JP5657494B2 - シワ検出方法、シワ検出装置およびシワ検出プログラム、並びに、シワ評価方法、シワ評価装置およびシワ評価プログラム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に提案されたシワの検出方法では、被験者のシワを転写したレプリカをカメラで撮影し、撮影された画像データに基づいてシワを検出している。このように、レプリカにシワを転写することにより、安定してシワの画像データを得ることが可能となる。しかし、被験者の顔にレプリカ剤を直接塗布してシワを転写する必要があり、被験者の負担が大きいため、被験者に直接接触することなくシワを検出することが望まれている。
非特許文献1に示される方法においても、シワ以外の凹凸が多く存在するため、シワ以外の部分をシワとして誤検出してしまうおそれがある。
また、この発明は、このようなシワ検出方法で検出されたシワを評価するシワ評価方法および装置を提供することも目的としている。
また、前記複数のシワ成分抽出画像は、前記角度範囲内の互いに角度の異なる複数のシワ方向エッジフィルタで前記解析領域を処理することにより得られ、前記複数のシワ成分強調画像は、対応する前記シワ成分抽出画像内の前記シワ成分の間の標準偏差を求めて標準偏差が所定値以上の部分の強調率を増加することにより得ることもできる。
また、前記複数のシワ方向エッジフィルタは、前記解析領域が額および眉間に設定された場合には70度から110度の角度範囲の間で3方向に、前記解析領域が目尻に設定された場合には0度から45度および115度から165度の角度範囲の間で8方向に、前記解析領域が口元に設定された場合には45度から60度および120度から140度の角度範囲の間で6方向にそれぞれ設定されるのが好ましい。
また、顔の所定の部位に前記解析領域が設定された後、ガウシアンフィルタ処理、あるいは、背景の輝度分布を2次曲面近似することで前記解析領域のノイズを除去し、ノイズが除去された前記解析範囲に対して前記シワ成分をそれぞれ抽出した前記複数のシワ成分抽出画像を生成することもできる。
この発明に係るシワ評価方法は、上記に記載のシワ検出装置と、前記シワ検出装置で検出されたシワの面積、本数、長さを算出すると共に算出された面積、本数、長さのそれぞれについて被験者の年齢における平均値と比較することでシワの進行を評価するシワ評価部とを備えたものである。
また、この発明に係るシワ評価プログラムは、上記のシワ検出プログラムで検出されたシワを評価するためのシワ評価プログラムであって、前記シワ検出プログラムで検出されたシワの特徴量を算出するステップと、算出された特徴量のそれぞれについて被験者の年齢における平均値と比較することでシワの進行を評価するステップとをコンピュータに実行させるためのものである。
図1に、この発明の一実施の形態に係るシワ検出方法を行うシワ検出装置の構成を示す。シワ検出装置は、カメラ1および2を備え、このカメラ1および2に前処理部3、シワ検出部4、およびシワ評価部5が順次接続されている。
カメラ1は被験者の顔Fに対して正面に、カメラ2は被験者の顔Fに対して側方にそれぞれ配置されている。
輝度画像変換部6は、カメラ1および2で撮影された画像をそれぞれ輝度画像に変換する。顔検出部7は、輝度画像変換部6で生成された輝度画像から被験者の顔Fの位置を検出すると共に目、眉、口および鼻などの特徴部分をそれぞれ検出する。解析領域設定部8は、顔検出部7で検出された被験者の顔Fに対し、額、眉間、口元、目尻などのシワが発生しやすい所定の部位に解析領域を設定する。ノイズ除去部9は、輝度画像に含まれるノイズを除去するもので、例えば、輝度画像をガウシアンフィルタ処理して平滑化すること、あるいは、背景の輝度分布を2次曲面近似することで被験者の顔Fを撮影した際に生じた照射むらを除去することができる。
シワ抽出部10は、顔の部位毎に設定されたシワが延びやすい角度範囲を予め格納したメモリを内蔵し、解析領域設定部8で解析領域が設定された部位に対応する角度範囲をメモリから読み出す。続いて、読み出した角度範囲内の互いに異なる複数の角度で延びるシワ成分を、その異なる角度毎に解析領域からそれぞれ抽出した複数のシワ成分抽出画像が生成される。複数のシワ成分抽出画像は、例えばメモリから読み出された角度範囲の間で互いに角度の異なる複数のシワ方向エッジフィルタを用いて解析領域をそれぞれ処理することにより、解析領域内のシワ成分の強度を角度方向毎にそれぞれ増加させることで得ることができる。
