(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-29
(45)【発行日】2024-08-06
(54)【発明の名称】送受信システムおよび送受信方法
(51)【国際特許分類】
G06T 17/05 20110101AFI20240730BHJP
【ＦＩ】
G06T17/05
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2023128727
(22)【出願日】2023-08-07
【審査請求日】2023-08-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000135771
【氏名又は名称】株式会社パスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100180806
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 剛
(74)【代理人】
【氏名又は名称】阿形 直起
(72)【発明者】
【氏名】坂元 光輝
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 俊明
【審査官】三沢 岳志
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－０１５２１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１４９０６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３５１３１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１７９３６５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｔ １７／０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信装置および受信装置を有する送受信システムであって、前記送信装置は、
所定の座標空間において、地表および地物の形状を示す複数の構成点の位置を示す座標情報を含む第１点群情報を記憶する第１記憶部と、
前記第１点群情報に含まれる複数の構成点の座標情報を含まず、かつ前記第１点群情報に含まれる前記複数の構成点が示す物の種類に基づく各構成点の分類結果を示すクラス情報を生成する生成部と、
前記クラス情報を送信する送信部と、を有し、
前記受信装置は、
前記第１点群情報と同一の地表および地物の形状を示す第２点群情報を記憶する第２記憶部と、
前記クラス情報を受信する受信部と、
前記クラス情報を前記第２点群情報に含まれる複数の構成点に対応付ける対応付け部と、
を有することを特徴とする送受信システム。
【請求項2】
前記送信装置は、前記第１点群情報に含まれる構成点を所定の規則に従って並べ替えるとともに、前記並べ替えられた構成点に対応するように前記クラス情報を並べ替える分類部をさらに有し、前記対応付け部は、前記第２点群情報に含まれる構成点を前記所定の規則に従って並べ替え、前記第２点群情報に含まれる複数の構成点に前記クラス情報を対応付ける、
請求項１に記載の送受信システム。
【請求項3】
前記分類部は、前記所定の規則に従って前記第１点群情報に含まれる構成点を複数のグループに分類し、当該複数のグループのそれぞれについて前記構成点を並べ替え、前記対応付け部は、前記所定の規則に従って前記第２点群情報に含まれる構成点を複数のグループに分類し、当該複数のグループのそれぞれについて前記構成点を並べ替える、
請求項２に記載の送受信システム。
【請求項4】
前記分類部は、各グループについて、当該グループに分類された構成点を複数の小グループに分類し、当該複数の小グループのそれぞれについて、当該小グループに含まれる構成点を各構成点の座標情報に基づいて並べ替える、請求項３に記載の送受信システム。
【請求項5】
送信装置および受信装置を有する送受信システムによって実行される送受信方法であって、前記送信装置が、
所定の座標空間において、地表および地物の形状を示す複数の構成点の位置を示す座標情報を含む第１点群情報を記憶し、
前記第１点群情報に含まれる複数の構成点の座標情報を含まず、かつ前記第１点群情報に含まれる前記複数の構成点が示す物の種類に基づく各構成点の分類結果を示すクラス情報を生成し、
前記クラス情報を送信し、
前記受信装置が、
前記第１点群情報と同一の地表および地物の形状を示す第２点群情報を記憶し、
前記クラス情報を受信し、
前記クラス情報を前記第２点群情報に含まれる複数の構成点に対応付ける、
ことを含むことを特徴とする送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送受信システムおよび送受信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）計測等により取得された点群データに基づいて、物体の形状を推定する技術が知られている。例えば、航空レーザ測量により取得された点群データに基づいて、地物や地表の形状を示すＤＳＭ（Digital Surface Model）およびＤＥＭ（Digital Elevation Model）等が生成される。点群データに基づく形状推定においては、点群データが示す物体の種別に応じて適切に点群を分類することが求められる。特許文献１には、点群データから道路面を示す道路面候補点群を抽出する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１７３７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
点群は、点群データを構成する構成点のそれぞれに、各構成点が示す物の種類（例えば、地表面、建物、ノイズ等）のクラスを設定することにより分類される。クラスは、特許文献１に記載の装置等によって自動で設定され、作業者によってクラスが適切に設定されているか否かが確認される。クラスは、作業者によって全て手動で設定されてもよい。いずれの場合も、点群データの管理者と、クラスを設定する作業者との間で点群データの受け渡しが必要となる。
【0005】
点群データはデータ容量が大きく、ネットワークを介してこれを送信するためには長い時間を要する。そこで、点群のクラスを設定する作業者との間でのデータの送受信に要する時間を短縮することが求められている。
【0006】
発明者らは、点群データの全てを送受信するのではなく、点群データに含まれる構成点のクラスを示す情報のみを効率的に送受信することにより、データの送受信に要する時間を短縮する手法を発明した。
【0007】
本発明は、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間を短縮することを可能とする送受信システムおよび送受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の実施形態に係る送受信システムは、送信装置および受信装置を有する送受信システムであって、送信装置は、所定の座標空間において、地表および地物の形状を示す複数の構成点の位置を示す座標情報を含む第１点群情報を記憶する第１記憶部と、第１点群情報に含まれる複数の構成点の座標情報を含まず、かつ第１点群情報に含まれる複数の構成点が示す物の種類に基づく各構成点の分類結果を示すクラス情報を生成する生成部と、クラス情報を送信する送信部と、を有し、受信装置は、第１点群情報と同一の地表および地物の形状を示す第２点群情報を記憶する第２記憶部と、クラス情報を受信する受信部と、クラス情報を第２点群情報に含まれる複数の構成点に対応付ける対応付け部と、を有することを特徴とする。
【0009】
また、送信装置は、第１点群情報に含まれる構成点を所定の規則に従って並べ替えるとともに、並べ替えられた構成点に対応するようにクラス情報を並べ替える分類部をさらに有し、対応付け部は、第２点群情報に含まれる構成点を所定の規則に従って並べ替え、第２点群情報に含まれる複数の構成点にクラス情報を対応付ける、ことが好ましい。
【0010】
また、分類部は、所定の規則に従って第１点群情報に含まれる構成点を複数のグループに分類し、当該複数のグループのそれぞれについて構成点を並べ替え、対応付け部は、所定の規則に従って第２点群情報に含まれる構成点を複数のグループに分類し、当該複数のグループのそれぞれについて構成点を並べ替えることが好ましい。
【0011】
また、分類部は、各グループについて、グループに分類された構成点を複数の小グループに分類し、複数の小グループのそれぞれについて、小グループに含まれる構成点を各構成点の座標情報に基づいて並べ替えることが好ましい。
【0012】
