(57)【要約】【課題】従来にない方法で陰影情報を導出すること。【解決手段】撮影された画像から参照物体領域を抽出する領域抽出部と、抽出された参照物体領域に基づいて参照物体の法線を導出する法線導出部と、抽出された参照物体領域と、導出された参照物体の法線とに基づいて陰影情報を導出する陰影情報導出部と、を備える陰影情報導出装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影された画像から参照物体領域を抽出する領域抽出部と、
抽出された前記参照物体領域に基づいて参照物体の法線を導出する法線導出部と、
抽出された前記参照物体領域と、導出された参照物体の法線とに基づいて陰影情報を導出する陰影情報導出部と、
を備える陰影情報導出装置。
【請求項２】
前記陰影情報導出部は、球面調和関数の係数についての二次多項式を最適化する係数を算出することによって前記陰影情報を導出する請求項１に記載の陰影情報導出装置。
【請求項３】
撮影された画像から参照物体領域を抽出する領域抽出ステップと、
抽出された前記参照物体領域に基づいて参照物体の法線を導出する法線導出ステップと、
抽出された前記参照物体領域と、導出された参照物体の法線とに基づいて陰影情報を導出する陰影情報導出ステップと、
を有する陰影情報導出方法。
【請求項４】
コンピュータを、請求項１または２に記載の陰影情報導出装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰影情報を導出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
拡張現実においては、例えば仮想物体などのＣＧ（コンピュータグラフィックス）オブジェクトをシーン画像に合成する際に、そのＣＧオブジェクトに陰影を付与することが行われている。このように、ＣＧオブジェクトに対応して陰影を付加することによって、シーン画像においてそのＣＧオブジェクトが実際に存在しているかのように見せることができる。
【０００３】
上記のように陰影を付加するのにあたっては陰影情報が利用される。陰影情報とは、シーン画像におけるＣＧオブジェクトの合成位置に対応させて実シーンにＣＧオブジェクトの実体を位置させたとした場合に生じる陰影が、シーン画像においてはどのように表現されるのかを示す情報である。
【０００４】
陰影情報の導出は、例えば、シーンにおける光源に関する情報（光源情報）を推定し、この光源情報に基づいてＣＧオブジェクトのレンダリングを行うことにより実現されている。
光源情報を推定するにあたり、例えば全方位を撮像する全方位カメラを利用するというものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。この手法は、全方位を撮像した画像のいずれかの部分において光源が撮像されていることを前提としている。そのうえで、この手法は、全方位カメラにより撮像した画像に基づいて、シーン画像に対応する光源の位置、色、位置、強度などを推定するというものである。
【０００５】
また、金属球を利用する手法が知られている（例えば、非特許文献２参照）。この手法は、上記の全方位カメラに準じた考え方に基づいている。つまり、この手法は、金属球に映った周囲のシーンの映像において光源も含まれていることを前提とする。そのうえで、この手法は、周囲のシーンが映り込んでいる金属球の画像に基づいて光源の位置、色、位置、強度などを推定するものである。
【０００６】
また、拡散反射面を有する白色球を利用する手法が知られている（例えば、非特許文献３参照）。この手法では、白色球の画像において現れている陰影に基づいて、その白色球の周囲における光源の色、強度、方向等を推定するものである。
さらに、ユーザに画像中の光源位置、部屋の３次元情報に関する入力をさせ、入力された３次元情報を手掛かりとして、光源の色、強度、位置等を推定する手法も知られている（例えば、非特許文献４参照）。
また、使用する機器やシーン中の物体の反射特性の測定などの事前手続きを必要としない手法も知られている（例えば、非特許文献５参照）。この手法は、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）などのＲＧＢ＋Ｄセンサを用いてカラー画像と共に距離計測によって奥行情報を取得することでデプスマップを取得する。そして、この手法は、取得したカラー画像及びデプスマップを入力として少数の球面調和関数の重みのみを求めることで、陰影情報の導出を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】佐藤いまり，林田守広，甲斐郁代，佐藤洋一，池内克史，実光環境下での画像生成  ：  基礎画像の線形和による高速レンダリング手法，  電子情報通信学会論文誌．  Ｄ−ＩＩ，情報・システム，ＩＩ−パターン処理  Ｊ８４−Ｄ−ＩＩ（８），ｐａｇｅｓ  １８６４−１８７２，２００１．
【非特許文献２】Kusuma Agusanto, Li Li, Zhu Chuangui, and Ng Wan Sing, Photorealistic rendering for augmented reality using environment illumination, Proceedings of the Second IEEE and ACM International Symposium on Mixed and AugmentedReality (ISMAR), pages 208-216, 2003.
