(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の顔画像と選択された髪画像との合成によるヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法であって、
被験者の顔画像において、両眼を検出し、
両眼を通る直線（以下、眼ラインと称する）と、両眼の間隔の所定倍数として得られる顔幅とに基づき、顔の眼ラインよりも下方の仮の輪郭線として半卵形曲線を形成し、
半卵形曲線を顔画像上で左右方向に走査し、半卵形曲線と顔画像中の顎部のエッジラインとの重なり度合が最大となる半卵形曲線の位置を取得し、その位置の半卵形曲線の左右両端部を顔の輪郭線の左右両端部として検出し、
一方、選択された髪画像の元となる顔画像について、顔の輪郭線の左右両端部を前記被験者の顔画像と同様に検出し、
被験者の顔画像又は選択された髪画像を相似拡大又は相似縮小することにより双方の顔の輪郭線の左右両端部の幅を揃え、被験者の顔画像と選択された髪画像とを合成するヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法。
【請求項２】
被験者の顔画像において、顔の輪郭線の左右両端部を検出するのに先立ち、半卵形曲線を上下方向に走査し、半卵形曲線と顔画像中の顎部のエッジラインとの重なり度合が最大となる半卵形曲線の位置を取得し、その位置の半卵形曲線の下端部を顔の輪郭線の下端部として検出し、
顔の輪郭線の左右両端部の幅Ｄ1 と、顔の輪郭線の下端部と眼ラインとの距離Ｄ2 と、眼ラインと頭頂部との距離Ｄ3 との所定の関係式に基づき、被験者の顔画像について、顔の輪郭線の左右両端部の幅Ｄ1f と、半卵形曲線の下端部と眼ラインとの距離Ｄ2f とから眼ラインと頭頂部との距離Ｄ3f を取得し、
被験者の顔画像の大きさ調整用矩形として、顔の輪郭線の下端部を下辺に含み、左右両端部を対向する左右両辺に含み、頭頂部を上辺に含む矩形を形成し、
一方、選択された髪画像の大きさ調整用矩形を、その髪画像の元となる顔画像から、前記被験者の顔画像の大きさ調整用矩形と同様に形成し、
選択された髪画像を縦方向又は横方向に拡大又は縮小することにより、選択された髪画像の大きさ調整用矩形の縦横比を被験者の顔画像の大きさ調整用矩形の縦横比に合わせ、
被験者の顔画像又は選択された髪画像を相似拡大又は相似縮小することにより双方の大きさ調整用矩形の幅を揃え、被験者の顔画像と選択された髪画像を合成する請求項１記載のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法。
【請求項３】
半卵形曲線を、
(1)顔幅の間隔を開けた２本の直線（以下、顔幅ラインと称する）を眼ラインに垂直にひき
(2)各顔幅ラインから顔幅の７〜１５％外側に直線（以下、外形ラインと称する）を顔幅ラインに平行にひき、
(3)眼ラインから下方へ顔幅の７５〜９０％の距離に直線（以下、仮の顎ラインと称する）を眼ラインに平行にひき、
(4)眼ラインと外形ラインとの交点を始点、両眼の中点から眼ラインに垂直に仮の顎ラインに下ろした線の足を終点、顔幅ラインと仮の顎ラインとの交点を制御点としてベジエ曲線を描くこと
により形成する請求項１又は２記載のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法。
【請求項４】
顔の輪郭線の左右両端部の幅Ｄ1 と、顔の輪郭線の下端部と眼ラインとの距離Ｄ2 と、眼ラインと頭頂部との距離Ｄ3 との関係式が、（Ｄ3／Ｄ2）と（Ｄ2／Ｄ1）の関数である請求項２又は３記載のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法。
【請求項５】
入力された顔画像と選択された髪画像を自動合成する演算装置、及び顔画像と髪画像とシミュレーション画像を同時に又は切り替えて表示するディスプレイを備えたヘアスタイルシミュレーション画像形成システムであって、
演算装置が、
入力された顔画像又は選択された髪画像の元となる顔画像において、両眼を検出する機能、
両眼の間隔を計測し、その所定倍数を顔幅として算出する機能、
両眼を通る直線（以下、眼ラインと称する）と顔幅に基づいて半卵形曲線を作製する機能、
