(57)【要約】【課題】簡易かつ正確に印刷対象の爪に対応する指の指種を判定して、爪に指種に応じたネイルデザインを印刷することのできるネイルプリント装置、指種判定方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】爪Ｔの表面に印刷を行う印刷部４０と、少なくとも印刷対象である爪Ｔに対応する印刷指Ｕ１以外であってこの印刷指Ｕ１と同側の手の指である非印刷指Ｕ２の全部又は一部を撮影する第２の撮影部７０と、撮影部７０によって撮影された画像に基づいて印刷指Ｕ１の指種を判定する指種判定部８１３と、を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
爪の表面に印刷を行う印刷部と、
少なくとも印刷対象である爪に対応する印刷指以外であって前記印刷指と同側の手の指である非印刷指の全部又は一部を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記印刷指の指種を判定する指種判定部と、
を備えているネイルプリント装置。
【請求項２】
前記非印刷指は、前記印刷指が配置される位置とは異なる退避位置に配置され、
前記撮影部は、前記退避位置に配置された前記非印刷指のみを撮影する請求項１に記載のネイルプリント装置。
【請求項３】
前記非印刷指は、前記印刷指と同一平面上に配置され、
前記撮影部は、前記印刷指とともに前記非印刷指を撮影する請求項１に記載のネイルプリント装置。
【請求項４】
前記指種判定部は、前記撮影部によって撮影された画像から機械学習により特徴量を抽出し、これに基づいて前記印刷指の指種を判定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のネイルプリント装置。
【請求項５】
前記印刷部による印刷の際に前記印刷指が配置される指置台を有し、
前記撮影部は、前記印刷指が前記指置台に配置された状態で撮影を行う請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のネイルプリント装置。
【請求項６】
各指種の指について前記指置台に配置された状態の基準画像を予め記憶する記憶部を有し、
前記指種判定部は、前記撮影部によって撮影された画像と予め記憶されている前記基準画像とのパターンマッチングを行うことによって前記印刷指の指種を判定する請求項５に記載のネイルプリント装置。
【請求項７】
ネイルプリント装置における印刷指の指種判定方法であって、
少なくとも印刷対象である爪に対応する前記印刷指以外であって前記印刷指と同側の手の指である非印刷指の全部又は一部を撮影し、
前記撮影された画像に基づいて前記印刷指の指種を判定する、
ことを特徴とする指種判定方法。
【請求項８】
撮影部を備えたネイルプリント装置のコンピュータに、
前記撮影部によって少なくとも印刷対象である爪に対応する前記印刷指以外であって前記印刷指と同側の手の指である非印刷指の全部又は一部を撮影させ、
前記撮影された画像に基づいて前記印刷指の指種を判定させる、
処理を実行することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネイルプリント装置、指種判定方法、及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、指の爪等にネイルデザインの印刷を行う印刷装置（ネイルプリント装置）が知られている。
このような装置では、印刷対象である爪の領域（以下「爪領域」という。）を正確に検出しなければ印刷位置・印刷範囲を特定することができない。
このため、爪領域を検出するために、印刷装置内に指画像を撮影するカメラを備え、このカメラによって撮影された指画像を画像処理することにより爪領域を抽出するものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このように爪を含む指の画像を撮影して、この画像から爪領域を抽出することで、印刷すべき領域を正確に特定することができる。
【０００３】
また、ネイルデザインには指の種類（指種、すなわち、左右何れの手の何の指であるか）に応じて異なるデザインを印刷し、片手の５指又は左右の手の全１０指で１つのシリーズとなっているようなデザインもある。また、特に指定されていなくても、ユーザが各指の爪についてそれぞれ異なるネイルデザインを選択し、デザインが希望通りの並びとなるように印刷したいという要望もある。
この場合には、爪領域を特定するだけでなく、当該爪が左右どちらの手のどの指の爪であるか、指種を特定する必要があり、従来は、ユーザが操作ボタン等によって指種を指定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ユーザが手動で指種を入力等するのは手間であり、また、誤った登録をして本来印刷するはずであったイメージとは異なるデザインが誤印刷されてしまうおそれもある。
この点、爪領域を抽出するために備えているカメラ等で印刷対象の爪やその指を撮影して撮影された画像から指種を判断することも考えられる。
しかし、爪や指の形状はどれも類似していることから、印刷対象である爪やその指だけを見たのではその指種が何であるのかを正確に判定することが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、簡易かつ正確に印刷対象の爪に対応する指の指種を判定して、爪に指種に応じたネイルデザインを印刷することのできるネイルプリント装置、指種判定方法、及びプログラムを提供することを利点とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明のネイルプリント装置は、
爪の表面に印刷を行う印刷部と、
少なくとも印刷対象である爪に対応する印刷指以外であって前記印刷指と同側の手の指である非印刷指の全部又は一部を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記印刷指の指種を判定する指種判定部と、
