JP2011065285A - 画像処理システム、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理サーバ20の制御部21は、背景画像の特定処理、ユーザ画像の取得処理を実行する。そして、制御部21は、ユーザ画像において顔画像認識処理を実行する。更に、制御部21は、顔画像上の評価用楕円を生成する。この評価用楕円上の画素値のヒストグラムを算出し、このヒストグラムの分散値を用いて顔要素を抽出する。次に、制御部21は、画像変形処理を実行する。ここで、表現指数、挿入領域の大きさや傾きに基づいて、顔要素画像を変形する。そして、制御部21は、画素勾配を最適化するための画像調整を行なうことにより、背景画像と顔要素画像とを合成する。そして、制御部21は、合成画像を利用者に提供する。
【選択図】図1
Description
髪等も含まれる。しかし、このような顔画像を背景画像に合成すると、頭髪等は顔領域のエッジとなり、合成した画像において境界が残ってしまう場合がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、この目的は、背景画像に対して顔画像を挿入した合成画像を提供するための画像処理システム、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供することにある。
末に接続されており、前記制御手段は、前記利用者端末から顔画像を取得し、前記利用者端末に合成画像を送信することを要旨とする。
請求項1、8又は9に記載の発明によれば、撮影手段から顔画像を取得し、顔画像の挿入領域が指定された背景画像を特定する。次に、顔画像から顔要素を含む顔要素画像を生成し、挿入領域の形状に合わせて、顔要素画像を変形させる。そして、背景画像に対して、顔要素画像の色合いが連続的に変化するように画像調整処理を行なった合成画像を生成し、合成画像を表示手段に提供する。これにより、目、鼻、口などを含む顔要素を抽出し、これを背景画像に挿入した合成画像を生成することができる。画素勾配を最適化するための画像調整を行なうことにより、顔の輪郭によるエッジを抑制して、自然な合成画像を生成することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図1〜図9に従って説明する。本実施形態では、図1に示すように、携帯電話端末10に対して画像処理サービスを提供するために、画像処理システムとしてのサービス管理システム50を用いる。この画像処理サービスにおいては、サービス管理システム50が、撮影手段を備えた利用者端末から人物の顔が撮影された画像を取得する。そして、サービス管理システム50は、この画像に含まれる顔画像を背景画像に挿入した合成画像を生成し、表示手段を備えた利用者端末に提供する。
通信処理部は、公知の方法により携帯電話網の基地局に接続されて、通話や電子メールの送受信のための通信処理を行なう。この携帯電話網は、インターネットを介してサービス管理システム50に接続される。
表示部は表示手段として機能し、携帯電話端末10が受信した電子メールやプログラム実行時のユーザ指示などを表示する。更に、メモリに格納された画像や、サービス管理システム50から取得した画像を表示する場合にも用いる。
メールサーバ30は、利用者の携帯電話端末10との間で、電子メールを用いた通信を行なう。本実施形態においては、電子メールを用いて、携帯電話端末10から人物画像データ(ユーザ画像)を取得する。
画像処理サーバ20は、利用者の携帯電話端末10から取得した顔画像を背景画像に挿入した合成画像を生成する。この画像処理サーバ20は、制御部21、背景画像情報記憶手段としてのテンプレートデータ記憶部25、顔画像情報記憶手段としての受付管理データ記憶部26、合成画像データ記憶部27を備えている。そして、制御部21は、CPU、RAM、ROM等から構成された制御手段として機能し、後述する処理(顔画像取得段階、背景画像取得段階、顔検出段階、顔要素抽出段階、変形処理段階、画像合成段階、画像提供段階等を含む処理)を行なう。このための画像処理プログラムを実行することにより、制御部21は、画像取得手段211、顔検出手段212、顔要素抽出手段213、変形処理手段214、画像合成手段215、画像提供手段216等として機能する。
