KR20160110039A

KR20160110039A - 화상 처리 장치 및 화상 처리 방법

Info

Publication number: KR20160110039A
Application number: KR1020150147889A
Authority: KR
Inventors: 타카시 오오타
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-09-21
Also published as: US9489751B2; CN105975896B; JP2016170628A; JP6458570B2; US20160267686A1; EP3067856A1; CN105975896A; EP3067856B1; KR101719431B1

Abstract

인물의 얼굴이 포함된 화상인 얼굴화상을 취득하는 화상 취득 수단과, 상기 얼굴화상으로부터, 입술에 대응하는 영역인 입술 영역을 추출하는 입술 추출 수단과, 상기 입술 영역에 포함되는 화소에 의거하여, 입술의 대표색을 결정하는 대표색 결정 수단과, 상기 얼굴화상에 포함되는 화소의 각각에 관해, 상기 입술 영역에 대한 근접도를 나타내는 제1의 값과, 상기 대표색에 대한 색의 유사도에 상관하는 제2의 값을 취득하는 값 취득 수단과, 상기 제1의 값 및 제2의 값의 분포에 의거하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정할 때의 무게의 분포를 나타내는 입술 보정 맵을 생성하는 입술 보정 맵 생성 수단과, 상기 입술 보정 맵을 이용하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정하는 화상 보정 수단을 갖는다.

Description

화상 처리 장치 및 화상 처리 방법{IMAGE PROCESSING APPARATUS AND IMAGE PROCESSING METHOD}

본 발명은, 입술(唇)의 색을 보정하는 화상 처리 기술에 관한 것이다.

근래, 디지털 카메라 등을 이용하여 촬영된, 사람의 얼굴이 포함되는 화상(얼굴화상)을 자동적으로 보정하는 기술이 보급되기 시작하고 있다. 이와 같은 기술의 하나로, 입술의 색조를 보정하는 것이 있다. 얼굴화상으로부터 입술을 검출하고, 색조를 보정함으로써, 립스틱을 칠한 것 같은 효과를 얻을 수 있고, 볼품을 향상시킬 수 있다.

입술의 색을 보정하기 위한 기술로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 화상 처리 장치가 있다. 당해 화상 처리 장치에서는, 얼굴화상에 의거하여 입술의 대표색을 취득하고, 취득한 입술의 대표색에 의거하여, 보정을 행하여야 할 영역을 특정하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특개2012-190287호 공보

특허 문헌 1에 기재된 방법에서는, 입술의 색에 의거하여, 입술이 존재하는 영역(이하, 입술 영역)을 특정하고, 당해 영역에 대해 보정을 행하고 있다. 그러나, 입술의 색에는 개인차가 있기 때문에, 반드시 입술 영역이 정확하게 특정할 수 없는 경우가 있다.

예를 들면, 입술의 크기가 같고, 불그스름한 영역이 넓은 인물과, 불그스름한 영역이 좁은 인물이 있는 경우, 전자(前者)에게서, 보다 입술이 크다고 인식되어 버린다.

본 발명은 상기한 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 화상에 포함되는 입술의 색을 보다 자연스럽게 보정하기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 화상 처리 장치는,

인물의 얼굴이 포함된 화상인 얼굴화상을 취득하는 화상 취득 수단과, 상기 얼굴화상으로부터, 입술에 대응하는 영역인 입술 영역을 추출하는 입술 추출 수단과, 상기 입술 영역에 포함되는 화소에 의거하여, 입술의 대표색을 결정하는 대표색 결정 수단과, 상기 얼굴화상에 포함되는 화소의 각각에 관해, 상기 입술 영역에 대한 근접도를 나타내는 제1의 값과, 상기 대표색에 대한 색의 유사도에 상관하는 제2의 값을 취득하는 값 취득 수단과, 상기 제1의 값 및 제2의 값의 분포에 의거하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정할 때의 무게의 분포를 나타내는 입술 보정 맵을 생성하는 입술 보정 맵 생성 수단과, 상기 입술 보정 맵을 이용하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정하는 화상 보정 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 화상 처리 장치는, 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정할 때에 이용하는 맵(입술 보정 맵)을 생성하는 장치이다. 입술 보정 맵이란, 입술의 색을 보정할 때의, 보정의 강도(强度)를 나타내는 맵이다.