顔画像中のエッジラインを検出する機能、
半卵形曲線を顔画像上で左右方向に走査し、半卵形曲線と顔画像中の顎部のエッジラインとの重なり度合が最大となる半卵形曲線の位置を取得し、その位置の半卵形曲線の左右両端部を顔の輪郭線の左右両端部として検出する機能、
入力された顔画像又は選択された髪画像を相似拡大又は相似縮小することにより双方の顔の輪郭線の左右両端部の幅を揃える機能、及び
入力された顔画像と選択された髪画像を合成する機能、を備えているヘアスタイルシミュレーション画像システム。
【請求項６】
演算装置が、
半卵形曲線を顔画像上で上下方向に走査し、半卵形曲線と顔画像中の顎部のエッジラインとの重なり度合が最大となる半卵形曲線の位置を取得し、その位置の半卵形曲線の下端部を顔の輪郭線の下端部として検出する機能、
顔の輪郭線の左右両端部の幅Ｄ1 と、顔の輪郭線の下端部と眼ラインとの距離Ｄ2 と、眼ラインと頭頂部との距離Ｄ3 との所定の関係式に基づき、当該入力された顔画像について、顔の輪郭線の左右両端部の幅Ｄ1f と、半卵形曲線の下端部と眼ラインとの距離Ｄ2f とから眼ラインと頭頂部との距離Ｄ3f を取得する機能、
入力された顔画像の大きさ調整用矩形として、前記顔の輪郭線の下端部を下辺に含み、左右両端部を対向する左右両辺に含み、頭頂部を上辺に含む矩形を形成する機能、
選択された髪画像の大きさ調整用矩形を、その髪画像の元となる顔画像から、前記入力された顔画像の大きさ調整用矩形と同様に形成する機能、
選択された髪画像を縦方向又は横方向に拡大又は縮小することにより、選択された髪画像の大きさ調整用矩形の縦横比を入力された顔画像の大きさ調整用矩形の縦横比に合わせる機能を備えている請求項５記載のヘアスタイルシミュレーション画像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔画像と髪画像の合成によりヘアスタイルシミュレーション画像を形成する方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般消費者が、或るヘアスタイルが自分に似合うか否かを、ヘアスタイルを実際に変更することなく事前に判断できるようにするため、その者の顔画像とその者が指定したヘアスタイルの髪画像とを合成し、ヘアスタイルシミュレーション画像を形成することがなされている。従来、このようなヘアスタイルシミュレーション画像の形成においては、オペレータが手作業で顔画像と髪画像の大きさや重ね合わせの位置の調整をしている。
【０００３】
しかしながら、そのような方法では、ヘアスタイルシミュレーション画像を短時間で消費者に提供することができず、実際上、店頭等において消費者が種々のヘアスタイルを試すことが妨げられ、また、ヘアスタイルシミュレーション画像の作成依頼が多数あった場合に対応が困難となっていた。
【０００４】
これに対しては、顔領域を自動抽出し、顔領域の輪郭線の最大幅を顔幅として顔画像と髪画像の顔幅を合わせ、自動的にフィッティングする手法があるが（特許文献１）、この方法では同一人物の画像でも、髪が顔に被さっている場合と被さっていない場合とでは、フィッティングの基礎とする顔幅が変わってしまい、結果的に、髪画像と顔画像のフィッティングが不自然なヘアスタイルシミュレーション画像が形成されることがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３１２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような従来技術の課題に対し、本発明は、顔画像と髪画像を合成してヘアスタイルシミュレーション画像を形成するにあたり、髪が顔に被さっているか否かを問わず、どのような髪型の顔画像に対しても、任意のヘアスタイルの髪画像を自動的に簡便に合成できるようにし、かつ髪画像と顔画像のフィッティングに自然さが失われない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】
【０００７】
本発明者らは、
(1)顔の略下半分の輪郭線は半卵形曲線でフィッティングすることができ、半卵形曲線を顔画像の顎部の輪郭線にフィッティングさせることにより、顎より上側で顔の輪郭線が髪で隠れていても、半卵形曲線でその輪郭線を予測できること、