を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易かつ正確に印刷対象の爪に対応する指の指種を判定して、爪に指種に応じたネイルデザインを印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態におけるネイルプリント装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のネイルプリント装置の内部構成を示す要部斜視図である。
【図３】図２の上面板の上下に印刷指と非印刷指とが配置された状態を模式的に示した要部断面図である。
【図４】本実施形態におけるネイルプリント装置の制御構成を示した要部ブロック図である。
【図５】（ａ）は、印刷指として右手の人差指が指置台に配置された場合の退避位置を撮影して得た画像の例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像についてＨＯＧ特徴量のアルゴリズムを用いて求めた勾配画像の例を示す図である。
【図６】（ａ）は、印刷指として左手の中指が指置台に配置された場合の退避位置を撮影して得た画像の例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像についてＨＯＧ特徴量のアルゴリズムを用いて求めた勾配画像の例を示す図である。
【図７】本実施形態に係るネイルプリント装置の印刷処理を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態の一変形例について説明する図であり、上面板上に印刷指とその左側に３本の非印刷指が配置された状態を示す上面図である。
【図９】本実施形態の一変形例について説明する図であり、上面板上に印刷指とその左側に２本、右側に１本の非印刷指が配置された状態を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１から図７を参照しつつ、本発明に係るネイルプリント装置の一実施形態について説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
また、以下の実施形態では、印刷装置が手の指の爪を印刷対象としてこれに印刷するネイルプリント装置を例に説明するが、本発明における印刷装置の印刷対象は手の指の爪に限るものではなく、例えば足の指の爪等を印刷対象としてもよい。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態における印刷装置であるネイルプリント装置１は、ほぼ箱形に形成された装置筐体（以下、単に「筐体」）２１を有している。
筐体２１の上面（天板）には操作部２２が設置されている。
操作部２２は、ユーザが各種入力を行う入力部である。
操作部２２には、例えば、ネイルプリント装置１の電源をＯＮする電源スイッチボタン、動作を停止させる停止スイッチボタン等、各種の入力を行うための操作ボタンが配置されている。
また、本実施形態では、ユーザが操作部２２を操作することで、爪Ｔに印刷するネイルデザインを選択すること等ができるようになっている。
本実施形態においてユーザが選択可能なネイルデザインとしては、特に指種に関係なく単独のデザインとして用意されているものの他、印刷対象である爪Ｔが何指の爪であるか、その指種に応じて、予めそれぞれ異なるネイルデザインが割り当てられて片手５本で一組、又は両手１０本で一組のシリーズになっているようなものが含まれている。
片手５本で一組のシリーズとなっている場合には、右手でも左手でも同じ種類の指（例えば人差指）であれば同じネイルデザインが用意されている。また、左右の手の別によってそれぞれ異なるネイルデザインが用意されている場合には、左右１０指分、１０種類のネイルデザインが１セットとして用意されている。
なお、特に指種に関係なく用意されているネイルデザインをユーザが選択する場合には、ユーザは１つのネイルデザインを印刷予定の全ての爪Ｔに共通のネイルデザインとして選択してもよいし、ユーザが指種ごとに異なるネイルデザインを任意に指定してもよい。
【００１２】
また、筐体２１の上面（天板）には表示部２３が設置されている。
表示部２３は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイその他のフラットディスプレイ等で構成されている。
本実施形態において、この表示部２３には、例えば、各種の指示やメッセージ等が適宜表示される。
なお、表示部２３の表面に各種の入力を行うためのタッチパネルが一体的に構成されていてもよい。この場合には、タッチパネルが操作部２２として機能する。
【００１３】
さらに、筐体２１の前面側（図１において手前側）には、ネイルプリント装置１による印刷時に指を挿入する開口部である指挿入口２８が形成されている。
指挿入口２８の内部は、印刷時に挿入された印刷指Ｕ１及び非印刷指Ｕ２（図３参照）を受け入れる指受入部６０となっている。
ここで印刷指Ｕ１とは、印刷部４０による印刷対象である爪Ｔに対応する指である。
また、本実施形態において、印刷指Ｕ１以外であってこの印刷指Ｕ１と同側の手の指を非印刷指Ｕ２とする。例えば、右手の中指の爪に印刷を行う場合には、右手の中指が印刷指Ｕ１であり、右手の中指以外の指（すなわち、親指、人差指、薬指、小指）が非印刷指Ｕ２となる。
【００１４】
図２は、図１に示すネイルプリント装置１から筐体２１を外してネイルプリント装置１の内部構成を示した要部斜視図である。
図２に示すように、筐体２１の内部には、印刷指Ｕ１の爪Ｔに印刷を施す印刷部４０と、爪Ｔを含む印刷指Ｕ１の画像を取得する第１の撮影部５０と、基台６３と、非印刷指Ｕ２の全部又は一部を撮影する第２の撮影部７０とが設けられている。
【００１５】
