JP2005284775A - Image processing apparatus - Google Patents

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JP2005284775A JP2004098523A JP2004098523A JP2005284775A JP 2005284775 A JP2005284775 A JP 2005284775A JP 2004098523 A JP2004098523 A JP 2004098523A JP 2004098523 A JP2004098523 A JP 2004098523A JP 2005284775 A JP2005284775 A JP 2005284775A
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Tomomichi Kaneko
智道 金子
Hirohide Nabeshima
博英 鍋島
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Kao Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a simple and low cost cosmetic or beauty simulation system. <P>SOLUTION: Means for acquiring shape information comprise a plurality of stereo image pickup cameras positioned to image a three-dimensional object to be imaged from different angles, and pattern projectors disposed for the cameras respectively. Means for acquiring color information comprise a color pickup camera positioned to image the three-dimensional object to be imaged from a position to observe shape imaging patterns. The patterns projected by the pattern projectors are projected by infrared light. The stereo image pickup cameras are cameras for imaging infrared light, and the color pickup camera is a camera for imaging visible light. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、人体等、三次元物体の形状および色の情報を同時に取得する技術に関する。   The present invention relates to a technique for simultaneously acquiring information on the shape and color of a three-dimensional object such as a human body.

出願人は、被験者の顔の色画像をカメラにより撮影し、この撮影した画像に、被験者が希望するタイプの化粧による顔の変化を表す化粧データを被験者の顔画像に適合するように変形して合成し、被験者の化粧した場合の顔の様子を表示する化粧アドバイスシステムを特許出願した(特許文献1参照)。   The applicant takes a color image of the subject's face with a camera, and transforms the photographed image into makeup data representing the change in the face due to the type of makeup desired by the subject so as to match the face image of the subject. A patent application was made for a makeup advice system that synthesizes and displays the facial appearance of the subject when makeup is applied (see Patent Document 1).

また、出願人は被験者の顔の色情報に加えて、形状情報も同時に取得し、それらの情報をもとに、よりリアリティのある画像を表示する化粧アドバイスシステムを実現するための三次元物体測定装置を開発し特許出願した(特許文献2参照)。   In addition to the color information of the subject's face, the applicant also obtains shape information at the same time, and based on that information, 3D object measurement to realize a makeup advice system that displays more realistic images The device was developed and a patent application was filed (see Patent Document 2).

その他に3次元物体全体の形状情報および色情報を取得する技術としては、例えば、特許文献3に開示されている技術がある。この技術では、形状情報撮影用カメラとパターン投影装置と色情報撮影用カメラの組を複数配置することで、3次元物体全体の形状および色の情報を取得することができる。
特開2000−194835号公報 特開2003−57017号公報 特開2001−82940号公報
As another technique for acquiring the shape information and color information of the entire three-dimensional object, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 3. In this technique, information on the shape and color of the entire three-dimensional object can be acquired by arranging a plurality of sets of shape information imaging cameras, pattern projection apparatuses, and color information imaging cameras.
JP 2000-194835 A JP 2003-57017 A JP 2001-82940 A

特許文献1では、出力表示が静止画像のみを対象としており、動画像を処理することは考えられていない。   In Patent Document 1, output display is intended only for still images, and it is not considered to process moving images.

特許文献2では、2種類のカメラを使用し、3次元物体の色および形状の情報を抽出することは提案しているが、被測定三次元物体の色情報、形状情報および形状の変位量を必要とするため、必ずしも簡易なシステムとはいえず、システムのコストおよび設置スペースを小さくすることは難しい。   Patent Document 2 proposes to extract information on the color and shape of a three-dimensional object using two types of cameras, but the color information, shape information, and shape displacement amount of a three-dimensional object to be measured. Since it is necessary, it is not always a simple system, and it is difficult to reduce the cost and installation space of the system.

特許文献3では、2種類のカメラを使用し、3次元物体の形状および色の情報を抽出することは提案しているが、形状情報撮影用カメラとパターン投影装置と色情報撮影用カメラの組を複数配置するため、特許文献2と同様に、必ずしも簡易なシステムとはいえない。また、色情報撮影用カメラで取得した画像の画素単位で、各画素に対応する三次元物体の位置情報を併せ持つ画像信号を生成する手段もないため、取得した色情報および形状情報に基づく動画像処理をリアルタイムで処理することは難しい。   Patent Document 3 proposes to use two types of cameras to extract information on the shape and color of a three-dimensional object. However, a combination of a shape information photographing camera, a pattern projection device, and a color information photographing camera is proposed. Since a plurality of the devices are arranged, it is not necessarily a simple system as in Patent Document 2. In addition, since there is no means for generating an image signal having position information of a three-dimensional object corresponding to each pixel for each pixel of the image acquired by the color information photographing camera, a moving image based on the acquired color information and shape information It is difficult to process in real time.

