(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔の画像を予め記憶する顔画像記憶手段と、
前記顔画像記憶手段に記憶されている顔画像のうち、予め定められている部分画像の特徴を計測する特徴計測手段と、
基準となる顔の特徴に関する基準値を各部分画像毎に予め記憶する基準値記憶手段と、
顔の特徴項目毎に誇張率を予め記憶する誇張率記憶手段と、
前記特徴計測手段により計測された特徴の値と前記基準値記憶手段に記憶された基準値とを各部分画像毎に比較して特徴値を求め、求めた特徴値を前記誇張率記憶手段に記憶されている誇張率で修正し、この修正された特徴値に基づいて、前記顔画像記憶手段に記憶されている顔画像を修正する顔画像修正手段と、
を備えることを特徴とする顔画像作成装置。
【請求項２】
前記顔画像記憶手段は、顔画像作成手段により部分画像の組み合わせで作成された顔画像または顔画像撮影手段により撮影された顔画像を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の顔画像作成装置。
【請求項３】
前記特徴計測手段は、前記顔画像記憶手段に記憶された顔画像から顔を構成する部分画像を抽出する抽出手段を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の顔画像作成装置。
【請求項４】
前記特徴計測手段は、前記顔画像に含まれる所定の部分画像の位置とサイズとを計測し、前記基準値記憶手段は前記部分画像の位置とサイズの基準値とを記憶する、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の顔画像作成装置。
【請求項５】
前記画像修正手段は、前記修正された特徴値に基づいて顔画像に含まれる所定の部分画像の位置とサイズとを修正する、ことを特徴とする請求項４に記載の顔画像作成装置。
【請求項６】
前記画像修正手段は、前記特徴計測手段により計測された特徴の値と前記基準値記憶手段に記憶された基準値とを各部分画像毎に比較して特徴値を求め、求めた特徴値が予め定められている誇張対象となるか否かを判別する手段と、誇張対象となると判別された特徴値を前記誇張率記憶手段に記憶されている誇張率で修正する手段と、この修正された特徴値に基づいて、前記顔画像記憶手段に記憶されている顔画像を修正する手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の顔画像作成装置。
【請求項７】
複数の部分画像からなる対象物の画像が予め記憶されている画像記憶手段と、
この画像記憶手段に記憶されている画像中の部分画像の配置位置とサイズとの少なくとも一方を計測する計測手段と、
対象物の部分画像の配置位置とサイズとの少なくとも一方の基準値を予め記憶する基準値記憶手段と、
前記基準値記憶手段に記憶された基準値と前記計測手段により計測された値とを比較し、比較結果に従って、前記画像中における前記部分画像の位置と形状との少なくとも一方を修正する修正手段と、
を備えることを特徴とする画像生成装置。
【請求項８】
顔画像を修正する顔画像修正装置に用いられる顔画像修正方法において、
顔の画像が予め記憶されている顔画像記憶手段をアクセスし、この顔画像記憶手段に記憶されている顔画像のうち、予め定められている部分画像の特徴を計測する特徴計測ステップと、
基準となる顔の特徴に関する基準値が、各部分画像毎に予め記憶されている基準値記憶手段をアクセスし、この基準値記憶手段に記憶された基準値と前記特徴計測ステップにより計測された特徴の値とを各部分画像毎に比較して特徴値を求めた後に、顔の特徴項目毎に誇張率が予め記憶されている誇張率記憶手段をアクセスし、この誇張率記憶手段に記憶されている誇張率で、前記求められた特徴値を修正し、この修正された特徴値に基づいて、前記顔画像記憶手段に記憶されている顔画像を修正する顔画像修正ステップと、
を備えることを特徴とする顔画像修正方法。
【請求項９】
複数の部分画像からなる対象物の画像が予め記憶されている画像記憶手段を備えている画像修正装置に用いられる顔画像修正方法において、
前記画像記憶手段に記憶されている画像中の部分画像の配置位置とサイズとの少なくとも一方を計測する計測ステップと、
