JP2009245393A - 顔撮影装置及び測色装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影する。
【解決手段】被写体の顔を撮影するために用いられる顔撮影装置において、前記被写体の顔全体の部分を収容し略球状の空間が形成された筐体と、前記筐体の空間内に光を照射する少なくとも２つの光源と、前記光源による光が照射された前記顔全体の部分を撮影する撮像手段とを有し、前記光源は、前記球状の面において前記被写体の左右対象の位置にそれぞれ１又は複数配置することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、顔撮影装置及び測色装置に係り、特に被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影するための顔撮影装置及び測色装置に関する。

従来、被写体の顔や肌、毛髪、唇、まつげ、眉等を化粧品又はケア製品を人体のそれらの部分に塗る前後において、その色や、その起伏、その均一性を評価するための顔画像を取得するための装置が存在する（例えば、特許文献１参照。）。また、美容カウンセリング等を行う場合において、被写体の顔をカメラで撮影し、その画像を元に顔の輪郭、凹凸、肌の色等を評価する評価システムが存在する（例えば、特許文献２参照。）。

この場合、上述したような肌等の評価等に用いられる画像を取得するために、被写体の顔等に最適な照明環境を提供するために顔全体や体全体を筐体やエンクロージャー等により覆ってその内部で光源を照射している。
特開２００３−１６２７１２号公報 特開２００４−２５１７５０号公報

しかしながら、上述の構成では、肌及び唇を同時に高精度に撮影するために最適な光源の種類や位置、筐体の形状ではなかった。また、肌及び唇をそれぞれどのように高精度に評価しているのかに対する評価手法が明確化されていなかった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影するための顔撮影装置及び測色装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。

請求項１に記載された発明は、被写体の顔を撮影するために用いられる顔撮影装置において、前記被写体の顔全体の部分を収容し略球状の空間が形成された筐体と、前記筐体の空間内に光を照射する少なくとも２つの光源と、前記光源による光が照射された前記顔全体の部分を撮影する撮像手段とを有し、前記筐体は球状からなり、前記光源は前記球状の面において前記被写体の左右対象の位置にそれぞれ１又は複数配置することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影して、測色することができる。また、筐体を球状とすることで、顔全体に均一で柔らかい光を照射することができる。更に、光源の位置により顔全体に影を生じさせずに、色計測を行うことができる。

請求項２に記載された発明は、前記光源は、ハロゲン光源であることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、全ての波長において、満遍なくなだらかな分布を持っているハロゲン光源を用いることで、高精度な計測が可能となる。

請求項３に記載された発明は、前記撮像手段は、着脱自在な色フィルタを有することを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、色フィルタが有る場合と無い場合で撮影することで、ＲＧＢの３バンドだけでなく、例えば６バンド等の３バンド以上の色情報を取得することができる。

請求項４に記載された発明は、前記筐体の内面は、分光特性が少なくとも４５０ｎｍから６５０ｎｍの計測波長領域において分光反射率が６５％から８５％の間で推移するように形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、光源から得られる拡散光を効率的に被写体の顔に均一に照射することができる。

請求項５に記載された発明は、前記請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の顔撮影装置を用いて、前記被写体の顔に光源からの光が照射された状態で撮影された画像を取得し、肌及び唇の測色を行う測色装置において、前記画像を解析して前記被写体の顔の測色部位を抽出する画像解析手段と、前記画像解析手段により得られた解析結果から、少なくとも肌及び唇の測色を行い、測色結果から色の評価を行う測色手段とを有することを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影して、測色することができる。これにより、例えば顔の自動認識や化粧くずれの評価法等を提供することができる。

請求項６に記載された発明は、前記評価手段は、前記画像から抽出された３バンド以上の色情報を用いて測色の評価を行うことを特徴とする。

請求項６記載の発明によれば、３バンド以上の色情報を用いて被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影して、測色することができる。

請求項７に記載された発明は、前記評価手段は、前記３バンド以上の色情報からウイナー推定法、マルコフ推定法、及び主成分を基にした推定法のうち、少なくとも１つを用いて分光特性を評価することを特徴とする。

請求項７記載の発明によれば、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影して、測色することができる。

本発明によれば、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影して、測色することができる。

＜本発明の概要＞
例えば、画像を用いて顔の肌や唇の色の評価等を行う場合には、撮影時の照明を最適にする必要がある。具体的に説明すると、蛍光灯等の一般的な照明を用いた画像から得られる色彩値について、唇はその分光特性に蛍光灯の分光特性が寄与することにより、正確な明度情報の取得が困難であった。その結果、唇全体の色むら、上下唇の色差（例えば、上唇のほうが下唇より濃い等）、輪郭部の色差（輪郭が濃い）等の定量的解析も困難となる。