シワ強調部11は、シワ抽出部10により生成された複数のシワ成分抽出画像のそれぞれに対してシワ成分を強調した複数のシワ成分強調画像の生成を行う。この時、例えば、シワ抽出部10においてシワ成分の抽出に用いられた複数のシワ方向エッジフィルタに対してそれぞれ直交する複数のシワ直交方向エッジフィルタで解析領域を処理することにより、解析領域内においてシワ成分と直交するシワ直交成分の強度を角度方向毎に増加させた複数のシワ直交成分抽出画像を生成し、この複数のシワ直交成分抽出画像を用いて複数のシワ成分抽出画像からシワ成分に直交するシワ直交成分をそれぞれ低減することにより複数のシワ成分抽出画像を得ることができる。さらに、シワ強調部11は、生成した複数のシワ成分強調画像を互いに合成し、解析領域において一体として強調されたシワ成分を有する合成画像の生成を行う。
シワ判定部12は、合成画像における強度が所定の閾値以上であるか否かを画素毎に判定し、所定の閾値以上の強度を有するシワ成分を被験者のシワとして検出する。
なお、シワ抽出部10で用いられるシワ方向エッジフィルタおよびシワ強調部11で用いられるシワ直交方向エッジフィルタは、画像中のエッジ情報を方向毎に抽出するためのもので、Sobelフィルタ、一次微分フィルタおよびDogフィルタなどを用いることができる。例えば、Dogフィルタを用いた場合には、スケールσの異なる2種類のガウシアン画像をそれぞれ1次元化し、1次元化した2種類のガウシアン画像の間で差分をとることで1次元のDogフィルタ、すなわち一定の方向性を有するDogフィルタを生成する。続いて、生成されたDogフィルタをシワ方向あるいはシワ直交方向に適用することで、それぞれの方向のエッジ情報を画像中から抽出することができる。
まず、被験者の顔Fが正面からカメラ1により、側方からカメラ2によりそれぞれ撮影される。カメラ1および2によりそれぞれ撮影された正面および側方からの画像データは、前処理部3の輝度画像変換部6にそれぞれ出力され、輝度画像変換部6により正面輝度画像および側方輝度画像に変換される。正面輝度画像および側方輝度画像は輝度画像変換部6から顔検出部7に出力され、顔検出部7が正面輝度画像および側方輝度画像から顔Fを検出すると共に、正面輝度画像から顔Fの特徴部分である目、眉、口および鼻を検出し且つ側方輝度画像から顔Fの特徴部分である目を検出する。
続いて、顔検出部7による検出結果に基づいて、解析領域設定部8が顔Fにおいてシワが発生しやすい所定の部位に解析領域を設定する。解析領域設定部8は、例えば、正面輝度画像に対して額、眉間および口元に、側方輝度画像に対して目尻にそれぞれ解析領域を設定することができる。このようにして、顔Fの各部位に設定された解析領域は、それぞれノイズ除去部9に出力されてノイズが除去された後、シワ検出部4のシワ抽出部10に出力される。
例えば、解析領域が目尻に設定されている場合には、図2に示すように、0度、45度および135度の3方向に設定されたシワ方向エッジフィルタで解析領域を処理することができる。この処理の結果、0度、45度および135度の角度方向に延びたシワ成分の強度がそれぞれ増加され、0度の角度方向に延びたシワ成分が抽出されたシワ成分抽出画像A1、45度の角度方向に延びたシワ成分が抽出されたシワ成分抽出画像A2、および135度の角度方向に延びたシワ成分が抽出されたシワ成分抽出画像A3がそれぞれ生成される。このようにして、それぞれのシワ方向エッジフィルタの角度方向に延びたシワ成分を抽出したシワ成分抽出画像A1,A2およびA3が生成される。
このように、解析領域においてシワが延びる典型的な角度方向に絞ってシワ方向エッジフィルタで処理することにより、シワ成分の抽出における労力を低減することができる。生成されたシワ抽出画像A1,A2およびA3は、生成前の輝度画像と共にシワ強調部11に出力される。
具体的には、シワ成分抽出画像A1,A2およびA3を生成する前の輝度画像を用い、シワ抽出部10においてシワ成分を抽出した0度、45度および135度のシワ方向エッジフィルタに対してそれぞれ直交する90度、135度および45度のシワ直交方向エッジフィルタで解析領域の処理を行うことで、それぞれのシワ成分に直交して対応するシワ直交成分を抽出したシワ直交成分抽出画像C1,C2およびC3をそれぞれ生成する。続いて、0度方向のシワ成分を抽出したシワ成分抽出画像A1と90度方向のシワ直交成分を抽出したシワ直交成分抽出画像C1との間で対応画素毎に減算処理を行うことで、0度方向のシワ成分から90度方向のシワ直交成分を差し引く。同様にして、45度方向のシワ成分を抽出したシワ成分抽出画像A2と135度方向のシワ直交成分を抽出したシワ直交成分抽出画像C2との間、135度方向のシワ成分を抽出したシワ成分抽出画像A3と45度方向のシワ直交成分を抽出したシワ直交成分抽出画像C3との間でそれぞれ減算処理を行う。
