JP2002342789A - ３次元キャラクタ画像を生成する画像処理装置および画像処理方法ならびに画像処理プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

３次元キャラクタ画像を生成する画像処理装置および画像処理方法ならびに画像処理プログラムを記録した記録媒体

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JP2002342789A
JP2002342789A JP2001148111A JP2001148111A JP2002342789A JP 2002342789 A JP2002342789 A JP 2002342789A JP 2001148111 A JP2001148111 A JP 2001148111A JP 2001148111 A JP2001148111 A JP 2001148111A JP 2002342789 A JP2002342789 A JP 2002342789A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リアルな３次元キャラクタ画像を少ない計算
量で生成する。 【解決手段】 画像入力部１、記憶部２、ユーザ入力部
３、画像処理部４、表示部５を備え、画像処理部４は、
ユーザ入力部３から入力された画像中の対象物体の向
き、位置および大きさを検出し、既定の大きさの正面向
き画像を生成し、それをテクスチャ画像として指定され
た方向に回転した顔の３次元モデルにレンダリングを行
うことで生成される頭部画像と、予め描画された胴体画
像または胴体画像を生成するためのベクトルデータから
簡単に生成できる胴体画像とを合成することで、３次元
計算を頭部のみに限定した少ない計算量で３次元キャラ
クタ画像を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像を利用したリ
アルな３次元モデルを生成する３次元キャラクタ画像生
成装置および画像処理方法ならびに画像処理プログラム
を記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、画像を利用したリアルな３次
元キャラクタ画像を生成する技術が種々提案されてい
る。
【０００３】例えば、特開２００１−１０９９０７号公
報に記載の３次元モデル生成装置では、入力画像中の顔
画像の位置を指定することにより、３次元モデルを入力
画像に合わせて変形し、テクスチャ画像を生成する際の
対応関係を計算によって求めて、正面向きテクスチャ画
像に変形し、また、テクスチャ画像において顔の輪郭の
外側を輪郭の内側の画素値で埋めることにより、より自
然な３次元キャラクタ画像を生成するようになってい
る。
【０００４】また、特願平１１−２８３３８７号（特開
２００１−１０９９１３号公報）に記載の３次元モデル
生成装置では、３次元キャラクタ画像を作る際、各部位
のモデルを選択できる手段を備えることにより、使用者
の好みに応じて、動作や髪型を自由に変更した画像を生
成できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、画
像を利用してリアルな３次元キャラクタ画像を生成する
ために、顔、髪の毛、胴体といった各部位についてそれ
ぞれの３次元モデルを持っており、それらを画像化する
計算を、顔画像を生成するときに同時に行うことによっ
て、各部位が奥行き方向の配置に関して矛盾が生じない
ようにする方法がとられていた。
【０００６】この方法では、モデルの回転ステップと、
それぞれの表面に画像であるテクスチャ画像を貼りこむ
ステップと、各面の奥行き方向の整合性をとるステップ
とにおいて、非常に多くの計算量を必要とし、また、そ
の計算のために大容量の記憶装置が必要であった。その
ため、この方法でリアルな３次元キャラクタ画像を生成
するためには、画像処理専用に構築された演算装置を使
用するか、高い処理能力の汎用演算機能を持ったパーソ
ナルコンピュータに、特定の装置に特化した画像処理プ
ログラムを組み込んだ装置を使用する必要があった。
【０００７】つまり、従来の方法では、大容量の記憶装
置を持たない計算機や携帯型コンピュータなどでは動作
せず、リアルな３次元キャラクタ画像を生成することが
できないといった問題があった。また、記憶装置の問題
が解決できたとしても、画像処理専用の演算装置を持た
ず、比較的処理能力も劣る計算機や、携帯型コンピュー
タなどでは、計算に時間がかかり過ぎ、使用者に不快感
を与えるなどの問題が残ることになる。
【０００８】本発明はかかる問題を解決すべく創案され
たもので、その目的は、画像処理専門の演算装置を持た
ず、また、比較的処理能力が低く、特化された画像処理
プログラムを持たない計算機や携帯型コンピュータを使
って、リアルで複雑な３次元キャラクタ画像を簡単な操
作で生成することができる３次元キャラクタ画像を生成
する画像処理装置および画像処理方法ならびに画像処理
プログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の３次元キャラクタ画像を生成する画像処理
装置は、入力画像からその画像に含まれる対象物体の３
次元キャラクタ画像を生成する画像処理装置であって、
顔画像を入力する画像入力部と、顔と髪の３次元モデル
および予め描画された胴体部位の画像、ならびに胴体に
合わせた顔の向き、位置および大きさの情報を複数記憶
している記憶部と、前記画像入力部により入力された画
像中の任意の位置をユーザが指定する位置指定手段、お
よび前記記憶部に記憶された胴体を選択する胴体選択手
段を備えたユーザ入力部と、前記位置指定手段により指
定された位置情報をもとに入力画像を３次元モデルに貼
りこむために予め定めた規定の大きさ、位置および方向
から見たテクスチャ画像を生成するテクスチャ画像生成
手段、このテクスチャ画像生成手段により生成されたテ
クスチャ画像を保存しておくテクスチャ画像記憶手段、
前記胴体選択手段により選択された胴体に合わせた顔の
向き、位置および大きさ情報により顔と髪の３次元モデ