そこで、本発明では、計測される全ての波長において、満遍なくなだらかな分布を有するハロゲン光源を用いることで、唇及び肌に対する高精度な計測を可能とする。また顔に影が生じないように、無限に反反射するように拡散させるため、略球状の空間が形成される空間を用いることで、指向性の高い（硬い）光も光源として使用できる。なお、光源は、所定の位置に配置して被写体の顔に対し少なくとも肌及び唇の測色に最適な光源を照射し、その筐体には、光源からの照明が照射された被写体の顔画像等を撮影するカメラ（撮像手段）を設置する。

以下に、本発明における顔撮影装置及び測色装置を好適に実施した形態について、図面を用いて説明する。

＜測色システム：概略構成例＞
本実施形態における顔撮影装置の概略構成例について図を用いて説明する。図１は、本実施形態における測色システムの概略構成の一例を示す図である。

図１に示す測色システム１０は、大略すると、顔撮影装置としての顔撮影装置１１と、測色処理装置１２とを有するよう構成されており、顔撮影装置１１と、測色処理装置１２とは、ケーブル等を有して、データ及び制御信号の送受信が可能な状態で接続されている。

顔撮影装置１１は、被写体の顔をセットし、球体内に照射される所定の光源により顔の所定部位に照明を当てて、その画像をカメラ等により取得する。なお、顔撮影装置１１の具体例については、後述する。

また、測色処理装置１２は、顔撮影装置１１から得られる被写体の画像から予め設定された評価手法を用いて、被写体の肌及び唇、又はその他の部位についての測色を行い、肌の色、ツヤ、凹凸、ハリ等の評価を行う。なお、測色の評価としては、例えば、光源として対象物の分光反射率を測定するために、例えばウイナー推定法、マルコフ推定法、及び主成分を基にした推定法のうち、少なくとも１つを用いて、分光分布の推定を行うことができる。なお、測色処理装置１２は、汎用的なパーソナルコンピュータ等を用いて本実施形態における測色処理を実現することができる。測色処理装置１２における処理の具体例については、後述する。

＜顔撮影装置１１＞
次に、顔撮影装置１１の具体例について図を用いて説明する。図２は、図１に示す顔撮影装置の構成例を示す図である。なお、図２（Ａ）〜（ｃ）は、図１に示す顔撮影装置１１の矢印Ａ，Ｂ，Ｃの各方向から見た図を示している。

図１及び図２に示す顔撮影装置１１は、土台２０の上に略球状のドーム（筐体）２１と、少なくとも１つの光源２２と、顎乗せ部材２３と、撮像装置としてのカメラ２４とを有するよう構成されている。

図１及び図２において、ドーム２１は、略球状の形状をしており球状内が空洞となっている。また、ドーム２１は、例えば被写体である人物の顔が入るように例えば直径が４５ｃｍ〜９０ｃｍ程度の形状となっている。このようにドーム２１の形状を球状にすることで、内部の光源から照射された光が拡散して効率的に被写体の顔に均一（フラット）に光を照射させることができる。なお、ドーム２１の材質としては、発泡スチロールや樹脂等により形成することができるが、本発明については特に限定されるものではなく、ドーム２１内部で光が拡散して被写体の顔に効率的で且つ均一に照射させることができる。

また、ドーム２１の内面（反射面、拡散面）としては、例えば、銀面、アルミ特殊合金電解研磨面、ガラス鏡面（アルミ合金）、水銀、金、白金、銅等の正反射性材料や、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化アルミ、白色ペイント、エナメル、白紙、白色タイル等を使用することができる。

また、ドーム２１の内面は、分光特性が少なくとも４５０ｎｍから６５０ｎｍの計測波長領域において分光反射率が６５％から８５％の間で推移するように形成されているのが好ましい。ここで、図３は、本実施形態における内面材質の特徴の一例を示す図である。なお、図３のグラフは、横軸に波長（ｎｍ）を示し、縦軸に分光反射率（％）を示している。図３に示すように、分光特性が少なくとも４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの計測波長領域において分光反射率が６５％から８５％の間で推移するように形成されることで、光源から得られる拡散光を効率的に被写体の顔に均一に照射することができる。

また、光源２２は、土台２０上に設置されたドーム２１内部に対して直接光源を照射する。なお、光源２２の数は、少なくとも１つ有していればよい（図１及び２の場合は、顔の左右に２つ）。なお、光源の設置位置については、照射による被写体の顔の影の位置等により異なるため、調整する必要がある。なお、ドーム２１内における光源２２の配置については後述する。

