JPH08153185A - 頭部画像情報の補完装置並びに補完方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現在の頭部画像のうちの毛髪の流れ方と同一
の流れとなる様に他の毛髪の画像情報を合成する、頭部
画像情報の補完装置を提供すること。 【構成】 頭部画像情報補完装置であって、増毛前の頭
部を含む人の画像を記憶する第１のフレームメモリー
（１）中から操作者によって指定された領域の画像情報
のうち画素の連続する方向を検出する第１の流れ方向検
出部（６）、頭部を含む人の画像を記憶する第２のフレ
ームメモリー（２）から抽出された画像情報のうち画素
の連続する方向を検出する第２の流れ方向検出部
（５）、両流れ方向検出部により検出された流れ方向の
差異を演算する回転角決定部（８）、その回転角決定部
の結果に基づき第２の抽出部の出力である画像情報を回
転する画像回転部（９）、及びその画像回転部の出力を
第１のフレームメモリーに記憶されている画像情報に合
成する画像合成部（１０）とを具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、頭部画像情報の補完方
法並びに補完装置に関する。詳しくは、現在の頭部画像
のうちの毛髪の流れ方と同一の流れとなる様に他の毛髪
の画像情報を合成することで、自然な増毛をした頭部の
様子を予測し、画像情報として構成する頭部画像情報の
補完方法並びに補完装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、人工毛髪の技術が進歩し、人工毛
髪を着用していても殆ど違和感を感じさせない様になっ
てきている。人工毛髪は着用者の希望によってその形状
・長さ等を決める。この為、毛髪作成前に装着後に人相
を計算機シミュレーションによって作画し、具体的に着
用者に提示することで、着用者の満足が得られるか確認
するという工程は極めて重要となっている。ここにおい
て従来では様々な者の現実の頭毛髪部分のみを予め撮像
しておき、これを着用予定者の撮像情報の上にそのまま
インポーズし提示するという手法をとることがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、人工毛髪の着
用においては、いきなり最終的な頭毛髪の状態にするの
ではなく、複数の段階に分け少しづつ増毛する様にし、
着用者の周囲の者に増毛を気づかせない様にすることが
多くある。この様な場合、計算機シミュレーションによ
る作画の為には、各段階における頭毛髪部分の情報を予
め有していなければならず、その情報量が膨大になると
いう不都合があった。

【０００４】また、この不都合を回避するためには画像
処理による補完の技術が考えられるが、単に多値画像を
補完すると色の濃さが変化するだけに留まり、毛髪の本
数の増減を表現することはできない。一方、毛髪の本数
の増減を表現することに注視すると、いきおい毛髪一本
ごとの予測演算をすることになり、人間の毛髪の本数と
同じ１０万回という膨大な量の演算をしなければならな
いことになりかねない。本発明は上記不都合を事実上回
避する目的でなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、少なく
とも増毛前の頭部が含まれている人の画像を記憶する第
１のフレームメモリーと、そのフレームメモリー中から
任意の領域を抽出する第１の抽出部と、これより抽出さ
れた画像情報のうち画素の連続する方向を検出する第１
の流れ方向検出部、並びに、少なくとも頭部が含まれて
いる人の画像を記憶する第２のフレームメモリーと、そ
のフレームメモリー中の任意の領域を抽出する第２の抽
出部と、これより抽出された画像情報のうち画素の連続
する方向を検出する第２の流れ方向検出部と、第１の流
れ方向検出部により検出された流れ方向と第２の流れ方
向検出部により検出された流れ方向の差異を演算する回
転角決定部と、その回転角決定部の演算結果に基づいて
第２の抽出部の出力である画像情報を回転する画像回転
部と、その画像回転部の出力を第１のフレームメモリー
に記憶されている画像情報に合成する画像合成部と、を
具備した装置を提供することで、上記目的の達成を図っ
たものである。

【０００６】

【作用】即ち、第１のフレームメモリーは、人工毛髪の
着用予定者の人工毛髪着用前であって、着用した顔等の
画像の基礎となる画像情報を記憶する様に作用する。第
１の抽出部は、基礎となる画像情報のうち、増毛したい
部分を選択的に指定され、この部分のみを抽出する様に
作用する。第１の流れ方向検出部は、前記増毛したい部
分についてその毛髪の流れがいづれの方向にあるかを検
出する様に作用する。

