an example of three types of three-dimensional polygon models. Do. Here, for convenience of explanation, although it explains with the example of each polygon model, as it mentions later, in the two-dimensional picture (the sphere model of Figure 15 and Figure 16 is regarded as the circle model) each expressed by two-dimensional illustration. The same is true for the same. FIG. 15 is a view showing distance distribution and angle distribution obtained for each of two spherical model A and B. In FIG. FIG. 15 (a) shows a spherical model A, and FIGS. 15 (b) and 15 (c) show the distance distribution and angular distribution of the spherical model A in the form of a histogram. Fig. 15 (d) shows a sphere model B, and Figs. 15 (e) and 15 (f) show the distance distribution and the angle distribution of the sphere model B in the form of a histogram, respectively.

図15(a)に示す球体モデルAは、内部に空洞がなく、中身が詰まった状態の球体モデルである。内部に空洞がない場合、図15(a)に右向きの小さい矢印で示すように全てのポリゴンの法線ベクトルは全て外側を向いている。図15(d)に示す球体モデルBは、内部に空洞がある球体モデルである。内部に空洞がある場合、図15(d)に示すようにポリゴンの法線ベクトルは外側(図中右向き)を向くものと内側(図中左向き)を向くものの双方が存在する。図15(a)(d)において左から右に向かって延びる大きい矢印は、ポリゴン間の距離の一例を示している。   A spherical model A shown in FIG. 15 (a) is a spherical model in which there is no internal cavity and the inside is full. If there is no cavity inside, as shown by the small arrow pointing to the right in FIG. 15A, all the normal vectors of all the polygons face outward. A sphere model B shown in FIG. 15 (d) is a sphere model having a cavity inside. When there is a cavity inside, as shown in FIG. 15 (d), the normal vector of the polygon is both facing outward (rightward in the figure) and facing inside (leftward in the figure). Large arrows extending from left to right in FIGS. 15A and 15D indicate an example of the distance between polygons.

球体モデルAでは、球体の中心から等距離の位置に一様にポリゴンが分布しているため、図15(b)に示すように球体モデルAのポリゴン間の距離分布は、距離が大きいものほど高くなる。球体モデルBでは、外周部に厚みが存在するものの、球体の中心から等距離の位置に一様にポリゴンが分布している。そのため、図15(e)に示すように球体モデルBのポリゴン間の距離分布は、距離が大きいものほど高くなる。したがって、球体モデルBの距離分布は、全体として球体モデルAの距離分布と類似する分布となり、球体モデルBの外周部の厚みが図15(e)の横軸の最小分解能MDより小さければ、球体モデルAの距離分布と完全に一致した分布になる。   In the spherical model A, since the polygons are uniformly distributed at positions equidistant from the center of the spherical body, as shown in FIG. 15 (b), the distance distribution between the polygons of the spherical model A increases as the distance increases. Get higher. In the sphere model B, although there is a thickness at the outer peripheral portion, polygons are uniformly distributed at positions equidistant from the center of the sphere. Therefore, as shown in FIG. 15 (e), the distance distribution between polygons of the sphere model B becomes higher as the distance is larger. Therefore, the distance distribution of the sphere model B becomes a distribution similar to the distance distribution of the sphere model A as a whole, and if the thickness of the outer periphery of the sphere model B is smaller than the minimum resolution MD of the horizontal axis in FIG. The distribution completely matches the distance distribution of model A.

また、球体モデルAでは、空洞がなく中身が詰まった状態とするため、法線ベクトルは、球の中心から外側を向く方向になっている。そのため、ポリゴン間のベクトルと、ポリゴンの法線ベクトルのなす角の角度分布は、図15(c)に示すように0°から90°の間にだけ角度が分布する。球体モデルBでは、外側のポリゴンの法線ベクトルは、球の中心から外側を向いているが、空洞を形成するために内側のポリゴンの法線ベクトルは球体の中心の方を向いている。そのため、角度分布は、図15(f)に示すように0°から90°の間だけでなく90°から180°の間にも角度が分布する。なお、図15の例では、法線ベクトルを用いる一方のポリゴンとして、ポリゴン間のベクトルの終点側のポリゴンを用いている。法線ベクトルを用いる一方のポリゴンとして、ポリゴン間のベクトルの始点側のポリゴンを用いた場合は、図15(c)(f)とは異なった角度分布となるが、球体モデルAの角度分布と球体モデルBの角度分布が明確に異なることは同様である。   Further, in the spherical model A, the normal vector is directed from the center of the sphere to the outside in order to make the inside of the sphere empty without being hollow. Therefore, the angle distribution of the angle between the vector between the polygons and the normal vector of the polygon is distributed only between 0 ° and 90 ° as shown in FIG. In the sphere model B, the normal vector of the outer polygon points outward from the center of the sphere, but the normal vector of the inner polygon points toward the center of the sphere to form a cavity. Therefore, the angular distribution is distributed not only between 0 ° and 90 ° but also between 90 ° and 180 ° as shown in FIG. 15 (f). In the example of FIG. 15, a polygon at the end point of vectors between polygons is used as one polygon using normal vectors. When polygons on the start point side of vectors between polygons are used as one polygon using normal vectors, an angular distribution different from that in FIGS. 15C and 15F is obtained. It is the same that the angular distribution of the sphere model B is clearly different.

図15(b)(e)に示すように、距離分布は双方とも距離が大きいものほど高くなった分布であり、大きな相違がない。そのため、球体モデルAと球体モデルBの照合を、距離分布のみを用いて行った場合、適合する(類似する)と判定されてしまう可能性が高まる。しかし、図15(c)(f)に示すように、角度分布では、90°から180°の間の分布が大きく異なる。このため、球体モデルAと球体モデルBの照合を、角度分布を用いて行うことにより、両者が相違すると判定することができる。   As shown in FIGS. 15 (b) and 15 (e), both distance distributions are higher as the distance is larger, and there is no big difference. Therefore, when only the distance distribution is used to check the spherical model A and the spherical model B, the possibility of being determined as matching (similar) increases. However, as shown in FIGS. 15 (c) and 15 (f), in the angular distribution, the distribution between 90 ° and 180 ° differs greatly. For this reason, it can be determined that the two are different by collating the sphere model A and the sphere model B using the angle distribution.

距離分布と角度分布の2種の度数分布を用いて照合を行うことの有用性について、2つ目の例を用いて説明する。図16は、2つの球体モデルB、Cそれぞれに対して得られる距離分布と角度分布を示す図である。図16(a)は、球体モデルBを示し、図16(b)(c)は、それぞれ球体モデルBの距離分布、角度分布を示している。図16(a)〜(c)は、図15(d)〜(f)と同一である。図16(d)は、球体モデルCを示し、図16(e)(f)は、それぞれ球体モデルCの距離分布、角度分布を示している。   The usefulness of performing matching using two types of frequency distribution, distance distribution and angular distribution, will be described using a second example. FIG. 16 is a diagram showing the distance distribution and the angle distribution obtained for each of the two sphere models B and C. 16 (a) shows a spherical model B, and FIGS. 16 (b) and 16 (c) show the distance distribution and angular distribution of the spherical model B, respectively. FIGS. 16 (a) to 16 (c) are the same as FIGS. 15 (d) to 15 (f). Fig. 16 (d) shows a spherical model C, and Figs. 16 (e) and 16 (f) show the distance distribution and angular distribution of the spherical model C, respectively.

図16(d)に示す球体モデルCは、球体モデルBよりも外周部分が厚く、空洞の体積が小さい球体モデルである。内部に空洞があるため、球体モデルBと同様、図16(d)に示すようにポリゴンの法線ベクトルは外側と内側の双方を向いている。図16(a)(d)において左から右に向かって延びる矢印は、それぞれポリゴン間の距離の一例を示している。   A spherical model C shown in FIG. 16D is a spherical model in which the outer peripheral portion is thicker than the spherical model B and the volume of the cavity is small. Since there is a cavity inside, as shown in FIG. 16 (d), the normal vector of the polygon is both outward and inward as in the case of the sphere model B. Arrows extending from left to right in FIGS. 16A and 16D respectively indicate examples of distances between polygons.

球体モデルBでは、外側のポリゴンの法線ベクトルは、球体の中心から外側を向いているが、空洞を形成するために内側のポリゴンの法線ベクトルは球体の中心の方を向いている。そのため、角度分布は、図16(c)に示すように、法線ベクトルが外側を向くポリゴンについては、0°から90°の間に分布し、法線ベクトルが内側を向くポリゴンについては、90°から180°の間に分布する。球体モデルCでも、外側のポリゴンの法線ベクトルは、球体の中心から外側を向いているが、空洞を形成するために内側のポリゴンの法線ベクトルは球体の中心の方を向いている。外側のポリゴンは内側のポリゴンに比べ面積が大きいため、面積を加重した角度分布は、図16(f)に示すように外側のポリゴンに対応する0°から90°の間が90°から180°の間に比べ盛り上がり、45°近辺に顕著に高い部分が存在する。しかし、図16(c)と図16(f)は類似した分布になる。   In the sphere model B, the normal vector of the outer polygon points outward from the center of the sphere, but the normal vector of the inner polygon points toward the center of the sphere to form a cavity. Therefore, as shown in FIG. 16C, the angular distribution is distributed between 0 ° and 90 ° for a polygon whose normal vector points outward, and 90 for a polygon whose normal vector points inward. It is distributed between ° and 180 °. In the sphere model C, the normal vector of the outer polygon is directed outward from the center of the sphere, but the normal vector of the inner polygon is directed toward the center of the sphere to form a cavity. Since the outer polygon has a larger area than the inner polygon, the area-weighted angular distribution is 90 ° to 180 ° between 0 ° and 90 ° corresponding to the outer polygon as shown in FIG. 16 (f). There is a remarkably high portion around 45 ° compared to that between However, FIG. 16 (c) and FIG. 16 (f) have similar distributions.

一方、球体モデルCでは、球体モデルBよりも外周部分が厚く、球体の中心から2種類の等距離の位置に一様にポリゴンが分布しているため、図16(e)に示すように球体モデルCのポリゴン間の距離分布は内周部までは図16(b)と同様に距離が大きいものほど高くなる。しかし、内周部と外周部の間のポリゴン間の距離分布は一様になり、図16(b)とは顕著に異なる特性をもつ。   On the other hand, in the sphere model C, the outer peripheral portion is thicker than the sphere model B, and the polygons are uniformly distributed at two kinds of equidistant positions from the center of the sphere, as shown in FIG. The distance distribution between polygons of the model C becomes higher as the distance becomes larger, as in FIG. However, the distance distribution between polygons between the inner and outer peripheral portions becomes uniform, and has a characteristic significantly different from that of FIG.