本発明の実施形態に係る送受信方法は、送信装置および受信装置を有する送受信システムによって実行される送受信方法であって、送信装置が、所定の座標空間において、地表および地物の形状を示す複数の構成点の位置を示す座標情報を含む第１点群情報を記憶し、第１点群情報に含まれる複数の構成点の座標情報を含まず、かつ第１点群情報に含まれる複数の構成点が示す物の種類に基づく各構成点の分類結果を示すクラス情報を生成し、クラス情報を送信し、受信装置が、第１点群情報と同一の地表および地物の形状を示す第２点群情報を記憶し、クラス情報を受信し、クラス情報を第２点群情報に含まれる複数の構成点に対応付ける、ことを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る送受信システムおよび送受信方法は、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間を短縮することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】送受信システム１の概略構成の例を示す模式図である。
【図2】管理装置２の例示的な機能ブロック図である。
【図3】編集装置３の例示的な機能ブロック図である。
【図4】点群情報テーブルＴ１のデータ構造の例を示す図である。
【図5】クラス情報テーブルＴ２のデータ構造の例を示す図である。
【図6】クラス情報設定処理の流れの例を示すシーケンス図である。
【図7】変換処理の流れの例を示すフロー図である。
【図8】構成点の分類の例について説明するための模式図である。
【図9】構成点の並べ替えの結果について説明するための模式図である。
【図10】符号化クラス情報について説明するための模式図である。
【図11】領域設定処理の流れの例を示すフロー図である。
【図12】座標情報の正規化について説明するための模式図である。
【図13】下方分離面および上方分離面の算出について説明するための模式図である。
【図14】追加分離面の算出について説明するための模式図である。
【図15】変換処理によって生成される変換データＤのデータ構造の例を示す図である。
【図16】複数クラス領域に含まれる構成点のクラスに関する情報Ｅのデータ構造の例を示す図である。
【図17】対応付け処理の流れの例を示すフロー図である。
【図18】相互に傾きが異なる下方分離面および上方分離面の算出について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しつつ、本発明の様々な実施形態について説明する。本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【0016】
図１は、本発明の実施形態に係る送受信システム１の概略構成の例を示す図である。送受信システム１は、点群情報を管理する管理拠点と、点群情報に含まれる構成点の分類結果を示すクラス情報を設定する編集拠点との間でクラス情報を送受信する。点群情報は、所定の座標空間において地表および建物の形状を示す複数の構成点の位置を示す座標情報を含む。クラス情報は、各構成点が示す物の種類に基づく各構成点の分類結果を示す。送受信システム１は、管理拠点に設置される管理装置２および編集拠点に設置される編集装置３を有する。管理装置２と編集装置３とは、インターネットまたはイントラネットであるネットワークＮを介して通信する。管理装置２および編集装置３は、受信装置および送信装置の一例である。
【0017】
図２は、管理装置２の例示的な機能ブロック図である。管理装置２は、例えばサーバ、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、スマートフォン等のコンピュータである。管理装置２は、点群情報を編集装置３に送信する。また、管理装置２は、点群情報に含まれる構成点のクラスを示すクラス情報を編集装置３から受信し、構成点に対応付ける。管理装置２は、記憶部２１、通信部２２および処理部２３を有する。
【0018】
記憶部２１は、プログラムおよびデータを記憶するための構成であり、例えば半導体メモリを備える。記憶部２１は、プログラムとして、処理部２３による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム等を記憶する。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）等のコンピュータ読取可能かつ非一時的な可搬型記憶媒体から記憶部２１にインストールされる。
【0019】
通信部２２は、管理装置２を他の装置と通信可能にする構成であり、通信インタフェース回路を備える。通信インタフェース回路は、有線ＬＡＮ（Local Area Network）又は無線ＬＡＮ等の通信インタフェース回路である。通信部２２は、データを他の装置から受信して処理部２３に供給するとともに、処理部２３から供給されたデータを他の装置に送信する。
【0020】
処理部２３は、管理装置２の動作を統括的に制御する構成であり、一つまたは複数のプロセッサおよびその周辺回路を備える。処理部２３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備える。処理部２３は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を備えてもよい。処理部２３は、記憶部２１に記憶されているプログラムに基づいて管理装置２の各種処理が適切な手順で実行されるように、各構成の動作を制御するとともに、各種の処理を実行する。
【0021】
処理部２３は、送信部２３１、受信部２３２および対応付け部２３３を機能ブロックとして有する。これらの機能ブロックは、処理部２３がプログラムを実行することによって実現される機能モジュールである。これらの各部は、専用の処理回路として管理装置２に実装されてもよい。
【0022】
図３は、編集装置３の例示的な機能ブロック図である。編集装置３は、例えばＰＣ、タブレット端末、スマートフォン等のコンピュータである。編集装置３は、点群情報を管理装置２から受信する。また、編集装置３は、点群情報に含まれる構成点のクラスを示すクラス情報を設定し、クラス情報を管理装置２に送信する。編集装置３は、記憶部３１、通信部３２、表示部３３、操作部３４および処理部３５を有する。
【0023】
記憶部３１は、プログラムおよびデータを記憶するための構成であり、例えば半導体メモリを備える。記憶部３１は、プログラムとして、処理部３５による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム等を記憶する。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能かつ非一時的な可搬型記憶媒体から記憶部３１にインストールされる。
【0024】
通信部３２は、編集装置３を他の装置と通信可能にする構成であり、通信インタフェース回路を備える。通信インタフェース回路は、有線ＬＡＮ（Local Area Network）又は無線ＬＡＮ等の通信インタフェース回路である。通信部３２は、データを他の装置から受信して処理部３５に供給するとともに、処理部３５から供給されたデータを他の装置に送信する。
【0025】
表示部３３は、画像を表示するための構成であり、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等のディスプレイを備える。表示部３３は、処理部３５から供給された表示データに基づいて画像を表示する。
【0026】
操作部３４は、編集装置３に対する操作を受け付けるための構成であり、キーボード、キーパッド、マウス等の入力デバイスを備える。操作部３４は、表示部３３と一体化されたタッチパネルを備えてもよい。操作部３４は、受け付けた操作に応じた信号を処理部３５に供給する。
【0027】
処理部３５は、編集装置３の動作を統括的に制御する構成であり、一つまたは複数のプロセッサおよびその周辺回路を備える。処理部３５は、例えば、ＣＰＵを備える。処理部２３は、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等を備えてもよい。処理部３５は、記憶部３１に記憶されているプログラムに基づいて編集装置３の各種処理が適切な手順で実行されるように、各構成の動作を制御するとともに、各種の処理を実行する。
【0028】
処理部３５は、受信部３５１、生成部３５２、送信部３５３、分類部３５４、設定部３５５および変換部３５６を機能ブロックとして有する。これらの機能ブロックは、処理部３５がプログラムを実行することによって実現される機能モジュールである。これらの機能ブロックは、専用の処理回路として編集装置３に実装されてもよい。
【0029】
図４は、点群情報テーブルＴ１のデータ構造の例を示す図である。点群情報テーブルＴ１は、点群情報を記憶する。点群情報は、ＬｉＤＡＲ計測により取得され、管理装置２に記憶される。点群情報は、例えばＬＡＳファイル形式に従うデータであるが、このような例に限られず、テキストデータ等の任意の形式のデータでもよい。
【0030】
点群情報は、複数の構成点のそれぞれを識別する構成点ＩＤと、各構成点の座標情報を記憶する。各構成点は、ＬｉＤＡＲ計測において照射されたレーザの反射点に対応する。構成点ＩＤは、各構成点を識別する情報である。座標情報は、座標空間において構成点の位置を示す情報である。座標空間は、平面直角座標系または任意の数学座標系（直交座標系）に従う空間である。点群情報に含まれる複数の構成点は、所定の基準に基づいて順序付けられる。図４に示す例では、複数の構成点は、構成点ＩＤに基づいて順序付けられている。