このようにしてシワ成分がそれぞれ強調されたシワ成分強調画像B1,B2およびB3は互いに合成され、解析領域において一体として強調されたシワ成分を有する合成画像が生成される。なお、合成画像を生成する前に、予め設定された円形度などのシワの形状情報に基づいてシワ成分強調画像B1,B2およびB3からそれぞれノイズを除去し、あるいは、多重解像度法によりシワ成分強調画像B1,B2およびB3からそれぞれノイズを除去し、ノイズが除去されたシワ成分強調画像B1,B2およびB3を互いに合成することもできる。
このように、シワの判定を行う前に、シワが延びにくい角度方向からなるシワ直交成分、すなわちシワ以外の成分が合成画像から除去されているため、シワの誤検出を抑制することができる。
このように、シワの誤検出が抑制されたシワの検出結果に基づいてシワの進行を算出しているので、シワの評価をより正確に行うことができる。
また、シワの評価についても、コンピュータをシワ評価プログラムにより機能させることで実行することができる。すなわち、シワ評価プログラムがコンピュータを機能させることにより、CPUが、シワ評価部5を実行させてシワの検出を行う。
また、シワ強調部11はシワ抽出部10において生成された複数のシワ成分抽出画像からシワ直交成分を除去することによりシワ成分を強調した複数のシワ成分強調画像を生成したが、これに限るものではない。例えば、シワ成分抽出画像内の間の標準偏差を求めると、シワ成分において標準偏差が高くなる。そこで、複数のシワ成分強調画像は、対応するシワ成分抽出画像内のシワ成分の間の標準偏差を求め、標準偏差が所定値以上の部分の強調率を増加することにより得ることもできる。このようにして生成された複数のシワ成分強調画像は互いに合成されることで、解析領域において一体として強調された合成画像が生成される。
Claims (15)
- 被験者の顔データを取得し、
取得された顔データの所定の部位に解析領域を設定し、
設定された解析領域に対して、顔の所定の部位毎に予め設定されたシワの延びやすい角度範囲内の一方向若しくは互いに異なる複数の角度で延びるシワ成分をそれぞれ抽出した複数のシワ成分抽出データを生成し、
前記複数のシワ成分抽出データのそれぞれに対して前記シワ成分を強調した複数のシワ成分強調データを生成し、
前記複数のシワ成分強調データを互いに合成した合成データを生成し、
前記合成データにおいて所定の閾値以上の強度を有するシワ成分を被験者のシワとして検出するシワ検出方法。 - 前記顔データは、被験者の顔を撮影して得られた画像データを輝度画像に変換し、前記輝度画像における顔の位置を検出することで取得され、
検出された顔の所定の部位に解析領域を設定し、
設定された解析領域に対して、顔の所定の部位毎に予め設定されたシワの延びやすい角度範囲内の一方向若しくは互いに異なる複数の角度で延びるシワ成分をそれぞれ抽出した複数のシワ成分抽出画像を前記複数のシワ成分抽出データとして生成し、
前記複数のシワ成分抽出画像のそれぞれに対して前記シワ成分を強調した複数のシワ成分強調画像を前記複数のシワ成分強調データとして生成し、
前記複数のシワ成分強調画像を互いに合成した合成画像を前記合成データとして生成し、
前記合成画像において所定の閾値以上の強度を有するシワ成分を被験者のシワとして検出する請求項1に記載のシワ検出方法。 - 前記複数のシワ成分抽出画像は、前記角度範囲内の互いに角度の異なる複数のシワ方向エッジフィルタで前記解析領域を処理することにより得られ、
前記複数のシワ成分強調画像は、前記複数のシワ方向エッジフィルタに対してそれぞれ直交する複数のシワ直交方向エッジフィルタで前記解析領域を処理して得られた複数のシワ直交成分抽出画像を用いて前記複数のシワ成分抽出画像から前記シワ成分に直交するシワ直交成分を低減することにより得られる請求項2に記載のシワ検出方法。 - 前記複数のシワ成分抽出画像は、前記角度範囲内の互いに角度の異なる複数のシワ方向エッジフィルタで前記解析領域を処理することにより得られ、