また、光源２２は、例えばハロゲンランプを使用することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、白熱電球・ハロゲン電球等の温度照射光源や、高圧水銀ランプ、セルフバラスト水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプ（放電発光光源）、蛍光ランプ、低圧ナトリウムランプ等の定圧放電ランプ（放電発光光源）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の電界発光光源等を用いることができる。

また、ハロゲンについては、例えばハロゲンランプや、両口金型ハロゲン、ＰＡＲランプ、ダイクロイックミラー等を代用することができる。また、蛍光ランプについては、一般照明用ランプやレフランプ、クリプトンランプ、水銀ランプ、バラストレス水銀ランプ（チョークレス）、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、ＨＱＩランプ等に代用することができる。

なお、顔撮影装置１１では、光源２２の設置位置が上下左右に汎用的に変更できるように、例えばスライド部材やアーム部材等が取り付けられていればよい。これにより、縦横自由に、光源を移動することができ、更にカメラと横方向にもスライドさせることで所望する位置にネジ等の固定部材で光源を固定することができる。

顎乗せ部材２３は、被写体がドーム２１内部で進入させ、所定の位置で保持固定させるための保持部材である。なお、顎乗せ部材２３は、例えば台座３１等を設けて顎を台座３１の上に乗せて保持させることができる。また、顎乗せ部材２３は、額を所定の位置で保持する額保持部材３２を有していてもよい。

また、顎乗せ部材２３は、台座３１の高さ調節や左右の位置を調整する機構を設けており、例えばカメラ２４等から撮影された画像を測色処理装置１２のディスプレイ上で表示し、カメラの中心と顔の上下左右の位置の調整可能となるスケール等を有することもできる。また、顎乗せ部材２３は、被写体の正面画像ではなく、斜め又は横を向かせて側面画像を取得できるような構成又は移動機構を有する。なお、図２（Ａ）に示す顔の挿入する開口部３３については、被写体が顔を開口部３３からドーム２１内に入れたあと、開口部３３と頭の隙間から光が内部に入らないように、スポンジ、クッション等の弾性部材で周囲で覆うことで、ドーム２１内部の光源２２による光が外部に出ないようにすることができる。

カメラ２４は、例えば分光画像が撮像可能なカメラを用いることができる。例えば、カメラ２４は、デジタルカメラ、スペクトルカメラ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ、サーマルカメラ等を用いることができる。

また、カメラ２４には、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すように予め設定された色フィルタ３４がカメラのレンズと被写体との間に着脱自在に設けられている。したがって、カメラ２４は、例えば色フィルタ３４が無しの場合の３バンド（ＲＧＢ）と色フィルタ３４が有りの場合の３バンド（Ｒ’Ｇ’Ｂ’）の合計６バンドを取得することができる。

なお、カメラ２４撮影される画像は、後述の測色処理装置１２における処理で分光データが取得され、ウイナー（Ｗｉｅｎｅｒ）推定等による画像の解析・評価が行われる。具体的には、測色処理装置１２において、デジタルカメラの分光特性の計測や、推定式作成のためのサンプルデータの収集、分光データの計測、上述の処理を用いて色値の算出等の各処理を行う。また、これらの画像を用いて、後述する測色処理装置１２における肌の測色、唇の測色、メラニン濃度・ヘモグロビン量・ヘモグロビン酸素飽和度の出力、スペクトルの表示等を行うことができる。

＜光源２２の設置位置について＞
次に、上述した光源２２のドーム２１に対する設置位置について具体的に説明する。図４は、光源の設置位置を説明するため第１の図である。なお、図４（Ａ）は、顔撮影装置１１を上から見た図を示しており、図４（Ｂ）は、被写体４１の顔の設置状況を説明するための図である。

ここで、図４（Ａ）に示す例では、一例として光源を２つ用い、被写体４１の顔に対して左右対称に、被写体の顔の中心位置から「４５°」，「６０°」，「９０°」，「１２０°」，「１３５°」の各角度にそれぞれ設置する。つまり、光源２２は、顔の中心から「４５°」の位置に光源２２−１ａ，２２−１ｂを有し、顔の中心から「６０°」の位置に光源２２−２ａ，２２−２ｂを有し、顔の中心から「９０°」の位置に光源２２−３ａ，２２−３ｂを有し、顔の中心から「１２０°」の位置に光源２２−４ａ，２２−４ｂを有し、顔の中心から「１３５°」の位置に光源２２−５ａ、２２−５ｂを有し、測色処理装置１２からの指示情報等により、それぞれの組の中から１又は複数を選択的に使用することができる。なお、上述した光源２２を設置する角度は一例であり、特に制限されるものではない。

