JP2015187849A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】顔の撮影画像から睫毛領域を簡単かつ高精度に判定することができる画像処理装置を提供すること。【解決手段】画像処理装置100は、顔の撮影画像を取得する画像取得部120と、撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するエッジ強調部153と、エッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成する二値化部154と、二値画像に基づいて、撮影画像に含まれる睫毛領域を判定する領域判定部155と、を有する。【選択図】図1

Description

本開示は、顔の撮影画像に対する画像処理を行う画像処理装置および画像処理方法に関する。
顔の撮影画像を用いてメイクシミュレーション等を行う場合、睫毛(まつげ)が邪魔になることがある。このため、顔の撮影画像(以下「顔画像」という)から睫毛を除去する技術が存在する(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
特許文献1に記載の技術は、顔画像をタッチパネル付きディスプレイに表示し、ユーザから、睫毛領域を指定する操作を受け付ける。そして、特許文献1に記載の技術は、顔画像のうち、指定された睫毛領域の画像を消去する。また、特許文献2に記載の技術は、顔画像に対して膨張・縮小処理(モルフォロジー)を施し、顔画像から睫毛を除去する。これらの従来技術によれば、睫毛の影響を低減した状態で、顔画像に対する画像処理を行うことができる。
特開2011−8643号公報 特開2011−115460号公報
大津展之、「判別および最小2乗規準に基づく自動しきい値選定法」、電子情報通信学会論文誌D、Vol.J63−D、No.4、pp.349−356、1989年4月
ところで、顔画像から目元の皺を検出する処理等、画像処理の内容によっては、顔画像における睫毛の領域(以下「睫毛領域」という)をより高精度に取得したいという要求がある。
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、ユーザが顔画像を確認しながら指定操作を行わなければならないため、睫毛領域を高精度に取得するには時間と手間が掛かる。また、特許文献2に記載の技術は、睫毛を除去するものであって、睫毛領域を取得するものではない。したがって、顔画像から睫毛領域を簡単かつ高精度に判定することが可能な技術が望まれる。
そこで、本開示は、顔の撮影画像から睫毛領域を簡単かつ高精度に判定することができる、画像処理装置および画像処理方法を提供する。
本開示の実施形態の更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
本開示の一態様に係る画像処理装置は、顔の撮影画像を取得する画像取得部と、前記撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するエッジ強調部と、前記エッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成する二値化部と、前記二値画像に基づいて、前記撮影画像に含まれる睫毛領域を判定する領域判定部を含む。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示によれば、顔の撮影画像から睫毛領域を簡単かつ高精度に判定することができる。
本開示の実施の形態1に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図 本開示の実施の形態2に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態2における睫毛領域除去部の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態2に係る画像処理装置の動作の一例を示すフローチャート 本実施の形態2における睫毛領域除去の様子の一例を示す図
以下、本開示の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
本開示の実施の形態1は、本開示の基本的態様の一例である。
図1は、本実施の形態に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
図1において、画像処理装置100は、画像取得部120、エッジ強調部153、二値化部154、および領域判定部155を有する。
画像取得部120は、顔の撮影画像を取得する。
エッジ強調部153は、取得された撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成する。
二値化部154は、生成されたエッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成する。
領域判定部155は、生成された二値画像に基づいて、撮影画像に含まれる睫毛領域を判定する。
