JP2004505353A - Facial feature special method and device by accurate landmark detection on expressionless facial image - Google Patents
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Abstract
本発明は演技者の無表情顔面画像を利用して顔面造作部をトラッキングするための視覚センサーの特製化方法と装置とを提供する。この方法は演技者の顔面造作部をトラッキングするセンサーの性能を改善させるために補正グラフを創出させる。The present invention provides a method and apparatus for customizing a visual sensor for tracking a facial feature using an expressionless facial image of an actor. This method creates a correction graph to improve the performance of the sensor tracking the performer's facial features.
Description
【0001】
【関連出願】
本願は2000年7月24日出願の米国仮特許願第60/220288号「無表情顔画像上での正確な目印検出による顔面特徴特製法及び装置」の優先権と、1998年11月6日出願の米国一部継続特許願第9/188079号「アバター動画のためのウェーブレット利用顔面動作捕捉」の優先権とを主張する。
【0002】
【発明の背景】
本発明はアバター動画に関連し、特には顔面造作部トラッキング技術に関連する。
【0003】
アバターで満たされたバーチャル空間は共通の環境を経験させる魅力的な手段である。しかし、写真的アバター動画化は一般的に演技者の動きの面倒なトラッキング、特に顔面造作部のトラッキングを要する。
【0004】
従って、顔面造作部トラッキング技術の改良が望まれている。本発明はこの要求を満たす。
【0005】
【発明の概要】
本発明は演技者の無表情顔面を利用する視覚センサーを特製するための方法及び関連装置を提供する。この方法は演技者の無表情顔面画像の捕捉と、伸縮バンチグラフマッチング法(elastic bunch graph matching)を利用した無表情顔面画像上での画面造作部位置の自動検出とを含んでいる。ノード(基準点:node)が演技者の無表情顔面画像上の顔面造作部位置に自動的に配点される。その後にノードポジションは演技者の無表情顔面画像上にて手動で補正される。
【0006】
さらに、この方法は補正されたノードポジションに基いて補正グラフを創出させることができる。
【0007】
本発明の他の特徴と利点とは添付図面を利用した以下の詳細な説明で明らかとなろう。
【0008】
【好適実施例の詳細な説明】
本発明は演技者の無表情顔面画像を利用した顔面造作部トラッキングのための視覚センサー特製化方法及び装置を提供する。この方法は演技者の顔面造作部トラッキングに利用するセンサー性能を改良させる目的に利用する補正グラフを創出させる。
【0009】
図1に示すように、この方法では演技者の顔面画像が捕捉される(ブロック12)。無表情顔面画像は図2に示すように視覚センサー特製化ウィザード22を利用して捕捉される。捕捉画像26の整合性を示すため、演技者に対して例示画像24が示される。
【0010】
次に、顔面造作部位置は伸縮バンチグラフマッチング法を利用して自動的に検出される(ブロック14)。伸縮バンチグラフマッチング法を利用した顔面造作部検出法は米国特許願第09/188079号にて開示されている。伸縮グラフマッチング技術においては、画像はガボールウェーブレット(Gabor wavelet)に基いたウェーブレット変換を利用してガボール空間に変換される。変換された画像はオリジナル画像の各画素と関連する複合ウェーブレット成分値(complex wavelet component value)で表される。
【0011】
図3に示すようにノード28は特定の顔面造作部位置にて顔面画像上に自動的に配点される(ブロック16)。演技者固有の画像特徴が介在するため、演技者の顔面画像上に置かれた顔面造作部グラフには顔面画像上に適正に配置されていないノード位置が含まれているであろう。例えば、演技者の眉毛の4点ノードは顔面画像の眉毛の多少上方に配点される。
【0012】
本発明装置はノード28を拾って移動させるために視覚センサー特製化ウィザード22を使用する。ノードはマウス等のポインティング装置を使用して無表情顔面画像上で手動にて移動され、望む選択位置にまで引っ張られる(ブロック18)。
【0013】
例えば、図4に示すように、演技者画像の眉毛上へのノード配点は、例示画像24に従って演技者眉毛と正確に整合させるように調整されている。
【0014】
図5に示すように、AからEまでの顔面造作部のノード28が無表情顔面画像24上に正確に配点された後に、画像ジェットがそれぞれの顔面造作部に対して再計算され、バンチグラフのギャレリー32の対応ジェットと比較される。このバンチグラフギャレリーは多人数(N)のサブギャレリーを含む。サブギャレリーの各人は無表情顔面画像34と、例えば笑顔や驚嘆を表す有表情顔面画像36から38のジェットを含む。
【0015】
補正された演技者画像24からのそれぞれの顔面造作部ジェットはいくつかのサブギャレリーの無表情ジェットからの対応する顔面造作部ジェットと比較される。顔面造作部Aのジェットと最も近似する造作部(造作部A)のサブギャレリーの無表情ジェットが補正グラフ40の造作部Aのジェットギャレリーを創出するために選択される。
【0016】
別の実施例では、造作部Eが対象であり、人数(N)に対するサブギャレリーは、無表情画像24からの造作部Eのジェットに最も近似する造作部Eの無表情ジェットを有している。サブギャレリーNからのそれぞれの有表情造作ジェット36から38からの造作部Eのジェットと共に無表情ジェットからの造作部Eのジェットを使用して造作部Eの補正グラフジェットが創出される。
【0017】
従って、無表情顔面画像24に関して、補正グラフ40はバンチグラフを形成するギャレリー32から最良ジェットを使用して形成される。
【0018】
得られた補正グラフ40はノード位置をトラッキングするためにさらに強力なセンサーを提供する。補正グラフを組み込んだ特製造作部トラッキングセンサーはさらに写真状であるアバターと増強されたバーチャル空間経験とを提供する。
【0019】
前述の説明は本発明の実施例を開示しているが、当業界技術者であれば、本発明の範囲内でそれら実施例を適宜変更できよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従った無表情顔面画像上での正確な目印検出による顔面造作部トラッキングを特製化する方法を示すフロー図である。
【図2】演技者のカメラ画像と一般的モデル画像とを示す視覚センサー特製化ウィザードである。
【図3】演技者顔面のカメラ画像上でのノード位置の自動検出と配点処理後の視覚センサー特製化ウィザードである。
【図4】本発明に従った補正グラフ創出のための補正ノードポジションを示す視覚センサー特製化ウィザードである。