【0031】
図５は、クラス情報テーブルＴ２のデータ構造の一例を示す図である。クラス情報テーブルＴ２は、複数の構成点のそれぞれのクラスを示すクラス情報を記憶する。クラスは、各構成点が示す物体の種別等を示す情報である。例えば、地表および建物のクラス情報が対応付けられた構成点は、座標空間において、地表および建物の形状をそれぞれ示す。また、ノイズのクラス情報が対応付けられた構成点は、レーザのマルチパスまたは空気中の雲若しくは水蒸気での反射等のノイズに起因するものであり、特定の物体の形状を示さない。
【0032】
クラス情報は、点群情報テーブルＴ４に含まれる構成点と同一の順序となるように順序付けられる。これにより、クラス情報を取得した管理装置２は、クラス情報に構成点ＩＤおよび座標情報が含まれなくても、点群情報に含まれる各構成点にクラス情報を対応付けることができる。図５に示す例では、構成点ＩＤが１、２、３および４の構成点に、地表クラス、建物クラス、建物クラスおよびノイズクラスがそれぞれ設定されている。
【0033】
図６は、送受信システム１によって実行されるクラス情報設定処理の流れの例を示すシーケンス図である。クラス情報設定処理は、点群情報にクラス情報を対応付けるための処理である。クラス情報設定処理は、管理装置２および編集装置３の処理部が、各装置の他の構成と協働することにより実現される。
【0034】
最初に、管理装置２の送信部２３１は、通信部２２を介して点群情報を編集装置３に送信する（ステップＳ１０１）。点群情報は、記憶部２１にあらかじめ記憶されている。記憶部２１に記憶されている点群情報は、第１点群情報の一例である。
【0035】
次に、編集装置３の受信部３５１は、通信部３２を介して点群情報を受信する（ステップＳ１０２）。受信部３５１は、受信した点群情報を記憶部３１に記憶する。記憶部３１に記憶されている点群情報は、第２点群情報の一例である。
【0036】
次に、編集装置３の生成部３５２は、クラス情報を生成する（ステップＳ１０３）。例えば、生成部３５２は、所定のアルゴリズムに従って、点群情報に含まれる複数の構成点のそれぞれにクラスを自動で設定する。生成部３５２は、点群情報に含まれる構成点を表示部３３に表示し、操作部３４に対する作業者の操作に基づいて各構成点にクラスを手動で設定してもよい。生成部３５２は、各構成点に設定されたクラスを示すクラス情報を生成して記憶部３１に記憶する。
【0037】
次に、変換処理が実行される（ステップＳ１０４）。変換処理は、クラス情報に基づいて変換データを生成する処理である。変換データは、クラス情報を可逆圧縮したデータである。変換処理の詳細は後述する。
【0038】
次に、編集装置３の送信部３５３は、通信部３２を介して変換データを管理装置２に送信する（ステップＳ１０５）。
【0039】
次に、管理装置２の受信部２３２は、通信部２２を介して変換データを受信する（ステップＳ１０６）。受信部２３２は、受信した変換データを記憶部２１に記憶する。
【0040】
次に、管理装置２の対応付け部２３３は、対応付け処理を実行する（ステップＳ１０７）。対応付け処理は、変換データに基づいて、複数の構成点にクラス情報を対応付ける処理である。対応付け処理の詳細は後述する。以上で、クラス情報設定処理が終了する。
【0041】
図７は、変換処理の流れの例を示すフロー図である。変換処理は、編集装置３によって、クラス情報設定処理のステップＳ１０４において実行される。
【0042】
最初に、分類部３５４は、点群情報およびクラス情報を第２記憶部３１から取得する（ステップＳ２０１）。
【0043】
次に、分類部３５４は、所定の規則に従って、点群情報に含まれる構成点を複数のグループに分類する（ステップＳ２０２）。例えば、分類部３５４は、点群情報に含まれる構成点を、各構成点の位置情報に基づいて複数のグループに分類する。
【0044】
図８は、構成点の分類の例について説明するための模式図である。分類部３５４は、点群情報に含まれる複数の構成点Ｐの水平方向における分布範囲Ｒを特定する。図８に示す例では、水平方向は、例えば任意の数学座標系（直交座標系）におけるＸ方向およびＹ方向を含む平面に沿った方向である。この場合、分類部３５４は、複数の構成点のうちから、最小のＸ座標を有する構成点、最大のＸ座標を有する構成点、最小のＹ座標を有する構成点および最大のＹ座標を有する構成点をそれぞれ特定する。分類部３５４は、Ｘ方向において最小のＸ座標の位置から最大のＸ座標の位置まで延伸し、Ｙ方向において最小のＹ座標の位置から最大のＹ座標の位置まで延伸する矩形領域を分布範囲Ｒとして特定する。図８に示す例では、Ｘ方向における幅がＷｘであり、Ｙ方向における幅がＷｙである矩形領域が分布範囲Ｒとして特定されている。
【0045】
分類部３５４は、それぞれが所定の大きさおよび形状を有する複数のバケットを分布範囲に設定する。図８に示す例では、各バケットはＸ方向の幅がｂｘ、Ｙ方向の幅がｂｙである矩形の領域であり、各バケットは分布範囲の内部でＸ方向およびＹ方向に配列されている。各バケットの大きさは、バケットの内部において地物および地表の形状が急峻に変化しないような範囲で設定される。例えば、ｂｘおよびｂｙは、それぞれ１０［ｍ］以上かつ１００［ｍ］以下に設定される。図８に示す例では、Ｘ方向にＮ個のバケットが、Ｙ方向にＭ個のバケットが配列されている。ＮはＷｘをｂｘで除した値以上で最小の整数であり、ＭはＷｙをｂｙで除した値以上で最小の整数である。
【0046】
分類部３５４は、複数のバケットを、それらの位置関係に基づいて順序付ける。例えば、複数のバケットは、Ｘ方向またはＹ方向に隣接するバケットが隣接する順序となるように順序付けられる。図８に示す例では、Ｘ方向に隣接するバケットが隣接する順序になるように順序付けられている。すなわち、図８に示す例では、分布範囲Ｒの左上端に位置するバケットＢ１が先頭のバケットとされ、そこから右側に位置するバケットＢ２、…ＢＮが隣接する順序となるように順序付けられている。分布範囲Ｒの右上端に位置するＢＮの次がバケットＢ１にＹ方向に隣接するバケットＢ（Ｎ＋１）となるように順序付けられている。以降も同様の規則に従い、各バケットが順序付けられている。
【0047】
分類部３５４は、各構成点の水平位置に基づいて、各構成点が複数のバケットのうちのいずれに含まれるかを判定する。すなわち、分類部３５４は、各構成点のＸ座標およびＹ座標によって特定される水平位置が、いずれのバケットの内部に位置するかを判定する。分類部３５４は、同一のバケットに含まれる構成点が同一のグループに含まれるように、各構成点を複数のグループに分類する。なお、一般的な点群データにおいては、各バケットに数百点以上の構成点が含まれるが、見やすさのため、図８では一部の構成点のみが図示されている。
【0048】
図７に戻り、次に、分類部３５４は、所定の規則に従って、点群情報に含まれる構成点を、座標情報に基づいて並べ替える（ステップＳ２０３）。例えば、分類部３５４は、各グループのそれぞれについて、ステップＳ２０２と同様にして、各グループの内部に小バケットを設定することにより、グループに含まれる構成点を複数の小グループに分類する。小バケットの大きさは、各小グループに含まれる構成点の数が概ね数十以下となるように、ＬｉＤＡＲ計測の測定密度に応じて設定される。例えば、小バケットは、Ｘ方向の幅およびＹ方向の幅がそれぞれ１［ｍ］以上かつ２［ｍ］以下となるように設定される。分類部３５４は、ステップＳ２０２におけるバケットの順序付けと同様に、複数の小バケットをそれらの位置関係に基づいて順序付ける。
【0049】
分類部３５４は、各小グループのそれぞれについて、小グループに含まれる構成点を座標情報に基づいて並べ替える。例えば、小グループに含まれる構成点は、Ｘ座標の昇順となるように並べ替えられる。Ｘ座標が同一である複数の構成点がある場合には、それらの構成点は、Ｙ座標の昇順となるように並べ替えられる。Ｘ座標およびＹ座標が同一である複数の構成点がある場合には、それらの構成点は、Ｚ座標の昇順となるように並べ替えられる。例えば、分類部３５４は、クイックソートを適用して小グループに含まれる構成点を並べ替える。
【0050】
分類部３５４は、同一のグループの内部の各小グループに含まれる、並べ替えられた構成点を、各小グループの順序に基づいて連結することにより、各グループに含まれる構成点を並べ替える。分類部３５４は、各グループに含まれる、並べ替えられた構成点を、各グループの順序に基づいて連結することにより、点群情報に含まれる構成点を並べ替える。すなわち、分類部３５４は、２段階のバケットソートとクイックソートを組み合わせて適用して構成点を並べ替える。計算量がＯ（Ｎ）であるバケットソートにおいて同一の小バケットに含まれた構成点のみに計算量がＯ（ＮｌｏｇＮ）であるクイックソートを適用することにより、全ての構成点にクイックソートを適用する場合よりも高速に構成点が並べ替えられる。
【0051】
図９は、構成点の並べ替えの結果について説明するための模式図である。点群情報に含まれる複数の構成点は、各構成点が含まれるグループの順序に基づいて並べられる。グループの順序は、各グループに対応する、ステップＳ２０２で設定されたバケットの順序である。同一のグループに属する複数の構成点は、各構成点が含まれる小グループの順序に基づいて並べられる。小グループの順序は、各小グループに対応する小バケットの順序である。同一の小グループに属する複数の構成点は、Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標の昇順に並べられる。