印刷部４０は、印刷部本体である印刷ヘッド４１、印刷ヘッド４１を支持するユニット支持部材４２、印刷ヘッド４１をＸ方向（図１等におけるＸ方向、ネイルプリント装置１の左右方向）に移動させるためのＸ方向移動ステージ４５、Ｘ方向移動モータ４６、印刷ヘッド４１をＹ方向（図１等におけるＹ方向、ネイルプリント装置１の前後方向）に移動させるためのＹ方向移動ステージ４７、Ｙ方向移動モータ４８等を備えて構成されている。本実施形態では、Ｘ方向移動モータ４６とＹ方向移動モータ４８等により、印刷ヘッド４１を移動させるヘッド移動機構４９（図４参照）が構成されている。
【００１６】
本実施形態の印刷ヘッド４１は、インクジェット方式で印刷を行うインクジェットヘッドである。
印刷ヘッド４１は、例えば、イエロー（Ｙ；YELLOW）、マゼンタ（Ｍ；MAGENTA）、シアン（Ｃ；CYAN）のインクに対応する図示しないインクカートリッジと各インクカートリッジにおける印刷対象（爪Ｔの表面）に対向する面（本実施形態では、図１及び図２における下面）に設けられた図示しないインク吐出部とが一体に形成されたインクカートリッジ一体型のヘッドである。インク吐出部は、それぞれの色のインクを噴射する複数のノズルからなるノズルアレイを備えており、印刷ヘッド４１は、インクを微滴化し、インク吐出部から印刷対象（爪Ｔ）の被印刷面に対して直接にインクを吹き付けて印刷を行う。なお、印刷ヘッド４１は、上記３色のインクを吐出させるものに限定されない。その他のインクを貯留するインクカートリッジ及びインク吐出部を備えていてもよい。
【００１７】
また、ユニット支持部材４２は、Ｘ方向移動ステージ４５に取り付けられたＸ方向移動部４５１に固定されている。Ｘ方向移動部４５１は、Ｘ方向移動モータ４６の駆動によりＸ方向移動ステージ４５上を図示しないガイドに沿ってＸ方向に移動するようになっており、これにより、ユニット支持部材４２に取り付けられている印刷ヘッド４１が、Ｘ方向（図２におけるＸ方向、ネイルプリント装置１の左右方向）に移動するようになっている。
また、Ｘ方向移動ステージ４５は、Ｙ方向移動ステージ４７のＹ方向移動部４７１に固定されている。Ｙ方向移動部４７１は、Ｙ方向移動モータ４８の駆動によりＹ方向移動ステージ４７上を図示しないガイドに沿ってＹ方向に移動するようになっており、これにより、ユニット支持部材４２に取り付けられている印刷ヘッド４１が、Ｙ方向（図２におけるＹ方向、ネイルプリント装置１の前後方向）に移動するようになっている。
【００１８】
印刷部４０における印刷ヘッド４１、Ｘ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８は、後述する制御装置８０の印刷制御部８１６（図４参照）に接続され、該印刷制御部８１６によって制御される。
【００１９】
また、第１の撮影部５０は、撮像装置５１と、照明装置５２とを備えている。
この第１の撮影部５０は、後述する指置台６５に配置され、窓部６５ａから露出する印刷指Ｕ１の爪Ｔを照明装置５２によって照明する。そして、撮像装置５１によってその印刷指Ｕ１を撮影して、印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像である爪画像（爪画像を含む指の画像）を得るものである。
本実施形態では、印刷ヘッド４１を支持するユニット支持部材４２に撮影基板５３が固定されており、第１の撮影部５０を構成する撮像装置５１及び照明装置５２は、この撮影基板５３に搭載されている。第１の撮影部５０は、ヘッド移動機構４９によってユニット支持部材４２が移動することにより、ＸＹ方向に移動可能となっている。
なお、撮像装置５１及び照明装置５２は、指置台６５に載置された印刷指Ｕ１の爪Ｔと対向可能な位置に配置されていればよく、ここに示した例に限定されない。
例えば、第１の撮影部５０は筐体２１の天面内側等に固定配置されていてもよい。
【００２０】
撮像装置５１は、例えば、２００万画素程度以上の画素を有する固体撮像素子トレインズ等を備えて構成された小型カメラである。
撮像装置５１は、爪Ｔを撮影して爪画像（印刷指Ｕ１を含む爪Ｔの画像）を取得し、この爪画像に基づいて、後述する爪情報検出部８１４が、爪Ｔの輪郭（爪Ｔの形状）や爪Ｔの湾曲形状（爪Ｔの曲率）、爪Ｔの垂直位置等の爪情報を検出する。
【００２１】
照明装置５２は、例えば白色ＬＥＤ等の照明灯である。
照明装置５２は、例えば、撮像装置５１の手前側と奥側とに撮像装置５１を挟むように２つの照明装置５２が配置される。照明装置５２は、下方に向けて光を照射して、撮像装置５１の下方の撮影範囲を照明する。なお、照明装置５２を設ける数や、その配置等は特に限定されない。
【００２２】
この第１の撮影部５０は、後述する制御装置８０の第１の撮影制御部８１１（図４参照）に接続され、該撮影制御部８１１によって制御されるようになっている。
なお、第１の撮影部５０によって撮影された画像の画像データは、後述する記憶部８２に記憶されてもよい。
【００２３】
基台６３は、印刷ヘッド４１のインク吐出部に対向するＸＹ平面を構成する上面板６１と、上面板６１を所定の高さ位置に支持する一対の支持部６２とを有している。
基台６３は、指挿入口２８の奥側、指受入部６０に配置されており、指受入部６０内は、上面板６１によって上下に仕切られている。指受入部６０内であって上面板６１の上側は、印刷指Ｕ１が配置される印刷指配置部６０ａであり、印刷指配置部６０ａ内であってＸ方向のほぼ中央部には、印刷対象である爪Ｔに対応する印刷指Ｕ１を配置する指置台６５が設けられている。指置台６５における装置奥側は上側が切り欠かれて窓部６５ａとなっており、印刷指Ｕ１を指置台６５に載置した際には爪Ｔが窓部６５ａから露出する。
また、指受入部６０内であって上面板６１の下側は、非印刷指Ｕ２が配置される退避位置である退避スペース６０ｂとなっている。
【００２４】
図３は上面板６１の上下に配置される印刷指と非印刷指及び第２の撮影部７０の位置関係を模式的に示した要部断面図である。
