Note (General)遺物である土器は，多くの場合が砕けた状態で遺跡から出土する．よって，土器全体を把握するためには形状の復元作業が必要になる．土器形状の復元には専門的な知識や経験も必要となり，考古学分野では遺物の復元作業は大きな負担となっている．土器を復元する理由の一つに，実測図を作成することがあげられる．実測図の作成者は，計測用の特殊な道具を利用して，土器の大きさや形状の特徴を計測する．しかし，土器のどの部位を計測し記録するかは，作成者の判断に委ねられている．また，土器の分析を行う目的，手法が多岐に渡ってきているため，実測図だけでは，様々な分析要求に対して，十分な情報を提供することが困難であると考えられている．そこで，より多くの情報を提供するために，土器の形状を計測して3次元デジタルデータ化する手法やシステムが開発されている．3次元デジタルデータを生成する場合，形状データの欠落部を修正し，表面形状を完備することが重要である．完全な表面を構築することで，高品質な表面模様の再現や，展開図の作成が可能である. また，博物館でショーケースに入れられて展示されているような，手に触れることができない貴重な土器を，好きな角度から閲覧したり，専用の装置で接触したりすることが可能になる．3次元デジタルデータに対する従来の研究では，土器片の組み立ての補助を目的としているものが多く，欠落部補間を行う手法の研究は少ない．一般的に，欠落部の小さい土器を手作業で復元するには，欠落部の周辺形状を参考にして，滑らかに接続されるように欠落部を補間する．また，欠落部が大きな場合は，出土した土器の年代等による原型の統計情報に基づいて，土器の原型を予想し，欠落部を補間する．欠落補間を支援するため，人手で復元を行う場合の考え方を，3次元デジタルデータを用いた手法に置き換える場合，次の2つが課題となる．（1）欠落部が小さいときに，周辺の形状を用いて欠落部分を補間する形状を生成すること．（2）欠落部が大きいときに，形状の全体を予想して，補間する形状を生成すること．本研究では，これら2つの課題を解決した，新たな手法を提案する．課題（1）を解決するために，欠落部周辺の土器片から推定可能な，補間形状の生成方法を提案する．欠落部は，土器が断裂した断面で囲まれる部分で構成されるため，複雑な形状となる．そこで，本手法では，一般的なトリム曲面で欠落部を表現し，欠落部を覆う自由曲面を当てはめる．まず，トリム曲面の母曲面を推定するために，土器表面の文様と呼ばれる凹凸模様をノイズとみなし，球面形状を保つ凹凸除去手法を適用する．次に，母曲面の境界線を適切に決定するために，初期値に依存しない境界線を複数定義し，複数の境界線から，最適な境界線を選択する．また，口縁部などに欠落部が存在し，欠落領域が閉領域でない場合には，欠落部を閉領域とする仮想曲線を定義し，境界線を決定する．最後に，周辺部との接続性を高めるために，欠落部に隣接する土器片の表面データを利用して，トリム面の母曲面を欠落部の周辺部にフィッティングを行い，欠落部を覆うような曲面を当てはめる．課題（2）を解決するために，本研究では土器全体を回転体に近い周回する形状と仮定し，断面として，円および楕円の表現が可能な，2次曲面を用いた推定手法を提案する．2次曲面推定で用いられる手法の一つに，非線形の最小二乗法がある．非線形の最小二乗法は，局所的な探索手法のため，大きな誤差を含むデータでは，局所解が求まる可能性が高く，土器のように製造精度の低いものに適用することは困難である．そこで本手法では，2次曲面の当てはめに最小二乗法ではなく，代数的な解法を用いて，土器全体を複数の2次曲面で推定する．まず，2次曲面を推定するために，土器表面の文様と呼ばれる凹凸模様をノイズとみなし，課題（1）と同様に球面形状を保つ凹凸除去手法を適用する．また，土器全体を複数の2次曲面として定義するためには，土器のセグメンテーションが必要となる．そこで，セグメンテーションの基準線を決定するために，土器全体を一つの2次曲面と仮定して当てはめ，当てはめられた2次曲面の主軸を仮想主軸とする．次に，仮想主軸を法線とする，複数の平面を定義することで，土器を複数の部位にセグメンテーションする．セグメンテーションは，それぞれの区間が指定許容誤差以内で2次曲面を当てはめられるように設定をする．以上の2つの課題を解決することで，3次元デジタルデータに対し，土器の欠落部の補間形状の生成は可能である．3次元デジタルデータを利用した，欠落部の補間形状生成の有効性を検証するため，本手法を実際の土器から計測した，点群データに適用した．その結果，土器を復元するために，問題のない精度の補間形状の生成を確認し，手法の有効性を示した．
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Date Accepted (W3CDTF)2017-07-03T04:10:06+09:00
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