(2)頭頂部（即ち、頭蓋骨の輪郭線の頂部）は、髪型によっては、顔画像から予測することが困難であるが、半卵形曲線を用いて求めた顔の輪郭線の左右両端部の幅と、顔の輪郭線の下端部と眼ラインとの距離と、眼ラインと頭頂部との距離との間には特定の関係があること、したがって、
(3)被験者の顔画像と、その被験者の好み等により選択された髪画像とを合成するに際し、被験者の顔画像と選択された髪画像の元となる顔画像とについて、顔の仮の輪郭線として半卵形曲線を形成し、この半卵形曲線を、髪が被さっていない顎部のエッジラインにフィッティングすることにより、顔の輪郭線の左右両端部を定め、この左右両端部の幅を、被験者の顔画像と選択された髪画像とで揃えておくと、髪が顔に被さっているか否かに関わらず、髪画像と顔画像に自然なフィッティングを得られること、
(4)また、半卵形曲線を用いて顔の輪郭線の下端部も求め、さらに特定の関係式に基づいて頭頂部を予測し、こうして得た顔の輪郭線の下端部と左右両端部と頭頂部に基づいて、顔画像と髪画像の大きさを調整するために使用する大きさ調整用矩形を形成し、一方、選択された髪画像についても、その元となる顔画像から、被験者の顔画像の大きさ調整用矩形と同様に大きさ調整用矩形を形成し、その大きさ調整用矩形の縦横比を被験者の顔画像の大きさ調整用矩形の縦横比に揃えると、被験者の顔画像と選択された髪画像の元となる顔画像の外形が、面長あるいは丸顔といったように大きく異なる場合でも、自然なフィッティングを得られることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明は、被験者の顔画像と選択された髪画像の合成によるヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法であって、
被験者の顔画像において、両眼を検出し、
両眼を通る直線（以下、眼ラインと称する）と、両眼の間隔の所定倍数として得られる顔幅とに基づき、顔の眼ラインよりも下側の仮の輪郭線として半卵形曲線を形成し、
半卵形曲線を顔画像上で左右方向に走査し、半卵形曲線と顔画像中の顎部のエッジラインとの重なり度合が最大となる半卵形曲線の位置を取得し、その位置の半卵形曲線の左右両端部を顔の輪郭線の左右両端部として検出し、
一方、選択された髪画像の元となる顔画像について、顔の輪郭線の左右両端部を前記被験者の顔画像と同様に検出し、
被験者の顔画像又は選択された髪画像を相似拡大又は相似縮小することにより双方の顔の輪郭線の左右両端部の幅を揃え、被験者の顔画像と選択された髪画像とを合成するヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、入力された顔画像と選択された髪画像を自動合成する演算装置、及び顔画像と髪画像とシミュレーション画像を同時に又は切り替えて表示するディスプレイを備えたヘアスタイルシミュレーション画像形成システムであって、
演算装置が、
入力された顔画像又は選択された髪画像の元となる顔画像において、両眼を検出する機能、
両眼の間隔を計測し、その所定倍数を顔幅として算出する機能、
両眼を通る直線（眼ライン）と顔幅に基づいて半卵形曲線を作製する機能、
顔画像中のエッジラインを検出する機能、
半卵形曲線を顔画像上で左右方向に走査し、半卵形曲線と顔画像中の顎部のエッジラインとの重なり度合が最大となる半卵形曲線の位置を取得し、その位置の半卵形曲線の左右両端部を顔の輪郭線の左右両端部として検出する機能、
入力された顔画像又は選択された髪画像を相似拡大又は相似縮小することにより双方の顔の輪郭線の左右両端部の幅を揃える機能、及び