ルを回転したうえ、髪の毛を描画し、顔モデルに前記テ
クスチャ画像を貼りこんで、頭部の３次元の静止画像を
生成する顔画像生成手段、および前記胴体選択手段によ
り選択された胴体画像と前記顔画像生成手段により生成
された画像とを組み合わせて３次元キャラクタ画像を生
成する合成手段を備えた画像処理部と、この画像処理部
で生成した３次元キャラクタ画像を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理方法および画像処理プログラムを記録し
た記録媒体は、画像入力部から顔画像を入力する画像入
力ステップと、顔と髪の３次元モデルおよび予め描画さ
れた胴体部位の画像、ならびに胴体に合わせた顔の向
き、位置および大きさの情報を記憶部に複数記憶する記
憶ステップと、前記画像入力部により入力された画像中
の任意の位置をユーザが指定する位置指定ステップと、
前記記憶部に記憶された胴体を選択する胴体選択ステッ
プと、前記位置指定ステップにより指定された位置情報
をもとに入力画像を３次元モデルに貼りこむために予め
定めた規定の大きさ、位置および方向から見たテクスチ
ャ画像を生成するテクスチャ画像生成ステップと、この
テクスチャ画像生成ステップにより生成されたテクスチ
ャ画像を保存しておくテクスチャ画像記憶ステップと、
前記胴体選択ステップにより選択された胴体に合わせた
顔の向き、位置および大きさ情報により顔と髪の３次元
モデルを回転したうえ、髪の毛を描画し、顔モデルに前
記テクスチャ画像を貼りこんで、頭部の３次元の静止画
像を生成する顔画像生成ステップと、前記胴体選択ステ
ップにより選択された胴体画像と前記顔画像生成ステッ
プにより生成された画像とを組み合わせて３次元キャラ
クタ画像を生成する合成ステップと、この合成ステップ
により生成された３次元キャラクタ画像を表示する表示
ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】このような特徴を有する本発明の画像処理
装置、画像処理方法および記録媒体によれば、画像入力
部により顔画像を入力するとともに、位置指定手段によ
り顔画像中の特定の点を指定することにより、髪および
顔画像を顔の３次元モデルに貼り付けて任意の向き、位
置および大きさの顔画像を生成し、また、胴体選択手段
により胴体を選択し、予め描画された胴体画像と組み合
わせて３次元キャラクタ画像を生成する。このように、
顔画像を入力し、計算によって指定された向き、位置お
よび大きさの顔画像を生成し、予め描画された胴体画像
と組み合わせることで、比較的処理能力の低い計算機や
携帯型コンピュータでも、よりリアリティの高い３次元
キャラクタ画像を生成することができる。
【００１２】また、胴体画像が時間経過に基づく複数枚
の画像と、顔の向き、位置および大きさの情報とを複数
種類持っている場合には、その動き情報を用いて、より
リアリテイの高い３次元キャラクタの動画像を生成する
ことができる。
【００１３】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理装置によれば、前記記憶部は、複数の髪
と顔モデルとを記憶しており、前記ユーザ入力部は、前
記記憶部に記憶されているこれら複数の髪と顔モデルと
を選択できるモデル選択手段を備えたことを特徴とす
る。
【００１４】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理方法および画像処理プログラムを記録し
た記録媒体によれば、前記記憶ステップは、複数の髪と
顔モデルとを記憶し、前記記憶ステップにより記憶され
たこれら複数の髪と顔モデルとを選択できるモデル選択
ステップをさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】このような特徴を有する本発明の画像処理
装置、画像処理方法および記録媒体によれば、入力画像
である被写体本人の顔の形（例えば、丸い、四角い、と
がっているなど）や、髪型に合わせてモデルを選択でき
るので、より本人に似たリアリティの高い静止画像また
は動画像を生成できる。
【００１６】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理装置によれば、前記記憶部は、胴体の静
止画像を生成するためのベクトル静止画データと顔の向
き、位置および大きさの情報とを記憶しており、前記合
成手段は、前記記憶部に記憶されているベクトル静止画
データに基づいて胴体の静止画像を生成するとともに、
前記記憶部に記憶されている顔の向き、位置および大き
さの情報に基づき、前記顔画像生成手段により生成され
た頭部の３次元の静止画像を前記胴体の静止画像と合成
することを特徴とする。また、本発明の３次元キャラク
タ画像を生成する画像処理装置によれば、前記記憶部
は、胴体の動画像を生成するためのベクトルアニメーシ
ョンデータと時間経過に基づく顔の向き、位置および大
きさの情報とを記憶しており、前記顔画像生成手段は、
複数枚の顔画像を生成し、前記合成手段は、前記記憶部
に記憶されている胴体の動画像を生成するためのベクト
ルアニメーションデータに基づいて胴体の動画像を生成
するとともに、前記記憶部に記憶されている時間経過に
基づく顔の向き、位置および大きさの情報に基づき、前
記顔画像生成手段により生成された複数枚の顔画像を前
記胴体の動画像と合成することを特徴とする。
【００１７】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理方法および画像処理プログラムを記録し
た記録媒体によれば、前記記憶ステップは、胴体の静止
画像を生成するためのベクトル静止画データと顔の向
き、位置および大きさの情報とを記憶し、前記合成ステ
ップは、前記記憶ステップに記憶されているベクトル静
止画データに基づいて胴体の静止画像を生成するととも
に、前記記憶ステップに記憶された顔の向き、位置およ
び大きさの情報に基づき、前記顔画像生成ステップによ
り生成された頭部の３次元の静止画像を前記胴体の静止
画像と合成することを特徴とする。また、本発明の３次
元キャラクタ画像を生成する画像処理方法および画像処
