JPH06187445A - 頭部の画像に対する輪郭処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 頭部の各要素、例えば眼、鼻、唇等の輪郭を
取り出す処理を確実にかつ速やかに行うことが可能な頭
部の画像の輪郭処理方法を提供する。 【構成】 頭部画像に対し、基準位置を定め、基準位置
に対し予め位置決めされた複数のエリアの部分画像を抽
出して輪郭処理を行う。例えば、頭部９の顎の先端を基
準位置マーカ８ａの位置に合わせた状態で、抽出画像１
１を取り込み、この頭部９の生え際の高さを示す値Ｙ2
、両耳の横方向の位置を示す各値Ｘ3 ，Ｘ4 、頭部９
の中心を示す座標（Ｘ5 ，Ｙ3 ）を順次求めて、この中
心座標（Ｘ5 ，Ｙ3 ）に基づき各エリア１２，１３を求
め、これらのエリアに入る画像の各部分を抽出し、これ
らの部分に対して逐一輪郭処理を行って、鼻や唇の輪郭
を逐一得ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、頭部の画像の輪郭処
理に関し、特に頭部の各要素、例えば眼、鼻、唇等の輪
郭を取り出すという頭部の画像の輪郭処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴの表示画面にユーザの顔を
映し出し、この表示画面上で、例えば髪形を変更してみ
たり、口紅の色を変更するというシュミレーションを行
うシステムが提供されている。このシステムは、コンピ
ュータを利用して具現化されるものであり、予め記憶し
ておいた多様な髪形のうちのいずれかが指定されると、
指定された髪形とユーザの顔を表示画面上で合成した
り、あるいは予め記憶しておいた多様な色のうちのいず
れかが指定されると、唇を指定された色に表示画面上で
染めることができる。

【０００３】ところで、このような画像処理を行うに際
しては、顔の画像が不自然にならないことが肝要であ
り、このためには頭部の外側の輪郭、あるいは頭部の各
要素、つまり眼、鼻、唇等の輪郭が判っていることが好
ましい。例えば、唇を所望の色に染める場合は、この唇
の輪郭が判っていれば、この輪郭の内側を染めることに
より、色が唇からはみ出すことなく、唇を綺麗に仕上げ
ることができる。このため、表示画面上で、シュミレー
ションを行うに先立って、頭部の外側の輪郭および頭部
の各要素の輪郭を求める処理を行うことがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
輪郭処理、つまり頭部の外側の輪郭および頭部の各要素
の輪郭を求める処理は、表示画面に映し出された頭部の
画像に対して一括処理を行うというものであり、このた
めに長い時間を要したり、処理のエラーがしばしば起こ
るという不都合があった。特に、頭部の各要素の輪郭を
求める場合、頭部の画像に対する一括処理によって、
眼、鼻、唇等の輪郭を求めることは困難である。例え
ば、眼と周辺のコントラストは、明瞭であるが、唇と周
辺のコントラストは、比較的に不明瞭であるので、眼の
輪郭と、唇の輪郭を一括処理によって求めても、良い結
果が得にくいことは明らかである。

【０００５】そこで、この発明の課題は、頭部の各要
素、例えば眼、鼻、唇等の輪郭を取り出す処理を確実に
かつ速やかに行うことが可能な頭部の画像の輪郭処理方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明においては、基準位置を頭部の画像に与え
るステップと、前記基準位置に対して予め位置決めされ
た複数のエリア毎に、このエリアに入る前記画像の部分
を抽出するステップと、前記各エリアに入る前記画像の
それぞれの部分毎に、この部分に対して輪郭処理を施
し、この部分に含まれる前記頭部の要素の輪郭を求める
ステップとを備えている。

【０００７】

【作用】この発明によれば、頭部の画像には、基準位置
が与えられ、この基準位置に対して位置決めされた各エ
リア毎に、このエリアに入る画像の部分が抽出される。
これらのエリアに入る画像の各部分が抽出されると、こ
の画像の各部分は、輪郭処理を逐一施され、これにより
各部分に含まれる頭部の各要素の輪郭が逐一求められ
る。例えば、基準位置が頭部の顎であり、この基準位置
に対して位置決めされた各エリアのうちの１つのエリア
に入る画像の部分には、唇が含まれるとすると、この画
像の部分を輪郭処理することにより、唇の輪郭が得られ
る。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面を参照し
て説明する。

【０００９】図１は、この発明に係わる輪郭処理方法の
一実施例を適用したシュミレーションシステムの機能的
な構成を示すブロック図である。なお、このシステム
は、パーソナルコンピュータ、ＣＲＴ、およびビデオカ
メラ等を組み合わせて具現化される。