対象物の部分画像の配置位置とサイズとの少なくとも一方の基準値が予め記憶されている基準値記憶手段をアクセスし、この基準値記憶手段に記憶された基準値と前記計測ステップにより計測された値とを比較し、この比較結果に従って、前記画像中における前記部分画像の位置と形状との少なくとも一方を修正する修正ステップと、
を備えることを特徴とする顔画像修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、顔画像の特徴を誇張した後の顔画像を得ることができる顔画像作成装置、画像生成装置及び顔画像修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人物の似顔絵を自動的に作成する似顔絵作成方法が知られている。
従来の似顔絵作成方法は、（１）予め用意された複数の顔の部品（髪、輪郭、眉、目、鼻、口等）の図形から実像（顔）に合った部品を選択し、組み合わせることにより、似顔絵を作成する部品交換による作成方法と、（２）画像取り込み装置により得られた顔画像を元に、画像をトレースするか又は主要となる画像上の点を指定し、各々の点を接続することによって線画を作成し、変形して似顔絵を作成するトレースによる作成方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
（１）の部品交換による作成方法は、似顔絵を実像に近似させるために、多くの部品を必要とする。しかし、部品の数を増加すると、部品を選択する手間が増加してしまい、使い勝手が悪くなるという欠点がある。
また、（２）のトレースによる作成方法では、線画を得るために線をなぞる手間が必要となる。このため、線画を変形するために処理する情報量が多く、実用化する際にシステムが大きくなり、規模の大きなシステムには採用しにくいといった欠点がある。
また、（２）のトレースによる方法は、入力された画像には比較的忠実な似顔絵が得られるが、似顔絵特有の、特徴部分を誇張した画像を得ることが出来ないという問題がある。
なお、これらの問題点は、顔の画像に限らず、任意の有体物を描写する画像を作成する場合に共通の問題である。
【０００４】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な処理で、特徴を誇張した顔画像を得ることができる顔画像作成装置と方法を提供することを目的とする。また、この発明は、特徴を誇張した任意の有体物の画像を得ることができる画像生成装置と方法を提供することを他の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決する手段するため、この発明の第１の観点にかかる顔画像作成装置は、顔の画像を予め記憶する顔画像記憶手段と、前記顔画像記憶手段に記憶されている顔画像のうち、予め定められている部分画像の特徴を計測する特徴計測手段と、基準となる顔の特徴に関する基準値を各部分画像毎に予め記憶する基準値記憶手段と、顔の特徴項目毎に誇張率を予め記憶する誇張率記憶手段と、前記特徴計測手段により計測された特徴の値と前記基準値記憶手段に記憶された基準値とを各部品毎に比較して特徴値を求め、求めた特徴値を前記誇張率記憶手段に設定されている誇張率で修正し、この修正された特徴値に基づいて、前記顔画像記憶手段に記憶されている該画像を修正する画像修正手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
前記顔画像記憶手段に記憶される顔画像は、例えば、顔画像作成手段により作成された部分画像の組み合わせにより作成された顔画像又は、カメラ、イメージリーダ等の顔画像撮影手段により撮影された顔画像の一方からなる。
【０００７】
前記特徴計測手段は、例えば、前記顔画像記憶手段に記憶された顔画像から顔を構成する部分画像を抽出し、該部分画像の特徴を計測する。
【０００８】
前記特徴計測手段は、例えば、前記顔画像に含まれる所定の部分画像の位置とサイズとを計測し、前記基準値記憶手段は前記部分画像の位置とサイズの基準値とを記憶する。そして、前記画像修正手段は、前記修正された特徴値に基づいて顔画像に含まれる所定の部分画像の位置とサイズとを修正する。
また、前記画像修正手段は、例えば、前記特徴計測手段により計測された特徴の値と前記基準値記憶手段に記憶された基準値とを各部分画像毎に比較して特徴値を求め、求めた特徴値が予め定められている誇張対象となるか否かを判別する手段と、誇張対象となると判別された特徴値を前記誇張率記憶手段に記憶されている誇張率で修正する手段と、この修正された特徴値に基づいて、前記顔画像記憶手段に記憶されている顔画像を修正する手段と、を備える。
