KR102528866B1 - 도포 제어 장치, 도포 제어 방법, 프로그램 및 기록매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시형태에 따른 도포 제어 장치는, 피부의 화상 데이터를 취득하는 취득부와, 화상 데이터를 200㎛ 이하의 복수의 세그먼트로 분할하는 분할부와, 화상 데이터의 단일 또는 복수의 세그먼트의 값으로부터 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 산출부를 구비한다.

Description

도포 제어 장치, 도포 제어 방법, 프로그램 및 기록매체
본 발명은 도포 제어 장치, 도포 제어 방법, 프로그램 및 상기 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.
내츄럴 화장이란, 맨살인 듯한 질감을 남긴 마무리가 매력으로, 연령대를 막론하고 많은 여성으로부터 지지받고 있는 화장법의 하나이다. 내츄럴 화장은 파운데이션을 얇게 바르는 것이 기본이 된다. 그런데, 나이가 듦에 따라 기미·주근깨, 색 얼룩이 발생하기 때문에, 나이가 듦과 함께 내츄럴 화장는 어렵게 된다. 그래서, 기미나 주근깨가 있는 부분에 대하여 고은폐성의 컨실러를 사용하거나, 또는 파운데이션을 많이 바르는 등의 방법이 이용되고 있다.
그러나, 기미가 있는 부분 등 피부의 특정 부분에만 컨실러나 파운데이션과 같은 화장료를 도포하는 것은, 일반 사용자에게 있어서는 기술적인 난이도가 지극히 높아서 매우 곤란한 방법이다. 왜냐하면, 컨실러나 파운데이션과 같은 화장료는, 직접 또는 브러시나 스펀지와 같은 화장용구 또는 손가락을 이용하여 피부 상에 도포되기 때문에, 도포되어 있는 영역과 도포되어 있지 않은 영역의 경계가 부자연스러워 눈에 띄어 버린다. 그래서, 이 경계의 부자연스러움을 해소하기 위해서, 기미와 명부(기미가 없는 영역)의 경계에 걸쳐서 화장료의 도포량을 서서히 적게 해 간다고 하는 방법이 널리 이용되고 있다. 그런데, 도포된 화장료를 펴가면 숨기고 싶은 위치의 은폐력이 부족되어 버리고, 반대로 기미에 화장료를 겹쳐 발라가면 주위의 본래 도포할 필요가 없는 맨살의 밝은 부분에 대해서도 과잉한 양의 화장료가 부착되어 버린다.
따라서, 내츄럴 화장에 대한 수요는 높지만, 화장료가 도포된 영역과 도포되어 있지 않은 영역의 경계의 부자연스러움을 해소해서 아름답게 마무리하기 위해서는, 매우 높은 도포 정밀도와 세밀한 도포 처치를 실시할 시간이 필요하게 되어, 일반 사용자가 일상적으로 행하는 것은 매우 어렵다고 하는 문제가 있었다.
또한, 기미나 주근깨 이외에도, 예를 들면 피부의 일부가 주위와 비교해서 하얗게 되는 백반 등, 피부에 있어서의 모든 국소적인 밝기의 차이에 대하여 화장료를 도포해서 은폐할 경우, 기미나 주근깨와 동일한 문제가 존재하고 있었다.
이러한 문제에 대하여 특허문헌 1에는, 소정의 장소에 가까워짐에 따라서 해당 소정의 장소에 있어서의 광학특성에 가까워지도록 피부 또는 입술에 피착물을 형성하여, 경계를 실질적으로 없애서 자연스러운 인상을 주는 방법이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는 잉크젯을 사용해서 피착물을 형성할 수 있다고 기재되어 있다.
일본 특허 제5603331호 공보
그러나, 특허문헌 1에 따른 방법을 가지고 해도, 여전히 필요 이상의 화장료가 도포되는 것은 피할 수 없기 때문에, 피부에 있어서의 국소적인 밝기의 차이를 위화감 없이 충분히 은폐할 수 없어, 새로운 개선이 요구되고 있었다.
본 발명은 상기한 모든 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 피부에 있어서의 부분적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐하는 화장료의 도포 제어 장치, 도포 제어 방법, 프로그램 및 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시형태에 따른 도포 제어 장치는, 피부의 화상 데이터를 취득하는 취득부와, 상기 화상 데이터를 200㎛ 이하의 복수의 세그먼트로 분할하는 분할부와, 상기 화상 데이터의 단일 또는 복수의 세그먼트의 값으로부터 상기 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 산출부를 구비한다.
또한, 본 발명의 일실시형태에 따른 도포 제어 방법은, 피부의 화상 데이터를 취득하는 취득 공정과, 상기 화상 데이터를 200㎛ 이하의 복수의 세그먼트로 분할하는 분할 공정과, 상기 화상 데이터의 단일 또는 복수의 세그먼트의 값으로부터 상기 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 산출 공정을 구비한다.
또한, 본 발명의 일실시형태에 따른 프로그램은, 피부의 화상 데이터를 취득하는 취득 처리와, 상기 화상 데이터를 200㎛ 이하의 복수의 세그먼트로 분할하는 분할 처리와, 상기 화상 데이터의 단일 또는 복수의 세그먼트의 값으로부터 상기 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 산출 처리를 컴퓨터에 실행시킨다.
또한, 본 발명의 일실시형태에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 상기 프로그램을 기록해서 이루어진다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 피부의 국소적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐하는 도포 제어 장치, 도포 제어 방법, 프로그램 및 기록매체를 제공할 수 있다.
도 1은 제1실시형태에 따른 도포 시스템에 있어서의 구성의 일례를 나타내는 외관도이다.
도 2는 제1실시형태에 따른 도포 시스템에 있어서의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 인간의 피부 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4는 피부 표면 상에 있어서의 N개의 세그먼트의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5는 제1실시형태에 따른 도포 제어 방법의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 가우시안 필터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 제1실시형태에 따른 도포량 산출의 플로우를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 제2실시형태에 따른 도포량 산출의 플로우를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 제3실시형태에 따른 도포량 산출의 플로우를 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 기미 피부 모델의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 11은 기미가 없는 피부 모델에 광이 조사되었을 때의 임펄스 응답 함수를 나타내는 그래프이다.
도 12는 기미 피부 모델에 있어서의 m(k)의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 13은 기미 피부 모델에 있어서의 화장료의 도포량 분포를 나타내는 그래프이다.
도 14는 화장료 도포 전의 반사율 분포와, 실시예 1∼3의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 15는 비교예 1의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 16은 비교예 2의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
이어서, 본 발명에 따른 도포 제어 장치, 도포 제어 방법, 프로그램 및 기록매체에 대해서, 그 실시형태를 나타내는 도면을 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다. 이하에 서술하는 실시형태는, 본 발명의 적합한 실시형태이기 때문에 기술적으로 바람직한 여러가지 한정이 부가되어 있지만, 본 발명의 범위는 이하의 설명에 있어서 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이들 형태에 한정되는 것은 아니다.
(제1실시형태)
[도포 시스템]
도 1은 본 실시형태에 따른 도포 시스템(10)에 있어서의 구성을 나타내는 외관도이다. 도포 시스템(10)은 도포 장치(100), 촬상부(200), 도포 제어 장치(300)를 구비하고 있다. 도포 장치(100)는 피부에 화장료를 도포하기 위한 장치이며, 유저에게 파지된다. 도포 장치(100)는 각기둥 형상의 하우징을 갖고, 하우징의 일단면에 도포헤드(101)가 설치되어 있다. 도포 장치(100)의 형상은 유저가 파지하기 쉬운 형상이면 한정되지 않고, 원기둥 형상, 반구 형상을 하고 있어도 된다. 또한, 도포 장치(100)는 핸들 등의 파지 부재를 구비하고 있어도 된다.
도포헤드(101)는, 예를 들면 잉크젯 헤드로 구성되고, 화장료를 토출하는 복수의 노즐을 구비하고 있다. 복수의 노즐은 2차원으로 배열되어 있고, 피부의 소정의 영역에 대하여 화장료를 토출해서 화장료의 도막을 형성할 수 있다. 도포 장치(100)에는 화장료 탱크(102)가 장착되고, 화장료 탱크(102)로부터 화장료가 도포헤드(101)에 공급된다. 화장료 탱크(102)는 도포 장치(100) 내에 설치되어 있어도 된다. 화장료로서는, 얼굴을 포함한 사람의 피부에 있어서의 국소적인 밝기의 차이를 초래하는 것, 예를 들면 기미, 주근깨, 모공, 백반이나 각종 반흔 등을 은폐하기 위한 액상 컨실러나 액상 파운데이션 등을 사용할 수 있다.
도포 장치(100)의 하우징 측면(상면)에는, 도포헤드(101)와 동일한 방향으로 촬상부(200)가 설치되어 있다. 촬상부(200)는 렌즈, 촬상소자 등을 구비하고, 도포헤드(101)에 의해 도포가 행하여지는 좁은 범위의 피부의 화상(제2의 화상)을 촬상할 수 있다. 촬상부(200)는 도포헤드(101)에 연결되어 있고, 도포헤드(101)에 대한 촬상부(200)의 상대적인 위치는 고정되어 있다. 촬상부(200)는 도포헤드(101)와 일체적으로 형성되어 있어도 된다.
