JP6958837B2

JP6958837B2 - Body shape data conversion device, body shape data conversion method and program

Info

Publication number: JP6958837B2
Application number: JP2017227160A
Authority: JP
Inventors: 龍太後濱; 慎也岸本; 健太郎加藤; 横山　圭; 茂伸島田
Original assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Current assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-11-27
Also published as: JP2019096229A

Description

本発明は、身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a body shape data conversion device, a body shape data conversion method and a program.

従来から、光学式の形状計測機を用いることで、物体表面の形状を非接触で計測しデータ化することが行われている。この技術には、四半世紀以上の歴史があり、この技術は、遺跡・遺跡出土品・民芸品等の文化財の形状をデジタルデータとして保存し活用する「デジタルアーカイブ分野」で用いられている。具体的な例としては、スミソニアン博物館による収蔵品の３次元形状デジタルライブラリ（収蔵点数１億３７００万点）、欧州機構による絵画・写真作品などのデジタルアーカイブEuropeana Collections（５３００万点）などの大規模な文化財アーカイブが公知である。日本においても、地域の歴史的造形物を対象とした３次元形状データの利活用が従来から行われている。
人間を対象とした表面形状の計測方法、及び形状データから抽出した寸法情報を集積したデジタルアーカイブである「日本人の人体寸法データベース」の整備についても、報告されている。
人間の身体運動情報のデジタルアーカイブに関する取り組みとしては、モーションキャプチャ技術を用いた例が報告されている。例えば、無形文化財としての日本舞踊の動作の計測と保存、キプロス大学において行われた民族舞踊の動作データの収集などについて報告されている。
前記の事例はいずれも形状データだけ、または動作データだけを計測・収集してデジタルアーカイブ化したものである。 Conventionally, the shape of the surface of an object has been measured in a non-contact manner and converted into data by using an optical shape measuring device. This technology has a history of more than a quarter of a century, and this technology is used in the "digital archive field" where the shapes of cultural properties such as archaeological sites, archaeological sites, and folk crafts are stored and utilized as digital data. Specific examples include a large-scale digital library of 3D shapes (137 million items) of collections by the Smithsonian Museum and Europeana Collections (53 million items) of digital archives of paintings and photographic works by the European Organization. Cultural property archives are well known. In Japan as well, the utilization of 3D shape data for historically shaped objects in the region has been practiced.
A method for measuring the surface shape of humans and the development of a "Japanese human body size database", which is a digital archive that collects dimensional information extracted from shape data, have also been reported.
An example of using motion capture technology has been reported as an effort to digitally archive human body movement information. For example, it has been reported on the measurement and preservation of the movement of Japanese dance as an intangible cultural property, and the collection of movement data of folk dance performed at the University of Cyprus.
In each of the above cases, only the shape data or only the operation data is measured and collected and digitally archived.

一方、人に似せて造作したモデルに対して動作データを適用することが、映画やゲームなどのＣＧ製作分野において行われている。しかし、実在の人物に似せたとしてもＣＧ造作したモデルはいわば似顔絵であって、写真（計測された事実）こそが意味をもつアーカイブの観点からは無価値なデータである。
形状データの後処理技術として特許文献１には、複数回に分けて計測された形状データを１つのデータにまとめる方法が開示されている。また特許文献２には、解像度の異なる複数の形状計測装置のデータを１つにまとめる方法が開示されている。
しかしながら、いずれの文献においても、形状データを動作データで動かせる形式へ変換する技術思想は示唆も開示もされていない。
これまで形状計測機が用いられてきたのは、文化財アーカイブ分野や機械部品のリバースエンジニアリング分野であって、映画ゲームの製作分野とは業界が異なる。さらに形状計測機の出力するデータの表面構造は、モーションキャプチャで得られる動作データの適用に適しない構造である。そのため、人間の形状データを、本人の動作データを適用して動かせる形式でデジタルアーカイブする技術・事例はこれまで知られていない。 On the other hand, applying motion data to a model created to resemble a human is being performed in the field of CG production such as movies and games. However, even if it resembles a real person, the model created by CG is, so to speak, a caricature, and the photograph (measured fact) is worthless data from the viewpoint of the archive.
As a post-processing technique for shape data, Patent Document 1 discloses a method of combining shape data measured in a plurality of times into one data. Further, Patent Document 2 discloses a method of combining data of a plurality of shape measuring devices having different resolutions into one.
However, neither document suggests nor discloses the technical idea of converting shape data into a format that can be moved by motion data.
Until now, shape measuring instruments have been used in the fields of cultural property archiving and reverse engineering of machine parts, which are different from the fields of movie game production. Further, the surface structure of the data output by the shape measuring machine is a structure unsuitable for applying the motion data obtained by motion capture. Therefore, there is no known technology / example of digitally archiving human shape data in a format that can be moved by applying the movement data of the person.

また、従来、デジタルアーカイブデータの表現変換システムが知られている（例えば特許文献３参照）。特許文献３に記載されたシステムでは、ユーザーが所有しているデジタルデータをＩＳＰ（インターネットサービスプロバイダ）が預かる。この預かったデジタルデータに対して変換サービス事業者がデジタルデータの表現変換（３次元バーチャル展示館への展示、ビデオ構造化、ＷＥＢページの３次元展示など）を行う。
特許文献３に記載されたシステムにおいても、人間の形状データを、本人の動作データを適用して動かせる形式でデジタルアーカイブすることは行われていない。 Further, conventionally, a representation conversion system for digital archive data is known (see, for example, Patent Document 3). In the system described in Patent Document 3, the ISP (Internet Service Provider) keeps the digital data owned by the user. The conversion service provider will perform digital data expression conversion (exhibition in 3D virtual exhibition hall, video structuring, 3D exhibition on WEB page, etc.) for the entrusted digital data.
Even in the system described in Patent Document 3, the human shape data is not digitally archived in a format that can be moved by applying the motion data of the person.

特開２０１４−０９３０９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-093093 特開２０１２−０８８７７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-088771 特開２００７−０７９７８４号公報JP-A-2007-079784

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、形状計測装置によって得られた形状データの表面構造を、寸法精度を損なうことなく、動作データを適用可能な構造に変換することができる身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a body shape capable of converting the surface structure of shape data obtained by a shape measuring device into an applicable structure without impairing dimensional accuracy. It is an object of the present invention to provide a data conversion device, a body shape data conversion method and a program.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means for solving the above problems.