画像合成手段215は、変形された顔要素画像を背景画像に挿入する画像合成処理を実行する。本実施形態では、色合いを連続的に変化させる画像調整処理として、公知のポアソン法(Mixing Gradient Poisson)を用いて二つの画像を合成する。このポアソン画像
処理を用いることにより、背景画像の背景色や背景パターンを活かしながら、顔要素画像の境界領域の継ぎ目がない合成画像を生成することができる。
画像提供手段216は、携帯電話端末10に合成画像を提供する処理を実行する。
テンプレート画像データ領域には、顔画像を挿入する背景画像(テンプレート)に関するデータが記録される。このテンプレート画像には、画像を挿入する領域(挿入領域)及び挿入領域における中心線が予め設定されている。
テンプレート管理コードデータ領域には、合成画像の生成に用いるテンプレート画像を特定するための識別子に関するデータが記録される。
ユーザ画像データ領域には、携帯電話端末10から取得した画像に関するデータが記録される。このユーザ画像には、顔画像が含まれている。
メールアドレスデータ領域には、この画像合成要求を送信した携帯電話端末10のメールアドレスに関するデータが記録される。
合成画像データ領域には、背景画像に対して顔要素画像を挿入した合成画像に関するデータが記録される。
まず、図3を用いて、全体の概要を説明する。
本願発明の画像処理サービスを利用する場合、携帯電話端末10を用いて、人物の顔を含む画像を撮影する。この画像データは、携帯電話端末10内のメモリに格納される。そして、利用者は、携帯電話端末10を用いてサービス管理システム50にアクセスする。この場合、携帯電話端末10がサービス管理システム50のウェブサーバ40に、サービス利用要求を送信する。
データを生成する。具体的には、制御部21の画像取得手段211が、テンプレートデータ記憶部25に記録されたテンプレート画像を取得し、各テンプレート画像のアイコンを一覧表示させた背景画像一覧画面を生成する。そして、制御部21の画像取得手段211は、ウェブサーバ40を介して、背景画像一覧画面データを携帯電話端末10に送信する。この背景画像一覧画面には、テンプレート管理コードに関連付けられたテンプレート画像のアイコンや送信実行アイコンなどが含まれる。
次に、画像処理サーバ20の制御部21は、合成画像の提供処理を実行する(ステップS1−7)。具体的には、制御部21の画像提供手段216は、合成画像を格納した場所を特定するための情報としてURLを生成する。このURLは、合成画像が格納された合成画像データ記憶部27の所在を示すパスと受付コードを含んで構成される。
携帯電話端末10は、サービス管理システム50から受信した電子メールを表示部に出力する。そして、利用者が合成画像を取得する場合、電子メールに含まれるURLを用いる。具体的には、電子メールに含まれるURLを選択することにより、携帯電話端末10はサービス管理システム50に対して合成画像要求を送信する。
次に、図4を用いて、顔要素抽出処理を説明する。
まず、画像処理サーバ20の制御部21は、顔画像に内接する評価用楕円の生成処理を実行する(ステップS2−1)。具体的には、制御部21の顔要素抽出手段213は、顔検出手段212によって特定された矩形の顔画像に内接する評価用楕円を生成する。ここでは、図7(1a)に示す評価用楕円502が生成される。
。
次に、図5を用いて、画像変形処理を説明する。
まず、画像処理サーバ20の制御部21は、顔要素画像の分割処理を実行する(ステップS3−1)。具体的には、制御部21の変形処理手段214は、顔要素抽出手段213により特定した顔要素を含む楕円形状に外接する矩形を複数の領域に分割する。本実施形態においては、図8(a)に示すように、矩形の対角線及び矩形の中心から各辺の中点までの線分(対称線)により構成された8個の三角形に分割する。
次に、図9を用いて、画像処理サーバ20の制御部21によって実行される画像合成処理を説明する。ここでは、図9に示すユーザ画像500とテンプレート画像510とを合成する場合を想定する。ユーザ画像500の顔要素画像を挿入領域511に合わせて変形することにより、顔要素画像512を貼り付けた画像520を生成する。