도포 장치(100) 및 촬상부(200)는 도포 제어 장치(300)에 의해 제어된다. 도포 제어 장치(300)는 USB(Universal Serial Bus) 케이블 등의 유선접속 또는 Bluetooth(등록상표), Wi-Fi 등의 무선접속을 통해서 도포 장치(100) 및 촬상부(200)에 접속되어 있다. 도포 제어 장치(300)는 도포 장치(100)에 내장되어 있어도 되고, 도포 제어 장치(300)가 도포 장치(100)에 내장되어 있는 경우에는, 도포 제어 장치(300)가 도 1에 나타내는 도포 장치(100)에 포함되는 부재, 예를 들면 도포헤드(101) 등을 구비하고 있어도 된다. 도포 제어 장치(300)는 도포 대상이 되는 기미, 주근깨, 모공 등을 포함하는 피부의 넓은 범위의 화상(제1의 화상, 피부의 화상 데이터)을 미리 기억하고 있다. 도포 제어 장치(300)는 촬상부(200)로부터 취득한 제2의 화상을 제1의 화상과 비교함으로써, 피부에 있어서의 도포헤드(101)의 위치를 파악할 수 있다. 도포 제어 장치(300)는 디스플레이(301)를 구비하고, 디스플레이(301)에는 피부의 화상, 도포헤드(101)의 상태 등의 각종 정보가 표시된다.
유저는 도포 장치(100)를 파지하고, 도포헤드(101)를 피부에 근접시키면, 도포 제어 장치(300)는 피부에 있어서의 도포헤드(101)의 위치를 인식하고, 도포헤드(101)의 현재 위치를 디스플레이(301)에 표시한다. 유저는 디스플레이(301)를 확인하면서 도포헤드(101)를 피부를 따라서 이동시키고, 도포헤드(101)는 도포 대상이 있는 위치에 도착하면 자동적으로 화장료의 도포를 행한다. 이 때, 도포 제어 장치(300)가 산출한 화장료의 도포량(상세한 것은 후술한다)에 의거하여 화장료가 도포된다.
도 2는 본 실시형태에 따른 도포 시스템(10)에 있어서의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도포 장치(100)는 도포헤드(101), 화장료 탱크(102), 이동기구(103), 조작부(104), 거리 센서(105), 모션 센서(106)를 구비하고 있다. 도포 제어 장치(300)는 디스플레이(301), 화상 처리 회로(302), 갭 제어회로(303), 헤드 제어회로(304), CPU(305), RAM(306), ROM(307), 기억 장치(308), 스피커(309), I/F(310)를 구비하고 있다. CPU(305)는 취득부, 분할부, 산출부로서 기능할 수 있다. 또한, 기억 장치(308)는 기억부로서 기능할 수 있다.
도포헤드(101)는, 예를 들면 피에조 방식의 잉크젯 헤드이며, 노즐, 압력실, 압전소자, 구동회로 등으로 구성된다. 압력실에는 화장료가 충전되고, 구동회로로부터 압전소자에 전압이 인가되면, 압전소자의 변형에 의해 압력실의 체적이 변화된다. 이것에 의해, 노즐로부터 화장료가 액적 형상으로 토출된다. 또, 도포헤드(101)는 가열체에 의해 화장료를 가열하고, 발생한 기포의 압력에 의해 화장료를 토출하는 써멀 방식의 잉크젯 헤드라도 좋다. 도포헤드(101)는 헤드 제어회로(304)로부터의 제어신호에 의거하여 동작한다.
화장료 탱크(102)는 화장료를 수용하고, 도포헤드(101)에 화장료를 공급한다. 화장료 탱크(102)는 교환이 용이한 카트리지 타입으로 할 수 있다. 화장료는 도포헤드(101)로부터 토출 가능한 소정의 점성을 갖는 액체이다. 화장료로서는, 구체적으로는 컨실러, 파운데이션, 페이스 파우더 등의 피부에 있어서의 국소적인 밝기의 차이를 은폐할 수 있는 것을 들 수 있다. 화장료 탱크(102)는, 종류 또는 색조가 다른 복수의 화장료를 수용하도록 복수 설치되어 있어도 된다. 예를 들면, 옐로, 마젠타, 시안의 3색의 화장료와, 휘도를 조절할 수 있는 화장료를 도포할 수 있게 4개의 화장료 탱크(102)를 설치하고, 각 화장료에 대응하는 4개의 노즐군을 도포헤드(101)에 설치할 수 있다.
이동기구(103)는 액츄에이터, 가이드 부재 등으로 구성되고, 도포 장치(100)의 길이 방향, 즉 도포헤드(101)를 피부에 대향시켰을 때에 피부에 대하여 수직인 방향으로 도포헤드(101)를 진퇴 구동시킬 수 있다. 이동기구(103)는 갭 제어회로(303)로부터의 제어신호에 따라서 도포헤드(101)의 위치 제어를 행한다.
조작부(104)는 전원 스위치, 메뉴 버튼, 도포를 실행하기 위한 도포 버튼 등의 조작 부재를 구비하고, 유저가 도포 장치(100)에 대하여 지시를 주기 위해서 사용된다. 도포 제어 장치(300)는 조작부(104)로부터 입력되는 유저의 지시에 따라서 도포 장치(100)의 동작을 제어한다. 도포 버튼은, 유저가 도포 장치(100)를 파지한 채로 용이하게 조작 가능한 위치에 배치되는 것이 바람직하고, 예를 들면 유저가 도포 장치(100)를 파지했을 때에 손가락에 접촉하는 위치에 배치된다. 이것에 의해, 유저는 직접 시인할 수 없는 부위(볼 등)에 도포 장치(100)를 이동했을 때라도, 손으로 더듬어서 도포 버튼을 조작할 수 있다.
거리 센서(105)는, 예를 들면 적외선 센서, 초음파 센서 등이며, 적외선, 초음파 등의 검출파를 물체를 향해서 조사하고, 그 반사파를 수신한다. 거리 센서(105)는 검출파를 조사하고나서 반사파를 수신할 때까지의 시간에 기초하여, 물체까지의 거리를 검출할 수 있다. 또한, 거리 센서(105)는 도포헤드(101)의 주위에 복수 설치되어 있고, 피부에 대한 도포헤드(101)의 경사를 검출하는 것도 가능하다. 도포 제어 장치(300)는 거리 센서(105)로부터의 검출신호에 의거하여 피부와 도포헤드(101) 사이의 거리를 일정하게 유지함과 아울러, 예를 들면 피부에 대하여 도포헤드(101)가 기울어 있을 경우에는 화장료를 토출시키지 않도록 도포헤드(101)를 제어할 수 있다.
모션 센서(106)는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서를 포함하고, 도포헤드(101)의 이동, 회전 등의 움직임을 검출한다. 가속도 센서는, 예를 들면 정전용량 검출소자로 구성되고, 도포헤드(101)에 인가된 가속도를 검출할 수 있다. 자이로 센서는, 예를 들면 압전 진동 소자로 구성되고, 도포헤드(101)의 방향을 검출하는 기능을 구비한다. 지자기 센서는 지자기를 검출함으로써 도포헤드(101)의 방위를 파악할 수 있다. 도포 제어 장치(300)는 모션 센서(106)로부터의 검출신호 에 의거하여, 예를 들면 도포헤드(101)의 움직임이 빠를 경우에는 화장료를 토출시키지 않도록 도포헤드(101)를 제어할 수 있다.
촬상부(200)는 광학계, 촬상소자, A/D(Analog/Digital) 변환기를 구비한다. 광학계는 광학필터, 고정 렌즈, 포커스 렌즈를 포함하고, 피사체(피부)로부터의 광을 촬상소자의 촬상면에 결상시켜, 피사체상을 형성한다. 광학계에는 편광 필터를 부착하는 것이 가능하고, 경면반사를 저감할 수 있다. 촬상소자는, 예를 들면 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서이며, 2차원 배열된 복수의 화소, 색 필터, 마이크로렌즈를 구비한다. 복수의 화소는 촬상용의 화소, 초점 검출용의 화소를 포함할 수 있다. 또한, 촬상소자는 전하 축적 시간을 제어하는 전자 셔터 기능을 갖고 있다. 복수의 화소의 각각은 광학계로부터의 입사광에 의거한 화소신호를 출력한다. A/D 변환기는 비교 회로, 래치 회로 등으로 구성되고, 촬상소자로부터의 아날로그의 화소신호를 디지털의 RAW 데이터로 변환한다. 촬상부(200)는 정지화상 외에, 소정의 프레임레이트의 동화상을 출력하는 것이 가능하다. 또, 본 실시형태에 따른 촬상부(200)는, 도포헤드(101)에 의해 도포가 행하여지는 좁은 범위의 피부 화상(제2의 화상)을 촬상하는 기능을 갖는 것이지만, 도포 대상이 될 수 있는 피부의 넓은 범위의 화상(제1의 화상)을 촬상하는 기능을 겸비하고 있어도 된다.
디스플레이(301)는, 예를 들면 액정 디스플레이, 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이로 구성된다. 디스플레이(301)는 CPU(305)로부터의 데이터에 의거하여, 촬상부(200)로부터의 화상, 기억 장치(308)에 기억한 화상, 도포헤드(101)의 상태 정보, 메뉴 화면 등의 각종 표시를 행한다. 디스플레이(301)는 터치패널이라도 되고, 조작부(104)로서도 기능할 수 있다.
화상 처리 회로(302)는 수치 연산 회로를 포함하고, 촬상부(200)로부터의 RAW 데이터에 대하여 디모자이크 처리를 행하고, 화소마다 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 각 색값을 갖는 화상 데이터(RGB 화상)를 생성한다. 화상 처리 회로(302)는 화상 데이터에 대하여 화이트 밸런스 조정, 감마 보정, 윤곽 강조, 계조 변환, 노이즈 리덕션, 압축 등의 디지털 화상처리를 행하는 기능도 갖고 있다.
갭 제어회로(303)는 이동기구(103)에 제어신호를 출력함으로써 피부와 도포헤드(101)의 간격(갭)을 제어한다. 갭 제어회로(303)는 거리 센서(105)로부터의 검출신호에 의거하여, 피부에 대하여 일정한 거리를 유지하도록 도포헤드(101)의 위치를 제어할 수 있다. 헤드 제어회로(304)는 CPU(305)로부터의 지시에 의거하여, 화장료를 토출시키는 노즐의 정보, 도포량 등을 나타내는 제어신호를 도포헤드(101)에 출력한다.