理プログラムを記録した記録媒体によれば、前記記憶ス
テップは、胴体の動画像を生成するためのベクトルアニ
メーションデータと時間経過に基づく顔の向き、位置お
よび大きさの情報とを記憶し、前記顔画像生成ステップ
は、複数枚の顔画像を生成し、前記合成ステップは、前
記記憶ステップにより記憶された胴体の動画像を生成す
るためのベクトルアニメーションデータに基づいて胴体
の動画像を生成するとともに、前記記憶ステップにより
記憶された時間経過に基づく顔の向き、位置および大き
さの情報に基づき、前記顔画像生成ステップにより生成
された複数枚の顔画像を前記胴体の動画像と合成するこ
とを特徴とする。
【００１８】このような特徴を有する本発明の画像処理
装置、画像処理方法および記録媒体によれば、胴体の動
画像をベクトルデータから生成するので、データ量が大
幅に減るほか、生成する動画像のサイズが変更になった
場合でも、拡大、縮小による量子化誤差は少なく、より
クオリティの高い画像が生成できる。
【００１９】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理装置によれば、前記顔画像生成手段が１
つの頭部の画像を生成した後、前記表示部にその画像を
表示して生成結果を確認できるプレビュー機能を有する
ことを特徴とする。
【００２０】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理方法および画像処理プログラムを記録し
た記録媒体によれば、前記顔画像生成ステップにより１
つの頭部の画像を生成した後、その画像を表示部に表示
して生成結果を確認できるプレビューステップをさらに
備えたことを特徴とする。
【００２１】このような特徴を有する本発明の画像処理
装置、画像処理方法および記録媒体によれば、複数枚の
画像を生成するのに時間がかかる場合でも、予め１枚の
画像を生成した時点で処理結果を確認し、使用者が納得
してから、目的の枚数分の画像を処理することになるの
で、長い時間待たされたあげく、納得がいかずに再度計
算し直すということがなくなる。これにより、全体とし
て動画像を生成する時間を短縮できる。
【００２２】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理装置によれば、前記テクスチャ画像記憶
手段にテクスチャ画像を保存しておくことで、前記モデ
ル選択手段によるモデルの選択が変更された場合でも、
前記顔画像生成手段は、前記テクスチャ画像記憶手段に
保存しているテクスチャ画像に基づき、変更後のモデル
を胴体に合った顔の向き、位置および大きさの情報によ
り回転して、頭部の画像を再生成することを特徴とす
る。
【００２３】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理方法および画像処理プログラムを記録し
た記録媒体によれば、前記テクスチャ画像記憶ステップ
によりテクスチャ画像を記憶部に保存しておくことで、
前記モデル選択ステップによるモデルの選択が変更され
た場合でも、前記顔画像生成ステップは、前記テクスチ
ャ画像記憶ステップにより保存しているテクスチャ画像
に基づき、変更後のモデルを胴体に合った顔の向き、位
置および大きさの情報により回転して、頭部の画像を再
生成することを特徴とする。
【００２４】このような特徴を有する本発明の画像処理
装置、画像処理方法および記録媒体によれば、髪と顔モ
デルの選択が変更になった場合でも、入力画像中の位置
指定を再度行う必要がないので、使用者の作業を軽減で
きるとともに、テクスチャ画像を生成する計算を省略で
き、全体として画像を生成する時間を短縮できる。
【００２５】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理装置によれば、前記テクスチャ画像記憶
手段にテクスチャ画像を保存しておくことで、前記胴体
選択手段による胴体の選択が変更された場合でも、前記
顔画像生成手段は、前記テクスチャ画像記憶手段に保存
しているテクスチャ画像に基づき、変更後の胴体に合っ
た顔の向き、位置および大きさの情報により回転して、
頭部の画像を再生成することを特徴とする。
【００２６】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理方法および画像処理プログラムを記録し
た記録媒体によれば、前記テクスチャ画像記憶ステップ
によりテクスチャ画像を記憶部に保存しておくことで、
前記胴体選択ステップによる胴体の選択が変更された場
合でも、前記顔画像生成ステップは、前記テクスチャ画
像記憶ステップにより保存しているテクスチャ画像に基
づき、変更後の胴体に合った顔の向き、位置および大き
さの情報により回転して、頭部の画像を再生成すること
を特徴とする。
【００２７】このような特徴を有する本発明の画像処理
装置、画像処理方法および記録媒体によれば、胴体の選
択が変更になった場合でも、入力画像中の位置指定を再
度行う必要がないので、使用者の作業を軽減できるとと
もに、テクスチャ画像を生成する計算を省略でき、全体
として画像を生成する時間を短縮できる。
【００２８】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理装置によれば、前記顔画像生成手段は、
大きめの画像を描画し、それを縮小することによって、
高画質な頭部画像を生成するアンチエイリアス画像縮小
機能を有することを特徴とする。
【００２９】また、本発明の３次元キャラクタ画像を生
成する画像処理方法および画像処理プログラムを記録し
た記録媒体によれば、前記顔画像生成ステップは、大き
めの画像を描画し、それを縮小することによって、高画
質な頭部画像を生成するアンチエイリアス画像縮小ステ
ップをさらに備えたことを特徴とする。
【００３０】このような特徴を有する本発明の画像処理
装置、画像処理方法および記録媒体によれば、高画質な
頭部画像を生成できる上、保存にＪＰＥＧなどＤＣＴを
伴う圧縮方法を用いる場合、頭部画像中の高周波成分を
抑えることができるので、ノイズを抑え、また、圧縮後