なお、被写体４１の顔は、図４（Ｂ）に示すように、顔の中心に焦点を合わせる。具体的には、測色処理装置１２は、カメラ２４により得られる画像を表示し、更に被写体４１の顔の位置が所定の位置に位置付けられるように位置調整用の補助線４２−１〜４２−４を表示することで、例えば台座３１に顎を乗せ、頭頂部の位置を補助線４２−１に合わせ、更に顎のラインを補助線４２−２に接するようにし、両目の位置を補助線４２−３に合わせ、更に補助線４２−４を顔の左右対称となる中心線の位置に位置付けるようにさせることにより、経時的な撮影に対しても顔の位置がずれることがなく、高精度な顔の撮影を実現することができる。

なお、本実施形態におけるドーム２１は、例えば積分球を用いることができ、その場合の積分球の直径は、例えば４５．０ｃｍ（例えば、開口部面積／積分球面積＝１１．３２×１０^−４）としたり、９０．０ｃｍ（例えば、開口部面積／積分球面積＝１．４１×１０^−４）とすることができる。

ここで、図５は、測定結果の画像の一例を示す図である。なお、図５（Ａ）に示す例では、積分球の直径が４５．０ｃｍの場合における被写体の顔の中心位置から所定の角度条件（カメラの位置から「１３５°」，「１２０°」，「９０°」，「６０°」，「４５°」）に光源を設置した場合の被写体の顔画像を示している。また、図５（Ｂ）に示す例では、積分球の直径が９０．０ｃｍの場合における被写体の顔の中心位置から所定の角度条件（カメラの位置から「１３５°」，「９０°」，「４５°」）に光源を設置した場合の被写体の顔画像を示している。なお、図５に示す顔の撮影画像は、カメラ２４の出力Ｇ値＝９６を基準とし、Ｇ値の変化＝２で色分けされたものである。また、光源は、ハロゲンランプを用いている。

図５に示すように、図５（Ａ），（Ｂ）共に、「９０°」の光源から光を照射した場合には、顔全体に均一の光源を照射させることができる。また、被写体の顔の中心から「４５°」又は「６０°」の位置にある光源から光を照射した場合には、両目の外側周辺又は鼻周辺が明るい画像を取得することができる。

したがって、画像として取得したい顔の各部位（肌、唇、頬、額、瞼、目の下、目の周り、耳、目、口等）に応じて光源の位置を調整することで、必要な画像情報を効率的且つ高精度に取得することができる。また、図５では、ドーム２１としての積分球の直径の大きい方がより拡散光を照射することができるが、４５ｃｍ程度でも十分な拡散光の照射が可能であることがわかる。

＜光源２２の高さ調整について＞
次に、光源２２の高さ調整について図を用いて説明する。図６は、光源の高さ調整の一例を説明するための図である。なお、図６（Ａ）に示す例では、被写体が顔を乗せるための開口部４３側から見たときの光源の高さ方向についてそれぞれの光源を設定したときの図を示している。また、図６（Ｂ）に示す例では、例えば、水平に対して「＋３０°」、「０°」、「−３０°」にそれぞれ光源を設けて撮影された画像の一例を示している。

なお、図６（Ｂ）に示す例では、水平に対して「＋３０°」にそれぞれ２つの光源２２−６ａ，２２−６ｂを設置し、水平にそれぞれ２つの光源２２−７ａ，２２−７ｂを設置し、水平に対して「−３０°」にそれぞれ光源２２−８ａ，２２−８ｂを設置した例を示している。また、図６（Ｂ）に撮影された例では、積分球の直径が４５．０ｃｍ（例えば、開口部面積／積分球面積＝１１．３２×１０^−４）を示している。

図６（Ｂ）に示す図では、例えば、ドーム２０の開口部４３に被写体の顔を入れ、所定の位置で保持、固定した状態で、水平に対して「＋３０°」に光源２２−６ａ，２２−６ｂを設置して光を照射した場合には、目尻の周囲に及び頬に対して光強度の強い光を照射することができる。また、水平の位置に光源２２−７ａ及び２２−７ｂを設置して、開口部４３から被写体の顔を挿入し、保持された状態で撮影した場合には、被写体の顔全体に対して均一な光源を照射させた画像を取得することができる。

また、水平に対して「−３０°」に光源２２−８ａ、２２−８ｂを設置して、開口部４３から被写体の顔を挿入し、保持された状態で撮影されるは、頬の部分について、明るい光源を照射させた画像を取得することができる。