CPU(Central Processing Unit)(305)는 CPU 코어, 캐시 메모리 등을 구비하고, 도포 제어 장치(300)의 각 부를 통괄적으로 제어한다. 또한, CPU(305)는 상세한 것은 후술하지만, 기억 장치(308)로부터 피부의 화상 데이터를 취득하고(취득부), 이 화상 데이터를 복수의 세그먼트로 분할하고(분할부), 피부에 도포하는 화장료의 도포량을 산출한다(산출부). RAM(Random Access Memory)(306)은, 예를 들면 DRAM(Dynamic RAM)이며, CPU(305)의 워크 영역, 프로그램의 로드 영역 등에 사용된다. RAM(306)은 CPU(305)의 처리에 필요한 데이터, 화상 처리 회로(302)에서 생성된 화상 데이터, 기억 장치(308)로부터 판독한 화상 데이터 등을 일시적으로 기억한다. ROM(Read Only Memory)(307)은, 예를 들면 EEPROM(Electrically Erasable Progra㎜able ROM)이며, 각종 설정 파일, OS(Operating System) 등의 기본 프로그램, 도포 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램을 격납한다.
기억 장치(기억부)(308)는, 예를 들면 플래시 메모리, 하드디스크이며, 넓은 범위의 피부의 화상 데이터(제1의 화상), 및 화장료의 도포가 행하여지는 좁은 범위의 피부의 화상(제2의 화상), 및, 또한 그 밖의 화상 등을 기억할 수 있다. 기억 장치(308)는 촬상부(200)로부터의 RAW 데이터, 화상 처리 회로(302)에서 생성한 화상 데이터 등을 격납할 수 있다. 또한, 기억 장치(308)는 외부의 촬상 장치에 의해 촬상된 화상 데이터를 I/F(310)를 통해서 격납하는 것도 가능하고, 또한, 인터넷 상의 화상 데이터를 I/F(310)를 통해서 격납하는 것도 가능하다. 또한, 기억 장치(308)는 가반형의 기억매체이어도 좋고, 메모리카드 슬롯, USB 커넥터 등을 통해서 도포 제어 장치(300)와 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
스피커(309)는 압전식의 진동 유닛, 구동 회로 등을 구비하고, CPU(305)로부터의 데이터에 의거한 음파신호를 출력한다. 스피커(309)는 음성 메시지, 효과음 등을 재생 가능하고, 예를 들면 도포 장치(100)의 동작 상태를 유저에게 통지하기 위해서 사용된다.
I/F(Interface)(310)는 인터넷이나 각종 주변기기 등의 외부와 데이터의 송수신을 행한다.
<도포 시스템의 동작>
이어서, 도포 시스템(10)의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 도포 제어 장치(300)는 기억 장치(308)에 격납된 피부의 화상 데이터로부터 피부에 도포하는 화장료의 도포량을 산출한다(상세한 것은 후술한다). 그리고, 도포 장치(100)는 도포 제어 장치(300)가 산출한 화장료의 도포량에 의거하여, 도포헤드(101)로부터 피부에 화장료를 도포한다.
이 때, 도포 제어 장치(300)는 제1의 화상(피부의 넓은 범위의 화상 데이터)에 있어서의 제2의 화상(도포가 행하여지는 좁은 범위의 피부 화상)의 위치를 판정한다. 그리고, 도포 제어 장치(300)는 도포 제어 장치(300)가 산출한 화장료의 도포량 분포에 있어서의 상기 판정된 위치에서의 도포량이 되도록, 도포헤드(101)를 제어할 수 있다. 제1의 화상에 있어서의 제2의 화상의 위치 판정의 방법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 임의의 방법으로 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 미리 기억 장치(308)에 격납된 제1의 화상에 있어서의, 촬상부(200)가 촬상한 제2의 화상의 위치를 판정하고, 그 판정 결과에 의거하여 도포헤드(101)로부터 화장료를 도포하고 있지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 촬상부(200)에서 촬상한 화상으로부터 리얼타임으로 도포량을 산출하고, 그 도포량으로 화장료를 도포하는 형태라도 된다.
[도포 제어 장치, 도포 제어 방법]
다음에, 본 발명에 따른 도포 제어 장치 및 도포 제어 방법의 보다 상세한 실시형태를 설명하는 것에 앞서서, 본 실시형태 및 후술하는 다른 실시형태에서 사용되는 계산 모델에 대하여 설명한다.
<피부의 구성>
도 3은 계산 모델로 상정하고 있는 인간의 피부의 층구성의 일례를 나타내는 개략도이며, 구체적으로는 얼굴 피부의 개략 구성이 도시되어 있다. 또, 얼굴 이외의 피부이여도, 각 층의 두께가 다르지만(예를 들면, 발바닥에서는 각질층이 얼굴과 비교하면 두껍다), 층 구성은 도 3에 나타내는 예와 같다.
인간의 피부는, 최표층측으로부터 내부를 향해서 각질층(411a)을 포함하는 표피층(411)과, 진피층(412)과, 피하조직(413)으로 크게 구별되고, 층상의 구조를 하고 있다. 각질층(411a)이 표피층(411) 중에서도 가장 표면에 위치한다.
표피층(411)의 최하부에서는 멜라닌 색소가 생성된다. 멜라닌 색소는 자외선으로부터 피부를 지키는 역활을 한다. 그런데, 이 생성한 멜라닌 색소는 나이가 드는 등 여러 가지 영향에 의해 표피층(411) 내에서 침착해서 멜라닌 색소 침착부(411b)로 되고, 이 결과, 피부가 거무스름하게 보여서 기미로서 인식되게 된다.
표피층(411)의 내측에 위치하는 진피층(412)은 그 내부에 혈관이 둘러쳐져 있다. 혈관은 일련의 동맥(414)과 정맥(415)으로 이루어진다. 심장으로부터 보내져 온 동맥혈은 진피층(412) 중의 동맥(414) 내를 순환하여 산소·이산화탄소의 수수등 여러가지 물질이동이 이루어진 후에, 정맥혈로 되어서 진피층(412) 중의 정맥(415) 내를 흘러서, 다시 심장에 이른다.
피하조직(413)은 피부 중에서 가장 내측에 있고, 그 대부분이 피하지방으로 이루어진다. 이 외에, 피부에는 도시를 생략하는 신경이나 땀샘, 림프관 등이 내부에 둘러쳐져 있다.
<도포물에 의해 생기는 피부의 질감 변화>
이어서, 도 3에 나타내는 바와 같은 피부에 고은폐성의 도포물이 존재함으로써 피부에 불투명한 질감이 생기는 것에 대해서, 피부에 조사된 광과 피부의 형상·특성에 의거하여 설명한다.
피부를 구성하는 조직 중, 각질층(411a)을 포함하는 표피층(411) 및 진피층(412)의 조직은 반투명하여 가시광선이 침투하기 쉽다. 피부에 침투한 광은, 피부 내부의 조직에서 반사, 또 일부는 혈액이나 멜라닌에 의해 흡수를 반복하여 받으면서 내부를 확산하고, 확산한 일부의 광은 다시 피부 표면으로부터 출사된다. 여기에서, 피부의 어느 한 점에 광을 조사하는 것을 생각하면, 다시 피부로부터 출사되는 광은 입사점을 중심으로 동심원상으로 퍼져 있는 모습을 관찰할 수 있다. 이와 같이, 피부에 조사된 광이 피부 내부에서 확산해서 입사점을 포함하는 넓은 범위로부터 출사한다고 하는 것은, 말하자면, 피부 표면을 이면측으로부터 광으로 비추는 것과 같은 효과가 있다고 생각된다.
다음에, 피부를 이면측으로부터 비추는 효과가 있음으로써, 피부의 표면적인 모습이 어떻게 변화되는 것일지를 설명한다. 피부 표면에는 주름이나 살결이라고 불리는 미세한 요철이 존재하지만, 여기에서는 피부 표면의 미세한 요철의 표면적인 모습을 생각한다.
일반적인 실내에 있어서의 조명 하에서는, 요철면의 방향과 조명 방향의 관계에 따라서 조도가 변화되기 때문에, 명부와 암부가 발생한다. 이 명암의 콘트라스트야말로, 표면에 미세한 요철이 있는 것을 나타내는 시그널이라고 할 수 있지만, 콘트라스트비가 크면 클수록 표면을 인식하기 쉬워진다. 이것은 눈이 핀트를 표면에 맞출 때에 콘트라스트비가 최대로 되도록 움직이는 것과 같은 기구라고도 할 수 있다. 그러나, 만일 요철면의 이면측으로부터 조명되고 있는 것이면, 요철의 콘트라스트는 감소하여, 반대로 표면이 인식하기 어려워진다. 전자는 표면의 존재를 명확하게 인식시키고, 후자는 불명확하게 한다. 이들 표면의 인식의 용이함이라고 하는 것을 질감으로 치환하면, 전자는 불투명감, 후자는 깊이감 또는 투명감과 같은 것을 느끼게 한다고 생각된다.
즉, 피부의 경우에는 광이 침투하기 쉽고, 침투하는 광은 피부를 이면측으로부터 비추기 때문에 표면 요철의 콘트라스트를 감소시키는 결과, 깊이감, 투명감을 느끼게 한다. 한편, 고은폐성의 도포물이 피부 표면에 있는 경우에는, 광은 피부 내부에 침투하지 않기 때문에, 대부분의 광이 입사점 근방에서 반사되어 버린다. 이 때문에, 이면측으로부터의 조명 효과는 작아지고, 피부 표면에 있는 요철로 만들어지는 그림자는 외부로부터의 조명 환경에만 의존하고, 고은폐성의 도포물이 피부 표면에 없을 경우보다 명암이 강조되어서 보인다. 즉, 고은폐성의 도포물이 도포된 피부는 요철을 확실히 알 수 있도록 보인다. 이와 같이, 피부 상에 도포물이 있으면 불투명한 질감으로 변해 버리므로, 도포물이 적은 내츄럴 화장은 맨살인 듯한 질감을 남기기 때문에, 많은 여성에게 지지받고 있다.