入力された顔画像と選択された髪画像を合成する機能、を備えているヘアスタイルシミュレーション画像システムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法によれば、被験者の顔画像とその被験者の好み等により選択された髪画像とのそれぞれについて、半卵形曲線を用いて顔の輪郭線の左右両端部を検出するので、髪が顔に被さっているか否かを問わず、顔の輪郭線の左右両端部の幅を取得し、その左右両端部の幅を顔画像と髪画像とで揃えることができる。したがって、被験者の顔画像において、髪が顔に被さっているか否かを問わず、任意の被験者の顔画像に、任意のヘアスタイルの髪画像を、フィッティングの自然さを損なうことなく合成することができ、しかもそのような合成をオペレータの手作業によるフィッティングを要することなく簡便に行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法において、被験者の顔画像と選択された髪画像のそれぞれについて、半卵形曲線を用いて、顔の輪郭線の左右両端部の他に下端部も検出し、また特定の関係式に基づいて頭頂部を予測し、これらに基づいて大きさ調整用矩形を形成すると、この大きさ調整用矩形を用いて髪画像の縦横比を顔画像の縦横比に合わせることができるので、被験者の顔画像と選択された髪画像の元となる顔画像の外形が、面長あるいは丸顔といったように大きく異なる場合でも、自然なフィッティングを得ることができる。
【００１２】
また、本発明のヘアスタイルシミュレーション画像システムによれば、本発明のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法を、演算装置で自動的に行うことができる。したがって、短時間に多くのヘアスタイルシミュレーション画像を形成することが可能となり、例えば、インターネットを通して多くの人からヘアスタイルシミュレーション画像の作製依頼が殺到しても、各依頼者にヘアスタイルシミュレーション画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。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。
【００１４】
図１は、顔画像と髪画像とを合成してヘアスタイルシミュレーション画像を形成する本発明のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法の一実施例を示す流れ図であり、図２は、この方法を実施するヘアスタイルシミュレーション画像形成システム１０のブロック図である。
【００１５】
このシステム１０は、パソコン本体１とディスプレイ２からなり、パソコン本体１には、デジタルカメラ３、イメージスキャナ４、プリンタ５等が接続されている。
【００１６】
パソコン本体１は、顔画像と髪画像とを自動合成する演算装置となるものであり、概略、画像中の特定色の領域を抽出し、抽出した領域の大きさを計測する機能、所定の直線図形又は曲線図形の描画機能、エッジ画像の形成機能、エッジラインの検出機能、画像又は描画図形の移動機能、画像又は描画図形の拡大縮小機能、画像又は描画図形の重なり度合いの計測機能、画像の合成機能等を有し、さらに、本発明のヘアスタイルシミュレーション画像の形成に使用する各機能を備えている。なお、特定色の領域抽出機能、指定した領域の大きさの計測機能、所定の直線図形又は曲線図形の描画機能、エッジ画像の形成機能、エッジラインの検出機能、画像又は描画図形の移動機能、画像又は描画図形の拡大縮小機能、画像又は描画図形の重なり度合いの計測機能、画像の合成機能等の画像処理機能自体は、例えば、アドビシステム社製フォトショップ等の市販の画像処理ソフトをパソコン本体１に搭載することにより得ることができる。
【００１７】
ディスプレイ２は、パソコン本体１に取り込まれた顔画像と髪画像と、顔画像と髪画像の合成によるシミュレーション画像を同時に又は切り替えて表示する。
【００１８】
図１のヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法では、まず、パソコン本体１に被験者の顔画像を取得する。顔画像の取得は、例えば、デジタルカメラ３で被験者の顔画像を撮り、それをパソコン本体１に取り込ませることによってもよく、イメージスキャナ４を用いて被験者の顔写真を読み取ることによってもよく、インターネット等の通信回線を利用して取得してもよい。この場合、顔画像と髪画像の合成処理速度を上げる点から、顔画像は、顔が正面向のものとすることが好ましい。
【００１９】