【０００７】第２のフレームメモリーは、少なくとも一
部に着用予定者が望む最終的な毛髪の状況を有している
者の頭部画像を記憶する様に作用する。第２の抽出部
は、第２のフレームメモリーから最終的に増毛部分とし
て使用することになる毛髪の画像部分を抽出する様に作
用する。第２の流れ方向検出部は、かかる最終的に増毛
部分として使用することになる毛髪の画像部分のうち、
この毛髪の流れがいづれの方向にあるかを検出する様に
作用する。

【０００８】回転角決定部は、検出された基礎となる画
像情報の毛髪の流れと、同じく検出された最終的な増毛
の目的となる部分の画像情報の毛髪の流れの方向の差を
算出する様に作用する。画像回転部は、上記回転角決定
部で決定した毛髪の流れの方向の差分だけ上記最終的な
増毛の目的となる部分の画像情報を回転する様に作用す
る。画像合成部は、二の入力のうち一の入力である大容
量の画像情報中に他の入力である小容量の画像情報を所
定の位置に埋め込む様に作用する。

【０００９】

【実施例】以下、本願発明における実施例を図１乃至図
８に基づいて説明する。 １．実施例の構成 先ず、本願発明における実施例の構成を図１を用いて説
明する。第１のフレームメモリーであるフレームメモリ
ーＡ（１）は、半導体メモリであって、１０００画素×
１５００画素のＲＧＢ３原色のカラーで各色素について
１６階調の記憶をすることができるものである。勿論、
この画素は表示装置の解像度と同じものに決すればよ
い。しかして、その内容として、例えば図３の如き人工
毛髪の着用予定者の人工毛髪着用前の画像情報を記憶す
る様になっている。以降の処理において、人工毛髪を着
用したときの顔等の情報の基礎となる。

【００１０】第１の抽出部（３）は、前記フレームメモ
リーＡ（１）に接続され、フレームメモリーＡ（１）の
記憶中から所定の近接する領域を抽出し、その結果を後
段の第１の流れ方向検出部（６）に送出する様になって
いる。しかして、この抽出する領域の指定は本装置の操
作者が後述する操作対話部（１２）からの指示に基づい
てされる様になっている。第１の流れ方向検出部（６）
は、前述の第１の抽出部（３）の出力に接続され、第１
の抽出部（３）中によって抽出された部分について、更
に細分化した領域に対しその中にある物がどの方向に流
れているのかを検出し、ここで得られた複数の方向情報
から抽出された部分の代表的な流れ情報を算出する様に
なっている。尚、具体的にはこの細分化した領域を５×
５のマトリクスとした。

【００１１】一方、第２のフレームメモリーであるフレ
ームメモリーＢ（２）は、前述のフレームメモリーＡ
（１）と同じく半導体メモリであって、１０００画素×
１５００画素のＲＧＢ３原色のカラーで各色素について
１６階調の記憶をすることができるものである。勿論、
ここでも画素数の構成は表示装置の解像度と同じものに
決すればよい。しかして、その内容として、例えば図２
の如き人工毛髪着用予定者が希望する人工毛髪着用後の
画像情報を記憶する様になっている。

【００１２】ここで、この記憶される画像については、
他人のものや着用予定者の若いときの画像であってもよ
いことは勿論、現在の着用予定者その儘を記憶すること
も可能である。本メモリー中に記憶されている情報はそ
のまま使用されるのではなく、部分的に用いられるため
のものであり、従って現在の着用予定者その儘の画像で
あっても残った毛髪の部分の情報を使用することも可能
であるからである。短的に表現すれば、少なくとも一部
に着用予定者が望む最終的な毛髪を有している者の頭部
画像であればそれで足りるということである。

【００１３】第２の抽出部（４）は、前記フレームメモ
リーＢ（２）に接続され、フレームメモリーＢ（２）の
記憶中から所定の近接する領域を抽出し、その結果を後
段の第２の流れ方向検出部（５）並びに画像回転部
（８）に送出する様になっている。しかして、この抽出
する領域の指定は第１の抽出部（３）と同じく、本装置
の操作者が後述する操作対話部（１２）からの指示に基
づいてされる様になっている。即ち、フレームメモリー
Ｂ（２）から最終的に増毛部分として使用することにな
る毛髪の画像部分を抽出する様に機能する様になってい
る。