一方、化粧アドバイスシステムは、デパートの化粧品売り場などの比較的狭小なスペースに設置することが多く、また、全国規模に販売活動を展開することを考えると多数設置する必要があり、システムが小型で簡単であり、また、コストが安価であることが重要である。   On the other hand, makeup advice systems are often installed in a relatively small space such as a department store's cosmetics department, and a large number of cosmetic advice systems need to be installed in consideration of sales activities nationwide. It is important that it be simple and inexpensive.

また、デパートの化粧品売り場などで化粧シミュレーションを実施する場合には、顧客との対話の中で実施する必要があり、顔画像処理がリアルタイムに行われることが重要である。   In addition, when performing a makeup simulation at a cosmetics department store in a department store or the like, it is necessary to perform it in a dialogue with a customer, and it is important that face image processing is performed in real time.

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、小型で簡単かつ低コストでリアルタイムに動画像を表示する、化粧あるいは美容シミュレーションシステムを実現することができる画像処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made under such a background, and provides an image processing apparatus capable of realizing a makeup or beauty simulation system that displays a moving image in real time with a small size, simple and low cost. The purpose is to do.

本発明は、三次元物体を撮影し、その形状情報を取得する手段と、三次元物体を撮影し、その色情報を取得する手段と、取得した前記形状情報および前記色情報に基づき、色情報撮影用カメラで取得した画像の画素単位で、各画素に対応する前記三次元物体の位置情報をあわせ持つ画像信号を生成する手段とを備えた画像処理装置である。   According to the present invention, a means for photographing a three-dimensional object and obtaining shape information thereof, a means for photographing a three-dimensional object and obtaining color information thereof, color information based on the obtained shape information and color information, An image processing apparatus comprising: means for generating an image signal having the positional information of the three-dimensional object corresponding to each pixel in units of pixels of an image acquired by a photographing camera.

ここで、本発明の特徴とするところは、前記形状情報を取得する手段は、撮影対象となる前記三次元物体を異なる角度からそれぞれ撮影する位置に設けられた複数のステレオ画像撮影カメラと、このカメラ毎に設けられたパターン投影装置とを備え、前記色情報を取得する手段は、撮影対象となる前記三次元物体を、当該三次元物体に投影される形状撮影用のパターンの一部あるいは全部が当該三次元物体に投影される全てのパターンについて、そのカメラが撮影する画角内で観察可能な任意の位置から撮影する位置に設けられた色情報撮影カメラを備え、前記パターン投影装置により投影されるパターンは前記色情報撮影カメラには感応しないところにある。   Here, the feature of the present invention is that the means for acquiring the shape information includes a plurality of stereo image photographing cameras provided at positions for photographing the three-dimensional object to be photographed from different angles, and A pattern projecting device provided for each camera, and the means for acquiring the color information includes a part or all of a pattern for shape photographing projected on the three-dimensional object to be photographed on the three-dimensional object. Is provided with a color information photographing camera provided at a position for photographing from any position observable within the angle of view photographed by the camera for all patterns projected onto the three-dimensional object, and projected by the pattern projecting device The pattern is insensitive to the color information photographing camera.

前記パターン投影装置により投影されるパターンは赤外光により投影され、前記ステレオ画像撮影カメラは赤外光を撮影するカメラであり、前記色情報撮影カメラは、可視光を撮影するカメラであることが好ましい。前記三次元物体は、例えば、人の顔または身体の一部である。   The pattern projected by the pattern projection device is projected by infrared light, the stereo image photographing camera is a camera for photographing infrared light, and the color information photographing camera is a camera for photographing visible light. preferable. The three-dimensional object is, for example, a human face or a part of a body.

また、前記形状情報は、対象物体の三次元位置情報であり、画像の他、点列データなどでもよく、その書式には制限はない。   The shape information is three-dimensional position information of the target object, and may be point sequence data in addition to an image, and the format is not limited.

このように、本発明では、ステレオ画像撮影カメラを用いるところに最も主要な特徴がある。ステレオ画像撮影カメラは、あらかじめ一つの筐体内に二つの小型カメラ装置が内蔵されており、専門的な知識を有しない者がセッティングを行ってもステレオ画像の撮影性能には影響しない。したがって、例えば、デパートの化粧品売り場あるいはエステティックサロンなどのように、ステレオ画像撮影に関して専門的知識を有する者がいない場所であっても、正確なセッティングを行うことができる。   As described above, in the present invention, the most important feature is that the stereo image photographing camera is used. The stereo image photographing camera has two small camera devices built in one casing in advance, and even if a person who does not have specialized knowledge makes settings, the stereo image photographing performance is not affected. Therefore, for example, accurate setting can be performed even in a place where there is no person who has specialized knowledge about stereo image shooting, such as a department store cosmetics department or an esthetic salon.