【図5】本発明に従った無表情顔面画像を利用した補正グラフ創出技術を示すブロック図である。[0001]
[Related application]
This application claims priority to US Provisional Patent Application No. 60/220288, filed July 24, 2000, entitled "Special Features and Apparatus for Facial Features by Accurate Mark Detection on Expressionless Face Images," Claims priority of co-pending U.S. patent application Ser. No. 9 / 188,079 entitled "Wavelet-Based Facial Motion Capture for Avatar Video."
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to avatar video, and more particularly to facial feature tracking technology.
[0003]
Avatar-filled virtual spaces are an attractive way to experience a common environment. However, photographic avatar animation generally requires cumbersome tracking of the performer's movements, especially tracking of the facial features.
[0004]
Therefore, there is a need for an improved facial feature tracking technology. The present invention fulfills this need.
[0005]
Summary of the Invention
The present invention provides a method and associated apparatus for customizing a visual sensor utilizing an expressionless face of an actor. This method includes capturing the performer's expressionless face image and automatically detecting the position of the screen feature on the expressionless face image using an elastic bunch graph matching method. A node (reference point: node) is automatically assigned to the position of the facial feature on the expressionless facial image of the performer. Thereafter, the node position is manually corrected on the expressionless facial image of the performer.
[0006]
Further, the method can create a correction graph based on the corrected node positions.
[0007]
Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
The present invention provides a method and apparatus for customizing a visual sensor for tracking a facial feature using an expressionless facial image of an actor. This method creates a correction graph that is used to improve the performance of the sensor used for the actor's facial feature tracking.
[0009]
As shown in FIG. 1, in this method, a facial image of an actor is captured (block 12). The expressionless facial image is captured using the visual sensor customization wizard 22 as shown in FIG. An
[0010]
Next, the facial feature position is automatically detected using a telescopic bunch graph matching method (block 14). A facial feature detection method using a stretchable bunch graph matching method is disclosed in U.S. Patent Application No. 09 / 188,079. In the expansion / contraction graph matching technique, an image is converted into a Gabor space using a wavelet transform based on a Gabor wavelet. The transformed image is represented by a complex wavelet component value associated with each pixel of the original image.
[0011]
As shown in FIG. 3, node 28 is automatically scored on the facial image at a particular facial feature location (block 16). Due to the intervening actor-specific image features, the facial features graph placed on the actor's face image will include node positions that are not properly located on the face image. For example, the four-point node of the performer's eyebrows is positioned slightly above the eyebrows of the facial image.
