(57)【要約】【課題】肌の質感をリアルに再現できる画像処理装置およびその方法を実現する。【解決手段】モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色を再現する色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、この使用データの内、撮影データ中の光源色（もしくは反射色）だけを「赤色」に変更して生成される補正画像とを重ね合わせて「肌の透明感」を再現する合成画像を形成するようにしたので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することが可能になる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、
前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、
この元画像生成手段によって生成された元画像中の肌の色に応じて、前記撮影データ中の光源色を変化させる光源色変化手段と、
この光源色変化手段によって前記撮影データ中の光源色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、
前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、
前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程と
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、
この元画像生成過程にて生成された元画像中の肌の色に応じて、前記撮影データ中の光源色を変化させる光源色変化過程と、
この光源色変化過程にて前記撮影データ中の光源色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程と
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、
前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成過程と
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、
前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、
この元画像生成手段によって生成された元画像中の肌の色に応じて、前記色データ中の反射色を変化させる反射色変化手段と、
この反射色変化手段によって前記色データ中の反射色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、
前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、
前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程と
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、
この元画像生成過程にて生成された元画像中の肌の色に応じて、前記色データ中の反射色を変化させる反射色変化過程と、
この反射色変化過程にて前記色データ中の反射色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程と
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、
前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、
前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成過程と
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、肌の質感をリアルに再現できる画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元のコンピュータグラフィックス（以下、ＣＧと略称する）画像を生成するには、「モデルとなる物体の形状」、「テクスチャによる色再現およびバンプマッピングによる凹凸表現を含み、物体表面の質感を出すための画像」、「視点位置」、「光源位置」および「光源色」を表す各データやパラメータを用いる。ＣＧ画像では、視点位置および光源位置に応じてモデルに陰影が付けられるので、例えば人の顔をモデルとした場合には肌の上に黒っぽい陰として描画されてしまう。
しかしながら、実際の肌はその表面が半透明で、真皮以下が不透明となっているので、表面上では光透過や散乱が生じて単純な陰は出来ない。つまり、実際の肌では光透過や散乱により生じる乱反射光として、「血の色」を反映した赤味を帯びた明るさが生じており、これがいわゆる「肌の透明感」となって肌のリアルな質感を再現する要素となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の画像処理装置では、上述した肌内での乱反射をシミュレートすることで肌のリアルな質感を再現できるものの、その乱反射のシミュレートには非常に膨大な演算が要求される結果、一つのＣＧ画像を作成するのに多大な処理時間を要してしまい効率的でない、という問題がある。
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多大な処理時間を要することなく効率的に肌の質感をリアルに再現することができる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、この元画像生成手段によって生成された元画像中の肌の色に応じて、前記撮影データ中の光源色を変化させる光源色変化手段と、この光源色変化手段によって前記撮影データ中の光源色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程とを具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、この元画像生成過程にて生成された元画像中の肌の色に応じて、前記撮影データ中の光源色を変化させる光源色変化過程と、この光源色変化過程にて前記撮影データ中の光源色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程とを具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項６に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成過程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項７に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項８に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、この元画像生成手段によって生成された元画像中の肌の色に応じて、前記色データ中の反射色を変化させる反射色変化手段と、この反射色変化手段によって前記色データ中の反射色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項９に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成手段と、前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項１０に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程とを具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項１１に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、この元画像生成過程にて生成された元画像中の肌の色に応じて、前記色データ中の反射色を変化させる反射色変化過程と、この反射色変化過程にて前記色データ中の反射色だけを変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成する画像合成過程とを具備することを特徴とする。
【００１５】
請求項１２に記載の発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って元画像を生成する元画像生成過程と、前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って補正画像を生成する補正画像生成過程と、前記元画像と前記補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整する画像合成過程とを具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明では、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って生成される補正画像とを重ね合わせて「肌の透明感」を再現する合成画像を形成するようにしたので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することが可能になる。