【００１０】図１において、表示部１は、例えばＣＲＴ
であり、また撮像部２は、例えばビデオカメラである。
表示制御部３は、画像メモリ３ａを内蔵しており、撮像
部２によって撮像された画像を画像メモリ３ａに記憶し
て、この画像メモリ３ａ内の画像を表示部１の表示画面
に映し出したり、演算制御部４からの指令に応じて、各
種の表示制御を行う。

【００１１】操作入力部５は、ユーザによって操作さ
れ、演算制御部４に対して指令を入力するものである。
外部記憶装置６は、各種のプログラム、各種のデータ等
を予め記憶している。演算制御部４は、このシステムを
統括的に制御するものであり、外部記憶装置６から必要
なプログラムやデータを読み出して、これらをワーキン
グメモリ７に記憶し、種々の演算を実行する。

【００１２】さて、このような構成のシステムにおい
て、次に述べるような手順で人物の頭部を撮像し、この
頭部の眼、鼻、唇等の輪郭を求める。

【００１３】まず、操作入力部５を操作することによ
り、画像の入力モードを指令すると、演算制御部４は、
位置決め用マーカの表示データを表示制御部３に与え
る。これに応答して、表示制御部３は、図２に示すよう
に表示部１の表示画面に位置決め用マーカ８を映し出
す。また、予め定められた色の背景の前で、ユーザを撮
像部２によって撮像すると、この画像は、撮像部２から
表示制御部３に伝達され、画像メモリ３ａ内に書き込ま
れる。これにより、図２に示すように表示画面にユーザ
が映し出される。このとき、ユーザの頭部９を位置決め
用マーカ８の内側に入れ、かつ頭部９の顎を基準位置マ
ーカ８ａの位置に合わせる。この状態で、操作入力部５
を操作することにより、画像の取り込みを指令すると、
演算制御部４は、表示制御部３の画像メモリ３ａ内の画
像を読み出して、この画像をワーキングメモリ７に書き
込む。

【００１４】なお、背景の色としては、例えば白で良
く、白のカーテン、あるいは白壁等で構わない。また、
画像の取り込みに際しては、既存の方法によって、背景
の色斑を消去し、背景の部分の陰影を無くしている。さ
らに、頭部９の髪を後ろに束ねて、髪の生え際が見える
ようにしておくのが好ましく、これにより頭部９の輪郭
が求め易くなる。

【００１５】こうしてユーザの画像がワーキングメモリ
７に書き込まれると、演算制御部４は、位置決め用マー
カ８の内側のみをワーキングメモリ７内で複写する。こ
のとき、ユーザの画像がカラー画像であれば、複写した
位置決め用マーカ８の内側を白黒画像に変換し、また複
写した位置決め用マーカ８の内側のコントラストを上げ
る。これにより、図３に示すような抽出画像１１が得ら
れる。この抽出画像１１においては、縦横の位置を座標
（Ｘ，Ｙ）によって表しており、この座標の値の最小単
位は、この抽出画像１１を構成する縦横に配列された画
素群の１画素に対応している。

【００１６】次に、演算制御部４は、抽出画像１１にお
ける頭部９の外側の輪郭を求める。このとき、この画像
の背景が一様に白であること、および抽出画像１１を白
黒画像に変換して、コントラストを上げたことから、既
存の方法によって、この頭部９の外側の輪郭を簡単かつ
正確に求めることができる。そして、演算制御部４は、
この頭部９の外側の輪郭に基づいて、頭部９の頂点の位
置を示す値Ｙ1 を求めるとともに、頭部９の左端の位置
を示す値Ｘ1 および頭部９の右端の位置を示す値Ｘ2 を
求める。さらに、演算制御部４は、頭部９の画像に基づ
いて、頭部９の生え際の高さを示す値Ｙ2 を求める。こ
の生え際は、コントラストが比較的高いので、抽出画像
１１のほぼ中央から上方を走査していけば、簡単に識別
することができる。

【００１７】引き続いて、演算制御部４は、生え際の高
さを示す値Ｙ2 を値２で割って、頭部９の縦方向の中心
を示す値Ｙ3 を求める。そして、演算制御部４は、この
値Ｙ3 によって示される位置の水平線と、頭部９の外側
の輪郭とが交わった横方向の２つの位置、つまり左耳の
位置を示す値Ｘ3 および右耳の位置を示す値Ｘ4 を求め
る。さらに、演算制御部４は、これらの値Ｘ3 ，Ｘ4 の
平均を求めて、頭部９の横方向の中心を示す値Ｘ5 を求
める。したがって、頭部９の中心を示す座標は、（Ｘ5
，Ｙ3 ）となる。