なお、画像処理装置100は、図示しないが、例えば、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを格納したROM(Read Only Memory)等の記憶媒体、およびRAM(Random Access Memory)等の作業用メモリ等を有する。この場合、上記した各部の機能は、CPUが制御プログラムを実行することにより実現される。
このように、本実施の形態に係る画像処理装置100は、エッジ強調処理および二値化処理を施した結果から、睫毛領域を判定する。撮影画像において、睫毛は、通常、顔のシミ又は皺等に比べて、より強いエッジを有し、かつ、周囲との輝度の差が大きい。したがって、本実施の形態に係る画像処理装置100は、顔の撮影画像から睫毛領域を簡単かつ高精度に判定することができる。
(実施の形態2)
本開示の実施の形態2は、本開示を、顔画像を解析して肌状態を判定する画像処理装置に適用した場合の、具体的態様の一例である。
<画像処理装置の構成>
まず、本実施の形態に係る画像処理装置の構成について説明する。
図2は、本実施の形態に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
図2において、画像処理装置100は、撮影部110、画像取得部120、顔部品検出部130、対象領域決定部140、睫毛領域除去部150、肌状態解析部160、および表示部170を有する。
撮影部110は、例えば、レンズおよびカラー撮像素子を含むスチルカメラであり、ユーザの顔の画像を撮影する。そして、撮影部110は、撮影された画像を、画像取得部120へ出力する。撮影部110の動作は、例えば、画像取得部120により制御される。
画像取得部120は、入力された画像を、輝度調整等の必要な画質処理を行って、顔部品検出部130および肌状態解析部160のそれぞれへ出力する。かかる画質処理としては、後述のエッジ強調処理、二値化処理、および肌状態解析処理の内容に適した処理が採用される。なお、以下の説明において、画像取得部120から出力される画像は、「撮影画像」という。
顔部品検出部130は、撮影画像から、撮影画像における顔部品の位置を検出する。ここで、顔部品とは、目、鼻、頬等、顔を構成する各部である。顔部品の位置は、例えば、目頭等、顔の特徴点の位置によって定義することができる。なお、顔の特徴点とは顔部品の位置を示す画像特徴点である。したがって、顔部品検出部130は、例えば、パターンマッチング等の公知の画像特徴点検出手法を用いて、撮影画像から顔の特徴点を抽出することにより、顔部品の位置の検出を行う。すなわち、抽出した顔の特徴点の位置を顔部品の位置とする。そして、顔部品検出部130は、撮影画像と、検出された各顔部品の位置を示す顔部品位置情報とを、対象領域決定部140へ出力する。
対象領域決定部140は、入力された顔部品位置情報に基づいて、肌状態の判定の対象となるおおまかな領域(以下「対象領域」)を決定する。この対象領域には、睫毛領域も含まれ得る。そして、対象領域決定部140は、撮影画像と、決定された対象領域を示す対象領域情報とを、睫毛領域除去部150へ出力する。
本実施の形態において、画像処理装置100は、目元の皺を検出し、目元の皺の量又は深さの度合いを判定する装置であるものとする。したがって、対象領域決定部140は、例えば、下瞼を含む下瞼周辺領域から、目の領域等の不要な領域を除外した領域を、対象領域として決定する。
なお、下瞼周辺領域は以下の方法で決定してもよい。図5を例にとると、検出された目、鼻、及び顔の輪郭の特徴点、あるいはそれら特徴点間の内分点、及び外分点を用いて、下瞼周辺領域を設定する。検出された顔の特徴点を用いることにより、ユーザの顔の特徴に応じて適切な領域を設定することが出来る。図5においては、212が下瞼周辺領域である。
また、目の領域は以下の方法で決定してもよい。同様に図5を例にとると、下瞼周辺領域と同様に、検出された目の特徴点から、目領域を設定する。図5では、目尻と目頭、及び目の下側中心の特徴点を使って目領域(210)を設定している。
睫毛領域除去部150は、入力された対象領域情報に基づいて、対象領域から睫毛領域を除外する。より具体的には、睫毛領域除去部150は、撮影画像の対象領域にエッジ強調処理および二値化処理を施して、睫毛領域を判定する。なお、睫毛領域とは本画像処理装置が、撮像画像において、睫毛が存在すると判定した領域である。
<睫毛領域除去部の構成>
図3は、睫毛領域除去部150の構成の一例を示すブロック図である。
図3において、睫毛領域除去部150は、輝度算出部151、エッジ検出部152、エッジ強調部153、二値化部154、および領域判定部155を有する。
輝度算出部151は、入力された撮影画像の各部の輝度を算出する。より具体的には、輝度算出部151は、撮影画像の対象領域に対して、NTSC(National Television System Committee)係数による加重平均法等の公知のグレースケール化処理を施し、グレースケール画像を生成する。そして、輝度算出部151は、生成されたグレースケール画像を、エッジ強調部153へ出力する。