（１）本発明の一態様に係る身体形状データ変換装置は、形状計測装置によって得られたデジタイズド形状データを取得する取得部と、前記形状計測装置によって計測された身体部位に応じて、前記取得部により取得されたデジタイズド形状データにラベリングを行うデータ部位登録部と、前記取得部によって取得されたデジタイズド形状データの解像度を記憶する記憶部と、ボクセル粒径を決定するボクセル粒径決定部と、前記ボクセル粒径決定部によって決定されたボクセル粒径に基づいて、前記データ部位登録部によるラベリングが行われたデジタイズド形状データをボクセルデータに変換するボクセル変換部と、前記ボクセル変換部による変換が行われたボクセルデータから、身体表面ランドマークを抽出して登録する身体表面ランドマーク登録部と、前記身体表面ランドマーク登録部によって登録された身体表面ランドマークに基づいて、前記ボクセル変換部による変換が行われたボクセルデータをマージするボクセルマージ部と、身体部位別にリトポロジー詳細度を決定するリトポロジー詳細度決定部と、前記リトポロジー詳細度決定部により決定されたリトポロジー詳細度に基づいて、前記ボクセルマージ部によるマージが行われたデータに対してリトポロジーを行うリトポロジー部と、前記リトポロジー部によるリトポロジーが行われたデータに対してスキニングを行うスキニング部とを備え、前記スキニング部によるスキニングが行われた身体モデルデータを出力する。 (1) The body shape data conversion device according to one aspect of the present invention is the acquisition unit that acquires digitized shape data obtained by the shape measurement device, and the acquisition according to the body part measured by the shape measurement device. A data part registration unit that labels the digitized shape data acquired by the unit, a storage unit that stores the resolution of the digitized shape data acquired by the acquisition unit, a boxel particle size determination unit that determines the boxel particle size, and a boxel particle size determination unit. Based on the boxel particle size determined by the boxel particle size determination unit, the boxel conversion unit that converts the digitized shape data labeled by the data site registration unit into boxel data and the conversion by the boxel conversion unit are performed. Based on the body surface landmark registration unit that extracts and registers body surface landmarks from the obtained boxel data and the body surface landmarks registered by the body surface landmark registration unit, the conversion by the boxel conversion unit is performed. Based on the boxel merging unit that merges the performed boxel data, the retopology detail determination unit that determines the retopology detail for each body part, and the retopology detail determination determined by the retopology detail determination unit. The skinning unit includes a retopology unit that retopologies the data merged by the boxel merge unit and a skinning unit that skins the data that has been retopologyed by the retopology unit. Outputs the body model data that has been skinned by.

（２）上記（１）に記載の身体形状データ変換装置において、前記取得部が取得するデータは、全身のデジタイズド形状データ、複数のデジタイズド形状データ、または、身体の一部の部位のデジタイズド形状データであり、前記複数のデジタイズド形状データの和集合は、全身のデジタイズド形状データとなってもよい。 (2) In the body shape data conversion device according to (1) above, the data acquired by the acquisition unit is whole body digitized shape data, a plurality of digitized shape data, or digitized shape data of a part of the body. Therefore, the union of the plurality of digitized shape data may be the digitized shape data of the whole body.

（３）上記（１）または（２）に記載の身体形状データ変換装置において、前記身体形状データ変換装置が出力する身体モデルデータは、モーションキャプチャ装置によって計測された動作データを適用することによって、姿勢を変化させることが可能なデータであってもよい。 (3) In the body shape data conversion device according to (1) or (2) above, the body model data output by the body shape data conversion device is obtained by applying motion data measured by the motion capture device. The data may be capable of changing the posture.

（４）上記（１）から（３）のいずれか一つに記載の身体形状データ変換装置において、前記ボクセル粒径決定部は、前記記憶部に記憶されているデジタイズド形状データの解像度、および、事前に定められた最小粒径のうちの小さい方に所定の係数を乗じることによって、ボクセル粒径を決定してもよい。 (4) In the body shape data conversion device according to any one of (1) to (3) above, the voxel particle size determining unit determines the resolution of the digitized shape data stored in the storage unit and the resolution of the digitized shape data stored in the storage unit. The voxel particle size may be determined by multiplying the smaller of the predetermined minimum particle sizes by a predetermined coefficient.

（５）上記（１）から（４）のいずれか一つに記載の身体形状データ変換装置において、前記身体表面ランドマーク登録部が抽出して登録する身体表面ランドマークは、デジタイズド形状データの作成時に被計測者の体表面に貼付された視標、または、解剖学的ランドマークであってもよい。 (5) In the body shape data conversion device according to any one of (1) to (4) above, the body surface landmarks extracted and registered by the body surface landmark registration unit create digitized shape data. It may sometimes be an optotype or an anatomical landmark affixed to the body surface of the subject.

（６）上記（１）から（５）のいずれか一つに記載の身体形状データ変換装置において、前記リトポロジー詳細度決定部が決定するリトポロジー詳細度は、身体部位に応じて異なる高さを有してもよい。 (6) In the body shape data conversion device according to any one of (1) to (5) above, the retopology detail determined by the retopology detail determination unit has a different height depending on the body part. May have.

（７）本発明の一態様に係る身体形状データ変換方法は、形状計測装置によって得られたデジタイズド形状データを取得する取得ステップと、前記形状計測装置によって計測された身体部位に応じて、前記取得ステップにおいて取得されたデジタイズド形状データにラベリングを行うデータ部位登録ステップと、前記取得ステップにおいて取得されたデジタイズド形状データの解像度を記憶する記憶ステップと、ボクセル粒径を決定するボクセル粒径決定ステップと、前記ボクセル粒径決定ステップにおいて決定されたボクセル粒径に基づいて、前記データ部位登録ステップにおけるラベリングが行われたデジタイズド形状データをボクセルデータに変換するボクセル変換ステップと、前記ボクセル変換ステップにおける変換が行われたボクセルデータから、身体表面ランドマークを抽出して登録する身体表面ランドマーク登録ステップと、前記身体表面ランドマーク登録ステップにおいて登録された身体表面ランドマークに基づいて、前記ボクセル変換ステップにおける変換が行われたボクセルデータをマージするボクセルマージステップと、身体部位別にリトポロジー詳細度を決定するリトポロジー詳細度決定ステップと、前記リトポロジー詳細度決定ステップにおいて決定されたリトポロジー詳細度に基づいて、前記ボクセルマージステップにおけるマージが行われたデータに対してリトポロジーを行うリトポロジーステップと、前記リトポロジーステップにおけるリトポロジーが行われたデータに対してスキニングを行うスキニングステップとを備え、前記スキニングステップにおけるスキニングが行われた身体モデルデータを出力する。 (7) The body shape data conversion method according to one aspect of the present invention is the acquisition step of acquiring digitized shape data obtained by the shape measuring device, and the acquisition according to the body part measured by the shape measuring device. A data site registration step for labeling the digitized shape data acquired in the step, a storage step for storing the resolution of the digitized shape data acquired in the acquisition step, a boxel particle size determination step for determining the boxel particle size, and a boxel particle size determination step. Based on the boxel particle size determined in the boxel particle size determination step, the boxel conversion step of converting the digitized shape data labeled in the data site registration step into boxel data and the conversion in the boxel conversion step are performed. Based on the body surface landmark registration step of extracting and registering the body surface landmark from the obtained boxel data and the body surface landmark registered in the body surface landmark registration step, the conversion in the boxel conversion step is performed. Based on the boxel merging step that merges the performed boxel data, the retopology detail determination step that determines the retopology detail for each body part, and the retopology detail determination that is determined in the retopology detail determination step. The skinning step includes a retopology step for retopology of the merged data in the boxel merge step and a skinning step for skinning the retopology data in the retopology step. Outputs the skinned body model data in.