【非特許文献３】Miika Aittala, Inverse lighting and photorealistic rendering or augmented reality, The Visual Computer, Volume 26, Issue 6, pages 669-678, 2010.
【非特許文献４】Kevin Karsch, Varsha Hedau, David Forsyth, and Derek Hoiem, Rendering synthetic objects into legacy photographs, ACM Transactions on Graphics, Volume 30, Issue 6, December 2011, Article No. 157.
【非特許文献５】八尾泰洋，磯和之，川村春美，小島明，拡散反射と認知される陰影の一般物体からの取得，ＶＲ学研報，Ｖｏｌｕｍｅ  １７，Ｎｕｍｂｅｒ  ＣＳ−１，２０１２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１による手法を利用する場合には全方位カメラが必要である。この全方位カメラは、例えば魚眼レンズを備える特殊な機器であって、例えばコンシューマなどともいわれる一般のエンドユーザが手軽に入手できるものではない。
また、非特許文献２、３による手法の場合にも、金属球あるいは拡散反射面を有する白色球を準備する必要がある。このような金属球や白色球も器具としては特殊でありエンドユーザが容易に入手できるものではない。
【０００９】
また、非特許文献４による手法を利用する場合、ユーザが光源情報を推定するための手掛かりを入力する必要がある。この場合、ユーザは、画像中から光源の位置を推定し、画像のシーンの３次元構成を把握しなければならず、一定以上の専門知識が必要となる。
また、非特許文献５による手法を利用する場合、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）などのＲＧＢ＋Ｄセンサを用いてカラー画像及びデプスマップを取得する必要がある。このようなＫｉｎｅｃｔ（登録商標）も装置としては一般的には普及していないため、使用できる場面が限定されてしまう。
【００１０】
このように、非特許文献１〜５によるいずれの手法も、例えば一般的でない装置や器具を必要としたり、あるいは、専門知識を必要とする。したがって、非特許文献１〜５のいずれの手法によっても、例えば拡張現実において陰影のあるＣＧオブジェクトをシーン画像に合成できるような環境をエンドユーザに提供することは難しい。
【００１１】
上記事情に鑑み、本発明は、従来にない方法で陰影情報を導出する技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、撮影された画像から参照物体領域を抽出する領域抽出部と、抽出された前記参照物体領域に基づいて参照物体の法線を導出する法線導出部と、抽出された前記参照物体領域と、導出された参照物体の法線とに基づいて陰影情報を導出する陰影情報導出部と、を備える陰影情報導出装置である。
【００１３】
本発明の一態様は、上記の陰影情報導出装置であって、前記陰影情報導出部は、球面調和関数の係数についての二次多項式を最適化する係数を算出することによって前記陰影情報を導出する。
【００１４】
本発明の一態様は、撮影された画像から参照物体領域を抽出する領域抽出ステップと、抽出された前記参照物体領域に基づいて参照物体の法線を導出する法線導出ステップと、抽出された前記参照物体領域と、導出された参照物体の法線とに基づいて陰影情報を導出する陰影情報導出ステップと、を有する陰影情報導出方法である。
【００１５】
本発明の一態様は、コンピュータを、上記の陰影情報導出装置として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、従来にない方法で陰影情報を導出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における陰影情報導出装置１００の構成例を示している。
【図２】シーン画像２０１及び参照物体画像２０２の一例を示す図である。
【図３】三次元形状の導出結果を示す図である。
【図４】参照物体の法線２０３を表現する球面座標系を示す図である。
【図５】本実施形態において利用する球面調和関数を可視化して示す図である。
【図６】本実施形態における陰影情報を可視化して示す図である。
【図７】本実施形態における陰影情報導出装置１００が実行する処理手順例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［陰影情報導出装置の構成例］
以下、本発明の陰影情報導出装置について説明する。本実施形態の陰影情報導出装置は、単一のシーン画像を入力して陰影情報を導出する。
【００１９】
