JP2001357415A - 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム

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JP2001357415A
JP2001357415A JP2001077564A JP2001077564A JP2001357415A JP 2001357415 A JP2001357415 A JP 2001357415A JP 2001077564 A JP2001077564 A JP 2001077564A JP 2001077564 A JP2001077564 A JP 2001077564A JP 2001357415 A JP2001357415 A JP 2001357415A
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hairstyle
hair
image
mapping
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Seiji Kobayashi
誠司 小林
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Sony Corp
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/24—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving graphical user interfaces [GUIs]

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＧによって１本毎に表現する頭髪の髪型
を、複数の異なる頭部形状に対応して変化させる。 【解決手段】 ３次元頭部再構築処理部３は、撮影装置
１から入力される顔部の３次元形状データに、頭部デー
タベース６から読み出す頭部の３次元形状データを合成
して、首部の３次元形状モデルを構築する。髪型マッピ
ング処理部４は、首部の３次元形状モデルに髪型データ
ベース５から読み出す髪型データをマッピングする。レ
ンダリング部５は、髪型データがマッピングされた首部
の３次元形状モデルにレンダリングを施して髪型整合画
像データを生成する。髪型データベース７は、複数の髪
型データを記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、例えば、
頭髪を除く頭部の３次元形状画像に、コンピュータグラ
フィックスにより表現する頭髪画像を合成する場合に用
いて好適な画像処理装置および方法、記録媒体、並びに
プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピュータグラフィックス（以
下、ＣＧと略記する）によって人の頭髪を表現する方法
として、図１（Ａ）に示すように、髪型全体をポリゴン
モデルを用いて近似し、その表面に髪の毛のテクスチャ
を貼り付ける方法や、光源位置または視点位置により異
なる反射強度を示す異方性反射モデルを用いてレンダリ
ングする方法が用いられている。
【０００３】これらの方法については、「山名、末
永、”異方性反射モデルを用いた頭髪表現”、信学技
報、PRU87-3,pp.115-120,1989」に記述されている。こ
のような方法においては、髪型の表現はポリゴンモデル
の形状そのものであり、髪型の変更はポリゴンモデルの
形状を変形することによって実現している。
【０００４】また、頭髪をパーティクルシステムによっ
て表現する方法が提案されている。パーティクルシステ
ムは、多量の粒子状の物体を扱う時に、粒子の質量など
の特性をパラメータとして与え、ある法則に従って粒子
を発生させることによって、容易に多量の粒子状の物体
を表現する方法である。
【０００５】また、図１（Ｂ）に示すような髪の毛の一
本ずつを曲線近似する方法を、本願出願人は、例えば、
特願平１０−１６４５４５号として提案しており、この
方法によって自然な髪型画像の表現に成功している。
【０００６】また、曲線近似された複数の髪の毛をまと
めて編集することにより、髪型をデザインする方法が
「岸、三枝、森島、”房モデルによるヘアデザインシス
テムの開発”、信学技報、MVE97-102,pp.67-74,1998」
に記述されている。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、ポ
リゴンモデルによって髪型全体を近似する方法では、複
雑な髪型を表現することが困難であり、また、髪の毛の
動き（流れ）を表現することができなかった。
【０００８】一方、パーティクルシステムによって頭髪
を表現する方法や、髪の毛の一本ずつを幾何学的形状で
近似する方法では、任意の髪型を表現することができ、
且つ、髪の毛の動きを表現することができる。しかしな
がら、パーティクルシステムによって頭髪を表現する方
法では、髪型を制御するためには、頭髪を表現する粒子
のパラメータを制御する必要があり、直感的な制御が難
しいので、意図する髪型を生成することが困難であっ
た。
【０００９】上述した「岸、三枝、森島、”房モデルに
よるヘアデザインシステムの開発”、信学技報、MVE97-
102,pp.67-74,1998」に記述されている方法では、意図
する髪型を比較的容易に生成することが可能であるが、
この方法では、固定された頭部形状に対応した頭髪を意
図する髪型に変化させることができるだけであり、複数
の異なる頭部形状に対応して、頭髪を意図する髪型に変
化させることができない課題があった。
【００１０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ＣＧによって１本毎に表現する頭髪の髪型
を、複数の異なる頭部形状に対応して変化させることが
できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の画像処理
装置は、髪型データを記憶する記憶手段と、記憶手段が
記憶する髪型データを読み出す読み出し手段と、読み出
し手段が読み出した髪型データに含まれる１本の髪の毛
に対応する頭髪データを、頭部の３次元形状画像の所定
の位置にマッピングするマッピング手段と、マッピング
手段のマッピング結果に基づいて、髪型整合画像を生成
する生成手段とを含み、記憶手段は、２次元配列された
複数の頭髪データから構成される髪型データを記憶する
ことを特徴とする。
【００１２】前記頭髪データには、複数の制御点からな
る３次元曲線データを用いることができる。
【００１３】前記頭髪データには、複数のポリゴンから
なるポリゴンデータを用いることができる。
【００１４】前記記憶手段には、円柱座標系で表現され
る立体的な髪型の２次元座標系への写像に対応する２次
元配列に格納された複数の頭髪データから構成される髪
型データを記憶させるようにすることができる。
【００１５】本発明の第１の画像処理方法は、髪型デー
タを記憶する記憶ステップと、記憶ステップの処理で記
憶された髪型データを読み出す読み出しステップと、読
み出しステップの処理で読み出された髪型データに含ま
れる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の３次
元形状画像の所定の位置にマッピングするマッピングス
テップと、マッピングステップの処理でのマッピング結
果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ステップと
を含み、記憶ステップの処理では、２次元配列された複
数の頭髪データから構成される髪型データが記憶される
ことを特徴とする。
【００１６】本発明の第１の記録媒体のプログラムは、
髪型データを記憶する記憶ステップと、記憶ステップの
処理で記憶された髪型データを読み出す読み出しステッ
プと、読み出しステップの処理で読み出された髪型デー