（８）本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、形状計測装置によって得られたデジタイズド形状データを取得する取得ステップと、前記形状計測装置によって計測された身体部位に応じて、前記取得ステップにおいて取得されたデジタイズド形状データにラベリングを行うデータ部位登録ステップと、前記取得ステップにおいて取得されたデジタイズド形状データの解像度を記憶する記憶ステップと、ボクセル粒径を決定するボクセル粒径決定ステップと、前記ボクセル粒径決定ステップにおいて決定されたボクセル粒径に基づいて、前記データ部位登録ステップにおけるラベリングが行われたデジタイズド形状データをボクセルデータに変換するボクセル変換ステップと、前記ボクセル変換ステップにおける変換が行われたボクセルデータから、身体表面ランドマークを抽出して登録する身体表面ランドマーク登録ステップと、前記身体表面ランドマーク登録ステップにおいて登録された身体表面ランドマークに基づいて、前記ボクセル変換ステップにおける変換が行われたボクセルデータをマージするボクセルマージステップと、身体部位別にリトポロジー詳細度を決定するリトポロジー詳細度決定ステップと、前記リトポロジー詳細度決定ステップにおいて決定されたリトポロジー詳細度に基づいて、前記ボクセルマージステップにおけるマージが行われたデータに対してリトポロジーを行うリトポロジーステップと、前記リトポロジーステップにおけるリトポロジーが行われたデータに対してスキニングを行うスキニングステップとを実行させるためのものである。 (8) The program according to one aspect of the present invention includes an acquisition step of acquiring digitized shape data obtained by a shape measuring device on a computer, and the acquisition step according to a body part measured by the shape measuring device. A data site registration step for labeling the digitized shape data acquired in the above, a storage step for storing the resolution of the digitized shape data acquired in the acquisition step, a boxel particle size determination step for determining the boxel particle size, and the above. Based on the boxel particle size determined in the boxel particle size determination step, the boxel conversion step of converting the digitized shape data labeled in the data site registration step into boxel data and the conversion in the boxel conversion step are performed. Based on the body surface landmark registration step of extracting and registering the body surface landmark from the boxel data and the body surface landmark registered in the body surface landmark registration step, the conversion in the boxel conversion step is performed. Based on the boxel merging step for merging the obtained boxel data, the retopology detail determination step for determining the retopology detail for each body part, and the retopology detail determination step for determining the retopology detail. The purpose is to execute a retopology step that retopologies the merged data in the boxel merge step and a skinning step that performs skinning on the retopology data in the retopology step. be.

本発明によれば、形状計測装置によって得られた形状データの表面構造を、寸法精度を損なうことなく、動作データを適用可能な構造に変換することができる身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムを提供することができる。 According to the present invention, a body shape data conversion device and a body shape data conversion capable of converting a surface structure of shape data obtained by a shape measuring device into an applicable structure without impairing dimensional accuracy. Methods and programs can be provided.

実施形態の身体形状データ変換装置の構成などの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the body shape data conversion apparatus of embodiment. デジタイズド形状データを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the digitized shape data. ボクセルマージ部によるマージが行われたボクセルデータ等を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the voxel data which was merged by the voxel merging part. リトポロジー部によるリトポロジーが行われたデータを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the data which retopology was performed by the retopology part. リトポロジー部によるリトポロジーが行われたデータに対してスキニング部によるスキニングが行われた身体モデルデータの一部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a part of the body model data which was skinned by the skinning part with respect to the data which was retopology performed by the retopology part. リトポロジー部によるリトポロジーが行われていないデータに対してスキニング部によるスキニングが行われた身体モデルデータの一部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a part of the body model data which was skinned by the skinning part with respect to the data which was not retopology by the retopology part. 形状計測装置によって得られた人体の全身のデジタイズド形状データと、身体形状データ変換装置から出力された人体の全身の身体モデルデータとの差異を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference between the digitized shape data of the whole body of a human body obtained by a shape measuring apparatus, and the body model data of the whole body of a human body output from a body shape data conversion apparatus. 形状計測装置によって得られた人体の上半身のデジタイズド形状データと、身体形状データ変換装置から出力された人体の上半身の身体モデルデータとの差異を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference between the digitized shape data of the upper body of a human body obtained by a shape measuring apparatus, and the body model data of the upper body of a human body output from a body shape data conversion apparatus. 身体形状データ変換装置から出力された身体モデルデータに対して動作データを適用した結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the result of applying the motion data to the body model data output from a body shape data conversion apparatus. 身体形状データ変換装置によって実行される処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process executed by a body shape data conversion apparatus.

以下、本発明の身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムの実施形態を、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, embodiments of the body shape data conversion device, body shape data conversion method, and program of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easy to understand, the featured portions may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios and the like of each component are different from the actual ones. There is. The materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited thereto, and can be appropriately modified and carried out within the range in which the effects of the present invention are exhibited.

図１は実施形態の身体形状データ変換装置１の構成などの一例を示す図である。
図１に示す例では、形状計測装置（図示せず）によって得られたデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１２０、１３０が、ＸＯＲ演算部１５０を介して身体形状データ変換装置１に入力可能に構成されている。
デジタイズド形状データ１１０Ａは、形状計測装置によって得られた例えば人体の頭部のデジタイズド形状データである。デジタイズド形状データ１１０Ｂは、形状計測装置によって得られた例えば人体の体幹部のデジタイズド形状データである。デジタイズド形状データ１１０Ｃは、形状計測装置によって得られた例えば人体の四肢部のデジタイズド形状データである。複数のデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの和集合は、人体の全身のデジタイズド形状データとなる。
デジタイズド形状データ１２０は、形状計測装置によって得られた例えば人体の全身のデジタイズド形状データである。デジタイズド形状データ１３０は、形状計測装置によって得られた例えば人体の身体の一部の部位のデジタイズド形状データである。
つまり、図１に示す例では、ＸＯＲ演算部１５０によって、複数のデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの和集合、人体の全身のデジタイズド形状データ１２０および人体の身体の一部の部位のデジタイズド形状データ１３０のいずれかが、身体形状データ変換装置１に入力される。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the body shape data conversion device 1 of the embodiment.
In the example shown in FIG. 1, the digitized shape data 110A, 110B, 110C, 120, 130 obtained by the shape measuring device (not shown) can be input to the body shape data conversion device 1 via the XOR calculation unit 150. It is configured.
The digitized shape data 110A is, for example, digitized shape data of the head of a human body obtained by a shape measuring device. The digitized shape data 110B is, for example, digitized shape data of the trunk of the human body obtained by the shape measuring device. The digitized shape data 110C is, for example, digitized shape data of the limbs of the human body obtained by the shape measuring device. The union of the plurality of digitized shape data 110A, 110B, 110C becomes the digitized shape data of the whole body of the human body.
The digitized shape data 120 is, for example, digitized shape data of the whole body of the human body obtained by the shape measuring device. The digitized shape data 130 is, for example, digitized shape data of a part of the human body obtained by the shape measuring device.
That is, in the example shown in FIG. 1, the XOR calculation unit 150 uses the union of a plurality of digitized shape data 110A, 110B, 110C, the digitized shape data 120 of the whole body of the human body, and the digitized shape data of a part of the human body. Any one of 130 is input to the body shape data conversion device 1.

図２はデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１２０、１３０を説明するための図である。図２（Ａ）は形状計測装置により計測対象の人体の上半身が計測された様子を示している。図２（Ｂ）は図２（Ａ）中の左胸部分を拡大して示している。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）中の円によって囲まれた部分がデジタイズされ、三角形メッシュに変換された結果（デジタイズド形状データ）を示している。
形状計測装置によって一度に人体の全身のデジタイズド形状データ１２０を得ることができない場合には、形状計測装置によって複数のデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃが個別に得られる。つまり、複数の形状計測装置のそれぞれによって、人体の全身の一部であるパーツの計測が行われる。もしくは、形状計測装置の複数回の計測によって、人体の全身の一部であるパーツの計測が行われる。このようにして得られた複数のデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの和集合を得ることによって、欠落のない人体の全身のデジタイズド形状データを得ることができる。 FIG. 2 is a diagram for explaining the digitized shape data 110A, 110B, 110C, 120, 130. FIG. 2A shows a state in which the upper body of the human body to be measured is measured by the shape measuring device. FIG. 2 (B) shows an enlarged view of the left chest portion in FIG. 2 (A). FIG. 2C shows the result (digitized shape data) in which the portion surrounded by the circle in FIG. 2B is digitized and converted into a triangular mesh.
When the shape measuring device cannot obtain the digitized shape data 120 of the whole body of the human body at one time, the shape measuring device can individually obtain a plurality of digitized shape data 110A, 110B, 110C. That is, each of the plurality of shape measuring devices measures a part that is a part of the whole body of the human body. Alternatively, a part that is a part of the whole body of the human body is measured by a plurality of measurements of the shape measuring device. By obtaining the union of the plurality of digitized shape data 110A, 110B, 110C thus obtained, it is possible to obtain the digitized shape data of the whole body of the human body without any omission.