上述の通り、図16(c)(f)に示すように、角度分布は双方とも0°から90°の間だけでなく90°から180°の間にも角度が分布するものであり、大きな相違がない。そのため、球体モデルBと球体モデルCの照合を、角度分布のみを用いて行った場合、適合する(類似する)と判定されてしまう可能性が高まる。しかし、図16(b)(e)に示すように、距離分布では、ポリゴン間の距離分布が大きく異なる。このため、球体モデルBと球体モデルCの照合を、距離分布を用いて行うことにより、両者が相違すると判定することができる。   As described above, as shown in FIGS. 16 (c) and 16 (f), both of the angular distributions are distributed not only between 0 ° and 90 ° but also between 90 ° and 180 °. There is no difference. Therefore, when the matching between the spherical model B and the spherical model C is performed using only the angular distribution, the possibility of being determined as matching (similar) increases. However, as shown in FIGS. 16 (b) and 16 (e), in the distance distribution, the distance distribution between polygons is significantly different. Therefore, by comparing the sphere model B and the sphere model C using the distance distribution, it can be determined that they are different.

図15、図16に示した2つの例のように、角度分布と距離分布の2種の度数分布を用いることにより、2つのポリゴンモデルが相違するか否かの判定をより高精度に行うことが可能となる。上記は3次元ポリゴンモデルを例に用いて説明してきたが、規制画像のような2次元画像に対しても同様な説明が成り立つ。図15(a)(d)と図16(d)に2次元的に図示されているように、図15(a)は、内部が塗りつぶされた円形画像、図15(d)は、縁取りされた円形画像、図16(d)は、太く縁取りされた円形画像と仮定し、これらを規制画像とみなして、前述した第1、第2の実施形態の方法で距離分布と角度分布の2種の度数分布を算出しても、各々図15(b)(c)、図15(e)(f)および図16(e)(f)と類似した結果になる(ただし、後述するように球体モデルと円形モデルの距離分布と角度分布は、円形モデルから算出する際に球面補正を施せば、ある程度類似した形態に近付けることができるが完全には一致しない)。球体モデルA、球体モデルBおよび球体モデルCが不透明体の場合、3種の球体モデルの差は2次元投影画像では確認できず、いずれも内部が塗りつぶされた円形イラスト画像から変換された度数分布と類似した結果になる。しかし、内部が塗りつぶされた円形イラスト画像、縁取りされた円形イラスト画像および太く縁取りされた円形イラスト画像の各々から変換された度数分布は、球体モデルA、球体モデルBおよび球体モデルCから変換された度数分布と各々適合し、3種の円形イラスト画像と照合すれば、3種の球体モデルを識別することができる。   As in the two examples shown in FIGS. 15 and 16, by using two types of frequency distribution of angle distribution and distance distribution, it is more accurately determined whether or not two polygon models are different. Is possible. Although the above has been described using the three-dimensional polygon model as an example, the same explanation holds for a two-dimensional image such as a regulation image. As illustrated two-dimensionally in FIGS. 15 (a) and 15 (d) and 16 (d), FIG. 15 (a) is a circular image with the inside filled, and FIG. 15 (d) is a border Assuming that the circular image shown in FIG. 16D is a thickly-rounded circular image and these are regarded as restriction images, two types of distance distribution and angular distribution are obtained by the method of the first and second embodiments described above. 15 (b), 15 (e), 15 (e) (f) and 16 (e) (f) (although it will be described later that the spherical The distance distribution and angle distribution of the model and the circular model can be approximated to a similar form to some extent by spherical correction when calculating from the circular model, but they do not completely match). When the spherical model A, the spherical model B and the spherical model C are opaque, the difference between the three spherical models can not be confirmed in the two-dimensional projection image, and the frequency distribution converted from the circular illustration image filled in with all of them Results similar to. However, the power distribution converted from each of the inside-filled circular illustration image, the outlined circular illustration image, and the thickly outlined circular illustration image is converted from the sphere model A, the sphere model B and the sphere model C. Three spherical models can be identified by matching each with the frequency distribution and matching with the three circular illustration images.

<5.3Dプリンタへのデータ出力>
上記ステップS200において、度数分布照合手段20により“出力を規制すべきでない(出力適正)”と判定された場合には、立体物造形装置である3Dプリンタ7へ対象モデルを出力する。一方、度数分布照合手段20により“出力を規制すべきである(出力不適)”と判定された場合には、立体物造形装置である3Dプリンタ7へ対象モデルを出力しない。また、出力適正か出力不適かの判定に時間がかかる場合には、3Dプリンタ7に対象モデルを出力し、3Dプリンタ7の出力処理(立体物造形処理)と並行して出力適正か出力不適かの判定を行い、出力不適である場合に出力中止命令を3Dプリンタ7に出力するようにしてもよい。この際、利用者から見れば、対象モデルの出力という一つの命令を行うことにより、3Dプリンタにおける立体物造形処理が開始されることが確認できるだけで、並行して出力適正か出力不適かの判定のための処理の実行が開始されることは気付かない。
<Output data to 5.3D printer>
When it is determined by the frequency distribution comparing unit 20 that “the output should not be restricted (the output is appropriate)” in the step S200, the target model is output to the 3D printer 7 which is a three-dimensional object forming apparatus. On the other hand, when it is determined by the frequency distribution comparing unit 20 that “the output should be regulated (output unsuitable)”, the target model is not output to the 3D printer 7 which is a three-dimensional object forming apparatus. If it takes time to determine whether the output is appropriate or not appropriate, the target model is output to the 3D printer 7, and whether the output is appropriate or improper in parallel with the output processing (three-dimensional object formation processing) of the 3D printer 7 The output stop instruction may be output to the 3D printer 7 if the output is not suitable. At this time, from the user's point of view, it is only possible to confirm that the three-dimensional object formation processing in the 3D printer is started by performing one instruction to output the target model, and in parallel whether the output is appropriate or not appropriate It does not notice that the execution of the process for is started.

<6.ポリゴン削減処理>
図10、図14に示したステップS100のモデル度数分布の算出処理に先立って、対象モデルのポリゴン数の削減を行うポリゴン削減処理を行うようにしてもよい。事前に重要度の低いポリゴンの削減を行っておくことにより、ポリゴンモデルの微細形状の相違を許容して高速に出力が適正か否かの判定を行うことが可能となる。以下に、モデル度数分布の算出処理に先立つポリゴン削減処理について説明する。ポリゴン削減処理は、図8に示したCPU1が記憶装置3に記憶されたプログラムを実行することにより実現されるポリゴン削減手段により行われる。
<6. Polygon reduction processing>
Prior to the calculation processing of the model frequency distribution in step S100 shown in FIGS. 10 and 14, polygon reduction processing for reducing the number of polygons of the target model may be performed. By performing the reduction of the less important polygon in advance, it is possible to quickly determine whether the output is appropriate or not, by permitting the difference in the minute shape of the polygon model. The polygon reduction processing prior to the calculation processing of the model frequency distribution will be described below. The polygon reduction processing is performed by polygon reduction means realized by the CPU 1 shown in FIG. 8 executing a program stored in the storage device 3.

図17は、ポリゴン削減手段によるポリゴン削除の基本原理を示す図である。ポリゴン集合は、現実には、空間における3次元の値をもつポリゴン群であるが、図17の例では、説明の便宜上、2次元の値をもつポリゴン群を示している。図17(a)の例では、削除前、18個のポリゴンからなるポリゴン群を示している。   FIG. 17 is a diagram showing the basic principle of polygon deletion by the polygon reduction means. A polygon set is actually a polygon group having three-dimensional values in space, but in the example of FIG. 17, a polygon group having two-dimensional values is shown for convenience of explanation. In the example of FIG. 17A, a polygon group consisting of 18 polygons before deletion is shown.

図18は、ポリゴン削減手段によるポリゴン削減処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ポリゴン削減手段は、対象モデルを構成する全ポリゴンを対象として、各ポリゴンの面積および周長を算出する(ステップS11)。次に、ポリゴン削減手段は、算出された面積と周長を乗じた値が最小となるポリゴンを削除対象ポリゴンとして選定する(ステップS12)。図17の例では、図17(b)に示すように、3個の頂点E、J、Kで構成されるポリゴンEJKが削除対象ポリゴンとして選定される。   FIG. 18 is a flowchart showing details of polygon reduction processing by the polygon reduction means. First, the polygon reduction means calculates the area and circumferential length of each polygon for all polygons constituting the target model (step S11). Next, the polygon reduction means selects a polygon having a minimum value obtained by multiplying the calculated area by the circumferential length as a deletion target polygon (step S12). In the example of FIG. 17, as shown in FIG. 17B, a polygon EJK formed of three vertices E, J, and K is selected as a deletion target polygon.

続いて、ポリゴン削減手段は、削除対象ポリゴンの3辺のうち最短の1辺を削除対象辺として選定し、選定した削除対象辺の中点を算出する(ステップS13)。図17の例では、図17(c)に示すように、削除対象ポリゴンEJKの辺JKが削除対象辺として選定される。さらに、辺JKの中点Oが算出される。   Subsequently, the polygon reduction means selects the shortest one of the three sides of the deletion target polygon as the deletion target side, and calculates the midpoint of the selected deletion target side (step S13). In the example of FIG. 17, as shown in FIG. 17C, the side JK of the deletion target polygon EJK is selected as the deletion target side. Furthermore, the midpoint O of the side JK is calculated.

次に、ポリゴン削減手段は、削除対象ポリゴンを削除する(ステップS14)。これによりポリゴン数が1つ削減されることになる。次に、ポリゴン削減手段は、削除対象ポリゴンの削除対象辺と頂点を共有していた削除頂点共有ポリゴンを順次選定する(ステップS15)。削除対象ポリゴンの削除対象辺と2頂点を共有(すなわち辺を共有)している削除頂点共有ポリゴンが選定された場合には、ポリゴン削減手段は、その削除頂点共有ポリゴンを削除する(ステップS16)。図17の例では、3個の頂点J、K、Nで構成されるポリゴンJKNが削除される。これによりさらにポリゴン数が1つ削減されることになる。   Next, the polygon reduction means deletes the deletion target polygon (step S14). This will reduce the number of polygons by one. Next, the polygon reduction means sequentially selects the deletion vertex sharing polygons that share the vertex with the deletion target side of the deletion target polygon (step S15). When a deletion vertex sharing polygon sharing two deletions with the deletion target side of the deletion target polygon (that is, sharing the side) is selected, the polygon reduction means deletes the deletion vertex sharing polygon (step S16). . In the example of FIG. 17, the polygon JKN formed of three vertices J, K, N is deleted. This further reduces the number of polygons by one.