【０００９】
また、この発明の第２の観点にかかる画像生成装置は、複数の部分画像からなる対象物の画像を記憶する画像記憶手段と、この画像記憶手段に記憶されている画像中の部分画像の配置位置とサイズの少なくとも一方を計測する計測手段と、前記対象物の部分画像の配置位置とサイズとの少なくとも一方の基準値を予め記憶する基準値記憶手段と、前記基準値記憶手段に記憶された基準値と前記計測手段により計測された値とを比較し、比較結果に従って、前記画像中における前記部分画像の位置と形状との少なくとも一方を修正する修正手段と、より構成されることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、任意の物体の特徴を強調した画像を得ることができる。
また、この発明の第３の観点にかかる顔画像修正方法は、顔画像を修正する顔画像修正装置に用いられる顔画像修正方法において、顔の画像が予め記憶されている顔画像記憶手段をアクセスし、この顔画像記憶手段に記憶されている顔画像のうち、予め定められている部分画像の特徴を計測する特徴計測ステップと、基準となる顔の特徴に関する基準値が、各部分画像毎に予め記憶されている基準値記憶手段をアクセスし、この基準値記憶手段に記憶された基準値と前記特徴計測ステップにより計測された特徴の値とを各部分画像毎に比較して特徴値を求めた後に、顔の特徴項目毎に誇張率が予め記憶されている誇張率記憶手段をアクセスし、この誇張率記憶手段に記憶されている誇張率で、前記求められた特徴値を修正し、この修正された特徴値に基づいて、前記顔画像記憶手段に記憶されている顔画像を修正する顔画像修正ステップと、を備えることを特徴とする。
また、この発明の第４の観点にかかる顔画像修正方法は、複数の部分画像からなる対象物の画像が予め記憶されている画像記憶手段を備えている画像修正装置に用いられる顔画像修正方法において、前記画像記憶手段に記憶されている画像中の部分画像の配置位置とサイズとの少なくとも一方を計測する計測ステップと、対象物の部分画像の配置位置とサイズとの少なくとも一方の基準値が予め記憶されている基準値記憶手段をアクセスし、この基準値記憶手段に記憶された基準値と前記計測ステップにより計測された値とを比較し、この比較結果に従って、前記画像中における前記部分画像の位置と形状との少なくとも一方を修正する修正ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態にかかる顔画像作成装置について図面を参照して説明する。
図１は、この実施の形態にかかる顔画像作成装置の構成を示す。
図示するように、この顔画像作成装置は、制御部１１と、制御部１１に接続された画像入力装置１３、画像メモリ１５、キー入力部１７、制御メモリ１９、表示部２１及び印刷部２３とより構成される。
【００１２】
制御部１１は、制御メモリ１９に記憶されたプログラム及び基準値に従ってこの顔画像作成装置全体の動作、特に、後述する画像入力処理、特徴抽出処理、特徴強調処理等を行う。
画像入力装置１３は、電子カメラ、イメージリーダ等から構成され、顔画像を入力する。画像メモリ１５は画像入力装置１３により取得された顔画像を記憶する。
【００１３】
キー入力部１７は、画像入力キー、似顔絵作成キー、印刷キー等を備え、データ及びコマンドを制御部１１に入力する。
制御メモリ１９は、後述する画像取得処理、特徴抽出処理、特徴強調処理等を行うための制御プログラムを記憶する。制御メモリ１９は、さらに、年齢層別、国籍別、人種別、性別等の分類別に多数人の顔の両目の高さ、縦幅、横幅、両目の間隔の平均値を基準値Ｑとして記憶し、特徴を抽出するための抽出基準値Ｓ及び誇張率Ｔを特徴毎に記憶する。
表示部２１は、画像メモリ１５に記憶されている顔画像等を表示する。
印刷部２３は、表示部２１に表示されている顔画像等を印刷する。
【００１４】
つぎに、図２のフローチャートを参照して任意の人物の画像を取得し、該画像から似顔絵を作成する手順を説明する。
【００１５】
