(57)【要約】【課題】毛髪のスタイリングにおいて、流れから外れた向きの毛をわかりやすく表示し、スタイリングを容易に評価できるようにする。【解決手段】毛髪画像表示方法が、毛髪画像から毛髪領域を選択し、毛髪領域にエッジ検出を行ってエッジ画像を算出し、エッジ画像に代表処理を行って代表値画像を算出し、エッジ画像と代表値画像との方向差を算出し、各画素の方向差をカラー画像化又は濃淡画像化して方向差画像を表示する工程を含む。【選択図】図１
2008198155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
毛髪画像から毛髪領域を選択し、毛髪領域にエッジ検出を行ってエッジ画像を算出し、
エッジ画像に代表処理を行って代表値画像を算出し、エッジ画像と代表値画像との方向差を算出し、各画素の方向差をカラー画像化又は濃淡画像化して方向差画像を表示する毛髪画像表示方法。
【請求項２】
代表処理に中央値フィルタを使用する請求項１記載の毛髪画像表示方法。
【請求項３】
方向差としてマハラノビス汎距離を算出する請求項１又は２記載の毛髪画像表示方法。
【請求項４】
毛髪画像取得手段、毛髪画像から毛髪領域を選択する手段、毛髪領域にエッジ検出を行い、エッジ画像を算出する手段、エッジ画像に代表処理を行い代表値画像を算出する手段、エッジ画像と代表値画像との方向差を算出する手段、各画素の方向差をカラー画像化又は濃淡画像化して方向差画像を算出する手段、及び方向差画像を表示する表示手段を備えた毛髪画像表示装置。
【請求項５】
代表処理に中央値フィルタを使用する請求項４記載の毛髪画像表示装置。
【請求項６】
方向差としてマハラノビス汎距離を算出する請求項４又は５記載の毛髪画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毛髪のスタイリングの状態をわかりやすく表示する毛髪画像表示方法及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
毛髪のスタイリングでは、毛髪の広がり、流れ、カールの程度が意図したものとなっているか、流れから外れた毛（所謂、はね毛）がないか等が問題となる。そこで、種々のスタイリング剤、縮毛矯正剤、パーマ剤等が開発されている。
【０００３】
しかしながら、個々の毛髪の太さ、引っ張り強度、水分率等の物性の測定装置や、キューティクル、コルティックス、メデュラ等の画像解析を行う観察装置（特許文献１）は開発されているが、毛髪の全体的なスタイリングの状態をわかりやすく表示し、客観的に評価する装置は存在しない。そのため、スタイリング剤等の評価は、もっぱら、それを実際に使用し、ヘアスタイルの崩れの有無等を官能評価することによってなされている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８７９５３号公報
【特許文献２】特開平１１−９２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術に対し、本発明は、毛髪のスタイリングにおいて流れから外れた向きの毛をわかりやすく表示し、スタイリングを容易に評価できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、毛髪のスタイリングの画像に特定の画像処理を施し、毛髪の流れから外れた毛を、その外れ度合い応じて、流れに沿った毛と異なる色で表示することにより、毛髪のはね具合を容易に認識することが可能となり、スタイリングの成否を容易に評価できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
即ち、本発明は、毛髪画像から毛髪領域を選択し、毛髪領域にエッジ検出を行ってエッジ画像を算出し、エッジ画像に代表処理を行って代表値画像を算出し、エッジ画像と代表値画像との方向差を算出し、各画素の方向差をカラー画像化又は濃淡画像化して方向差画像を表示する毛髪画像表示方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、上述の毛髪画像表示方法を実施する装置として、毛髪画像取得手段、