削除対象ポリゴンの削除対象辺と1頂点を共有している削除頂点共有ポリゴンが選定された場合には、ポリゴン削減手段は、共有頂点をステップS13で算出された中点に補正し、面積および周長を再算出する(ステップS17)。図17の例では、図17(c)と図17(d)を比較するとわかるように、ポリゴンEHJ→ポリゴンEHO、ポリゴンEFK→ポリゴンEFO、ポリゴンHJM→ポリゴンHOM、ポリゴンJMN→ポリゴンOMN、ポリゴンFKN→ポリゴンFONに変更される。この結果、図17の例においては、図17(a)の時点で18個あったポリゴンが、図17(d)の時点では16個に削減される。   When the deletion vertex sharing polygon sharing one vertex with the deletion target side of the deletion target polygon is selected, the polygon reduction means corrects the sharing vertex to the middle point calculated in step S13, and the area and circumference The length is recalculated (step S17). In the example of FIG. 17, as can be seen by comparing FIG. 17C and FIG. 17D, polygon EHJ → polygon EHO, polygon EFK → polygon EFO, polygon HJM → polygon HOM, polygon JMN → polygon OMN, polygon FKN → Change to polygon FON. As a result, in the example of FIG. 17, the polygons which were 18 at the time of FIG. 17 (a) are reduced to 16 at the time of FIG. 17 (d).

ステップS15〜ステップS17の処理を終えたら、ポリゴン削減手段は、削減後の全ポリゴン数が、設定された目標値以下となっているか否かを判定する(ステップS18)。目標値としては、事前に任意の値を設定することができる。判定の結果、全ポリゴン数が目標値以下となっていない場合は、ステップS12に戻って、ポリゴン削減手段は、残っているポリゴンの中から、面積と周長を乗じた値が最小となるポリゴンを削除対象ポリゴンとして選定する。ステップS18における判定の結果、全ポリゴン数が目標値以下である場合は、ポリゴン削減処理を終了する。図18のフローチャートに従った処理を実行することにより、設定された目標値以下になるように、ポリゴン数が削減されることになる。   When the processing of step S15 to step S17 is completed, the polygon reduction means determines whether or not the number of all polygons after reduction is less than or equal to the set target value (step S18). Any desired value can be set in advance as the target value. As a result of the determination, if the total number of polygons is not equal to or less than the target value, the process returns to step S12, and the polygon reduction means determines the polygon having the smallest value obtained by multiplying the area and the circumference among the remaining polygons. Is selected as the polygon to be deleted. If it is determined in step S18 that the total number of polygons is equal to or less than the target value, the polygon reduction process is ended. By executing the processing according to the flowchart of FIG. 18, the number of polygons is reduced so as to be equal to or less than the set target value.

<7.対象モデル分割処理>
図10、図14に示したモデル度数分布の算出処理に先立ち、対象モデルの分割を行う対象モデル分割処理を行うようにしてもよい。事前に対象モデルの分割を行っておくことにより、規制モデルと対象モデルとで互いに部品構成が異なる場合でも適切に出力が適正か否かの判断を行うことが可能となる。以下に、モデル度数分布の算出処理に先立つ対象モデル分割処理について説明する。対象モデル分割処理は、図1に示したCPU1が記憶装置3に記憶されたプログラムを実行することにより実現される対象モデル分割手段により行われる。
<7. Target model division processing>
Prior to the calculation processing of the model frequency distribution shown in FIGS. 10 and 14, target model division processing may be performed to divide the target model. By dividing the target model in advance, it is possible to appropriately determine whether or not the output is appropriate even when the component configurations are different between the regulation model and the target model. The target model division processing prior to the calculation processing of the model frequency distribution will be described below. The target model division processing is performed by target model division means realized by the CPU 1 shown in FIG. 1 executing a program stored in the storage device 3.

図19は、対象モデル分割手段による対象モデル分割処理の詳細を示すフローチャートである。対象モデル分割手段は、まず、初期設定を行う(ステップS21)。具体的には、読み込んだ対象モデルのポリゴン集合を構成するポリゴン数P、ポリゴンを特定する変数p(p=0,・・・,P−1)、探索ステータスS(p)、グループ属性G(p)、グループを特定する変数g、探索ステータス示す変数sを設定する。探索ステータスS(p)は、0以上の整数値をとる。S(p)=0はポリゴンpがグループに未分類の状態、S(p)>0はS(p)回目に実行されるステップS22においてポリゴンpがグループ属性G(p)に分類された状態を示す。さらに、ステップS21においては、p=0,・・・,P−1の全てのpについてS(p)=G(p)=0、g=1、s=1と初期設定する。   FIG. 19 is a flowchart showing details of target model division processing by the target model division means. The target model division means first performs initial setting (step S21). Specifically, the number P of polygons constituting the polygon set of the read target model, variables p (p = 0,..., P−1) specifying polygons, search status S (p), group attribute G ( p), a variable g specifying a group, and a variable s indicating a search status are set. The search status S (p) takes an integer value of 0 or more. S (p) = 0 is a state in which the polygon p is not classified into a group, S (p)> 0 is a state in which the polygon p is classified into a group attribute G (p) in step S22 executed for the S (p) time Indicates Further, in step S21, S (p) = G (p) = 0, g = 1, and s = 1 are initialized for all p of p = 0,.

次に、全ポリゴンより、S(p)=G(p)=0となるポリゴンpを1つ抽出する(ステップS22)。初期状態では、全てS(p)=G(p)=0であるので、初回は必ずp=0のポリゴンの抽出が行われる。ステップS22において、S(p)=G(p)=0となるポリゴンpが存在しない場合、すなわち、全てのp=0,・・・,P−1について、S(p)>0である場合、g−1個のグループに分離でき、対象モデルをg−1個の部分対象モデルに分割できたものとして対象モデル分割処理を終了する。なお、ステップS22において、S(p)<0である状態は存在しないため、S(p)は“0”か正の値のいずれかの状態である。S(p)=G(p)=0となるポリゴンpが抽出できた場合は、抽出したポリゴンpに対応する探索ステータスS(p)=s、グループ属性G(p)=gに設定する。さらに、更新をカウントする変数である更新カウンタc=0に設定する。   Next, one polygon p for which S (p) = G (p) = 0 is extracted from all the polygons (step S22). In the initial state, since S (p) = G (p) = 0 in all, polygon extraction of p = 0 is always performed at the first time. In the case where there is no polygon p where S (p) = G (p) = 0 in step S22, that is, S (p)> 0 for all p = 0,. , G-1 groups, and the target model division processing is ended as the target model can be divided into g-1 partial target models. In step S22, since there is no state where S (p) <0, S (p) is either “0” or a positive value. When a polygon p with S (p) = G (p) = 0 can be extracted, the search status S (p) = s and the group attribute G (p) = g corresponding to the extracted polygon p are set. Further, the update counter c is set to 0, which is a variable for counting updates.

ステップS22において、S(p)=G(p)=0となるポリゴンpを1つ抽出し、抽出したポリゴンpに対応する探索ステータスS(p)=s、グループ属性G(p)=gに設定した場合は、全ポリゴンより、S(q)=sとなるポリゴンqを1つ抽出する(ステップS23)。qはポリゴンを特定する変数であり、ポリゴンpと同様、q=0,・・・,P−1内のいずれかの整数値をとる。S(q)=sとなるポリゴンqが複数存在する場合は、例えばqの値が最も小さいものを抽出する。   In step S22, one polygon p for which S (p) = G (p) = 0 is extracted, and the search status S (p) = s and group attribute G (p) = g corresponding to the extracted polygon p are obtained. If set, one polygon q for which S (q) = s is extracted from all the polygons (step S23). q is a variable for specifying a polygon, and, like polygon p, takes an integer value of q = 0,..., P−1. When there are a plurality of polygons q where S (q) = s, for example, one having the smallest value of q is extracted.

ステップS23において、S(q)=sとなるポリゴンqを1つ抽出した場合、全ポリゴンより、抽出されたポリゴンqと辺を共有する隣接ポリゴンr1、r2、r3の3つを探索の上、探索された3つの隣接ポリゴンr1、r2、r3の中でS(r)=G(r)=0を満たすポリゴンrに対して、それぞれ探索ステータスS(r)=s+1、グループ属性G(r)=gに設定し、併せてcの値をc←c+1と更新する(ステップS24)。rはr1、r2、r3のいずれかのポリゴンを特定する変数であり、ポリゴンp、qと同様、r=0,・・・,P−1内のいずれかの整数値をとる。“ポリゴンqと隣接ポリゴンrの辺を共有する”とは、ポリゴンqの2頂点とポリゴンrの2頂点が同一であることを意味する。すなわち、隣接ポリゴンrのいずれか1つの辺はポリゴンqのいずれか1つの辺と同一になる。   When one polygon q with S (q) = s is extracted in step S23, three adjacent polygons r1, r2, and r3 sharing an edge with the extracted polygon q are searched from all the polygons, Search status S (r) = s + 1, group attribute G (r) for polygon r satisfying S (r) = G (r) = 0 among the three adjacent polygons r1, r2 and r3 searched = G is set, and the value of c is updated to c c c + 1 (step S24). r is a variable for specifying any one of r1, r2 and r3 and, like polygons p and q, r takes any integer value in r = 0,..., P-1. “Share the sides of the polygon q and the adjacent polygon r” means that two vertices of the polygon q and two vertices of the polygon r are identical. That is, any one side of the adjacent polygon r is identical to any one side of the polygon q.

本実施形態では、ポリゴンが三角形であるので、ポリゴンを構成する3つの辺に対して、各々1辺を共有する隣接ポリゴンは必ず3つ存在する。コンピュータグラフィックで画面表示する場合にはこの条件が満足されなくても支障ないが、3Dプリンタで出力する場合は、物理的に造形物を形成できなくなるため、この条件は必須要件になる(もし満足されない場合はエラー警告が出され、プリンタ出力が実行されないのが一般的である。)。抽出された3つの隣接ポリゴンの中で、S(r)=G(r)=0を満たすポリゴンrについては、それぞれ探索ステータスS(r)=s+1、グループ属性G(r)=g、c←c+1に設定する。   In the present embodiment, since the polygon is a triangle, there are always three adjacent polygons sharing one side with respect to the three sides forming the polygon. This condition is not a problem even if this condition is not satisfied when displaying a screen by computer graphics, but when outputting with a 3D printer, this condition is a necessary requirement because it can not physically form a shaped object (if it is satisfied If not, an error warning will be issued, and it is common for printer output not to be executed.) Of the three adjacent polygons extracted, for polygon r satisfying S (r) = G (r) = 0, search status S (r) = s + 1, group attribute G (r) = g, c ← Set to c + 1.

そして、ステップS23に戻って、全ポリゴンよりS(q)=sとなるポリゴンqが他にも存在する場合、更に1つ抽出し、同様にステップS24を実行する。即ち、ステップS23とステップS24の処理を繰り返すことにより、対象モデル中、S(q)=sとなるポリゴン全てについて、ステップS24の処理を実行する。ステップS23において、S(q)=sとなるポリゴンqが存在しない場合、すなわち、全てのS(q)=sとなるポリゴンqについて、3つの隣接ポリゴンを探索したら、探索ステータス示す変数sを1インクリメント(s←s+1)する(ステップS25)。   Then, the process returns to step S23, and when there are other polygons q where S (q) = s from all the polygons, one more is extracted and step S24 is similarly executed. That is, by repeating the processes of steps S23 and S24, the process of step S24 is executed for all polygons in the target model for which S (q) = s. In step S23, if there is no polygon q with S (q) = s, that is, if three adjacent polygons are searched for all the polygons q with S (q) = s, the variable s indicating the search status is 1 Increment (s ← s + 1) (step S25).