図１に示す例では、身体形状データ変換装置１が、取得部１Ａと、データ部位登録部１Ｂと、記憶部１Ｃと、ボクセル粒径決定部１Ｄと、ボクセル変換部１Ｅと、身体表面ランドマーク登録部１Ｆと、ボクセルマージ部１Ｇと、リトポロジー詳細度決定部１Ｈと、リトポロジー部１Ｉと、スキニング部１Ｊと、最小入力値出力部１Ｋとを備える。
取得部１Ａは、形状計測装置によって得られたデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１２０、１３０を取得する。
データ部位登録部１Ｂは、取得部１Ａに接続されている。データ部位登録部１Ｂは、形状計測装置によって計測された身体部位に応じて、取得部１Ａにより取得されたデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１２０、１３０にラベリングを行う。「ラベリング」とは、入力データと、例えば頭部、右腕部、体幹部などの部位との対応関係をつけることを言う。
記憶部１Ｃは、データ部位登録部１Ｂに接続されている。記憶部１Ｃは、取得部１Ａによって取得されたデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１２０、１３０の解像度を記憶する。 In the example shown in FIG. 1, the body shape data conversion device 1 includes an acquisition unit 1A, a data site registration unit 1B, a storage unit 1C, a voxel particle size determination unit 1D, a voxel conversion unit 1E, and a body surface landmark. It includes a registration unit 1F, a voxel merge unit 1G, a retopology detail determination unit 1H, a retopology unit 1I, a skinning unit 1J, and a minimum input value output unit 1K.
The acquisition unit 1A acquires the digitized shape data 110A, 110B, 110C, 120, 130 obtained by the shape measuring device.
The data part registration unit 1B is connected to the acquisition unit 1A. The data part registration unit 1B labels the digitized shape data 110A, 110B, 110C, 120, 130 acquired by the acquisition unit 1A according to the body part measured by the shape measuring device. "Labeling" refers to associating input data with parts such as the head, right arm, and trunk.
The storage unit 1C is connected to the data site registration unit 1B. The storage unit 1C stores the resolutions of the digitized shape data 110A, 110B, 110C, 120, 130 acquired by the acquisition unit 1A.

図１に示す例では、ボクセル粒径決定部１Ｄが、最小入力値出力部１Ｋを介して記憶部１Ｃに接続されている。ボクセル粒径決定部１Ｄは、ボクセル粒径を決定する。ボクセルとは、立体的なデジタルデータの最小単位（立方体）である。ボクセル粒径とは、その立方体のサイズである。
図３の左上部はボクセルの模式図である。図３は、立体的なデジタルデータ（図３の右下部参照）がごく小さな粒径をもつボクセル（図３の左上部参照）から構成されていることを示すものである。
最小入力値出力部１Ｋには、記憶部１Ｃに記憶されているデジタイズド形状データの解像度（例えばデジタイズド形状データ１２０の解像度）が入力される。また、最小入力値出力部１Ｋには、ボクセル最小粒径ファイル２００から、事前に定められた最小粒径が入力される。つまり、ボクセル最小粒径ファイル２００には、事前に定められた最小粒径が書き込まれている。最小入力値出力部１Ｋは、記憶部１Ｃから入力されたデジタイズド形状データの解像度、および、ボクセル最小粒径ファイル２００から入力された事前に定められた最小粒径のうちの小さい方を、ボクセル粒径決定部１Ｄに出力する。 In the example shown in FIG. 1, the voxel particle size determining unit 1D is connected to the storage unit 1C via the minimum input value output unit 1K. The voxel particle size determining unit 1D determines the voxel particle size. A voxel is the smallest unit (cube) of three-dimensional digital data. The voxel particle size is the size of the cube.
The upper left part of FIG. 3 is a schematic view of voxels. FIG. 3 shows that the three-dimensional digital data (see the lower right part of FIG. 3) is composed of voxels having a very small particle size (see the upper left part of FIG. 3).
The resolution of the digitized shape data stored in the storage unit 1C (for example, the resolution of the digitized shape data 120) is input to the minimum input value output unit 1K. Further, a predetermined minimum particle size is input to the minimum input value output unit 1K from the voxel minimum particle size file 200. That is, a predetermined minimum particle size is written in the voxel minimum particle size file 200. The minimum input value output unit 1K selects the smaller of the resolution of the digitized shape data input from the storage unit 1C and the predetermined minimum particle size input from the voxel minimum particle size file 200. Output to the diameter determination unit 1D.

図１に示す例では、ボクセル粒径決定部１Ｄが、記憶部１Ｃから入力されたデジタイズド形状データの解像度、および、ボクセル最小粒径ファイル２００から入力された事前に定められた最小粒径のうちの小さい方に、所定の係数（例えば０．８〜１．０）を乗じたものを、ボクセル粒径に決定する。ボクセル粒径決定部１Ｄを設けることによって、形状計測機の寸法情報を保存しつつ、データの変換を行うことができる。
他の例では、ボクセル粒径決定部１Ｄが、ＧＵＩ（Graphical User Interface）などを用いて身体形状データ変換装置１の操作者との対話を行い、ボクセル粒径を決定してもよい。つまり、この例では、ボクセル粒径決定部１Ｄが、身体形状データ変換装置１の操作者の意向を反映させて、ボクセル粒径を決定する。
あるいは、他の例では、ボクセル粒径決定部１Ｄは、身体形状データ変換装置１の操作者が予め作成した設定ファイルを読み込むことにより、ボクセル粒径を決定してもよい。つまり、この例では、ボクセル粒径決定部１Ｄが、身体形状データ変換装置１に入力されたデジタイズド形状データの解像度に基づくことなく、ボクセル粒径を決定する。 In the example shown in FIG. 1, the voxel particle size determining unit 1D has the resolution of the digitized shape data input from the storage unit 1C and the predetermined minimum particle size input from the voxel minimum particle size file 200. The voxel particle size is determined by multiplying the smaller of the above by a predetermined coefficient (for example, 0.8 to 1.0). By providing the voxel particle size determining unit 1D, it is possible to convert the data while preserving the dimensional information of the shape measuring machine.
In another example, the voxel particle size determining unit 1D may determine the voxel particle size by interacting with the operator of the body shape data conversion device 1 using a GUI (Graphical User Interface) or the like. That is, in this example, the voxel particle size determining unit 1D determines the voxel particle size by reflecting the intention of the operator of the body shape data conversion device 1.
Alternatively, in another example, the voxel particle size determining unit 1D may determine the voxel particle size by reading a setting file created in advance by the operator of the body shape data conversion device 1. That is, in this example, the voxel particle size determining unit 1D determines the voxel particle size without being based on the resolution of the digitized shape data input to the body shape data conversion device 1.

図１に示す例では、ボクセル変換部１Ｅが、データ部位登録部１Ｂと、ボクセル粒径決定部１Ｄとに接続されている。ボクセル変換部１Ｅには、データ部位登録部１Ｂによってラベリングが行われたデジタイズド形状データが入力される。また、ボクセル変換部１Ｅには、ボクセル粒径決定部１Ｄによって決定されたボクセル粒径が入力される。
ボクセル変換部１Ｅは、ボクセル粒径決定部１Ｄによって決定されたボクセル粒径に基づいて、データ部位登録部１Ｂによりラベリングが行われたデジタイズド形状データをボクセルデータに変換する。ボクセルデータとは、２次元画像をＺ軸方向に画素の連続性を考慮して繋ぎ合わせたものである。 In the example shown in FIG. 1, the voxel conversion unit 1E is connected to the data site registration unit 1B and the voxel particle size determination unit 1D. The digitized shape data labeled by the data part registration unit 1B is input to the voxel conversion unit 1E. Further, the voxel particle size determined by the voxel particle size determining unit 1D is input to the voxel conversion unit 1E.
The voxel conversion unit 1E converts the digitized shape data labeled by the data site registration unit 1B into voxel data based on the voxel particle size determined by the voxel particle size determination unit 1D. The voxel data is obtained by joining two-dimensional images in the Z-axis direction in consideration of pixel continuity.