図３では、左手の親指が印刷指Ｕ１となり、右手の中指以外の指（すなわち、親指、人差指、薬指、小指）が非印刷指Ｕ２となる。左手の親指以外の指（すなわち、人差指、中指、薬指、小指）が非印刷指Ｕ２となっている。
【００２５】
第２の撮影部７０は、少なくとも印刷対象である爪Ｔに対応する印刷指Ｕ１以外であって印刷指Ｕ１と同側の手の指である非印刷指Ｕ２の全部又は一部を撮影する撮影部である。
第２の撮影部７０は、第１の撮影部５０と同様、撮像装置７１と、照明装置７２とを備えている。
本実施形態では、図２及び図３に示すように、上面板６１の裏面側（下側）に撮影基板７３が固定されており、第２の撮影部７０を構成する撮像装置７１及び照明装置７２は、この撮影基板７３に搭載されている。
本実施形態では、図３に示すように、非印刷指Ｕ２は、印刷指Ｕ１が配置される位置とは異なる退避位置である退避スペース６０ｂに配置されており、第２の撮影部７０は、この退避スペース６０ｂに配置された非印刷指Ｕ２を装置の奥側から撮影するようになっている。撮影された画像は記憶部８２の非印刷指情報記憶領域８２２に記憶される。
第２の撮影部７０による撮影のタイミングは、印刷指Ｕ１が指置台６５に載置され、非印刷指Ｕ２が退避スペース６０ｂ内に配置された状態を撮影できるタイミングであればよく、特に限定されない。非印刷指Ｕ２が退避スペース６０ｂ内に挿入された瞬間でもよいし、挿入後のいずれかの時点でもよい。なお、撮影タイミングは、各撮影における撮影条件をそろえるためにできるだけ同じタイミングにそろえることが好ましい。
なお、撮像装置７１及び照明装置７２の具体的な構成は第１の撮影部５０を構成する撮像装置５１及び照明装置５２と同様であるため、その説明を省略する。
【００２６】
制御装置８０は、例えば筐体２１天面の下面側等に配置された図示しない基板等に設置されている。
図４は、本実施形態における制御構成を示す要部ブロック図である。
制御装置８０は、図４に示すように、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される制御部８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等（いずれも図示せず）で構成される記憶部８２とを備えるコンピュータである。
【００２７】
記憶部８２には、ネイルプリント装置１を動作させるための各種プログラムや各種データ等が格納されている。
具体的には、記憶部８２のＲＯＭには、非印刷指Ｕ２を撮影した画像を解析して指種を判定するための指種判定プログラム、爪画像から爪Ｔの形状や爪Ｔの輪郭、爪Ｔの幅、爪Ｔの面積等の各種の爪情報を検出するための爪情報検出プログラム、印刷用データを生成するための印刷データ生成プログラム、印刷処理を行うための印刷プログラム等の各種プログラムが格納されており、これらのプログラムが制御装置８０によって実行されることによって、ネイルプリント装置１の各部が統括制御されるようになっている。
また、本実施形態において記憶部８２には、爪Ｔに印刷されるネイルデザインの画像データを記憶するネイルデザイン記憶領域８２１、指種判定部８１３によって非印刷指Ｕ２の画像を解析し印刷指Ｕ１の指種を判定するための情報が記憶されている指種情報記憶領域８２２、及び爪情報検出部８１４によって検出された爪情報（爪Ｔの輪郭や爪Ｔの傾斜角度等）が記憶される爪情報記憶領域８２３等が設けられている。
なお、記憶部８２に記憶される情報はこれらに限定されず、例えば、第１の撮影部５０によって取得されたユーザの印刷指Ｕ１の爪Ｔの爪画像等が記憶されるようにしてもよい。
【００２８】
制御部８１は、機能的に見た場合、第１の撮影制御部８１１、第２の撮影制御部８１２、指種判定部８１３、爪情報検出部８１４、印刷データ生成部８１５、印刷制御部８１６、表示制御部８１７等を備えている。これら第１の撮影制御部８１１、第２の撮影制御部８１２、指種判定部８１３、爪情報検出部８１４、印刷データ生成部８１５、印刷制御部８１６、表示制御部８１７等としての機能は、制御部８１のＣＰＵと記憶部８２のＲＯＭに記憶されたプログラムとの協働によって実現される。
【００２９】
第１の撮影制御部８１１は、第１の撮影部５０の撮像装置５１及び照明装置５２を制御して撮像装置５１により、指置台６５に載置された印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像を含む指の画像（以下「爪画像」という。）を撮影させるものである。
第１の撮影部５０により取得された爪画像の画像データは、記憶部８２に記憶されてもよい。
【００３０】
第２の撮影制御部８１２は、第２の撮影部７０の撮像装置７１及び照明装置７２を制御して撮像装置７１により、退避スペース６０ｂに配置された非印刷指Ｕ２の画像を撮影させるものである。
第２の撮影部７０により取得された非印刷指Ｕ２の画像データは、記憶部８２の非印刷指情報記憶領域８２２に記憶される。
【００３１】
指種判定部８１３は、第２の撮影部７０によって撮影された非印刷指Ｕ２の画像に基づいて指置台６５に載置されている印刷指Ｕ１の指種を判定するものである。
本実施形態において、具体的には、以下のように印刷指Ｕ１の指種を判定する。
すなわち、指種判定部８１３は、第２の撮影部７０により取得された非印刷指Ｕ２の画像から機械学習により特徴量を抽出し、これに基づいて印刷指Ｕ１の指種を判定する。
例えば、図５（ａ）は、指置台６５に印刷指Ｕ１として右手の人差指を配置した場合の退避スぺース６０ｂ内の非印刷指Ｕ２を装置の奥側から撮影した画像であり、図６（ａ）は、指置台６５に印刷指Ｕ１として左手の中指を配置した場合の退避スぺース６０ｂ内の非印刷指Ｕ２を装置の奥側から撮影した画像である。また、図３は、左手の親指が印刷指Ｕ１として指置台６５に配置した場合を表した図である。図５（ａ）、図６（ａ）、図３に示すように、印刷指Ｕ１の指種によって退避スぺース６０ｂ内に挿入された非印刷指Ｕ２の形状がそれぞれ異なる。