次に、更新カウンタc=0であるか否かを判定する(ステップS26)。判定の結果、c=0でない場合は、ステップS24においてポリゴンqと隣接する3つのポリゴンの中でS(r)=G(r)=0を満たすポリゴンrが少なくとも1つは存在していたことを意味するので、他にも同一のグループgに含めるべきグループ属性が未定義であるポリゴンpが存在しないか、ステップS22に戻って、全ポリゴンより、S(p)=G(p)=0となるポリゴンpを更に探索し、もし存在すれば1つ抽出し、抽出したポリゴンpに対応する探索ステータスS(p)=s、グループ属性G(p)=g、更新カウンタc=0に設定する。そして、上述のように、ステップS23およびステップS24の処理ループに進み全てのS(q)=sとなるポリゴンqについて3つの隣接ポリゴンを探索する処理を繰り返す。   Next, it is determined whether or not the update counter c = 0 (step S26). As a result of the determination, if c is not 0, at least one polygon r satisfying S (r) = G (r) = 0 among the three polygons adjacent to the polygon q in step S24 Means that there is no other polygon p whose group attribute to be included in the same group g is undefined, or the process returns to step S22, and from all the polygons, S (p) = G (p) = 0 The polygon p is further searched, and if one exists, one is extracted, and the search status S (p) = s, the group attribute G (p) = g, and the update counter c = 0 corresponding to the extracted polygon p are set. Do. Then, as described above, the process proceeds to the processing loop of step S23 and step S24, and the process of searching for three adjacent polygons for all polygons q for which S (q) = s is repeated.

このようにして、ステップS22〜ステップS25の処理を繰り返して実行し、ステップS26における判定の結果、更新カウンタc=0である場合、即ちステップS24においてポリゴンqと隣接する3つのポリゴンのいずれもが既に同一のグループgに設定され、グループgに含めるべきS(r)=G(r)=0を満たすグループ属性が未定義ポリゴンrが全く存在しない場合はグループgへの分類は終了したとみなし、次のグループg+1への分類に移行するため、グループを特定する変数gを1インクリメント(g←g+1)する(ステップS27)。そしてステップS22に戻り、新たなグループgへの分類を同様に行う。もし、ステップS22において、S(p)=G(p)=0となるグループ属性が未定義のポリゴンpが見つからなかった場合、全P個のポリゴンのグループ属性はいずれかの値に設定されていることから、分類処理が終了したとみなすことができる。その際、ステップS27で更新されたグループgはいずれのポリゴンのグループ属性として設定されていないことから、全P個のポリゴンはg−1個のグループに分類されたことになる。   In this manner, the processing of step S22 to step S25 is repeatedly executed, and as a result of the determination in step S26, when the update counter c is 0, that is, all three polygons adjacent to polygon q in step S24 are If there is no group attribute that is already set to the same group g and that should satisfy S (r) = G (r) = 0 to be included in group g, and there is no polygon r at all, classification into group g is considered to be finished. In order to shift to classification into the next group g + 1, the variable g specifying the group is incremented by one (g ← g + 1) (step S27). Then, the process returns to step S22, and classification into a new group g is similarly performed. If, in step S22, a polygon p whose group attribute for which S (p) = G (p) = 0 is not found is not found, the group attributes of all P polygons are set to any value. Therefore, it can be considered that the classification process has ended. At this time, since the group g updated in step S27 is not set as the group attribute of any polygon, all P polygons are classified into g-1 groups.

図19のフローチャートに従った処理を実行することにより、全P個のポリゴンが、2頂点を共有して連結するポリゴン集合ごとにグループに分類される。この分類されたグループが、部分対象モデルとなる。図19の例では、対象モデルの各ポリゴンは、g−1個の部分対象モデルのいずれかに属することになる。この結果、対象モデルはg−1個の部分対象モデルに分割される。   By executing the process according to the flowchart of FIG. 19, all P polygons are classified into groups for each polygon set sharing and connecting two vertices. This classified group is a partial target model. In the example of FIG. 19, each polygon of the target model belongs to any of the g-1 partial target models. As a result, the target model is divided into g-1 partial target models.

ステップS100のモデル度数分布の算出処理に先立って行われる、ポリゴン削減手段によるポリゴン削減処理、対象モデル分割手段による対象モデル分割処理は、どちらの順序で行ってもよい。できれば、ポリゴン削減処理を行った後に、対象モデル分割処理を行う方が効率的である。また、ポリゴン削減処理、対象モデル分割処理の双方でなく、どちらか一方のみを行うようにしてもよい。   The polygon reduction process by the polygon reduction means and the target model division process by the target model division means, which are performed prior to the model frequency distribution calculation process of step S100, may be performed in either order. If possible, it is more efficient to perform target model division processing after performing polygon reduction processing. Further, only one of the polygon reduction processing and the target model division processing may be performed.

<8.規制画像および規制モデルの度数分布算出および登録について>
変形例として、度数分布照合手段20を備えた立体物造形用データ出力規制装置とは別の場所で、規制画像および規制モデルに対して算出された距離分布および角度分布を、立体物造形用データ出力規制装置にネットワークを介して送信して登録するようにしてもよい。
<8. Calculation and registration of frequency distribution of regulatory image and regulatory model>
As a modification, the distance distribution and the angle distribution calculated with respect to the regulation image and the regulation model are stored in a place other than the three-dimensional object formation data output control device provided with the frequency distribution comparison means 20 It may be transmitted and registered in the output restricting device via the network.

図20は、変形例における立体物造形用データ出力規制装置を含む立体物造形システムのハードウェア構成図である。図20に示した立体物造形システムにおいて、立体物造形用データ出力規制装置101は、図8に示した立体物造形用データ出力規制装置100の構成に、インターネット等の公衆ネットワークと通信するためのネットワーク通信部8を備えた構成となっている。画像度数分布算出装置301は、汎用のコンピュータで実現することができ、図20に示すように、CPU(Central Processing Unit)1aと、コンピュータのメインメモリであるRAM(Random Access Memory)2aと、CPU1aが実行するプログラムやデータを記憶するためのハードディスク、フラッシュメモリ等の大容量の記憶装置3aと、キーボード、マウス等のキー入力I/F(インターフェース)4aと、データ記憶媒体等の外部装置とデータ通信するためのデータ入出力I/F(インターフェース)5aと、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである表示部6aと、インターネット等の公衆ネットワークと通信するためのネットワーク通信部8aを備え、互いにバスを介して接続されている。立体物造形用データ出力規制装置101のネットワーク通信部8と画像度数分布算出装置301のネットワーク通信部8aは互いに通信を行い、画像度数分布算出装置301から立体物造形用データ出力規制装置101へ規制画像に対して算出された2種の度数分布の送信を行うことが可能になっている。   FIG. 20 is a hardware configuration diagram of a three-dimensional object formation system including a three-dimensional object formation data output regulating device according to a modification. In the three-dimensional object formation system shown in FIG. 20, the three-dimensional object formation data output control device 101 communicates with a public network such as the Internet in the configuration of the three-dimensional object formation data output restriction device 100 shown in FIG. The network communication unit 8 is provided. The image frequency distribution calculation device 301 can be realized by a general-purpose computer, and as shown in FIG. 20, a CPU (Central Processing Unit) 1a, a RAM (Random Access Memory) 2a which is a main memory of the computer, and the CPU 1a. A large capacity storage device 3a such as a hard disk and flash memory for storing programs executed by the program and data, a key input I / F (interface) 4a such as a keyboard and a mouse, an external device such as a data storage medium and data It includes a data input / output I / F (interface) 5a for communication, a display unit 6a which is a display device such as a liquid crystal display, and a network communication unit 8a for communicating with a public network such as the Internet. Is connected. The network communication unit 8 of the three-dimensional object modeling data output restricting device 101 and the network communication unit 8a of the image frequency distribution calculating device 301 communicate with each other, and the image frequency distribution calculating device 301 regulates the three-dimensional object modeling data output restriction device 101 It is possible to transmit two frequency distributions calculated for an image.

図20では、立体物造形用データ出力規制装置101と3Dプリンタ7は分離した形態で示されているが、現在市販されている殆どの3Dプリンタ製品には立体物造形用データ出力規制装置101の構成要素である、CPU1、RAM2、記憶装置3、キー入力I/F4(汎用コンピュータ向けキーボード・マウスではなく、テンキーレベルの数種のボタン)、データ入出力I/F5、表示部6(数行の文字を表示可能な小型液晶パネル、タッチパネルを重畳させキー入力I/F4を兼ねることも多い)、ネットワーク通信部8(無線LAN機能)も小規模ながら重複して備えている。従って、3Dプリンタ7自体が外部記憶媒体やインターネット経由で立体物造形用データを直接受け取り、単独で立体物を造形する運用も可能になっている(特に民生用の3Dプリンタではこちらの形態の方が多い)。すなわち、図20に示した立体物造形用データ出力規制装置101および3Dプリンタ7を1つの筐体に収めて、“3Dプリンタ”という製品として流通することも多い。   In FIG. 20, the three-dimensional object formation data output control device 101 and the 3D printer 7 are shown in a separated form, but the three-dimensional object formation data output restriction device 101 is used for most 3D printer products currently on the market. Constituent elements: CPU 1, RAM 2, storage device 3, key input I / F 4 (not keyboard / mouse for general-purpose computer but several buttons of ten keys level), data input / output I / F 5, display unit 6 (several lines A small liquid crystal panel capable of displaying the characters, a touch panel superimposed, and often serving as a key input I / F 4), and a network communication unit 8 (wireless LAN function) are also provided in duplicate although being small scale. Therefore, the 3D printer 7 itself can receive data for three-dimensional object formation directly via an external storage medium or the Internet, and it is possible to operate a three-dimensional object by itself (in particular, for a consumer 3D printer) A lot). That is, in many cases, the three-dimensional object formation data output restricting device 101 and the 3D printer 7 shown in FIG. 20 are accommodated in one case and distributed as a product called "3D printer".

画像度数分布算出装置301においては、CPU1aが、記憶装置3aに記憶されているプログラムを実行することにより、画像度数分布算出手段、度数分布送信手段が実現される。画像度数分布算出装置301で実現される画像度数分布算出手段は、画像度数分布算出装置300、立体物造形用データ出力規制装置100における画像度数分布算出手段92と同様の機能を有し、規制画像に対して2種の度数分布として距離分布、角度分布を算出する。度数分布送信手段は、規制画像について算出された2種の度数分布である距離分布、角度分布を立体物造形用データ出力規制装置101に送信する。立体物造形用データ出力規制装置101では、ネットワーク通信部8が、画像度数分布算出装置301から度数分布を受信すると、CPU1が所定のプログラムを実行して度数分布登録手段として機能し、受信した度数分布を記憶装置3で実現される度数分布データベース40に登録する。   In the image frequency distribution calculating device 301, an image frequency distribution calculating unit and a frequency distribution transmitting unit are realized by the CPU 1a executing a program stored in the storage device 3a. The image frequency distribution calculating means realized by the image frequency distribution calculating device 301 has the same function as the image frequency distribution calculating means 92 in the image frequency distribution calculating device 300 and the data output regulating device 100 for three-dimensional object modeling. The distance distribution and angle distribution are calculated as two types of frequency distributions. The frequency distribution transmission means transmits distance distribution and angle distribution, which are two types of frequency distributions calculated for the regulation image, to the data output regulation device for three-dimensional object formation 101. In the three-dimensional object formation data output regulating device 101, when the network communication unit 8 receives the frequency distribution from the image frequency distribution calculating device 301, the CPU 1 executes a predetermined program to function as frequency distribution registration means, and the received frequency The distribution is registered in the frequency distribution database 40 realized by the storage device 3.