<경계에 부자연스러움이 나타나는 이유>
그리고, 도포물이 형성된 영역과 형성되어 있지 않은 영역의 경계에 있어서의 부자연스러움이 생기는 이유에 대하여 설명한다. 여기에서는 국소적으로 은폐력이 있는 도포물을 피부 상에 부착시켰을 경우를 생각한다.
피부의 질감 변화의 설명의 때에는, 피부의 한 점에 광을 입사했을 때에 생기는 효과에 대해서 언급했지만, 여기에서는 반대로 피부의 한 점으로부터 출사되는 광을 생각한다. 피부의 한 점으로부터 출사되는 광의 성립은, 그 점의 주위로부터 입사해 피부 내부를 확산하여 돌아나온 광을 추가한 것이라고 생각할 수 있다. 그 때문에, 그 점으로부터 약간 떨어진 위치에 피부로의 광의 입사를 방해하는 것이 있으면, 본래, 거기에서 돌아나와야 할 광이 나오지 않게 되고, 그 만큼 어두워져 버린다. 고은폐성의 도포물은 확실히 입사를 방해하고 있는 것이며, 그 영향은 도포물의 경계에 가까울수록 크다. 그 결과, 도포물의 경계 근방이 주위보다 어두워진다고 하는 현상이 일어난다. 따라서, 도포물의 주위는 어두운 그림자로 둘러싸이고, 도포한 부분이 강조된 것 같은 상태로 되어, 이것이 부자연스러움으로 연결된다. 이 이유로부터, 기미의 부분에만 부자연스럽지 않게 파운데이션을 바를 경우에는, 특히 경계 부분의 도포량 분포를 신중하게 조정할 필요가 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 피부에 있어서 기미가 있는 영역(암부)과 없는 영역(명부)의 경계에 걸치도록 화장료의 도포량을 매끄럽게 감소시키도록 도포하는 것은, 일반적인 사용자에 있어서는 매우 곤란했다.
그래서 본 발명자는, 소정의 계산 모델을 이용하여 화장료의 도포량을 산출하고, 산출한 화장료의 도포량이 되도록 도포 장치를 이용하여 도포함으로써, 피부에 있어서의 부분적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐할 수 있는 것을 찾아냈다. 특히 본 발명자가 예의 검토를 거듭한 결과, 화장료의 도포 경계에 있어서의 부자연스러움은, (1) 피부가 가지는 독특한 광학 특성, 즉 광이 침투해 확산하는 성질에 기인하는 것, 및 (2) 도포량의 산출 정밀도 및 도포 정밀도에 기인하는 것을 각각 찾아냈다. 따라서, 이들 적어도 한쪽을 미리 고려한 계산 모델에 의하면, 각 점에 적합한 도포량이 이론적으로 구해진다. 또한, 만일 기미에 대하여, 경계를 포함해서 완전히 부자연스럽지 않게 은폐하기 위한 적절한 도포량 분포를 알 수 있으면, 기기를 이용하여 도포할 경우에만 한하지 않고, 사용자가 스스로 화장료를 도포할 경우에 있어서도 유용한 참고 정보가 될 수 있다.
그리고, 본 발명자들은 이하에 나타내는 계산 모델을 지견했다. 이하에, 계산 모델에 대해서 상세히 설명한다.
<계산 모델>
도 3에 나타나 있는 바와 같은 층 구성의 피부에 대하여 도포하는 화장료의 도포량을, 계산 모델을 이용하여 산출한다.
이 계산 모델에서는, 피부 표면 상에 세그먼트가 N개 있는 것으로서 생각한다. 도 4는 피부 표면 상에 있어서의 N개의 세그먼트의 일례를 나타내는 모식도이다. N개의 세그먼트는 모두 같은 면적의 정방형으로 이루어진다. 1번째의 세그먼트 1, 2번째의 세그먼트 2, 3번째의 세그먼트 3, …, k번째의 세그먼트 k, …, N-2번째의 세그먼트 N-2, N-1번째의 세그먼트 N-1, 및 N번째의 세그먼트 N이, 순차적으로 배치되어 있다.
여기에서, k번째의 세그먼트 k의 반사율 R은, R(k), 또는 Rk와 같이 첨자로 나타낸다. k번째의 세그먼트 k의 도포량이면 xk로 나타낸다. 또한, k번째의 세그먼트 k으로부터 k'번째의 세그먼트 k'로의 광의 확산을 피부의 공간 임펄스 응답 함수로서 취급하고, Ik(k, k')와 같이 나타낸다. 공간 임펄스 응답 함수란, 무한 소영역에 광을 주었을 때의 반사광 휘도값의 분포이며, 점 확산 함수(Point Spread Function: PSF)라고 불린다. 즉, 공간 임펄스 응답 함수는 세그먼트로 생각했을 경우, 어떤 하나의 세그먼트에 광이 균일하게 조사되었을 때에, 그 세그먼트를 포함하는 주위의 세그먼트로부터 어느 정도의 광이 출사될지를 나타내는 함수이다.
또한, rout, rin, tout 및 tin을 이하와 같이 정의한다. 또, 첨자의 out은 피부 표면에 대하여 외측을 향하는 것, 첨자의 in은 피부 표면에 대하여 내측을 향하는 것을 의미한다.
rout은 세그먼트에 광이 조사되었을 때에 세그먼트의 반사율 중 피부를 통하지 않고 직접, 도포물로부터 발생하는 반사율을 나타낸다. 후술하는 바와 같이 피부 표면으로부터의 반사는 없다고 가정하고 있기 때문에, rout은 도포물로부터 반사되는 광만을 고려하고 있다고 할 수 있다.
rin은 세그먼트에 피부의 이면측으로부터 광이 조사되었을 때에 세그먼트로부터 발생하는 반사율을 나타낸다. rout과 마찬가지로, 도포물로부터 반사되는(피부 내부를 향하는) 광만을 고려하고 있다고 할 수 있다.
tout은 세그먼트의 내부로부터 외부를 향하는 투과율을 나타낸다.
tin은 세그먼트의 외부로부터 내부를 향하는 투과율을 나타낸다.
이것들은 도포물의 도포량으로 정해지기 때문에, 도포량을 x라고 하면, rout(x), rin(x), tout(x) 및 tin(x)로 나타내어진다.
이상을 모두 정리하면, 세그먼트 n의 반사율 Rn은 식(1)로 나타내어진다.
Figure 112019068602792-pct00001
여기에서, 1행째의 우변 제1항은, 세그먼트 n에 조사된 광이 도포물에 의해 반사된 것, 1행째의 우변 제2항은, 세그먼트 n 또는 다른 세그먼트의 외부로부터 내부로 투과하고, 직접 세그먼트 n에 도달한 것을 나타낸다. 2행째는 세그먼트 n 또는 다른 세그먼트의 외부로부터 내부로 투과하고, 어느 하나의 세그먼트의 내면에서 1회 반사된 후에, 세그먼트 n에 도달한 것을 나타낸다. 3행째는 마찬가지로 2회 반사한 것을 나타내고, 이하, 4행째 이후는 그 반복이다.
그리고, 도포량 x에 의해서 rout, rin, tout, tin이 일의적으로 정해지기 때문에, 그 관계성을 미리 파악해 두면 실질의 미지수는 N개가 된다. 따라서, 식(1)을 N개의 도포량 x에 대해서 풀면 된다.
또한, 본 발명은 식(1)에 나타내어지는 계산 모델 이외의 계산 모델을 이용하여 화장료의 도포량을 산출해도 좋고, 또한 식(1)에 나타내어지는 계산 모델을 포함하는 각종의 계산 모델에 간략화 방법을 추가해서 화장료의 도포량을 산출해도 좋다. 이하에 나타내는 구체예에 대해서도, 계산을 간략화하기 위한 가정이 행해지지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.
·계산 모델의 간략화
식(1)에서는, Ik(k, n)은 각 세그먼트에 있어서 다른 것으로서 기술했지만, 간략화를 위해서 Ik(k, n)=m(n)m(k)I(k, n)으로 가정한다. 단, I(k, n)은 세그먼트 k으로부터 입사한 광이 세그먼트 n에서 출사되는 비율을 표현한 임펄스 응답 함수이고, I(k, k')는 하기 식과 같이 규격화되어 있는 것으로 한다.
Figure 112019068602792-pct00002
여기에서, k'는 k를 둘러싸는 m개의 세그먼트의 번호로 한다. m(n)m(k)는, k점으로부터 입사해서 n점으로부터 출사할 때, 피부 내부를 전파함에 있어서 잃어버려지는 에너지를 나타낸다. 이 가정에 있어서는, 피부 내에서 잃어버려지는 에너지가 입사점과 출사점에서 결정되는 것으로 한다.
식(1)의 2행째까지를 채용하고, 각 세그먼트의 목표가 되는 화장료의 도포 후의 반사율을 Rp라고 하면, 식(2)로 나타내어지는 N개의 연립 비선형 방정식이 얻어진다. 또, 화장료의 도포 후의 반사율 Rp는 피부의 모든 부분에 있어서 한결같이 설정해도 좋고, 피부의 장소에 따라서 임의의 Rp를 설정해도 좋다.
Figure 112019068602792-pct00003
세그먼트 n의 도포량 xk에 관한 편미분계수는 식(3)으로 나타내어진다.
Figure 112019068602792-pct00004
단, 식(3) 중에 있어서 δi, j는 크로네커의 델타 기호이다.
Figure 112019068602792-pct00005
비선형 연립방정식은 초기값을 적절하게 설정할 수 있으면, 편미분계수를 이용하여 뉴튼법에 의해 구할 수 있다. 또, 초기값의 설정의 방법에 대해서는 후술한다.
·m(k)의 추정
상술한 계산 모델에 따르면, R(n)은 식(4)로 나타내어진다.