のデータサイズを縮小することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【００３２】図１は、本発明の３次元キャラクタ画像を
生成する画像処理装置の一実施の形態を示すシステム構
成図である。
【００３３】本実施形態の画像処理装置は、大別する
と、画像入力部１、記憶部２、ユーザ入力部３、画像処
理部４、表示部５により構成される。
【００３４】画像入力部１は、顔画像を入力するブロッ
クである。入力方法としては、例えば半導体、光、磁気
などを用いた記憶装置上のファイルから読み込むか、外
部または装置に内蔵されたデジタルスチルカメラやデジ
タルムービーカメラ、あるいはビデオ信号などからキャ
プチャするなどすればよい。
【００３５】記憶部２は、半導体、光、磁気などを用い
た記憶装置である。記憶部２には、予め描画され時間経
過に伴って変化する複数枚の胴体画像またはこれら胴体
画像を生成するためのベクトルデータと、その画像に合
わせた顔の向き、位置および大きさの情報と、髪、顔の
３次元モデルとが、複数種類記憶されている。
【００３６】ユーザ入力部３は、位置指定手段３ａ、モ
デル選択手段３ｂ、胴体選択手段３ｃを備えている。
【００３７】位置指定手段３ａは、画像入力部１により
入力された画像中の任意の位置を指定するものであり、
マウスやキーボード等によって構成されている。すなわ
ち、表示部５に表示された入力画像上のカーソルを、マ
ウスやキーボード上のキーなどを操作して指定したい位
置に合わせ、クリックまたはキーを押下するなどして、
指定する作業を繰り返せば良い。その際、画像が表示可
能な大きさを超える場合は、スクロールや適宜縮小すれ
ばよい。
【００３８】モデル選択手段３ｂは、記憶部２に記憶さ
れているモデルの一覧のサムネイル画像や題名などを表
示部５に表示し、それをマウスやキーなどで指定するこ
とによってモデルを選択する。また、デフォルトのモデ
ルを予め指定しておき、使用者がモデルを選択しない場
合は、それを使用して画像を生成してもよい。
【００３９】胴体選択手段３ｃは、記憶部２に記憶され
ている胴体のサムネイル画像や題名などを表示部５に表
示し、それをマウスやキーなどで指定することによって
胴体を選択する。
【００４０】画像処理部４は、テクスチャ画像生成手段
４ａ、テクスチャ画像記憶手段４ｂ、顔画像生成手段４
ｃ、合成手段４ｄを備えている。
【００４１】画像処理部４は、画像入力部１により入力
された顔画像と、位置指定手段３ａにより指定された位
置情報を元に、テクスチャ画像生成手段４ａでテクスチ
ャ画像を生成する。また、生成したテクスチャ画像はテ
クスチャ画像記憶手段４ｂにより一時的に記憶される。
顔画像生成手段４ｃは、胴体選択手段３ｃにより指定さ
れた胴体に対応する顔画像の向き、位置および大きさの
情報にしたがって頭部の画像を生成する。合成手段４ｄ
は、この頭部画像と胴体画像とを合成する。
【００４２】表示部５は、ＣＲＴや液晶などのディスプ
レイ装置であり、生成された３次元キャラクタ画像や、
後述する各処理ステップで必要に応じて画像や文字を表
示することができる。
【００４３】図２は、本発明の３次元キャラクタ画像を
生成する画像処理装置を搭載した電子機器の一実施例の
概観を示している。
【００４４】本発明の画像処理装置、画像処理方法およ
び記録媒体は、比較的低い処理能力でも動作が可能なこ
とを特徴としており、図２に示すような携帯電話機でも
動作が可能である。携帯電話機の液晶画面６が本発明の
表示部５であり、数字や機能キー７が本発明のユーザ入
力部３であり、本発明の記憶部２および画像処理部４は
電話機本体８に搭載されている。
【００４５】次に、上記構成の３次元キャラクタ画像を
生成する画像処理装置の処理動作について、図３ないし
図６に示すフローチャート、および図７ないし図１１に
示す各種説明図を参照して、以下、具体的に説明する。
ただし、図３は全体的な処理の流れを示すフローチャー
ト、図４はテクスチャ画像生成処理の詳細を示すフロー
チャート、図５はプレビュー処理の詳細を示すフローチ
ャート、図６は画像生成処理の詳細を示すフローチャー
トである。
【００４６】顔画像入力ステップＳ１では、画像入力部
ｌにより画像を入力した入力画像１１を得る。
【００４７】位置指定ステップＳ２では、入力画像１１
を表示部５に表示しておき、図７の符号３０１で示すよ
うに、位置指定手段３ａにより入力画像中の４点（右
目、左目、鼻、口）の位置を指定し、位置データ１２を
得る。
【００４８】テクスチャ画像生成ステップＳ３では、画
像入力部１からの入力画像１１と、位置指定手段３ａに
より指定された位置データ１２とに基づいて、テクスチ
ャ画像１３を得る。
【００４９】ここで、テクスチャ画像生成ステップＳ３
の詳細について、図４に示すフローチャートを参照して
説明する。
【００５０】ステップＳ３１では、位置データ１２の妥
当性（目の外側に鼻がないかなど）をチェックする。こ
こで、不適当と判断された場合、テクスチャ生成は中止
され、図３の位置指定ステップＳ２まで戻る。
【００５１】ステップＳ３２では、位置データ１２か
ら、図７の符号３０２で示す入力画像中の４点（右目、
左目、鼻、口）の位置を、符号３０３で示すように変形
するためのパラメタ３３を得る。ステップＳ３３では、
パラメタ３３に基づいて、入力画像１１の顔に相当する
部分を変形した画像３４（図７の符号３０４で示す画
像）を得る。
【００５２】ステップＳ３４では、画像３４の頭髪より
上の扇部分を、予め指定された髪の毛の色で塗りつぶ
し、図７の符号３０５で示すような画像を得る。
【００５３】ステップＳ３５では、残った空白部分を埋
めるために、顔の輪郭の内側の部分の色を抽出し、平均
化して塗りつぶし、図７の符号３０６で示すようなテク
スチャ画像１３を得る。このテクスチャ画像１３は、テ
クスチャ画像記憶手段４ｂに一時的に記憶される。
【００５４】本発明では、このテクスチャ画像１３を記
憶しておくことにより、モデル選択手段３ｄによりモデ
ルの選択が変更された場合、および胴体選択手段３ｃに
より胴体の選択が変更された場合でも、テクスチャ画像
生成ステップＳ３を省略できることが特徴となってい