입술 보정 맵의 생성은, 입력 화상인 얼굴화상에 의거하여, 입술에 대응하는 영역인 입술 영역과, 입술을 대표하는 색인 대표색을 생성한 다음, 당해 입술 영역과 대표색을 이용하여 행한다.

구체적으로는, 입술 영역에 대한 근접도(近接度)를 나타내는 값(제1의 값)과, 대표색과의 색의 유사도에 상관하는 값(제2의 값)을 화소마다 산출한 다음, 당해 제1의 값의 분포와, 제2의 값의 분포를 통합하여 입술 보정 맵을 생성한다. 제2의 값은, 대표색과의 색의 유사도라도 좋고, 당해 유사도에 무게를 곱한 값 등이라도 좋다.

이와 같이, 본 발명에 관한 화상 처리 장치는, 거리와 색의 쌍방을 기준으로 하여 생성한 입술 보정 맵을 이용하여 화상의 보정을 행하기 때문에, 일률적인 강도로 보정을 행하는 경우나, 거리나 색만에 의거하여 보정을 행하는 경우와 비교하여, 보다 자연스러운 보정을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 제2의 값은, 상기 대표색에 대한 색의 유사도와, 소정의 무게를 승산한 값이고, 상기 소정의 무게는, 대상의 화소의 적색의 성분이 강할수록 보다 커지는 것을 특징으로 하여도 좋다.

제2의 값은, 대표색에 대한 단순한 유사도(類似度)이라도 좋지만, 대상의 화소의 색상이 적색에 가까울수록, 보다 커지도록 보정된 값이라도 좋다. 입술에 대응하는 화소는 적 계통의 색을 갖고 있기 때문에, 이와 같이 함으로써, 입술을 보다 강조할 수 있다.

또한, 상기 제1의 값은, 대상의 화소가 상기 입술 영역부터 떨어짐에 따라 감쇠하는 값이고, 입의 안쪽에서의 감쇠도가, 입의 바깥쪽에서의 감쇠도보다도 가파른 것을 특징으로 하여도 좋다.

제1의 값은, 입술 영역부터 떨어짐에 따라 감쇠하는 값으로 할 수 있지만, 입술 영역부터 떨어진 개소에서 입술이 존재하는 확률은, 입의 안쪽보다도 입의 바깥쪽의 편이 높다. 그래서, 입의 안쪽에서의 감쇠율을, 입의 바깥쪽에서의 감쇠율보다도 가파르게 한다. 이러한 구성에 의하면, 보다 자연스러운 보정을 행할 수가 있도록 된다.

또한, 상기 화상 보정 수단은, 상기 입술 보정 맵에 정의된 무게를 이용하여, 소정의 보정색과, 상기 얼굴화상이 갖는 화소의 색상을 합성하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

입술 보정 맵에 정의된 무게를 이용하여, 대상 화소의 색상과 소정의 보정색을 합성함으로써, 보정색이 입술에 반영된 얼굴화상을 얻을 수 있다.

또한, 상기 대표색 결정 수단은, 상기 입술 영역의 내부에 위치하는 복수의 화소를 샘플링하고, 샘플링한 화소의 색상의 분포에 의거하여, 입술의 대표색을 결정하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

입술에 대응하는 대표색은, 검출한 입술 영역의 내부에 위치하는 복수의 화소를 샘플링함으로써 결정할 수 있다. 예를 들면, 샘플링한 복수의 화소의 색을 평균함으로써 대표색을 결정한다는 방법이 생각된다. 단, 이 경우, 입술 영역의 검출 정밀도나, 샘플링된 화소의 위치에 따라서는, 입술의 색을 충분히 나타내지 않는 화소가 샘플에 혼입되어 버리는 일이 있다. 이것을 방지하기 위해, 화소를 샘플링한 후에, 색상의 분포에 의거하여 대표색을 결정하도록 하여도 좋다. 예를 들면, 가장 많은 화소에 할당하고 있는 색을 대표색으로 하여도 좋고, 많은 화소에 할당하고 있는 색의 범위를 추출한 다음, 당해 범위에 속하는 화소를 재차 샘플링하여도 좋다. 이에 의해, 샘플으로서 적합하지 않는 화소를 제외할 수 있다.