Figure 112019068602792-pct00006
단, R(k), m(k)는 세그먼트 k에 있어서의 각각의 반사율과 에너지 손실로 한다. 이것은 미지수 N의 연립 비선형 방정식이기 때문에, 상법에 따라 식(5)와 같이 N개의 함수를 두고, 편미분계수를 식(6)과 같이 설정한다.
Figure 112019068602792-pct00007
Figure 112019068602792-pct00008
여기에서, 다음과 같이 m(k)를 표시했다.
Figure 112019068602792-pct00009
또한, 초기값은 식(7)과 같이 설정한다.
Figure 112019068602792-pct00010
그리고, 식(5), (6) 및 (7)을 사용해서 m(k)를 구한다.
·도포량 산출의 제1구체예(피부내 반사 있음의 방법)
여기에서, 구체적인 도포량의 산출 방법을 나타낼 때에, 도포물, 도포 양식, 도포량 분포를 이하의 식(8)과 같이 설정한다.
Figure 112019068602792-pct00011
도포량 분포란 피부 상의 각 세그먼트에 대한, 도포물의 체적, 무게, 두께 등 도포물의 양을 규정하는 물리량으로 나타내는 것이다. 여기에서는, 도포가 피부상에 설정한 미소한 세그먼트마다 행하여진다고 하고, 도포량 분포를 구한다는 것은 각 세그먼트에 대한 도포량을 구하는 것이다. 또, 세그먼트는 소정의 면적을 갖고 있기 때문에, 각 세그먼트에의 도포 면적율도 도포량으로서 취급할 수 있다. 그래서, 도포물은 각 세그먼트 내에 있어서 소정의 면적비율로 도포되는 것으로 한다. 도포물의 두께는 투과율이 거의 제로이도록 도포된다고 한다. 논의를 간단하게 하기 위해서, 도포물 자체에 광을 흡수하는 작용은 없고, 도포물에 닿은 광은 에너지 손실 없이 반사되는 것으로 한다. 이것은 즉, 대단히 은폐성이 높은 백색 도포물을 소정의 면적율로 각 세그먼트에 도포하는 것을 상정하고 있다. 예를 들면, 소정 세그먼트에 면적비율 0.4로 도포되어 있을 경우, 세그먼트 내에 균질하게 조사된 광 중, 0.4는 반사되고, 나머지 0.6은 피부에 도달한다.
식(8)은 피부 표면의 외측으로부터 조사된 광의 상기 피부 표면에 있어서의 반사 및 투과를 나타내고 있지만, 한쪽의, 피부 표면의 내측으로부터 도달하는 광의 반사 및 투과는 식(9)와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019068602792-pct00012
도포물이 형성되어 있지 않은 무도포의 피부에서는, 내면 반사 제로, 투과 1로 한다. 또, x=0일 때, rin=0으로 되지만, 이것은 즉, 무도포의 피부에서는 내측으로부터 도달한 광이 전부 외측으로 투과하여 내면반사가 생기지 않는다고 하는 것이 가정되어 있다. 이 간이 모델에 있어서의, rout, rin, tout, tin의 x에 대한 변화율은, 다음 식(10) 및 (11)과 같이 된다.
Figure 112019068602792-pct00013
Figure 112019068602792-pct00014
그리고, 식(8)∼(11)을 식(2), (3)에 대입하면, 식(12), (13)이 얻어진다.
Figure 112019068602792-pct00015
Figure 112019068602792-pct00016
1∼N'는 주목점에 영향을 주는 범위를 나타낸다. 1∼N의 범위(관심 영역) 밖의 경우에는 도포량 제로를 가정하지만, 광의 라우팅을 나타내는 (1-xk)는 1로 되고, 결과에 영향을 주기 때문에 1∼N'의 범위를 산출에 사용하는 것으로 했다.
식(12)를 풀기 위한 초기값은 식(14)로 한다.
Figure 112019068602792-pct00017
이 초기값은, 광이 전혀 피부 내부에서 확산하지 않고, 조사한 위치에서만 출사된다고 했을 때의 도포량에 상당한다.
이상의 방법을, 피부의 내측으로부터 나온 광이, 도포물에 의해 피부 내에 반사되어 있는 항을 포함해서 계산하고 있기 때문에, 피부내 반사 있음의 방법으로 칭한다.
·도포량 산출의 제2구체예(피부내 반사 없음의 방법)
그런데, 식(12)의 우변 제4항은, 피부 내부로부터 표면에 도달한 광이, 도포물의 도트에 충돌해서 피부 내부로 반사된 후 다시 표면에 도달하고, 표면으로부터 출사되는 양을 나타내고 있다. 이 제4항을 생략하고, 제3항을 다시 쓰면, 식(15)와 같이 나타내어진다.
Figure 112019068602792-pct00018
식(15)를 연립방정식의 형태로 고쳐 쓰면, 식(16)과 같은 단순화된 식이 얻어진다.
Figure 112019068602792-pct00019
식(16)의 중괄호는, 도포물의 도트가 생성되는 임펄스의 분(중괄호 내의 제2항의 분)만큼, 반사율 R(n)으로부터 감소하고 있다고 읽을 수 있다.
편미분값은 이하와 같이 나타내어지고, 간략형의 식(17)이 얻어진다.
Figure 112019068602792-pct00020
이상의 방법을, 피부의 내측으로부터의 광이 도포물에 의해 피부 내에 반사하지 않고 그대로 상실하고 있기 때문에, 피부내 반사 없음의 방법이라고 칭한다.
그리고, 이상 나타낸 계산 모델을 사용한 본 발명의 각 실시형태에 따른 도포 제어 장치 및 도포 제어 방법에 대해서 이하에 설명한다.
< 도포 제어 장치의 동작>
도 5는 본 발명의 제1실시형태에 따른 도포 제어 장치에 있어서의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 이하, 도포 제어 장치의 동작의 각 스텝에 대해서 순차적으로 설명한다.
·피부 화상 데이터 취득(스텝 S1; 취득 공정)
우선, 외부의 촬상 장치(도면에 나타내지 않는다)가 촬상한 화장료를 도포하는 대상인 피부의 화상 데이터를, CPU(305)가 기억 장치(308)로부터 취득하고, RAM(306)에 판독한다. 피부의 화상 데이터는 기억 장치(308)에 미리 격납되어 있다. 피부의 화상 데이터는, 예를 들면 I/F(310)를 통해서 촬상 장치나 퍼서널 컴퓨터 등의 외부기기로부터 기억 장치(308)에 격납되어 있어도 되고, 또는 I/F(310)를 통해서 인터넷 상에서 기억 장치(308)에 격납되어 있어도 된다. 또한, 피부의 화상 데이터를 미리 격납한 기억 장치(308)로서의 메모리카드를, 도포 제어 장치(300)가 구비하는 메모리카드 슬롯(도면에 나타내지 않는다)에 장착해서 이용해도 좋다. CPU(305)가 취득부를 구성하고 있다.
피부의 화상 데이터는 복수의 화소 각각에 대응한 광학정보와 위치정보를 적어도 포함한다. 광학정보로서는 휘도값을 포함하는 것이 바람직하고, 예를 들면 YUV 형식의 정보를 들 수 있다. 위치정보는 2차원의 위치정보를 포함하는 것이면 어떠한 것이라도 좋다.
이하의 설명에 있어서는, 휘도값에 의거하여 도포량을 산출하고 있지만, 특정의 파장영역(색성분)의 신호를 이용하여도 좋고, 각 색의 값을 사용해도 좋다. 따라서, 대역 통과 필터 등을 이용하여 임의의 가시영역의 파장, 바람직하게는 600㎚ 이상의 파장을 선택해도 좋고, RGB 신호로부터 임의의 신호, 바람직하게는 R 신호를 선택해도 좋고, YUV 신호로부터 임의의 신호, 바람직하게는 Y 신호를 선택해도 좋다.
취득하는 화상 데이터의 사이즈는, 복수의 세그먼트로 분할할 수 있고, 후술하는 도포량 산출 처리(스텝 S3)에 있어서 정밀도 좋게 도포량을 산출할 수 있는 사이즈이면 특별히 제한은 없다. 해상도는, 인간의 육안으로 시인할 수 있는 한도까지 높은 해상도인 것이 바람직하고, 그것보다 고해상도라도 좋지만, 화상처리에 있어서 과도한 고부하로 되지 않는 정도의 고해상도인 것이 바람직하다.
·복수의 세그먼트로 분할(스텝 S2; 분할 공정)
다음에, CPU(305)는 취득한 화상 데이터를 복수의 세그먼트로 분할한다. CPU(305)가 분할부를 구성하고 있다.
화상 데이터는 세그먼트의 한 변이 200㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛ 이상 150㎛ 이하가 되도록 분할된다. 세그먼트의 한 변이 200㎛ 이하로 되도록 분할함으로써 육안으로는 판별이 용이하지는 않은 레벨까지 정밀한 도포량 분포를 산출할 수 있고, 부분적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐할 수 있다. 또한, 150㎛ 이하로 함으로써 부분적인 밝기의 차이를 보다 자연스럽게 은폐할 수 있고, 20㎛ 이상으로 함으로써 후술하는 도포량 산출 처리의 처리 부하를 저감할 수 있다.
구체적으로는, 도 4에 나타낸 바와 같이 CPU(305)는 화상 데이터를 N개의 세그먼트로 분할할 수 있다. 각 세그먼트는 한 변이 200㎛ 이하이며, 동 면적의 정방형이다. 또, 세그먼트의 형상은 반드시 정방형이 아니어도 좋고, 장방형, 또는 임의의 다각형이라도 좋다. 이 경우, 인접하는 세그먼트의 중심간의 거리가 200㎛ 이하, 예를 들면 20㎛ 이상 150㎛ 이하인 것이 바람직하다. 화상 데이터의 분할은, 상술한 화소 피치보다 고선명의 복수의 화소의 휘도값을 평균화함으로써 행하여질 수 있다. 예를 들면, CPU(305)는 10㎛ 피치의 복수의 화소의 휘도값을 평균화하고, 소망의 화소 피치의 세그먼트를 산출할 수 있다.
