人の概形形状の計測と表示

3.6 人の概形形状の計測と表示

図3.11 1輝点でのノイズレベルの測定

3.6.2 輝点座標の index 化による近傍輝点の探索方法

隣接フレームにおける同一輝点の探索、後述する身体概形の補間、呼吸運動の補間のそ れぞれの過程において、その近傍に位置する輝点の探索が必要となる。

近傍輝点の探索は輝点の座標情報から行うが、通常、輝点にはラベリングが行われた順 に番号が割り振られている。そこで、近傍輝点の探索を容易にするため、輝点番号にindex 情報を与える処理を以下のようにして行う。

隣接フレームにおける同一輝点の探索では、画像サイズが 640×480 であるので画面を 48行64列に区切る。なおこのとき、区切られた桝目にそれぞれ輝点が 0～2点入る状態 とするのが望ましく、投影した輝点数に基づいて設定を変更する。

m行n列に属する輝点が2点存在する場合は、2つの輝点に対して(m,n,1),(m,n,2)とい う輝点番号を与える。同様の処理をすべての輝点に対して行う。

この処理を行った輝点に対して、近傍輝点の探索を行う際にはm-1行からm+1行、n-1 列からn+1列の9つの桝目に属する輝点の座標から探索する。ここで、輝点を探索する方 向を、その輝点が属する升目と及びその升目と隣り合う基線の方向（行方向）の升目の、

3 つの升目としないのは、ノイズにより輝点が基線方向以外に動く可能性を考慮してのこ とである。

身体概形の補間、呼吸運動の補間のそれぞれの過程においては、輝点の3次元座標が取 得されているため、同様の処理を実空間のX,Y座標について行う。

ノイ ズレ ベル

試行回数

-0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

(pixel)

これにより、対応点探索をする際に不必要な輝点のマッチングを行う必要がなくなるた め、処理時間の短縮化をはかることができる。

図3.12 輝点のindex化

3.6.3 概形形状の表示

本システムは、FG により生成される各輝点の基準位置（ベッド上に何もない状態での 各輝点位置）からの移動量により、各輝点の高さ

 ^{X Y Z , ,} 

を求めるものである。したがっ て処理装置は、基準画像から各輝点の重心座標を求め、記憶しておく必要がある。

最初にベッドのほぼ真上に配置したBody Cameraを用いて無人時の輝点画像を取得す る(ST13)。これを基準輝点画像と名付ける。

ここで輝点投影画像は、ノイズにより輝点とされてはいけない箇所が輝点とみなされる 場合や、輝点とみなされるべき箇所が輝点とみなされない場合がある。基準画像において 1回だけ撮影した輝点投影画像1を基準画像として用いると、ノイズの影響が大きくなっ てしまう。

したがって、基準輝点画像は5回撮影し、4回以上同様の場所に輝点の重心が現れた箇

3.6 人の概形形状の計測と表示

所を基準輝点の存在する位置とする。

同様の場所に重心が現れた回数をn回とすると、







ⁿ

j

j i j i i

i

y x y n

x

1

,

,

, )

( ) ,

(

(3.12)

により算出された位置を基準輝点の座標とする。これにより、ノイズの影響を低減した 基準画像を得ることができる。

測定時にはBody Cameraから連続して輝点投影画像1を取得する。この取得画像と基 準画像の比較を行うことで各輝点の移動量を算出する。算出された移動量に基づき、FG 視覚センサの原理により、各輝点の3次元の移動量を算出する。

ここで、FG 視覚センサは先述したように空間を粗くサンプリングするものであり、輝 点のみで3次元形状の構築を行ったものでは、身体概形は判り辛い。そのため、以下の手 順で情報の線形補間処理を行う。

1. 補間したい3次元座標（X,Y,Z）から近傍の3個の輝点を探索する。但し、3個の輝点 はそれぞれ（X,Y）を基準として、それぞれ異なる象現に属するものとする。

2. 3個の輝点の3次元座標を

( x

_i

, y

_i

, z

_i

)

とし、以下の式から距離を算出する。

2

2 ( )

)

( _{i i}

i  X x  Y y



（3.13）

また、

SUM_A=∑δ i （3.14）

とする。

3. 以下の式を用いて、（X,Y）におけるZを算出する。







³



1

_

) _

(

i

i

i

z

A SUM

A

Z SUM 

（3.15）

4. 求めたいX,Yについて1～3を繰り返し行う。

以上の手順によりリサンプリングを行い構築した身体概形を図3.13に示す。図3.13は、

被験者が仰向けの状態でベッド上に横たわっている場合の例である。図3.13では、胸部や 腹部のほか、股下までが概形としてとらえられている。なお、身体概形として見やすくす るため、デプスキューイング処理による陰影付けを行っている。

図3.13 補間後の身体概形の表示

ドキュメント内 学位論文 博士（工学） (ページ 45-50)