本実施形態では、左右の手の指１０種類のそれぞれについて、各指種の指が印刷指Ｕ１として指置台６５に配置されたときの退避スぺース６０ｂ内の非印刷指Ｕ２を撮影した画像からそれがどの指種の指を印刷指Ｕ１としたときのものかを識別する識別器が記憶部８２の指種情報記憶領域８２２等に格納されており、指種判定部８１３は、第２の撮影部７０によって撮影された非印刷指Ｕ２の画像に識別器を適用することにより、印刷指Ｕ１の指種を判定するようになっている。
【００３２】
識別器の作成は例えば以下のようにして行われる。
すなわち、まず、ユーザが用いるネイルプリント装置１と同型の装置等において退避スぺース６０ｂ内の非印刷指Ｕ２を撮影した画像を予め複数用意し、撮影により取得された画像それぞれに対してＨＯＧ（Histograms of Oriented Gradients）特徴量の抽出を行う。なお、非印刷指Ｕ２の画像は、ユーザのネイルプリント装置１とできるだけ同じ条件の下で取得されることが好ましい。
ＨＯＧは、局所領域 (セル)の画素値（輝度）の勾配方向ヒストグラム化したものであり、ＨＯＧ特徴量は、このヒストグラムを特徴量としたものである。ＨＯＧ特徴量は、このように局所領域(セル)の輝度の勾配を特徴量としているため、幾何学的変換に強く、また照明の変動に対してもロバスト性を有する。
ＨＯＧ特徴量の抽出では、まず図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックをセルに分割する。図５（ａ）、図６（ａ）では、３×３の９個のセルで１ブロックが構成され、各セルが５×５ピクセルで構成されている例を示している。
次に画像を微分して微分画像を得、この微分画像から勾配強度と勾配方向を求める。さらに勾配方向を９方向（０〜１８０度まで２０度ずつ）に量子化し、セル毎に強度で重みを付けて勾配方向ヒストグラムを計算する。そしてこれをブロック毎に正規化し、特徴量を算出する。最後に全てのヒストグラムを結合することで画像全体のＨＯＧ特徴量が抽出される。
図５（ｂ）、図６（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）、図６（ａ）に示す画像について勾配方向と勾配強度を可視化したものであり、縦系のエッジ、横罫のエッジがそれぞれ白い線で表されている。輝度が高いほど強度が高くなり、白い線がはっきりと表れる。
【００３３】
ＨＯＧ特徴量が抽出されると、得られたＨＯＧ特徴量からＳＶＭ（Support Vector Machine）等の教師あり機械学習により識別器を学習する。なお、教師ラベルとしては、左右両手の各指の１０クラスが用いられる。
このようにして予め識別器が作成され、この識別器が記憶部８２の指種情報記憶領域８２２等に格納される。
なお、ここでは局所特徴量を抽出するためにＨＯＧ特徴量を用いる例を示したが、局所特徴量を抽出する手法はこれに限定されない。例えば、ＳＩＦＴ（Scale-Invariant Feature Transform）等の他の特徴量を用いても構わない。
また、ここではＳＶＭにより識別器を学習する例を示したが、識別器を学習する手法はこれに限定されない。例えば、ランダマイズツリーを用いる手法等でもよい。さらに、サンプルとして収集された画像の数が多い場合には、特に特徴抽出を行わずに、画像をそのまま入力して、ディープラーニングによって印刷指Ｕ１の指種を識別するという手法をとることも可能である。
【００３４】
爪情報検出部８１４は、撮像装置５１によって撮影された印刷指Ｕ１の爪Ｔの画像に基づいて、印刷指Ｕ１の爪Ｔについての爪情報を検出するものである。
ここで、爪情報とは、例えば、爪Ｔの輪郭（爪形状、爪Ｔの水平位置のＸＹ座標等）、爪Ｔの高さ（爪Ｔの垂直方向の位置、以下「爪Ｔの垂直位置」又は単に「爪Ｔの位置」ともいう。）、爪Ｔの表面の、ＸＹ平面に対する傾斜角度（爪Ｔの傾斜角度、爪曲率）等である。
爪情報検出部８１４が画像から爪情報を検出する手法は特に限定されず、各種の手法を用いることができる。
【００３５】
印刷データ生成部８１５は、爪情報検出部８１４により検出された爪情報に基づいて、印刷ヘッド４１により印刷指Ｕ１の爪Ｔに施される印刷用のデータを生成する。
また、指種ごとに異なるデザインが割り当てられているようなネイルデザインが印刷するネイルデザインとして選択されている場合には、印刷データ生成部８１５は、指種判定部８１３によって判定された指種に応じたネイルデザインの画像データに基づいて印刷用のデータを生成する。
具体的には、印刷データ生成部８１５は、指種判定部８１３によって判定された指種に応じたネイルデザインの画像データをネイルデザイン記憶領域８２１から読み出し、爪情報検出部８１４により検出された爪Ｔの形状等に基づいて当該ネイルデザインの画像データを拡大、縮小、切出し等することにより爪Ｔの形状に合わせ込む合せ込み処理を行う。
また、印刷データ生成部８１５は、爪情報検出部８１４により検出された爪情報に応じて、画像データに適宜曲面補正等を行う。
これにより、印刷ヘッド４１によって印刷されるネイルデザインの印刷用データが生成される。
【００３６】
印刷制御部８１６は、印刷データ生成部８１５によって生成された印刷用データに基づいて印刷部４０に制御信号を出力し、爪Ｔに対してこの印刷用データにしたがった印刷を施すように印刷部４０のＸ方向移動モータ４６、Ｙ方向移動モータ４８、印刷ヘッド４１等を制御する制御部である。
【００３７】
表示制御部８１７は、表示部２３を制御して表示部２３に各種の表示画面を表示させるものである。本実施形態では、表示制御部８１７は、例えばネイルデザインの選択画面やデザイン確認用のサムネイル画像、印刷指Ｕ１を撮影して取得した爪画像、各種の指示画面、操作画面等を表示部２３に表示させるようになっている。
【００３８】
次に、図７等を参照しつつ、本実施形態におけるネイルプリント装置１の作用について説明する。