毛髪画像から毛髪領域を選択する手段、毛髪領域にエッジ検出を行い、エッジ画像を算出する手段、エッジ画像に代表処理を行い代表値画像を算出する手段、エッジ画像と代表値画像との方向差を算出する手段、各画素の方向差をカラー画像化又は濃淡画像化して方向差画像を算出する手段、及び方向差画像を表示する表示手段を備えた毛髪画像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の毛髪画像表示方法によれば、方向差画像により、毛髪のスタイリングにおいて流れから外れた向きの毛が、その外れ度合いに応じて、流れに沿った毛と異なる色ないし濃さで表示されるので、スタイリング全体のまとまり具合を容易に認識することができ、また、流れから外れた毛の外れ度合、分布等も容易に集計することができる。したがって、毛髪のスタイリングを評価することが可能となり、さらに、スタイリングに使用する毛髪化粧料自体の評価やスタイリング方法の評価にも有用なものとなる。
【００１０】
また、本発明の毛髪画像表示装置によれば、本発明の毛髪画像表示方法を容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例の毛髪画像表示方法の流れ図であり、図２は、この毛髪画像表示方法を実施する毛髪画像表示装置１のブロック図である。
【００１３】
この毛髪画像表示装置１は、評価対象とするヘアスタイルの毛髪画像を取得するデジタルカメラ２と、デジタルカメラ２で撮った毛髪画像を保存し、また、演算処理を施すパーソナルコンピュータ３と、演算処理前の毛髪画像（原画像）や演算結果を表示するディスプレイ４及びプリンタ５を有している。
【００１４】
毛髪画像の取得手段としては、デジタルカメラ２の他、被験者の毛髪スタイルの写真から毛髪画像を取り込むイメージスキャナ６を設けてもよく、毛髪画像が記録されている任意の記録媒体から毛髪画像を読み込むドライブを設けてもよく、インターネット等の通信回線から毛髪画像を取り込むものでもよい。また、パーソナルコンピュータ３には、スタイリング剤等の毛髪化粧料と、その適用の前後の毛髪のスタイリング状態を蓄積したデータベース７を接続してもよい。
【００１５】
パーソナルコンピュータ３は、次の(a)〜(e)の手段として機能するプログラムを備えている。
(a)毛髪画像から毛髪領域を選択する手段、
(b)選択した毛髪領域についてエッジ検出を行い、エッジ画像を算出する手段、
(c)エッジ画像に代表処理を行って代表値画像を算出する手段、
(d)エッジ画像と代表値画像との方向差を算出する手段、
(e)方向差をカラー画像化又は濃淡画像化して方向差画像を算出する手段
【００１６】
ここで、(a)の毛髪画像とは、毛髪領域を含む顔画像、頭部画像などをいい、毛髪画像からの毛髪領域の選択は、例えば、黒髪の場合は、明るさが特定の閾値より暗い画素を毛髪領域とし、茶髪、金髪等の場合は、彩度が特定の閾値より高い画素を毛髪領域とすることにより行う。また、必要に応じて、これらにエッジ強度が特定の閾値よりも大きいという条件を組み合わせて毛髪領域を選択してもよい。この他、毛髪領域の選択に際しては、毛髪画像を所定の方法で撮ることにより、毛髪画像上所定の部位に毛髪領域が位置するように予め設定しておくことが好ましい。
【００１７】
(b)でエッジ検出により算出するエッジ画像は、毛髪の流れ（流れから外れた毛を含む）を示す画像に対応する。エッジ検出自体は、画像の濃度勾配を利用した公知の微分処理により行うことができ、より具体的には、Prewitt、Robinson、Kirsch等のエッジ抽出フィルタを用いることができる。
【００１８】
例えば、Prewittフィルタを使用する方法では、横方向の濃度差ｄｘは
【００１９】
【数１】
2008198155.tif 000003
を用いて算出され、縦方向の濃度差ｄｙは
【００２０】
【数２】
2008198155.tif 000004
を用いて算出される。そして、毛髪の流れの向きに対応するエッジ方向θが次式
【００２１】
【数３】
2008198155.tif 000005
により算出され、エッジ強度ｒが次式