【００１８】こうして頭部９の中心座標（Ｘ5 ，Ｙ3 ）
が求められると、演算制御部４は、この中心座標（Ｘ5
，Ｙ3 ）に基づいて、予め定められた各エリア１２，
１３を求める。すなわち、エリア１２は、上側のライン
１２ａ、下側のライン１２ｂ、左側のライン１２ｃ、お
よび右側のライン１２ｄによって囲まれるが、中心座標
から上側のライン１２ａまでの距離、中心座標から下側
のライン１２ｂまでの距離、中心座標から左側のライン
１２ｃと右側のライン１２ｄまでのそれぞれの距離が予
め定められているので、これによりエリア１２を求める
ことができる。同様に、エリア１３も上下左右の４つの
ラインによって囲まれるが、これらのラインの位置が中
心座標からの各距離によって特定されることから、エリ
ア１３を求めることができる。

【００１９】次に、演算制御部４は、エリア１２に入る
頭部９の画像の部分を抽出し、この画像の部分のコント
ラストを例えば２０乃至３０倍まで高め、この部分に対
して輪郭処理を行う。ここでは、エリア１２に入る頭部
９の画像の部分に鼻が含まれているものの、鼻を表す陰
影が薄いので、この部分のコントラストを極めて高く
し、これにより鼻の輪郭を求め易くしている。

【００２０】また、演算制御部４は、エリア１３に入る
頭部９の画像の部分を抽出し、この部分に対して輪郭処
理を行い、この部分に含まれている上唇と下唇間の輪郭
を求める。この後、演算制御部４は、図４に示すように
上唇と下唇間の輪郭から予め定められた距離ｙ1 だけ上
方に離れた上側のライン１４ａまでのサブエリア１４、
および上唇と下唇間の輪郭から予め定められた距離ｙ2
だけ下方に離れた下側のライン１５ａまでのサブエリア
１５を求め、これらのサブエリア１４，１５に入るそれ
ぞれの部分のコントラストを例えば５倍まで高め、これ
らの部分に対して輪郭処理を行う。これにより、サブエ
リア１４内の上唇の上側の輪郭が求められるとともに、
サブエリア１５内の下唇の下側の輪郭が求められる。

【００２１】なお、眼や眉毛が入るそれぞれのエリアが
予め定められていれば、演算制御部４は、これらのエリ
アに入る画像の各部分を抽出し、これらの部分毎に、輪
郭処理を行い、これにより眼や眉毛の輪郭を求める。た
だし、眼や眉毛は、鼻や唇と比較すると、陰影が明確
で、単純な輪郭なので、コントラストを強調するような
特別の手順を踏まえる必要がなく、抽出した各部分をそ
のまま輪郭処理して構わない。

【００２２】こうして眼、鼻、唇等の輪郭が求められる
と、演算制御部４は、これらの輪郭をワーキングメモリ
７に記憶する。また、この輪郭処理に際しては、頭部９
の外側の輪郭や、頭部９の中心座標（Ｘ5 ，Ｙ3 ）ばか
りでなく、左耳の座標（Ｘ3，Ｙ3 ）、右耳の座標（Ｘ4
，Ｙ3 ）、生え際の頂点の座標（Ｘ5 ，Ｙ2 ）等が求
められたので、これらもワーキングメモリ７に記憶す
る。

【００２３】この後、ユーザの要求に応じて、例えば表
示画面に映し出されているユーザの唇の色を指定された
色に変更する場合、演算制御部４は、ワーキングメモリ
７から唇の輪郭を読み出して、この唇の輪郭の内側を指
定された色に染めるための表示データを形成し、この表
示データを表示制御部３に与える。これに応答して、表
示制御部３は、表示部１の表示画面に映し出されている
ユーザの唇の色を指定された色に染める。

【００２４】このように上記実施例では、頭部９の顎の
先端を基準位置マーカ８ａの位置に合わせた状態で、抽
出画像１１を取り込み、この頭部９の生え際の高さを示
す値Ｙ2 、縦方向で頭部９の中心を示す値Ｙ3 、横方向
で両耳の位置を示す各値Ｘ3，Ｘ4 、頭部９の中心を示
す座標（Ｘ5 ，Ｙ3 ）を順次求めて、この中心座標（Ｘ
5 ，Ｙ3 ）から各エリア１２，１３を導き、これらのエ
リアに入る画像の各部分を抽出し、これらの部分に対し
て逐一輪郭処理を行って、鼻や唇の輪郭を逐一得てい
る。