図１に示す例では、身体表面ランドマーク登録部１Ｆが、ボクセル変換部１Ｅに接続されている。身体表面ランドマーク登録部１Ｆには、ボクセル変換部１Ｅによる変換が行われたボクセルデータ、つまり、ボクセル変換部１Ｅから出力されたボクセルデータが入力される。身体表面ランドマーク登録部１Ｆは、ボクセル変換部１Ｅによる変換が行われたボクセルデータから、身体表面ランドマークを抽出して登録する。
身体表面ランドマーク登録部１Ｆが抽出して登録する身体表面ランドマークとは、例えばデジタイズド形状データの作成時（つまり、形状計測装置による計測時）に被計測者の体表面に貼付された視標（例えばカラーテープ）である。
他の例では、身体表面ランドマーク登録部１Ｆが抽出して登録する身体表面ランドマークが、解剖学的ランドマークである。身体表面の解剖学的ランドマークとしては、例えば、耳たぶ、外くるぶし、膝蓋骨、大転子（大腿骨の一部）、肩峰（肩甲骨の一部）などを用いることができる。
また、他の例では、身体表面ランドマーク登録部１Ｆが、ＧＵＩなどを用いて身体形状データ変換装置１の操作者との対話を行い、身体表面ランドマークを抽出して登録してもよい。
あるいは、他の例では、身体表面ランドマーク登録部１Ｆは、身体形状データ変換装置１の操作者が予め作成した設定ファイルを読み込むことにより、身体表面ランドマークを抽出して登録してもよい。 In the example shown in FIG. 1, the body surface landmark registration unit 1F is connected to the voxel conversion unit 1E. Voxel data converted by the voxel conversion unit 1E, that is, voxel data output from the voxel conversion unit 1E is input to the body surface landmark registration unit 1F. The body surface landmark registration unit 1F extracts and registers the body surface landmark from the voxel data converted by the voxel conversion unit 1E.
The body surface landmarks extracted and registered by the body surface landmark registration unit 1F are, for example, optotypes affixed to the body surface of the person to be measured when creating digitized shape data (that is, when measuring with a shape measuring device). (For example, color tape).
In another example, the body surface landmark extracted and registered by the body surface landmark registration unit 1F is an anatomical landmark. As anatomical landmarks on the surface of the body, for example, ear canal, outer ankle, patella, greater trochanter (part of femur), acromion (part of scapula) and the like can be used.
In another example, the body surface landmark registration unit 1F may perform a dialogue with the operator of the body shape data conversion device 1 using a GUI or the like to extract and register the body surface landmark.
Alternatively, in another example, the body surface landmark registration unit 1F may extract and register the body surface landmark by reading the setting file created in advance by the operator of the body shape data conversion device 1.

図１に示す例では、ボクセルマージ部１Ｇが、ボクセル変換部１Ｅと、身体表面ランドマーク登録部１Ｆとに接続されている。ボクセルマージ部１Ｇには、ボクセル変換部１Ｅによる変換が行われた複数のボクセルデータ、つまり、ボクセル変換部１Ｅから出力された複数のボクセルデータが入力される。また、ボクセルマージ部１Ｇには、身体表面ランドマーク登録部１Ｆによって登録された身体表面ランドマークが入力される。ボクセルマージ部１Ｇは、身体表面ランドマーク登録部１Ｆによって登録された身体表面ランドマークに基づいて、ボクセル変換部１Ｅによる変換が行われた複数のボクセルデータをマージする。 In the example shown in FIG. 1, the voxel merging unit 1G is connected to the voxel conversion unit 1E and the body surface landmark registration unit 1F. A plurality of voxel data converted by the voxel conversion unit 1E, that is, a plurality of voxel data output from the voxel conversion unit 1E is input to the voxel merging unit 1G. Further, the body surface landmark registered by the body surface landmark registration unit 1F is input to the voxel merge unit 1G. The voxel merging unit 1G merges a plurality of voxel data converted by the voxel conversion unit 1E based on the body surface landmark registered by the body surface landmark registration unit 1F.

図３の右下部は、ボクセルマージ部１Ｇによるマージが行われたボクセルデータを説明するための図である。
図３に示す例では、人体の頭部のデジタイズド形状データ１１０Ａから得られたボクセルデータと、人体の体幹部のデジタイズド形状データ１１０Ｂから得られたボクセルデータとが、ボクセルマージ部１Ｇによってマージされている。つまり、図３に示す例では、人体の頭部のパーツデータと、人体の体幹部のパーツデータとが、ボクセルマージ部１Ｇによって統合されている。 The lower right part of FIG. 3 is a diagram for explaining the voxel data merged by the voxel merging unit 1G.
In the example shown in FIG. 3, the voxel data obtained from the digitized shape data 110A of the head of the human body and the voxel data obtained from the digitized shape data 110B of the trunk of the human body are merged by the voxel merging unit 1G. There is. That is, in the example shown in FIG. 3, the parts data of the head of the human body and the parts data of the trunk of the human body are integrated by the voxel merge unit 1G.

図１に示す例では、身体部位別のリトポロジー詳細度ファイル２１０が、リトポロジー詳細度決定部１Ｈに入力される。リトポロジー詳細度ファイル２１０には、リトポロジーの詳細度の値が身体部位別に書き込まれている。
リトポロジー詳細度決定部１Ｈは、リトポロジー詳細度ファイル２１０に書き込まれているリトポロジーの詳細度の値に基づいて、リトポロジー詳細度を身体部位別に決定する。リトポロジー詳細度決定部１Ｈが決定するリトポロジー詳細度は、身体部位に応じて異なる高さを有する。具体的には、リトポロジー詳細度決定部１Ｈが決定する例えば顔、指などの身体部位のリトポロジー詳細度の値は、例えば胸、腹などの身体部位のリトポロジー詳細度の値よりも高い。
つまり、図１に示す例では、リトポロジー詳細度決定部１Ｈが決定する例えば顔、指などの身体部位のリトポロジー詳細度の値が、例えば胸、腹などの身体部位のリトポロジー詳細度の値よりも高くなるように、リトポロジー詳細度ファイル２１０に、事前に設定されたリトポロジー詳細度の値が身体部位別に書き込まれている。リトポロジー詳細度の値の高さと、動作データを適用して動かす際の計算負荷とはトレードオフの関係にある。つまり、リトポロジー詳細度の値が低い領域を設けることによって、計算負荷を小さくすることができる。リトポロジー詳細度決定部１Ｈを設けることによって、見た目の形状の詳細さを極力保ちつつ、動かす際の計算機負荷を軽減することができる。「動作データ」は、例えばモーションキャプチャ装置（図示せず）によって計測される。
他の例では、リトポロジー詳細度決定部１Ｈが、ＧＵＩなどを用いて身体形状データ変換装置１の操作者との対話を行い、リトポロジー詳細度を身体部位別に決定してもよい。
あるいは、他の例では、リトポロジー詳細度決定部１Ｈは、身体形状データ変換装置１の操作者が予め作成した設定ファイルを読み込むことにより、リトポロジー詳細度を身体部位別に決定してもよい。 In the example shown in FIG. 1, the retopology detail file 210 for each body part is input to the retopology detail determination unit 1H. In the retopology detail file 210, the value of the retopology detail is written for each body part.
The retopology detail determination unit 1H determines the retopology detail for each body part based on the value of the retopology detail written in the retopology detail file 210. The retopology detail determined by the retopology detail determination unit 1H has different heights depending on the body part. Specifically, the value of the retopology detail of the body part such as the face and fingers determined by the retopology detail determination unit 1H is higher than the value of the retopology detail of the body part such as the chest and abdomen. ..
That is, in the example shown in FIG. 1, the value of the retopology detail of the body part such as the face and fingers determined by the retopology detail determination unit 1H is the retopology detail of the body part such as the chest and abdomen. A preset retopology detail value is written for each body part in the retopology detail file 210 so as to be higher than the value. There is a trade-off relationship between the high value of retopology detail and the computational load when operating by applying operation data. That is, the calculation load can be reduced by providing a region having a low retopology detail value. By providing the retopology detail determination unit 1H, it is possible to reduce the computer load when moving the shape while maintaining the detail of the appearance shape as much as possible. The "motion data" is measured by, for example, a motion capture device (not shown).
In another example, the retopology detail determination unit 1H may perform a dialogue with the operator of the body shape data conversion device 1 using a GUI or the like to determine the retopology detail for each body part.
Alternatively, in another example, the retopology detail determination unit 1H may determine the retopology detail for each body part by reading a setting file created in advance by the operator of the body shape data conversion device 1.