【0052】
図７に戻り、次に、分類部３５４は、並べ替えられた構成点に対応するようにクラス情報を並べ替える（ステップＳ２０４）。
【0053】
次に、設定部３５５は、ステップＳ２０２で設定された複数のグループのうちから処理対象のグループを選択する（ステップＳ２０５）。例えば、設定部３５５は、グループの順序に基づいて、処理対象のグループを選択する。
【0054】
次に、設定部３５５は、領域設定処理を実行する（ステップＳ２０６）。領域設定処理は、処理対象のグループに含まれる構成点の座標情報に基づいて、座標空間に複数の領域を設定する処理である。領域設定処理の詳細は後述する。
【0055】
次に、変換部３５６は、設定された複数の領域のうちから処理対象の領域を選択する（ステップＳ２０７）。
【0056】
次に、変換部３５６は、処理対象の領域が単一クラス領域であるか、複数クラス領域であるかを判定する（ステップＳ２０８）。単一クラス領域は、処理対象のグループに含まれる構成点のうち、含まれる全ての構成点のクラスが同一である領域である。複数クラス領域は、処理対象のグループに含まれる構成点のうち、含まれる構成点のクラスが２種類以上である領域である。
【0057】
処理対象の領域が単一クラス領域である場合（ステップＳ２０８－Ｙｅｓ）、変換部３５６は、単一クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を領域クラス情報に変換する（ステップＳ２０９）。領域クラス情報は、単一クラス領域の識別情報と単一クラス領域に含まれる構成点のクラスの識別情報とが対応付けられた情報である。
【0058】
すなわち、処理対象の領域が単一クラス領域である場合には、処理対象の領域に含まれる全ての構成点のクラスが同一であるため、個々の構成点のクラス情報を記憶する必要がない。個々の構成点のクラス情報が省略され、代わりに処理対象の領域に含まれる構成点のクラスの識別情報のみを記憶することにより、データ量が低減される。
【0059】
処理対象の領域が複数クラス領域である場合（ステップＳ２０８－Ｎｏ）、変換部３５６は、複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を符号化クラス情報に変換する（ステップＳ２１０）。符号化クラス情報は、複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を、領域最頻クラスの識別情報が省略されるように変換した情報である。領域最頻クラスは、処理対象のグループに含まれ、かつ処理対象の複数クラス領域に含まれる構成点のクラスのうち、最も多くの構成点に対応するクラスである。
【0060】
図１０は、符号化クラス情報について説明するための模式図である。変換部３５６は、点群情報に含まれる構成点のクラス情報から、処理対象のグループに含まれ、かつ処理対象の領域に含まれる構成点のクラス情報を抽出する。このとき、変換部３５６は、ステップＳ２０４で並べ替えられたクラス情報の順序が維持されるようにクラス情報ＣＬを抽出する。
【0061】
変換部３５６は、抽出されたクラス情報ＣＬに基づいて、領域最頻クラスおよび非領域最頻クラスを特定する。非領域最頻クラスは、処理対象のグループに含まれ、かつ処理対象の複数クラス領域に含まれる構成点のクラスのうち、領域最頻クラスとは異なるクラスである。図１０に示す例では、領域最頻クラスとして建物クラスが、非領域最頻クラスとして地表クラスおよびノイズクラスがそれぞれ特定される。
【0062】
変換部３５６は、非領域最頻クラスの種類を計数し、計数の結果に応じたビット数で非領域最頻クラスのクラス情報を符号化する。図１０に示す例では、クラス情報ＣＬには地表クラス、建物クラスおよびノイズクラスの３種類のクラスが含まれている。また、３種類のクラスのうちの建物クラスが領域最頻クラスとして特定されている。したがって、非領域最頻クラスには、地表クラスおよびノイズクラスの２種類のクラスが含まれる。これらのクラスを識別可能となるように、非領域最頻クラスのクラス情報は１ビットで符号化される。図１０に示す例では、地表クラスおよびノイズクラスのクラス情報がそれぞれビット列０および１で符号化されている。
【0063】
また、変換部３５６は、各種類のクラスについて、同種のクラスが連続する最大数を算出する。図１０に示す例では、地表、建物およびノイズのクラスが連続する最大数はそれぞれ３、４および２である。変換部３５６は、算出された最大数に基づいて、同種のクラスが連続する連続数を符号化するときのビット数を決定する。このとき、変換部３５６は、領域最頻クラスについては、０以上かつ最大数以下の整数が識別可能となるようにビット数を決定する。また、変換部３５６は、非領域最頻クラスについては、１以上かつ最大数以下の整数が識別可能となるようにビット数を決定する。図１０に示す例では、領域最頻クラスである建物クラスについては、０以上かつ４以下の整数（すなわち、０、１、２、３および４）が識別可能となるように、３ビットで符号化される。非領域最頻クラスである地表クラスについては、１から３までの整数（すなわち、１、２または３）が識別可能となるように、２ビットで符号化される。非領域最頻クラスであるノイズクラスについては、１以上かつ２以下の整数（すなわち、１または２）が識別可能となるように、１ビットで符号化される。変換部３５６は、決定したビット数に従って連続数を符号化する。
【0064】
変換部３５６は、領域最頻クラスの連続数、非領域最頻クラスの識別情報および非領域最頻クラスの連続数がこの順で繰り返すように、複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を符号化することにより、符号化クラス情報を生成する。図１０に示す例では、見やすさのため、変換データの非領域最頻クラスの識別情報と連続数との間にハイフン（－）が、領域最頻クラスの連続数と非領域最頻クラスの識別情報との間および非領域最頻クラスの連続数と領域最頻クラスの連続数との間にスラッシュ（／）がそれぞれ図示されている。図１０に示すように、異なる種類の非領域最頻クラスが連続する場合には、変換データにおいて、それらの間に領域最頻クラスの連続数が０であること（すなわち、非領域最頻クラスの間に領域最頻クラスがないこと）を示す０００のビット列（下線にて図示）が挿入される。
【0065】
このようにして生成された符号化クラス情報には、非領域最頻クラスの識別情報は含まれるが、領域最頻クラスの識別情報が含まれない。すなわち、変換部３５６は、領域最頻クラスの識別情報が省略されるように複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を変換する。
【0066】
図７に戻り、ステップＳ２０９またはＳ２１０の次に、変換部３５６は、全ての領域が処理対象の領域として選択されたか否かを判定する（ステップＳ２１１）。
【0067】
全ての領域が処理対象の領域として選択されていない場合（ステップＳ２１１－Ｎｏ）、変換処理はステップＳ２０７に戻り、変換部３５６は、まだ処理対象の領域として選択されていない領域のうちのいずれかを処理対象の領域として選択する。
【0068】
全ての領域が処理対象の領域として選択されている場合（ステップＳ２１１－Ｙｅｓ）、設定部３５５は、全てのグループが処理対象のグループとして選択されたか否かを判定する（ステップＳ２１２）。
【0069】
全てのグループが処理対象のグループとして選択されていない場合（ステップＳ２１２－Ｎｏ）、変換処理はステップＳ２０５に戻り、設定部３５５は、まだ処理対象のグループとして選択されていないグループのうちのいずれかを処理対象のグループとして選択する。
【0070】
全てのグループが処理対象のグループとして選択されている場合（ステップＳ２１２－Ｙｅｓ）、変換部３５６は、変換データを生成する（ステップＳ２１３）。変換部３５６は、各グループについて設定された複数の領域についての領域クラス情報または符号化クラス情報を所定の順序で連結する。例えば、所定の順序は、複数の領域の位置関係に基づく順序である。変換部３５６は、各グループについて連結された領域クラス情報または符号化クラス情報を、グループの順序に基づいて連結することにより、変換データを生成する。以上で、変換処理は終了する。
【0071】
図１１は、領域設定処理の流れの例を示すフロー図である。領域設定処理は、編集装置３によって、変換処理のステップＳ２０６において実行される。
【0072】
最初に、設定部３５５は、複数の領域を分離する分離面を算出するための条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。分離面を算出するための条件は、処理対象のグループに含まれる構成点のクラスの種類の数に基づく条件である。例えば、分離面を算出するための条件は、処理対象のグループに含まれる構成点のクラスが２種類以上であることである。