また、本発明では、色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って生成される補正画像と元画像とを重ね合わせて「肌の透明感」を再現する合成画像を形成するので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態について説明する。図１は実施の一形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。この図において、１はハードディスク等の外部記憶装置である。この外部記憶装置１には、後述するＣＰＵ３によって実行されるレンダリング実行プログラムの他、ＣＧ画像生成に必要な形状データ、色データ、撮影データおよび合成パラメータが記憶される。形状データはモデル形状を表す。色データはモデル表面の色を再現するためのテクスチャデータ、凹凸を表現するためのバンプマップデータおよび光反射を表すスペキュラーマップデータから構成される。撮影データはカメラ位置（視点位置）や光源条件（ライト位置／色／照度）などから構成される。
【００１８】
２はＣＰＵ３のワークエリアとして用いられるワークＲＡＭであり、ＣＧ画像生成演算に使用される各種レジスタ・フラグデータを一時記憶する。ＣＰＵ３はユーザの入力操作に応じてキーボード５あるいはマウス６が発生する入力データや入力イベントに従い装置各部を制御する。本発明の要旨に係わるＣＰＵ３の処理動作については追って述べる。４はＣＰＵ３によって生成されるＣＧ画像を画面表示する表示部である。キーボード５およびマウス６はユーザの入力操作に応じて入力データや入力イベントを発生してＣＰＵ３に供給する。
【００１９】
次に、図２を参照してＣＰＵ３が実行する画像作成処理の動作について述べる。先ず、ユーザの入力操作によってレンダリング実行プログラムの実行が指示されると、ステップＳ１に処理を進め、外部記憶装置１から該当するプログラムを読み出す。次いで、ステップＳ２では、ユーザの入力操作によって使用データが指定されると、外部記憶装置１から対応する形状データ、色データおよび撮影データを読み出す。そして、ステップＳ３に進むと、指定された使用データ（形状データ、色データおよび撮影データ）に従って周知のレイトレーシング法あるいはラジオシティ法などによるレンダリング処理を行い、続くステップＳ４では上記レンダリング処理にて得られた元画像データを途中結果として外部記憶装置１のテンポラリフォルダｔｅｍｐ１に保存する。
【００２０】
次に、ステップＳ５では、光源条件の内、光源色を「白色」から「赤色」に変更する。ここで言う赤色とは、Ｒ：Ｇ：Ｂの比で１９０：５：１０を基準としている。そして、ステップＳ６では、上記ステップＳ３と同様、指定された使用データ（形状データ、色データおよび撮影データ）の内、撮影データ中の光源色だけを「赤色」に変更して再度レンダリング処理を実行する。続いてステップＳ７では、光源色を「赤色」に変更して得られた補正画像データを外部記憶装置１のテンポラリフォルダｔｅｍｐ２に保存する。
次いで、ステップＳ８に進み、外部記憶装置１からテンポラリフォルダｔｅｍｐ１（元画像データ）とテンポラリフォルダｔｅｍｐ２（補正画像データ）をそれぞれ読み出す。ステップＳ９では、読み出した元画像データに補正画像データを重ね合わせて合成画像データを形成し、続くステップＳ１０にてその合成画像データを表示部４に画面表示する。
【００２１】
こうした画像作成処理によって、例えば頭部左後方に光源を、顔正面に正対する視点をそれぞれ位置させた条件で人の左耳部分のＣＧ画像を生成すると、元画像データでは耳の舟状窩（耳輪内側の凹み）や外聴道の入口部分が黒っぽい陰として描画され、一方、補正画像データではそれらの部分が赤色光を透過し易い為に赤く描画される。
したがって、元画像データと補正画像データとを重ね合わせた合成画像データでは、耳の舟状窩（耳輪内側の凹み）や外聴道の入口部分が赤味を帯び、これが前述した「肌の透明感」となって肌のリアルな質感を再現し得るようになる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態によれば、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色を再現する色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、この使用データの内、撮影データ中の光源色だけを「赤色」に変更して生成される補正画像とを重ね合わせて「肌の透明感」を再現する合成画像を形成するようにしたので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することが可能になる。
【００２３】
なお、本実施例では、光源色を「赤」に変えて補正画像を得ているが、これに替えて、色再現するためのテクスチャーを「赤」にしたものに同一の光源色を当てる手段を用いても同様の補正画像を得ることができる。
【００２４】
また、上述した実施の形態では、赤色光源を一定成分色としているが、これに限らず元画像中の肌の色に応じて波長成分を変化させる手段や、補正画像の色調を調整する手段を設け、これら手段によって合成画像が最適な「肌の透明感」を再現するようにしても構わない。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１，４に記載の発明によれば、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って生成される補正画像とを重ね合わせて「肌の透明感」を再現する合成画像を形成するようにしたので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することができる。
請求項２，５に記載の発明によれば、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、この元画像中の肌の色に応じて前記撮影データ中の光源色だけを変更した使用データに従って生成される補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成するので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現でき、しかも元画像中の肌の色に応じて、その「肌の透明感」を再現することができる。
請求項３，６に記載の発明によれば、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、前記撮影データ中の光源色だけを赤色に変更した使用データに従って生成される補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整するので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することができる。
請求項７，１０に記載の発明によれば、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って生成される補正画像とを重ね合わせて「肌の透明感」を再現する合成画像を形成するようにしたので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することができる。
請求項８，１１に記載の発明によれば、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、この元画像中の肌の色に応じて前記色データ中の反射色だけを変更した使用データに従って生成される補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成するので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現でき、しかも元画像中の肌の色に応じて、その「肌の透明感」を再現することができる。
請求項９，１２に記載の発明によれば、モデル形状を表す形状データと、モデル表面の色および質感を表す色データと、視点位置および光源条件を表す撮影データとから構成される使用データに従って生成される元画像と、前記色データ中の反射色だけを赤色に変更した使用データに従って生成される補正画像とを重ね合わせて合成画像を作成すると共に、当該合成画像が最適な肌の質感を再現するよう前記補正画像の色調を調整するので、従来のように、非常に膨大な演算が要求される肌内の乱反射のシミュレートを行うことなく効率的に肌の質感をリアルに再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の一形態の構成を示すブロック図である。
【図２】画像作成処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　外部記憶装置
２　ワークＲＡＭ
３　ＣＰＵ
４　表示部
５　キーボード
６　マウス
【図１】
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【図２】
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