図１に示す例では、リトポロジー部１Ｉが、ボクセルマージ部１Ｇと、リトポロジー詳細度決定部１Ｈとに接続されている。リトポロジー部１Ｉには、ボクセルマージ部１Ｇによるマージが行われたボクセルデータが入力される。また、リトポロジー部１Ｉには、リトポロジー詳細度決定部１Ｈにより決定された身体部位別のリトポロジー詳細度が入力される。
リトポロジー部１Ｉは、リトポロジー詳細度決定部１Ｈにより決定された身体部位別のリトポロジー詳細度に基づいて、ボクセルマージ部１Ｇによるマージが行われたボクセルデータに対してリトポロジーを行う。リトポロジーとは、ポリゴンメッシュの再構成である。 In the example shown in FIG. 1, the retopology unit 1I is connected to the voxel merge unit 1G and the retopology detail determination unit 1H. Voxel data merged by the voxel merging unit 1G is input to the retopology unit 1I. Further, the retopology detail of each body part determined by the retopology detail determination unit 1H is input to the retopology unit 1I.
The retopology unit 1I performs retopology on the voxel data merged by the voxel merging unit 1G based on the retopology detail for each body part determined by the retopology detail determination unit 1H. Retopology is the reconstruction of a polygon mesh.

図４はリトポロジー部１Ｉによるリトポロジーが行われたデータを説明するための図である。図４（Ａ）は人体の上半身のボクセルデータに対してポリゴンメッシュの再構成が行われた例を示している。図４（Ｂ）は人体の下半身のボクセルデータに対してポリゴンメッシュの再構成が行われた例を示している。 FIG. 4 is a diagram for explaining the data in which the retopology was performed by the retopology unit 1I. FIG. 4A shows an example in which the polygon mesh is reconstructed with respect to the voxel data of the upper body of the human body. FIG. 4B shows an example in which the polygon mesh is reconstructed with respect to the voxel data of the lower body of the human body.

図１に示す例では、スキニング部１Ｊが、リトポロジー部１Ｉに接続されている。スキニング部１Ｊには、リトポロジー部１Ｉによるリトポロジーが行われたデータが入力される。
スキニング部１Ｊは、リトポロジー部１Ｉによるリトポロジーが行われたデータに対してスキニングを行う。スキニングとは、変形可能なオブジェクト（ポリゴンサーフェス）をスケルトンにバインドすることである。スキニング部１Ｊでは、ボーン（動きデータを適用する雛形）とポリゴンとが対応させられる。
スキニング部１Ｊによるスキニングが行われたデータは、身体モデルデータ２５０として、身体形状データ変換装置１から出力される。この身体モデルデータ２５０は、例えば、上述した動作データを適用することによって、姿勢を変化させることが可能なデータである。 In the example shown in FIG. 1, the skinning unit 1J is connected to the retopology unit 1I. Data that has been retopologically performed by the retopology unit 1I is input to the skinning unit 1J.
The skinning unit 1J performs skinning on the data retopologically performed by the retopology unit 1I. Skinning is the binding of a deformable object (polygon surface) to a skeleton. In the skinning unit 1J, bones (templates to which motion data is applied) and polygons are associated with each other.
The data obtained by the skinning unit 1J is output from the body shape data conversion device 1 as body model data 250. The body model data 250 is data capable of changing the posture by applying, for example, the above-mentioned motion data.

図５はリトポロジー部１Ｉによるリトポロジーが行われたデータに対してスキニング部１Ｊによるスキニングが行われた身体モデルデータ２５０の一部を説明するための図である。図６はリトポロジー部１Ｉによるリトポロジーが行われていないデータに対してスキニング部１Ｊによるスキニングが行われた身体モデルデータ２５０の一部を説明するための図である。
図５に示すように、リトポロジー部１Ｉによるリトポロジーが行われたデータに対してスキニング部１Ｊによるスキニングが行われる場合には、現実の身体の形状にほぼ合致した形状を有する身体モデルデータ２５０が、スキニング部１Ｊによって生成される。
一方、図６に示すように、仮に、リトポロジー部１Ｉによるリトポロジーが行われていないデータに対してスキニング部１Ｊによるスキニングが行われる場合には、現実の身体の形状とは異なる形状を有する身体モデルデータ２５０が、スキニング部１Ｊによって生成されてしまう。 FIG. 5 is a diagram for explaining a part of the body model data 250 in which skinning by the skinning unit 1J is performed with respect to the data in which the retopology is performed by the retopology unit 1I. FIG. 6 is a diagram for explaining a part of the body model data 250 in which the skinning unit 1J has skinned the data that has not been retopologically performed by the retopology unit 1I.
As shown in FIG. 5, when skinning is performed by the skinning unit 1J with respect to the data retopology performed by the retopology unit 1I, the body model data 250 having a shape substantially matching the actual body shape. Is generated by the skinning unit 1J.
On the other hand, as shown in FIG. 6, if the skinning unit 1J performs skinning on the data that has not been retopologically performed by the retopology unit 1I, the data has a shape different from the actual body shape. The body model data 250 is generated by the skinning unit 1J.