タに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭
部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングするマッ
ピングステップと、マッピングステップの処理でのマッ
ピング結果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ス
テップとを含み、記憶ステップの処理では、２次元配列
された複数の頭髪データから構成される髪型データが記
憶されることを特徴とする。
【００１７】本発明の第１のプログラムは、髪型データ
を記憶する記憶ステップと、記憶ステップの処理で記憶
された髪型データを読み出す読み出しステップと、読み
出しステップの処理で読み出された髪型データに含まれ
る１本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の３次元
形状画像の所定の位置にマッピングするマッピングステ
ップと、マッピングステップの処理でのマッピング結果
に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ステップとを
コンピュータに実行させ、記憶ステップの処理では、２
次元配列された複数の頭髪データから構成される髪型デ
ータが記憶されることを特徴とする。
【００１８】本発明の第２の画像処理装置は、髪型デー
タを記憶する記憶手段と、記憶手段が記憶した髪型デー
タを読み出す読み出し手段と、読み出し手段が読み出し
た髪型データに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪デ
ータを、頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピン
グするマッピング手段と、マッピング手段のマッピング
結果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成手段とを
含むことを特徴とする。
【００１９】前記頭髪データには、複数の制御点からな
る３次元曲線データを用いることができる。
【００２０】前記頭髪データには、複数のポリゴンから
なるポリゴンデータを用いることができる。
【００２１】本発明の第２の画像処理装置は、所定の位
置の頭髪データを、その近傍の頭髪データを用いて補間
する補間手段をさらに含むことができる。
【００２２】前記補間手段には、所定の位置の近傍の頭
髪データに含まれるグループ情報に基づいて、頭髪デー
タを補間させるようにすることができる。
【００２３】前記マッピング手段には、第１の座標系で
表現されている頭髪データを、頭部の３次元形状画像が
表現されている第２の座標系のデータに変換する座標変
換手段を含ませるようにすることができる。
【００２４】前記座標変換手段には、第１の座標系で表
現されている頭髪データを、頭部の表面に原点を有する
局所座標系のデータに変換した後、頭部の３次元形状画
像が表現されている第２の座標系のデータに変換させる
ようにすることができる。
【００２５】前記座標変換手段には、第１の座標系で表
現されている頭髪データを、頭部の３次元形状画像が表
現されている前記第２の座標系のデータに変換すると
き、乱数に基づいて、座標軸回転および原点移動のう
ち、少なくとも一方を実行させるようにすることができ
る。
【００２６】本発明の第２の画像処理方法は、髪型デー
タを記憶する記憶ステップと、記憶ステップの処理で記
憶された髪型データを読み出す読み出しステップと、読
み出しステップの処理で読み出された髪型データに含ま
れる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の３次
元形状画像の所定の位置にマッピングするマッピングス
テップと、マッピングステップの処理でのマッピング結
果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ステップと
を含むことを特徴とする。
【００２７】本発明の第２の記録媒体のプログラムは、
髪型データを記憶する記憶ステップと、記憶ステップの
処理で記憶された髪型データを読み出す読み出しステッ
プと、読み出しステップの処理で読み出された髪型デー
タに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭
部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングするマッ
ピングステップと、マッピングステップの処理でのマッ
ピング結果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ス
テップとを含むことを特徴とする。
【００２８】本発明の第２のプログラムは、髪型データ
を記憶する記憶ステップと、記憶ステップの処理で記憶
された髪型データを読み出す読み出しステップと、読み
出しステップの処理で読み出された髪型データに含まれ
る１本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の３次元
形状画像の所定の位置にマッピングするマッピングステ
ップと、マッピングステップの処理でのマッピング結果
に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ステップとを
コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２９】本発明の第１の画像処理装置および方法、
並びにプログラムにおいて、髪型データが記憶され、記
憶された髪型データが読み出され、読み出された髪型デ
ータに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データが頭
部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングされ、マ
ッピング結果に基づいて、髪型整合画像が生成される。
なお、記憶される髪型データは、２次元配列された複数
の頭髪データから構成される。
【００３０】本発明の第２の画像処理装置および方法、
並びにプログラムにおいては、髪型データが記憶され、
記憶された髪型データが読み出される。また、読み出さ
れた髪型データに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪
データが、頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピ
ングされ、マッピング結果に基づいて、髪型整合画像が
生成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明を適用した頭髪合成システ
ムについて、図２を参照して説明する。この頭髪合成シ
ステムは、人物の首部（首から上の部分）を撮影する撮
影装置１、撮影した首部の画像に基づいて、首部の３次
元形状モデルを生成し、任意の髪型のＣＧを合成して髪
型整合画像を生成する画像処理装置２、および、生成さ
れた髪型整合画像を表示する表示装置９から構成され
る。この頭髪合成システムを、例えば、美容院、理髪店
等に設置すれば、客の髪型の選択を支援する用途などに
用いることができる。
【００３２】頭髪合成システムの撮影装置１は、ステレ
オカメラやレンジファインダなどの３次元形状計測装
置、およびCCD(Charge Coupled Device)等の２次元画像
入力装置を組み合わせたものである。撮影装置１の３次
元形状計測装置は、ステレオカメラの場合には、被写体
となる人物（美容院等の顧客）の首部を異なる方向から
複数回撮影して所定の画像処理を施し、顔部（首部のう
ち、頭髪部が除去されたもの）の３次元形状を得る。レ
ンジファインダの場合には、被写体となる人物の首部を
レーザスキャンすることによって距離を計測し、顔部の
３次元形状を得る。撮像装置１の２次元画像入力装置