또한, 상기 대표색 결정 수단은, 상기 샘플링한 화소의 색상을 나타내는 히스토그램을 생성하고, 색상이, 평균치를 중심으로 하는 소정의 범위에 속하고 있는 화소만을 이용하여 입술의 대표색을 결정하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

예를 들면, 평균치를 중심으로 하여, 소정의 퍼센타일값에 포함되는 화소를 재(再)샘플링하고, 재샘플링의 결과에 의거하여 대표색을 결정하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 보다 적절한 대표색을 결정할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 수단의 적어도 일부를 포함하는 화상 처리 장치로서 특정할 수 있다. 또한, 본 발명은, 상기 화상 처리 장치가 행하는 화상 처리 방법으로서 특정할 수도 있다. 또한, 본 발명은, 컴퓨터에 상기 화상 처리 방법을 실행시키는 프로그램으로서 특정할 수도 있다. 상기 처리나 수단은, 기술적인 모순이 생기지 않는 한에 있어서, 자유롭게 조합시켜서 실시할 수 있다.

본 발명에 의하면, 화상에 포함되는 입술의 색을 보다 자연스럽게 보정하는 것이 가능해진다.

도 1은 실시 형태에 관한 화상 처리 장치의 시스템 구성도.
도 2는 화상 처리 장치가 행하는 처리의 플로 차트.
도 3은 입화상을 생성하는 처리를 상세히 설명하는 플로 차트.
도 4는 입화상 및 입술 영역의 예.
도 5는 대표색을 결정하는 처리를 상세히 설명하는 플로 차트.
도 6은 화소를 샘플링하는 처리를 설명하는 도면.
도 7은 입술 보정 맵을 생성하는 처리를 상세히 설명하는 플로 차트.
도 8은 위치의 정도 맵을 설명하는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관해 도면을 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태에 관한 화상 처리 장치는, 얼굴이 포함되는 화상을 취득하고, 당해 화상에 포함되는 사람의 입술의 색을 보정하는 장치이다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 화상 처리 장치(10)의 시스템 구성도이다.

(제1의 실시 형태)

제1의 실시 형태에 관한 화상 처리 장치(10)는, 화상 취득부(11), 입(口) 검출부(12), 입술 영역 검출부(13), 대표색 취득부(14), 입술 보정 맵 생성부(15), 화상 보정부(16)로 구성된다.

화상 취득부(11)는, 처리 대상의 화상(인간의 얼굴을 포함하는 화상. 이하, 얼굴화상)을 취득하는 수단이고, 전형적으로는, 고정 디스크 드라이브나 플래시 메모리라는 기억 장치이다. 또한, 화상 취득부(11)는, 장치의 외부로부터 화상을 취득하는 수단(예를 들면, 인터페이스 장치나 무선 통신 장치)라도 좋고, 렌즈와 촬상 소자를 통하여 화상을 촬상하는 수단이라도 좋다. 또한, 처리 대상의 화상은, 동화를 구성하는 각 프레임에 대응하는 화상이라도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는, 얼굴화상의 색공간은 YCbCr인 것으로 하지만, RGB나, Lab 등이라도 좋다.

입 검출부(12)는, 화상 취득부(11)가 취득한 얼굴화상으로부터, 인간의 입에 대응하는 영역을 추출하는 수단이다. 구체적으로는, 얼굴화상으로부터 인간의 입에 대응하는 특징점을 검출하고, 입이 존재하는 영역을 특정한 다음, 당해 영역을 클리핑한다. 검출한 특징점은, 입의 좌단(左端), 입의 우단(右端), 입술의 경계를 나타내는 점(点) 등인 것이 바람직하다. 이후, 클리핑 후의 화상을, 입화상이라고 칭한다.

입술 영역 검출부(13)는, 입 검출부(12)가 검출한 특징점에 의거하여, 입술의 경계를 나타내는 곡선을 생성하고, 입술이 존재하는 영역인 입술 영역을 생성하는 수단이다. 입술 영역은, 예를 들면, 입의 좌단에 대응하는 특징점과, 입의 우단에 대응하는 특징점을 잇는 곡선을, 입술의 경계선에 따라 그음으로써 생성할 수 있다. 예를 들면, 입술의 경계를 나타내는 복수의 점을 스플라인 보간하고, 윗입술의 상하, 아랫입술의 상하에 각각 대응하는 합계 4개의 곡선을 생성하여도 좋다. 이와 같이 하여 생성한 곡선에 의해, 윗입술을 나타내는 폐영역과, 아랫입술을 나타내는 폐영역이 생성된다. 이후, 이 2개의 폐영역을 입술 영역이라고 칭한다.