以上のことから、光源２２は、必要に応じて任意に変更して実施することができる。なお、図４，４，５に示す各光源２２−１ａ〜２２−８ｂについては、予め全て又は複数の光源を設置しておき、測色処理装置１２からの指示情報等により、例えば左右対称なそれぞれの組の中から１又は複数の光源を選択的に使用することができる。これにより、光源の位置により顔全体に影を生じさせずに、色計測を行うことができる。

＜開口部４３の位置調整＞
次に、本実施形態における顔撮影装置１１の開口部４３の位置調整について図を用いて説明する。図７は、本実施形態における顔撮影装置の開口部の位置と撮影結果について説明するための図である。なお、図７（Ａ）に示す図は、開口部の位置をＷ分垂直に移動させた一例と示しており、上述した図６と同様の位置の光源２２が設置されることが示されている。また、図７（Ｂ）は、Ｗ分移動させた場合における被写体の撮影画像を示している。なお、図７（Ｂ）に示す顔の撮影画像は、カメラの出力Ｇ値＝９６を基準とし、Ｇ値の変化＝２で色分けされたものである。なお、光源は、ハロゲンランプを用いている。

開口部の位置については、本実施形態においては、中心に開口部４３を設置すればよいが、例えば図７（Ａ）に示すように、ドーム２１の中心位置から距離Ｗ分、上方向に移動させた開口部４３’を設けている。これにより、被写体の顔に照射される光源２２からの光の照射位置を変更させることができる。なお、距離Ｗについては、上述の例では「＋１０ｍｍ」としているが、開口部の中心から上下動（垂直移動）させる距離については、特に制限されるものではなく、取得したい被写体の撮影部位に応じて任意に変更することができる。

ここで、図７（Ｂ）に示す撮影画像の例では、水平方向に対して０°に設置された光源２２−７ａ，２２−７ｂを設置し、開口部４３’を「＋１０ｍｍ」とした場合（０°・＋１０ｍｍ条件）の被写体の顔の撮影画像の一例を示し、水平方向に対して＋３０°に設置された光源２２−７ａ，２２−７ｂを設置し、開口部４３’を「＋１０ｍｍ」とした場合（０°・＋３０ｍｍ条件）の被写体の顔の撮影画像とした場合の撮影画像の一例を示している。

図７（Ｂ）に示すように、「０°・＋１０ｍｍ」条件の場合には、唇も含め顔全体として均一な光が被写体の顔に照射された画像を取得することができる。また、「＋３０°・＋１０ｍｍ」条件の場合には、特に頬周辺に効率的に強い光が照射された画像を取得することができる。なお、顔撮影装置１１における開口部の位置については、本実施形態においては、撮影される被写体の画像中に必要とする部位や光源の位置等に応じて任意に設定することができる。これにより、拡散光を適切な位置に照射させることで、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影することができる。

＜測色処理装置１２：機能構成例＞
次に、本実施形態における測色処理装置における実施形態について図を用いて説明する。図８は、本実施形態における測色処理装置の機能構成の一例を示す図である。図８に示す測色処理装置１２は、入力手段５１と、出力手段５２と、蓄積手段５３と、撮影画像取得手段５４と、画像解析手段５５と、測色手段５６と、制御手段５７とを有するよう構成されている。

入力手段５１は、使用者等からの画像取得指示や画像解析指示、評価指示等の各種指示の開始／終了等の入力を受け付ける。なお、入力手段５１は、例えばキーボードや、マウス等のポインティングデバイス等からなる。また、入力手段１１は、デジタルカメラ等の撮像手段等により撮影された被写体の撮像部分を含む画像を入力する機能も有する。

また、出力手段５２は、入力手段５１により入力された内容や、入力内容に基づいて実行された内容等の表示・出力を行う。なお、出力手段５２は、ディスプレイやスピーカ等からなる。更に、出力手段５２としてプリンタ等の機能を有していてもよく、その場合には、画像解析結果等を紙等の印刷媒体に印刷して、使用者や被写体等に提供することもできる。

なお、入力手段５１と出力手段５２とは、例えばタッチパネル等のように一体型の入出力手段であってもよく、この場合には使用者の指やペン型の入力装置等を用いて所定の位置をタッチして入力を行うことができる。

また、蓄積手段５３は、撮影画像取得手段５４により得られる撮影画像、画像解析手段５５により画像解析結果、測色手段５６による評価結果等による各画像情報等の各種データを蓄積する。また、蓄積手段５３は、必要に応じて蓄積されている各種データを読み出すことができる。