は、被写体となる人物の首部を撮影して、顔部の３次元
形状に対応したテクスチャを得る。
【００３３】一般に、撮影装置１の３次元形状計測装置
は、被写体の光を吸収する色の濃い部分（例えば、黒髪
の頭部等）、および、金属のように光を反射する部分の
３次元形状データを取得することができない。したがっ
て、撮影装置１からは、被写体の首部のうち、頭髪を除
く顔等の部分（以下、顔部と記述する）の３次元形状デ
ータ、および、顔部分の３次元形状データと対応付けら
れたテクスチャ画像データが出力される。
【００３４】なお、撮影装置１を構成する３次元形状計
測装置および２次元画像入力装置は、被写体となる人物
（以下、顧客と記述する）の首部を多方向から計測する
ために複数あってもよい。
【００３５】画像処理装置２は、撮影装置１から入力さ
れる顔部の３次元形状データに、頭部データベース６か
ら読み出す頭部の３次元形状データを合成して、首部の
３次元形状モデルを構築する３次元頭部再構築処理部
３、首部の３次元形状モデルに髪型データベース５から
読み出す髪型データをマッピングする髪型マッピング処
理部４、髪型データがマッピングされた首部の３次元形
状モデルにレンダリングを施して髪型整合画像データを
生成するレンダリング部５、複数の頭部の３次元形状デ
ータが予め記録されている頭部データベース６、複数の
髪型データが予め記録されている髪型データベース７、
および、頭部データベース６に記憶されている頭部の３
次元形状データの選択、髪型データベース７に記憶され
ている髪型データの選択等を指示するとき、ユーザが操
作するコントローラ８から構成される。
【００３６】髪型データベース７に記憶されている髪型
データは、３次元グラフィックスモデラ等を使って編
集、生成されたものである。したがって、実際には整髪
することが困難であるような髪型であっても、その髪型
データを生成し、記憶させておくことが可能である。な
お、髪型データベース７のデータ構造については、図１
１を参照して後述する。
【００３７】表示装置９は、LCD(Liquid Crystal Displ
ay)またはCRT(Cathode Ray Tube)などよりなり、画像処
理装置２から入力される髪型整合画像を表示する。
【００３８】次に、頭髪合成システムの動作について、
図３のフローチャートおよび図４を参照して説明する。
ステップＳ１において、撮影装置１は、被写体となる顧
客の首部を撮影、またはレーザスキャンして３次元形状
を計測し、顧客の首部の３次元形状データおよびテクス
チャ画像データを画像処理装置２に出力する。
【００３９】３次元形状の計測方法は、ステレオカメラ
を用いる方法、レンジファインダを用いる方法など、い
ずれの方法でも構わない。しかしながら、上述したよう
に、撮影装置１の３次元形状計測装置は、頭髪部分の３
次元形状データを取得することができないので、ステッ
プＳ１の処理では、撮影した顧客の顔部の３次元形状デ
ータおよびテクスチャ画像データ（図４においては、顔
部の３次元形状データにテクスチャ画像を貼付した計測
データとして図示している）が出力される。なお、撮影
装置１に複数の３次元形状計測装置および２次元画像入
力装置が備えられている場合には、顔部の３次元形状デ
ータおよびテクスチャ画像データの組が複数出力される
ことになる。
【００４０】ステップＳ２において、画像処理装置２の
３次元頭部再構築処理部２は、撮影装置１から入力され
た顔部の計測データ（３次元形状データおよびテクスチ
ャ画像データ）を用いて顧客の頭部の３次元形状モデル
を構築する。
【００４１】具体的には、図４に示すように、頭部デー
タベース６から選択して読み出した頭部データを、顧客
の顔部の計測データと結合して、完全な顧客の頭部の３
次元モデルを再構築する。頭部データベース６は、複数
の任意形状の頭部のみの３次元モデルで構成されてい
る。頭部データには、顧客の顔部の計測データの大き
さ、向き等からスケーリング、位置合わせが施されて、
顧客の計測データに結合される。
【００４２】頭部データと顧客の計測データとの結合
は、両データの解放エッジ間に新たなポリゴンを発生さ
せるようにしてもよいし、一方のデータの解放エッジ部
を他方の解放エッジに合致するように変形させてもよ
い。
【００４３】構築された顧客の頭部３次元形状は、例え
ば、三角形ポリゴンモデルで表現されている。構築され
た顧客の頭部３次元モデルは、図４に示すような顧客の
実像から頭髪が取り除かれたものとなる。
【００４４】ステップＳ３において、髪型データベース
７に記憶されている髪型データを選択するユーザ（顧客
等）の操作が、コントローラ８により受け付け、選択さ
れた髪型データが髪型データベース７から読み出され
て、髪型マッピング処理部４に供給される。
【００４５】この髪型選択の際、髪型を示すアイコンや
サムネイル等を表示装置９に表示させて、ユーザに選択
を促す。表示装置９の画面上のカーソル等を移動させる
ことにより選択するようにしてもよいし、髪型を示す番
号等を入力することにより選択するようにしてもよい。
【００４６】ステップＳ４において、画像処理装置２の
髪型マッピング処理部４は、供給された髪型データを、
３次元頭部再構築処理部３から供給された顧客の頭部３
次元モデルにマッピングして、レンダリング部５に出力
する。髪型データのマッピング処理は、髪型データに含
まれる１本毎の髪の毛に対応する頭髪データを、テクス
チャマッピングと同様の手法によって、頭部３次元モデ
ルの形状に従って頭部３次元モデル表面にマッピングす
るものである。なお、マッピング処理の詳細について
は、図５および図６を参照して後述する。
【００４７】ステップＳ５において、レンダリング部５
は、髪型データがマッピングされた顧客の頭部３次元モ
デルをレンダリングして、図４に示すような髪型整合画
像データを生成して、表示装置９に出力する。レンダリ
ングの方法は、頭部３次元モデルの顔部に対しては、ポ
リゴンモデルのテクスチャマッピング処理などであり、
頭髪部に対しては、曲線モデルのレンダリング処理であ
る。曲線モデルのレンダリング処理は、例えば、「小
林、森島、原島、”糸状物体の運動モデルとＣＧによる
シミュレーション”、信学技報、PRU90-127,pp.15-20,1
991」に、その詳細が開示されている。
【００４８】表示装置９は、入力された髪型整合画像デ
ータに対応する画像を表示する。コントローラ８は、表
示装置９に表示された髪型整合画像を満足したか否かを
入力するようにユーザ（顧客等）に促す。
【００４９】このとき、ユーザは、コントローラ８を操
作して、視点位置や照明位置を変化させながら髪型整合
画像を見ることができる。視点位置や照明位置が変化し
た場合、レンダリング部５は、変化された条件（視点位
置や照明位置）に対応するように、頭部３次元モデルと
髪型データのレンダリング処理を再度実行して表示装置
９に出力する。
【００５０】ステップＳ５において、ユーザが満足して
いなことを示す入力を受け付けた場合、ステップＳ３に
戻り、以降の処理が繰り返される。ステップＳ５におい
て、満足したことを示すユーザの入力を受け付けたと判
定された場合、この処理は終了される。
【００５１】次に、ステップＳ４における髪型マッピン
グ処理部４による髪型マッピング処理の詳細について説
明するが、その前に、髪型マッピング処理部４の構成例
について、図５を参照して説明する。
【００５２】髪型マッピング処理部４の髪型データ読み
出し部２１は、コントローラ８を用いて選択された髪型
データを、髪型データベース７から読み出してマッピン
グ位置計算部２２に出力する。マッピング位置計算部２
２は、髪型データを構成する頭髪データ（１本の髪の毛
に相当する）をマッピングする頭部３次元モデル上の位
置を計算する。頭髪データ補間処理部２３は、マッピン
グされる頭髪データを、髪型データの周囲の頭髪データ
から補間することによって求める。座標変換部２４は、
補間された頭髪データを、頭髪データの物体座標系から
頭部３次元モデルの物体座標系に座標変換することによ