【００２２】
【数４】
2008198155.tif 000006
により算出される。
【００２３】
より具体的には、エッジ抽出フィルタを用いてエッジ検出を行うことにより、図３の原画像（ａ）から同図（ｂ）の横方向のエッジ画像及び同図（ｃ）の縦方向のエッジ画像を得、これら横方向のエッジ画像と縦方向のエッジ画像から、上述の数３の式よりエッジ方向が算出されて同図（ｄ）のエッジ方向画像が形成され、また、数４の式よりエッジ強度が算出されて同図（ｅ）のエッジ強度画像が算出される。
【００２４】
(c)の代表処理は、一般に画像処理でノイズを除去する場合等に使用されるが、本発明においては上述の毛髪の流れを示すエッジ画像から、流れから外れた毛の影響を取り除くために行う。
【００２５】
代表処理は、中央値フィルタ、平均値フィルタ、刈り込み平均値フィルタ等を使用して行うことができるが、本発明では中央値フィルタを使用することが好ましい。即ち、中央値フィルタを使用する代表処理は、ある画素の画素値を、その周囲窓領域の画素値の中央値で置き換える処理であり、平均値フィルタを使用する処理は、ある画素の画素値を、その周囲窓領域の画素値の平均値で置き換える処理である。そのため、例えば、図４（ａ）に示すように、周囲窓領域に多数のθ1 方向の画素と、一つのθ2 方向の画素が存在し、このθ2 方向の画素のエッジ強度がθ1 方向の画素のエッジ強度に比して極めて強いという場合に平均値フィルタを使用して代表処理を行うと、代表処理後のエッジ方向θavは、同図４（ｂ）に示すように、多数存在する画素の方向θ1 と異なったものとなり、代表処理後のエッジ方向θavが毛髪の流れに対応しなくなる。これに対し、中央値フィルタを使用すると、同図４（ｃ）に示すように、代表後のエッジ方向θo は毛髪の流れに対応するものとなる。なお、ここでの平均値は周囲窓領域に含まれるエッジの主軸を求めることによって算出した。また、中央値は、周囲窓領域に含まれる他のエッジとの距離の総和が最小になるエッジを求めることによって算出した。
【００２６】
代表処理を行うにあたり、フィルタ（周囲窓領域）の大きさは、小さすぎると代表処理後のエッジ方向が毛髪の流れと対応しにくくなり、大きすぎるとゆるやかな流れの毛の方向が代表処理後のエッジ方向に寄与するようになる。例えば、前述の図３のエッジ画像（ｂ）、（ｃ）に対し、近傍半径２画素の範囲の中央値をとると、図５（ａ）、（ｂ）の代表値画像を得、同様に、近傍半径５画素の範囲の中央値をとると、図５（ｃ）、（ｄ）の代表値画像を得る。好ましいフィルタの大きさは、毛髪スタイルによっても異なり、直毛の毛髪スタイルに対しカールのかかった毛髪スタイルでは、フィルタを小さくしないと代表処理後のエッジ方向が毛髪の流れに対応しにくくなる。より具体的には、フィルタの大きさは、直毛スタイルの場合には、周囲窓領域の半径が毛髪径の３倍以上とすることが好ましく、さらに、カールのスタイルの場合には、周囲窓領域の半径がカールの曲率半径の０．５倍以下とすることが好ましい。
【００２７】
(d)のエッジ画像と代表値画像との方向差は、毛髪の流れから外れた毛の外れ度合いに対応する。この方向差としては、マハラノビス汎距離、ユークリッド距離等の距離を算出することができるが、中でもマハラノビス汎距離を算出することが好ましい。
【００２８】
マハラノビス汎距離は、多次元の変数の相関関係やばらつきを考慮して算出される距離の尺度である。エッジ画像と代表値画像とのマハラノビス汎距離は、具体的には、次の式により求めることができる。
【００２９】
【数５】
2008198155.tif 000007
（式中、ｖ１：距離を求めるエッジの代表値の向きへの射影の長さ
ｖ２：代表値に直交する向きへの射影の長さ
σ１：周囲窓領域に含まれるエッジの、代表値の向きへの射影の長さの標準偏差
σ２：代表値に直交する向きへの射影の長さの標準偏差）
【００３０】
マハラノビス汎距離は、その値が小さいほど対象物が母集団に近いこと、即ち、注目する毛髪が、毛髪の流れに沿っていることを意味し、反対にその値が大きいほど対象物は母集団から離れていること、即ち、注目する毛髪が、毛髪の流れから外れた方向をとっていることを意味する。