また、一つの筐体内に二つの小型カメラ装置が内蔵されていることから、個々に二つカメラ装置を設置する場合と比較して占有するスペースを小さくすることができる。さらに、このようなステレオ画像撮影用カメラは一般に市販されており、安価に入手することができる。   In addition, since two small camera devices are built in one housing, the occupied space can be reduced as compared with the case where two camera devices are individually installed. Further, such a stereo image photographing camera is generally commercially available and can be obtained at low cost.

また、三次元形状情報を取得するためのパターンの投影は赤外光で行われるため、被験者は自己の顔面または身体の一部にパターンが投影されていることを認識することなく、顔または身体の一部の画像を撮影することができる。   In addition, since the projection of the pattern for obtaining the three-dimensional shape information is performed with infrared light, the subject does not recognize that the pattern is projected on his / her face or body part, and the face or body Some images of can be taken.

前記ステレオ画像撮影カメラは、人の顔または身体の一部を上下左右からそれぞれ撮影する位置に1台ずつ合計4台設けられ、前記色情報撮影カメラは、前記人の顔または身体の一部を前記ステレオ画像撮影カメラによって囲まれる四角形の内部から撮影する位置に1台設けられることが望ましい。   A total of four stereo image shooting cameras are provided at positions for shooting a human face or body part from the top, bottom, left, and right, respectively, and the color information camera is configured to capture a human face or body part. It is desirable that one unit be provided at a position for photographing from the inside of a rectangle surrounded by the stereo image photographing camera.

あるいは、前記ステレオ画像撮影カメラは、人の顔を上下左右からそれぞれ撮影する位置に1台ずつ合計4台設けられ、前記色情報撮影カメラは、前記人の顔を前記ステレオ画像撮影カメラによって囲まれる四角形の内部から撮影する位置に1台設けられることが望ましい。   Alternatively, a total of four stereo image shooting cameras are provided at positions where the human face is shot from the top, bottom, left, and right, respectively, and the color information shooting camera is surrounded by the stereo image shooting camera. It is desirable that one unit be provided at a position for photographing from the inside of the rectangle.

このようなカメラのセッティングは、あらかじめ枠体にカメラを組み込んだ状態で、ユーザに提供することもできるし、あるいは、ユーザ自身がセッティングを行ってもよい。ユーザ自身がセッティングを行う場合でも、個々のステレオ画像撮影カメラは、既に一つの筐体内に二つの小型カメラ装置が組み込まれているので、精密なセッティングは不要であり、ユーザの知識不足によるセッティングの失敗を回避することができる。   Such camera settings can be provided to the user in a state in which the camera is pre-installed in the frame, or the user can set the setting. Even when the user himself / herself makes the setting, each stereo image capturing camera already has two small camera devices built into one housing, so precise setting is unnecessary and setting due to lack of user knowledge. Failure can be avoided.

また、本発明では、複数のステレオ画像撮影カメラにより、被験者の顔または身体の一部を近距離から部分的に撮影するので、一台のステレオ画像撮影カメラにより被験者の顔または身体の一部の全体を遠距離から撮影する場合と比較すると、個々のカメラの解像度を低くすることができる。したがって、画素数が少ないために、三次元形状情報を演算する速度を高速化することができる。例えば、1秒間に30フレームの撮影が可能であれば、これにより動画像に対応することができる。   Further, in the present invention, since the subject's face or part of the body is partially photographed from a short distance by a plurality of stereo image photographing cameras, the subject's face or part of the body is photographed by one stereo image photographing camera. Compared with the case where the whole is photographed from a long distance, the resolution of each camera can be lowered. Therefore, since the number of pixels is small, the speed at which the three-dimensional shape information is calculated can be increased. For example, if it is possible to shoot 30 frames per second, this can correspond to a moving image.

本発明は、動的に変化する三次元物体の動きや形状の変化をリアルタイムに捉え、同時に表面色も計測し、それらに対してコンピュータグラフィックス(以下CGという)技術を適用して仮想的な画像を作成するシミュレーション装置に利用される。本発明は、化粧あるいは美容シミュレーション装置に利用するために開発されたものであるが、映画やゲームのキャラクター等、捉えられた物体像に種々の画像処理を施して仮想の合成画像を作成する画像処理技術にも適用できる。   The present invention captures the movement and shape change of a dynamically changing three-dimensional object in real time, and simultaneously measures the surface color, and applies a computer graphics (hereinafter referred to as CG) technology to these virtual images. It is used in a simulation apparatus that creates an image. The present invention was developed for use in a makeup or beauty simulation apparatus, and is an image that creates a virtual composite image by performing various image processing on captured object images, such as movies and game characters. It can also be applied to processing technology.