ってマッピングする。
【００５３】次に、髪型マッピング処理部４の髪型マッ
ピング処理の詳細について、図６のフローチャートを参
照して説明する。髪型マッピング処理部４のマッピング
位置計算部２２には、既に、ステップＳ３の処理によっ
て、髪型データ読み出し部２１から髪型データが供給さ
れているものとする。
【００５４】マッピング位置計算部２２に供給されてい
る髪型データは、図７に示すように、３次元形状を持つ
オブジェクトで近似された頭髪データが２次元配列され
たものである。
【００５５】図７（Ａ）の例では、３次B-spline曲線な
どの空間曲線で１本の頭髪が近似されている。図７
（Ｂ）の例では、ポリゴンモデルによって１本の頭髪が
近似されている。２次元配列のアドレスは、テクスチャ
マッピング処理と同様に、髪型がマッピングされる頭部
３次元モデルに与えられているマッピング座標値と対応
する。
【００５６】例えば、頭部３次元モデルの所定のポリゴ
ンの頂点にマッピング座標（ｕ，ｖ）＝（０．１，０．
１）が与えられている場合、その頂点にマッピングされ
る頭髪データの髪型データ配列でのアドレスは（０．１
ｕmax，０．１ｖmax）となる。ここで、ｕmaxは髪型デ
ータ配列のｕ方向のデータ数であり、ｖmaxは髪型デー
タ配列のｖ方向のデータ数である。
【００５７】髪型データは、任意の３次元形状を有した
頭髪データを２次元配列したものであるため、任意の髪
型を表現することが可能であり、現実的にカットするこ
とが困難である髪型の髪型データであっても生成するこ
とができる。なお、髪型データを生成する方法について
は、図１６を参照して後述する。
【００５８】始めに、ステップＳ１１において、マッピ
ング位置計算部２２は、髪型データ配列の縦方向のカウ
ント値ｖを０．０に初期化し、ステップＳ１２におい
て、髪型データ配列の横方向のカウント値ｕを０．０に
初期化する。
【００５９】ステップＳ１３において、マッピング位置
計算部２２は、髪型データ配列のアドレス（ｕ，ｖ）で
表される頭髪データをマッピングする頭部３次元モデル
上の位置を計算する。
【００６０】具体的に説明する。図８は、頭部３次元モ
デル上の任意の三角形ポリゴンを示している。三角形ポ
リゴンの頂点Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ頭部３次元モデル
の属性を表す属性ベクトルＡattr，Ｂattr，Ｃattrを有
している。
【００６１】ここで、属性とは、頭部３次元モデルの物
体座標値、頂点における局所座標軸、頭髪のマッピング
座標値から構成される。三角形ポリゴンＡＢＣの任意の
２辺を成すベクトルをベクトルＶ１，Ｖ２とすれば、ベ
クトルＶ１，Ｖ２を各頂点の属性ベクトルを用いて、例
えば次式（１）で示すことができる。 Ｖ１＝Ｂattr−Ａattr Ｖ２＝Ｃattr−Ａattr ・・・（１）
【００６２】ベクトルＶ１，Ｖ２を三角形ポリゴンＡＢ
Ｃの座標軸として考えれば、三角形ポリゴンＡＢＣ上の
任意の点Ｐhは次式（２）で表すことができる。 Ｐh＝Ａattr＋ａＶ１＋ｂＶ２ ・・・（２）
【００６３】このとき、係数ａ，ｂは、図８に示すよう
に、任意の点Ｐhから一方の軸に対して、他方の軸に平
行な線を下ろしたときに交わる点と任意の点Ｐhの長さ
を、各軸ベクトルの長さで正規化したものである。
【００６４】頂点Ａ，Ｂ，Ｃのマッピング座標値をそれ
ぞれ（ｕa，ｖa），（ｕb，ｖb），（ｕc，ｖc）とし
て、式（２）で表される点Ｐｈをマッピング座標値の要
素に関して注目すると、次式（３）が成立する。 Ｕh＝Ｕa＋ａ（Ｕb＋Ｕa）＋ｂ（Ｕc−Ｕa） Ｖh＝Ｖa＋ａ（Ｖb−Ｖa）＋ｂ（Ｖc−Ｖa） ・・・（３） 式（３）は、（Ｕ，Ｖ）空間における任意の点に対して
成立している。
【００６５】いま、カウンタ値ｕ＝ｕp、カウンタ値ｖ
＝ｖpである場合、頭髪データがマッピングされるべき
頭部３次元モデル上の点Ｐｈが三角形ポリゴンの内部に
あるための条件は次式（４）で表される。 ａ＋ｂ≦１ ・・・（４）
【００６６】つまり、頭部３次元モデルの任意の三角形
ポリゴンにおいて、式（３）に、ｕ h＝ｕp、ｖh＝ｖpを
代入して求めた係数ａ，ｂが、式（４）を満たす場合、
点Ｐ hは、当該三角形ポリゴンの内部に存在するので、
髪型データ配列の（ｕp，ｖp）で表される頭髪データ
は、当該三角形ポリゴン上にマッピングされることにな
る。したがって、このときの頭髪データの頭部３次元モ
デルへのマッピング位置は、マッピングされる三角形ポ
リゴンにおいて式（２）を用いて計算される。
【００６７】図６に戻り、ステップＳ１４において、マ
ッピング位置計算部２２は、マッピングされる頭部３次
元モデルの三角形ポリゴンが、頭髪生成領域か否かを判
定する。この判定は、頭部３次元モデルの各三角形ポリ
ゴンに付与されている頭髪データをマッピングするか否
かを示すフラグ（正、または負）に基づいて行われる。
【００６８】ステップＳ１３の処理で求められたマッピ
ング位置を含む三角形ポリゴンのマッピングフラグが正
である場合、当該三角形ポリゴンは頭髪生成領域である
と判定し、ステップＳ１５に進む。
【００６９】ステップＳ１５において、頭髪データ補間
処理部２３は、（ｕp，ｖp）で表されるマッピングされ
るべき頭髪データを、髪型データ配列に格納されている
頭髪データを用いて補間する。補間方法は、４近傍点の
平均値を用いてもよいし、４近傍点の加重平均値を用い
てもよいし、補間をせずに最近傍点をそのまま用いても
よい。
【００７０】図９は、４近傍点からの加重平均値を用い
る方法を示している。いま、カウンタ値ｕ＝ｕp、カウ
ンタ値ｖ＝ｖpであるとき、マッピングされる頭髪デー
タの髪型データ配列アドレスはＰa＝（ｍp，ｎp）＝
（ｕp・ｕmax，ｖp・ｖmax）である。点Ｐaにおける頭
髪データをＨｐとして、近傍４点を、図９に示すように
点Ｐ１乃至Ｐ４として、点Ｐ１乃至Ｐ４のそれぞれにお
ける頭髪データをＨ１乃至Ｈ４とする。
【００７１】４近傍点からの加重平均方法では、マッピ
ングされる頭髪データＨｐは、次式（５）を用いて４近
傍点のデータから補間する。 Ｈｐ＝ｄｍ（ｄｎ・Ｈ２＋（１−ｄｎ）Ｈ１） ＋（１−ｄｍ）（ｄｎ・Ｈ４＋（１−ｄｎ）Ｈ３）） ・・・（５）
【００７２】ここで、頭髪データが図７（Ａ）に示した
ような３次B-spline曲線等の空間曲線でである場合に
は、頭髪データの補間処理は、各制御点のデータの補間
で求められる。一方、頭髪データが図７（Ｂ）に示した
ようなポリゴンモデルである場合には、頭髪データの補
間処理は、各ポリゴン頂点データの補間で求められる。
なお、式（４）におけるｄｍはｍpの小数部であり、ｄ
ｎはｎpの小数部である。
【００７３】図６に戻り、ステップＳ１６において、座
標変換部２４は、補間処理された頭髪データを、頭髪デ
ータの物体座標系から頭部３次元モデルの物体座標系に
座標変換する。
【００７４】座標変換の概念について、図１０を参照し
て説明する。髪型データ配列における任意の頭髪データ
をＨとする。頭髪データＨは、頭髪データの物体座標系
（Ｉ，Ｊ，Ｋ）で表されている。頭髪データの物体座標
系（Ｉ，Ｊ，Ｋ）は、頭髪データＨの始点を原点とする
３次元座標系であれば任意であり、例えば、髪型データ
配列の横方向をＩ、縦方向をＪとし、それらに直交する
方向をＫとするような直交座標系である。このようにし
て、頭髪データＨの始点は（Ｉ，Ｊ，Ｋ）＝（０，０，
０）で表され、その他の制御点は頭髪データの始点から
の相対位置で表されている。
【００７５】一方、頭部３次元モデルは物体座標系
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表されている。頭部３次元モデルの物
体座標系は、一般的には３次元直交座標系であり、例え
ば、頭部の重心位置を原点として、右耳方向をＸ、頭頂
方向をＹ、鼻方向をＺとするような直交座標系である。
【００７６】座標変換部２４では、頭髪データの物体座
標系（Ｉ，Ｊ，Ｋ）で表されている頭髪データＨを、ス