る。
【００５５】また、本発明では、最終的な３次元キャラ
クタ画像を生成する前に、頭部の画像を表示部５に表示
し、確認する機能も備えている。この機能は、プレビュ
ーステップＳ４により実現できる。
【００５６】ここで、プレビューステップＳ４の詳細に
ついて、図５に示すフローチャートを参照して説明す
る。
【００５７】図５中に示すプレビュー用顔パラメタ４２
とは、顔が左右上下に動くような時系列にしたがった複
数枚分のパラメタであり、これらを順番に表示すること
によって、左右上下に動くプレビューを得ることができ
る。
【００５８】まず最初に、プレビュー用顔パラメタ４２
中の一枚目の顔パラメタにしたがって顔画像生成ステッ
プＳ４１を行い、頭部画像４３を得る。
【００５９】顔画像生成ステップＳ４１は、図３中の顔
画像生成ステップＳ７と同じであるので、後述するステ
ップＳ７において説明する。
【００６０】ステップＳ４２では、出来上がった頭部画
像４３を、頭部画像４４として内部に一時的に記憶し、
この頭部画像４４および「これでよい」か「やりなお
し」かを選択する文字などを表示部５に表示する。
【００６１】ステップＳ４３では、ユーザ入力部３に何
らかの入力があるかどうかを判定し、入力がなければ、
プレビュー用顔パラメタ４２から次のパラメタを選び、
顔画像生成ステップＳ４１から再び繰り返す。一方、入
力があれば、頭部画像４４は破棄されて、プレビュース
テップＳ４を終了する。
【００６２】図３に戻って、ステップＳ５では、入力さ
れた結果が、「やりなおす（Ｎｏ）」であれば、テクス
チャ画像１３を破棄し、画像入力ステップＳｌに戻る。
【００６３】一方、ステップＳ５の判定が「これでよい
（ＹＥＳ）」であれば、胴体選択ステップＳ６に移る。
【００６４】胴体選択ステップＳ６では、記憶部２に記
憶されている胴体データの一覧のサムネイル画像や題名
を表示部５に表示して、選択を促す。そして、胴体選択
手段３ｃにより選択された胴体の胴体画像１６、および
それに対応する顔パラメタ１４を得る。
【００６５】顔画像生成ステップＳ７では、顔パラメタ
１４およびテクスチャ画像１３を用いて、頭部画像１５
を生成する。
【００６６】本発明では、胴体画像と対応する顔パラメ
タが時系列にしたがって複数枚分用意されている場合
に、複数枚分の顔パラメタ１４を顔画像生成ステップＳ
７に送ることにより、頭部画像１５も対応する枚数分生
成することによって、動画像を生成できる機能も備えて
いる。
【００６７】ここで、顔画像生成ステップＳ７の詳細に
ついて図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６８】顔モデル７２とは、記憶部２に記憶された
顔の３次元モデルである。
【００６９】ステップＳ７１では、このモデルを２次元
に投影することにより、テクスチャ画像中の座標（図８
の符号７１２により示す）と、モデル中の座標（図８の
符号７１１により示す）との対応を表すマッピングデー
タ７４を作成する。マッピングデータ７４は顔パラメタ
１４によらず一定である。
【００７０】ステップＳ７２では、顔モデル７２を顔パ
ラメタ１４にしたがって変形し、回転さたモデル７５を
得る。
【００７１】ステップＳ７３では、ステップＳ７２と同
様に、記憶部２に記憶された髪モデル７３を顔パラメタ
１４にしたがって回転し、回転済みモデル７６を得る。
【００７２】ステップＳ７４では、回転済みモデル７６
にしたがって、白紙の画像に図９の符号７５１により示
すような髪画像を描画する。
【００７３】ステップＳ７５では、この上に、マッピン
グデータ７４、顔モデル７５、テクスチャ画像１３を用
いて、図９の符号７５２により示すような顔画像を生成
すると、結果として、図９の符号７５３に示すような顔
画像を得る。
【００７４】また、本発明では、アンチエイリアス画像
縮小機能を備えており、髪画像描画ステップＳ７４、な
らびに顔画像描画ステップＳ７５で目的画像の倍サイズ
の画像を生成し、縮小ステップＳ７６を使って、目的画
像を得るように構成されている。
【００７５】縮小ステップＳ７６では、画像中の４点
（図１０中の符号７６１，７６２，７６３、７６４によ
り示す）の画素値の平均を縮小画像の１点（図１０中の
符号７６５により示す）の画素値とするよう縮小する。
【００７６】この縮小ステップＳ７６を経て生成された
画像は、テクスチャ画像から直接顔画像等を生成すると
きに、間引き計算により生じる量子化誤差を、大きな画
像を得ることで少なくし、それをアンチエイリアス効果
で高画質な画像としたものである。また、高周波成分を
抑えることで、生成した頭部の画像にＪＰＥＧなどのＤ
ＣＴを伴う圧縮を行う場合でも、ノイズが減り、圧縮後
のデータサイズも少なくなるという効果がある。
【００７７】図１０の符号７６６で示すピクセル列を間
引き縮小したものを符号７６７に示し、符号７６６で示
すピクセル列をアンチエイリアス付きで縮小したものを
符号７６８に示す。
【００７８】ステップＳ７５または縮小ステップＳ７６
で生成された画像は、頭部画像１５として内部に記憶す
る。
【００７９】ステップＳ７７では、顔パラメタ１４の枚
数分だけ頭部画像１５が生成されたかを判定し、未生成
分があれば、ステップＳ７２から繰り返す。一方、指定
枚数に達していれば、顔画像生成ステップＳ７は終了
し、次の合成ステップＳ８に移る。
【００８０】図３に戻って、合成ステップＳ８では、胴
体画像１６（図１１の符号８０２により示す）と頭部画
像１５（図１１の符号８０１により示す）とを合成し、
最終的な３次元キャラクタ画像１７（図１１の符号８０
３により示す）を得る。
【００８１】本発明では、胴体画像の代わりにベクトル
データを持つように構成することが可能であり、この構
成によれば、頭部画像を時系列にしたがって複数枚生成
しておき、合成手段４ｄでは、ベクトルデータから胴体
画像を生成し、頭部画像と合成して、静止画または動画
像を生成する。
【００８２】表示ステップＳ９では、生成された３次元
キャラクタ１７の静止画像または動画像を表示部５に表
示する。
【００８３】以上説明した画像処理装置は、３次元キャ
ラクタ画像を生成する画像処理を機能させるためのプロ