【００３１】
マハラノビス汎距離を算出後、さらに、方向差画像に対して中央値フィルタ、平均値フィルタ等を用いるノイズ除去処理を行ってもよい。これにより、毛髪の流れから外れた毛をいっそう際立たせることが可能なる。
【００３２】
(e)の方向差をカラー画像化又は濃淡画像化する処理は、例えば、方向差の数値に色相角を対応させたり、濃淡の階調度を対応させたりすればよい。これにより、方向差をビジュアル化することができる。
【００３３】
例えば、前述の図３のエッジ画像と図５（ａ）、（ｂ）の代表値画像とのマハラノビス汎距離を白黒２５６階調で濃淡画像化することにより図６の方向差画像を得ることができ、さらにこれに近傍半径２画素の中央値フィルタを用いてノイズ除去処理を行うことにより、図７の方向差画像（ノイズ除去）を得ることができる。
【００３４】
本発明においては、方向差を上述のように方向差画像として表示する他、例えば図８のように、方向差とその出現度数とをヒストグラム等の関係図に表してもよい。これにより、毛髪の流れから外れた毛髪の外れ度合い、出現度数等を統計的に解析することが容易となる。
【００３５】
さらに、この解析結果や上述の方向差画像の見え方を、データベース７に保存されている毛髪化粧料やスタイリング方法と関連づけてもよい。
【実施例】
【００３６】
黒髪の毛髪画像（原画像）をデジタルカメラで撮り（拡散照明、カメラの撮像子：約４００万画素）、その中央部の図９（ａ）に示す毛髪領域Ｐ（２５６×２５６画素）について、エッジ検出をPrewittフィルタにより行い、得られたエッジ画像から中央値フィルタ（フィルタの大きさ：半径２０画素、毛髪径の約７倍に相当）により代表値画像を算出し、エッジ画像と代表値画像とのマハラノビス汎距離を算出し、濃淡画像化することにより方向差画像を得、さらに中央値フィルタ（フィルタの大きさ：半径１画素）を用いてノイズを除去することにより図９（ｂ）の方向差画像を得た。この方向差画像では、略上から下に流れる毛髪に対して、左右方向に伸びた毛髪を際立たせて表示することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の毛髪画像表示方法ないし表示装置は、毛髪のスタイリングにおいて流れから外れた毛の外れ度合い、分布等に基づくスタイリングの評価、スタイリングに使用する毛髪化粧料自体やスタイリング方法自体の評価に有用であり、さらに、毛髪化粧料やスタイリング方法の開発や宣伝販売にも有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】毛髪画像表示方法の流れ図である。
【図２】毛髪画像表示装置のブロック図である。
【図３】原画像とエッジ画像である。
【図４】代表処理におけるエッジ方向の説明図である。
【図５】中央値フィルタの大きさごとの平滑化画像である。
【図６】方向差画像である。
【図７】ノイズ除去後の方向差画像である。
【図８】方向差とその出現度数とのヒストグラムである。
【図９】実施例における原画像と方向差画像である。
【符号の説明】
【００３９】
１    毛髪画像表示装置
２    デジタルカメラ
３    パーソナルコンピュータ
４    ディスプレイ
５    プリンタ
６    イメージスキャナ
７    データベース
【図１】
2008198155.tif 000008
【図２】
2008198155.tif 000009
【図３】
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【図４】
2008198155.tif 000011
【図５】
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【図６】
2008198155.tif 000013
【図７】
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【図８】
2008198155.tif 000015
【図９】
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