【００１４】第２の流れ方向検出部（５）は、第２の抽
出部（４）の出力に接続され、第１の流れ方向検出部
（６）と同じ様に、先に抽出された最終的に増毛部分と
して使用することになる毛髪の画像部分のうち、この毛
髪の流れがいづれの方向にあるかを検出する様になって
いる。ただし、第１の流れ方向検出部（６）と同じ様に
細分化した領域で流れを決定してこれに基づいて領域全
体の流れを決定することが望ましいものの、ここでは概
略的に検出できればよいので、演算時間短縮の要請があ
る場合には一括して検出する様にしても構わない。

【００１５】回転角決定部（８）は、第１の流れ方向検
出部（６）及び第２の流れ方向検出部（５）の両出力に
接続され、検出された基礎となる画像情報の毛髪の流れ
と、同じく検出された最終的な増毛の目的となる部分の
画像情報の毛髪の流れの方向の差を算出する様になって
いる。画像回転部（９）は、前記回転角決定部（８）の
出力及び第２の抽出部（４）の出力に接続され、前記回
転角決定部（８）より得られる流れ方向の差分を回転角
として、第２の抽出部（４）の出力である最終的な増毛
の目的となる部分の画像情報を回転する様になってい
る。この際の回転中心は、第１の抽出部（３）より抽出
して得られた画像情報の中心と同一にすれば足りる。

【００１６】画像合成部（１０）は、その入力をフレー
ムメモリーＡ（１）並びに画像回転部（９）の出力に接
続され、フレームメモリーＡ（１）に記憶されている画
像情報中に画像回転部（９）より得られた小容量の画像
情報を先に第１の抽出部（３）で抽出した位置に対応す
る位置に埋め込む様になっている。ここで、埋め込み
は、単に画像回転部（９）より得られた画像情報でその
まま置き換えるばかりでなく、フレームメモリーＡ
（１）からの画像情報との論理積・論理和等、二の画像
間の演算によって決定する情報で置き換えるものであっ
ても構わない。これら演算の選択は、最終的に仕上がる
画像が自然だと感じるもので選択すればよい。本実施例
の場合には、論理積として、いずれの画像にも黒い毛髪
の情報がある部分だけに画像回転部（９）からの画像情
報を置き換える様にしている。

【００１７】画像表示部（１１）は、例えばＣＲＴ等の
表示デバイスを基調として構成された画像の表示機能を
有し、その入力を前記画像合成部（１０）に接続され、
合成された画像を本装置の操作者ばかりでなく、着用予
定者にも提示できる様になっている。操作対話部（１
２）は、キーボード・ポインティングデバイス・操作用
ディスプレー等を具備し、本実施例の装置におけるマン
マシンインターフェースとして機能する様になってい
る。しかして、その処理は、フレームメモリーＡ
（１）、フレームメモリーＢ（２）に基準となる画像を
ストアするばかりでなく、両抽出部（３）（４）に対
し、いずれの位置から抽出するのか等の具体的な操作指
示を出せる様になっている。

【００１８】２．実施例の動作 次に、本実施例についてその動作を図５乃至図８を用い
て説明する。 〔１〕 流れ方向検出の手順 ここで、本実施例中の流れ方向検出部（６）（５）にお
いて如何にして流れ方向を検出しているかについてを図
４に基づいて説明する。先ず前記細分化した領域は５×
５のマトリクス（１３）であり、それぞれの枡目は各絵
素を表している。本実施例の場合、各枡目の容量は、フ
レームメモリーＡ（１）の構成に対応して、ＲＧＢで１
６階調の記憶容量となっている。そして、この枡目毎に
一の濃度情報として代表値を決定する。この代表値はＲ
ＧＢに基づいて輝度信号と同じ計算式に基づいて決定す
ればよい。即ち、ＲＧＢを３０％、５９％、１１％の重
みをもって加算すればよい。

【００１９】こうして得られた枡目ごとの輝度情報をＺ
要素とし、マトリクスの広がりを各Ｘ要素、Ｙ要素とし
てみるとこのマトリクス（１３）は数学上、曲面を形成
する。ここで、この曲面に対し最小二乗法等の演算によ
って近似する平面を決定する（１５）。次にこの近似平
面について法線ベクトルＨ（１６）を算出する。しかし
て、この法線ベクトルと、ＸＹ平面の垂線Ｚ’（１７）
との間で外積Ｐ（１８）を取るとこの平面の傾きの大き
さ並びに方向が得られることになる。更にこの近似平面
上において外積Ｐ（１８）を９０度回転させるとＬ（１
９）が得られる。このＬこそが求めている流れの方向を
表している。