【００２５】ここで、頭部９の顎の先端を基準位置マー
カ８ａの位置に合わせたときに、鼻と唇が各エリア１
２，１３に入るので、基準位置マーカ８ａの位置、およ
び各エリア１２，１３の位置が顎の先端位置、および鼻
と唇の位置に対してそれぞれ定められたことは明らかで
ある。これらのエリア１２，１３の位置を予め決定する
ためには、異なる複数の頭部毎に、頭部の顎の先端位置
に対する鼻と唇の各位置を測定し、各頭部の測定結果に
基づいて、顎の先端位置に対する鼻と唇の各位置の平均
を求め、鼻と唇の各位置の平均が入るように各エリア１
２，１３の位置を求めることが好ましい。すなわち、
眼、鼻、唇等のそれぞれの相対位置は、各個人によって
余り差がなく、ほぼ一致することから、顎の先端位置に
対する各エリア１２，１３の位置を統計的に定めること
ができる。このため、頭部９の顎の先端を基準位置マー
カ８ａの位置に合わせるだけで、鼻と唇が入る各エリア
１２，１３を導くことができる。

【００２６】また、各エリア１２，１３に入る画像の各
部分毎に、輪郭処理を行い、これにより鼻や唇の各輪郭
を逐一求めているので、従来のように頭部の画像の一括
処理により鼻や唇の各輪郭を求めることと比較すると、
処理時間が短く、かつ鼻や唇の各輪郭を正確に求めるこ
とができる。さらに、各エリア１２，１３に入る画像の
各部分毎に、輪郭処理を行う場合、それぞれの部分毎
に、処理の内容を変更することができるので、鼻や唇の
輪郭をそれぞれ適格に求めることができる。

【００２７】なお、上記実施例では、基準位置として顎
の先端位置を指定したが、これは顎の陰影が極めて薄
く、頭部の画像から顎の輪郭を求めることが困難なの
で、輪郭処理に頼らずに、顎の先端位置を明確にするた
めである。したがって、基準となる位置は、顎の先端ば
かりでなく、例えば両耳や眉間であっても構わない。勿
論、この場合は、その基準位置に対する各エリアの位置
を改めて求めおく必要がある。

【００２８】

【効果】以上説明したように、この発明によれば、頭部
の画像には、基準位置が与えられ、この基準位置に対し
て位置決めされた各エリア毎に、このエリアに入る画像
の部分が抽出される。これらのエリアに入る画像の各部
分が抽出されると、この画像の各部分は、輪郭処理を逐
一施され、これにより各部分に含まれる頭部の各要素の
輪郭が逐一求められる。このため、従来のように頭部の
画像を一括処理して、頭部の各要素の輪郭を求める場合
と比較すると、これらの要素の輪郭を確実にかつ速やか
に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる輪郭処理方法の一実施例を適
用したシュミレーションシステムの構成を示すブロック
図

【図２】図１に示したシステムにおける表示部の画面に
映し出された画像を例示する図

【図３】図２に示した画像から抽出された抽出画像を例
示する図

【図４】図３に示した抽出画像の部分を拡大して示す図

【符号の説明】 １ 表示部 ２ 撮像部 ３ 表示制御部 ４ 演算制御部 ５ 操作入力部 ６ 外部記憶装置 ７ ワーキングメモリ ８ 位置決め用マーカ ９ 頭部 １１ 抽出画像 １２，１３ エリア １４，１５ サブエリア

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準位置を頭部の画像に与えるステップ
   と、 前記基準位置に対して予め位置決めされた複数のエリア
   毎に、このエリアに入る前記画像の部分を抽出するステ
   ップと、 前記各エリアに入る前記画像のそれぞれの部分毎に、こ
   の部分に対して輪郭処理を施し、この部分に含まれる前
   記頭部の要素の輪郭を求めるステップとを備える頭部の
   画像に対する輪郭処理方法。
2. 【請求項２】 基準位置は、頭部の顎の先端近傍である
   請求項１に記載の頭部の画像に対する輪郭処理方法。
3. 【請求項３】 異なる複数の頭部毎に、この頭部の基準
   位置に対する該頭部の各要素の位置を測定し、 前記各頭部の測定結果に基づいて、前記各要素の位置の
   平均を求め、これらの要素の位置の平均を含むように、
   前記基準位置に対する各エリアの位置を予め定めておく
   請求項１に記載の頭部の画像に対する輪郭処理方法。
4. 【請求項４】 画像の部分に対して輪郭処理を施すに先
   立って、この部分を該部分について予め定められたコン
   トラストに設定するステップを更に備える請求項１に記
   載の頭部の画像に対する輪郭処理方法。
5. 【請求項５】 画像の部分は、頭部の要素である唇を含
   み、 この部分に対する輪郭処理は、この唇の上唇と下唇間の
   輪郭線を求め、この輪郭線に隣接する上下の各サブエリ
   ア内で、上唇の上側の輪郭および下唇の下側の輪郭をそ
   れぞれ求める請求項１に記載の頭部の画像に対する輪郭
   処理方法。