<9.クラウド型の立体物造形システム>
本発明は、クラウド型の立体物造形システムに適用することも可能である。図21は、クラウド型の立体物造形システムのハードウェア構成図である。図21に示した立体物造形システムでは、出力制御用端末201と処理サーバ202により立体物造形用データ出力規制装置が実現される。図21に示した立体物造形システムにおいて、出力制御用端末201は、図20において立体物造形用データ出力規制装置101として示したコンピュータと同等のハードウェア構成を有する。すなわち、出力制御用端末201は、CPU11、RAM12、記憶装置13、キー入力I/F14、データ入出力I/F15、表示部16、ネットワーク通信部18を備え、互いにバスを介して接続されている。
<9. Cloud-type three-dimensional object formation system>
The present invention is also applicable to a cloud-type three-dimensional object forming system. FIG. 21 is a hardware configuration diagram of a cloud-type three-dimensional object formation system. In the three-dimensional object formation system shown in FIG. 21, the output control terminal 201 and the processing server 202 realize a three-dimensional object formation data output regulation device. In the three-dimensional object formation system shown in FIG. 21, the output control terminal 201 has the same hardware configuration as the computer shown as the three-dimensional object formation data output restricting device 101 in FIG. That is, the output control terminal 201 includes a CPU 11, a RAM 12, a storage device 13, a key input I / F 14, a data input / output I / F 15, a display unit 16, and a network communication unit 18, which are mutually connected via a bus. .

処理サーバ202は、汎用のコンピュータに専用のプログラムを組み込むことにより実現することができる。図21に示すように、CPU11a、RAM12a、記憶装置13a、キー入力I/F14aと、データ入出力I/F15aと、表示部16aと、ネットワーク通信部18aを備え、互いにバスを介して接続されている。出力制御用端末201のネットワーク通信部18と処理サーバ202のネットワーク通信部18aは互いに通信を行い、処理サーバ202から出力制御用端末201へ出力適否の判定に基づく出力適否データの送信を行うことが可能になっている。図21では、出力制御用端末201と3Dプリンタ7は分離した形態で示されているが、図20の例と同様、3Dプリンタ製品に出力制御用端末201の構成要素である、CPU11、RAM12、記憶装置13、キー入力I/F14、データ入出力I/F15、表示部16、ネットワーク通信部18を重複して備えていてもよい。   The processing server 202 can be realized by incorporating a dedicated program into a general-purpose computer. As shown in FIG. 21, the CPU 11a, the RAM 12a, the storage device 13a, the key input I / F 14a, the data input / output I / F 15a, the display unit 16a, and the network communication unit 18a are mutually connected via a bus There is. The network communication unit 18 of the output control terminal 201 and the network communication unit 18a of the processing server 202 communicate with each other to transmit output suitability data based on the determination of output suitability from the processing server 202 to the output control terminal 201. It is possible. In FIG. 21, although the output control terminal 201 and the 3D printer 7 are shown in a separated form, as in the example of FIG. 20, the CPU 11, the RAM 12, and the components of the output control terminal 201 in the 3D printer product. The storage device 13, the key input I / F 14, the data input / output I / F 15, the display unit 16, and the network communication unit 18 may be redundantly provided.

図22は、クラウド型の立体物造形システムの機能ブロック図である。クラウド型の立体物造形システムを構成する処理サーバ202は、図9に示した立体物造形用データ出力規制装置の各手段に加えて、対象モデル受信手段50、出力適否データ送信手段60を備えた構成となっている。対象モデル記憶手段31は、対象モデル自体ではなく、対象モデルについて算出された2種の度数分布を記憶する。また、モデル度数分布算出手段10は、処理サーバ202ではなく、出力制御用端末201が備えた構成となっている。   FIG. 22 is a functional block diagram of a cloud-type three-dimensional object formation system. The processing server 202 constituting the cloud-type three-dimensional object formation system includes an object model reception means 50 and an output suitability data transmission means 60 in addition to each means of the three-dimensional object formation data output regulating device shown in FIG. It is a structure. The target model storage unit 31 stores not the target model itself but two types of frequency distributions calculated for the target model. Further, the model frequency distribution calculating means 10 is configured not to be the processing server 202 but to be provided with the output control terminal 201.

図9に示した立体物造形用データ出力規制装置と同等の機能を有するものについては、同一符号を付して説明を省略する。対象モデル受信手段50は、出力制御用端末201から送信された対象モデルの度数分布を受信して対象モデル記憶手段31に登録する手段であり、CPU11aが所定のプログラムを実行するとともに、ネットワーク通信部18aを制御することにより実現される。出力適否データ送信手段60は、度数分布照合手段20により判定された“出力を規制すべきであるか否か”に基づき、出力適否データを出力制御用端末201に送信する手段であり、CPU11aが所定のプログラムを実行するとともに、ネットワーク通信部18aを制御することにより実現される。   About what has a function equivalent to the data output regulation device for solid thing modeling shown in Drawing 9, the same numerals are attached and explanation is omitted. The target model receiving unit 50 is a unit that receives the frequency distribution of the target model transmitted from the output control terminal 201 and registers the frequency distribution in the target model storage unit 31. While the CPU 11a executes a predetermined program, the network communication unit It is realized by controlling 18a. The output appropriateness data transmission means 60 is a means for transmitting the output appropriateness data to the output control terminal 201 based on "whether or not the output should be restricted" determined by the frequency distribution comparison means 20, and the CPU 11a This is realized by executing a predetermined program and controlling the network communication unit 18a.

処理サーバ202は、インターネット等のネットワークに接続され、多数の出力制御用端末からアクセス可能になっている。クラウド型の立体物造形システムの「クラウド型」とは、3Dプリンタにより立体物を出力する出力側でなく、出力側からネットワークを介した遠隔地のコンピュータにおいて、規制すべきか否かを判定することを意味する。従来のサーバ型コンピュータでは多数の利用者のアクセスが集中すると応答性が遅くなり利用者に迷惑をかけることが多かったが、クラウド型では仮想化技術によりコンピュータの物理的構成を動的に変更することが可能になるため、常に安定した応答性を維持できるという特徴がある。処理サーバ202は物理的には複数台のコンピュータにより実現されるのが一般的である。   The processing server 202 is connected to a network such as the Internet and can be accessed from a large number of output control terminals. “Cloud type” of the 3D object modeling system of cloud type is not the output side that outputs 3D objects with the 3D printer, but it is judged whether it should be regulated in the remote computer through the network from the output side Means In a conventional server-type computer, when the access of many users concentrates, the response becomes slow and often bothers users, but in the cloud type, the physical configuration of the computer is dynamically changed by virtualization technology It has the feature that stable responsiveness can always be maintained. The processing server 202 is generally physically implemented by a plurality of computers.

図21、図22に示したクラウド型の立体物造形システムの処理動作について説明する。出力制御用端末201において、利用者がキー入力I/F14を介して出力したい対象モデルを指定すると、CPU11は、記憶装置13に記憶されている指定された対象モデルを抽出し、対象モデルを特定する識別情報であるモデルIDを付与する。そして、CPU11は、モデルIDが付与された対象モデルに対して、図11に示したフローチャートに従って、モデル度数分布算出手段10が処理を行い、距離分布および角度分布で構成される度数分布を生成する。さらにCPU11は、生成された度数分布を、記憶装置13に事前に設定されているURL等のアドレス宛に、ネットワーク通信部18を介して送信する。ポリゴンデータに比べ情報量が顕著に少ない度数分布を送信する方法をとることにより、伝送時間が大幅に短縮されるだけでなく、サーバ側には著作物であるポリゴンデータが送信されず、サーバ側に複製物が残らないため、著作権侵害を回避することができる。並行してCPU11は、モデルIDが付与された対象モデルを、データ入出力I/F15を介して3Dプリンタ7のデータ処理部7aに送信する。データ処理部7a内のプリンタキューには、出力制御用端末201から受信した対象モデルが保持され、出力ジョブとして待機状態となる。この時、3Dプリンタ出力における前処理であるポリゴン形式のデータを積層形式のデータに変換する処理のみ実行させるようにし、積層形式のデータに変換された段階で待機状態にする手法もとることができる。このデータ処理負荷もそれなりに高いため、この間に出力適否判定が完了すれば、利用者側に余分な待ち時間を感じさせないようにすることができる。   The processing operation of the cloud-type three-dimensional object formation system shown in FIGS. 21 and 22 will be described. In the output control terminal 201, when the user designates a target model to be output through the key input I / F 14, the CPU 11 extracts the designated target model stored in the storage device 13 and specifies the target model. Model ID which is identification information to be Then, the CPU 11 performs processing on the target model to which the model ID is given, in accordance with the flowchart shown in FIG. 11, to generate a frequency distribution composed of distance distribution and angle distribution, according to the process shown in FIG. . Furthermore, the CPU 11 transmits the generated frequency distribution via the network communication unit 18 to an address such as a URL previously set in the storage device 13. Not only transmission time is greatly shortened by adopting the method of transmitting frequency distribution where the amount of information is significantly smaller than polygon data, the polygon data which is a work is not transmitted to the server side. There is no copy left, so copyright infringement can be avoided. In parallel, the CPU 11 transmits the target model to which the model ID is assigned to the data processing unit 7a of the 3D printer 7 via the data input / output I / F 15. The target model received from the output control terminal 201 is held in the printer queue in the data processing unit 7a, and becomes a standby state as an output job. At this time, it is possible to execute only processing of converting polygon format data, which is pre-processing in 3D printer output, into layered format data, and to set a standby state at the stage of being converted to layered format data. . Since this data processing load is also relatively high, if the output suitability determination is completed during this time, it is possible to prevent the user from feeling an extra waiting time.