また、撮影画像取得手段５４は、顔撮影装置１１においてカメラ２４により撮影された被写体の顔画像を取得する。なお、撮影画像取得手段５４は、顔撮影装置１１により被写体の顔を撮影する際に、撮影する画像の内容に応じて、例えば使用する光源の種類や位置、数等を設定することができる。更に、撮影画像取得手段５４は、顔撮影装置１１のカメラ２４に対し、色フィルタ３４の有り、又は、無しの各状態において、被写体を撮影するために、その指示情報を生成し、顔撮影装置１１に出力する。

画像解析手段５５は、解析された結果に基づいて被写体の各部位（肌、唇、頬、額、瞼、目の下、目の周り、耳、目、口等）を画像中から特定する作業を行う。ここで、画像解析手段５５における各部位の位置情報を取得する方法は、例えば画像の色情報とその色の位置情報から各部位を識別するような画像処理を行ってもよいが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、例えば各画素レベルの周囲との色差情報等に基づいて画像解析を行い、その解析結果から部位を特定するような手法を用いて予め設定された画像中の被写体の顔の各部位を抽出するようにしてもよい。

また、測色手段５６は、画像解析手段５５により得られる画像の解析結果に基づいて、目的とする被写体の各部位の測色を行う。なお、測色手段５６は、少なくとも被写体の肌及び唇の測色を行う。また、測色手段５６は、例えば肌、唇色の測定の他にも、例えばメラニン濃度・ヘモグロビン量、ヘモグロビン酸素飽和度の出力、スペクトルの表示等の評価を行うことができる。また、測色手段５６は、推定式を作成するためのサンプルデータの収集や、上述のデータを用いた色値の算出等を行うことができる。

ここで、測色手段５６は、上述した各処理を行うにあたり、画像解析手段５５により得られる画像から分光特性による評価を行う。なお、測色手段５６の具体例については、後述する。

また、制御手段５７は、測色処理装置１２の各構成部全体の制御を行う。具体的には、制御手段５７は、例えば使用者等による入力手段５１からの指示等に基づいて、画像解析処理や測色処理等の各制御を行う。

＜測色手段５６について＞
本実施形態における測色手段５６は、色フィルタ３４を備えたカメラ２４によりＲＧＢデータの３バンドでなく、ＲＧＢを分割した３バンド以上のデータからなる色情報により分光感度の推定を行う。なお、本実施形態においては、６バンド（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）が好ましい。例えば、測色手段５６は、色フィルタ３４の装着の有無によりカメラ２４から撮影された実効分光感度から６つの情報Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を取得し、分光感度の推定を行うことができる。この場合、６バンドは、カメラ２４の前に予め設定された色フィルタ３４により、その色フィルタの有り、無しの計２回撮影し、６バンド画像を合成する。

ここで、図９は、６バンドのカメラ感度の一例を示す図である。なお、図９のグラフは、横軸に波長（ｎｍ）を示し、縦軸にカメラ感度を示している。図９に示すように、色フィルタ３４の有り、無しの計２回撮影することで、異なる色情報を容易に取得することができる。なお、色フィルタ３４により取得できる波長を任意に変更したり、ＲＧＢのうち少なくとも１つのみを抽出するように設定することがで、３バンド以上の色情報を容易に取得することができる。

また、測色手段５６は、取得したカメラ２４の出力値から画像解析により解析された色データ（色相・明度・彩度）を取得し、色値を算出する。また、測色手段５６は、これらの画像を用いて、肌色及び唇色の出力、メラニン濃度・ヘモグロビン量・ヘモグロビン酸素飽和度の出力等を行う。なお、本実施形態において、メラニン濃度・ヘモグロビン量・ヘモグロビン酸素飽和度の算出は、例えば分光反射率から直接求める方法や分光反射率から三刺激値ＸＹＺを算出し、三刺激値から求める方法等を採用することができる。

ここで、上述した分光反射率から直接求める方法については、例えば「舛田勇二、他、Ｊ．ＳＣＣＪ，３５，３２５〜３３２ページ（２００１）」等に示されているように、５００〜７００ｎｍの範囲で１０ｎｍおきの２１個の反射率から「皮膚の見かけ上の吸光度スペクトル」を算出し、同一波長領域におけるメラニン・酸化ヘモグロビン・還元ヘモグロビンの基本吸収スペクトルを用いて重回帰分析をすることで、表皮メラニン量、ヘモグロビン量、ヘモグロビン酸素飽和度を算出する。

また、上述した分光反射率から三刺激値ＸＹＺを算出し、三刺激値から求める方法については、例えば、特開２０００−３５０７０２号公報等に示されているように、皮膚の測色値（ＸＹＺ）と皮膚中の成分量のデータを重回帰分析して重回帰式を予め求め、重回帰式を用いて皮膚の測色値から皮膚中の成分であるメラニン、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンからなる群より選択された少なくとも一つの物質の量を求めることによって皮膚中の成分を測定する。