또한, CPU(305)는 화상 데이터를 복수의 세그먼트로 분할하는 화상처리를 행할 뿐만 아니라, 다른 화상처리를 행해도 된다. 본 실시형태에서는 화상 데이터의 노이즈 제거를 분할 처리 전에 행해서 피부 상에 존재하는 미소한 이물이나 모공 등에 유래하는 노이즈를 제거해 두는 것이 바람직하다.
·도포량 산출 처리(스텝 S3; 산출 공정)
그리고, CPU(305)가 분할된 N개의 세그먼트의 각각에 있어서의 값으로부터, 각각의 세그먼트에 대응하는 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출한다. CPU(305)가 산출부를 구성하고 있다. 또한, 도포량의 산출에 사용하는 세그먼트의 값이란 세그먼트가 갖는 광학정보이며, 휘도값인 것이 바람직하다.
도포량의 산출시에는, N개의 세그먼트 중 단일의 세그먼트의 값을 이용하여, 상기 단일의 세그먼트에 대응하는 피부의 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출해도 좋다. 그리고, 이러한 도포량의 산출을 N개의 세그먼트 모두에 대해서 반복함으로써 피부의 각 부분에 대한 도포량을 산출해도 좋다. 또한, N개의 세그먼트 중 복수의 세그먼트의 값을 이용하여 상기 복수의 세그먼트에 대응하는 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출해도 좋다. 또, 본 실시형태에 있어서는, N개의 세그먼트 모두의 휘도값을 이용하여 N개의 세그먼트에 대응하는 피부의 각 부분(N개의 영역)에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하지만, 구체적인 화장료의 도포량의 산출에 대해서는 후술한다.
본 실시형태에서는 피부에 도포하는 화장료의 도포량을 산출한 후에, 세그먼트마다 얻어진 화장료의 도포량에 대해서, CPU(305)가 평활화 처리를 행해서 평활화한다. 평활화 처리에 대해서는 특별히 제한은 없고, 각종의 공간 필터를 이용하여 행할 수 있고, 예를 들면, 도 6에 나타내는 가우시안 필터에 의해 처리하는 방법을 들 수 있다. 평활화 처리를 행함으로써 국소적인 피부의 밝기의 차이를 매끄럽고 보다 자연스럽게 은폐할 수 있다.
또, 불특정의 광범위(예를 들면, 가시영역 전역)의 파장에 대해서, 각 파장을 구별하지 않고 어느 것이나 함유해서 다룬 반사율에 의거하여 화장료의 도포량을 산출했을 경우, 반사율이 낮은 파장에 있어서 도포량은 조금이지만 과잉으로 된다. 또한, 특정 파장(색)에 대한 반사율에 의거하여 화장료의 도포량을 산출했을 경우, 그 특정 파장 이외의 파장에 있어서 도포량에 조금이지만 과부족이 생길 수 있다. 이 때문에, 생긴 과부족을 보충해 부자연스럽게 되지 않도록, 적당하게 화장료에 의해 착색을 행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도포량이 과잉으로 되는 것 같은 경우, 과잉으로 된 개소에 있어서 부족되는 흡수를 보충하는, 즉, 착색을 행하는 것이 바람직하다. 이 때, 예를 들면 식(2)에 있어서 rout, rin, tout, tin을 흡수율의 함수로 하고, 흡수율을 편미분함으로써 각 파장에 주는 흡수를 산출할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 산출된 각 파장에 주는 흡수에 의거하여 세그먼트마다 각 파장(색)에 따른 도포물을 도포함으로써 색미도 양호한 화장을 실시하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 세그먼트 상에서 서로 섞임으로써 소망의 색을 나타내도록, 옐로, 마젠타, 시안의 3색 각각을 배합한 3종류의 도포물을 도포해도 좋다.
<피부내 반사 있음의 방법에 의한 도포량 산출>
다음에, 제1실시형태에 있어서의 구체적인 화장료의 도포량의 산출에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제1실시형태에 따른 도포량 산출의 플로우를 나타내는 플로우차트이다. 본 실시형태에 있어서의 도포량 산출 처리에서는, 피부내 반사 있음의 방법의 계산 모델, 즉 상술한 계산 모델에 기재된 식(12) 및 (13)을 사용해서 CPU(305)가 화장료의 도포량의 산출을 행하고 있다.
·임펄스 응답 함수 설정(스텝 S311)
우선, 도 5의 스텝 S2에 있어서 분할된 N개의 세그먼트 각각에, CPU(305)가 임펄스 응답 함수를 설정한다. 임펄스 응답 함수는 N개의 세그먼트 각각에 대응하는 피부의 각 부분간에 있어서의 광의 확산을 나타낸다. N개의 세그먼트 중의 1개를 대상 세그먼트로 하고, 대상 세그먼트 이외의 세그먼트를 비대상 세그먼트로 한다. 이 경우, 임펄스 응답 함수는 대상 세그먼트에 대응하는 피부의 대상 부분에 입사한 광이, 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 비율, 또는 비대상 세그먼트에 대응하는 피부의 비대상 부분에 입사한 광이, 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 비율을 나타내는 함수이다.
이 때, 1∼N번째의 세그먼트 모두 같은 임펄스 응답 함수를 설정해도 좋다. 또한, 1∼N번째의 각 세그먼트에 있어서의 임펄스 응답을 측정함으로써 세그먼트 마다 다른(N가지의) 임펄스 응답 함수를 설정해도 좋다.
·휘도값 취득(스텝 S312)
다음에, 1∼N번째의 세그먼트 각각으로부터 CPU(305)가 휘도값을 취득한다.
·흡수계수 m(k) 설정(스텝 S313)
또한, 식(5) 및 (6)을 사용해서 1∼N번째의 세그먼트 각각에 CPU(305)가 흡수계수 m(k)를 설정한다.
·도포량 산출(스텝 S314)
그리고, 식(12) 및 (13)으로 나타내어지는 내부반사 있음의 계산 모델에 의해, 1∼N번째의 세그먼트 각각에 대응한 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 CPU(305)가 산출하고, 도포량 산출 처리(도 5의 스텝 S3)를 마친다.
이 스텝 S314에 있어서의 화장료의 도포량의 산출에 대해서 환언하면, 다음과 같은 광의 반사 확산 모델에 의거하고 있다고 할 수 있다. 즉, 스텝 S314에서 사용된 광의 반사 확산 모델이란, N개의 세그먼트 중의 1개를 대상 세그먼트로 했을 때에, 대상 세그먼트에 대응하는 피부의 대상 부분에서 얻어지는 광이 적어도, 하기 (A)∼(C)에 기재된 성분을 포함하는 것이다.
(A) 대상 세그먼트에 대응하는 피부의 대상 부분의 표면을 향해서 출사된 광 중, 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 내부로 투과하지 않고 반사된 성분.
(B) 대상 세그먼트에 대응하는 피부의 대상 부분의 표면을 향해서 출사된 광 중, 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 내부로 투과한 후에 반사되어서 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 성분.
(C) 대상 세그먼트 이외의 비대상 세그먼트에 대응하는 피부의 비대상 부분의 표면을 향해서 출사된 광 중, 상기 피부의 비대상 부분의 표면으로부터 내부로 투과한 후에 반사되어서 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 성분.
이상 설명한 제1실시형태에 의하면, 200㎛ 이하의 세그먼트로 분할함으로써, 육안으로는 판별이 용이하지는 않은 레벨까지 정밀한 도포량 분포를 산출할 수 있고, 부분적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐할 수 있다. 또한, 피부 내부의 반사와, 임펄스 응답 함수에 의한 피부 내부에 있어서의 광의 확산을 고려한 계산 모델을 사용하고 있음으로써, 보다 정확하게 도포량을 산출할 수 있기 때문에 국소적인 피부의 밝기의 차이를 보다 자연스럽게 은폐할 수 있다.
(제2실시형태: 피부내 반사 없음의 방법)
이어서, 제2실시형태에 있어서의 구체적인 화장료의 도포량의 산출에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2실시형태에 따른 도포량 산출의 플로우를 나타내는 플로우차트이다. 본 실시형태에 있어서의 도포량 산출 처리에서는, 피부내 반사 없음의 방법의 계산 모델, 즉 상술한 계산 모델에 기재된 식(16) 및 (17)을 사용해서 CPU(305)가 화장료의 도포량의 산출을 행하고 있다.
제2실시형태는, 상술한 제1실시형태(피부내 반사 있음의 방법)와 비교하면, 도포량 산출(도 7의 스텝 S314)만이 다르다. 즉, 피부 화상 데이터 취득(도 5의 스텝 S1) 및 복수의 세그먼트로 분할(도 5의 스텝 S2)에 대해서는 동일하다. 또한, 도포량 산출 처리(도 5의 스텝 S3)에 대해서도, 임펄스 응답 함수 설정(도 7의 스텝 S311, 도 8의 스텝 S321)으로부터 흡수계수 m(k) 설정(도 7의 스텝 S313, 도 8의 스텝 S323)까지는 동일하다. 따라서, 여기에서는 도포량 산출(도 8의 스텝 S324)에 대해서만 설명하고, 다른 설명은 생략한다.
·도포량 산출(스텝 S324)
1∼N번째의 세그먼트에는 임펄스 응답 함수, 휘도값, 흡수계수 m(k)가 각각 설정되어 있다. CPU(305)는 식(16) 및 (17)로 나타내어지는 내부반사 없음의 계산 모델에 의해, 1∼N번째의 세그먼트 각각에 대한 화장료의 도포량을 산출하고, 도포량 산출 처리(도 5의 스텝 S3)를 마친다.
이 스텝 S324에 있어서의 도포량의 산출에 대해서 환언하면, 제1실시형태의 스텝 S314(도 7)에 있어서의 (C)에 기재된 성분을 제외한 광의 반사 확산 모델(즉, 상기 (A) 및 (B)에 기재된 성분)에 의거하여 도포량을 산출했다고 할 수 있다.
