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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JP2001077564A
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English (en)
Inventor
Seiji Kobayashi
誠司 小林
Original Assignee
Sony Corp
ソニー株式会社
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/24Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving graphical user interfaces [GUIs]

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
max,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
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
max,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
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=
p、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

───────────────────────────────────────────────────── 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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