(1) 本実施形態では、画像処理サーバ20の制御部21は、顔要素抽出処理を実行する(ステップS1−4)。ここでは、画像処理サーバ20の制御部21は、評価用楕円上の画素値のヒストグラムの算出処理を実行する(ステップS2−2)。そして、画像処理サーバ20の制御部21は、顔要素の特定処理を実行する(ステップS2−6)。具体的には、顔要素抽出手段213は、ヒストグラムの分散値が最小になっている評価用楕円を特定する。これにより、顔画像上で画素値の変化が少ない領域をエッジとして、挿入する画像(顔要素画像)を抽出することができる。特に、頭髪や顔の輪郭がある場合、背景画像上に顔画像のエッジが残り、継ぎ目がない連続的な画像を生成することができない。従って、頭髪や顔の輪郭を除いた顔要素を抽出することにより、ポアソン法において、エッジの影響を低減して、継ぎ目が抑制された合成画像を生成することができる。
上記第1の実施形態においては、一つのテンプレート画像に対して一つの顔画像を挿入する。これに代えて、第2の実施形態においては、背景画像が記録された一つのファイルに対して、複数の領域に顔画像を挿入する場合を説明する。なお、第1の実施形態と共通している処理(ユーザ画像の取得、顔画像認識、合成画像の提供等)については説明を省略する。この第2の実施形態を、図10、図11を用いて説明する。
ここでは、画像処理サーバ20の制御部21は、顔要素画像の分割処理を実行する(ステップS4−1)。具体的には、制御部21の変形処理手段214は、ステップS3−1と同様に、対角線と対称線とを用いて、顔要素画像を分割する。
。
(5) 上記実施形態においては、テンプレートデータ記憶部25に記憶されたテンプレート画像において、顔画像を貼り付ける複数の挿入位置に挿入領域を設けておく。更に、画像配置データ記憶部28には、各挿入位置を特定する情報(例えば、ページ、挿入座標)に対して、表情指数に関するデータを記録しておく。そして、画像処理サーバ20の制御部21は、挿入位置を順次、処理対象として特定する。この場合、制御部21は、挿入位置に対応した表情指数を取得し、この表情指数を用いて変形処理を実行する。これにより、一つのユーザ画像を用いて、挿入位置の状況に応じて表情を変化させた合成画像を生成することができる。
上記第1の実施形態においては、テンプレート画像に対してユーザ画像を挿入する場合、挿入領域の形状や表情指数に基づいて、顔要素画像を変形する。これに代えて、第3の実施形態においては、合成画像の利用目的に応じて、画像変形や画像合成を行なう。なお、第1の実施形態と共通している処理(ユーザ画像の取得、顔画像認識、合成画像の提供等)については説明を省略する。この第3の実施形態を、図12、図13を用いて説明する。
パーツ画像データ記憶部29には、顔を構成するパーツについてのパーツ画像ファイルが記録されている。このパーツ画像ファイルは、パーツコード、パーツ種別、パーツ画像に関するデータを含んで構成される。
パーツ種別データ領域には、各パーツの種類を特定するための識別子に関するデータが記録されている。本実施形態においては、パーツ種別として「目」、「鼻」、「口」がある。
パーツ画像データ領域には、各パーツの画像データが記録される。このパーツ画像は、顔要素画像に含まれる顔要素(目、鼻や口)を代替する場合に用いる。
以下、本実施形態の画像変形・画像合成処理の処理手順を、図13に従って説明する。
において「YES」の場合)、画像処理サーバ20の制御部21は、パーツ置換処理を実行する(ステップS5−10)。具体的には、制御部21のパーツ置換手段218が、パーツ画像データ記憶部29からパーツを取得し、顔要素画像の顔要素を置換する。
二つの画像の一致度が変形度より低く、同一人物でないと判定された場合(ステップS5−9において「NO」の場合)、画像処理サーバ20の制御部21は処理を終了する。
(6) 上記実施形態においては、画像処理サーバ20の制御部21は、顔認証処理を実行する(ステップS5−8)。そして、二つの画像の一致度が、変形度より高く、同一人物と判定された場合(ステップS5−9において「YES」の場合)、画像処理サーバ20の制御部21は、パーツ置換処理を実行する(ステップS5−10)。これにより、画像の利用目的に応じて、画像の変形の度合いを調整することができる。
上記第1の実施形態においては、予め準備されたテンプレート画像に対してユーザ画像を挿入する。これに代えて、第4の実施形態においては、顔画像とは別に背景画像も利用者から取得する。この場合、画像取得手段211を背景画像取得手段として機能させる。なお、第1の実施形態と共通している処理(顔画像認識、合成画像の提供等)については説明を省略する。この第4の実施形態を、図14、図15を用いて説明する。本実施形態では、背景画像を記憶するテンプレートデータ記憶部25の代わりに、受付管理データ記憶部26に、利用者の携帯電話端末10から取得した背景画像データ及び挿入領域データを、受付コードに関連づけて記録する。