図１は、本実施形態における陰影情報導出装置１００の構成例を示している。この図に示す陰影情報導出装置１００は、画像入力部１０１、領域抽出部１０２、法線導出部１０３、陰影情報導出部１０４の各機能部を備える。なお、これらの機能部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などがプログラムを実行することにより実現される。また、陰影情報導出装置１００は、記憶部１０５などのデバイスを備える。
【００２０】
画像入力部１０１は、陰影情報導出装置１００に対して入力される画像のデータを受け付ける。画像入力部１０１は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus Memory）等の記録媒体に記録された画像のデータを読み出しても良い。また、画像入力部１０１は、スチルカメラやビデオカメラによって撮像された画像を、カメラから受信しても良い。また、陰影情報導出装置１００がスチルカメラやビデオカメラに内蔵されている場合は、画像入力部１０１は撮像された画像又は撮像前の画像をバスから受信しても良い。また、画像入力部１０１は、ネットワークを介して他の情報処理装置から画像のデータを受信しても良い。画像入力部１０１は、画像のデータの入力を受けることが可能な構成であれば、さらに異なる態様で構成されても良い。画像入力部１０１によって入力が受け付けられた画像を、「シーン画像」という。
【００２１】
画像入力部１０１は、シーン画像２０１を外部から入力し、記憶部１０５に記憶させる。本実施形態におけるシーン画像２０１は、例えば現実の或る環境を撮像して得られた画像であれば良い。
【００２２】
領域抽出部１０２は、記憶部１０５に記憶される単一のシーン画像２０１から参照物体の領域部分である参照物体領域を抽出することによって参照物体画像２０２を生成する。なお、参照物体は、シーンにおいてＣＧオブジェクトが配置される位置の光源情報を取得するにあたって陰影情報導出部１０４が参照する物体である。領域抽出部１０２は、例えば以下のように参照物体画像２０２を導出する。
【００２３】
まず、領域抽出部１０２は、記憶部１０５から単一のシーン画像２０１を読み込む。次に、領域抽出部１０２は、シーン画像２０１に対して領域分割を行う。例えば、領域抽出部１０２は、Grab cutによって領域分割を行う。Grab cutでは、まず、ユーザが手入力で参照物体領域内の画素と参照物体領域外の画素とを指定する。その後、領域抽出部１０２は、指定された各画素をシードとしてグラフカットにより領域分割を行う。領域抽出部１０２は、分割された領域のうち参照物体領域を抽出することによって参照物体画像２０２を生成する。
領域抽出部１０２は、生成した参照物体画像２０２を記憶部１０５に記憶させる。
【００２４】
また、参照物体領域の抽出方法は、上述の方法に限定される必要はない。例えば、領域抽出部１０２は、シーン画像２０１をＨＳＶ（Hue Saturation Value）分解することによって参照物体領域を抽出しても良い。この手法では、まず、ユーザが手入力で参照物体領域内の画素を指定する。その後、領域抽出部１０２は、指定された画素の隣接画素を参照し、画素間のＨＵＥ（色相）の差が閾値以下である場合、隣接画素を参照物体の領域に加えるというものである。また、参照物体の色が分かっている場合、領域抽出部１０２は、参照物体の色の領域を抜き出すことによって参照物体領域を抽出しても良い。具体的には、仮想的な衣服の試着シミュレーションのように、人物の陰影を元に計算を行う場合には、人物の肌の色の領域を抜き出すことによって参照物体領域を抽出しても良い。
【００２５】
図２は、シーン画像２０１及び参照物体画像２０２の一例を示す図である。
図２（Ａ）は、画像入力部１０１に入力されたシーン画像２０１の一例を示している。図２（Ａ）に示された単一のシーン画像２０１に基づいて陰影情報が導出される。
図２（Ｂ）は、参照物体画像２０２の一例を示す図である。領域抽出部１０２の処理によって単一のシーン画像２０１から図２（Ｂ）に示すような参照物体画像２０２が生成される。
【００２６】
法線導出部１０３は、記憶部１０５に記憶される参照物体画像２０２に基づいて参照物体の法線２０３を導出する。法線導出部１０３は、例えば以下のように参照物体の法線２０３を導出する。まず、法線導出部１０３は、記憶部１０５から参照物体画像２０２を読み込む。次に、法線導出部１０３は、読み込んだ参照物体画像２０２から参照物体の三次元形状を復元する。そして、法線導出部１０３は、復元された３次元形状に基づいて参照物体の法線２０３を導出する。
【００２７】
