JP6251489B2 - 画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析プログラム - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態では、被験者の動的なシワ(例えば、笑いジワや、怒りジワ、泣きジワ等の表情ジワ、お手入れ時の皮膚のヨレ)から肌状態を解析するため、顔の所定の部分に追跡点を設定して解析領域を特定し、例えば高速カメラ等の撮像手段を用いて表情の変化に伴うシワの動きを撮影し、撮影した結果を時系列で追跡しながらシワの解析を行う。
図1は、画像解析装置の機能構成の一例を示す図である。図1に示す画像解析装置10は、入力手段11と、出力手段12と、記憶手段13と、画像取得手段14と、追跡手段15と、肌状態解析手段16と、画像生成手段17と、送受信手段18と、制御手段19とを有する。また、肌状態解析手段16は、ストレス解析手段21と、シワパラメータ算出手段21とを有する。なお、図1に示す画像解析装置10は、撮像手段30と外部接続されているが、これに限定されるものではなく、画像解析装置10に撮像手段30が内蔵されていてもよい。
図2は、画像解析装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図2における画像解析装置10は、入力装置41と、出力装置42と、ドライブ装置43と、補助記憶装置44と、主記憶装置45と、各種制御を行うCPU(Central Processing Unit)46と、ネットワーク接続装置47とを有するよう構成されており、これらはシステムバスBで相互に接続されている。
ここで、本実施形態における画像解析装置10の処理の一例について、フローチャートを用いて説明する。図3は、本実施形態における画像解析装置の処理の一例を示すフローチャートである。
次に、上述した肌状態解析手段16における肌状態解析処理の実施例1について説明する。実施例1では、表情ジワによるストレス解析例について説明する。なお、以下の説明では、表情ジワの一例として笑いジワを用いるが、これに限定されるものでなく、例えば怒りジワ、泣きジワ等でもよい。
ここで、本実施形態におけるPIV法について具体的に説明する。なお、以下の説明では、PIV法の一例であるPTV(Particle Tracking Velocimetry、粒子追跡)法を用いるが、これに限定されるものではない。
次に、上述した歪み解析について具体的に説明する。実施例1では、追跡点を打点した皮膚の動きを、高速カメラを用いて動画で撮影し、その動画を構成するフレーム毎にPTV法による追跡点の追跡を行い、例えば打点で囲われた解析領域(例えば、四角形)が、予め設定した最初のフレーム(初期位置)からどの程度変形しているのかを歪み値として算出する。なお、圧縮歪みの値は、圧縮した場合を正(プラス)とするがこれに限定されるものではない。
歪み算出例1では、変位量u,vに対して平面の歪みは以下に示す(1)式となる。
歪み算出例2では、外積を用いて解析領域の一例である四角形の面積を求め、表情を変える前と後の面積比から歪み値を算出する。ここで、図6は、歪み算出例2を説明するための図である。
歪み算出例3では、重心Pの歪み(εx,εy)を算出する。図7は、歪み算出例3を説明するための図である。
図8は、歪み算出例4を説明するための図である。歪み算出例4では、例えば図8(A)に示すように、局所座標系(物理座標系)を一般化座標系(自然座標系)に変換する。ここで、四角形の4つの頂点(1)〜(4)をそれぞれ(−1,−1)、(1,−1)、(1,1)、(−1,1)に対応させる。つまり、局所座標系の四角形を一般座標系の正方形に写像する。
次に、ストレス(応力)情報σの算出例について具体的に説明する。ストレス(応力)情報σは、例えば平面応力状態、又は、平面歪みと仮定して擬似的に表示することでストレス(応力)情報σを取得することができる。ここで、図9は、ストレス情報の取得例について説明するための図である。なお、図9(A)は、平面応力状態を示し、図9(B)は、平面歪み状態を示している。
ここで、図10〜図12は、実施例1における解析結果の一例を示す図(その1〜その3)である。図10の例では、表情の変化を複数回繰り返すことで得られる定着ジワと残りジワの様子を示している。また、図10の例では、乾燥環境(10%RH(Relative Humidity))と、高湿環境(80%RH)とで実施した場合の結果を示している。なお、図10の例では肌の一例としてレプリカを用いている。
次に、上述した肌状態解析手段16における肌状態解析処理の実施例2について説明する。実施例2では、表情ジワによるシワパラメータ算出例について説明する。なお、以下の説明においても実施例1と同様に表情ジワの一例として笑いジワを用いて説明するが、これに限定されるものではなく、例えば怒りジワ、泣きジワ等でもよい。