【００２０】即ち、毛髪についての画像情報について注
目してみると、かかる情報は略同一の濃度の絵素が一定
の方向に延びているので、上記のごとき立体座標空間を
定義すると、水平方向（ＸＹ平面上）で略同一の高さを
有することになる。このため、この毛髪の流れに従って
その近似平面のなす斜面はこの毛髪の流れと同一の方向
に流れることになる。従って、結局上記のごとき演算を
することによって容易に毛髪の流れる方向が多値カラー
の画像において検出することができるのである。

【００２１】次にこうして得られた細分化された領域の
情報から抽出領域の代表値の決定をおこなう。代表値
は、近接した複数の細分化された領域毎に、それぞれの
細分化された領域で決定した外積Ｐ（１８）の絶対値に
基づいて決定する。この外積Ｐの絶対値が大きい値をと
っているときには近似平面の傾きが大きいことを表して
いるので、小さい値をとっているものより流れの方向を
より明確に示していることになる。従って、予め決めた
閾値より大きいもののみを抽出し、これらの平均値を算
出することによってその代表値とすると、流れを相当の
確度で検出できたことになる。本実施例においては、横
２０×縦２０の細分化された領域を一のブロックとし
て、このブロック毎にこの代表値を決定する様にした。

【００２２】〔２〕 実施例の動作の手順 次に、本実施例の全体の動作について図５乃至図６を用
いて説明する。ここで、図５は時系列的に全体の動作の
内容を説明した図であり、図６は動作の内容に従ってそ
の情報が処理されていく様子を説明した図である。先
ず、操作者は、操作対話部（１２）に向かって操作を始
めるが、この際、予め図示しないテレビカメラ等から現
在の人工毛髪着用予定者の頭部を撮像しフレームメモリ
ーＡ（１）中に蓄積をしておく。この画像は操作対話部
（１２）に備えられた表示部に表示されているので、操
作者は以後この画像に対して指示を出すことになる。

【００２３】まず、フレームメモリーＡ（１）に対して
頭髪の部分を指摘し、この情報抽出を第１の抽出部
（３）に指示する。これにより、着用予定者の頭部のう
ち現在の髪の部分の領域を抽出できることになる（Ｓ
１）。例えば、図６中に示す様に所定の領域（２３）が
特定される。次に第１の抽出部（３）及び第１の流れ方
向抽出部（６）の作用により、髪の部分の情報のみを取
り出し（Ｓ２）、その領域を細分化した領域の流れ方向
を演算して検出する（Ｓ３）。この演算は先に説明した
通りの手順に従って処理される。次に第１の流れ方向抽
出部（６）の作用により近接する小領域のうち所定数を
まとめて中領域としてその中領域毎に流れ方向の代表値
を演算する（Ｓ４）。これによっては図６中の如き流れ
方向値（２４）が得られる。

【００２４】一方、フレームメモリーＢ（２）に対して
頭髪の部分を指摘し、この情報抽出を第２の抽出部
（４）に指示する。これにより、着用予定者の希望する
髪の部分の領域を特定できることになる（Ｓ５）。例え
ば、図６中の所定の領域（２１）が特定される。その
後、第２の流れ方向検出部（５）の作用によって、抽出
した最終的髪部分の領域を所定の画素毎に流れ方向を演
算する（Ｓ６）。これによっては図６中の如き流れ方向
値（２２）が得られる。以上の処理で、求める増毛の位
置と流れ、並びにそこに充てる毛髪の画像情報が決定す
るので、次に実際の合成処理をする段階に入る。

【００２５】まず、回転角決定部（８）の作用によっ
て、現在の髪部分についての流れ方向と、最終的髪部分
のうち、増毛させたい部分の領域の流れ方向を比較して
その差を算出する（Ｓ８）。これより、合成する毛髪の
情報をどの程度回転させるべきかが決定するので、その
角度情報に従って第２の抽出部（４）より得られる情報
を回転する（Ｓ９）。例えば、図６中の回転させられた
画像（２５）の様にその方向が現在の着用予定者の頭髪
の方向と同一になっている。そして、最後に回転した最
終的髪部分の領域の画像情報をもとのフレームメモリＡ
中の画像に合成する（Ｓ１０）ことによって、指定した
位置の合成画像（２６）が得られることになる。

【００２６】しかして、この処理を現在の着用予定者の
頭髪の全体に対してそれぞれの位置において手動で、若
しくはラスタ走査の手順で自動的に順に決定していくこ
とによって所望の増毛予測画像が得られる。尚、この
際、走査の位置を疎らに指定することによって多段階に
増毛する際の中間的な様子を予測することができること
になる。