また、本発明によれば、小型で簡単かつ低コストな装置を用いて、リアルタイムに動画像による化粧あるいは美容シミュレーションを実施することができる。   Further, according to the present invention, makeup or beauty simulation using moving images can be performed in real time using a small, simple and low-cost apparatus.

本発明実施例の画像処理装置を図1および図2を参照して説明する。図1は本実施例の画像処理装置の全体構成図であり、正面(被験者の後部)から見た図である。図2は本実施例の画像処理装置の全体構成図であり、側面から見た図である。   An image processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of the image processing apparatus according to the present embodiment, and is a view seen from the front (rear part of the subject). FIG. 2 is an overall configuration diagram of the image processing apparatus according to the present exemplary embodiment, as viewed from the side.

本実施例の画像処理装置は、三次元物体を撮影し、その形状情報を取得する手段と、三次元物体を撮影し、その色情報を取得する手段と、取得した前記形状情報および前記色情報に基づき、色情報撮影用カメラで取得した画像の画素単位で、各画素に対応する前記三次元物体の位置情報をあわせ持つ画像信号を生成する手段とを備えた画像処理装置であって、図1および図2に示すように、前記形状情報を取得する手段は、撮影対象となる前記三次元物体を異なる角度からそれぞれ撮影する位置に設けられた複数のステレオ画像撮影カメラ1と、このカメラ1毎に設けられたパターン投影装置2とを備え、前記色情報を取得する手段は、撮影対象となる前記三次元物体を当該三次元物体に投影される形状撮影用のパターンの一部あるいは全部が当該三次元物体に投影される全てのパターンについてそのカメラが撮影する画角内で観察可能な任意の位置から撮影する位置に設けられた色情報撮影カメラ3を備え、パターン投影装置2により投影されるパターンは赤外光により投影され、ステレオ画像撮影カメラ1は赤外光を撮影するカメラであり、色情報撮影カメラ3は、可視光を撮影するカメラであることを特徴とする。   The image processing apparatus according to the present embodiment captures a three-dimensional object and acquires its shape information, means for capturing a three-dimensional object and acquires its color information, the acquired shape information and the color information. An image processing apparatus comprising: means for generating an image signal having position information of the three-dimensional object corresponding to each pixel in units of pixels of an image acquired by a color information photographing camera based on As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the means for acquiring the shape information includes a plurality of stereo image photographing cameras 1 provided at positions for photographing the three-dimensional object to be photographed from different angles, and the camera 1. A pattern projection device 2 provided for each, and the means for acquiring the color information includes a part or all of a shape photographing pattern in which the three-dimensional object to be photographed is projected onto the three-dimensional object. All patterns projected onto the three-dimensional object are provided with a color information photographing camera 3 provided at a position for photographing from an arbitrary position that can be observed within an angle of view photographed by the camera. The stereo image photographing camera 1 is a camera for photographing infrared light, and the color information photographing camera 3 is a camera for photographing visible light.

(第一実施例)
第一実施例では、前記三次元物体は人の顔である。
(First Example)
In the first embodiment, the three-dimensional object is a human face.

ステレオ画像撮影カメラ1は、顔を上下左右からそれぞれ撮影する位置に1台ずつ合計4台設けられ、色情報撮影カメラ3は前記顔を正面から撮影する位置に1台設けられる。   A total of four stereo image photographing cameras 1 are provided at positions where the face is photographed from the top, bottom, left and right, respectively, and one color information photographing camera 3 is provided at a position where the face is photographed from the front.

図3はランダムパターンを示す図である。パターン投影装置2により投影されるパターンは、図3に示すランダムパターンである。ステレオ画像撮影カメラ1は、投影されたランダムパターンを内蔵されている二つのカメラで異なる位置から撮影する。演算装置4は、二つのカメラで異なる位置から撮影されたランダムパターンを取り込み、その見え方の相違を解析することよって、顔の立体形状を認識する。すなわち、ランダムパターンのマッチングを解析することにより三次元形状情報を演算することができる。   FIG. 3 is a diagram showing a random pattern. The pattern projected by the pattern projector 2 is a random pattern shown in FIG. The stereo image capturing camera 1 captures a projected random pattern from two different positions with two built-in cameras. The arithmetic unit 4 recognizes the three-dimensional shape of the face by taking in random patterns photographed from different positions by the two cameras and analyzing the difference in appearance. That is, three-dimensional shape information can be calculated by analyzing random pattern matching.

このとき、4台のステレオ画像撮影カメラ1は、個々にランダムパターンを投影するが、投影タイミングが重なったとしても立体形状認識に支障は無い。あるいは、個々の投影タイミングが重ならないように、演算装置4からの信号によってタイミングをずらす制御を行うことも容易である。   At this time, the four stereo image capturing cameras 1 individually project random patterns, but there is no problem in the recognition of the three-dimensional shape even if the projection timings overlap. Alternatively, it is easy to perform control to shift the timing by a signal from the arithmetic unit 4 so that the individual projection timings do not overlap.