대표색 취득부(14)는, 입화상에 포함되는 입술을 대표하는 색(이하, 대표색)을 취득하는 수단이다. 구체적으로는, 입술 영역의 내부에 있는 복수의 화소를 샘플링하고, 샘플링 결과에 의거하여, 단일한 대표색을 산출한다. 구체적인 처리 방법에 관해서는 후술한다.

입술 보정 맵 생성부(15)는, 입술 영역 검출부(13)가 생성한 입술 영역과, 대표색 취득부(14)가 취득한 대표색에 의거하여, 입술 보정 맵을 생성하는 수단이다. 입술 보정 맵이란, 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정할 때의 무게를 나타내는 맵이고, 보다 크게 색을 보정하여야 할 개소에 대해 보다 큰 무게를 준 맵이다. 즉, 입술 보정 맵은, 입술다움을 나타내는 맵이다고도 말할 수 있다. 구체적인 처리 방법에 관해서는 후술한다.

화상 보정부(16)는, 입술 보정 맵 생성부(15)가 생성한 입술 보정 맵을 이용하여, 얼굴화상에 대한 보정을 행하는 수단이다. 화상 보정부(16)가 행하는 보정은, 입술의 색을 보정하는 것이라면, 어떤 것이라도 좋다. 예를 들면, 얼굴화상에 포함되는 입술에 대해, 소정의 보정색을 합성함으로써, 립스틱을 칠한 효과를 얻는 보정 등이라도 좋다.

또한, 이상에 설명한 각 수단은, 전용으로 설계된 하드웨어에 의해 실현되어도 좋고, 소프트웨어 모듈에 의해 실현되어도 좋다. 또한, FPGA(Field Programmable Gate Array)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등에 의해 실현되어도 좋고, 이들의 조합에 의해 실현되어도 좋다.

전술한 수단이 소프트웨어로서 구성되는 경우, 보조기억 장치에 기억된 프로그램이 주기억 장치에 로드되고, CPU에 의해 실행됨에 의해 각 수단이 기능한다.(CPU, 보조기억 장치, 주기억 장치는 모두 부도시)

또한, 프로그램을 실행하는 수단은, CPU로 한정되지 않고, ISP(Image Signal Processor)나 DSP(Digital Signal Processor), GPU(Graphics Processing Unit) 등이라도 좋다.

다음에, 취득한 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정하는 처리를, 화상 처리 장치(10)가 행하는 처리 플로 차트인 도 2를 참조하면서 순번대로 설명한다. 도 2의 처리는, 장치의 유저로부터의 지시에 의거하여 시작된다.

우선, 화상 취득부(11)가 얼굴화상을 취득한다(스텝 S11). 본 실시 형태에서는, 미리 기억되어 있는 얼굴화상을 기억 장치로부터 취득하는 것으로 하지만, 통신 수단이나 촬상 수단을 통하여 얼굴화상을 취득하여도 좋다.

다음에, 입 검출부(12)가, 취득한 얼굴화상으로부터, 입에 대응하는 영역을 추출하고, 당해 영역을 클리핑함으로써 입화상을 생성한다(스텝 S12). 도 3은, 스텝 S12에서 행하는 처리의 내용을 상세히 도시한 플로 차트이다.

우선, 스텝 S121에서, 화상에 포함되는 얼굴에 대응하는 사각형 영역(이하, 얼굴 영역)을 추출한다. 화상으로부터 얼굴 영역을 추출하는 방법은 공지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 스텝 S122에서, 얼굴 영역에 포함되는 입을 검출한다. 구체적으로는, 입의 좌단, 입의 우단, 입술의 경계 등에 대응하는 특징점을, 기지의 방법에 의해 검출한다. 또한, 특징점의 검출에 실패한 경우, 필터링을 행한 후, 매칭 처리에 의해 입이나 입술을 검출하도록 하여도 좋다.

다음에, 스텝 S123에서, 화상의 정규화를 행한다. 구체적으로는, 입의 좌단과 우단의 점이 소정의 좌표에 오도록, 얼굴 영역을 클리핑하여, 소정의 사이즈의 사각형 화상을 생성한다. 이 때, 임의의 보간 수법을 이용하여 해상도의 변환을 행하여도 좋다. 또한, 얼굴화상에 포함되는 입이 수평이 아닌 경우, 아핀 변환 등에 의해, 입이 수평이 되도록 회전하는 처리를 행한 후에 클리핑을 행하여도 좋다.