本実施形態におけるネイルプリント装置１を用いて爪Ｔにネイルデザインを印刷する場合には、まず爪Ｔに印刷したいネイルデザインをユーザが操作部２２からの入力操作等により選択する。これにより操作信号が制御装置８０に送られて所望のネイルデザインが爪Ｔに印刷するデザインとして選択される（ステップＳ１）。
以下では、ユーザが、左右１０本の指にそれぞれ異なるネイルデザインが印刷されるようにネイルデザインの選択を行った場合（すなわち、例えば、１０種類のデザインを個別に指種ごとに選択した場合や予め左右の１０本の指の爪Ｔそれぞれに異なるデザインがセットになって割り当てられたシリーズ物のデザイン等を選択した場合）を例として説明する。
【００３９】
描画したいネイルデザイン等の選択が行われた後、ユーザは印刷指Ｕ１を指置台６５に載置し、その他の指である非印刷指Ｕ２を上面板６１の下方の退避スペース６０ｂ内に挿入する（ステップＳ２）。
そして、印刷指Ｕ１及び非印刷指Ｕ２をセットし終わると、第２の撮影部７０により非印刷指Ｕ２を撮影する（ステップＳ３）。
【００４０】
制御部８１の指種判定部８１３は、非印刷指Ｕ２の画像を解析する（ステップＳ４）。具体的には、図５（ａ）、図６（ａ）に示すような画像から図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すようなＨＯＧ特徴量を抽出する。
そして、指種判定部８１３は非印刷指情報記憶領域８２２から指種を判定するための識別器を読み出し、非印刷指Ｕ２の画像から抽出されたＨＯＧ特徴量に識別器を適用して印刷指Ｕ１の指種を判定する（ステップＳ５）。
【００４１】
また、ユーザが操作部２２等を操作することで印刷開始指示が入力されると、印刷動作を開始する前に、まず撮影制御部８１１が第１の撮影部５０の撮像装置５１及び照明装置５２を制御して、指置台６５に配置された印刷指Ｕ１を撮像装置５１により撮影させ、爪画像（爪Ｔを含む印刷指Ｕ１の画像）を取得させる（ステップＳ６）。  爪画像が取得されると、爪情報検出部８１４は、爪画像に基づいて爪Ｔの外形形状である輪郭形状を検出する。また、爪情報検出部８１４は、爪画像に基づいて、爪Ｔの湾曲形状、その他の爪情報を検出する（ステップＳ７）。
次いで、印刷データ生成部８１５は、指種判定部８１３による判定結果である印刷指Ｕ１の指種及び爪情報検出部８１４により検出された爪情報に基づいて、ユーザによって選択されたネイルデザインをユーザの爪Ｔに印刷するための印刷用データ（ネイルデザインの印刷データ）を生成する（ステップＳ８）。
印刷用データが生成されると、印刷制御部８１６は、印刷部４０に印刷用データを出力するとともに、ヘッド移動機構４９を動作させて印刷ヘッド４１を適宜移動させながら印刷用データに基づく印刷処理を行わせる（ステップＳ９）。
【００４２】
制御部８１は、印刷が予定されている全ての指の爪Ｔについて印刷が完了したか否かを判断し（ステップＳ１０）、印刷が終了したと判断される場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）には印刷処理を終了する。
他方、未だ印刷の終了していない指の爪Ｔがある場合（ステップＳ１０；ＮＯ）には、ユーザが次の指を指置台６５に配置し、操作部２２を操作し、制御部８１はステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
【００４３】
なお、ユーザによって選択されたネイルデザインが左右１０本の指に共通して印刷されるものである場合には、印刷指Ｕ１の指種を判定しなくてもよい。
このため、例えば、ステップＳ１で選択されたネイルデザインが左右１０本の指に共通して印刷するものとして設定された場合には、ステップＳ３からステップＳ５の処理を省略し、操作ボタン２２から印刷開始指示が入力されると、ステップＳ６以下の処理を行うようにしてもよい。
【００４４】
なお、上記では、装置側で印刷指Ｕ１の指種を判定して、これに対応するネイルデザインを自動的にフィッティングさせて印刷を行う場合を例示しているが、印刷指Ｕ１の指種を判定した際の処理はこれに限定されない。
例えば、印刷指Ｕ１としてどの順番で指置台６５にセットするかや、次にどの指を印刷指Ｕ１として指置台６５にセットするかを装置側がユーザに提示（指示）し、ユーザが実際に印刷指Ｕ１をセットしたときに印刷指Ｕ１の指種判定を行い、指示とは異なる指種の指が指置台６５に配置されていると判断される場合に、「異なる指がセットされています。」とのエラーメッセージをユーザに通知したり、例えば右手の中指が指置台６５に配置されていると判定された場合に「右手の人差指を挿入してください。」等、正しい指をセットするよう促すメッセージをユーザに通知するようにしてもよい。
【００４５】
以上のように、本実施形態によれば、印刷指Ｕ１が配置される位置とは異なる退避位置に非印刷指Ｕ２を配置させ、第２の撮影部７０によって退避スペース６０ｂに配置された非印刷指Ｕ２のみを撮影して、第２の撮影部７０により撮影された非印刷指Ｕ２の画像から印刷指Ｕ１の指種を判定する。
このため、ユーザが印刷指Ｕ１としてどの指をセットしたのかを自ら入力する必要がなく、ユーザの手間を省くことができるとともに、指種ごとに異なるネイルデザインが設定された場合でも設定通りの所望のネイルデザインを各指の爪Ｔに印刷することができる。
また、ユーザの入力ミス等により本来印刷されるはずったものとは異なるネイルデザインが誤って爪Ｔに印刷されてしまうおそれを回避することができる。
さらに、本実施形態の指種判定部８１３は、印刷指Ｕ１自体ではなく、その左右に配置される非印刷指Ｕ２に基づいて印刷指Ｕ１の指種を判定する。人の指や爪はどれもよく似た形状をしており、それのみから指種を判定するためには高精度の検出手段と判定技術が必要となる。この点、本実施形態のように、複数の非印刷指Ｕ２の画像に基づいて印刷指Ｕ１の指種を判定することで印刷指Ｕ１の指種を正確に判定することが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態では、印刷指Ｕ１が配置される位置とは異なる退避位置に非印刷指Ｕ２を配置し、第２の撮影部７０によって退避スペース６０ｂに配置された非印刷指Ｕ２のみを撮影する。