【0073】
分離面を算出するための条件が満たされていない場合（ステップＳ３０１－Ｎｏ）、領域設定処理は終了する。
【0074】
分離面を算出するための条件が満たされている場合（ステップＳ３０１－Ｙｅｓ）、設定部３５５は、処理対象のグループに含まれる構成点の座標情報を正規化する（ステップＳ３０２）。
【0075】
図１２は、座標情報の正規化について説明するための模式図である。設定部３５５は、変換処理のステップＳ２０１で設定された、処理対象のグループに対応するバケットＢの４つの頂点のＸ座標およびＹ座標（Ｘ，Ｙ）が（－１，－１）、（－１，１）、（１，－１）および（１，１）となるようにＸ座標およびＹ座標を線形座標変換する。また、設定部３５５は、処理対象のグループに含まれる構成点のＺ座標の平均値Ｚａｖ、最小値Ｚｍｉｎおよび最大値Ｚｍａｘを算出する。設定部３５５は、平均値Ｚａｖと最小値Ｚｍｉｎとの差の絶対値が平均値Ｚａｖと最大値Ｚｍａｘとの差の絶対値よりも大きい場合には、平均値Ｚａｖが０となり、最小値Ｚｍｉｎが－１となるようにＺ座標を線形座標変換する。設定部３５５は、平均値Ｚａｖと最大値Ｚｍａｘとの差の絶対値が平均値Ｚａｖと最小値Ｚｍｉｎとの差の絶対値よりも大きい場合には、平均値Ｚａｖが０となり、最大値Ｚｍａｘが１となるようにＺ座標を線形座標変換する。
【0076】
このようにして、処理対象のグループに含まれる構成点のＸ座標、Ｙ座標およびＺ座標の絶対値が１以下となるように、構成点の座標情報が正規化される。なお、構成点のＺ座標の平均値Ｚａｖに代えて、構成点のＺ座標の中央値が用いられてもよい。
【0077】
図１１に戻り、次に、設定部３５５は、処理対象のグループに含まれる構成点のクラスのうち、最も多くの構成点に対応する最頻クラスを特定し、最頻クラスの構成点の近似平面を算出する（ステップＳ３０３）。例えば、設定部３５５は、最頻クラスの構成点の座標情報を要素とする行列に特異値分解を適用し、行列の特異値および特異ベクトルを算出する。設定部３５５は、最小の特異値に対応する３次元の特異ベクトルを法線とする平面のうち、最頻クラスの構成点の重心を通るものを最頻クラスの構成点の近似平面として算出する。設定部３５５は、主成分分析等の他の方法を用いて近似平面を算出してもよい。
【0078】
次に、設定部３５５は、分離面として、下方分離面および上方分離面を算出する（ステップＳ３０４）。下方分離面は近似平面より下方の分離面であり、上方分離面は近似平面より上方の分離面である。ここで、下方はＺ軸の負の方向であり、上方はＺ軸の正の方向である。
【0079】
図１３は、下方分離面および上方分離面の算出について説明するための模式図である。図１３において、白丸で図示された構成点は、最頻クラスである建物クラスの構成点である。黒丸で図示された構成点は、最頻クラスとは異なる非最頻クラスである地表クラスの構成点である。三角形で図示された構成点は、非最頻クラスであるノイズクラスの構成点である。
【0080】
設定部３５５は、近似平面ＡＰより下方の非最頻クラスの構成点のうち、近似平面ＡＰとの間のＺ方向に沿った距離が最小である構成点を特定する。設定部３５５は、近似平面に平行な平面のうち、特定された構成点を通る平面を下方分離面として算出する。図１３に示す例では、近似平面ＡＰとの間のＺ方向に沿った距離Ｄが最小である地表クラスの構成点ＰＬが特定され、構成点ＰＬを通る下方分離面ＬＰが算出されている。
【0081】
近似平面は、次の式により表される。
設定部３５５は、近似平面ＡＰより下方の非最頻クラスの各構成点について、次の式で示されるＺｐを算出する。
ここで、ＸｐおよびＹｐは、構成点のＸ座標およびＹ座標である。設定部３５５は、近似平面ＡＰより下方の非最頻クラスの構成点のうち、Ｚｐが最大となる構成点を、近似平面ＡＰとの間のＺ方向に沿った距離Ｄが最小である構成点ＰＬとして特定することができる。
【数1】
【数2】
【0082】
なお、近似平面ＡＰより下方に非最頻クラスの構成点がない場合、設定部３５５は、下方分離面を算出しない。
【0083】
また、設定部３５５は、近似平面ＡＰより上方の非最頻クラスの構成点のうち、近似平面ＡＰとの間のＺ方向に沿った距離が最小である構成点を特定する。設定部３５５は、近似平面に平行な平面のうち、特定された構成点を通る平面を上方分離面として算出する。図１３に示す例では、近似平面ＡＰとの間のＺ方向に沿った距離が最小であるノイズクラスの構成点ＰＵが特定され、構成点ＰＵを通る上方分離面ＵＰが算出されている。
【0084】
設定部３５５は、近似平面ＡＰより上方の非最頻クラスの各構成点について、上述の式によりＺｐを算出する。設定部３５５は、近似平面ＡＰより上方の非最頻クラスのうち、Ｚｐが最小となる構成点を、近似平面ＡＰとの間のＺ方向に沿った距離Ｄが最小である構成点ＰＵとして特定することができる。
【0085】
なお、近似平面ＡＰより上方に非最頻クラスの構成点がない場合、設定部３５５は、上方分離面を算出しない。
【0086】
このようにして下方分離面および上方分離面を算出することにより、下方分離面および上方分離面に挟まれた領域が単一クラス領域になる。設定部３５５は、算出された下方分離面および上方分離面を示すパラメータ（ａ，ｂ，ｃおよびｄ）を記憶部３１に記憶する。
【0087】
図１１に戻り、次に、設定部３５５は、追加分離面を算出するための条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ３０５）。追加分離面は、下方分離面および上方分離面とは異なる分離面である。追加分離面を算出するための条件は、領域に含まれる構成点のクラスの種類の数に基づく条件である。例えば、追加分離面を算出するための条件は、いずれかの領域に含まれる構成点のクラスが３種類以上であることである。
【0088】
追加分離面を算出するための条件が満たされている場合（ステップＳ３０５－Ｙｅｓ）、設定部３５５は、条件が満たされた領域について追加分離面を算出する（ステップＳ３０６）。
【0089】
図１４は、追加分離面の算出について説明するための模式図である。図１３と同様に、図１４において、白丸で図示された構成点は、最頻クラスである建物クラスの構成点である。黒丸で図示された構成点は、最頻クラスとは異なる非最頻クラスである地表クラスの構成点である。三角形で図示された構成点は、非最頻クラスであるノイズクラスの構成点である。
【0090】
図１４に示す例では、下方分離面ＬＰより下方の領域には、建物クラス、地表クラスおよびノイズクラスの３種類のクラスの構成点が含まれている。したがって、下方分離面ＬＰより下方の領域について追加分離面が算出される。一方で、上方分離面ＵＰより上方の領域には、ノイズクラスの構成点のみが含まれている。したがって、上方分離面ＵＰより上方の領域について追加分離面は算出されない。
【0091】
設定部３５５は、条件が満たされた領域に含まれる構成点のクラスのうち、最も多くの構成点に対応する第１最頻クラスおよび２番目に多くの構成点に対応する第２最頻クラスを特定する。図１４に示す例では、地表クラスが第１最頻クラスとして、建物クラスが第２最頻クラスとしてそれぞれ特定される。
【0092】
設定部３５５は、条件が満たされた領域に含まれ、かつ第１最頻クラスおよび第２最頻クラスとは異なる非最頻クラスの構成点のうち、下方分離面との間のＺ方向に沿った距離が最小である構成点を特定する。設定部３５５は、下方分離面に平行な平面のうち、特定された構成点を通る平面を追加分離面として算出する。図１３に示す例では、下方分離面ＬＰとの間のＺ方向に沿った距離Ｄが最小であるノイズクラスの構成点ＰＢが特定され、構成点ＰＢを通る追加分離面ＢＰが算出されている。
【0093】
なお、上方分離面より上方の領域について追加分離面が算出される場合には、設定部３５５は、非最頻クラスの構成点のうち、上方分離面との間のＺ方向に沿った距離が最小である構成点を特定し、近似平面に平行な平面のうち、特定された構成点を通る平面を追加分離面として算出する。また、追加分離面よりも下方または上方の領域についてさらに追加分離面が算出される場合にも、同様に、設定部３５５は、近似平面に平行な平面のうち、追加分離面との間のＺ方向に沿った距離が最小である構成点を通る平面をさらなる追加分離面として算出する。設定部３５５は、算出された追加分離面を示すパラメータを記憶部３１に記憶する。追加分離面は下方分離面に平行であるから、追加分離面を示すパラメータは、その傾きを示すパラメータを含まなくてもよい。
【0094】
図１１に戻り、ステップＳ３０６の次に領域設定処理はステップＳ３０５に戻り、設定部３５５は、追加分離面を算出するための条件が満たされているか否かを判定する。
【0095】
ステップＳ３０５において追加分離面を算出するための条件が満たされていない場合（ステップＳ３０５－Ｎｏ）、領域設定処理は終了する。
【0096】
図１５は、変換処理によって生成される変換データＤのデータ構造の例を示す図である。変換データＤは、グループの識別情報、領域の数、分離面のパラメータ、各領域に含まれる構成点のクラスに関する情報を相互に関連付ける。
【0097】