또한, 입화상은, 컬러 화상이라도 좋고, 컬러 정보를 분리한 복수의 화상의 조(組)라도 좋다. 예를 들면, 얼굴화상의 색공간이 YCbCr인 경우, Y성분과, Cb성분과, Cr성분을 각각 분리한 3장의 화상의 조를 입화상으로 하여도 좋다. 도 4(A)에 도시한 화상(401)이, 입화상의 예이다.

다음에, 입술 영역 검출부(13)가, 스텝 S122에서 검출한 특징점에 의거하여, 입술 영역을 생성한다(스텝 S13).

우선, 입의 좌단에 대응하는 특징점을 시점(始點)으로 하고, 윗입술의 상측에 대응하는 복수의 특징점을 경유하여, 입의 우단에 대응하는 특징점에 이르는 스플라인 곡선을 생성한다. 마찬가지로, 입의 좌단에 대응하는 특징점을 시점으로 하고, 윗입술의 하측에 대응하는 복수의 특징점을 경유하여, 입의 우단에 대응하는 특징점에 이르는 스플라인 곡선을 생성한다. 이에 의해, 윗입술에 대응하는 폐영역이 생성된다.

또한, 마찬가지 수법으로, 아랫입술에 대응하는 폐영역을 생성한다. 이 결과, 도 4(B)에 도시한 바와 같은, 윗입술에 대응하는 영역과, 아랫입술에 대응하는 영역으로 이루어지는 입술 영역이 생성된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 특징점을 이용하여 스플라인 곡선을 생성함으로써 입술 영역을 생성하였지만, 다른 방법을 이용하여 입술 영역을 생성하여도 상관없다. 예를 들면, 패턴 매칭에 의해 입술을 검출한 경우, 이용한 패턴에 의거하여 입술 영역을 생성하여도 좋고, 다른 방법을 이용하여 입술 영역을 생성하여도 좋다.

다음에, 대표색 취득부(14)가, 입 검출부(12)가 생성한 입화상과, 입술 영역 검출부(13)가 생성한 입술 영역을 이용하여, 입술을 대표하는 색인 대표색을 취득한다(스텝 S14). 도 5는, 스텝 S14에서 행하는 처리의 내용을 상세히 도시한 플로 차트이다.

우선, 입술을 상하 방향으로 횡단하는 주사선을 설정하고, 당해 주사선을 횡방향에 이동시키면서, 윗입술의 폭 및 아랫입술의 폭이 함께 소정의 폭 이상이 되는 구간을 추출한다(스텝 S141). 도 6 중, 종방향의 점선이 주사선이고, 주사선(A)과 주사선(B)으로 둘러싸인, 부호 601로 도시한 구간이, 추출된 구간이다.

또한, 소정의 폭이란, 후술하는 스텝 S142에서 화소를 샘플링하기 위해 충분한 폭이라면 좋다. 예를 들면, 윗입술과 아랫입술로 각각 6화소씩 샘플링을 행하는 경우, 소정의 폭을 6픽셀씩으로 하여도 좋다.

다음에, 윗입술 및 아랫입술의 각각에 관해, 샘플링점을 배치한다(스텝 S142). 본 예에서는, 추출한 구간을 19등분하고, 20개의 라인을 설정한 다음, 라인마다, 윗입술과 아랫입술에, 각각 6개의 샘플링점을 배치한다. 부호 602는, 아랫입술에 대한 샘플링점의 배치례이다. 본 예에서는, 라인마다 상하 6(합계 12개)개씩 샘플링점이 배치되기 때문에, 20개의 라인으로 합계 240개의 샘플링점이 배치된다. 또한, 샘플링점은, 화소와 겹쳐지도록 배치된다.

다음에, 샘플링점이 배치된 화소 각각에 관해, Y성분, Cb성분, Cr성분을 취득하고, 각각의 값의 히스토그램을 생성한다(스텝 S143).

다음에, 생성된 3개의 히스토그램에 관해, 평균치(μ)를 산출하고, 3개의 값이 함께, 평균치를 중심으로 하는 소정의 범위에 속한 화소만을 추출하고, 샘플링 화소로 한다(스텝 S144). 예를 들면, 표준 편차를 σ, 소정의 범위를 ±2σ로 한 경우, Y성분, Cb성분, Cr성분이, 전부 평균치를 중심으로 하는±2σ의 범위에 존재하는 샘플링 화소만이 추출된다.