図７は形状計測装置によって得られた人体の全身のデジタイズド形状データと、身体形状データ変換装置１から出力された人体の全身の身体モデルデータ２５０との差異を説明するための図である。
図８は形状計測装置によって得られた人体の上半身のデジタイズド形状データと、身体形状データ変換装置１から出力された人体の上半身の身体モデルデータ２５０との差異を説明するための図である。
図７および図８ではデジタイズド形状データと身体モデルデータ２５０の対応する部位における寸法差異が−２ｍｍ以下の部位を白色、寸法差異が２ｍｍ以上の部位を黒色、寸法差異が±１ｍｍ未満の部位を灰色にて示してある。デジタイズド形状データと身体モデルデータ２５０との寸法差異の二乗平均平方根（ＲＭＳ）は０．６７４９ｍｍ、標準偏差は０．５９４４ｍｍであり、身体モデルデータ２５０をデジタイズド形状データにほぼ一致させることができた。ここでＲＭＳを用いたのは、寸法変位が正または負の値をとることから、算術平均を用いるのが不適当なためである。
図９は、身体形状データ変換装置１から出力された身体モデルデータ２５０に対して動作データを適用した結果を説明するための図である。
図９に示すように、身体形状データ変換装置１から出力された身体モデルデータ２５０に対して動作データを適用可能であることが確認できた。図９に示す例で用いられた動作データは、モーションキャプチャ装置（図示せず）によって計測されたものである。 FIG. 7 is a diagram for explaining the difference between the digitized shape data of the whole body of the human body obtained by the shape measuring device and the body model data 250 of the whole body of the human body output from the body shape data conversion device 1.
FIG. 8 is a diagram for explaining the difference between the digitized shape data of the upper body of the human body obtained by the shape measuring device and the body model data 250 of the upper body of the human body output from the body shape data conversion device 1.
In FIGS. 7 and 8, the parts having a dimensional difference of -2 mm or less in the corresponding parts of the digitized shape data and the body model data 250 are white, the parts having a dimensional difference of 2 mm or more are black, and the parts having a dimensional difference of less than ± 1 mm are gray. It is shown in. The root mean square (RMS) of the dimensional difference between the digitized shape data and the body model data 250 was 0.6749 mm, and the standard deviation was 0.5944 mm, so that the body model data 250 could be substantially matched with the digitized shape data. The reason why RMS is used here is that it is inappropriate to use the arithmetic mean because the dimensional displacement takes a positive or negative value.
FIG. 9 is a diagram for explaining the result of applying motion data to the body model data 250 output from the body shape data conversion device 1.
As shown in FIG. 9, it was confirmed that the motion data can be applied to the body model data 250 output from the body shape data conversion device 1. The motion data used in the example shown in FIG. 9 is measured by a motion capture device (not shown).

図１０は身体形状データ変換装置１によって実行される処理を説明するためのフローチャートである。
図１０に示す例では、ステップＳ１１において、取得部１Ａが、形状計測装置によって得られたデジタイズド形状データを取得する。
次いで、ステップＳ１２では、データ部位登録部１Ｂが、形状計測装置によって計測された身体部位に応じて、ステップＳ１１において取得されたデジタイズド形状データにラベリングを行う。
次いで、ステップＳ１３では、記憶部１Ｃが、ステップＳ１２において取得されたデジタイズド形状データの解像度を記憶する。ステップＳ１３は、ステップＳ１２が実行される前に、実行されてもよい。 FIG. 10 is a flowchart for explaining the process executed by the body shape data conversion device 1.
In the example shown in FIG. 10, in step S11, the acquisition unit 1A acquires the digitized shape data obtained by the shape measuring device.
Next, in step S12, the data part registration unit 1B labels the digitized shape data acquired in step S11 according to the body part measured by the shape measuring device.
Next, in step S13, the storage unit 1C stores the resolution of the digitized shape data acquired in step S12. Step S13 may be executed before step S12 is executed.

次いで、ステップＳ１４では、ボクセル粒径決定部１Ｄが、ボクセル粒径を決定する。
次いで、ステップＳ１５では、ボクセル変換部１Ｅが、ステップＳ１４において決定されたボクセル粒径に基づいて、ステップＳ１２におけるラベリングが行われたデジタイズド形状データをボクセルデータに変換する。
次いで、ステップＳ１６では、身体表面ランドマーク登録部１Ｆが、ステップＳ１５における変換が行われたボクセルデータから、身体表面ランドマークを抽出して登録する。
次いで、ステップＳ１７では、ボクセルマージ部１Ｇが、ステップＳ１６において登録された身体表面ランドマークに基づいて、ステップＳ１５における変換が行われたボクセルデータをマージする。
身体形状データ変換装置１に入力されるデジタイズド形状データが、人体の全身のデジタイズド形状データ１２０のみである場合には、ステップＳ１６およびステップＳ１７は実行されない。 Next, in step S14, the voxel particle size determining unit 1D determines the voxel particle size.
Next, in step S15, the voxel conversion unit 1E converts the digitized shape data labeled in step S12 into voxel data based on the voxel particle size determined in step S14.
Next, in step S16, the body surface landmark registration unit 1F extracts and registers the body surface landmark from the voxel data converted in step S15.
Next, in step S17, the voxel merging unit 1G merges the voxel data converted in step S15 based on the body surface landmark registered in step S16.
If the digitized shape data input to the body shape data conversion device 1 is only the digitized shape data 120 of the whole body of the human body, steps S16 and S17 are not executed.

次いで、ステップＳ１８では、リトポロジー詳細度決定部１Ｈが、身体部位別にリトポロジー詳細度を決定する。
次いで、ステップＳ１９では、リトポロジー部１Ｉが、ステップＳ１８において決定されたリトポロジー詳細度に基づいて、ステップＳ１７におけるマージが行われたデータに対してリトポロジーを行う。
次いで、ステップＳ２０では、スキニング部１Ｊが、ステップＳ１９におけるリトポロジーが行われたデータに対してスキニングを行う。
次いで、ステップＳ２１では、身体形状データ変換装置１が、ステップＳ２０におけるスキニングが行われた身体モデルデータ２５０を出力する。 Next, in step S18, the retopology detail determination unit 1H determines the retopology detail for each body part.
Next, in step S19, the retopology unit 1I performs retopology on the merged data in step S17 based on the retopology detail determined in step S18.
Next, in step S20, the skinning unit 1J performs skinning on the retopologically performed data in step S19.
Next, in step S21, the body shape data conversion device 1 outputs the skinned body model data 250 in step S20.

図１０に示す例では、図１０に示す処理が身体形状データ変換装置１によって（つまり、１箇所に配置されたコンピュータによって）実行されるが、他の例では、図１０に示す処理がクラウドコンピューティングによって実行されてもよい。つまり、この例では、例えばインターネットなどを介して分散して配置された複数のコンピュータによって、図１０に示す処理が実行される。 In the example shown in FIG. 10, the process shown in FIG. 10 is executed by the body shape data conversion device 1 (that is, by a computer arranged in one place), but in another example, the process shown in FIG. 10 is executed by cloud computing. It may be performed by a computer. That is, in this example, the process shown in FIG. 10 is executed by a plurality of computers distributed and arranged via the Internet, for example.

上述したように、実施形態の身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムによれば、リトポロジーが行われることなくスキニングが行われる場合（図６参照）よりも、図５に示すように、出力される身体モデルデータ２５０をデジタイズド形状データ１１０Ａ、１１０Ｂ、…、１１０Ｎ、１２０、１３０に近づけることができる。その結果、形状計測装置によって得られた例えば人体の形状データの表面構造を、その寸法精度を損なうことなく、例えば人体の動作データを適用可能な構造に変換することができる。 As described above, according to the body shape data conversion device, the body shape data conversion method and the program of the embodiment, as shown in FIG. 5, as compared with the case where skinning is performed without performing retopology (see FIG. 6). In addition, the output body model data 250 can be brought close to the digitized shape data 110A, 110B, ..., 110N, 120, 130. As a result, the surface structure of, for example, the shape data of the human body obtained by the shape measuring device can be converted into an applicable structure, for example, the motion data of the human body without impairing the dimensional accuracy.