画像処理サーバ20の制御部21は、背景画像の取得処理を実行する(ステップS6−1)。ここでは、利用者の携帯電話端末10から背景画像を取得する。具体的には、制御部21の画像取得手段211は、ウェブサーバ40を介して、背景画像設定画面データを携帯電話端末10に送信する。この背景画像設定画面には、受付コード、背景画像指定欄や送信実行アイコンなどが含まれる。ここで、利用者は、背景画像指定欄を用いて、携帯電話端末10のメモリに格納された画像の中から、背景として用いる画像を指定する。そして、送信実行アイコンが選択された場合、携帯電話端末10は、メールサーバ30のメールアドレス及び受付コードが設定された電子メールを生成する。更に、携帯電話端末10は、指定された画像を電子メールに添付する。そして、携帯電話端末10は、生成した電子メールをサービス管理システム50に送信する。
するためのポインタを含める。ここで、利用者は、携帯電話端末10の入力部によりポインタを操作して、始点及び終点を特定する。この場合、この始点及び終点により特定される矩形領域を挿入領域とする。
(7) 上記実施形態においては、利用者から背景画像の取得処理を実行する(ステップS6−1)。そして、画像処理サーバ20の制御部21は、背景画像における挿入領域の特定処理(ステップS6−2)、挿入領域の中心線の特定処理(ステップS6−3)を実行する。これにより、利用者から取得した背景画像において顔画像を合成することができる。
上記第4の実施形態においては、顔画像とは別に背景画像を利用者から取得する。これに加えて、第5の実施形態では、利用者から取得した背景画像の状況に応じて、背景画像の加工処理を行なう。なお、第1、第4の実施形態と共通している処理(顔画像認識、合成画像の提供等)については説明を省略する。この第5の実施形態を、図16、図17を用いて説明する。
まず、画像処理サーバ20の制御部21は、背景画像の取得処理を実行する(ステップS7−1)。具体的には、制御部21の画像取得手段211は、ステップS6−1と同様に、携帯電話端末10から背景画像データを取得する。本実施形態では、図17に示す背景画像540を取得した場合を想定する。
かどうかについての判定処理を実行する(ステップS7−3)。具体的には、制御部21の顔検出手段212が、背景画像の挿入領域の中に顔画像が含まれているかどうかを判定する。例えば、背景画像540において、顔画像領域541を検出した場合を想定する。
(8) 上記実施形態においては、画像処理サーバ20の制御部21は、背景画像に顔パターンが含まれているかどうかについての判定処理を実行する(ステップS7−3)。そして、背景画像に顔画像が検出された場合(ステップS7−3において「YES」の場合)、画像処理サーバ20の制御部21は、挿入する顔要素画像の変形処理(ステップS7−4)、背景画像の顔画像の削除処理(ステップS7−5)を実行する。これにより、背景画像における顔画像をユーザ画像の顔画像に差し替えることができる。更に、背景画像における顔のパーツを削除することにより、背景を活かしながら、ユーザ画像の顔パーツを強調することができる。
・ 上記第1の実施形態〜第5の実施形態を用いて画像処理方法を説明したが、任意の実施形態を組み合わせることが可能である。
、ポアソン方程式(2次の微分方程式)になるが、ポアソン画像処理とは異なる数式を用いながら、ポアソン画像処理と同等の効果を得ることができる。
Claims (9)
- 撮影手段から取得した顔画像を記憶する顔画像情報記憶手段と、
顔画像を挿入する背景画像を記憶する背景画像情報記憶手段と、
表示手段に接続される制御手段を備えた画像処理システムであって、
前記制御手段が、
撮影手段から顔画像を取得する顔画像取得手段と、
顔画像の挿入領域が指定された背景画像を特定する背景画像取得手段と、
顔画像から顔要素を含む顔要素画像を生成する顔要素抽出手段と、
前記挿入領域の形状に合わせて、前記顔要素画像を変形させる変形処理手段と、
前記背景画像に対して、前記顔要素画像の色合いが連続的に変化するように画像調整処理を行なった合成画像を生成する画像合成手段と、