エッジ検出部152は、入力された撮影画像からエッジ部分を検出する。より具体的には、撮影画像の対象領域に対して、Sobel法等の公知のエッジ検出処理を施し、エッジ部分を示すエッジ画像を生成する。そして、エッジ検出部152は、生成されたエッジ画像を、エッジ強調部153へ出力する。
エッジ強調部153は、撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成する。より具体的には、エッジ強調部153は、画素毎に、入力されたグレースケール画像と、入力されたエッジ画像との画素値の差分を取ることにより、撮影画像のエッジ部分が強調されたエッジ強調画像を生成する。そして、エッジ強調部153は、生成されたエッジ強調画像を、二値化部154へ出力する。
なお、輝度算出部151、エッジ検出部152、およびエッジ強調部153が行う処理の全体を、エッジ強調処理と称してもよい。
二値化部154は、入力されたエッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成する。より具体的には、二値化部154は、エッジ強調画像に、例えば、非特許文献1に記載の大津の手法により算出され、予め設定された閾値を用いて、二値画像を生成する。そして、二値化部154は、生成された二値画像を、領域判定部155へ出力する。
領域判定部155は、入力された二値画像に基づいて、撮影画像に含まれる睫毛領域を判定する。より具体的には、領域判定部155は、撮影画像の対象領域から、二値画像において睫毛領域に対応する画素値の領域を除外した領域を、撮影画像の対象領域から睫毛領域を除外した領域(以下「睫毛除外済み領域」)と判定する。そして、領域判定部155は、睫毛除外済み領域を示す睫毛除外済み対象領域情報を、図2の肌状態解析部160へ出力する。
図2の肌状態解析部160は、入力された撮影画像および睫毛除外済み対象領域情報に基づき、睫毛領域が除外された対象領域(睫毛除外済み領域)に対して、公知の肌状態解析処理を行う。肌状態解析処理は、画像に含まれる肌の状態を判定する処理であり、例えば、皺の量、長さ、および深さ等を検出する処理である。そして、肌状態解析部160は、肌状態解析処理の結果を示す処理結果情報を、表示部170へ出力する。処理結果情報は、例えば、撮影画像に、検出された皺に沿って、皺の深さに応じた色あるいは太さの線を重畳した画像である。
表示部170は、例えば液晶ディスプレイを含み、入力された処理結果情報を表示する。
なお、画像処理装置100は、図示しないが、例えば、CPU、制御プログラムを格納したROM等の記憶媒体、およびRAM等の作業用メモリ等を有する。この場合、上記した各部の機能は、CPUが制御プログラムを実行することにより実現される。
このような構成を有する画像処理装置100は、撮影画像にエッジ強調処理および二値化処理を施すことによって睫毛領域を判定し、顔部品の位置に基づいて決定された対象領域から睫毛領域を除いた領域に対して、肌状態解析処理を行うことができる。
<画像処理装置の動作>
次に、図4および図5を参照しながら、画像処理装置100の動作について説明する。図4は、画像処理装置100の動作の一例を示すフローチャートである。図5は、睫毛領域除去の様子の一例を示す図である。
ステップS1100において、画像取得部120は、撮影部110を用いて、ユーザの顔の撮影画像を取得する。
ステップS1200において、顔部品検出部130は、撮影画像から、各顔部品の位置を検出する。
ステップS1300において、対象領域決定部140は、顔部品の位置に基づいて、対象領域を決定する。対象領域は、上述の通り、例えば、下瞼を含む下瞼周辺の領域である。
対象領域決定部140は、例えば、図5の第1の画像210に示すように、下瞼を含む矩形領域を撮影画像から切り出し、切り出した部分画像から不要な部分(例えば、目の部分)を、黒塗りの領域211とする。すなわち、矩形領域の残りの領域212が、対象領域である。図5に示す通り、対象領域(領域212)には、肌だけでなく、睫毛が含まれ得る。
ステップS1400において、輝度算出部151は、対象領域の各部の輝度を算出し、エッジ検出部152は、対象領域からエッジ部分を検出する。
輝度算出部151は、例えば、対象領域決定部140によって切り出された部分画像(第1の画像210)に対してグレースケール処理を行い、図5の第2の画像220に示すようなグレースケール画像を生成する。また、エッジ検出部152は、対象領域決定部140によって切り出された部分画像(第1の画像210)に対してエッジ検出処理を行い、図5の第3の画像230に示すようなエッジ画像を生成する。
ステップS1500において、エッジ強調部153は、算出された各部の輝度および検出されたエッジ部分に基づいて、撮影画像の対象領域に対するエッジ強調処理を行い、エッジ強調画像を生成する。
エッジ強調部153は、例えば、グレースケール画像(第2の画像220)とエッジ画像(第3の画像230)との差分を取ることにより、図5の第4の画像240に示すようなエッジ強調画像を生成する。第1の画像210と比較すると、第4の画像240では、睫毛の画像のエッジがより強調され、睫毛の色が濃くなっている。
ステップS1600において、二値化部154は、エッジ強調画像に対して二値化処理を施し、二値画像を生成する。