処理サーバ202では、対象モデル受信手段50が、出力制御用端末201から送信された対象モデルの度数分布を受信すると、その度数分布を対象モデル記憶手段31に記憶する。ここで、図10に示したフローチャートに従って、度数分布照合手段20が処理を行い、受信した度数分布に対応する対象モデルの出力適否を判定する。出力適否の結果である出力適否データは、度数分布照合手段20から出力適否データ送信手段60に渡される。そして、出力適否データ送信手段60は、度数分布の送信元(アクセス元)である出力制御用端末201に、モデルIDを付加した出力適否データを送信する。   In the processing server 202, when the target model receiving unit 50 receives the frequency distribution of the target model transmitted from the output control terminal 201, the target model receiving unit 50 stores the frequency distribution in the target model storage unit 31. Here, according to the flowchart shown in FIG. 10, the frequency distribution comparing means 20 performs processing, and determines the output suitability of the target model corresponding to the received frequency distribution. The output suitability data that is the result of the output suitability is passed from the frequency distribution comparison unit 20 to the output suitability data transmission unit 60. Then, the output appropriateness data transmission unit 60 transmits the output appropriateness data to which the model ID is added, to the output control terminal 201 that is the transmission source (access source) of the frequency distribution.

出力制御用端末201では、ネットワーク通信部18が、処理サーバ202から出力適否データを受信すると、CPU11が、受信した出力適否データを、データ入出力I/F15を介して3Dプリンタ7のデータ処理部7aに送信する。データ処理部7aは、受信した出力適否データに付与されたモデルIDでプリンタキュー内の出力ジョブを参照する。そして、出力適否データが“適(出力適正)”である場合、データ処理部7aは、その出力ジョブを待機状態から出力状態に変更し、出力部7bに対象モデルを出力する。これは、出力許可がなされた場合を示している。出力適否データが“否(出力不適)”である場合、データ処理部7aは、その出力ジョブを破棄する。すなわち、プリンタキューから削除する。   In the output control terminal 201, when the network communication unit 18 receives the output suitability data from the processing server 202, the CPU 11 transmits the received output suitability data to the data processing unit of the 3D printer 7 via the data input / output I / F 15. Send to 7a. The data processing unit 7a refers to the output job in the printer queue with the model ID assigned to the received output suitability data. Then, when the output suitability data is “suitable (output proper)”, the data processing unit 7a changes the output job from the standby state to the output state, and outputs the target model to the output unit 7b. This shows the case where output permission is made. If the output suitability data is “not (output unsuitable)”, the data processing unit 7a discards the output job. That is, they are deleted from the printer queue.

<10.度数分布算出事例>
図23、図24に、球体および円について、上記実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置による度数分布算出事例を示す。図23、図24のいずれにおいても、左端にポリゴンモデルまたは画像、右側に度数分布を示している。度数分布は上段が距離分布(Distance)を示し、下段が角度分布(Angle)を示している。
<10. Frequency distribution calculation example>
FIG. 23 and FIG. 24 show frequency distribution calculation cases by the data output regulation device for three-dimensional object formation according to the above embodiment for a sphere and a circle. In both FIG. 23 and FIG. 24, the polygon model or image is shown at the left end, and the frequency distribution is shown at the right side. In the frequency distribution, the upper part shows the distance distribution (Distance), and the lower part shows the angle distribution (Angle).

図23(a)は、球体a(実際には多面体)のポリゴンモデル(5040ポリゴン)を示す図である。図23(a)のような球体のポリゴンモデルに対しては、図23(b)に示すように、ポリゴン間の距離が大きいものほど高くなる距離分布と、0°から90°の間にだけ存在する角度分布が得られる。得られた距離分布と角度分布を見ると、図23(a)のポリゴンモデルは中身が詰まった球体を出力するためのものであることがわかる。   FIG. 23A shows a polygon model (5040 polygon) of a sphere a (in fact, a polyhedron). For a polygon model of a sphere as shown in FIG. 23 (a), as shown in FIG. 23 (b), the distance distribution becomes higher as the distance between polygons becomes larger, and only between 0 ° and 90 °. An existing angular distribution is obtained. From the obtained distance distribution and angle distribution, it can be seen that the polygon model of FIG. 23 (a) is for outputting a filled sphere.

図23(c)は、円bの2次元二値画像を示す図である。図23(c)のような2次元二値画像に対しては、図23(d)(e)に示すような距離分布と角度分布が得られる。図23(d)は、図4のステップS540におけるエッジ方向ベクトルの補正を行わない場合の結果であり、図23(e)は、エッジ方向ベクトルの補正を行った場合の結果である。なお、図23(e)は、併せてステップS520における階調補正も行っており、その場合の設定最小値SL=72である。図23(e)の下側のグラフの90度を超える分布が、図23(d)に比べ少なくなり、図23(b)により類似する形態になっていることがわかる。   FIG. 23C shows a two-dimensional binary image of the circle b. For a two-dimensional binary image as shown in FIG. 23 (c), a distance distribution and an angle distribution as shown in FIGS. 23 (d) and 23 (e) can be obtained. FIG. 23D shows the result when the correction of the edge direction vector is not performed in step S540 of FIG. 4, and FIG. 23E shows the result when the correction of the edge direction vector is performed. In FIG. 23E, the tone correction in step S520 is also performed, and in this case, the set minimum value SL = 72. The distribution over 90 degrees of the lower graph of FIG. 23 (e) is smaller than that of FIG. 23 (d), and it can be seen that the form is similar to FIG. 23 (b).

図24(a)は、球体cの2次元シェーディング画像を示す図である。図24(a)のような2次元シェーディング画像に対しては、図24(b)(c)に示すような距離分布と角度分布が得られる。図24(b)は、図4のステップS540におけるエッジ方向ベクトルの補正を行わない場合の結果であり、図24(c)は、エッジ方向ベクトルの補正を行った場合の結果である。なお、図24(c)は、併せてステップS520における階調補正も行っており、その場合の設定最小値SL=72である。図24(c)の下側のグラフの角度分布のピークが、図24(b)に比べ明瞭になり、図23(b)により類似する形態になっていることがわかる。   FIG. 24A shows a two-dimensional shading image of the sphere c. For a two-dimensional shading image as shown in FIG. 24A, distance distribution and angle distribution as shown in FIGS. 24B and 24C are obtained. FIG. 24B shows the result in the case where the correction of the edge direction vector is not performed in step S 540 in FIG. 4, and FIG. 24C shows the result in the case where the correction of the edge direction vector is performed. In FIG. 24C, the tone correction in step S520 is also performed, and the set minimum value SL in that case is 72. The peak of the angular distribution in the lower graph of FIG. 24 (c) is clearer than that of FIG. 24 (b), and it can be seen that the form is similar to that of FIG.

図25、図26に、達磨について、上記実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置による度数分布算出事例を示す。図25、図26のいずれにおいても、左端にポリゴンモデルまたは画像、右側に度数分布を示している。度数分布は上段が距離分布(Distance)を示し、下段が角度分布(Angle)を示している。   FIG. 25 and FIG. 26 show frequency distribution calculation cases by the data output restricting device for three-dimensional object formation according to the above embodiment with respect to Daruma. In both FIG. 25 and FIG. 26, the polygon model or image is shown at the left end and the frequency distribution is shown at the right side. In the frequency distribution, the upper part shows the distance distribution (Distance), and the lower part shows the angle distribution (Angle).

図25(a)は、達磨dのポリゴンモデル(15944ポリゴン)を示す図である。図25(a)のような基本形が球体に近く顔部分に凹凸が加わったポリゴンモデルに対しては、図25(b)に示すように、図23(b)の球体と類似した傾向を示すが、球体に比べてバラツキの多い距離分布、角度分布が得られる。   FIG. 25 (a) is a diagram showing a polygon model (15944 polygons) of the dazzling d. As shown in FIG. 25 (b), a polygon model in which the basic shape as shown in FIG. 25 (a) is close to a sphere and irregularities are added to the face part shows a tendency similar to that of the sphere in FIG. 23 (b). However, it is possible to obtain distance distribution and angle distribution with more variation than spheres.

図25(c)は、達磨eの2次元三値画像を示す図である。図示の都合上、二値画像に見えるが、達磨のシルエットの内部は、2つの値に分かれており、全体として三値画像となっている。図25(c)のような2次元三値画像に対しては、図25(d)(e)に示すような距離分布と角度分布が得られる。図25(d)は、図4のステップS540におけるエッジ方向ベクトルの補正を行わない場合の結果であり、図25(e)は、エッジ方向ベクトルの補正を行った場合の結果である。なお、図25(e)は、併せてステップS520における階調補正も行っており、その場合の設定最小値SL=72である。図25(e)の下側のグラフの角度分布のピークが、図25(d)に比べて明瞭になり、図25(b)により類似する形態になっていることがわかる。また、図25(e)の上側のグラフの距離分布のピークが、図25(d)に比べ右側にシフトし、図25(b)により類似する形態になっていることがわかる。これは、図25(e)で階調補正が加わったことによる効果である。   FIG. 25C is a diagram showing a two-dimensional ternary image of Daruma e. Although it looks like a binary image for the convenience of illustration, the inside of the silhouette of Daruma is divided into two values, and it is a ternary image as a whole. For a two-dimensional ternary image as shown in FIG. 25C, a distance distribution and an angle distribution as shown in FIGS. 25D and 25E can be obtained. FIG. 25 (d) shows the result when the correction of the edge direction vector is not performed in step S540 of FIG. 4, and FIG. 25 (e) shows the result when the correction of the edge direction vector is performed. In FIG. 25E, the tone correction in step S520 is also performed, and in this case, the set minimum value SL is 72. The peak of the angular distribution of the lower graph of FIG. 25 (e) is clearer than that of FIG. 25 (d), and it can be seen that the form is similar to that of FIG. 25 (b). Further, it can be seen that the peak of the distance distribution in the upper graph of FIG. 25 (e) is shifted to the right as compared to FIG. 25 (d), and is in a form similar to FIG. 25 (b). This is an effect due to the addition of tone correction in FIG.

図26(a)は、達磨fの2次元シェーディング画像を示す図である。図26(a)のような2次元シェーディング画像に対しては、図26(b)(c)に示すような距離分布と角度分布が得られる。図26(b)は、図4のステップS540におけるエッジ方向ベクトルの補正を行わない場合の結果であり、図26(c)は、エッジ方向ベクトルの補正を行った場合の結果である。なお、図26(c)は、併せてステップS520における階調補正も行っており、その場合の設定最小値SL=72である。図26(c)の下側のグラフの角度分布のピークが、図26(b)に比べて明瞭になり、図25(b)により類似する形態になっていることがわかる。また、図26(c)の上側のグラフの距離分布のピークが、図26(b)に比べ右側にシフトし、図25(b)により類似する形態になっていることがわかる。これは、図26(c)で階調補正が加わったことによる効果である。   FIG. 26A is a view showing a two-dimensional shading image of the final polishing f. For a two-dimensional shading image as shown in FIG. 26A, distance distribution and angle distribution as shown in FIGS. 26B and 26C can be obtained. FIG. 26 (b) shows the result when the correction of the edge direction vector is not performed in step S540 of FIG. 4, and FIG. 26 (c) shows the result when the correction of the edge direction vector is performed. In FIG. 26C, the tone correction in step S520 is also performed, and in this case, the set minimum value SL is 72. The peak of the angular distribution of the lower graph of FIG. 26 (c) is clearer than that of FIG. 26 (b), and it can be seen that the form is similar to that of FIG. 25 (b). In addition, it can be seen that the peak of the distance distribution in the upper graph of FIG. 26C is shifted to the right as compared to FIG. 26B, and is in a form similar to FIG. 25B. This is an effect due to the addition of the tone correction in FIG.