本実施例では、顔を上下左右からそれぞれ撮影することを特徴とする。これは、一つの方向から立体形状を撮影した場合には、遮蔽によって見えない部分が生じるが、顔を上下左右から撮影することにより、遮蔽によって見えない部分を無くすことができるためである。特に、化粧シミュレーションを実施する場合に、被験者の習性として、顔を動かしながら細部にわたり化粧の状態を確認する傾向がある。このときに、上下左右からそれぞれ撮影することは、顎の下部や顔の側面なども撮影することができ、死角を作らないために有効である。   This embodiment is characterized in that the face is photographed from above, below, left, and right. This is because, when a three-dimensional shape is photographed from one direction, a portion that cannot be seen due to shielding occurs, but by photographing the face from the top, bottom, left, and right, the portion that cannot be seen due to shielding can be eliminated. In particular, when performing a makeup simulation, there is a tendency to confirm the state of makeup over details while moving the face as a test subject's behavior. At this time, taking pictures from the top, bottom, left and right is effective for taking a picture of the lower part of the chin and the side of the face, etc., and avoiding blind spots.

また、高精細な1台のステレオ画像撮影カメラを用いれば、遮蔽によって見えない部分が生じない距離まで顔とカメラ装置とを十分に離して撮影することも可能ではあるが、高精細なステレオ画像撮影カメラは高価であり、また、画素数が多いために、三次元形状の演算処理に時間がかかり、本発明のコストを低くするという目的あるいはリアルタイムに動画像を表示するという目的に適合しない。これに対し、本発明では、顔とステレオ画像撮影カメラ1との距離を近づけることにより、高精細なステレオ画像撮影カメラを必要としない利点が生ずる。また、顔とステレオ画像撮影カメラ1との距離を短くすることにより、設置スペースを小さくすることができる利点も生じる。   In addition, if a single high-definition stereo image shooting camera is used, it is possible to shoot the face and the camera device sufficiently apart to a distance where an invisible part does not occur due to shielding, but a high-definition stereo image Since the photographing camera is expensive and has a large number of pixels, it takes a long time to calculate the three-dimensional shape, which is not suitable for the purpose of reducing the cost of the present invention or the purpose of displaying a moving image in real time. On the other hand, in the present invention, by reducing the distance between the face and the stereo image capturing camera 1, there is an advantage that a high-definition stereo image capturing camera is not required. Moreover, there is an advantage that the installation space can be reduced by shortening the distance between the face and the stereo image photographing camera 1.

次に、本実施例の画像処理装置を用いた化粧シミュレーションの例を図4および図5を参照して説明する。被験者の顔は、複数のステレオ画像撮影カメラ1および色情報撮影カメラ3によって撮影される(S1)。ステレオ画像撮影カメラ1により撮影された画像は、それぞれ演算装置4に取り込まれ、それぞれのステレオ画像撮影カメラ1毎に、三次元形状情報が生成され、さらに、その複数の三次元形状情報に基づいて被験者の顔の三次元形状情報を生成する。これにより、四台のステレオ画像撮影カメラ1によりそれぞれ取得した三次元形状情報は一つの情報に集約される。このときに、色情報撮影カメラ3の真正面の位置が三次元形状情報の基準点となる。   Next, an example of a makeup simulation using the image processing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The subject's face is photographed by the plurality of stereo image photographing cameras 1 and the color information photographing camera 3 (S1). The images captured by the stereo image capturing camera 1 are respectively taken into the arithmetic device 4, and three-dimensional shape information is generated for each stereo image capturing camera 1, and further, based on the plurality of three-dimensional shape information. Generate three-dimensional shape information of the subject's face. Thereby, the three-dimensional shape information acquired by each of the four stereo image capturing cameras 1 is collected into one piece of information. At this time, the position directly in front of the color information photographing camera 3 becomes the reference point of the three-dimensional shape information.

この三次元形状情報は、画像合成装置6に取り込まれる。また、色情報撮影カメラ3によって撮影された画像は、色情報として画像合成装置6に取り込まれる(S2)。また、色情報撮影カメラ3によって撮影された画像は、可視光による画像であり、そのまま表示部8に、被験者の顔のシミュレーション開始以前の状態として表示させることができる。さらに、色情報撮影カメラ3によって撮影された画像は、画像合成装置6の内部で、化粧シミュレーションの被験者として認識される。このとき、画像合成装置6は、三次元形状情報に基づき、被験者の顔を立体的に認識することができる。   This three-dimensional shape information is taken into the image composition device 6. Further, the image photographed by the color information photographing camera 3 is taken into the image composition device 6 as color information (S2). Moreover, the image image | photographed with the color information imaging | photography camera 3 is an image by visible light, and can be displayed on the display part 8 as it is in the state before the test simulation of a test subject's face as it is. Furthermore, the image photographed by the color information photographing camera 3 is recognized as a subject of the makeup simulation inside the image composition device 6. At this time, the image composition device 6 can three-dimensionally recognize the face of the subject based on the three-dimensional shape information.