다음에, 스텝 S145에서, 추출한 샘플링 화소를 이용하여, 입술의 대표색을 결정한다. 대표색은, 샘플링 화소의 Y성분, Cb성분, Cr성분의 각 평균치 등을 이용하여 결정할 수 있지만, 다른 방법을 이용하여 결정하여도 좋다.

이상의 처리에 의해, 입술 영역에 대응하는 대표색이 결정된다.

다음에, 입술 보정 맵 생성부(15)가, 스텝 S13에서 생성한 입술 영역과, 스텝 S14에서 취득한 대표색을 이용하여, 입술 보정 맵을 생성한다(스텝 S15). 도 7은, 스텝 S15에서 행하는 처리의 내용을 상세히 도시한 플로 차트이다.

우선, 스텝 S151에서, 위치의 정도 맵을 생성한다. 위치의 정도 맵이란, 입술의 색을 보정할 때의 무게를 나타내는 맵의 하나이고, 대상의 화소와, 입술 영역과의 거리에 의거하여, 256계조의 값이 주어진 맵이다.

위치의 정도 맵이 갖는 값은, 입술 영역의 내부에서 최대(255)가 되고, 입술 영역부터 떨어짐에 따라 0을 향하여 감쇠한다(작아진다). 감쇠의 정도는, 입의 내측에서 가파르게 되고, 입의 외측에서 완만한 것이 바람직하다.

도 8은, 위치의 정도 맵이 갖는 값의 감쇠를 도시하는 도면이다. 그래프의 횡축이, 입술을 종방향으로 횡단한 라인(부호 801)상의 Y좌표에 대응하고, 그래프의 종축이, 맵에 할당된 값을 나타낸다. 도 8을 보고 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 입의 바깥쪽과 입의 안쪽에서, 다른 감쇠율이 설정되어 있다. 본 예에서는, 입술의 폭을 m으로 한 경우에, 윗입술의 상방(입의 바깥쪽)에서, 거리가 m만큼 떨어진 경우에 값이 0이 되고, 윗입술의 아래쪽(입의 안쪽)에서, 거리가 m/2만큼 떨어진 경우에 값이 0이 되도록 감쇠도가 설정되어 있다.

또한, 도 8에서는 윗입술만을 도시하였지만, 아랫입술에 대해서도, 상하가 반전한 이외는 같은 감쇠도가 된다. 물론, 감쇠도는 예시하는 것 이외라도 좋다. 본 스텝에서는, 입화상에 포함되는 모든 화소에 관해, 입술 영역부터의 거리를 산출하고, 위치의 정도 맵을 생성한다.

다음에, 스텝 S152에서, 색의 정도 맵을 생성한다. 색의 정도 맵이란, 입술의 색을 보정할 때의 무게를 나타내는 맵의 하나이고, 입화상에 포함되는 화소와, 대표색과의 색의 유사도에 의거하여, 256계조의 값이 주어진 맵이다.

색의 정도 맵이 갖는 값은, 대상의 화소가, 대표색과 유사할수록 커진다. 여기서, 대상의 화소의 Cb성분을 Cb_x, Cr성분을 Cr_x, 대표색의 Cb성분을 Cb₁, Cr성분을 Cr₁로 하여 두면, 색의 유사도(sc_x)는, 식(1)으로 표시된다. 색의 정도 맵은, 여기서 얻어진 유사도(sc_x)를, 0∼255의 범위로 다시 할당한 맵이다. 색의 정도 맵이 갖는 값은, 색이 동일한 경우에 255가 되고, 색상의 차가 최대였던 경우에 0이 된다.

본 스텝에서는, 입화상에 포함되는 모든 화소에 관해, 대표색과의 유사도를 산출하고, 색의 정도 맵을 생성한다.

[수식 1]

또한, 식(1)은, 입화상에 포함되는 화소가 256계조인 경우의 예이지만, 계조는 이 이외라도 좋다. 또한, 유사도(sc_x)는, 대표색과의 유사도를 정량적으로 나타내는 값이라면, 다른 수법에 의해 구하여도 좋다. 예를 들면, 본 예에서는, 색성분의 차의 절대치를 합계하였지만, 색성분의 차의 절대치를 승산하여도 좋다. 또한, 차의 절대치가 아니라, 차의 제곱 등을 이용하여도 좋다.

다음에, 스텝 S151에서 생성한 입술 위치의 정도 맵과, 스텝 S152에서 생성한 색의 정도 맵을 통합하여, 입술 보정 맵을 생성한다(스텝 S153). 입술 보정 맵은, 입술 위치의 정도 맵이 갖는 값과, 색의 정도 맵이 갖는 값을 승산하고, 얻어진 값을 0∼255의 범위로 다시 할당한 맵이다.