グラムで実現されている。
【００８４】発明の対象とするのは、このプログラムそ
のものであってもよいし、このプログラムをコンピュー
タで読み取り可能な記録媒体に格納されているものであ
ってもよい。
【００８５】本発明では、この記録媒体として、図示は
省略しているが、画像処理部４で処理が行なわれるため
に必要なメモリ、例えばＲＯＭのようなものそのものが
プログラムメディアであってもよいし、また、図示して
いない外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設
けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能
なプログラムメディアであってもよい。いずれの場合に
おいても、格納されているプログラムはマイクロコンピ
ュータがアクセスして実行させる構成であってもよい
し、あるいはいずれの場合もプログラムを読み出し、読
み出されたプログラムは、マイクロコンピュータの図示
しないプログラム記憶エリアにロードされて、そのプロ
グラムが実行される方式であってもよい。このロード用
のプログラムは予め本体装置に格納されているものとす
る。
【００８６】ここで、上記プログラムメディアは、本体
と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープや
カセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）
ディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−Ｒ
ＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスク系、ＩＣカー
ド（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あ
るいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラ
ッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプ
ログラムを担持する媒体であってもよい。
【００８７】また、本発明においては、インターネット
を含む通信ネットワークと接続可能なシステム構成とし
た場合には、通信ネットワークからプログラムをダウン
ロードするように流動的にプログラムを担持する媒体で
あってもよい。なお、このように通信ネットワークから
プログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロ
ード用プログラムは予め装置本体に格納しておくか、あ
るいは別の記録媒体からインストールされるものであっ
てもよい。なお、記録媒体に格納されている内容として
はプログラムに限定されず、データであってもよい。
【００８８】さらに、本発明では、プログラム自体とし
て、図１に示されている画像処理部４で実行される処理
そのものであってもよいし、あるいはインターネットを
含む通信ネットワークとアクセスすることで取り込め
る、あるいは取り込めたものであってもよいし、こちら
から送り出すものであってもよい。さらには、この取り
込んだプログラムに基づいて、上記画像処理装置内で処
理された結果、つまり生成されたものであってもよい。
あるいは、こちらから送り出す際に上記画像処理装置内
で処理された結果、つまり生成されたものであってもよ
い。なお、これらのものはプログラムに限定されず、デ
ータであってもよい。
【００８９】
【発明の効果】本発明の３次元キャラクタ画像を生成す
る画像処理装置および画像処理方法ならびに画像処理プ
ログラムを記録した記録媒体によれば、画像処理専門の
演算装置を持たず、また、比較的処理能力が低く、特化
された画像処理プログラムを持たない計算機や携帯型コ
ンピュータを使って、リアルで複雑な３次元キャラクタ
画像を簡単な操作で生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の３次元キャラクタ画像を生成する画像
処理装置の一実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の３次元キャラクタ画像を生成する画像
処理装置を搭載した電子機器の一実施例の概観図であ
る。
【図３】本発明の３次元キャラクタ画像を生成する画像
処理装置における全体的な処理の流れを示すフローチャ
ートである。
【図４】テクスチャ画像生成処理の詳細を示すフローチ
ャートである。
【図５】プレビュー処理の詳細を示すフローチャートで
ある。
【図６】画像生成処理の詳細を示すフローチャートであ
る。
【図７】テクスチャ画像生成ステップの生成過程を示す
説明図である。
【図８】顔画像生成ステップにおけるマッピングデータ
の作成を示す模式図である。
【図９】頭部画像の生成過程を示す説明図である。
【図１０】頭部画像の縮小方法を示す説明図図である。
【図１１】合成ステップにおける頭部画像と胴体画像と
の合成を示す説明図である。
【符号の説明】
ｌ 画像入力部 ２ 記憶部 ３ ユーザ入力部 ３ａ 位置指定手段 ３ｂ モデル選択手段 ３ｃ 胴体選択手段 ４ 画像処理部 ４ａ テクスチャ画像生成手段 ４ｂ テクスチャ画像記憶手段 ４ｃ 顔画像生成手段 ４ｄ 合成手段 ５ 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 15/00 ４００ Ｇ０６Ｔ 15/00 ４００ (72)発明者 紺矢 峰弘 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5B050 AA08 BA08 BA09 BA12 DA10 EA07 EA12 EA13 EA19 EA24 EA28 FA02 FA19 5B057 AA00 CA13 CA17 CB13 CB17 CC04 CD03 CD05 CE08 CH01 CH11 DA07 DA16 DB03 DC08 DC16 5B080 AA18 FA08 FA14 GA22