三次元形状の復元処理について詳細に説明する。二次元画像のみから正確に三次元形状を復元することは困難である。ただし、本実施形態の陰影導出では、少数の球面調和関数による陰影の表現を利用するため、大まかな三次元形状が得られれば良い。なぜなら、陰影の性質を保った解を導出するように正則化を課すためである。そこで、法線導出部１０３は、参考文献１の技術を用いて参照物体画像２０２から参照物体領域のおおまかな三次元形状を復元する（参考文献１：Nathaniel R. Twarog, Marshall F. Tappen, Edward H. Adelson, Playing with Puffball: simple scale-invariant inflation for use in vision and graphics, Proceedings of the ACM Symposium on Applied Perception, pages 47-54, 2012.参照）。
【００２８】
参考文献１では、画像の二次元領域中の各点において式（１）に従って三次元領域Ｉ（Ｓ）が生成される。式（１）において、Ｓは参照物体領域を表し、Ｂ３（ｐ，ｒ）はｐ∈Ｓから半径ｒの球の内側の領域を表し、Ｂ２（ｐ，ｒ）はｐ∈Ｓから半径ｒの円の内側の領域を表す。
【数１】
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【００２９】
次に、参照物体の法線の導出処理について詳細に説明する。法線導出部１０３は、参照物体領域と参照物体領域以外との境界の画素を除いた画素がＫ画素である参照物体領域に対して、番号ｋ（ｋ＝１・・・Ｋ）を付す。なお、ｋ番目の画素の座標を（ｘｋ、ｙｋ）と表すと、座標（ｘｋ、ｙｋ）における中心から表面までの距離ｚ（ｘｋ、ｙｋ）は、式（２）によって算出される。このとき、（ｘｋ、ｙｋ）における法線ｎｋは、式（３）の外積計算によって算出される。
【数２】
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【数３】
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【００３０】
なお、参照物体領域の境界では、参照物体領域の画素に隣接する画素が参照物体の領域外であるため、法線導出部１０３は法線を算出しない。なお、参照物体領域に含まれる画素（Ｋ画素）の配列と番号ｋとの対応は演算結果には影響を及ぼさないので、参照物体領域に含まれる画素に対する番号ｋの付与規則については特に限定されない。
法線導出部１０３は、以上の処理で導出した参照物体の法線２０３を番号ｋによって画素値と対応付けて記憶部１０５に記録する。
【００３１】
図３は、三次元形状の導出結果を示す図である。法線導出部１０３の処理によって単一のシーン画像２０１から図３に示すような三次元領域が復元される。法線導出部１０３は、このような三次元領域に基づいて上述した処理を行うことによって、参照物体の法線２０３を導出する。
【００３２】
図４は、参照物体の法線２０３を表現する球面座標系を示す図である。球面座標系は、図４に示すように、二つの偏角θとφによって原点を中心とした単位球上の三次元座標を表す座標系である。法線導出部１０３は、球面座標系によって表現された法線方向（θｋ、φｋ）を式（４）及び式（５）によって算出する。なお、法線方向の範囲は、０≦θｋ≦π／２、−π／２≦φｋ≦π／２である。
【数４】
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【数５】
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【００３３】
陰影情報導出部１０４は、参照物体画像２０２と参照物体の法線２０３とに基づいて陰影情報を導出する。陰影情報導出部１０４は、以下のように陰影情報を導出する。
陰影情報導出部１０４は、陰影情報を導出するのに、球面調和関数を用いる。球面調和関数を用いる場合、光源数が増加しても問題が複雑にならないという利点がある。また、球面調和関数を用いる場合、少数の基底によって拡散反射の陰影を高精度で表現できるという利点もある。球面調和関数は、球面座標（θ，φ）についての関数であり、以下の式（６）により定義される。
【数６】
2014164615.tif 000008
【００３４】
式（６）において、ｊ、ｍは整数であり、ｊ≧０、−ｊ≦ｍ≦ｊである。ｊは次数を示す。また、Ｋ＿ｊ＿ｍは式（７）で表される正規化係数であり、Ｐ＿ｊ＿ｍ（ｘ）は式（８）で表されるルジャンドル（Legendre）陪関数である。なお、Ｋ＿ｊ＿ｍという表記は、Ｋの下付き文字としてｊがあり、Ｋの上付き文字としてｍがあることを表す。また、Ｐ＿ｊ＿ｍという表記は、Ｐの下付き文字としてｊがあり、Ｐの上付き文字としてｍがあることを表す。
【数７】
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【数８】
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【００３５】