更に、これらの画像を用いて、スペクトルの表示等を行うことができる。これにより、例えば顔の自動認識や化粧くずれの評価法等を提供することができる。

更に、測色手段５６は、分光感度推定として、３バンド以上の色情報からウイナー（ｗｉｅｎｅｒ）推定法、マルコフ推定法、及び主成分を基にした推定法のうち、少なくとも１つを用いることができる。これにより、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影して、測色することができる。なお、本実施形態では、上述した推定法の中では、ウイナー推定法を用いることが好ましい。なお、ウイナー推定法は、例えばカメラにより撮影された画像から得られる６信号値から４０１バンドの値（具体的には、３８０−７８０ｎｍにおいて、１ｎｍ間隔の反射率）の推定を行うものである。

例えば、ウイナー（ｗｉｅｎｅｒ）推定法を用いる。ここで、ＲＧＢの３ｂａｎｄ出力値と、ＲＧＢＲ’Ｇ’Ｂ’の６ｂａｎｄ出力値と、ウイナー（Ｗｉｅｎｅｒ）推定、マルコフ（Ｍａｒｋｏｖ）推定とを組み合わせた計４つの推定手法による検証結果について図を用いて説明する。

図１０は、分光感度推定の一例を示す図である。なお、図１０に示す例では、基となったサンプルとして肌データを計２００用いる。また、図１０に示す表では、横軸に波長（ｎｍ）とし、縦軸に反射率（％）としたときの被写体の撮影画像から得られる同一人物の同部位（目の下）における分光特性を示している。

具体的には、図１０では、オリジナル画像から得られる分光特性（Ｏｒｉｇｉｎａｌ）、３バンドのウイナー推定における分光特性（３ｂａｎｄ×Ｗｉｅｎｅｒ）、６バンドのウイナー推定における分光特性（６ｂａｎｄ×Ｗｉｅｎｅｒ）、３バンドのマルコフ推定における分光特性（３ｂａｎｄ×Ｍａｒｋｏｖ）、６バンドのマルコフ推定における分光特性（６ｂａｎｄ×Ｍａｒｋｏｖ）についての各波長における反射率を示し、また、そのときの６バンド（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）のそれぞれの値（Ｒ＝１３９６０．７５，Ｇ＝１１８８８３.９１，Ｂ＝４２５９．３７，Ｒ’＝４９１３．７０，Ｇ’＝６１１０．７５，Ｂ’＝３４８１．１４）を示している。

また、この目の下の測定を３回行い、その他に頬を１回、唇を１回行った場合において、以下に示す（１）式を用いて誤差計算を行う。

その結果、それぞれの誤差は、３バンドのウイナー推定における分光特性（３ｂａｎｄ×Ｗｉｅｎｅｒ）が４．８２０６８７、６バンドのウイナー推定における分光特性（６ｂａｎｄ×Ｗｉｅｎｅｒ）が３．４９１００３、３バンドのマルコフ推定における分光特性（３ｂａｎｄ×Ｍａｒｋｏｖ）が７．９０９９６１、６バンドのマルコフ推定における分光特性（６ｂａｎｄ×Ｍａｒｋｏｖ）が３．８１９０７３となった。

したがって、本実施形態においては、特に６バンドのウイナー推定における分光特性（６ｂａｎｄ×Ｗｉｅｎｅｒ）の評価が最も誤差が小さい最適な手法であるといえる。

次に、測色手段５６における各部位別の分光感度推定の検証結果について図を用いて説明する。図１１は、部位別の分光感度推定の検証結果を説明するための図である。図１１に示す例では、部位別変換行列（例えば、目の下、唇、額、頬、瞼）のみにより計算された行列）からの推定と、全体の変換行列（全部位を用いて計算された行列）からの推定との比較・精度検証を行った結果を示している。なお、変換行列は、ウイナー推定法、マルコフ推定法、及び主成分を基にした推定法のうち、少なくとも１つを用いて作成する。

また、図１１において、基となったサンプル数は、目の下が４７、唇が３０、額が４７、頬が４５、瞼が１６とした。また、図１１に示すグラフは、同一人物の同一部位に全てに変換行列を適用させた場合のグラフを示しており、横軸に波長ｎｍ、縦軸に推定値を示している。

ここで、上述したサンプル数により得られた結果から上述した（１）式を用いて誤差を算出計算を行い、その平均値を算出すると、部位別行列からの推定では３．５９９２１７であり、全部位からの推定では、３．３２６８９１であった。