図１５に示す例では、グループＧ１について２つの分離面が算出されているため、３つの領域が設定されている。また、平面である分離面は４つのパラメータにより特定されるため、分離面のパラメータとして４つのパラメータが記憶されている。各領域に含まれる構成点のクラスに関する情報は、領域が単一クラス領域であるか複数クラス領域であるかに応じて異なる。領域が単一クラス領域である場合には、変換処理のステップＳ２０９で生成された領域クラス情報が記憶される。
【0098】
図１６は、複数クラス領域に含まれる構成点のクラスに関する情報Ｅのデータ構造の例を示す図である。複数クラス領域に含まれる構成点のクラスに関する情報Ｅは、複数クラス領域に含まれる構成点のクラスの種類の数、構成点のクラス情報、連続数を符号化するためのビット数、非領域最頻クラスの識別情報および符号化クラス情報を相互に関連付ける。
【0099】
複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報は、対応する構成点の数の降順に順序付けられる。連続数を符号化するためのビット数は、構成点のクラス情報と同様に順序付けられる。図１６に示す例では、複数クラス領域に含まれる構成点のうち、建物クラスの構成点が最も多く、ノイズクラスの構成点が最も少ないことが示されている。また、建物クラス、地表クラスおよびノイズクラスの連続数を符号化するためのビット数は、それぞれ３、２および１であることが示されている。
【0100】
非領域最頻クラスの識別情報は、構成点のクラス情報と同様に順序付けられる。図１６に示す例では、非領域最頻クラスの識別情報は、領域最頻クラスである建物クラスを除くクラスについて、対応する構成点の数の降順に順序付けられている。すなわち、地表クラスの識別情報が０であり、ノイズクラスの識別情報が１であることが示されている。符号化クラス情報は、変換処理のステップＳ２１０において生成されたものである。
【0101】
図１７は、対応付け処理の流れの例を示すフロー図である。対応付け処理は、管理装置２によって、クラス情報設定処理のステップＳ１０７において実行される。
【0102】
最初に、対応付け部２３３は、所定の規則に従って、点群情報に含まれる構成点を複数のグループに分類する（ステップＳ４０１）。対応付け部２３３は、変換処理のステップＳ２０１における分類と同一の規則に従って構成点を複数のグループに分類する。
【0103】
次に、対応付け部２３３は、所定の規則に従って、点群情報に含まれる構成点を、座標情報に基づいて並べ替える（ステップＳ４０２）。対応付け部２３３は、変換処理のステップＳ２０２における並べ替えと同一の規則に従って構成点を並べ替える。
【0104】
次に、対応付け部２３３は、複数のグループのうちから、処理対象のグループを選択する（ステップＳ４０３）。
【0105】
次に、対応付け部２３３は、処理対象のグループについて設定された複数の領域のうちから、処理対象の領域を選択する（ステップＳ４０４）。
【0106】
次に、対応付け部２３３は、並べ替えられた構成点のうちから、処理対象の領域に含まれる構成点を抽出する（ステップＳ４０５）。対応付け部２３３は、変換データから、処理対象のグループについて算出された分離面のパラメータを取得する。対応付け部２３３は、取得した分離面のパラメータに基づいて、処理対象のグループに含まれる構成点のそれぞれが分離面の上方に位置するか下方に位置するかを判定する。対応付け部２３３は、判定の結果に基づいて、各構成点が処理対象の領域に含まれるか否かを判定する。
【0107】
次に、対応付け部２３３は、抽出された構成点にクラス情報を対応付ける（ステップＳ４０６）。対応付け部２３３は、変換データを参照して、処理対象の領域が単一クラス領域であるか複数クラス領域であるかを判定する。
【0108】
処理対象の領域が単一クラス領域である場合には、対応付け部２３３は、変換データから、処理対象の領域に対応する領域クラス情報を取得する。対応付け部２３３は、領域クラス情報に含まれるクラスの識別情報を、抽出された構成点のそれぞれに対応付ける。
【0109】
処理対象の領域が複数クラス情報である場合には、対応付け部２３３は、変換データから、処理対象の領域に対応する符号化パラメータおよび符号化クラス情報を取得する。対応付け部２３３は、符号化パラメータに基づいて符号化クラス情報を復号してクラス情報を生成し、抽出された構成点のそれぞれに対応付ける。
【0110】
次に、対応付け部２３３は、全ての領域が処理対象の領域として選択されたか否かを判定する（ステップＳ４０７）。
【0111】
全ての領域が処理対象の領域として選択されていない場合（ステップＳ４０７－Ｎｏ）、対応付け処理はステップＳ４０４に戻り、対応付け部２３３は、まだ処理対象の領域として選択されていない領域のうちのいずれかを処理対象の領域として選択する。
【0112】
全ての領域が処理対象の領域として選択されている場合（ステップＳ４０７－Ｙｅｓ）、対応付け部２３３は、全てのグループが処理対象のグループとして選択されたか否かを判定する（ステップＳ４０８）。
【0113】
全てのグループが処理対象のグループとして選択されていない場合（ステップＳ４０８－Ｎｏ）、対応付け処理はステップＳ４０３に戻り、対応付け部２３３は、まだ処理対象のグループとして選択されていないグループのうちのいずれかを処理対象のグループとして選択する。
【0114】
全てのグループが処理対象のグループとして選択されている場合（ステップＳ４０８－Ｙｅｓ）、対応付け処理は終了する。
【0115】
以上説明したように、送受信システム１において、編集装置３の生成部３５２は、複数の構成点の座標情報を含まず、かつ複数の構成点のクラスを示すクラス情報を生成する。管理装置２の対応付け部２３３は、クラス情報を複数の構成点に対応付ける。これにより、編集装置３が管理装置２に座標情報を送信する必要がなくなるため、送受信システム１は、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間を短縮することを可能とする。
【0116】
管理者は、管理装置２によって構成点に対応付けられたクラス情報が適切なものであるかを検査する。クラス情報が不適切なものである場合には、編集装置３によってクラス情報が修正され、再び管理装置２に送信される。このように、クラス情報は繰り返し編集装置３から管理装置２に送信されることがあるため、クラス情報の送受信に要する時間は、クラス情報の設定作業に要する時間のうち大きな割合を占める。クラス情報の送受信に要する時間が短縮されることにより、クラス情報の設定作業が大きく効率化される。
【0117】
また、編集装置３の分類部３５４は、点群情報に含まれる構成点を所定の規則に従って並べ替えるとともに、並べ替えられた構成点に対応するようにクラス情報を並べ替える。対応付け部２３３は、点群情報に含まれる構成点を所定の規則に従って並べ替え、並べ替えられた複数の構成点に並べ替えられたクラス情報を対応付ける。すなわち、構成点は、分類部３５４および対応付け部２３３によって、同一の規則に従って並べ替えられる。
【0118】
作業者が編集装置３を操作して構成点にクラスを手動で設定する場合には、作業者によって構成点の順序が変更される場合がある。編集装置３によって自動で設定されたクラスを作業者が確認する場合も同様である。これらの場合に管理装置２が構成点とクラス情報とを適切に対応付けるためには、編集装置３は、変更された構成点の順序を示す情報を管理装置２に送信する必要がある。送受信システム１においては、分類部３５４および対応付け部２３３があらかじめ設定された同一の規則に従って構成点を並べ替えるため、編集装置３または管理装置２において構成点の順序が変更された場合でも、変更された構成点の順序を示す情報を送受信することなく構成点にクラス情報を対応付けることができる。すなわち、管理装置２または編集装置３において構成点の順序が変更される場合でも構成点の順序を示す情報を送受信する必要がなくなるため、送受信システム１は、クラスを示す情報の送受信に要する時間を短縮することを可能とする。
【0119】
また、分類部３５４および対応付け部２３３は、所定の規則に従って複数の構成点を複数のグループに分類し、複数のグループのそれぞれについて構成点を並べ替える。構成点を複数のグループに分類することにより、一度の並べ替え処理の対象となる構成点の数が少なくなるため、並べ替え処理が効率化される。したがって、送受信システム１は、クラスを示す情報の送受信に伴う処理に要する時間を短縮することを可能とする。
【0120】
また、分類部３５４は、各グループについて、グループに分類された構成点を複数のグループに分類し、複数の小グループのそれぞれについて、小グループに含まれる構成点を座標情報に基づいて並べ替える。送受信システム１は、小グループごとに構成点を座標情報に基づいて並べ替えることにより、全ての構成点を座標情報に基づいて並べ替える場合よりも計算負荷を低減させる。
【0121】
また、送受信システム１において、設定部３５５は、座標空間に複数の領域を設定する。変換部３５６は、単一クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を領域クラス情報に変換する。これにより、単一クラス領域に含まれる構成点のそれぞれのクラス情報を送信する必要がなくなるため、送受信システム１は、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間を短縮することを可能とする。