前述のとおり、人間の形状データを、本人の動作データを適用して動かせる形式でデジタルアーカイブする技術はこれまで知られていない。
また、これまで形状計測機が用られてきた文化財アーカイブや機械部品のリバースエンジニアリング分野と、映画ゲームの製作分野とは業界が異なる。
さらに形状計測機の出力するデータの表面構造は、モーションキャプチャで得られる動作データの適用に適しない構造である。実施形態の身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムでは、それをリトポロジーを行うことによって解決した。
さらに、実施形態の身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムでは、形状計測機のデジタイズド形状データの解像度に応じてボクセル粒径を決定し、データの身体部位に応じてリトポロジー詳細度を決定する。この技術的特徴によって、通常、形状計測機やＣＧツールの操作に精通していないアーカイブ分野の従事者（一般にアーキビストと呼称されている）であっても、データ変換処理を（半）自動で行うことができるようになる。 As mentioned above, there is no known technology for digitally archiving human shape data in a format that can be moved by applying the movement data of the person.
In addition, the industry is different from the field of reverse engineering of cultural property archives and machine parts, where shape measuring machines have been used, and the field of movie game production.
Further, the surface structure of the data output by the shape measuring machine is a structure unsuitable for applying the motion data obtained by motion capture. In the body shape data conversion device, the body shape data conversion method and the program of the embodiment, it was solved by performing retopology.
Further, in the body shape data conversion device, the body shape data conversion method and the program of the embodiment, the voxel particle size is determined according to the resolution of the digitized shape data of the shape measuring device, and the retopology detail is determined according to the body part of the data. To determine. Due to this technical feature, even workers in the archive field (generally called archivists) who are not familiar with the operation of shape measuring machines and CG tools can perform data conversion processing (semi-) automatically. You will be able to do it.

本発明の身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムは、生活・福祉・ヘルスケア分野、スポーツ・健康支援分野などにおいて広く利用することができる。
また、本発明の身体形状データ変換装置、身体形状データ変換方法およびプログラムは、人間の身体形状に対して適用可能であるのみならず、例えば馬などの動物の身体形状に対しても適用可能である。 The body shape data conversion device, body shape data conversion method and program of the present invention can be widely used in the fields of life / welfare / healthcare, sports / health support and the like.
Further, the body shape data conversion device, the body shape data conversion method and the program of the present invention can be applied not only to the human body shape but also to the body shape of an animal such as a horse. be.

１…身体形状データ変換装置
１Ａ…取得部
１Ｂ…データ部位登録部
１Ｃ…記憶部
１Ｄ…ボクセル粒径決定部
１Ｅ…ボクセル変換部
１Ｆ…身体表面ランドマーク登録部
１Ｇ…ボクセルマージ部
１Ｈ…リトポロジー詳細度決定部
１Ｉ…リトポロジー部
１Ｊ…スキニング部
１Ｋ…最小入力値出力部
１１０Ａ…デジタイズド形状データ
１１０Ｂ…デジタイズド形状データ
１１０Ｃ…デジタイズド形状データ
１２０…デジタイズド形状データ
１３０…デジタイズド形状データ
１５０…ＸＯＲ演算部
２００…ボクセル最小粒径ファイル
２１０…リトポロジー詳細度ファイル
２５０…身体モデルデータ 1 ... Body shape data conversion device 1A ... Acquisition unit 1B ... Data part registration unit 1C ... Storage unit 1D ... Boxel particle size determination unit 1E ... Boxel conversion unit 1F ... Body surface landmark registration unit 1G ... Boxel merge unit 1H ... Retopology Detail determination unit 1I ... Retopology unit 1J ... Skinning unit 1K ... Minimum input value output unit 110A ... Digitized shape data 110B ... Digitized shape data 110C ... Digitized shape data 120 ... Digitized shape data 130 ... Digitized shape data 150 ... XOR calculation unit 200 ... Boxel minimum particle size file 210 ... Retopology detail file 250 ... Body model data

Claims

An acquisition unit that acquires digitized shape data obtained by the shape measuring device,
A data part registration unit that labels the digitized shape data acquired by the acquisition unit according to the body part measured by the shape measuring device.
A storage unit that stores the resolution of the digitized shape data acquired by the acquisition unit, and a storage unit.
A voxel particle size determination unit that determines the voxel particle size,
A voxel conversion unit that converts digitized shape data labeled by the data site registration unit into voxel data based on the voxel particle size determined by the voxel particle size determination unit.
A body surface landmark registration unit that extracts and registers body surface landmarks from voxel data converted by the voxel conversion unit, and a body surface landmark registration unit.
A voxel merging unit that merges voxel data converted by the voxel conversion unit based on the body surface landmark registered by the body surface landmark registration unit, and a voxel merging unit.
Retopology detail determination unit that determines retopology detail for each body part,
Based on the retopology detail determined by the retopology detail determination unit, the retopology unit that retopologies the data merged by the voxel merge unit, and the retopology unit.
It is provided with a skinning unit that performs skinning on the data that has been retopologically performed by the retopology unit.
Outputs body model data obtained by skinning by the skinning unit.
Body shape data converter.

The data acquired by the acquisition unit is whole body digitized shape data, a plurality of digitized shape data, or digitized shape data of a part of the body.
The union of the plurality of digitized shape data becomes the digitized shape data of the whole body.
The body shape data conversion device according to claim 1.

The body model data output by the body shape data conversion device is data capable of changing the posture by applying the motion data measured by the motion capture device.
The body shape data conversion device according to claim 1 or 2.

The voxel particle size determining unit determines the voxel particle size by multiplying the resolution of the digitized shape data stored in the storage unit and the smaller of the predetermined minimum particle sizes by a predetermined coefficient. decide,
The body shape data conversion device according to any one of claims 1 to 3.

The body surface landmarks extracted and registered by the body surface landmark registration unit are optotypes or anatomical landmarks affixed to the body surface of the person to be measured when the digitized shape data is created.
The body shape data conversion device according to any one of claims 1 to 4.

The retopology detail determined by the retopology detail determination unit has different heights depending on the body part.
The body shape data conversion device according to any one of claims 1 to 5.

The acquisition step to acquire the digitized shape data obtained by the shape measuring device, and
A data part registration step for labeling the digitized shape data acquired in the acquisition step according to the body part measured by the shape measuring device, and a data part registration step.
A storage step for storing the resolution of the digitized shape data acquired in the acquisition step, and a storage step.
The voxel particle size determination step to determine the voxel particle size and
A voxel conversion step of converting digitized shape data labeled in the data site registration step into voxel data based on the voxel particle size determined in the voxel particle size determination step.
A body surface landmark registration step for extracting and registering body surface landmarks from the converted voxel data in the voxel conversion step,
A voxel merge step that merges voxel data converted in the voxel conversion step based on the body surface landmark registered in the body surface landmark registration step, and a voxel merge step.
Retopology detail determination step to determine retopology detail for each body part,
Based on the retopology detail determined in the retopology detail determination step, the retopology step that retopology the merged data in the voxel merge step and the retopology step
A skinning step for skinning the retopologically performed data in the retopology step is provided.
Output the body model data in which the skinning was performed in the skinning step.
Body shape data conversion method.

On the computer
The acquisition step to acquire the digitized shape data obtained by the shape measuring device, and
A data part registration step for labeling the digitized shape data acquired in the acquisition step according to the body part measured by the shape measuring device, and a data part registration step.
A storage step for storing the resolution of the digitized shape data acquired in the acquisition step, and a storage step.
The voxel particle size determination step to determine the voxel particle size and
A voxel conversion step of converting digitized shape data labeled in the data site registration step into voxel data based on the voxel particle size determined in the voxel particle size determination step.
A body surface landmark registration step for extracting and registering body surface landmarks from the converted voxel data in the voxel conversion step,
A voxel merge step that merges voxel data converted in the voxel conversion step based on the body surface landmark registered in the body surface landmark registration step, and a voxel merge step.
Retopology detail determination step to determine retopology detail for each body part,
Based on the retopology detail determined in the retopology detail determination step, the retopology step that retopology the merged data in the voxel merge step and the retopology step
A program for executing a skinning step that performs skinning on the retopologically performed data in the retopology step.