テップＳ１３で求められた頭部３次元モデルのマッピン
グ位置Ｐhにおける局所座標系（Ｔ，Ｓ，Ｎ）に変換す
る。この点Ｐhにおける局所座標系（Ｔ，Ｓ，Ｎ）は、
点Ｐhを原点とする３次元座標系であれば任意であり、
例えば、点Ｐhにおける法線方向ベクトルをＮとし、頭
部３次元モデルの縦方向の中心軸（図１０におけるＹ
軸）から点Ｐhに向かう放射線方向ベクトルと法線方向
ベクトルＮの外積として求められる接線方向ベクトルを
Ｔとし、法線方向Ｎと接線方向Ｔと直交するベクトルを
Ｓとするような直交座標系である。
【００７７】ここで、頭部３次元モデルの各頂点におけ
る局所座標系は、頭部データベースに予め与えられてい
るものとする。従って、点Ｐhにおける局所座標系
（Ｔ，Ｓ，Ｎ）は、マッピング位置の計算と同様に、マ
ッピングされる三角形ポリゴンにおいて式（２）を用い
て計算される。いま、頭髪データＨの任意の制御点Ｃi
の物体座標系（Ｉ，Ｊ，Ｋ）におけるデータを（ｉ，
ｊ，ｋ）とすると、制御点Ｃ iは、点Ｐhにおける局所座
標系（Ｔ，Ｓ，Ｎ）において、次式（６）で表される。 Ｃi＝ｉ・Ｔ＋ｊ・Ｓ＋ｋ・Ｎ ・・・（６）
【００７８】ここで、局所座標系（Ｔ，Ｓ，Ｎ)の各単
位ベクトルは、頭部３次元モデルの物体座標系（Ｘ，
Ｙ，Ｚ)の値を持っている。
【００７９】従って、式（６）で表される制御点Ｃ
iは、頭部３次元モデルの物体座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で
表されることになる。
【００８０】図６に戻り、ステップＳ１７において、マ
ッピング位置計算部２２は、カウンタ値ｕが１．０を超
過したか否かを判定する。カウンタ値ｕが１．０を超過
していないと判定された場合、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８において、マッピング位置計算部２２
は、カウンタ値ｕを刻み値ｄｕだけインクリメントす
る。刻み値ｄｕは、髪型データ配列に格納されている頭
髪データを横方向にどの程度の間隔でマッピングするか
を示す値である。
【００８１】その後、ステップＳ１３に戻り、以降の処
理が繰り返され、ステップＳ１７において、カウンタ値
ｕが１．０を超過したと判定された場合、横方向のマッ
ピング処理が髪型データ配列の１行の終わりに到達した
ことを意味するので、ステップＳ１９に進む。
【００８２】ステップＳ１９において、マッピング位置
計算部２２は、カウンタ値ｖが１．０を超過したか否か
を判定する。カウンタ値ｖが１．０を超過していないと
判定された場合、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２
０において、マッピング位置計算部２２は、カウンタ値
ｖを刻み値ｄｖだけインクリメントする。刻み値ｄｖ
は、髪型データ配列に格納されている頭髪データを縦方
向にどの程度の間隔でマッピングするかを示す値であ
る。
【００８３】その後、ステップＳ１２に戻り、以降の処
理が繰り返され、ステップＳ１９において、カウンタ値
ｖが１．０を超過したと判定された場合、全ての行のマ
ッピング処理が終了したことを意味するので、当該頭髪
マッピング処理は終了され、図３のステップＳ５に進む
ことになる。
【００８４】なお、ステップＳ１４において、ステップ
Ｓ１３の処理で求められたマッピング位置を含む三角形
ポリゴンのマッピングフラグが負である場合、当該三角
形ポリゴンは頭髪生成領域ではないと判定され、ステッ
プＳ１５およびステップＳ１６の処理はスキップされ
る。
【００８５】このようにマッピングフラグを用いて頭髪
生成領域を指定することにより、髪型データベース７か
ら読み出した髪型データを構成する全ての頭髪データを
マッピングせずに、頭部３次元モデルの任意の領域だけ
にマッピングさせることが可能である。したがって、例
えば、いわゆるモヒカン刈りのような髪型や、星型に刈
り込んだ髪型などを簡単に生成することができる。
【００８６】また、この髪型マッピング処理によれば、
髪型データベース７に記憶されている各髪型データは、
頭髪の物体座標系で表現されており、人物頭部の形状に
は依存せず、任意の形状の頭部３次元モデルにマッピン
グが可能である。
【００８７】次に、髪型データベース７のデータ構造に
ついて、図１１を参照して説明する。髪型データベース
７は、複数の髪型データから構成される。髪型データ
は、上述したように２次元配列であり、先頭に配列の横
方向のデータ数ｕmax、縦方向のデータ数ｖmaxが記述さ
れ、以降に（ｕmax×ｖmax）本分の頭髪データが記述さ
れている。
【００８８】頭髪データには、先頭にグループ情報（後
述）が記述されることがある。以降には、頭髪データが
頭髪データが３次パラメトリック曲線等で近似される場
合、複数の制御点データが記述される。制御点データ
は、頭髪物体座標系（Ｉ，Ｊ，Ｋ）で表現される。
【００８９】なお、頭髪データは、３次元ポリゴンデー
タであってもよい。この場合、頭髪データとして、複数
のポリゴン頂点データが記述される。
【００９０】頭髪データに記述されたグループ情報につ
いて説明する。グループ情報は、上述した髪型マッピン
グ処理（図６）のステップＳ１５の頭髪データ補間処理
において用いることが可能である。
【００９１】グループ情報が与えられている場合におけ
る頭髪データ補間処理について、図１２を参照にして説
明する。いま、カウンタ値ｕ＝ｕp、カウンタ値ｖ＝ｖp
であるとき、マッピングされる頭髪データの髪型データ
配列でのアドレスはＰa＝（ｍp，ｎp）＝（ｕp・
ｕmax，ｖp・ｖmax）である。
【００９２】点Ｐaにおける頭髪データをＨｐとし、近
傍４点を、図１２に示すように点Ｐ１乃至Ｐ４とし、点
Ｐ１乃至Ｐ４のそれぞれの頭髪データをＨ１乃至Ｈ４と
する。さらに、頭髪データＨ１には、グループ情報とし
て１が記述され、頭髪データＨ２乃至Ｈ４には、グルー
プ情報として２が記述されているとする。すなわち、こ
の例においては、頭髪データＨ１だけがグループ１に属
し、その他の頭髪データＨ２乃至Ｈ４は、グループ２に
属している。グループ情報が与えられている場合、頭髪
データ補間処理では、同じグループに属する頭髪データ
だけを用いて補間が行われる。
【００９３】具体的には、始めにマッピングされる点Ｐ
aの４近傍点のうち、最近傍点が求められ、そのグルー
プ情報が取得される。図１２の場合、最近傍点は点Ｐ３
である。次に、４近傍点Ｐ１乃至Ｐ４のうち、最近傍点
と同じグループに属する近傍点の数が求められる。
【００９４】４近傍点Ｐ１乃至Ｐ４のうち、最近傍点と
同じグループに属する近傍点が他にない場合、最近傍点
の頭髪データがそのまま点Ｐaにも用いられる。
【００９５】４近傍点Ｐ１乃至Ｐ４のうち、最近傍点と
同じグループに属する近傍点の数が最近傍点を含めて２
である場合、補間には当該２点間の線形補間値が用いら
れる。
【００９６】４近傍点Ｐ１乃至Ｐ４のうち、最近傍点と
同じグループに属する近傍点の数が最近傍点を含めて３
である場合、すなわち、図１２に示すような場合、次式
（７）によって補間値が計算される。 Ｈｐ ＝（１−ｒ）Ｈ３２＋ｒ・Ｈ３４ Ｈ３２＝ｄｎ・Ｈ２＋（１−ｄｎ）Ｈ３ Ｈ３４＝ｄｎ・Ｈ４＋（１−ｄｎ）Ｈ３ ｒ＝（ｍp−ｍ３２）／（ｍ３４−ｍ３２） ・・・（７）
【００９７】ただし、ｄｎはｎpの小数部であり、ｍ３
２は点Ｐ３２でのｍアドレスであり、ｍ３４は点Ｐ３４
でのｍアドレスである。
【００９８】このようにして、頭髪データにグループ情
報を記述しておくことにより、例えば、髪の毛の分け目
のような補間によって不都合が生じるような髪形も表現
できるようになる。つまり、分け目を境にしてグループ
分けをしておけば、４近傍点が分け目をまたがるような
場合においても、分け目の両側の頭髪データを用いて不
自然な頭髪が生成されてしまうようなことを抑止するこ
とができる。
【００９９】次に、上述した髪型マッピング処理（図
６）のステップＳ１６の処理における座標変換の応用例
について、図１２および図１３を参照して説明する。