次に、メモリ7に蓄積された多数の化粧データの中から所望する化粧データを入力装置5の操作により選択し(S3)、この化粧データを取り込んだ三次元形状情報に基づいて被験者の顔画像に合致するように加工する(S4)。化粧データとは、口紅やファンデーションなどの色に関するデータである。このように被験者の顔画像に合致するように加工された化粧データは合成され(S5)、表示部8に表示される(S6)。   Next, desired makeup data is selected from among a large number of makeup data stored in the memory 7 by operating the input device 5 (S3), and the face image of the subject is based on the three-dimensional shape information in which the makeup data is taken. (S4). The makeup data is data relating to colors such as lipstick and foundation. The makeup data processed to match the face image of the subject in this way is synthesized (S5) and displayed on the display unit 8 (S6).

なお、ステレオ画像撮影カメラ1により撮影する画像は、1フレーム分有ればよいので、きわめて短時間に撮影を行うことができる。本実施例で用いたステレオ画像撮影カメラ1の場合には、1秒間に30フレームの撮影が可能であるから、撮影に要する時間は約1/30秒である。これに演算装置4による三次元形状情報の演算時間を加えても、ほとんどリアルタイムで被験者の顔画像を処理することができる。また、入力装置5の操作により所望する化粧データを変更しても、ほとんどリアルタイムで被験者の顔画像を処理することができる。   Note that an image photographed by the stereo image photographing camera 1 is sufficient for one frame, so that the photographing can be performed in a very short time. In the case of the stereo image capturing camera 1 used in the present embodiment, since 30 frames can be captured per second, the time required for capturing is about 1/30 seconds. Even if the calculation time of the three-dimensional shape information by the calculation device 4 is added to this, the face image of the subject can be processed almost in real time. Even if the desired makeup data is changed by operating the input device 5, the face image of the subject can be processed almost in real time.

これにより、デパートの化粧品売り場などで、顧客との対話の中でリアルタイムに被験者の顔の動きに応動して化粧シミュレーションを動画像により実施することが可能となり、顔の表情の変化に対応した化粧シミュレーションの表示ができる。   This makes it possible to perform makeup simulation with moving images in response to the movement of the subject's face in real time during conversations with customers, such as at a department store's cosmetics department. The simulation can be displayed.

(第二実施例)
第二実施例では、前記三次元物体は人の身体の一部である。例えば、痩身や整形を行うに際し、現状の体型と、痩身あるいは整形が行われた後の体型とを被験者に擬似的に比較させるために利用することができる。例えば、痩身を行うに際し、腹部の現状の体型と痩身後の体型とを被験者に擬似的に比較させることができる。
(Second embodiment)
In a second embodiment, the three-dimensional object is a part of a human body. For example, when slimming or shaping, it can be used to make a subject compare the current body shape with the body shape after slimming or shaping. For example, when slimming, the subject can be made to compare the current body shape of the abdomen and the body shape after slimming in a pseudo manner.

撮影方法および手順は、第一実施例で説明した顔の撮影方法および手順と同様であり、詳細な説明は省略する。   The photographing method and procedure are the same as the face photographing method and procedure described in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

本実施例の画像処理装置を用いた美容シミュレーションの例を図4および図6を参照して説明する。被験者の身体の一部は、複数のステレオ画像撮影カメラ1および色情報撮影カメラ3によって撮影される(S11)。ステレオ画像撮影カメラ1により撮影された画像は、それぞれ演算装置4に取り込まれ、それぞれのステレオ画像撮影カメラ1毎に、三次元形状情報が生成され、さらに、その複数の三次元形状情報に基づいて被験者の身体の一部の三次元形状情報を生成する。これにより、四台のステレオ画像撮影カメラ1によりそれぞれ取得した三次元形状情報は一つの情報に集約される。このときに、色情報撮影カメラ3の真正面の位置が三次元形状情報の基準点となる。   An example of a beauty simulation using the image processing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. A part of the body of the subject is photographed by the plurality of stereo image photographing cameras 1 and the color information photographing camera 3 (S11). Images captured by the stereo image capturing camera 1 are respectively captured by the arithmetic device 4, three-dimensional shape information is generated for each stereo image capturing camera 1, and further, based on the plurality of three-dimensional shape information. Three-dimensional shape information of a part of the subject's body is generated. Thereby, the three-dimensional shape information acquired by each of the four stereo image capturing cameras 1 is collected into one piece of information. At this time, the position directly in front of the color information photographing camera 3 becomes the reference point of the three-dimensional shape information.