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力画像からその画像に含まれる対象物
    体の３次元キャラクタ画像を生成する画像処理装置であ
    って、 顔画像を入力する画像入力部と、 顔と髪の３次元モデルおよび予め描画された胴体部位の
    画像、ならびに胴体に合わせた顔の向き、位置および大
    きさの情報を複数記憶している記憶部と、 前記画像入力部により入力された画像中の任意の位置を
    ユーザが指定する位置指定手段、および前記記憶部に記
    憶された胴体を選択する胴体選択手段を備えたユーザ入
    力部と、 前記位置指定手段により指定された位置情報をもとに入
    力画像を３次元モデルに貼りこむために予め定めた規定
    の大きさ、位置および方向から見たテクスチャ画像を生
    成するテクスチャ画像生成手段、このテクスチャ画像生
    成手段により生成されたテクスチャ画像を保存しておく
    テクスチャ画像記憶手段、前記胴体選択手段により選択
    された胴体に合わせた顔の向き、位置および大きさ情報
    により顔と髪の３次元モデルを回転したうえ、髪の毛を
    描画し、顔モデルに前記テクスチャ画像を貼りこんで、
    頭部の３次元の静止画像を生成する顔画像生成手段、お
    よび前記胴体選択手段により選択された胴体画像と前記
    顔画像生成手段により生成された画像とを組み合わせて
    ３次元キャラクタ画像を生成する合成手段を備えた画像
    処理部と、 この画像処理部で生成した３次元キャラクタ画像を表示
    する表示部と、を備えたことを特徴とする画像処理装
    置。
  2. 【請求項２】 前記記憶部は、複数の髪と顔モデルとを
    記憶しており、前記ユーザ入力部は、前記記憶部に記憶
    されているこれら複数の髪と顔モデルとを選択できるモ
    デル選択手段を備えた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】 前記記憶部は、時間経過に基づく胴体の
    複数枚の画像およびこれらの画像に合わせた顔の向き、
    位置および大きさの情報を記憶しており、 前記合成手段は、前記顔画像生成手段により生成された
    頭部の３次元の静止画像と、前記記憶部に記憶されてい
    る時間経過に基づく胴体の複数枚の画像およびこれらの
    画像に合わせた顔の向き、位置および大きさの情報とに
    基づいて複数枚の静止画像を生成することで、３次元の
    動画像を生成することを特徴とする請求項１または請求
    項２に記載の画像処理装置。
  4. 【請求項４】 前記記憶部は、胴体の静止画像を生成す
    るためのベクトル静止画データと顔の向き、位置および
    大きさの情報とを記憶しており、 前記合成手段は、前記記憶部に記憶されているベクトル
    静止画データに基づいて胴体の静止画像を生成するとと
    もに、前記記憶部に記憶されている顔の向き、位置およ
    び大きさの情報に基づき、前記顔画像生成手段により生
    成された頭部の３次元の静止画像を前記胴体の静止画像
    と合成することを特徴とする請求項１または請求項２に
    記載の画像処理装置。
  5. 【請求項５】 前記記憶部は、胴体の動画像を生成する
    ためのベクトルアニメーションデータと時間経過に基づ
    く顔の向き、位置および大きさの情報とを記憶してお
    り、 前記顔画像生成手段は、複数枚の顔画像を生成し、 前記合成手段は、前記記憶部に記憶されている胴体の動
    画像を生成するためのベクトルアニメーションデータに
    基づいて胴体の動画像を生成するとともに、前記記憶部
    に記憶されている時間経過に基づく顔の向き、位置およ
    び大きさの情報に基づき、前記顔画像生成手段により生
    成された複数枚の顔画像を前記胴体の動画像と合成する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像
    処理装置。
  6. 【請求項６】 前記顔画像生成手段が１つの頭部の画像
    を生成した後、前記表示部にその画像を表示して生成結
    果を確認できるプレビュー機能を有することを特徴とす
    る請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像処理
    装置。
  7. 【請求項７】 前記テクスチャ画像記憶手段にテクスチ
    ャ画像を保存しておくことで、前記モデル選択手段によ
    るモデルの選択が変更された場合でも、前記顔画像生成
    手段は、前記テクスチャ画像記憶手段に保存しているテ
    クスチャ画像に基づき、変更後のモデルを胴体に合った
    顔の向き、位置および大きさの情報により回転して、頭
    部の画像を再生成することを特徴とする請求項２ないし
    請求項６のいずれかに記載の画像処理装置。
  8. 【請求項８】 前記テクスチャ画像記憶手段にテクスチ
    ャ画像を保存しておくことで、前記胴体選択手段による
    胴体の選択が変更された場合でも、前記顔画像生成手段
    は、前記テクスチャ画像記憶手段に保存しているテクス
    チャ画像に基づき、変更後の胴体に合った顔の向き、位
    置および大きさの情報により回転して、頭部の画像を再
    生成することを特徴とする請求項１ないし請求項７のい
    ずれかに記載の画像処理装置。
  9. 【請求項９】 前記顔画像生成手段は、大きめの画像を
    描画し、それを縮小することによって、高画質な頭部画
    像を生成するアンチエイリアス画像縮小機能を有するこ
    とを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記
    載の画像処理装置。
  10. 【請求項１０】 入力画像からその画像に含まれる対象
    物体の３次元キャラクタ画像を生成する画像処理方法で
    あって、 画像入力部から顔画像を入力する画像入力ステップと、 顔と髪の３次元モデルおよび予め描画された胴体部位の