이와 같이 하여 생성한 입술 보정 맵은, 입술 영역부터의 거리와, 대표색과의 색의 유사도의 쌍방에 의거하여 생성된 것으로 된다.

생성된 입술 보정 맵은, 화상 보정부(16)에 송신되고, 화상 보정부(16)가, 취득한 입술 보정 맵을 이용하여, 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정하는 처리를 실행한다(스텝 S16).

구체적으로는, 얼굴화상의 화소치에 대해, 입술 보정 맵에 정의된 값을 무게로 하여, 보정색을 합성하고, 합성 후의 화소치를 얼굴화상에 되돌려 기록한다. 또한, 얼굴화상이, Y성분, Cb성분, Cr성분 등의 복수의 채널에 분리하고 있는 경우, 색상을 나타내는 채널(Cb성분 및 Cr성분)에 대해서만 처리를 행한 후에, 당해 복수의 채널을 통합하면 좋다. 보정된 화상은, 도시하지 않은 기억 장치에 기억, 또는, 외부에 송신되어, 유저에게 제공된다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 화상 처리 장치는, 검출한 입술 영역부터의 거리를 나타내는 맵과, 입술 영역에 대응하는 대표색과의 유사도를 나타내는 맵의 쌍방에 의거하여 입술 보정 맵을 생성한 다음, 당해 입술 보정 맵을 무게로 하여 입술의 색을 보정한다. 이에 의해, 입술의 형상이나 색에 개인차가 있는 경우라도, 자연스러운 보정을 행할 수가 있다.

(제2의 실시 형태)

제1의 실시 형태에서는, 스텝 S152에서, 입화상의 Cb성분의 유사도와, Cr성분의 유사도의 합이 커질수록, 값이 리니어하게 증가하는 식(식(1))을 이용하여 색의 정도 맵을 생성하였다. 이에 대해, 제2의 실시 형태는, 입화상에 포함되는 화소의 적색의 성분이 강할수록, 당해 화소에 대한 무게를 보다 크게 하는 실시 형태이다.

제2의 실시 형태에 관한 화상 처리 장치의 구성은, 입술 보정 맵 생성부(15)가 행하는 처리가 일부 다르다는 점을 제외하고, 제1의 실시 형태와 마찬가지이다.

제2의 실시 형태에서는, 스텝 S152의 처리에서, 식(2)을 이용하여 결정한 유사도(sc_x)를 이용하여, 색의 정도 맵을 생성한다. 여기서, α는, 대상의 화소의 적색의 성분이 강할수록(즉 Cr_x가 클수록) 커지는 값이다. 예를 들면, α=Cr_x/255로 할 수 있다.

[수식 2]

제2의 실시 형태에서는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 0∼255의 범위의 값을 갖는 색의 정도 맵이 생성되지만, 보다 붉은광이 강한 화소에 대해, 보다 크게 보정을 행하는 무게를 준 것으로 된다. 이에 의해, 신축성이 붙은 보정 결과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 얼굴화상의 색공간을 YCbCr로 하였지만, 얼굴화상의 색공간은, 이 이외라도 좋다. 또한, 대상의 화소의 색상이 적색에 가까울수록, 맵이 갖는 값을 크게 할 수 있으면, 예시하는 방법 이외의 방법을 이용하여 색의 정도 맵을 생성하여도 좋다. 예를 들면, 식(1)으로 구한 결과에 α를 승산하여도 좋다. 마찬가지로, α의 정의(定義) 방법에 대해서도, 예시하는 것으로 한정되지 않는다.

(변형례)

상기한 실시 형태는 어디까지나 한 예이고, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

예를 들면, 생성한 입술 보정 맵에 대해, 다시 보정 계수를 승산함으로써, 보정의 강도를 조정할 수 있도록 하여도 좋다.

또한, 실시 형태의 설명에서는, 기억 장치에 기억된 화상에 대해 처리를 행하는 화상 처리 장치를 예로 설명을 행하였지만, 화상은 반드시 기억 장치로부터 취득할 필요는 없고, 예를 들면, 장치의 외부로부터 유선 또는 무선 네트워크를 통하여 취득하여도 좋다.