なお、本実施形態を適用することにより、上述した実施例1に示す表情ジワによるストレス解析以外にも、例えば外力で肌を動かした際にできる皮膚のヨレの状態を定量的に解析することができる。実施例3では、例えば上述した実施例2に示すようなシワパラメータの算出手法等を用いて、マッサージや塗布物(ファンデーション等)の塗布等のお手入れ時等に生じる被験者の皮膚(肌)のヨレの状態を定量的に解析することができる。
なお、上述した各肌状態解析処理に用いられる画像は、例えば上述した高速度カメラ等を用いて撮影された2次元画像を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば肌の撮影方向を変えながら取得した複数の2次元画像を組み合わせた3次元画像等を用いて上述した解析や評価を行うことができる。なお、上述した肌状態解析処理の各実施例は、複数の実施例の一部又は全部を組み合わせてもよい。
11 入力手段
12 出力手段
13 記憶手段
14 画像取得手段
15 追跡手段
16 肌状態解析手段
17 画像生成手段
18 送受信手段
19 制御手段
21 ストレス解析手段
22 シワパラメータ算出手段
30 撮像手段
41 入力装置
42 出力装置
43 ドライブ装置
44 補助記憶装置
45 メモリ
46 CPU
47 ネットワーク接続装置
48 記憶手段
50 画像
51 追跡点(マーク)
52 解析領域
Claims (9)
- 撮像手段により撮影した被験者の顔の動画像から肌状態を解析する画像解析装置において、
前記動画像に含まれる前記顔の表情の変化に基づき、前記顔の解析領域に予め配列された複数の追跡点を追跡し、追跡した前記追跡点の移動距離の変化量又は追跡した前記追跡点間の距離の変化量を取得する追跡手段と、
前記追跡手段により得られる変化量に基づいて、前記解析領域に対するストレスを解析するストレス解析手段と、
前記動画像における前記追跡点の位置を認識させ、前記追跡点の位置に基づいて決定された解析位置の画像から複数種類に分類されるシワの抽出を行い、抽出したシワからシワパラメータを算出するシワパラメータ算出手段と、
前記ストレス及び前記シワパラメータのうち少なくとも前記シワパラメータを前記撮像手段により撮影した前記被験者の顔画像に表示させた画像を生成する画像生成手段と、
を有し、
前記画像生成手段は、前記解析位置の画像から抽出したシワを、分類された種類毎に色分けして強調表示することを特徴とする画像解析装置。 - 前記シワパラメータ算出手段は、表情ジワを数値で表現するためのシワパラメータを算出すること
を特徴とする請求項1記載の画像解析装置。 - 前記追跡手段は、
前記顔の表情の変化に基づく前記解析領域の歪み量を取得すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の画像解析装置。 - 前記撮像手段は、高速度カメラを用いることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像解析装置。
- 撮像手段により撮影した被験者の顔の動画像から肌状態を解析する画像解析方法において、
前記動画像に含まれる前記顔の表情の変化に基づき、前記顔の解析領域に予め配列された複数の追跡点を追跡し、追跡した追跡点の移動距離の変化量又は追跡した前記追跡点間の距離の変化量を取得する追跡ステップと、
前記追跡ステップにより得られる変化量に基づいて、前記解析領域に対するストレスを解析するストレス解析ステップと、
前記動画像における前記追跡点の位置を認識させ、前記追跡点の位置に基づいて決定された解析位置の画像から複数種類に分類されるシワの抽出を行い、抽出したシワからシワパラメータを算出するシワパラメータ算出ステップと、
前記ストレス及び前記シワパラメータのうち少なくとも前記シワパラメータを前記撮像手段により撮影した前記被験者の顔画像に表示させた画像を生成する画像生成ステップと、
を有し、
前記画像生成ステップは、前記解析位置の画像から抽出したシワを、分類された種類毎に色分けして強調表示することを特徴とする画像解析方法。 - 前記シワパラメータ算出ステップは、表情ジワを数値で表現するためのシワパラメータを算出すること
を特徴とする請求項5記載の画像解析方法。 - 前記追跡ステップは、
前記顔の表情の変化に基づく前記解析領域の歪み量を取得すること
を特徴とする請求項5又は6に記載の画像解析方法。 - 前記撮像手段は、高速度カメラを用いることを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の画像解析方法。
- コンピュータを、請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像解析装置が有する各手段として機能させるための画像解析プログラム。
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