次に、顔の略下半分の仮の輪郭線として半卵形曲線Ｌ0 を、顔画像における顔幅と両眼を通る直線（眼ラインＬ1 ）を基準にして形成する。ここで半卵形曲線Ｌ0 とは、図３に示すように、所定の短径Ｄx 、長径Ｄy を有し、両眼の中間点に中心Ｏを有する楕円（破線）Ｌx に対して、下端点側がやや細くなっている曲線（実線）をいう。短径Ｄx と長径Ｄy が同じ、すなわち丸顔である場合も含む。半卵形曲線Ｌ0 は、楕円Ｌx よりも、眼ラインＬ1 から下側の顔の輪郭線とフィッティングがよい。また、半卵形曲線Ｌ0 は、両眼を検出し、眼ラインＬ1 と顔幅を取得することで描き方を一律に定められるので、自動的に描くことができる。さらに、半卵形曲線Ｌ0 を、画像上現れている顔の顎部の輪郭線にフィッティングさせることにより、髪に隠れて画像上現れていない顔の輪郭線も良好に予測することが可能となる。
【００２０】
半卵形曲線Ｌ0 の具体的な形成方法としては、例えば、まず、両眼、好ましくは両眼の瞳の中間点Ｐ1 を検出し、図４に示すように、眼ラインＬ1 として両眼を通る直線を引く。両眼の検出方法としては、例えば、エッジ検索による方法、テンプレートマッチングによる方法、眉間検出後に両眼を検出する方法、特願2005-380436に記載の方法等、によることができる。
【００２１】
次に、両眼の間隔、好ましくは両眼の瞳の間隔を計測し、その所定倍数を顔幅Ｄ0 とする。ここで、顔幅Ｄ0 を算出するために、両眼の間隔に掛け合わせる係数は、経験的に定められ、1.75〜2.00の数値を使用することができる。
【００２２】
顔幅ラインＬ2 として、顔幅Ｄ0 を挟み、眼ラインＬ1 に垂直な２本の直線をひき、さらに、外形ラインＬ3 として、顔幅Ｄ0 に所定の係数を掛けた距離だけ各顔幅ラインＬ2 よりも外側に直線を顔幅ラインＬ2 に平行にひく。この係数は、通常、７〜１５％の範囲で定めればよい。これにより、外形ラインＬ3 の間隔Ｄ4 はＤ0 ×（１１４〜１３０）％となる。
【００２３】
また、仮の顎ラインＬ4 として、顔幅Ｄ0 に所定の係数を掛けた距離だけ眼ラインＬ1 から下方へ直線を眼ラインＬ1 に平行に引く。この係数は、通常、７５〜９０％の範囲で定めればよい。
【００２４】
眼ラインＬ1 と外形ラインＬ3 との交点を始点Ｐ2 、両眼の中間点Ｐ1 から仮の顎ラインＬ4 に下ろした垂線の足を終点Ｐ3 、顔幅ラインＬ2 と仮の顎ラインＬ4 との交点を制御点Ｐ4 としてベジエ曲線を描き、このベジエ曲線を半卵形曲線Ｌ0 とする。半卵形曲線Ｌ0 の形成方法としては、この他、制御点を別途定め、スプライン曲線により形成することもできる。
【００２５】
一方、髪型の如何に関わらず、通常、顔画像に輪郭線が現れている顎部について、その輪郭線を取得する。そのため、好ましくは、図５に示すように、取得した顔画像からエッジ画像を形成し、顎部のエッジラインＬａ を取得する。
【００２６】
そして、好ましくは、まず顔の輪郭線の下端部を取得するため、半卵形曲線Ｌ0 を顔画像上で上下方向に走査し、半卵形曲線Ｌ0 と顎部のエッジラインＬａとの重なり度合が最大となる半卵形曲線Ｌ0 の位置を取得し、その位置の半卵形曲線Ｌ0 の下端部を顔の輪郭線の下端部（即ち、顎部の最下端部）Ｐａとして検出する。顔画像のエッジ画像では、顎部のエッジラインが部分的に不明瞭になることがあるが、この手法によれば、顔画像のエッジ画像において顎部の最下端部が不明瞭であっても、半卵形曲線Ｌ0 を用いて、顔の輪郭線の下端部Ｐａを位置決めすることができる。
【００２７】
顔の輪郭線の下端部Ｐａの位置決めの具体的手法としては、例えば、図６に示すように、図３で形成した半卵形曲線Ｌ0 の下端部から、該下端部と眼ラインＬ1 との距離の２／３までの半卵形曲線Ｌ0 を顎部の半卵形曲線Ｌ0x とし、この顎部の半卵形曲線Ｌ0x を、眼ラインＬ1 から下方に半卵形曲線Ｌ0 の横幅（即ち、外形ラインＬ３ の間隔Ｄ4 ）の２／３〜３／３の範囲（図６において、ドットで塗りつぶした領域）で上下方向に走査する。この顎部の半卵形曲線Ｌ0x を両眼を通る眼ラインＬ1 に垂直な直線で中央部と左右両端部に３分割し、顎部の半卵形曲線Ｌ0x の中央部と左右両端部のそれぞれについて顎部のエッジラインＬａとの重なり度合いを計測し、少なくとも顎部の半卵形曲線Ｌ0x の右端部又は左端部の領域について、顎部のエッジラインＬａとの重なり度合いが最も大きくなる顎部の半卵形曲線Ｌ0x の位置を取得し、図７に示すように、その下端部を顔の輪郭線の下端部（即ち、顎の下端部）Ｐａとする。