【0122】
また、変換部３５６は、複数クラス領域に含まれる構成点のクラスのうちから領域最頻クラスを特定し、領域最頻クラスの構成点のクラスの識別情報が省略されるように複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を変換する。これにより、複数クラス領域に含まれる構成点のうち最も数が多い、領域最頻クラスを示すクラス情報が省略されるため、送受信システム１は、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間をより短縮することを可能とする。
【0123】
また、設定部３５５は、複数の領域に少なくとも１つの単一クラス領域が含まれるように、複数の領域を設定する。単一クラス領域においては、それに含まれる全ての構成点のクラス情報が省略されるのに対し、複数クラス領域においては、領域最頻クラスの構成点のクラス情報のみが省略される。したがって、単一クラス領域の方が、複数クラス領域よりもクラス情報のデータ量の削減効果が大きい。複数の領域に少なくとも１つの単一クラス領域が含まれるように複数の領域が設定されることにより、送受信システム１は、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間をより短縮することを可能とする。
【0124】
また、送受信システム１において、分類部３５４は、点群情報に含まれる構成点を、各構成点の座標情報に基づいて複数のグループに分類する。設定部３５５は、各グループに複数の領域を設定する。一般に、対象とする地理的領域が狭い場合には、その地理的領域の内部において地形は一様であるとみなすことができる。この場合、その地理的領域に対応する点群データに含まれる構成点の大部分（８割～９割程度）は同一のクラスが対応付けられる。構成点をその座標情報に基づいて複数のグループに分類することにより、同一のグループに含まれる構成点の大部分が同一のクラスとなるため、多くの構成点を単一クラス領域に含めることができる。これにより、多くの構成点のクラス情報が省略され、送受信システム１は、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間をさらに短縮することを可能とする。
【0125】
また、送受信システム１において、点群情報はＬＡＳファイル形式に従うデータである。これにより、送受信システム１は、ＬＡＳファイル形式を用いる汎用的なシステムにおいても、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間を短縮することを可能とする。
【0126】
送受信システム１には、次に述べるような変形例が適用されてもよい。
【0127】
上述した実施形態では、領域設定処理のステップＳ３０３およびＳ３０４において、設定部３５５は、領域最頻クラスの近似平面に平行な下方分離面および上方分離面を算出するものとした。このような例に限られず、設定部３５５は、相互に傾きが異なる下方分離面および上方分離面を算出してもよい。
【0128】
図１８は、相互に傾きが異なる下方分離面および上方分離面の算出について説明するための模式図である。設定部３５５は、変換処理のステップＳ２０２で設定された小バケットのそれぞれについて、小バケットに含まれる領域最頻クラスの構成点のうち、最も上方に位置するものおよび最も下方に位置するものをそれぞれ特定する。図１８に示す例では、各小バケットに含まれ、かつ最も上方に位置する領域最頻クラスの構成点がＰｍａｘとして特定され、各小バケットに含まれ、かつ最も下方に位置する領域最頻クラスの構成点がＰｍｉｎとして特定されている。
【0129】
次に、設定部３５５は、各バケットにおいて最も上方に位置する領域最頻クラスの構成点の近似平面である上方分離面と、各バケットにおいて最も下方に位置する領域最頻クラスの構成点の近似平面である下方分離面とをそれぞれ算出する。例えば、設定部３５５は、特異値分解、主成分分析等を用いて上方分離面および下方分離面を算出する。図１８に示す例では、各小バケットにおいて最も上方に位置する領域最頻クラスの構成点Ｐｍａｘの近似平面として上方分離面ＵＰが算出されている。また、各小バケットにおいて最も下方に位置する領域最頻クラスの構成点Ｐｍｉｎの近似平面として下方分離面ＬＰが算出されている。
【0130】
設定部３５５は、上方分離面と下方分離面との交線の平面位置が、処理対象のグループに対応するバケットの内部であるか否かを判定する。図１８に示す例では、上方分離面ＵＰと下方分離面ＬＰとの交線ＩＬの平面位置は、バケットＢの内部でない。この場合、設定部３５５は、算出された上方分離面ＵＰおよび下方分離面ＬＰを採用する。
【0131】
交線の平面位置がバケットの内部である場合、上方分離面が下方分離面の下方に位置することがあるため、領域が適切に設定されなくなる。したがって、この場合、設定部３５５は、交線の平面位置がバケットの内部でなくなるように、上方分離面または下方分離面を再算出する。例えば、設定部３５５は、ステップＳ３０３およびＳ３０４の処理を実行して上方分離面および下方分離面を再算出し、この上方分離面および下方分離面を採用する。
【0132】
このように、相互に傾きが異なる上方分離面および下方分離面を算出することにより、各領域に同一のクラスの構成点が偏在しやすくなる。上述したように、単一クラス領域においては、全ての構成点のクラスの識別情報が省略される。また、複数クラス領域においては、領域最頻クラスの構成点のクラスの識別情報が省略される。したがって、特定の領域に同一のクラスの構成点が偏在するほど、変換処理においてデータ量が大きく削減される。
【0133】
なお、設定部３５５は、複数の領域に少なくとも１つの単一クラス領域が含まれるように、算出された上方分離面および下方分離面を平行移動させてもよい。例えば、ステップＳ３０４と同様に、設定部３５５は、所定位置より上方に位置する非最頻クラスの構成点のうち、上方分離面に対してＺ方向に沿って最も下方に位置するものを通るように上方分離面を平行移動させる。また、設定部３５５は、所定位置より下方に位置する非最頻クラスの構成点のうち、下方分離面に対してＺ方向に沿って最も上方に位置するものを通るように下方分離面を平行移動させる。例えば、所定位置は、処理対象のグループに含まれる構成点のＺ座標の中央値に対応する位置である。図１８に示す例では、上方分離面ＵＰが、上方分離面ＵＰに対してＺ方向に沿って最も下方に位置する非最頻クラスの構成点ＰＵを通る平面ＵＰ’に平行移動されている。また、下方分離面ＬＰが、下方分離面ＬＰに対してＺ方向に沿って最も上方に位置する非最頻クラスの構成点ＰＬを通る平面ＬＰ’に平行移動されている。これにより、各領域に同一のクラスの構成点がより偏在しやすくなる。
【0134】
上述した実施形態では、変換処理においてクラス情報が変換データに変換されるものとした。このような例に限られず、変換処理が省略されてもよい。この場合、送信部３５３は、点群情報に含まれる複数の構成点の座標情報を含まないクラス情報を管理装置２に送信する。このようにしても、座標情報を送信する必要がなくなるため、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間が短縮される。
【0135】
また、変換処理のステップＳ２０４以降が省略されてもよい。すなわち、送信部３５３は、所定の規則に従って並べ替えられたクラス情報を管理装置２に送信してもよい。このようにしても、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間が短縮される。また、管理装置２または編集装置３において構成点の順序が変更される場合でも、構成点の順序を示す情報を送受信する必要がなくなる。
【0136】
上述した実施形態では、変換処理のステップＳ２０１において、分類部３５４は、点群情報に含まれる構成点を複数のグループに分類するものとした。このような例に限られず、構成点が複数のグループに分類されなくてもよい。すなわち、ステップＳ２０１が省略されてもよい。構成点の分布範囲が狭い場合等には、構成点を複数のグループに分類しなくても、同一のクラスの構成点が同一の領域に遍在するようになり、変換データのデータ量が削減される。
【0137】
上述した実施形態では、変換処理のステップＳ２０２およびＳ２０３において、点群情報に含まれる構成点およびそのクラス情報が所定の規則に従って並べ替えられるものとした。このような例に限られず、分類部３５４は、構成点およびクラス情報を並べ替えなくてもよい。すなわち、ステップＳ２０２およびＳ２０３が省略されてもよい。管理装置２若しくは編集装置３において構成点の順序が変更されない場合、または点群情報に含まれる構成点が管理装置２においてあらかじめ所定の規則に従って並べ替えられている場合には、構成点およびクラス情報を並べ替えなくても、クラス情報が構成点に適切に対応付けられる。
【0138】