[0012]
The apparatus of the present invention uses the vision sensor customization wizard 22 to pick up and move the node 28. The node is manually moved over the expressionless facial image using a pointing device such as a mouse and pulled to the desired selected position (block 18).
[0013]
For example, as shown in FIG. 4, the node arrangement points on the eyebrows of the actor image are adjusted to exactly match the actor eyebrows according to the
[0014]
As shown in FIG. 5, after the nodes 28 of the facial features from A to E have been accurately scored on the expressionless
[0015]
Each facial feature jet from the corrected
[0016]
In another embodiment, feature E is of interest, and the sub gallery for the number of people (N) has a featureless jet of feature E that most closely resembles the jet of feature E from
[0017]
Thus, for the expressionless
[0018]
The resulting correction graph 40 provides a more powerful sensor for tracking node positions. A custom-built workplace tracking sensor that incorporates a correction graph further provides a photographic avatar and an enhanced virtual space experience.
[0019]
Although the foregoing description discloses embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to modify those embodiments as appropriate within the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of customizing face feature tracking by accurate landmark detection on a faceless facial image according to the present invention.
FIG. 2 is a visual sensor customization wizard showing an actor's camera image and a general model image.
FIG. 3 is a visual sensor specialization wizard after automatic detection of a node position on a camera image of an actor's face and a scoring process;
FIG. 4 is a visual sensor customization wizard showing correction node positions for creating a correction graph according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a correction graph creation technique using an expressionless facial image according to the present invention.
Claims (8)
演技者の無表情顔面画像を捕捉するステップと、
伸縮バンチグラフマッチング法を利用して該無表情顔面画像上で顔面造作部位置を自動的に検出するステップと、
該無表情顔面画像上の該顔面造作部位置にノードを自動的に配点するステップと、
該無表情顔面画像上で該ノードのポジションを手動で補正するステップと、を含んで構成されることを特徴とする方法。A method of customizing facial features tracking,
Capturing the actor's expressionless facial image;
Automatically detecting the facial feature position on the expressionless facial image using a telescopic bunch graph matching method,
Automatically arranging nodes at the facial features on the expressionless facial image;
Manually correcting the position of the node on the expressionless facial image.
演技者の無表情顔面画像を捕捉する手段と、
伸縮バンチグラフマッチング法を利用して該無表情顔面画像上で顔面造作部位置を自動的に検出する手段と、
該無表情顔面画像上の該顔面造作部位置にノードを自動的に配点する手段と、
該無表情顔面画像上で該ノードのポジションを手動で補正する手段と、
を含んで構成されることを特徴とする装置。A device that specializes in facial feature tracking,
Means for capturing an expressionless facial image of the performer;
Means for automatically detecting the position of the facial features on the expressionless facial image using a stretchable bunch graph matching method,
Means for automatically arranging a node at the facial feature position on the expressionless facial image;
Means for manually correcting the position of the node on the expressionless face image;
An apparatus characterized by comprising:
演技者の無表情顔面画像を捕捉するステップと、
無表情顔面画像のウェーブレット変換により創出されたウェーブレット成分値に基いた画像分析を利用して該無表情顔面画像上で顔面造作部を自動的に検出するステップと、
該無表情顔面画像上の該顔面造作部位置にノードを自動的に配点する手段と、
該無表情顔面画像上で該ノードのポジションを手動で補正する手段と、
を含んで構成されることを特徴とする方法。A method of customizing facial features tracking,
Capturing the actor's expressionless facial image;
Automatically detecting face features on the expressionless face image using image analysis based on wavelet component values created by the wavelet transform of the expressionless face image;
Means for automatically arranging a node at the facial feature position on the expressionless facial image;
Means for manually correcting the position of the node on the expressionless face image;
A method comprising:
演技者の無表情顔面画像を捕捉するステップと、
該無表情顔面画像のウェーブレット変換で創出されたウェーブレット成分値に基いた画像分析を利用して該顔面画像上で顔面造作部の位置を検出するステップと、
該顔面画像上の該顔面造作部位置での前記ウェーブレット成分値に基いて有表情造作部を提供するための補正グラフを創出するステップと、
を含んで構成されることを特徴とする方法。A method of customizing facial features tracking,
Capturing the actor's expressionless facial image;
Detecting the position of the facial features on the facial image using image analysis based on wavelet component values created by the wavelet transform of the expressionless facial image;
Creating a correction graph for providing an expressive feature based on the wavelet component values at the facial feature location on the face image;
A method comprising:
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