【００２７】また、この領域の指定を表示上満足できる
程度に大きくすることによって高速に処理することが可
能となる。この大きさは処理の速度によってインタラク
ティブに変更すればよい。また、本実施例に係る技術に
よってたとえば、顔の皺の流れ方向の検出をして肉感を
換えた予測画像を作成することも可能である。また、上
記実施例では人工毛髪による予測に用いる目的のものを
中心として説明したが、これを略そのまま使用して犯人
のモンタージュの作成などにも利用することも可能であ
る。

【００２８】さらに、本実施例では、フレームメモリー
Ａ（１）に現在の画像、フレームメモリーＢ（２）に目
的とする画像を記憶しているが、逆にフレームメモリー
Ａ（１）に目的とする画像、フレームメモリーＢ（２）
に現在の画像を入れることにより、減毛状態も予測する
ことができる。また、本実施例ではフレームメモリーＡ
（１）に現在の画像、フレームメモリーＢ（２）に目的
とする画像を記憶しているが、逆にフレームメモリーＡ
（１）に目的とする画像、フレームメモリーＢ（２）に
現在の画像を入れ、かつ画像合成部（１０）の入力とし
て、本実施例でフレームメモリーＡ（１）としていたと
ころをフレームメモリーＢ（２）とすることで、髪型を
変えた場合の予測画像を得ることができる。

【００２９】なお、本実施例においては、全てハードウ
エアによって構成したが、計算機を用いて各構成部分の
要素をソフトウエアによって実現しても勿論構わない。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明した様に、本発明によれば、
予め用意しておくべき情報量を膨大にすることなく、毛
髪形状・量の変更を現実の画像として手軽に確認できる
装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成図である。

【図２】本発明の実施例中のフレームメモリーＢに記憶
する画像例図である。

【図３】本発明の実施例中のフレームメモリーＡに記憶
する画像例図である。

【図４】本発明の実施例の流れ方向検出手順の説明図で
ある。

【図５】本発明の実施例の動作フローチャートである。

【図６】本発明の実施例の動作における処理される画像
経過図である。

【符号の説明】

１ フレームメモリーＡ ２ フレームメモリーＢ ３ 第１の抽出部 ４ 第２の抽出部 ５ 第２の流れ方向検出部 ６ 第１の流れ方向検出部 ８ 回転角決定部 ９ 画像回転部 １０ 画像合成部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも増毛前の頭部が含まれている人
   の画像を記憶する第１のフレームメモリーと、 第１のフレームメモリー中の任意の領域を抽出する第１
   の抽出部と、 第１の抽出部により抽出された画像情報のうち画素の連
   続する方向を検出する第１の流れ方向検出部と、 少なくとも頭部が含まれている人の画像を記憶する第２
   のフレームメモリーと、 第２のフレームメモリー中の任意の領域を抽出する第２
   の抽出部と、 第２の抽出部により抽出された画像情報のうち画素の連
   続する方向を検出する第２の流れ方向検出部と、 第１の流れ方向検出部により検出された流れ方向と第２
   の流れ方向検出部により検出された流れ方向の差異を演
   算する回転角決定部と、 該回転角決定部の演算結果に基づいて第２の抽出部の出
   力である画像情報を回転する画像回転部と、 該画像回転部の出力を第１のフレームメモリーに記憶さ
   れている画像情報に合成する画像合成部と、 を具備することを特徴とする頭部画像情報の補完装置。
2. 【請求項２】増毛前の頭部画像として予め記憶されいて
   る第１の頭部画像のうち毛髪の領域を抽出し、 該毛髪の領域を複数の微小領域に分け、該微小領域中の
   毛髪の流れ方向を検出して第１の毛髪流れ方向値とし、 予め記憶されている第２の頭部画像のうちの任意の領域
   の毛髪の情報を抽出して毛髪パッチ画像情報とし、 該毛髪パッチ画像情報中の毛髪の流れ方向を検出して第
   ２の毛髪流れ方向値とし、 該毛髪パッチ画像情報を第２の毛髪流れ方向値が第１の
   毛髪流れ方向値と略一致する角度回転させた修正毛髪パ
   ッチ画像情報を得、 該修正毛髪パッチ画像情報を第１の頭部画像に合成する
   ことを特徴とする頭部画像情報の補完方法。