또한, 본 발명은, 화상을 촬상하는 촬상 수단과, 전술한 화상 처리 장치를 조합시켜, 입술의 색조를 보정하는 기능을 갖는 촬상 장치로서 실시하여도 좋다.

10 : 화상 처리 장치
11 : 화상 취득부
12 : 입 검출부
13 : 입술 영역 검출부
14 : 대표색 취득부
15 : 입술 보정 맵 생성부
16 : 화상 보정부

Claims

인물의 얼굴이 포함된 화상인 얼굴화상을 취득하는 화상 취득 수단과,
상기 얼굴화상으로부터, 입술에 대응하는 영역인 입술 영역을 추출하는 입술 추출 수단과,
상기 입술 영역에 포함되는 화소에 의거하여, 입술의 대표색을 결정하는 대표색 결정 수단과,
상기 얼굴화상에 포함되는 화소의 각각에 관해, 상기 입술 영역에 대한 근접도를 나타내는 제1의 값과, 상기 대표색에 대한 색의 유사도에 상관하는 제2의 값을 취득하는 값 취득 수단과,
상기 제1의 값 및 제2의 값의 분포에 의거하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정할 때의 무게의 분포를 나타내는 입술 보정 맵을 생성하는 입술 보정 맵 생성 수단과,
상기 입술 보정 맵을 이용하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정하는 화상 보정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2의 값은, 상기 대표색에 대한 색의 유사도와, 소정의 무게를 승산한 값이고, 상기 소정의 무게는, 대상의 화소의 적색의 성분이 강할수록 보다 커지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1의 값은, 대상의 화소가 상기 입술 영역부터 떨어짐에 따라 감쇠하는 값이고, 입의 안쪽에서의 감쇠도가, 입의 바깥쪽에서의 감쇠도보다도 가파른 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 화상 보정 수단은, 상기 입술 보정 맵에 정의된 무게를 이용하여, 소정의 보정색과, 상기 얼굴화상이 갖는 화소의 색상을 합성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대표색 결정 수단은, 상기 입술 영역의 내부에 위치하는 복수의 화소를 샘플링하고, 샘플링한 화소의 색상의 분포에 의거하여, 입술의 대표색을 결정하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제5항에 있어서,
상기 대표색 결정 수단은, 상기 샘플링한 화소의 색상을 나타내는 히스토그램을 생성하고, 색상이, 평균치를 중심으로 하는 소정의 범위에 속하고 있는 화소만을 이용하여 입술의 대표색을 결정하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
인물의 얼굴이 포함된 화상인 얼굴화상에 의거하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정할 때의 무게의 분포를 나타내는 입술 보정 맵을 생성하는 화상 처리 장치가 행하는 화상 처리 방법으로서,
얼굴화상을 취득하는 화상 취득 스텝과,
상기 얼굴화상으로부터, 입술에 대응하는 영역인 입술 영역을 추출하는 입술 추출 스텝과,
상기 입술 영역의 내부에 위치하는 화소를 이용하여, 입술의 대표색을 결정하는 대표색 결정 스텝과,
상기 입술 영역에 대한 근접도를 나타내는 제1의 값과, 상기 대표색에 대한 색의 유사도를 나타내는 제2의 값을, 상기 얼굴화상 중의 화소마다 취득하는 값 취득 스텝과,
상기 제1의 값 및 제2의 값의 분포에 의거하여, 입술 보정 맵을 생성하는 입술 보정 맵 생성 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는, 화상 처리 방법.
인물의 얼굴이 포함된 화상인 얼굴화상에 의거하여, 상기 얼굴화상에 포함되는 입술의 색을 보정할 때의 무게의 분포를 나타내는 입술 보정 맵을 생성하는 화상 처리 장치에,
얼굴화상을 취득하는 화상 취득 스텝과,
상기 얼굴화상으로부터, 입술에 대응하는 영역인 입술 영역을 추출하는 입술 추출 스텝과,
상기 입술 영역의 내부에 위치하는 화소를 이용하여, 입술의 대표색을 결정하는 대표색 결정 스텝과,
상기 입술 영역에 대한 근접도를 나타내는 제1의 값과, 상기 대표색에 대한 색의 유사도를 나타내는 제2의 값을, 상기 얼굴화상 중의 화소마다 취득하는 값 취득 스텝과,
상기 제1의 값 및 제2의 값의 분포에 의거하여, 입술 보정 맵을 생성하는 입술 보정 맵 생성 스텝을 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램이 기록된 기록 매체.