【００２８】
次に、顔の輪郭線の左右両端部を取得するため、顔の輪郭線の下端部Ｐａを取得した位置に半卵形曲線Ｌ0 をおき、それを左右方向に走査し、半卵形曲線Ｌ0 と顔画像中の顎部のエッジラインＬａとの重なり度合が最大となる半卵形曲線の位置を取得し、その位置の半卵形曲線の左右両端部を顔の輪郭線の左右両端部として検出する。これにより、顔画像において頬部が髪で隠れていても、顔の輪郭線の左右両端部をＰｂ、Ｐｃを位置決めすることができる。
【００２９】
この左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの位置決めの具体的手法としては、例えば、図８に示すように、顔の輪郭線の下端部Ｐａを取得した位置に半卵形曲線Ｌ0 をおき、半卵形曲線Ｌ0 を幅方向に３等分して中央部と左右両端部に分け、その左右両端部のそれぞれについて、半卵形曲線Ｌ0 の下端部Ｐａから、該下端部Ｐａと眼ラインＬ1 との距離の２／３までの曲線（Ｌ0y）を、左右方向に半卵形曲線Ｌ0 の幅（即ち、外形ラインＬ３ の間隔Ｄ4 ）の１／８走査し、この走査範囲（図８において、ドットで塗りつぶした領域）において曲線Ｌ0y と顎部のエッジラインＬａとの重なり度合いが最も大きくなる半卵形曲線Ｌ0 の位置を取得し、図９に示すように、その位置の半卵形曲線Ｌ0 の左端部、右端部を顔の輪郭線の左端部Ｐｂ、右端部Ｐｃとして検出し、左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの幅Ｄ1f を取得する。
【００３０】
なお、顔の輪郭線の下端部Ｐａと左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの双方を検出する場合に、上述のように下端部Ｐａを先に検出し、次いで左右両端部Ｐｂ、Ｐｃを検出することが好ましい。左右両端部Ｐｂ、Ｐｃを先に検出し、次いで下端部Ｐａを検出すると、顎先が尖っている顔画像の場合に、下端部Ｐａを検出しにくくなることがあるが、下端部Ｐａを先に検出し、次いで左右両端部Ｐｂ、Ｐｃを検出することにより、そのような問題を解消することができる。
【００３１】
次に、必要に応じて頭頂部Ｐｄの位置を取得する。そのためには、予め、顔の輪郭線の左端部Ｐｂと右端部Ｐｃの距離Ｄ1 と、顔の輪郭線の下端部Ｐａと眼ラインＬ1 との距離Ｄ2 と、眼ラインＬ1 と頭頂部Ｐｄとの距離Ｄ3 との間に存在する、自然なフィッティング結果を与える関係式を取得しておく。これらに特定の関係式が成り立つこと、特に（Ｄ3／Ｄ2）と（Ｄ2／Ｄ1）とに特定の関係式が成り立つことは、多数人の顔画像に複数種の髪画像を合成するにあたり、まず、前述の方法で距離Ｄ1 、Ｄ2 を取得し、次いで任意に距離Ｄ3 を設定し、横がＤ1 、縦がＤ2＋Ｄ3の矩形（即ち、後述する大きさ調整用矩形）を想定し、一方、髪画像にも同様に横がＤ1h 、縦がＤ2h＋Ｄ3hの矩形を想定し、髪画像の矩形を縦又は横に拡大又は縮小することにより顔画像と髪画像の矩形の縦横比を合わせ、顔画像に髪画像をフィッティングした場合に、最も自然なフィッティング結果を与える顔画像のＤ3を多数の試行を重ねることにより取得し、それらの（Ｄ3／Ｄ2）と（Ｄ2／Ｄ1）との関係を解析することにより、本発明者が見出したものである。なお、ここで、髪画像のＤ3hは専門美容師が頭頂部Ｐｄを判断することにより得られた数値を使用した。
【００３２】
この（Ｄ3／Ｄ2）と（Ｄ2／Ｄ1）との関係式としては、より具体的には、例えば次式（１）をあげることができる。
Ｄ3／Ｄ2 ＝ａ×Ｄ2／Ｄ1 ＋ｂ            （１）
（ａ，ｂはそれぞれ係数）
【００３３】
式（１）において、係数ａ，ｂは、髪画像の髪の長さをショート（毛先が顎先程度まで届く長さ）からロング（毛先が腋の下より下まで届く長さ）まで広くカバーしようとすると髪型によっては異なる値をとる場合があるが、例えば、髪の長さがミディアム（毛先が鎖骨程度まで届く長さ）ないしセミロング（毛先が腋の下程度まで届く長さ）の範囲では、異なる髪型の髪画像４種（スタイル１〜４）と被験者５０名の顔画像とのフィッティング結果解析は、図１０に示すように、ａ＝-1.63、ｂ＝2.29  となる。
【００３４】