図25(d)の分布と図25(e)の分布を比較すると、エッジ方向ベクトルの補正を行った場合に、図25(b)の達磨dの角度分布のみならず距離分布との相関も高まることがわかる。また、図26(b)の分布と図26(c)の分布を比較すると、エッジ方向ベクトルの補正を行った場合に、図25(b)の達磨dの角度分布のみならず距離分布との相関も高まることがわかる。これらは、エッジ方向ベクトルの補正に加え、階調補正が加わったことによる効果である。   When the distribution in FIG. 25 (d) and the distribution in FIG. 25 (e) are compared, when the edge direction vector is corrected, the correlation with the distance distribution as well as the angle distribution in FIG. 25 (b) is not limited. It turns out that it will increase. Also, comparing the distribution of FIG. 26 (b) and the distribution of FIG. 26 (c), when the edge direction vector is corrected, not only the angle distribution of the polishing d of FIG. It can be seen that the correlation also increases. These are the effects of the addition of tone correction in addition to the correction of the edge direction vector.

<11.変形例等>
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、処理対象の画像をモノクロ256階調の画素で表現されたラスター形式としたが、ベクトル形式のイラスト画像であってもよく、その場合はエッジ線が与えられるため、フィルタ演算によるエッジ点抽出の処理を簡素化できる。また、処理対象のポリゴンを三角形としたが、四角形以上の多角形であってもよい。
<11. Modified example etc>
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the image to be processed is in the raster format represented by monochrome 256 gradation pixels, but may be an illustration image in vector format, in which case an edge line is given. The processing of edge point extraction by calculation can be simplified. Further, although the polygon to be processed is a triangle, it may be a polygon having a quadrangle or more.

また、上記実施形態では、度数分布データベースに、規制画像の度数分布、規制モデルの度数分布を登録しておき、対象モデルから作成した度数分布と照合するようにしたが、規制モデルの度数分布については、必ずしも登録、照合を行う必要はない。また、度数分布データベースに規制画像自体も登録することを推奨しているが、許諾が得られなければ登録しなくてもよい。また、規制モデル自体については登録しないことを推奨しているが、許諾が得られれば登録してもよい。   Further, in the above embodiment, the frequency distribution of the regulation image and the frequency distribution of the regulation model are registered in the frequency distribution database, and are compared with the frequency distribution created from the target model. It is not necessary to register and check. In addition, although it is recommended to register the restriction image itself in the frequency distribution database, it may not be registered if the permission is not obtained. In addition, although it is recommended not to register the regulatory model itself, it may be registered if permission is obtained.

1、1a、11、11a、81・・・CPU(Central Processing Unit)
2、2a、12、12a、82・・・RAM(Random Access Memory)
3、3a、13、13a、83・・・記憶装置
4、4a、14、14a、84・・・キー入力I/F
5、5a、15、15a、85・・・データ入出力I/F
6、6a、16、16a、86・・・表示部
7・・・3Dプリンタ(立体物造形装置)
7a・・・データ処理部
7b・・・出力部
8、8a、18、18a・・・ネットワーク通信部
10・・・モデル度数分布算出手段
20・・・度数分布照合手段
30、31・・・対象モデル記憶手段
40・・・度数分布データベース
41・・・規制画像データベース
50・・・対象モデル受信手段
60・・・出力適否データ送信手段
91・・・規制画像記憶手段
92・・・画像度数分布算出手段
93・・・画像度数分布記憶手段
100、101・・・立体物造形用データ出力規制装置
201・・・出力制御用端末
202・・・処理サーバ
300、301・・・画像度数分布算出装置
1, 1a, 11, 11a, 81: CPU (Central Processing Unit)
2, 2a, 12, 12a, 82 ... RAM (Random Access Memory)
3, 3a, 13, 13a, 83 ... storage device 4, 4a, 14, 14a, 84 ... key input I / F
5, 5a, 15, 15a, 85 ... data input / output I / F
6, 6a, 16, 16a, 86 ... display unit 7 ... 3D printer (three-dimensional object formation device)
7a: data processing unit 7b: output unit 8, 8a, 18, 18a: network communication unit 10: model frequency distribution calculating unit 20: frequency distribution comparing unit 30, 31: target Model storage means 40 ... frequency distribution database 41 ... restriction image database 50 ... target model reception means 60 ... output suitability data transmission means 91 ... restriction image storage means 92 ... image frequency distribution calculation Means 93 ··· Image intensity distribution storage unit 100, 101 ··· Data output regulation device for solid object modeling 201 ··· Terminal for output control 202 ··· Processing server 300, 301 ··· Image intensity distribution calculation device

Claims (23)