前記合成画像を前記表示手段に提供する画像提供手段と
を備えたことを特徴とする画像処理システム。 - 前記顔要素抽出手段は、
顔要素画像において、閉領域を規定する評価用ガイドラインを生成し、
前記評価用ガイドラインの軌道上の画素値のヒストグラムを算出し、
前記ヒストグラムの分散値が最小になる評価用ガイドラインにより規定される領域を顔要素画像として特定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。 - 前記変形処理手段は、
前記顔要素画像を対称線により左右に分割し、
顔要素画像を変形させる表情指数を取得した場合、前記表情指数を用いて前記対称線の長さを伸縮することにより、顔要素画像を変形することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理システム。 - 前記背景画像取得手段は、顔要素画像を挿入する複数の挿入領域を設けたファイルを記憶し、
前記ファイルにおいては、挿入領域毎に表情指数が設定されており、
挿入領域毎に表情指数を取得し、この表情指数に基づいて、顔要素画像を変形するとともに、各挿入領域に顔要素画像を挿入した合成画像を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像処理システム。 - 前記背景画像取得手段は、顔画像を挿入する挿入領域を含むフレームを設けた動画ファイルを記憶し、
前記動画ファイルにおいて、挿入領域毎に表情指数が設定されており、
挿入領域毎に表情指数を取得し、この表情指数に基づいて、顔要素画像を変形するとともに、各挿入領域に顔要素画像を挿入した合成画像を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像処理システム。 - 前記制御手段が、合成画像及び元の顔画像を用いて顔認証処理を実行し、
両者の一致度が基準値以上の場合には、顔要素画像に含まれる顔要素を変形させて、再度、合成画像を生成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の画像処理システム。 - 前記制御手段は、ネットワークを介して、撮影手段及び表示手段を備えた利用者端末に接続されており、
前記制御手段は、前記利用者端末から顔画像を取得し、前記利用者端末に合成画像を送信することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の画像処理システム。 - 撮影手段から取得した顔画像を記憶する顔画像情報記憶手段と、
顔画像を挿入する背景画像を記憶する背景画像情報記憶手段と、
表示手段に接続される制御手段を備えた画像処理システムを用いて、画像処理を実行する方法であって、
前記制御手段が、
撮影手段から顔画像を取得する顔画像取得段階と、
顔画像の挿入領域が指定された背景画像を特定する背景画像取得段階と、
顔画像から顔要素を含む顔要素画像を生成する顔要素抽出段階と、
前記挿入領域の形状に合わせて、前記顔要素画像を変形させる変形処理段階と、
前記背景画像に対して、前記顔要素画像の色合いが連続的に変化するように画像調整処理を行なった合成画像を生成する画像合成段階と、
前記合成画像を表示手段に提供する画像提供段階と
を実行することを特徴とする画像処理方法。 - 撮影手段から取得した顔画像を記憶する顔画像情報記憶手段と、
顔画像を挿入する背景画像を記憶する背景画像情報記憶手段と、
表示手段に接続される制御手段を備えた画像処理システムを用いて、画像処理を実行させるためのプログラムであって、
前記制御手段を、
撮影手段から顔画像を取得する顔画像取得手段、
顔画像の挿入領域が指定された背景画像を特定する背景画像取得手段、
顔画像から顔要素を含む顔要素画像を生成する顔要素抽出手段、
前記挿入領域の形状に合わせて、前記顔要素画像を変形させる変形処理手段、
前記背景画像に対して、前記顔要素画像の色合いが連続的に変化するように画像調整処理を行なった合成画像を生成する画像合成手段、
前記合成画像を前記表示手段に提供する画像提供手段
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
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