【０１００】ステップＳ１６の座標変換処理において、
乱数を用いて髪型のばらつきを表現することが可能であ
る。図１３（Ａ）に示す髪型のばらつきを表現していな
い状態に対して、図１３（Ｂ）は、座標変換において、
乱数を用いて局所座標系を回転させることによって、髪
型のばらつきを表現した状態の一例を示している。
【０１０１】具体的には、頭部の局所座標系（Ｔ，Ｓ，
Ｎ）を、Ｎを軸にして、発生した乱数に対応して軸回転
を行った後、頭部モデルの物体座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に
変換する。このような処理により、頭髪データがマッピ
ングされる位置を変えることなく、一本一本の頭髪の生
える方向を微妙に変化させることができる。
【０１０２】図１４（Ａ）に示す髪型のばらつきを表現
していない状態に対して、図１４（Ｂ）は、座標変換に
おいて、乱数を用いてマッピング位置を変化させること
によって、髪型のばらつきを表現した状態の一例を示し
ている。
【０１０３】具体的には、局所座標系（Ｔ，Ｓ，Ｎ）の
原点であるＰhの位置を、発生した乱数に対応してＰnに
ずらした後、頭部モデルの物体座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に
変換する。このような処理により、髪型を変えることな
く、頭髪の生える位置を微妙に変化させることができ
る。
【０１０４】なお、乱数を用いて、変換する座標系の軸
を回転させたり、原点を移動することにより、合成した
画像に自然なばらつきを表現させることは、頭髪の画像
を合成するとき以外にも適用することが可能である。
【０１０５】ところで、この頭髪合成システムでは、３
次元頭部再構築処理部３により頭部３次元モデルを任意
の形状に変形させた後、髪型データをマッピングするこ
とができる。図１５（Ａ）に示す頭部３次元モデルを変
形させていない状態に対して、図１５（Ｂ）は、頭部３
次元モデルをＹ軸方向に１．５倍に拡大した状態を示し
ている。
【０１０６】頭部３次元モデルの拡大縮小処理は、アフ
ィン変換処理によって行う。このとき、頭部３次元モデ
ルの任意のポリゴン頂点に与えられている局所座標系
（Ｔ，Ｓ，Ｎ）についても同様のアフィン変換処理を行
う。
【０１０７】図１５（Ｂ）に示すように、頭部３次元モ
デルをＹ軸方向に１．５倍に拡大する場合には、Ｙ軸方
向に１．５倍する変換行列が、Ｔ，Ｓ，Ｎのそれぞれの
ベクトルにかけられて、縦方向に引き伸ばされた局所座
標系（Ｔ’，Ｓ’，Ｎ’)が得られる。このように変形
された局所座標系（Ｔ’，Ｓ’，Ｎ’)に頭髪データＨ
をマッピングすることによって、髪型は頭部に合わせて
Ｙ軸方向に１．５倍に拡大されたような形状になる。こ
のような処理により、同じ髪型データを、任意の形状に
変形させた頭部３次元モデルにマッピングすることがで
きる。
【０１０８】次に、髪型データの生成について、図１６
を参照して説明する。図１６は、頭部を取巻く円柱座標
系を示している。円柱座標系は、円柱の中心を通る軸を
Ｙ軸とし、Ｙ軸に垂直な平面上のＹ軸からの距離をｒと
し、この平面上において基準方向からの角度をθとする
座標系である。
【０１０９】頭部表面の任意の点Ｐhは、円柱座標系を
用いてＰh＝（ｙp，ｒp，θp）と表すことができる。さ
らに、円柱座標系のＹ＝ｙp、θ＝θpで定まる直線と頭
部表面の接点が必ず１点だけである場合、頭部表面の任
意の点Ｐhは（ｙp，θp）で表現することができる。
【０１１０】つまり、頭部表面の形状が円周方向に向か
って常に凸であれば、上記条件（円柱座標系のＹ＝
ｙp、θ＝θpで定まる直線と頭部表面の接点が必ず１点
だけである）を満たすことになる。
【０１１１】顔を除いた頭皮部分を考えてみると、一般
的には円周方向に向かって常に凸であると考えられるた
め、頭部モデルの頭皮部分の任意の点ＰhをＰh＝
（ｙp，θp）で表現することが可能である。
【０１１２】髪型データの作成は、「岸、三枝、森
島、”房モデルによるヘアデザインシステムの開発”、
信学技報、MVE97-102,pp.67-74,1998」に開示されてい
るシステムを用いることによって、比較的容易に行うこ
とができる。そのシステムでは、与えられた頭部モデル
上に生成した頭髪データを編集することによって髪型デ
ータを作成する。このシステムから出力される頭髪デー
タは、与えられた頭部モデルの物体座標系で表現されて
いる。
【０１１３】本発明の頭髪データベース７には、この頭
髪データを円柱座標系の（ｙ，θ）で表される空間にマ
ッピングすることによって２次元配列に格納した髪型デ
ータが記録されている。（ｙ，θ）空間から、図７に示
すような２次元配列の（ｕ，ｖ）空間への変換は、例え
ば、次式（８）が用いられる。 ｕ＝θp／２π ｖ＝（ｙp−ｙmin）／（ｙmax−ｙmin） ・・・（８）
【０１１４】ここで、ｙminは、頭部表面の円柱座標系
のＹ軸の最小値であり、ｙmaxは、頭部表面の円柱座標
系のＹ軸の最大値である。
【０１１５】（ｙ，θ）空間から（ｕ，ｖ）空間への変
換は非線形でもよく、例えば、頭頂部に近くなるほど、
ｖ方向の刻みを小さくするような変換をするようにすれ
ば、頭頂部近辺のサンプリングが粗くなってしまうこと
を避けるようにすることができる。
【０１１６】以上のように（ｕ，ｖ）空間に変換された
頭髪データから成る髪型データが髪型データベース７に
は記録されている。
【０１１７】なお、本発明は、ＣＧにより髪の毛以外の
糸状物体を表現する場合にも適用することが可能であ
る。
【０１１８】ところで、画像処理装置２の上述した一連
の処理は、ハードウェアにより実行させることもできる
が、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連
の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、その
ソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウ
ェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種の
プログラムをインストールすることで、各種の機能を実
行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュ
ータなどに、記録媒体からインストールされる。
【０１１９】図１７は、画像処理装置２を実現するパー
ソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソ
ナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)４
１を内蔵している。CPU４１にはバス４４を介して、入
出力インタフェース４５が接続されている。入出力イン
タフェース４５には、コントローラ８に相当するキーボ
ード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部４６、
処理結果としての髪型整合画像を表示装置９に出力する
画像出力部４７、プログラムや各種データを格納するハ
ードディスクドライブなどよりなる記憶部４８、インタ
ネット等を介してデータを通信する通信部４９、およ
び、磁気ディスク５１乃至半導体メモリ５４などの記録
媒体に対してデータを読み書きするドライブ５０が接続
されている。バス４４には、ROM(Read Only Memory)４
２およびRAM(Random Access Memory)４３が接続されて
いる。
【０１２０】このパーソナルコンピュータに画像処理装
置２としての動作を実行させる画像処理用プログラム
は、磁気ディスク５１乃至半導体メモリ５４に格納され
た状態でパーソナルコンピュータに供給され、ドライブ
５０によって読み出されて、記憶部４８に内蔵されるハ
ードディスクドライブにインストールされている。記憶
部４８にインストールされている画像処理用プログラム