なお、図１０の式（１）を得るに際して使用した髪画像４種については、その元となる顔画像の頭頂部Ｐｄを専門美容師が判断し、４種ともＤ2h：Ｄ3h＝５１：４９  と設定し、上述のように縦横比を合わせる際に使用する矩形を想定した。４種のＤ2h：Ｄ3h を同じ設定値にしても、図１０に示すように（Ｄ3／Ｄ2）と（Ｄ2／Ｄ1）には高い相関が認められるから、通常、髪型サンプルとされる髪画像は、髪型によらず、Ｄ2h：Ｄ3h を一定値としてよいことがわかる。
【００３５】
髪画像の元となる顔画像のＤ2h：Ｄ3hの値を異なる値に設定すると、髪画像を被験者の髪画像に合成した場合に自然なフィッティング結果を与える係数ａ，ｂも異なるので、係数ａ，ｂは髪画像の元となる顔画像のＤ2h：Ｄ3hの値ごとに解析した数値を使用する。ただし、通常、髪型サンプルとされる髪画像は、髪型によらず、Ｄ2h：Ｄ3h を４５：５５〜５７：４３の範囲内の一定値と設定すればよく、その設定値に対応した係数ａ，ｂを使用すればよい。
【００３６】
こうして（Ｄ3／Ｄ2）と（Ｄ2／Ｄ1）との関係式を取得した後は、当該被験者について、顔の輪郭線の左端部Ｐｂと右端部Ｐｃの距離Ｄ1f と、半卵形曲線の下端部Ｐａと眼ラインＬ1 との距離Ｄ2f とから、この関係式を用いて眼ラインＬ1 と頭頂部Ｐｄとの距離Ｄ3f を算出し、この距離Ｄ3f から頭頂部Ｐｄの位置を取得する。
【００３７】
次に、顔画像の大きさ調整用矩形２０として、図１１に示すように、顔の輪郭線の下端部Ｐａを下辺に含み、左右両端部Ｐｂ、Ｐｃを対向する左右両辺に含み、頭頂部Ｐｄを上辺に含む矩形を形成する。
【００３８】
一方、任意の髪型の画像から被験者が選択した髪画像をパソコン本体１に取り込む。この場合、髪画像は、既存の髪型スタイルブック、人物写真等、任意の情報源から取得することができる。髪画像としては、種々の髪型のものを、予めパソコン本体１に記憶させておいてもよい。なお、髪画像は顔画像と髪画像との合成処理速度を上げる点から、髪画像の元となる顔画像は正面向のものが好ましい。
【００３９】
パソコン本体１に取り込んだ髪画像に対しては、その元となる顔画像について、被験者の顔画像の場合と同様に、図１２に示すように、まず両眼を検出し、眼ラインＬ1 と顔幅Ｄ0 を取得し、これらに基づいて半卵形曲線Ｌ0 を形成し、それを顔画像の顎部のエッジラインとフィッティングさせることにより顔の輪郭線の下端部Ｐａと左右両端部Ｐｂ、Ｐｃを検出し、左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの幅Ｄ1h と、下端部Ｐａと眼ラインＬ1 との距離Ｄ2h を取得する。
【００４０】
眼ラインＬ1 と頭頂部Ｐｄとの距離Ｄ3h は、被験者の顔画像においてＤ3f を取得する場合に用いた式（１）の導出時に設定した髪画像のＤ2h：Ｄ3hの比から求める。
【００４１】
こうして取得した髪画像の左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの幅Ｄ1h 、下端部Ｐａと眼ラインＬ1 との距離Ｄ2h 、眼ラインＬ1 と頭頂部Ｐｄとの距離Ｄ3h を用いて大きさ調整用矩形２１を設定する。
【００４２】
次いで、図１３に示すように、髪画像を、相似拡大又は相似縮小することにより、双方の顔の輪郭線の左右両端部Ｐb、Ｐcの距離Ｄ1f 、Ｄ1h （大きさ調整用矩形２０、２１の幅）を揃え、双方の眼ラインＬ1 を合わせ、被験者の顔画像に被験者が選択した髪画像を重ねて合成し、ヘアスタイルシミュレーション画像を形成する。なお、この合成時には、予め、被験者の顔画像中の髪領域を削除しておき、被験者の顔画像に髪画像を重ねた後に、被験者の元々の髪が邪魔にならないようにする。髪領域の削除は、エッジ検出や髪の色を利用した公知の方法（例えば、特開２００５−３３９５２２号公報に記載の方法）で髪領域を検出し、削除すればよい。
【００４３】