上述した実施形態では、変換処理によって生成される変換データには構成点ＩＤが含まれないものとした。このような例に限られず、変換データに含まれるクラス情報に構成点ＩＤが対応付けられていてもよい。これにより、管理装置２において、構成点とクラス情報とが容易に対応付けられる。また、この場合も、一部の構成点のクラス情報が省略されるため、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間が短縮される。
【0139】
上述した実施形態では、変換処理のステップＳ２０９において、変換部３５６は、複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を、領域最頻クラスの構成点のクラスの識別情報が省略される符号化クラス情報に変換するものとした。このような例に限られず、構成点のクラスの識別情報が省略されなくてもよい。例えば、変換部３５６は、複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を、構成点のクラスの識別情報とクラスの連続数とが繰り返されるランレングス符号に変換してもよい。また、変換部３５６は、複数クラス領域に含まれる構成点のクラス情報を符号化クラス情報とランレングス符号とにそれぞれ変換し、符号化クラス情報とランレングス符号とのうちデータ量が小さいものを採用してもよい。
【0140】
上述した実施形態では、領域設定処理のステップＳ３０３およびＳ３０４において、設定部３５５は、処理対象のグループのそれぞれについて近似平面を算出し、近似平面に平行な下方分離面および上方分離面を算出するものとした。このような例に限られず、設定部３５５は近似平面を算出しなくてもよい。例えば、設定部３５５は、処理対象のグループのそれぞれについて、そのグループに隣接するグループの下方分離面および上方分離面に平行な下方分離面および上方分離面をそれぞれ算出してもよい。このようにしても、隣接するグループの地形は類似している可能性が高いため、構成点をクラスに応じて適切に分類することができる。また、近似平面を算出する計算負荷が低減する。また、ステップＳ３０２において座標情報が正規化されているため、各分離面が平行である場合には各分離面の傾きを示すパラメータを省略することができ、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間が短縮される。
【0141】
また、設定部３５５は、下方分離面または上方分離面の傾きが小さい場合には、算出された下方分離面または上方分離面に代えて、水平面を分離面として算出してもよい。例えば、下方分離面または上方分離面の傾きが小さい場合とは、次の式で示されるｖが閾値以上である場合である。
これにより、各分離面の傾きを示すパラメータが省略されるため、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間が短縮される。
【数3】
【0142】
上述した実施形態では、ステップＳ３０５における追加分離面を算出するための条件は、領域に含まれる構成点のクラスの種類の数に基づく条件であるものとした。このような例に限られず、追加分離面を算出するための条件は、領域に含まれる構成点の数および領域に含まれるクラスの種類の数に基づく条件であってもよい。例えば、追加分離面を算出するための条件は、（１）領域に含まれる構成点の数が閾値以上であり、かつ領域に含まれる構成点のクラスの種類の数が２種類以上であること、および（２）領域に含まれる構成点のクラスの種類の数が３種類以上であることのうちの少なくとも一方が満たされることであってもよい。
【0143】
この場合において、（１）の条件が満たされた場合には、設定部３５５は、ステップＳ３０１と同様に、領域に含まれる構成点のクラスのうちから領域最頻クラスと非最頻クラスとを特定し、追加分離面を算出する。すなわち、設定部３５５は、追加分離面によって単一クラス領域が分離されるように追加分離面を算出する。（２）の条件が満たされた場合には、設定部３５５は、ステップＳ３０６と同様に、領域に含まれる構成点のクラスのうちから第１領域最頻クラスと第２領域最頻クラスと非最頻クラスとを特定し、追加分離面を算出する。すなわち、設定部３５５は、追加分離面によって、２種類のクラスの構成点のみを含む複数クラス領域が分離されるように追加分離面を算出する。
【0144】
追加分離面によって単一クラス領域が分離されるとしても、その単一クラス領域に含まれる構成点の数が少ない場合には、クラス情報を領域クラス情報に変換することによるデータ量の削減の度合いは小さい。一方で、追加分離面を算出することにより編集装置３及び管理装置２における計算負荷が増加する。設定部３５５は、追加分離面によって分離される領域に含まれる構成点の数が少なく、データ量の削減の度合いが小さい場合に追加分離面を算出しないことにより、計算負荷を低減させる。
【0145】
また、設定部３５５は、追加分離面を算出した後に、算出された追加分離面を採用するための条件が満たされるか否かを判定してもよい。例えば、追加分離面を採用するための条件は、追加分離面によって分離された２つの領域のそれぞれに含まれる構成点の数に基づく条件である。
【0146】
この場合、設定部３５５は、ステップＳ３０５において、領域に含まれる構成点のクラスの種類の数が２種類以上であるか否かを判定する。領域に含まれる構成点のクラスの種類の数が２種類以上である場合、設定部３５５は、ステップＳ３０６において、単一クラス領域が分離されるように追加分離面を算出する。ステップＳ３０６の後に、設定部３５５は、追加分離面を採用するための条件が満たされているか否かを判定する。例えば、設定部３５５は、追加分離面によって分離された２つの領域のそれぞれに含まれる構成点の数が閾値以上であるか否かを判定する。２つの領域のそれぞれに含まれる構成点の数がいずれも閾値以上である場合、設定部３５５は追加分離面を採用し、領域設定処理はステップＳ３０５に戻る。２つの領域のうちの少なくとも一方に含まれる構成点の数が閾値未満である場合、設定部３５５は追加分離面を採用しない。この場合、設定部３５５は、２種類のクラスの構成点のみを含む複数クラス領域が分離されるように追加分離面を再算出し、再算出された追加分離面を採用する。その後、領域設定処理はステップＳ３０４に戻る。
【0147】
追加分離面によって分離された領域に含まれる構成点の数が少ない場合には、クラス情報を領域クラス情報または符号化クラス情報に変換することによるデータ量の削減の度合いは小さい。設定部３５５は、追加分離面によって分離される領域に含まれる構成点の数が多く、データ量の削減の度合いが大きい追加分離面を採用することにより、点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間を効率的に短縮する。
【0148】
上述した実施形態では、下方分離面、上方分離面および追加分離面は平面であるものとした。このような例に限られず、下方分離面、上方分離面または追加分離面は、二次曲面等の曲面でもよい。これにより、構成点をより適切に分離することができる。
【0149】
当業者は、本発明の範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。
【符号の説明】
【0150】
２ 管理装置
２３１ 送信部
２３２ 受信部
２３３ 対応付け部
３ 編集装置
３５１ 受信部
３５２ 生成部
３５３ 送信部
３５４ 分類部
３５５ 設定部
３５６ 変換部
２３１ 送信部
２３２ 受信部
２３３ 対応付け部
３ 編集装置
３５１ 受信部
３５２ 生成部
３５３ 送信部
３５４ 分類部
３５５ 設定部
３５６ 変換部
【要約】
【課題】点群のクラスを示す情報の送受信に要する時間を短縮することを可能とする送受信システム等を提供する。
【解決手段】送受信システムは、送信装置および受信装置を有する送受信システムであって、送信装置は、所定の座標空間において、地表および地物の形状を示す複数の構成点の位置を示す座標情報を含む第１点群情報を記憶する第１記憶部と、第１点群情報に含まれる複数の構成点の座標情報を含まず、かつ第１点群情報に含まれる複数の構成点が示す物の種類に基づく各構成点の分類結果を示すクラス情報を生成する生成部と、クラス情報を送信する送信部と、を有し、受信装置は、第１点群情報と同一の地表および地物の形状を示す第２点群情報を記憶する第２記憶部と、クラス情報を受信する受信部と、クラス情報を第２点群情報に含まれる複数の構成点に対応付ける対応付け部と、を有する。
【選択図】図６
【解決手段】送受信システムは、送信装置および受信装置を有する送受信システムであって、送信装置は、所定の座標空間において、地表および地物の形状を示す複数の構成点の位置を示す座標情報を含む第１点群情報を記憶する第１記憶部と、第１点群情報に含まれる複数の構成点の座標情報を含まず、かつ第１点群情報に含まれる複数の構成点が示す物の種類に基づく各構成点の分類結果を示すクラス情報を生成する生成部と、クラス情報を送信する送信部と、を有し、受信装置は、第１点群情報と同一の地表および地物の形状を示す第２点群情報を記憶する第２記憶部と、クラス情報を受信する受信部と、クラス情報を第２点群情報に含まれる複数の構成点に対応付ける対応付け部と、を有する。
【選択図】図６
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】