二値化部154は、例えば、図5の第5の画像250に示すような、白領域251と、黒領域252とから成る、二値画像を生成する。白領域251は、エッジ強調画像(第4の画像240)の画素値が閾値よりも低い領域であり、黒領域252は、エッジ強調画像の画素値が閾値以上の領域である。
ステップS1700において、領域判定部155は、二値画像に基づいて、対象領域の睫毛領域を判定する。すなわち、領域判定部155は、睫毛除外済み領域を判定する。
領域判定部155は、例えば、図5の第6の画像260に示すような、睫毛除外済み領域以外の画素値を「0」(黒)とした画像を、撮影画像の睫毛除外済み領域とする。
なお、領域判定部155は、二値画像(第5の画像250)の白領域251に値「0」を設定し、二値画像の黒領域252に値「1」を設定したマスク情報を生成してもよい。この場合、肌状態解析部160は、例えば、対象領域決定部140が切り出した部分画像(第1の画像210)に、二値画像(第5の画像250)を乗算することにより、撮影画像の睫毛除外済み領域の画像を生成する。なお、この処理は、肌状態解析部160で行われてもよい。
なお、二値化処理に用いられる閾値は、睫毛領域と肌領域とを高精度に分別する閾値として算出された値よりも、若干、低い値にしてもよい。これは、実際には睫毛領域ではない領域が睫毛領域として判定されることを、より確実に防ぐためである。逆に、実際の睫毛領域が睫毛領域として判定されないことを、より確実に防ぐために、閾値を高めに設定してもよい。すなわち、二値化処理に用いられる閾値は、肌状態解析処理の内容と目的に応じて、適切な値が設定される。
なお、閾値をユーザが指定するようにしてもよい。すなわち、ユーザの入力する閾値に基づき睫毛領域と判定された領域を含む画像を見ながらユーザが閾値を調節するようにすれば、ユーザに納得性の高い睫毛除去画像を生成することができる。
ステップS1800において、肌状態解析部160は、睫毛除外済み領域(対象画像から睫毛領域を除外した領域)に対して、肌状態解析処理を行う。
そして、ステップS1900において、肌状態解析部160は、表示部170を用いて、肌状態解析処理の結果を表示する。
このような動作により、画像処理装置100は、撮影画像にエッジ強調処理および二値化処理を施すことによって睫毛領域を判定し、顔部品の位置に基づいて決定された対象領域から睫毛領域を除いた領域に対して、肌状態解析処理を行うことができる。
なお、対象領域決定部140および睫毛領域除去部150は、対象領域の画像である部分画像を切り出して、睫毛除外済み領域の画像を生成する処理まで行ってもよいし、単に睫毛除外済み領域を判定する処理を行ってもよい。前者の場合は、肌状態解析部160は、必ずしも、撮影画像の入力を必要としない。
<本実施の形態の効果>
以上のように、本実施の形態に係る画像処理装置100は、撮影画像にエッジ強調処理および二値化処理を施すことによって睫毛領域を判定し、顔部品の位置に基づいて決定された対象領域から睫毛領域を除いた領域に対して、肌状態解析処理を行う。
撮影画像において、睫毛は、通常、顔のシミ又は皺等に比べて、より強いエッジを有し、かつ、周囲との輝度の差が大きい(図5の第1の図210参照)。すなわち、睫毛領域は、エッジ強調処理および二値化処理を施すことによって、精度良く抽出することができる(図5の第5の図250参照)。
したがって、本実施の形態に係る画像処理装置100は、顔の撮影画像から、睫毛領域を簡単かつ高精度に判定することができる。
また、本実施の形態に係る画像処理装置100は、このように簡単かつ高精度に判定された睫毛領域に基づいて、顔画像から睫毛領域を除いた肌領域を判定することができる。これにより、本実施の形態に係る画像処理装置100は、下瞼、隈の部分、および目尻等の目元についての肌状態解析処理を行う際に、睫毛の影響を効果的に低減することができる。例えば、目尻側に長い付け睫毛を施している場合であっても、目尻の皺(いわゆる烏の足跡)を検出することが可能となる。
また、本実施の形態に係る画像処理装置100は、顔部分の位置に基づいて対象領域を決定するので、肌領域を的確に判断して肌状態解析処理を行うことができる。したがって、例えば、瞼が閉じている状態だけでなく、瞼が開いている状態においても、肌状態解析処理を的確に行うことができる。
<本実施の形態の変形例>
なお、画像処理装置100は、睫毛領域の判定結果を、肌状態解析処理以外に用いてもよい。例えば、画像処理装置100は、睫毛領域に肌色を塗布して顔画像から睫毛を除去する画像修正処理に、睫毛領域の判定結果を用いてもよい。
また、画像処理装置100は、肌の色又は状態、睫毛の色又は太さ、必要な精度、および判定結果の用途等に応じて、エッジ強調処理および二値化処理に用いられる各種パラメータ(例えば、二値化処理の閾値)を調整してもよい。
また、本実施の形態では、画像処理装置100は、睫毛領域を判定の対象としたが、髪の毛、眉毛、および髭等、他の体毛の領域についても、判定の対象とすることができる。