この三次元形状情報は、画像合成装置6に取り込まれる。また、色情報撮影カメラ3によって撮影された画像は、色情報として画像合成装置6に取り込まれる(S12)。また、色情報撮影カメラ3によって撮影された画像は、可視光による画像であり、そのまま表示部8に、被験者の身体の一部のシミュレーション開始以前の状態として表示させることができる。さらに、色情報撮影カメラ3によって撮影された画像は、画像合成装置6の内部で、美容シミュレーションの被験者として認識される。このとき、画像合成装置6は、三次元形状情報に基づき、被験者の身体の一部を立体的に認識することができる。   This three-dimensional shape information is taken into the image composition device 6. Further, the image photographed by the color information photographing camera 3 is taken into the image composition device 6 as color information (S12). Moreover, the image image | photographed with the color information imaging | photography camera 3 is an image by visible light, and can be displayed on the display part 8 as it is in the state before the simulation start of a part of test subject's body as it is. Furthermore, the image photographed by the color information photographing camera 3 is recognized as a test subject for the beauty simulation inside the image composition device 6. At this time, the image composition device 6 can three-dimensionally recognize a part of the body of the subject based on the three-dimensional shape information.

次に、メモリ7に蓄積された多数の整形データの中から所望する体型データを入力装置5の操作により選択し(S13)、取り込んだ身体の画像データと形状データとの整合がはかられるように加工する(S14)。体型データとは、骨格や人体組織の変形など形状に関するデータである。このように被験者の身体の一部の画像に合致するように加工された身体の画像データは合成され(S15)、表示部8に表示される(S16)。   Next, desired body shape data is selected from among a large number of shaping data stored in the memory 7 by operating the input device 5 (S13), so that the captured body image data and shape data can be matched. (S14). The body type data is data relating to a shape such as a deformation of a skeleton or a human body tissue. The body image data processed so as to match the image of the part of the subject's body is synthesized (S15) and displayed on the display unit 8 (S16).

なお、ステレオ画像撮影カメラ1により撮影する画像は、1フレーム分有ればよいので、きわめて短時間に撮影を行うことができる。本実施例で用いたステレオ画像撮影カメラ1の場合には、1秒間に30フレームの撮影が可能であるから、撮影に要する時間は約1/30秒である。これに演算装置4による三次元形状情報の演算時間を加えても、ほとんどリアルタイムで被験者の身体の一部の画像を処理することができる。また、入力装置5の操作により所望する体型データを変更しても、ほとんどリアルタイムに被験者の身体の一部の画像を処理することができる。   Note that an image photographed by the stereo image photographing camera 1 is sufficient for one frame, so that the photographing can be performed in a very short time. In the case of the stereo image capturing camera 1 used in the present embodiment, since 30 frames can be captured per second, the time required for capturing is about 1/30 seconds. Even if the calculation time of the three-dimensional shape information by the calculation device 4 is added to this, an image of a part of the body of the subject can be processed almost in real time. Even if the desired body shape data is changed by operating the input device 5, an image of a part of the body of the subject can be processed almost in real time.

これにより、エステティックサロンなどで、顧客との対話の中でリアルタイムに被験者の身体の一部の動きに応動して美容シミュレーションを動画像により実施することが可能となり、身体の一部の変化に対応した美容シミュレーションの表示ができる。   This makes it possible to perform beauty simulations with moving images in response to movements of the subject's body in real time during dialogues with customers at esthetic salons, etc., and respond to changes in the body part Can be displayed.

本発明によれば、小型で簡単かつ低コストな装置を用いてリアルタイムに動画像による化粧あるいは美容シミュレーションを実施することができるので、デパートの化粧品売り場あるいはエステティックサロンのような狭小なスペースに適する。また、多数の販売拠点を設ける場合でも、各拠点に化粧あるいは美容シミュレーションシステムを設置した場合のコストを安価にすることができる。また、リアルタイムで化粧あるいは美容シミュレーションを実施できることから、顧客との対話の中で自然に化粧あるいは美容シミュレーションを行うことができる。   According to the present invention, since a makeup or beauty simulation by moving images can be performed in real time using a small, simple and low-cost device, it is suitable for a narrow space such as a department store cosmetic store or an esthetic salon. Further, even when a large number of sales bases are provided, the cost when a makeup or beauty simulation system is installed at each base can be reduced. In addition, since the makeup or beauty simulation can be performed in real time, the makeup or beauty simulation can be performed naturally in the dialogue with the customer.