また、この合成に際して、被験者の顔画像と選択された髪画像の元となる顔画像の外形が、面長あるいは丸顔といったように大きく異なる場合には、髪画像を縦方向又は横方向に拡大又は縮小することにより、髪画像の大きさ調整用矩形２１の縦横比を被験者の顔画像の大きさ調整用矩形２０の縦横比に合わせ、その後双方の画像の大きさ調整用矩形２０、２１の幅を揃え、眼ラインＬ1 を重ね合わせて被験者の顔画像と選択された髪画像を合成し、ヘアスタイルシミュレーション画像を形成する。このように画像の縦横比を調整する方法は、特に、被験者の顔画像のＤ2f／Ｄ1f の値が0.80以下の横長の顔あるいは0.87以上の面長の顔の場合に、自然なヘアスタイルシミュレーション画像を形成するために有効である。
【００４４】
一方、縦横比の調整を不要とし、より簡便に顔画像と髪画像を合成する場合には、顔の輪郭線の左端部Ｐｂ、右端部Ｐｃが検出されればよく、下端部Ｐａや頭頂部Ｐｄの検出は省略することができる。
【００４５】
以上のように、本発明によれば、顔画像と髪画像とを合成してヘアスタイルシミュレーション画像を形成するにあたり、一旦、半卵形曲線を形成するための係数等を設定すると、オペレータの恣意的な判断を要することなく、フィッティングに自然さのあるヘアスタイルシミュレーション画像を自動的に形成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、顔画像と髪画像を合成することによりヘアスタイルシミュレーション画像形成する場合に有用となり、特に、ヘアスタイルシミュレーション画像を短時間で自動的に形成する場合に有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法の流れ図である。
【図２】ヘアスタイルシミュレーション画像形成システムのブロック図である。
【図３】半卵形曲線の説明図である。
【図４】ヘアスタイルシミュレーション画像の形成方法における半卵形曲線の形成方法の説明図である。
【図５】顔画像のエッジ画像である。
【図６】顔の輪郭線の下端部の取得方法の説明図である。
【図７】顔の輪郭線の下端部の取得方法の説明図である。
【図８】顔の輪郭線の左右両端部の取得方法の説明図である。
【図９】顔の輪郭線の左右両端部の取得方法の説明図である。
【図１０】顔の輪郭線の左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの幅Ｄ1 と、顔の輪郭線の下端部Ｐａと眼ラインＬ1 との距離Ｄ2 と、眼ラインＬ1 と頭頂部Ｐｄとの距離Ｄ3との関係図である。
【図１１】顔画像の大きさ調整用矩形の説明図である。
【図１２】髪画像の大きさ調整用矩形の説明図である。
【図１３】顔画像と髪画像の合成時の説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    パソコン本体
２    ディスプレイ
３    デジタルカメラ
４    イメージスキャナ
５    プリンタ
１０    ヘアスタイルシミュレーション画像形成システム
Ｄ0     顔幅
Ｄ1     顔の輪郭線の左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの幅
Ｄ2     顔の輪郭線の下端部と眼ラインＬ1 との距離
Ｄ3     顔画像の眼ラインＬ1 と頭頂部との距離
Ｄ1f    被験者の顔画像の顔の輪郭線の左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの幅
Ｄ2f    被験者の顔画像の顔の輪郭線の下端部と眼ラインＬ1 との距離
Ｄ3f    図１０の関係から予測される被験者の顔画像の眼ラインＬ1 と頭頂部Ｐｄとの距離
Ｄ1h    髪画像の元となる顔画像の顔の輪郭線の左右両端部Ｐｂ、Ｐｃの幅
Ｄ2h    髪画像の元となる顔画像の顔の輪郭線の下端部と眼ラインＬ1 との距離
Ｄ3h    髪画像の元となる顔画像の任意に設定する眼ラインＬ1 と頭頂部Ｐｄとの距離
Ｄ4     外形ラインＬ3 の間隔
Ｌ0     半卵形曲線
Ｌ1     眼ライン
Ｌ2     顔幅ライン
Ｌ3     外形ライン
Ｌ4     仮の顎ライン
Ｐａ    顔の輪郭線の下端部
Ｐｂ    顔の輪郭線の左端部
Ｐｃ    顔の輪郭線の右端部
Ｐｄ    頭頂部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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