本開示の画像処理装置は、顔の撮影画像を取得する画像取得部と、前記撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するエッジ強調部と、前記エッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成する二値化部と、前記二値画像に基づいて、前記撮影画像に含まれる睫毛領域を判定する領域判定部と、を有する。
なお、上記画像処理装置は、前記撮影画像の各部の輝度を算出する輝度算出部と、前記撮影画像からエッジ部分を検出するエッジ検出部と、を有し、前記エッジ強調部は、前記輝度および前記エッジ部分に基づいて、前記エッジ強調画像を生成してもよい。
また、上記画像処理装置は、前記撮影画像から、前記撮影画像における顔部品の位置を検出する顔部品検出部と、前記顔部品の位置に基づいて、肌状態の判定の対象となる対象領域を決定する対象領域決定部と、前記対象領域から、前記睫毛領域を除外する睫毛領域除去部と、前記睫毛領域が除外された前記対象領域に対して、肌状態解析処理を行う肌状態解析部と、を有してもよい。
また、上記画像処理装置において、前記肌状態解析処理は、肌の皺を検出する処理を含んでもよい。
本開示の画像処理方法は、顔の撮影画像を取得するステップと、前記撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するステップと、前記エッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成するステップと、前記二値画像に基づいて、前記撮影画像に含まれる睫毛領域を判定するステップと、を有する。
本開示の画像処理方法は、顔の撮影画像を取得するステップと、前記撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するステップと、前記エッジ強調画像に施す二値化処理の閾値をユーザから取得するステップと、前記ユーザから取得した閾値に基づき二値画像を生成するステップと、前記二値画像に基づいて、前記撮影画像に含まれる睫毛領域を判定するステップと、前記睫毛領域を含む顔の画像を表示するステップとを有する。
本開示は、顔の撮影画像から睫毛領域を簡単かつ高精度に判定することができる画像処理装置および画像処理方法として有用である。
100 画像処理装置
110 撮影部
120 画像取得部
130 顔部品検出部
140 対象領域決定部
150 睫毛領域除去部
151 輝度算出部
152 エッジ検出部
153 エッジ強調部
154 二値化部
155 領域判定部
160 肌状態解析部
170 表示部

Claims (6)

  1. 顔の撮影画像を取得する画像取得部と、
    前記撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するエッジ強調部と、
    前記エッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成する二値化部と、
    前記二値画像に基づいて、前記撮影画像に含まれる睫毛領域を判定する領域判定部と、を有する、
    画像処理装置。
  2. 前記撮影画像の各部の輝度を算出する輝度算出部と、
    前記撮影画像からエッジ部分を検出するエッジ検出部と、を有し、
    前記エッジ強調部は、
    前記輝度および前記エッジ部分に基づいて、前記エッジ強調画像を生成する、
    請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記撮影画像から、前記撮影画像における顔部品の位置を検出する顔部品検出部と、
    前記顔部品の位置に基づいて、肌状態の判定の対象となる対象領域を決定する対象領域決定部と、
    前記対象領域から、前記睫毛領域を除外する睫毛領域除去部と、
    前記睫毛領域が除外された前記対象領域に対して、肌状態解析処理を行う肌状態解析部と、を有する、
    請求項1に記載の画像処理装置。
  4. 前記肌状態解析処理は、
    肌の皺を検出する処理を含む、
    請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 顔の撮影画像を取得するステップと、
    前記撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するステップと、
    前記エッジ強調画像に二値化処理を施して、二値画像を生成するステップと、
    前記二値画像に基づいて、前記撮影画像に含まれる睫毛領域を判定するステップと、を有する、
    画像処理方法。
  6. 顔の撮影画像を取得するステップと、
    前記撮影画像にエッジ強調処理を施して、エッジ強調画像を生成するステップと、
    前記エッジ強調画像に施す二値化処理の閾値をユーザから取得するステップと、
    前記ユーザから取得した閾値に基づき二値画像を生成するステップと、
    前記二値画像に基づいて、前記撮影画像に含まれる睫毛領域を判定するステップと、
    前記睫毛領域を含む顔の画像を表示するステップと、を有する、
    画像処理方法。
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