つまり、部位毎に算出した変換行列と、全部位を合わせて算出した変換行列を比較したところ、推定される分光感度の誤差は殆ど差が生じなかった。つまり、図１１に示すように、波長が約４３０ｎｍ以下で約６８０ｎｍ以上に差はあるものの、部位別に変換行列を作成しても、分光データの形状に殆ど差はないといえる。なお、この理由としては、４３０ｎｍ〜７００の領域にカメラ感度が密にあるためと考えられる。つまり、この間の６データの補完においては大きさに差は生じないと考えられる。この結果、評価対象となる各部位に対しても、本実施形態を適用することで、高精度に評価することができる。

上述したように、本発明によれば、被写体の肌及び唇の色の評価等に用いられる画像を高精度に撮影して、測色することができる。また、筐体を球状とすることで、顔全体に均一で柔らかい光を照射することができる。更に、光源の位置により顔全体に影を生じさせずに、色計測を行うことができる。

具体的には、本発明における顔撮影装置を用いることで、効率的に均一な光を顔面の所定部位に照射することができ、より肌の色の評価、凹凸の記録等の個々の撮影目的に適した画像を撮るために最適な照明環境を、簡便な装置構成で、安定的に繰り返し実現することができる。これにより、例えば顔の自動認識や化粧くずれの評価法等を提供することができる。

なお、本発明における手法を適用することで、例えばカメラにマルチセンサー等を用いることで、病変部の分光的特徴であるシミ、皮膚炎、にきびの状態等、患部の特徴を強調して表示することができる。また、病変の状態の定量化、治療効果の評価、客への説明資料等、医療分野への応用（患部の色計測）も期待できる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

本実施形態における測色システムの概略構成の一例を示す図である。 図１に示す顔撮影装置の構成例を示す図である。 本実施形態における内面材質の特徴の一例を示す図である。 光源の設置位置を説明するため第１の図である。 測定結果の画像の一例を示す図である。 光源の高さ調整の一例を説明するための図である。 本実施形態における顔撮影装置の開口部の位置と撮影結果について説明するための図である。 本実施形態における測色処理装置の機能構成の一例を示す図である。 ６バンドのカメラ感度の一例を示す図である。 分光感度推定の一例を示す図である。 部位別の分光感度推定の検証結果を説明するための図である。

符号の説明

１０ 測色システム
１１ 顔撮影装置
１２ 測色処理装置
２０ 土台
２１ ドーム
２２ 光源
２３ 顎乗せ部材
２４ カメラ（撮像装置）
３１ 台座
３２ 額保持部材
３３，４３ 開口部
３４ 色フィルタ
４１ 被写体
４２ 補助線
５１ 入力手段
５２ 出力手段
５３ 蓄積手段
５４ 撮影画像取得手段
５５ 画像解析手段
５６ 測色手段
５７ 制御手段

Claims (7)

1. 被写体の顔を撮影するために用いられる顔撮影装置において、
   前記被写体の顔全体の部分を収容し略球状の空間が形成された筐体と、
   前記筐体の空間内に光を照射する少なくとも２つの光源と、
   前記光源による光が照射された前記顔全体の部分を撮影する撮像手段とを有し、
   前記光源は、前記球状の面において前記被写体の左右対象の位置にそれぞれ１又は複数配置することを特徴とする顔撮影装置。
2. 前記光源は、ハロゲン光源であることを特徴とする請求項１に記載の顔撮影装置。
3. 前記撮像手段は、着脱自在な色フィルタを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の顔撮影装置。
4. 前記筐体の内面は、分光特性が少なくとも４５０ｎｍから６５０ｎｍの計測波長領域において分光反射率が６５％から８５％の間で推移するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の顔撮影装置。
5. 前記請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の顔撮影装置を用いて、前記被写体の顔に光源からの光が照射された状態で撮影された画像を取得し、肌及び唇の測色を行う測色装置において、
   前記画像を解析して前記被写体の顔の測色部位を抽出する画像解析手段と、
   前記画像解析手段により得られた解析結果から、少なくとも肌及び唇の測色を行う測色手段とを有することを特徴とする測色装置。
6. 前記評価手段は、
   前記画像から抽出された３バンド以上の色情報を用いて測色の評価を行うことを特徴とする請求項５に記載の測色装置。
7. 前記評価手段は、
   前記３バンド以上の色情報からウイナー推定法、マルコフ推定法、及び主成分を基にした推定法のうち、少なくとも１つを用いて分光特性を評価することを特徴とする請求項６に記載の測色装置。