本実施例の画像処理装置の正面図。1 is a front view of an image processing apparatus according to an embodiment. 本実施例の画像処理装置の側面図。1 is a side view of an image processing apparatus according to an embodiment. ランダムパターンを示す図。The figure which shows a random pattern. 第一実施例の化粧シミュレーションシステムの全体構成図。The whole block diagram of the makeup | decoration simulation system of a 1st Example. 第一実施例の化粧シミュレーションの手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the makeup | decoration simulation of a 1st Example. 第二実施例の美容シミュレーションの手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the beauty simulation of 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステレオ画像撮影カメラ
2 パターン投影装置
3 色情報撮影カメラ
4 演算装置
5 入力装置
6 画像合成装置
7 メモリ
8 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stereo image photographing camera 2 Pattern projector 3 Color information photographing camera 4 Arithmetic device 5 Input device 6 Image composition device 7 Memory 8 Display part

Claims (5)

三次元物体を撮影し、その形状情報を取得する手段と、
三次元物体を撮影し、その色情報を取得する手段と、
取得した前記形状情報および前記色情報に基づき、色情報撮影用カメラで取得した画像の画素単位で、各画素に対応する前記三次元物体の位置情報をあわせ持つ画像信号を生成する手段と
を備えた画像処理装置であって、
前記形状情報を取得する手段は、
撮影対象となる前記三次元物体を異なる角度からそれぞれ撮影する位置に設けられた複数のステレオ画像撮影カメラと、
このカメラ毎に設けられたパターン投影装置と
を備え、
前記色情報を取得する手段は、撮影対象となる前記三次元物体を、当該三次元物体に投影される形状撮影用のパターンの一部あるいは全部が当該三次元物体に投影される全てのパターンについて、そのカメラが撮影する画角内で観察可能な任意の位置から撮影する位置に設けられた色情報撮影カメラを備え、
前記パターン投影装置により投影されるパターンは前記色情報撮影カメラには感応しない
ことを特徴とする画像処理装置。
Means for photographing a three-dimensional object and obtaining shape information thereof;
Means for photographing a three-dimensional object and obtaining color information thereof;
Means for generating, based on the acquired shape information and the color information, an image signal having the positional information of the three-dimensional object corresponding to each pixel in units of pixels of the image acquired by the color information photographing camera. An image processing apparatus,
The means for acquiring the shape information includes:
A plurality of stereo image photographing cameras provided at positions for photographing the three-dimensional object to be photographed from different angles;
And a pattern projection device provided for each camera,
The means for acquiring the color information is a method for acquiring the three-dimensional object to be photographed for all patterns in which a part or all of the pattern for shape photographing projected onto the three-dimensional object is projected onto the three-dimensional object. , Equipped with a color information shooting camera provided at a position to shoot from any position observable within the angle of view taken by the camera,
The pattern projected by the pattern projection device is insensitive to the color information photographing camera.
前記パターン投影装置により投影されるパターンは赤外光により投影され、前記ステレオ画像撮影カメラは赤外光を撮影するカメラであり、前記色情報撮影カメラは、可視光を撮影するカメラである請求項1記載の画像処理装置。   The pattern projected by the pattern projection device is projected by infrared light, the stereo image photographing camera is a camera for photographing infrared light, and the color information photographing camera is a camera for photographing visible light. The image processing apparatus according to 1. 前記三次元物体は人の顔または身体の一部である請求項1または2記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional object is a human face or a part of a body. 前記ステレオ画像撮影カメラは、人の顔または身体の一部を上下左右からそれぞれ撮影する位置に1台ずつ合計4台設けられ、前記色情報撮影カメラは、前記人の顔または身体の一部を前記ステレオ画像撮影カメラによって囲まれる四角形の内部から撮影する位置に1台設けられた請求項3記載の画像処理装置。   A total of four stereo image shooting cameras are provided at positions for shooting a human face or body part from the top, bottom, left, and right, respectively, and the color information camera is configured to capture a human face or body part. The image processing apparatus according to claim 3, wherein one image processing apparatus is provided at a position for photographing from the inside of a quadrangle surrounded by the stereo image photographing camera. 前記ステレオ画像撮影カメラは、人の顔を上下左右からそれぞれ撮影する位置に1台ずつ合計4台設けられ、前記色情報撮影カメラは、前記人の顔を前記ステレオ画像撮影カメラによって囲まれる四角形の内部から撮影する位置に1台設けられた請求項3記載の画像処理装置。   A total of four stereo image shooting cameras are provided at positions for shooting a human face from above, below, left, and right, respectively, and the color information shooting camera has a rectangular shape surrounded by the stereo image shooting camera. The image processing apparatus according to claim 3, wherein one image processing apparatus is provided at a position for photographing from the inside.
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