これにより、印刷指Ｕ１とは明確に区別された非印刷指Ｕ２のみの画像を取得して、これに基づき、印刷指Ｕ１の正確な指種判定を行うことができる。
このため、指種ごとに異なるネイルデザインを印刷する場合でも、印刷指Ｕ１自体について高精度の指種認識を行う構成を備える必要がなく、退避スペース６０ｂにカメラ（撮像装置７１）等を備えるだけで印刷指Ｕ１の指種を正確に判定することが可能となる。
これにより、装置コストを低く抑えることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、指種判定部８１３は、第２の撮影部７０によって撮影された画像から機械学習により特徴量を抽出し、これに基づいて印刷指Ｕ１の指種を判定する。
このように機械学習の手法を用いることで、印刷指Ｕ１についてより高精度の指種判定を行うことができる。
【００４８】
また、本実施形態では、印刷部４０による印刷の際に印刷指Ｕ１が配置される指置台６５を有し、第２の撮影部７０は、印刷指Ｕ１が指置台６５に配置された状態で撮影を行うようになっている。
これにより、印刷指Ｕ１がセットされたときの位置や姿勢を一定に保ちやすく、第２の撮影部７０による非印刷指Ｕ２の撮影を同じ条件で行うことができ、画像解析を行う場合の精度を向上させることができる。
【００４９】
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
【００５０】
例えば、本実施形態では、印刷指Ｕ１が配置される位置とは異なる退避位置に非印刷指Ｕ２を配置し、第２の撮影部７０が退避スペース６０ｂに配置された非印刷指Ｕ２のみを撮影する場合を例示したが、非印刷指Ｕ２を配置する位置及び第２の撮影部７０の撮影対象はこれに限定されない。
例えば、印刷指Ｕ１と同一平面上（すなわち、指置台６５が配置されている上面板６１上）に非印刷指Ｕ２を配置してもよい。
【００５１】
図８及び図９は、上面板の上に印刷指と非印刷指とを配置した例を示した模式的な平面図である。このうち図８は、左手の人差指が印刷指である場合の例であり、図９は、右手の薬指が印刷指である場合の例を示している。なお、いずれの場合も、親指を印刷指Ｕ１と同一面上に配置することが難しいため、親指については上面板６１の下方に退避させている。
図８及び図９に示すように、印刷指Ｕ１とともに非印刷指Ｕ２を上面板６１上に配置した状態では、どの指が印刷指Ｕ１となるかによって非印刷指Ｕ２の配置パターン（すなわち、指置台６５の左右にそれぞれ何本の非印刷指Ｕ２が配置されるかのパターン）が異なる。また、各非印刷指Ｕ２の長さや太さのばらつきにより、印刷指Ｕ１及び非印刷指Ｕ２が配置された状態の上面板６１を上方から見た場合の全体形状が異なっている。
この場合、上面板６１の上方位置から印刷指Ｕ１とともに非印刷指Ｕ２を撮影することで、印刷指Ｕ１の指種を判定するための画像を取得してもよい。
この場合にも、予め印刷指Ｕ１と非印刷指Ｕ２とが撮影された画像を左右の手の全１０指についてそれぞれ複数集めて機械学習により識別器を作成し、これを指種情報記憶領域８２２等に記憶させておく。そして指種判定部８１３が印刷指Ｕ１の指種を判定する際には、この識別器を読み出して機械学習により印刷指Ｕ１の指種を判定する。
このように非印刷指Ｕ２を配置する場合、撮影は印刷指Ｕ１の爪情報を取得するための画像撮影と同様の位置から行えばよいため、非印刷指Ｕ２の全部又は一部（図８及び図９では一部の非印刷指Ｕ２である親指を除く他の４指）を撮影する撮影部（第２の撮影部）を、印刷指Ｕ１を撮影する撮影部（第１の撮影部５０）が兼ねることができる。
このため、撮影部を２つ設ける必要がなく、装置構成を単純にし、装置コストも抑えることができる。
【００５２】
また、本実施形態で例示したように、予め機械学習により識別器を作成し、これを印刷指Ｕ１の指種判定に用いる場合、指種判定を繰り返すことで識別器が更新されるようにしてもよい。
例えばネイルプリント装置１が、１人のユーザが用いる専用機として使用される場合には、装置出荷段階では不特定多数の者の非印刷指Ｕ２の画像に基づいて作成されている識別器が、ユーザが使い続けることでよりユーザ特有の非印刷指Ｕ２の形状や配置に対応したものに更新されていくことが好ましい。これにより、ユーザの印刷指Ｕ１の判定精度をより向上させることが期待できる。
【００５３】
また、本実施形態では、複数の画像を集めて機械学習により識別器を生成し、これをユーザの非印刷指Ｕ２の画像に適用することで印刷指Ｕ１の指種を判定する場合を例示したが、印刷指Ｕ１の指種を判定する手法は機械学習によるものに限定されない。
例えば、ユーザが左右の各指種の指を印刷指Ｕ１として配置したときの非印刷指Ｕ２の画像を予めユーザの非印刷指Ｕ２の情報（基準画像）として取得し、指種情報記憶領域８２２等に記憶させておく。そして、印刷時に印刷指Ｕ１及び非印刷指Ｕ２がセットされると、非印刷指Ｕ２の画像を取得して、指種判定部８１３が、予め記憶されているこの基準画像とのパターンマッチングを行うことにより当該画像がいずれの指が印刷指Ｕ１として配置されたときの画像と合致するかを判定してもよい。
この場合、大量の画像データを収集して識別器を作成する必要がなく、簡易にネイルプリント装置１を構成することができる。
例えばネイルプリント装置１を個人ユーザが自分専用機として用いる場合等は、このような手法によっても十分な指種の判定精度を期待することができる。
【００５４】
また、第２の撮影部による非印刷指Ｕ２の画像の取得は装置外で行われてもよい。
例えば、印刷指Ｕ１を配置する指置台６５が装置本体から着脱自在となっている場合には、指置台６５を装置外に取り出して、印刷指Ｕ１を指置台６５に配置し、その状態で第２の撮影部による非印刷指Ｕ２の撮影を行う。
装置外で撮影を行う場合、ユーザは姿勢等に制約のない状態で撮影を行うことができ、負担を軽減することができる。