式（６）で表される球面調和関数によって、参照物体の陰影は、以下の式（９）のＬ（θ、φ）のように重みｗ＿ｊ＿ｍを用いて表すことができる。すなわち、球面調和関数の重みｗ＿ｊ＿ｍを導出することが陰影情報導出であり、本実施形態では球面調和関数の重みを陰影情報として扱う。なお、ｗ＿ｊ＿ｍという表記は、ｗの下付き文字としてｊがあり、ｗの上付き文字としてｍがあることを表す。陰影とは、物体表面の法線方向に従った輝度値である。式（９）の陰影表現の模式図を図５に示す。図５は、本実施形態において利用する球面調和関数を可視化して示す図である。
【数９】
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【００３６】
本発明では、０≦ｊ≦２の９つの球面調和関数を用いる。０≦ｊ≦２の９つの球面調和関数は、式（６）を数値的に計算することによって、例えば式（１０）のように表すことができる。
【数１０】
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【００３７】
前述のように、参照物体画像２０２には、Ｋ画素の領域で画素各画素に対してｋ＝１・・・Ｋの番号付けがなされている。陰影情報導出部１０４は、式（１０）に示した９つの球面調和関数と参照物体画像２０２と参照物体の法線２０３とを利用して、式（１１）によって重みｗ＿ｊ＿ｍを導出することで陰影情報を取得する。なお、式（１１）において、ｗは球面調和関数の重みを並べてベクトル表記したものである。ｅ（ｗ）は式（１２）に示した球面調和関数の重み付き和と参照物体の陰影との誤差に関する項であり、ｒ（ｗ）は式（１３）に示した正則化項である。また、式（１２）において、Ｌｋは、参照物体領域のｋ番目の画素の輝度値であり、（θｋ、φｋ）は同画素の位置における法線ベクトルである。
【数１１】
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【数１２】
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【数１３】
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【００３８】
なお、式（１３）のａ０、ａ１、ａ２は係数であり、例えば、参考文献２に示されている拡散反射の陰影を表現した際の球面調和関数の重みが示す関係性を保つような値として、ａ０＝１、ａ１＝９／４、ａ２＝１６としても良い（参考文献２：Ravi Ramamoorthi, Pat Harahan, On the relationship between radiance and irradiance: determining the illumination from images of a convex Lambertian object, J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 18, No. 10, pages 2448 − 2459, October 2001.参照）。また、式（１３）のｇ（Ｋ）は、正則化項ｒ（ｗ）のスケーリングのための係数であり、例えばｇ（Ｋ）＝Ｋと表す。
【００３９】
式（１１）の最適化問題の解法の一例を以下に示す。式（１１）の最適化問題は、式（１４）に示す行列演算によって厳密に解くことができる。式（１４）において、＾ｗ（＾はｗ上に付く、以下同様）は最適化問題の解である。なお、式（１４）のΦは、式（１５）のＫ×９行列で表され、式（１４）のＡは式（１６）の９×９対角行列で表され、式（１４）のｔは式（１７）のＫ次元ベクトルで表される。なお、以上の最適化問題の導出法は一例であって、他の方法によって導出されても良い。計算誤差がなければ、どの導出法によっても結果は変わらない。
【数１４】
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【数１５】
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【数１６】
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【数１７】
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【００４０】
導出された重み＾ｗは、以下の式（１８）のように表される。
【数１８】
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陰影情報導出部１０４は、導出した重み＾ｗを陰影情報２０４として記憶部１０５に記録させる。
図６は、本実施形態における陰影情報を可視化して示す図である。
【００４１】
上記のように導出された陰影情報２０４によって、以下に示す方法でＣＧオブジェクトをレンダリングし、実画像中に合成することができる。