이상 설명한 제2실시형태에 의하면, 200㎛ 이하의 세그먼트로 분할함으로써 육안으로는 판별이 용이하지는 않은 레벨까지 정밀한 도포량 분포를 산출할 수 있고, 부분적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐할 수 있다. 또한, 임펄스 응답 함수에 의한 피부 내부에 있어서의 광의 확산을 고려한 계산 모델을 사용하고 있음으로써, 보다 정확하게 도포량을 산출할 수 있기 때문에 국소적인 피부의 밝기의 차이를 보다 자연스럽게 은폐할 수 있다. 또, 피부 내부의 반사는 고려하고 있지 않지만, 그 만큼 도포량 산출 처리에 있어서의 처리 부하를 저감할 수 있다.
(제3실시형태: 초기해를 사용하는 방법)
또한, 제3실시형태에 있어서의 구체적인 화장료의 도포량의 산출에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 제3실시형태에 따른 도포량 산출의 플로우를 나타내는 플로우차트이다. 본 실시형태에 있어서의 도포량 산출 처리에서는, 계산 모델에 초기해를 적용하는 방법, 즉, 상술한 계산 모델에 기재된 식(14)를 사용해서 CPU(305)가 화장료의 도포량의 산출을 행하고 있다.
제3실시형태는, 상술한 제1, 제2실시형태와 비교하면, 도포량 산출 처리(도 5의 스텝 S3)만이 다르다. 즉, 피부 화상 데이터 취득(도 5의 스텝 S1) 및 복수의 세그먼트로 분할(도 5의 스텝 S2)에 대해서는 동일하다. 따라서, 여기에서는 도포량 산출 처리(도 5의 스텝 S3)에 대해서만 설명하고, 다른 설명은 생략한다.
·k=1의 설정(스텝 S331)
우선, CPU(305)가 k=1을 설정한다.
·k번째의 세그먼트의 휘도값 취득(스텝 S332)
다음에, CPU(305)가 도 5의 스텝 S2에 있어서 분할된 N개의 세그먼트 중 k번째의 세그먼트로부터 휘도값을 취득한다.
·도포량 산출(스텝 S333)
또한, CPU(305)가 식(14)로 나타내어지는 초기해를 이용하여 상술한 계산 모델로부터 k번째의 세그먼트에 대한 화장료의 도포량을 산출한다.
·k=k+1의 설정(스텝 S334)
그리고, CPU(305)가 k의 값에 1을 가산하여 k=k+1로 한다.
·k=N의 판정(스텝 S335)
그런 뒤에, CPU(305)가 k와 N이 같은지의 여부를 판정한다. 판정의 결과, NO일 경우에는 도포량을 산출하고 있지 않은 세그먼트가 존재하고 있기 때문에, 스텝 S332로 돌아간다. 판정의 결과, YES일 경우에는 N개의 세그먼트 모두의 도포량을 산출했으므로, 도포량 산출 처리(도 5의 스텝 S3)를 마친다.
이상 설명한 제3실시형태에 의하면, 200㎛ 이하의 세그먼트로 분할함으로써 육안으로는 판별이 용이하지는 않은 레벨까지 정밀한 도포량 분포를 산출할 수 있고, 부분적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐할 수 있다. 또, 피부 내부에 있어서의 광의 확산이나, 피부 내부의 반사는 고려하고 있지 않지만, 그 만큼 도포량 산출 처리에 있어서의 처리 부하를 현저하게 저감할 수 있다.
상술한 제1∼제3실시형태에서는, 취득부, 분할부 및 산출부는 어느 것이나 도포 제어 장치(300)가 구비하는 CPU(305)이지만, 이것들의 일부 또는 모두를 클라우드 컴퓨팅으로 대용해도 좋다.
또한, 상술한 화장료의 도포량 산출 방법의 적용처는, 잉크젯법 등을 채용한 도포 장치에 있어서 화장료의 도포를 제어하는 것에만 한정되지 않는다. 상술한 화장료의 도포량 산출의 방법에 의하면, 산출한 도포량으로 화장을 실시한 화장 시뮬레이션 화상을 제공하는 것이나, 화장을 어드바이스하는 화장 어드바이스 시스템을 제공할 수도 있다.
[프로그램, 기록매체]
본 발명의 일실시형태에 따른 프로그램은, 상기 제1∼제3실시형태에 기재된 제어의 각 공정을, 컴퓨터에 실행시키는 것이다. 프로그램의 언어 등에 특별히 제한은 없고, 주지 관용되고 있는 것을 어느 것이나 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시형태에 따른 기록매체는, 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체이다. 기록매체의 종류 등에 특별히 제한은 없고, 주지 관용되고 있는 것을 어느 것이나 사용할 수 있다.
(실시예)
이하에, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 조금도 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서는, 피부의 기미에 대하여, 계산 모델에 초기해를 적용했을 경우(실시예 1, 식(14))와, 피부내 반사 있음의 계산 모델(실시예 2, 식(12), (13))과, 피부내 반사 없음의 계산 모델(실시예 3, 식(16), (17))을 비교한다. 또한, 비교예 1 및 2로서 200㎛ 내측과 외측에 각각 어긋나게 해서 화장료를 도포했을 경우의 결과도 아울러 나타낸다. 또한, 실시예 및 비교예에서는, 실험으로서의 신뢰성이 높은 몬테카를로 시뮬레이션에 의해 확인을 행하였다.
[실시예 1∼3]
(1) 기미 피부 모델
피부는 다층막 모델로 하고, 각 층에 대한 광학특성의 파라미터에 일반적인 피부의 값을 설정했다. 기미는 12.8㎜×12.8㎜의 피부 중에서, 중앙의 6.4㎜×6.4㎜ 부분을 기미로 했다. 반사율은 중앙 단면에 있어서 100㎛×100㎛의 세그먼트마다 산출했다. 세그먼트마다의 평균값으로서 내기 위해서, 세그먼트 내(면적 10,000㎛2) 내에서 계측된 휘도 16점의 평균값을 사용했다. 이것을 R(k)로 해서 이하의 계산에 사용한다.
기미 피부 모델에 대해서, 몬테카를로 시뮬레이션으로 시뮤레이션한 결과를 도 10에 나타낸다. 도 10은 기미 피부 모델의 반사율 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이며, 기미 피부 모델의 중앙 단면에 있어서의 위치에 대한 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 10로부터 알 수 있는 바와 같이, 기미가 설정되어서 광의 흡수가 생기는 중앙 부분에서는 반사율이 저하하고 있는 것을 확인할 수 있다. 경계 부분이 직각형상으로 되지 않고 완만한 변화로 되어 있는 것은, 피부에 있어서도 내부확산의 효과가 나타나고 있다고 생각된다.
(2) 임펄스 응답 함수
다음에, 기미가 없는 피부 모델을 설정하고, 중앙 100㎛×100㎛에 입사각도 0도로 균일하게 광을 조사하고, 주위로부터 0도 방향으로 출사되는 휘도를 계측했다. 계측은 5.1㎜×5.1㎜의 범위에서 행하고, 100㎛×100㎛의 세그먼트마다 평균화했다. 이 범위에서 얻어진 휘도는 합산으로 1이 되도록 규격화했다. 도 11은 기미가 없는 피부 모델에 광이 조사되었을 때를 시뮤레이션해서 얻어진 임펄스 응답 함수를 나타내는 그래프이다.
(3) m(k)의 도출
상기 (1)에서 구한 기미 피부의 반사율 분포에 의거하여, 식(5) 및 (6)을 사용해서 비선형 연립방정식으로서 m(k)의 분포를 구했다. 또한, 초기해(식(7))를 사용해서 m(k)의 분포를 구했다. 12.8㎜×12.8㎜에 있어서 세그먼트를 100㎛×100㎛로 했다. 연립방정식의 수는 16384(=1282)개가 된다.
도 12는 시뮬레이션으로 얻어진 기미 피부 모델에 있어서의 m(k)의 분포를 나타내는 그래프이다. 계산은 오차를 1.0e-6으로 설정했을 때, 해는 수렴했다. m(k)의 제곱근을 초기해(파선)로 하고 있기 때문에, 초기해는 경계가 완만한 변화로 되어 있지만, 식(5) 및 (6)으로부터 얻어진 m(k)의 분포(실선)는, 급준하게 되어 있고, 피부 모델에 있어서 직각형상으로 설정한 흡수분포에 보다 가까운 것이었다.
(4) 도포량 도출
상기 (3)에서 구한 m(k)에 의거하여, 피부내 반사 있음의 식(12) 및 (13), 피부내 반사 없음의 식(16) 및 (17)로부터, 화장료의 도포량 분포를 구했다. 또한, 계산 모델에 초기해를 적용한 경우(식 (14))에 대해서도, 화장료의 도포량 분포를 구했다. 이 때, 본 실시형태에서는 화장료의 도포 후의 반사율 Rp(목표로 하는 반사율)는 피부의 모든 부분에 있어서 한결같이 0.42로 설정했다. 또한, 실시예 1에서는 Rp와의 오차가 0.00001 이하, 실시예 2에서는 Rp와의 오차가 0.0001 이하로 될 때까지 계산했지만(실시예 3은 초기해이기 때문에 오차는 생기지 않는다), 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 오차를 0.001 이하로 설정하면 과잉한 처리 부하를 요하지 않아 양호한 결과가 얻어진다.
도 13은 시뮬레이션으로 얻어진 기미 피부 모델에 있어서의 화장료의 도포량 분포를 나타내는 그래프이다. 도 13에 의하면, 초기해(파선)에 대하여 피부내 반사 있음(굵은 선)도, 피부내 반사 없음(가는 선)도, 어느쪽도 도포량이 증가했다. 특히 피부내 반사 없음(굵은 선)의 경우, 그 증가가 컸다. 이것은 광이 손실되어 있다고 가정하고 있는 것에 기인하고 있다고 생각된다.