なお、この場合、撮影条件をできるだけ揃えるために、印刷指Ｕ１が配置された指置台６５の位置や向きを所定の位置や向きにそろえた上で撮影を行うことが好ましい。
【００５５】
また、ユーザの爪Ｔの曲率等の爪形状に関する情報等を予め取得しておき、指種情報記憶領域８２２等に記憶されるユーザの指種情報に、ユーザの爪Ｔに特有の曲率の情報等を対応付けさせておいてもよい。
この場合には、印刷指Ｕ１の指種が特定されると、同時にユーザの爪Ｔの曲率等も特定され、２回目以降の印刷においては爪Ｔの曲率等を取得する処理を省略することも可能となる。
【００５６】
また、本実施形態では、ネイルデザインの画像データを格納するネイルデザイン記憶領域８２１がネイルプリント装置１の記憶部８２に設けられている場合を例示したが、ネイルデザインの画像データはネイルプリント装置１の記憶部８２に保存されている場合に限定されない。
例えば、ネットワーク回線等を介して接続可能なサーバ装置等にネイルデザインの画像データを記憶させておき、サーバ装置等にアクセスしてネイルデザインの画像データを参照可能に構成してもよい。
このようにすることで、より多くのネイルデザインの中から印刷するデザインを選択することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、ネイルプリント装置１の印刷ヘッド４１として、インクジェット方式の印刷ヘッド４１を備える構成としたが、印刷ヘッド４１の構成はこれに限定されない。
例えば、爪Ｔの表面にペン先を付けて印刷を行う印刷用のペンを保持するペンホルダを備え、ペンを用いて印刷を行うようにしてもよい。また、本実施形態のようなインクジェット方式の印刷ヘッドと印刷用のペンを保持するペンホルダとを両方備えて、複数の印刷手段を用いて印刷を行う構成としてもよい。
【００５８】
また、ネイルプリント装置１に、印刷後にインクを乾燥させるためのヒータやファンを備える乾燥部が設けられていてもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、指置台６５に印刷指Ｕ１の爪Ｔを配置して撮影や印刷処理を行う場合を例示したが、本ネイルプリント装置１において印刷可能な対象は印刷指Ｕ１の爪Ｔに限定されない。
例えば、爪Ｔに貼り付けて用いられる爪チップ等、爪様の形状のものであっても、ネイルプリント装置１において印刷可能な「爪」とすることができる。
【００６０】
以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
爪の表面に印刷を行う印刷部と、
少なくとも印刷対象である爪に対応する印刷指以外であって前記印刷指と同側の手の指である非印刷指の全部又は一部を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記印刷指の指種を判定する指種判定部と、
を備えているネイルプリント装置。
＜請求項２＞
前記非印刷指は、前記印刷指が配置される位置とは異なる退避位置に配置され、
前記撮影部は、前記退避位置に配置された前記非印刷指のみを撮影する請求項１に記載のネイルプリント装置。
＜請求項３＞
前記非印刷指は、前記印刷指と同一平面上に配置され、
前記撮影部は、前記印刷指とともに前記非印刷指を撮影する請求項１に記載のネイルプリント装置。
＜請求項４＞
前記指種判定部は、前記撮影部によって撮影された画像から機械学習により特徴量を抽出し、これに基づいて前記印刷指の指種を判定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のネイルプリント装置。
＜請求項５＞
前記印刷部による印刷の際に前記印刷指が配置される指置台を有し、
前記撮影部は、前記印刷指が前記指置台に配置された状態で撮影を行う請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のネイルプリント装置。
＜請求項６＞
各指種の指について前記指置台に配置された状態の基準画像を予め記憶する記憶部を有し、
前記指種判定部は、前記撮影部によって撮影された画像と予め記憶されている前記基準画像とのパターンマッチングを行うことによって前記印刷指の指種を判定する請求項５に記載のネイルプリント装置。
＜請求項７＞
ネイルプリント装置における印刷指の指種判定方法であって、
少なくとも印刷対象である爪に対応する前記印刷指以外であって前記印刷指と同側の手の指である非印刷指の全部又は一部を撮影し、
前記撮影された画像に基づいて前記印刷指の指種を判定する、
ことを特徴とする指種判定方法。
＜請求項８＞
撮影部を備えたネイルプリント装置のコンピュータに、
前記撮影部によって少なくとも印刷対象である爪に対応する前記印刷指以外であって前記印刷指と同側の手の指である非印刷指の全部又は一部を撮影させ、
前記撮影された画像に基づいて前記印刷指の指種を判定させる、
処理を実行することを特徴とするプログラム。
【符号の説明】
【００６１】
１        ネイルプリント装置
４０      印刷部
５０      第１の撮影部
６１      上面板
６５      指置台
６６      指配置部
７０      第２の撮影部
８１      制御部
８２      記憶部
８１３    指種判定部
８２２    指種情報記憶領域
Ｔ        爪
Ｕ１      印刷指
Ｕ２      非印刷指
【図１】
2019180560.tif 000003
【図２】
2019180560.tif 000004
【図３】
2019180560.tif 000005
【図４】
2019180560.tif 000006
【図５】
2019180560.tif 000007
【図６】
2019180560.tif 000008
【図７】
2019180560.tif 000009
【図８】
2019180560.tif 000010
【図９】
2019180560.tif 000011