仮想物体データは、Ｉ（Ｉは自然数）個の３次元頂点の情報を含み、それぞれの点における物体表面法線方向を球面座標で（θｉ，φｉ）、（ｉ＝１・・・Ｉ）と表す。この際、実画像に合成する仮想物体のｉ番目の頂点の色情報ｃｉは式（１９）によって算出される。式（１９）のρは、式（２０）によって算出される。式（２０）のαは、仮想物体が参照物体と比較してどの程度明るいかを示す輝度比であり、輝度値ｌ（ｒ，ｇ，ｂ）により正規化した仮想物体の色｛ｒ，ｇ，ｂ｝Ｔとの積である。ここで、輝度値の計算は、例えばｌ（ｒ，ｇ，ｂ）＝０．２９９ｒ＋０．５８７ｇ＋０．１１４ｂのように行われる。αと｛ｒ，ｇ，ｂ｝Ｔとの各値は、０以上の任意の値であり、例えば入力で与えられても良い。
【数１９】
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【数２０】
2014164615.tif 000022
【００４２】
式（１９）で得られた色情報ｃｉを用いてＣＧオブジェクトを表現し、実画像中にＣＧオブジェクトを配置することによって、シーンの照明に合致したＣＧオブジェクトを合成することができる。
【００４３】
［処理手順例］
図７のフローチャートは、本実施形態における陰影情報導出装置１００が実行する処理手順例を示している。
まず、画像入力部１０１は、撮像されたシーン画像２０１を入力して記憶部１０５に記憶させる（ステップＳ１０１）。
【００４４】
次に、領域抽出部１０２は、記憶部１０５からシーン画像２０１を読み込む。そして、領域抽出部１０２は、読み込んだシーン画像２０１を利用して前述のように、領域分割を行うことによって参照物体画像２０２を生成する（ステップＳ１０２）。
領域抽出部１０２は、生成された参照物体画像２０２を記憶部１０５に記憶させる（ステップＳ１０３）。
【００４５】
次に、法線導出部１０３は、参照物体画像２０２を入力する。法線導出部１０３は、前述のように、参照物体画像２０２から三次元領域を復元する（ステップＳ１０４）。
法線導出部１０３は、前述のように、復元された三次元領域から参照物体の法線２０３を導出する（ステップＳ１０５）。法線導出部１０３は、導出された参照物体の法線２０３を記憶部１０５に記憶させる（ステップＳ１０６）。
【００４６】
陰影情報導出部１０４は、参照物体画像２０２と参照物体の法線２０３とを利用して陰影情報２０４を導出する（ステップＳ１０７）。
陰影情報導出部１０４は、導出した陰影情報２０４を記憶部１０５に記憶させる（ステップＳ１０８）。
【００４７】
以上のように構成された陰影情報導出装置１００は、従来にない方法で陰影情報を導出することが可能となる。具体的には、陰影情報導出装置１００は、単一のシーン画像のみを用いて陰影情報を導出する。したがって、陰影情報導出装置１００は、非特許文献１に記載の全方位カメラのような特殊な機器を用意する必要がない。また、非特許文献２、３に記載の金属球あるいは拡散反射面を有する白色球などの特殊な器具を用意する必要もない。また、非特許文献４に記載の画像中から光源の位置を推定し、３次元構成を把握するといった一定以上の専門知識も必要としない。また、非特許文献５に記載のＫｉｎｅｃｔ（登録商標）のような装置を用いる必要も無い。その結果、適用場面が限定されてしまうことがなく、容易に陰影情報を導出することができる。また、陰影情報導出装置１００は、撮像された単一のシーン画像のみを用いて陰影情報を導出できるため、汎用性を向上させることができる。
【００４８】
＜変形例＞
シーン画像は、予め記憶部１０５に記憶されていてもよい。
画像入力部１０１、領域抽出部１０２、法線導出部１０３、陰影情報導出部１０４の各機能部は、それぞれ別の装置に実装されても良いし、各機能部の一部が別の装置に実装されても良い。
記憶部１０５に記憶されている情報は、複数の記憶装置に記憶されても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
なお、図１における各機能部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本実施形態の陰影情報の導出を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１００…陰影情報導出装置，  １０１…画像入力部，  １０２…領域抽出部，  １０３…法線導出部，  １０４…陰影情報導出部，  １０５…記憶部，  ２０１…シーン画像，  ２０２…参照物体画像，  ２０３…参照物体の法線，  ２０４…陰影情報
【図１】
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【図４】
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【図７】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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