前記複数のシワ成分強調画像は、対応する前記シワ成分抽出画像内の前記シワ成分の間の標準偏差を求めて標準偏差が所定値以上の部分の強調率を増加することにより得られる請求項2に記載のシワ検出方法。 - 前記解析領域は、額、眉間、口元、または目尻に設定される請求項3または4に記載のシワ検出方法。
- 被験者の顔は正面および左右から撮影され、
前記解析領域は、正面から撮影された前記輝度画像に基づいて額、眉間、および口元に設定され、左右から撮影された前記輝度画像に基づいて目尻に設定される請求項5に記載のシワ検出方法。 - 前記複数のシワ方向エッジフィルタは、前記解析領域が額および眉間に設定された場合には70度から110度の角度範囲の間で3方向に、前記解析領域が目尻に設定された場合には0度から45度および115度から165度の角度範囲の間で8方向に、前記解析領域が口元に設定された場合には45度から60度および120度から140度の角度範囲の間で6方向にそれぞれ設定される請求項5または6に記載のシワ検出方法。
- 前記シワ成分を強調した前記複数のシワ成分強調画像を生成した後、予め設定されたシワの形状情報に基づいて前記複数のシワ成分強調画像からそれぞれノイズを除去し、ノイズが除去された前記複数のシワ成分強調画像を互いに合成する請求項2〜7のいずれか一項に記載のシワ検出方法。
- 前記シワ成分を強調した前記複数のシワ成分強調画像を生成した後、多重解像度法により前記複数のシワ成分強調画像からそれぞれノイズを除去し、ノイズが除去された前記複数のシワ成分強調画像を互いに合成する請求項2〜8のいずれか一項に記載のシワ検出方法。
- 顔の所定の部位に前記解析領域が設定された後、ガウシアンフィルタ処理、あるいは、背景の輝度分布を2次曲面近似することで前記解析領域のノイズを除去し、ノイズが除去された前記解析範囲に対して前記シワ成分をそれぞれ抽出した前記複数のシワ成分抽出画像を生成する請求項2〜9のいずれか一項に記載のシワ検出方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のシワ検出方法で検出されたシワを評価するシワ評価方法であって、
検出されたシワの特徴量を算出し、
算出された特徴量のそれぞれについて被験者の年齢における平均値と比較することでシワの進行を評価するシワ評価方法。 - 被験者の顔を撮影して得られた画像を輝度画像に変換する輝度画像変換部と、
前記輝度画像における顔の位置を検出する顔検出部と、
検出された顔の所定の部位に解析領域を設定する解析領域設定部と、
設定された解析領域に対して、顔の所定の部位毎に予め設定されたシワの延びやすい角度範囲内の互いに異なる複数の角度で延びるシワ成分をそれぞれ抽出した複数のシワ成分抽出画像を生成するシワ抽出部と、
前記複数のシワ成分抽出画像のそれぞれに対して前記シワ成分を強調した複数のシワ成分強調画像を生成すると共に前記複数のシワ成分強調画像を互いに合成した合成画像を生成するシワ強調部と、
前記合成画像において所定の閾値以上の強度を有するシワ成分を被験者のシワとして検出するシワ判定部とを備えたシワ検出装置。 - 請求項12に記載のシワ検出装置と、
前記シワ検出装置で検出されたシワの特徴量を算出すると共に算出された特徴量のそれぞれについて被験者の年齢における平均値と比較することでシワの進行を評価するシワ評価部とを備えたシワ評価装置。 - 被験者の顔データを取得するステップと、
取得された顔データの所定の部位に解析領域を設定するステップと、
設定された解析領域に対して、顔の所定の部位毎に予め設定されたシワの延びやすい角度範囲内の一方向若しくは互いに異なる複数の角度で延びるシワ成分をそれぞれ抽出した複数のシワ成分抽出データを生成するステップと、
前記複数のシワ成分抽出データのそれぞれに対して前記シワ成分を強調した複数のシワ成分強調データを生成するステップと、
前記複数のシワ成分強調データを互いに合成した合成データを生成するステップと、
前記合成データにおいて所定の閾値以上の強度を有するシワ成分を被験者のシワとして検出するステップとをコンピュータに実行させるためのシワ検出プログラム。 - 請求項14に記載のシワ検出プログラムで検出されたシワを評価するためのシワ評価プログラムであって、
前記シワ検出プログラムで検出されたシワの特徴量を算出するステップと、
算出された特徴量のそれぞれについて被験者の年齢における平均値と比較することでシワの進行を評価するステップとをコンピュータに実行させるためのシワ評価プログラム。
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