(5) 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 도포량 분포 평가
다음에, 상기 (4)에서 설정한 피부 모델의 표면에, 도포물에 의한 효과를 도입했다. 도포물은 두께가 없는 것으로서 취급했다. 도포 에리어에 입사한 광 중, 표면반사는 쌍방향 반사 함수(Bidirectional Reflectance Distribution Function)에 의거한 계산을 행하고, 도포물 내에 진입한 광은 모두 완전 산란광으로서 입사한 위치로부터 출사되는 것으로서 취급했다.
세그먼트 내의 도포물의 면적비율을, 식(14)의 초기해에서 얻어진 도포량 분포, 피부내 반사 있음의 식(12) 및 (13)에서 얻어진 도포량 분포, 피부내 반사 없음의 식(16) 및 (17)에서 얻어진 도포량 분포로 각각 계산을 행하고, 도포 후의 반사율 분포를 나타낸다.
각 계산 결과를 도 14에 나타낸다. 굵은 선은 피부내 반사 있음의 식(12) 및 (13)으로부터 구한 실시예 1의 반사율 분포이다. 가는 선은 피부내 반사 없음의 식(16) 및 (17)로부터 구한 실시예 2의 반사율 분포이다. 파선은 계산 모델에 초기해(식(14))를 적용해서 구한 실시예 3의 반사율 분포이다. 또한, 일점쇄선은 화장료 도포 전의 반사율 분포이다. 이 도 14에 의하면, 이하를 알 수 있었다.
실시예 3에서는 반사율의 저하, 즉 기미가 크게 개선되어 있는 것을 알 수 있었다. 실시예 3에서는 광의 확산에 따르는 손실이 전혀 고려되어 있지 않기 때문에, 실시예 1∼2와 비교하면 조금 보정이 부족하지만 양호한 은폐 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 초기해를 사용하고 있어 복잡한 연립방정식을 풀 필요가 없는 것으로부터, 실시예 3의 처리 부하는 지극히 낮은 것이었다.
실시예 2에서는 반사율의 저하, 즉 기미가 크게 개선되어 있는 것을 알 수 있었다. 실시예 2에서는 피부 내부의 광 확산에 따르는 손실을 최대한으로 어림잡고 있기 때문에, 기미 부위가 약간 높은 쪽에 보정되어 있다고 추측되지만, 양호한 은폐 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
실시예 1에서는 반사율의 저하, 즉 기미가 크게 개선되어 거의 균일해졌다. 실시예 1에서는 내면반사를 2회까지로 함으로써 손실을 약간 과잉으로 보았기 때문에, 약간 기미 부위가 조금 높게 보정되어 있지만, 매우 양호한 은폐 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
그런데, 도 14의 도포량의 분포를 보면, 실시예 1∼3에서는 도포량의 절대값만은 다르지만, 경계에 있어서의 도포량의 변화의 모습은 초기해를 포함해서 거의 동일하다고 간주할 수 있다. 실시예 3은 손실이 전혀 없다고 했을 경우, 실시예 2는 손실을 과잉으로 보았을 경우,라고 생각하면, 바람직한 도포량은 그 사이에 나타나는 것이며, 초기해에서 얻어진 분포에 적당한 보정 배율을 곱해서 바람직한 도포량 분포가 얻어진다고 생각된다. 따라서, 초기해를 이용하여 얻어진 도포량 분포의 패턴을 복수회, 겹쳐 도포하는 것도 본 발명의 범위에 포함시킬 수 있다.
[비교예 1]
다음에, 실시예 3에서 얻어진 도포량 분포를, 중앙으로부터 외측으로 200㎛ 어긋나게 한 도포량 분포로 하고, 이것을 피부 모델의 표면에 도입한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 해서, 화장료를 도포한 후의 반사율 분포를 얻었다. 도 15는 비교예 1의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 15로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 2개소의 큰 피크(볼록부)가 나타나, 부자연스러운 경계가 되는 것을 알 수 있었다.
[비교예 2]
다음에, 실시예 3에서 얻어진 도포량 분포를, 중앙을 향해서 내측으로 200㎛ 어긋나게 한 도포량 분포로 하고, 이것을 피부 모델의 표면에 도입한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 해서, 화장료를 도포한 후의 반사율 분포를 얻었다. 도 16은 비교예 2의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 16으로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 2개소의 큰 피크(오목부)가 나타나, 부자연스러운 경계가 되는 것을 알 수 있었다.
비교예 1∼2에서는, 피부에 화장료를 도포했을 경우, 200㎛의 어긋남이 생김으로써 부분적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐할 수 없었다.
이상의 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 200㎛ 이하의 정밀한 세그먼트의 분할을 행해서 화장료의 도포량을 산출함으로써 피부의 국소적인 밝기의 차이를 자연스럽게 은폐하는 것을 알 수 있었다.
10 : 도포 시스템, 100 : 도포 장치, 101 : 도포헤드, 102 : 화장료 탱크, 103 : 이동기구, 104 : 조작부, 105 : 거리 센서, 106 : 모션 센서, 200 : 촬상부, 300 : 도포 제어 장치, 301 : 디스플레이, 302 : 화상 처리 회로, 303 : 갭 제어회로, 304 : 헤드 제어회로, 305 : CPU(취득부, 분할부, 산출부), 306 : RAM, 307 : ROM, 308 : 기억 장치(기억부), 309 : 스피커, 310 : I/F, 411 : 표피층, 411a : 각질층, 411b : 멜라닌 색소 침착부, 412 : 진피층, 413 : 피하조직, 414 : 동맥, 415 : 정맥

Claims (10)

  1. 피부의 화상 데이터를 취득하는 취득부와,
    상기 화상 데이터를 200㎛ 이하의 복수의 세그먼트로 분할하는 분할부와,
    상기 화상 데이터의 상기 복수의 세그먼트의 각 세그먼트의 값으로부터 상기 복수의 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 산출부를 구비하고,
    상기 복수의 세그먼트의 각 세그먼트의 상기 값은, 적어도 상기 복수의 세그먼트 내의 제 1 세그먼트에 대응하는 피부의 제 1 부분에 입사하는 광 및 상기 복수의 세그먼트 내의 제 2 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 제 2 부분으로부터 출사하는 광에 대한 산란에 관한 값인 도포 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 세그먼트 중에서 이웃하는 세그먼트의 중심간 거리가 20㎛ 이상 150㎛ 이하인 도포 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 복수의 세그먼트 각각에 대응하는 상기 피부의 각 부분간에 있어서의 광의 확산을 나타내는 임펄스 응답 함수를 이용하여, 상기 화상 데이터의 복수의 세그먼트의 값으로부터 상기 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 도포 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답 함수는, 상기 복수의 세그먼트 중의 1개를 대상 세그먼트로 했을 때에,
    상기 대상 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 대상 부분에 입사한 광이, 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 비율, 또는,
    상기 대상 세그먼트 이외의 비대상 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 비대상 부분에 입사한 광이, 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 비율을 나타내는 도포 제어 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 산출부는 광의 반사 확산 모델에 의거하여 상기 화장료의 도포량을 산출하고,
    상기 반사 확산 모델에 있어서 상기 복수의 세그먼트 중의 1개를 대상 세그먼트로 했을 때에, 상기 대상 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 대상 부분에서 얻어지는 광이, 적어도,
    상기 대상 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 대상 부분의 표면을 향해서 출사된 광 중, 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 내부로 투과하지 않고 반사된 성분과,
    상기 대상 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 대상 부분의 표면을 향해서 출사된 광 중, 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 내부로 투과한 후에 반사되어서 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 성분과,
    상기 대상 세그먼트 이외의 비대상 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 비대상 부분의 표면을 향해서 출사된 광 중, 상기 피부의 비대상 부분의 표면으로부터 내부로 투과한 후에 반사되어서 상기 피부의 대상 부분의 표면으로부터 출사하는 성분을 포함하는 도포 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상 데이터가 휘도값을 포함하는 도포 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상 데이터를 기억하는 기억부와,
    상기 산출부가 산출한 상기 화장료의 도포량에 의거하여 상기 피부에 상기 화장료를 토출해서 상기 화장료의 도막을 형성하는 도포헤드를 더 구비하고,
    상기 취득부는 상기 기억부로부터 상기 화상 데이터를 취득하는 도포 제어 장치.
  8. 피부의 화상 데이터를 취득하는 취득 공정과,
    상기 화상 데이터를 200㎛ 이하의 복수의 세그먼트로 분할하는 분할 공정과,
    상기 화상 데이터의 상기 복수의 세그먼트의 각 세그먼트의 값으로부터 상기 복수의 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 산출 공정을 구비하고,
    상기 복수의 세그먼트의 각 세그먼트의 상기 값은, 적어도 상기 복수의 세그먼트 내의 제 1 세그먼트에 대응하는 피부의 제 1 부분에 입사하는 광 및 상기 복수의 세그먼트 내의 제 2 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 제 2 부분으로부터 출사하는 광에 대한 산란에 관한 값인 도포 제어 방법.
  9. 피부의 화상 데이터를 취득하는 취득 처리와,
    상기 화상 데이터를 200㎛ 이하의 복수의 세그먼트로 분할하는 분할 처리와,
    상기 화상 데이터의 상기 복수의 세그먼트의 각 세그먼트의 값으로부터 상기 복수의 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 각 부분에 도포하는 화장료의 도포량을 산출하는 산출 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 복수의 세그먼트의 각 세그먼트의 상기 값은, 적어도 상기 복수의 세그먼트 내의 제 1 세그먼트에 대응하는 피부의 제 1 부분에 입사하는 광 및 상기 복수의 세그먼트 내의 제 2 세그먼트에 대응하는 상기 피부의 제 2 부분으로부터 출사하는 광에 대한 산란에 관한 값인, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 제 9 항에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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