は、入力部４６に入力されるユーザからのコマンドに対
応するCPU４１の指令によって、記憶部４８からRAM４３
にロードされて実行される。
【０１２１】なお、本明細書において、記録媒体に記録
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。
【０１２２】また、本明細書において、システムとは、
複数の装置により構成される装置全体を表すものであ
る。
【０１２３】
【発明の効果】以上のように、本発明の第１の画像処理
装置および方法、並びにプログラムによれば、髪型デー
タを記憶し、記憶した髪型データを読み出し、髪型デー
タに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを頭部
の３次元形状画像の所定の位置にマッピングするように
したので、ＣＧによって１本毎に表現する頭髪の髪型
を、複数の異なる頭部形状に対応して変化させることが
可能となる。
【０１２４】また、また、本発明の第２の画像処理装置
および方法、並びにプログラムによれば、記憶した髪型
データを読み出し、読み出した髪型データに含まれる１
本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の３次元形状
画像の所定の位置にマッピングし、マッピング結果に基
づいて、髪型整合画像を生成するようにしたので、ＣＧ
によって１本毎に表現する頭髪の髪型を、複数の異なる
頭部形状に対応して変化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の頭髪表現の一例を示す図である。
【図２】本発明の適用した頭髪合成システムの構成例を
示すブロック図である。
【図３】頭髪合成システムの動作を説明するフローチャ
ートである。
【図４】頭髪合成システムの動作を説明するための図で
ある。
【図５】図２の髪型マッピング処理部４の構成例を示す
ブロック図である。
【図６】髪型マッピング処理部４の処理を説明するフロ
ーチャートである。
【図７】頭髪データが２次元配列された髪型データを説
明するための図である。
【図８】図６のステップＳ１３のマッピング位置計算を
説明するための図である。
【図９】図６のステップＳ１５の頭髪データ補間処理を
説明するための図である。
【図１０】図６のステップＳ１６の座標変換を説明する
ための図である。
【図１１】図１の髪型データベース７のデータ構造を示
す図である。
【図１２】頭髪データに含まれるグループ情報を用いた
補間処理を説明するための図である。
【図１３】座標変換における座標軸回転を説明するため
の図である。
【図１４】座標変換における座標軸移動を説明するため
の図である。
【図１５】任意に変形された頭部３次元モデルに対する
マッピングを説明するために図である。
【図１６】髪型データが生成される際の円柱座標系を図
である。
【図１７】画像処理装置２を実現するパーソナルコンピ
ュータの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 撮影装置， ２ 画像処理装置， ３ ３次元頭部
再構築処理部， ４髪型マッピング処理部， ５ レン
ダリング部， ６ 頭部データベース， ７髪型データ
ベース， ８ コントローラ， ９ 表示装置， ２１
髪型データ読み出し部， ２２ マッピング位置計算
部， ２３ 頭髪データ補間処理部， ２４ 座標変換
部，４１ CPU， ５１ 磁気ディスク， ５２ 光デ
ィスク， ５３ 光磁気ディスク， ５４ 半導体メモ
リ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B050 AA10 BA06 BA09 CA07 DA02 EA03 EA19 FA02 FA19 5B057 AA18 BA11 CA08 CA13 CA16 CB08 CB13 CB16 CC03 CD18 CE09 5B080 AA05 AA13 FA08 FA15 GA21 GA25

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合成
    して髪型整合画像を生成する画像処理装置において、 髪型データを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段が記憶した前記髪型データを読み出す読み
    出し手段と、 前記読み出し手段が読み出した前記髪型データに含まれ
    る１本の髪の毛に対応する頭髪データを、前記頭部の３
    次元形状画像の所定の位置にマッピングするマッピング
    手段と、 前記マッピング手段のマッピング結果に基づいて、前記
    髪型整合画像を生成する生成手段とを含み、 前記記憶手段は、２次元配列された複数の前記頭髪デー
    タから構成される前記髪型データを記憶することを特徴
    とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 前記頭髪データは、複数の制御点からな
    る３次元曲線データであることを特徴とする請求項１に
    記載の画像処理装置。
  3. 【請求項３】 前記頭髪データは、複数のポリゴンから
    なるポリゴンデータであることを特徴とする請求項１に
    記載の画像処理装置。
  4. 【請求項４】 前記記憶手段は、円柱座標系で表現され
    る立体的な髪型の２次元座標系への写像に対応する２次
    元配列に格納された前記複数の前記頭髪データから構成
    される前記髪型データを記憶することを特徴とする請求
    項１に記載の画像処理装置。
  5. 【請求項５】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合成
    して髪型整合画像を生成する画像処理装置の画像処理方
    法において、 髪型データを記憶する記憶ステップと、 前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを
    読み出す読み出しステップと、 前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型デ
    ータに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、
    前記頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングす
    るマッピングステップと、 前記マッピングステップの処理でのマッピング結果に基
    づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを
    含み、 前記記憶ステップの処理では、２次元配列された複数の
    前記頭髪データから構成される前記髪型データが記憶さ
    れることを特徴とする画像処理方法。
  6. 【請求項６】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合成
    して髪型整合画像を生成する画像処理用のプログラムで
    あって、 髪型データを記憶する記憶ステップと、 前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを
    読み出す読み出しステップと、 前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型デ
    ータに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、
    前記頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングす
    るマッピングステップと、 前記マッピングステップの処理でのマッピング結果に基
    づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを
    含み、 前記記憶ステップの処理では、２次元配列された複数の
    前記頭髪データから構成される前記髪型データが記憶さ
    れることを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプ
    ログラムが記録されている記録媒体。
  7. 【請求項７】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合成
    して髪型整合画像を生成するコンピュータに、 髪型データを記憶する記憶ステップと、 前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを
    読み出す読み出しステップと、 前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型デ
    ータに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、
    前記頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングす
    るマッピングステップと、 前記マッピングステップの処理でのマッピング結果に基
    づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを
    実行させ、 前記記憶ステップの処理では、２次元配列された複数の
    前記頭髪データから構成される前記髪型データが記憶さ
    れることを特徴とするプログラム。
  8. 【請求項８】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合成
    して髪型整合画像を生成する画像処理装置において、 髪型データを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段が記憶した前記髪型データを読み出す読み
    出し手段と、 前記読み出し手段が読み出した前記髪型データに含まれ
    る１本の髪の毛に対応する頭髪データを、前記頭部の３
    次元形状画像の所定の位置にマッピングするマッピング
    手段と、 前記マッピング手段のマッピング結果に基づいて、前記
    髪型整合画像を生成する生成手段とを含むことを特徴と
    する画像処理装置。
  9. 【請求項９】 前記頭髪データは、複数の制御点からな
    る３次元曲線データであることを特徴とする請求項８に
    記載の画像処理装置。
  10. 【請求項１０】 前記頭髪データは、複数のポリゴンか
    らなるポリゴンデータであることを特徴とする請求項８
    に記載の画像処理装置。
  11. 【請求項１１】 所定の位置の前記頭髪データを、その
    近傍の前記頭髪データを用いて補間する補間手段をさら
    に含むことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記補間手段は、前記所定の位置の近
    傍の前記頭髪データに含まれるグループ情報に基づい
    て、前記頭髪データを補間することを特徴とする請求項
    １１に記載の画像処理装置。
  13. 【請求項１３】 前記マッピング手段は、 第１の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記
    頭部の３次元形状画像が表現されている第２の座標系の
    データに変換する座標変換手段を含むことを特徴とする
    請求項８に記載の画像処理装置。
  14. 【請求項１４】 前記座標変換手段は、前記第１の座標
    系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の表面
    に原点を有する局所座標系のデータに変換した後、前記
    頭部の３次元形状画像が表現されている前記第２の座標
    系のデータに変換することを特徴とする請求項１３に記
    載の画像処理装置。
  15. 【請求項１５】 前記座標変換手段は、前記第１の座標
    系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の３次
    元形状画像が表現されている前記第２の座標系のデータ
    に変換するとき、乱数に基づいて、座標軸回転および原
    点移動のうち、少なくとも一方を実行することを特徴と
    する請求項１３に記載の画像処理装置。
  16. 【請求項１６】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合
    成して髪型整合画像を生成する画像処理装置の画像処理
    方法において、 髪型データを記憶する記憶ステップと、 前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを
    読み出す読み出しステップと、 前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型デ
    ータに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、
    前記頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングす
    るマッピングステップと、 前記マッピングステップの処理でのマッピング結果に基
    づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを
    含むことを特徴とする画像処理方法。
  17. 【請求項１７】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合
    成して髪型整合画像を生成する画像処理用のプログラム
    であって、 髪型データを記憶する記憶ステップと、 前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを
    読み出す読み出しステップと、 前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型デ
    ータに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、
    前記頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングす
    るマッピングステップと、 前記マッピングステップの処理でのマッピング結果に基
    づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを
    含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプ
    ログラムが記録されている記録媒体。
  18. 【請求項１８】 頭部の３次元形状画像に頭髪画像を合
    成して髪型整合画像を生成するコンピュータに、 髪型データを記憶する記憶ステップと、 前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを
    読み出す読み出しステップと、 前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型デ
    ータに含まれる１本の髪の毛に対応する頭髪データを、
    前記頭部の３次元形状画像の所定の位置にマッピングす
    るマッピングステップと、 前記マッピングステップの処理でのマッピング結果に基
    づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを
    実行させるプログラム。
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