    画像、ならびに胴体に合わせた顔の向き、位置および大
    きさの情報を記憶部に複数記憶する記憶ステップと、 前記画像入力部により入力された画像中の任意の位置を
    ユーザが指定する位置指定ステップと、 前記記憶部に記憶された胴体を選択する胴体選択ステッ
    プと、 前記位置指定ステップにより指定された位置情報をもと
    に入力画像を３次元モデルに貼りこむために予め定めた
    規定の大きさ、位置および方向から見たテクスチャ画像
    を生成するテクスチャ画像生成ステップと、 このテクスチャ画像生成ステップにより生成されたテク
    スチャ画像を保存しておくテクスチャ画像記憶ステップ
    と、 前記胴体選択ステップにより選択された胴体に合わせた
    顔の向き、位置および大きさ情報により顔と髪の３次元
    モデルを回転したうえ、髪の毛を描画し、顔モデルに前
    記テクスチャ画像を貼りこんで、頭部の３次元の静止画
    像を生成する顔画像生成ステップと、 前記胴体選択ステップにより選択された胴体画像と前記
    顔画像生成ステップにより生成された画像とを組み合わ
    せて３次元キャラクタ画像を生成する合成ステップと、 この合成ステップにより生成された３次元キャラクタ画
    像を表示する表示ステップと、を備えたことを特徴とす
    る画像処理方法。
  11. 【請求項１１】 前記記憶ステップは、複数の髪と顔モ
    デルとを記憶し、前記記憶ステップにより記憶されたこ
    れら複数の髪と顔モデルとを選択できるモデル選択ステ
    ップをさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載
    の画像処理方法。
  12. 【請求項１２】 前記記憶ステップは、時間経過に基づ
    く胴体の複数枚の画像およびこれらの画像に合わせた顔
    の向き、位置および大きさの情報を記憶し、 前記合成ステップは、前記顔画像生成ステップにより生
    成された頭部の３次元の静止画像と、前記記憶ステップ
    により記憶された時間経過に基づく胴体の複数枚の画像
    およびこれらの画像に合わせた顔の向き、位置および大
    きさの情報とに基づいて複数枚の静止画像を生成するこ
    とで、３次元の動画像を生成することを特徴とする請求
    項１０または請求項１１に記載の画像処理方法。
  13. 【請求項１３】 前記記憶ステップは、胴体の静止画像
    を生成するためのベクトル静止画データと顔の向き、位
    置および大きさの情報とを記憶し、 前記合成ステップは、前記記憶ステップに記憶されてい
    るベクトル静止画データに基づいて胴体の静止画像を生
    成するとともに、前記記憶ステップに記憶された顔の向
    き、位置および大きさの情報に基づき、前記顔画像生成
    ステップにより生成された頭部の３次元の静止画像を前
    記胴体の静止画像と合成することを特徴とする請求項１
    ０または請求項１１に記載の画像処理方法。
  14. 【請求項１４】 前記記憶ステップは、胴体の動画像を
    生成するためのベクトルアニメーションデータと時間経
    過に基づく顔の向き、位置および大きさの情報とを記憶
    し、 前記顔画像生成ステップは、複数枚の顔画像を生成し、 前記合成ステップは、前記記憶ステップにより記憶され
    た胴体の動画像を生成するためのベクトルアニメーショ
    ンデータに基づいて胴体の動画像を生成するとともに、
    前記記憶ステップにより記憶された時間経過に基づく顔
    の向き、位置および大きさの情報に基づき、前記顔画像
    生成ステップにより生成された複数枚の顔画像を前記胴
    体の動画像と合成することを特徴とする請求項１０また
    は請求項１１に記載の画像処理方法。
  15. 【請求項１５】 前記顔画像生成ステップにより１つの
    頭部の画像を生成した後、その画像を表示部に表示して
    生成結果を確認できるプレビューステップをさらに備え
    たことを特徴とする請求項１０ないし請求項１４のいず
    れかに記載の画像処理方法。
  16. 【請求項１６】 前記テクスチャ画像記憶ステップによ
    りテクスチャ画像を記憶部に保存しておくことで、前記
    モデル選択ステップによるモデルの選択が変更された場
    合でも、前記顔画像生成ステップは、前記テクスチャ画
    像記憶ステップにより保存しているテクスチャ画像に基
    づき、変更後のモデルを胴体に合った顔の向き、位置お
    よび大きさの情報により回転して、頭部の画像を再生成
    することを特徴とする請求項１１ないし請求項１５のい
    ずれかに記載の画像処理方法。
  17. 【請求項１７】 前記テクスチャ画像記憶ステップによ
    りテクスチャ画像を記憶部に保存しておくことで、前記
    胴体選択ステップによる胴体の選択が変更された場合で
    も、前記顔画像生成ステップは、前記テクスチャ画像記
    憶ステップにより保存しているテクスチャ画像に基づ
    き、変更後の胴体に合った顔の向き、位置および大きさ
    の情報により回転して、頭部の画像を再生成することを
    特徴とする請求項１０ないし請求項１６のいずれかに記
    載の画像処理方法。
  18. 【請求項１８】 前記顔画像生成ステップは、大きめの
    画像を描画し、それを縮小することによって、高画質な
    頭部画像を生成するアンチエイリアス画像縮小ステップ
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１０ないし請求
    項１７のいずれかに記載の画像処理方法。
  19. 【請求項１９】 前記請求項１０ないし請求項１８のい
    ずれかに記載の画像処理方法を実現するための画像処理
    プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
    媒体。
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