ポリゴンの集合として表現されたポリゴンモデルを立体物造形装置に立体物造形用データとして出力する際に、規制すべきか否かを判定する装置であって、
出力を規制すべき画像である規制画像の特徴を表現した距離分布および角度分布が登録されたデータベースと、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内の各ポリゴン間の距離の度数分布である距離分布と、各ポリゴン間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出するモデル度数分布算出手段と、
前記モデル度数分布算出手段により算出された対象モデルの距離分布、角度分布をそれぞれ、前記データベースに登録されている規制画像の距離分布、角度分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定する度数分布照合手段と、を備え、
前記データベースに登録された規制画像の距離分布、角度分布は、前記規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、当該規制画像内の各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出する画像度数分布算出手段を有する画像度数分布算出装置により得られたものであり、
前記画像度数分布算出手段は、前記エッジ点のエッジを特定する方向を、エッジ点の周囲の画素を参照して補正した後、補正後のエッジを特定する方向と、前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向のなす角度を、前記エッジ点間固有の角度として算出することを特徴とする立体物造形用データ出力規制装置。
It is an apparatus that determines whether or not to restrict when outputting a polygon model expressed as a set of polygons to a three-dimensional object formation apparatus as data for three-dimensional object formation,
A database in which a distance distribution and an angle distribution representing the features of a regulated image, which is an image whose output should be regulated, is registered,
A model that calculates a distance distribution that is a frequency distribution of distances between polygons in the target model and an angle distribution that is a frequency distribution of angles unique to the polygons for the target model that is a polygon model to be output Frequency distribution calculation means;
The distance distribution and the angle distribution of the target model calculated by the model frequency distribution calculating means are respectively compared with the distance distribution and the angle distribution of the regulation image registered in the database, and it is determined whether or not the output should be regulated. And frequency distribution matching means,
With regard to the distance distribution and the angle distribution of the restriction image registered in the database, the pixels constituting the edge of the object are extracted as edge points from the restriction image, and the distance between each edge point in the restriction image is It is obtained by an image frequency distribution calculating apparatus having image frequency distribution calculating means for calculating distance distribution which is frequency distribution and angle distribution which is frequency distribution of angles unique to each edge point,
The image frequency distribution calculating means corrects the direction to specify the edge of the edge point with reference to the pixels around the edge point, and then specifies the edge after correction and each edge in the restricted image A data output control device for three-dimensional object formation, wherein an angle formed by directions connecting points is calculated as an inherent angle between the edge points.
ポリゴンの集合として表現されたポリゴンモデルを立体物造形装置に立体物造形用データとして出力する際に、規制すべきか否かを判定する装置であって、
出力を規制すべき画像である規制画像に対して、対象物のエッジを構成する画素をエッジ点として抽出し、当該規制画像内の各エッジ点間の距離の度数分布である距離分布と、各エッジ点間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出する画像度数分布算出手段と、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内の各ポリゴン間の距離の度数分布である距離分布と、各ポリゴン間固有の角度の度数分布である角度分布とを算出するモデル度数分布算出手段と、
前記画像度数分布算出手段により算出された規制画像の距離分布、角度分布と、前記モデル度数分布算出手段により算出された対象モデルの距離分布、角度分布と、を照合し、出力を規制すべきか否かを判定する度数分布照合手段と、
を備え、
前記画像度数分布算出手段は、前記エッジ点のエッジを特定する方向を、エッジ点の周囲の画素を参照して補正した後、補正後のエッジを特定する方向と、前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向のなす角度を、前記エッジ点間固有の角度として算出することを特徴とする立体物造形用データ出力規制装置。
It is an apparatus that determines whether or not to restrict when outputting a polygon model expressed as a set of polygons to a three-dimensional object formation apparatus as data for three-dimensional object formation,
For a regulated image which is an image whose output is to be regulated, pixels constituting the edge of the object are extracted as edge points, and a distance distribution which is a frequency distribution of distances between the respective edge points in the regulated image, and Image frequency distribution calculating means for calculating an angle distribution which is a frequency distribution of angles unique to edge points;
A model that calculates a distance distribution that is a frequency distribution of distances between polygons in the target model and an angle distribution that is a frequency distribution of angles unique to the polygons for the target model that is a polygon model to be output Frequency distribution calculation means;
Whether to restrict the output by comparing the distance distribution and the angle distribution of the restriction image calculated by the image frequency distribution calculating means with the distance distribution and the angle distribution of the target model calculated by the model frequency distribution calculating means Frequency distribution matching means for determining
Equipped with
The image frequency distribution calculating means corrects the direction to specify the edge of the edge point with reference to the pixels around the edge point, and then specifies the edge after correction and each edge in the restricted image A data output control device for three-dimensional object formation, wherein an angle formed by directions connecting points is calculated as an inherent angle between the edge points.
前記画像度数分布算出手段は、前記規制画像の各画素の値に対して、事前に定義された複数のフィルタマトリクスを適用し、各画素について前記各フィルタマトリクスで算出された複数の強度の最大値をエッジ強度とし、最大値を与えるフィルタマトリクスに固有な方向を、前記エッジを特定する方向として算出し、エッジ強度が所定の値を超える画素を前記エッジ点として抽出し、前記規制画像のあるエッジ点から他のエッジ点へのベクトルを前記規制画像内の各エッジ点間を結ぶ方向を示すエッジ点間ベクトルとして求め、前記エッジ点間ベクトルと対応する一方のエッジ点のエッジを特定する方向とのなす角度を前記エッジ点間固有の角度として算出する際、前記エッジ点のエッジを特定する方向の補正は、対象とする前記エッジ点の周囲のエッジ点におけるエッジを特定する方向と当該周囲のエッジ点のエッジ強度を加重しながら平均化することにより行われることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The image frequency distribution calculation means applies a plurality of filter matrices defined in advance to the value of each pixel of the restricted image, and the maximum value of the plurality of intensities calculated by each filter matrix for each pixel A direction unique to the filter matrix giving the maximum value is calculated as the direction for specifying the edge, a pixel whose edge intensity exceeds a predetermined value is extracted as the edge point, and an edge with the restriction image is calculated. A vector from a point to another edge point is obtained as an inter-edge point vector indicating a direction connecting each edge point in the restricted image, and a direction for identifying an edge of one edge point corresponding to the edge point vector When calculating the angle between the edge points as the unique angle between the edge points, the correction of the direction for specifying the edge of the edge points is performed for the edge point of interest The data for three-dimensional object formation according to claim 1 or 2, characterized in that averaging is performed while weighting the edge strength of the surrounding edge point and the direction for specifying the edge at the edge point of the surrounding area. Output regulation device. 前記フィルタマトリクスとして、事前に定義された16方向の3×3画素のフィルタマトリクスを適用し、各方向について事前に設定された値を用いて、各方向の強度を求める演算を行うことを特徴とする請求項3に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The filter matrix of 16 directions 3 × 3 pixels defined in advance is applied as the filter matrix, and calculation is performed to obtain the intensity in each direction using values set in advance for each direction. The data output regulation device for solid thing modeling according to claim 3. 前記画像度数分布算出手段は、前記16方向の各方向について事前に設定された強度補正量を用いて、前記求められた各方向の強度を補正することを特徴とする請求項4に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   5. The three-dimensional object according to claim 4, wherein the image frequency distribution calculating means corrects the intensities in the respective directions obtained using the intensity correction amount set in advance for each of the 16 directions. Data output regulation device for object modeling. 前記画像度数分布算出手段は、各画素について算出されたエッジ強度に対して、所定の設定最小値を減算し、減算した値に、エッジ強度の階調数を乗算し、当該階調数と前記設定最小値との差を除算することにより前記エッジ強度を補正し、補正されたエッジ強度が正の値になる画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The image frequency distribution calculating means subtracts the predetermined setting minimum value from the edge strength calculated for each pixel, multiplies the value obtained by subtraction, and multiplies the number of gradations of the edge strength, The edge strength is corrected by dividing a difference from a set minimum value, and a pixel having a positive value of the corrected edge strength is extracted as the edge point. The data output regulation device for solid thing modeling given in any 1 paragraph. 前記画像度数分布算出手段は、前記距離分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、前記算出された距離の最大値の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各距離を当該距離に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素に該当する数を計数することにより、前記距離分布を算出するようにしていることを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   In calculating the distance distribution, the image frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements, and equally divides the range of the maximum value of the calculated distances into the predetermined number. The distance distribution is calculated by assigning each of the distances to any of the elements based on the distance and counting the number corresponding to the elements. The data output regulation device for solid thing modeling according to any one of claims 6. 前記画像度数分布算出手段は、前記角度分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、角度0度から180度の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各エッジ点間固有の角度に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素の値を計数することにより、前記角度分布を算出するようにしていることを特徴とする請求項3から請求項7のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   In calculating the angle distribution, the image frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements, and equally divides a range from 0 degrees to 180 degrees into the predetermined number, The angle distribution is calculated by assigning to one of the elements based on an angle unique to each of the edge points and counting the value of the element. The data output regulation device for solid thing modeling according to any one of 7. 前記画像度数分布算出手段は、前記割り当てられた要素の値を計数する際、前記エッジ点間ベクトルに対応するエッジ点のエッジ強度で重み付けするようにしていることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   8. The image frequency distribution calculating means, when counting the value of the assigned element, is weighted by the edge strength of the edge point corresponding to the edge point vector. Item 9. A data output restriction device for three-dimensional object formation according to Item 8. 前記画像度数分布算出手段は、前記重み付けのための前記エッジ強度として、前記エッジ点間ベクトルの大きさをDe、エッジ点間ベクトルの最大値をDemaxとしたとき、De×{Demax2−De21/2なる値を元のエッジ強度に乗じて補正を施した値を用いることを特徴とする請求項9に記載の立体物造形用データ出力規制装置。 The image frequency distribution calculating means, as the edge intensity for the weighting, De the magnitude of the vector between the edge point, when the maximum value of edge points between the vectors was Demax, De × {Demax 2 -De 2 The data output control device for three-dimensional object formation according to claim 9, wherein a value obtained by performing correction by multiplying the original edge strength by a value of 1/2 is used. 前記モデル度数分布算出手段は、前記対象モデル内のあるポリゴンの平均座標から他のポリゴンの平均座標へのベクトルをポリゴン間ベクトルとして求め、当該ポリゴン間ベクトルの大きさを前記各ポリゴン間の距離、前記ポリゴン間ベクトルと対応する一方のポリゴンの法線ベクトルとのなす角度を前記各ポリゴン間固有の角度とすることにより、前記各ポリゴン間の距離と前記ポリゴン間固有の角度を算出することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The model frequency distribution calculating means obtains a vector from an average coordinate of a polygon in the target model to an average coordinate of another polygon as an inter-polygon vector, and a size of the inter-polygon is a distance between the polygons. The distance between the respective polygons and the inherent angle between the polygons are calculated by setting the angle between the inter-polygon vector and the normal vector of one of the corresponding polygons as the unique angle between the respective polygons. The data output regulation device for three-dimensional object formation according to any one of claims 1 to 10. 前記モデル度数分布算出手段は、前記距離分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、前記算出された距離の最大値の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各距離を当該距離に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素に該当する数を計数することにより、前記距離分布を算出するようにしていることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   In calculating the distance distribution, the model frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements, and equally divides the range of the maximum value of the calculated distances into the predetermined number. The distance distribution is calculated by assigning each of the distances to any of the elements based on the distance and counting the number corresponding to the elements. The data output regulation device for solid thing modeling according to any one of claims 11. 前記モデル度数分布算出手段は、前記角度分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元配列を準備し、角度0度から180度の範囲を前記所定数に均等分割した上で、前記各ポリゴン間固有の角度に基づいて前記要素のいずれかに割り当て、当該要素の値を計数することにより、前記角度分布を算出するようにしていることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The model frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements when calculating the angle distribution, and equally divides a range from an angle of 0 degrees to 180 degrees into the predetermined number, The angular distribution is calculated by assigning to any one of the elements based on an angle unique to each polygon and counting the value of the elements. The data output regulation device for solid thing modeling according to any one of the above. 前記モデル度数分布算出手段は、前記割り当てられた要素の値を計数する際、前記各ポリゴンの面積で重み付けするようにしていることを特徴とする請求項12または請求項13に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The three-dimensional object formation according to claim 12 or 13, wherein the model frequency distribution calculating means is configured to weight the area of each polygon when counting the value of the assigned element. Data output regulation device. 前記度数分布照合手段は、前記対象モデルの距離分布、角度分布をそれぞれ、前記規制画像の距離分布、角度分布と照合するにあたり、
前記距離分布同士の相関係数、前記角度分布同士の相関係数を算出し、算出された双方の相関係数が所定の正のしきい値より大きい場合に、出力を規制すべきであると判定するようにしていることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。
The frequency distribution matching unit matches the distance distribution and the angle distribution of the target model with the distance distribution and the angle distribution of the restriction image, respectively.
If the correlation coefficient between the distance distributions and the correlation coefficient between the angle distributions are calculated, and the calculated correlation coefficient between the two is larger than a predetermined positive threshold, the output should be regulated. The data output control device for three-dimensional object formation according to any one of claims 1 to 14, wherein the determination is made.
前記対象モデルに含まれるポリゴンの数が所定の値以下になるようにポリゴンを削減するポリゴン削減手段を更に備え、
前記ポリゴンが削減された対象モデルに対して、前記モデル度数分布算出手段が処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。
The apparatus further comprises polygon reduction means for reducing polygons so that the number of polygons included in the target model is equal to or less than a predetermined value,
The data output control device for three-dimensional object formation according to any one of claims 1 to 15, wherein the model frequency distribution calculation means performs processing on the target model from which the polygons have been reduced. .
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルを複数の部分対象モデルに分割する対象モデル分割手段を更に備え、
前記部分対象モデルに対して、前記モデル度数分布算出手段が処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。
It further comprises object model division means for dividing an object model which is a polygon model to be output into a plurality of partial object models,
The three-dimensional object formation data output control device according to any one of claims 1 to 16, wherein the model frequency distribution calculation means performs processing on the partial target model.
前記ポリゴンは三角形であり、前記対象モデル分割手段は、あるポリゴンと、当該ポリゴンと辺を共有する3つの隣接ポリゴンが、同一の部分対象モデルに属するように、分割することを特徴とする請求項17に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The polygon is a triangle, and the target model dividing means divides the polygon so that a certain polygon and three adjacent polygons sharing an edge with the polygon belong to the same partial target model. The data output regulation device for three-dimensional object formation according to 17. 前記画像度数分布算出装置により算出された度数分布を受信し、受信した度数分布を前記データベースに登録する登録手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The data output regulation device for three-dimensional object formation according to claim 1, further comprising registration means for receiving the frequency distribution calculated by the image frequency distribution calculation device and registering the received frequency distribution in the database. . 前記対象モデルを、接続された立体物造形装置に出力する手段と、
前記立体物造形装置による立体物の造形処理と並行して実行される前記度数分布照合手段により、出力を規制すべきであると判定された場合に、前記立体物造形装置に、前記対象モデルの出力中止命令を出力する手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。
A unit for outputting the target model to a connected three-dimensional object forming apparatus;
When it is determined that the output should be restricted by the frequency distribution collating means executed in parallel with the three-dimensional object formation processing by the three-dimensional object formation device, the three-dimensional object formation device Means for outputting an output stop instruction;
The three-dimensional object formation data output regulation device according to any one of claims 1 to 19, further comprising:
出力制御用端末と、処理サーバがネットワークを介して接続された構成であって、
前記出力制御用端末は、前記モデル度数分布算出手段を有し、
前記処理サーバは、
前記データベースと、
ネットワークを介して前記出力制御用端末から前記対象モデルの距離分布と角度分布を受信する受信手段と、
前記度数分布照合手段と、
前記度数分布照合手段により判定された、出力を規制すべきか否かに基づくデータを前記出力制御用端末に送信する出力適否データ送信手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の立体物造形用データ出力規制装置。
A configuration in which an output control terminal and a processing server are connected via a network,
The output control terminal includes the model frequency distribution calculating unit.
The processing server is
Said database,
Receiving means for receiving distance distribution and angle distribution of the target model from the output control terminal via a network;
The frequency distribution comparing means;
An output appropriateness data transmitting unit that transmits data based on whether or not the output should be restricted, which is determined by the frequency distribution comparing unit, to the output control terminal;
The data output regulation device for three-dimensional object formation according to claim 1, characterized in that:
請求項1から請求項21のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置と、
前記立体物造形用データ出力規制装置で出力許可された対象モデルを用いて立体物を造形する立体物造形装置と、
を有することを特徴とする立体物造形システム。
A data output regulation device for three-dimensional object formation according to any one of claims 1 to 21,
A three-dimensional object formation apparatus for forming a three-dimensional object using the target model permitted to be output by the three-dimensional object formation data output regulation device;
A three-dimensional object formation system characterized by having.
コンピュータを、請求項1から請求項21のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置として機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as a data output regulating device for three-dimensional object formation according to any one of claims 1 to 21.
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