先ず、使用者は、キー入力部１７を操作して、顔画像の入力を指示する。この指示に従い、制御部１１は、画像入力装置１３を起動して、顔画像を取得する（ステップＳ１）。制御部１１は、画像入力装置１３から供給される画像データを順次画像メモリ１５に格納する（ステップＳ１）。また、制御部１１は、図４（Ａ）に示すように、画像メモリ１５に格納された顔画像を表示部２１に表示する（ステップＳ２）。
【００１６】
この状態で、使用者がキー入力部１７を操作して強調処理を指示すると、この指示がステップＳ３で判別され、フローはステップＳ４以下の強調処理を開始する。
【００１７】
先ず、制御部１１は、画像メモリ１５に格納された顔画像の中から、顔を構成する部品（目、鼻、口・・・・・・）のうち最も特徴を表す目を抽出する（ステップＳ４）。目の抽出方法としては、例えば、顔全体のサイズを正規化（高さＬＬが所定のサイズになるように拡大又は縮小）した後、この顔画像と目の予定された大きさと位置とを有するマスクと比較し、このマスクに相当する画像を抽出すればよい。
【００１８】
次に、抽出した目の特徴を計測する（ステップＳ５）。具体的には、目の位置及び大きさを計測する。
計測方法の具体例を図４（Ａ）を参照して説明する。
目の位置（高さ）は顎先の高さ位置を示す直線ＬＵ又は頭頂の高さ位置を示す直線ＬＯを基準として表現することができる。ここでは、顎先の高さ位置を示す直線ＬＵからの距離で示すこととする。
【００１９】
直線ＬＡとＬＢは右目の上辺及び下辺の高さを示す線であり、右目の高さは直線ＬＡとＬＢの中心線と直線ＬＵとの距離ＶReyeで表され、右目の縦幅は直線ＬＡとＬＢの距離ＨReyeで表される。
同様に、左目の上辺及び下辺は直線ＬＣとＬＤで表すことができる。左目の高さは直線ＬＣとＬＤの中心線と直線ＬＵとの距離ＶLeyeで表され、左目の縦幅は直線ＬＣとＬＤの距離ＨLeyeで表される。
右目の外側（目尻側）の横方向の位置と右目の内側（目頭側）の横方向の位置は直線ＬＥとＬＦで表され、右目の横幅は直線ＬＥとＬＦの距離ＷReyeで表される。
同様に、左目の外側（目尻側）の横方向の位置と左目の内側（目頭側）の横方向の位置は直線ＬＧとＬＨで表され、左目の横幅は直線ＬＧとＬＨの距離ＷLeyeで表される。
右目と左目の距離は直線ＬＥとＬＦの中心線と直線ＬＧとＬＨの中心線の距離ＤR-Lで表される。
【００２０】
制御部１１は、抽出した目の画像について上述の各個別値Ｐ，即ち、右目の高さＶReye、右目の縦幅ＨReye、左目の高さＶLeye、左目の縦幅ＨLeye、右目の横幅ＷReye、左目の横幅ＷLeye、右目と左目の距離ＤR-Lを求める。
【００２１】
このようにして求められた個別値Ｐは個人差がある。そこで、求められた個別値Ｐと制御メモリ１９に予め設定されている基準値Ｑ（ＶKre、ＶKle、ＨKre、ＨKle、ＷKre、ＷKle、ＤKR-L）との差を特徴値Ｒとして、図６に示すように計算する（ステップＳ６）。なお、基準値Ｑは、前述のように、複数の年齢層（１０歳単位でグループ化）別のそれぞれの多数人の顔の両目の高さ、縦幅、横幅、両目の間隔の平均値を求めて、予め制御メモリ１９に設定されている。図３（Ａ）に、３０歳代の平均的な日本人成人男性の基準顔、図３（Ｂ）に、１０歳代の平均的な日本人子供男性の基準顔を例示する。
【００２２】
次に、予め設定された抽出基準値Ｓ１〜Ｓ７に対して、各特徴値Ｒが数１〜数７を充足するか否かを判別し、式を満足する特徴値Ｒを誇張対象特徴値Ｒ’として抽出する（ステップＳ７）。
【００２３】
【数１】
ΔＶre／ＶKre≧Ｓ１
【数２】
ΔＶle／ＶKle≧Ｓ２
【数３】
ΔＨre／ＶKre≧Ｓ３
【数４】
ΔＨle／ＨKle≧Ｓ４
【数５】
ΔＷre／ＷKre≧Ｓ５
【数６】
ΔＷle／ＷKle≧Ｓ６
【数７】
ΔＤR-L／ＤKR-L≧Ｓ７
【００２４】
制御部１１は、抽出された誇張対象特徴値Ｒ’について、図７に示すように、予め定められて制御メモリ１９に格納されている誇張率Ｔを参照し、数８〜数１４に従って、補正後の位置、幅等の値を求める（ステップＳ８）。
【００２５】
【数８】
ＶReye’＝ＶReye＋（ｔ１×ΔＶre）
【数９】
ＶLeye’＝ＶLeye＋（ｔ２×ΔＶle）
【数１０】
ＨReye’＝ＨReye＋（ｔ３×ΔＨre）
【数１１】
ＨLeye’＝ＨLeye＋（ｔ４×ΔＨle）
【数１２】
ＷReye’＝ＷReye＋（ｔ５×ΔＷre）
【数１３】
ＷLeye’＝ＷLeye＋（ｔ６×ΔＷle）
【数１４】
ＤR-L’ ＝ＶRーL＋（ｔ７×ΔＤR-L）
【００２６】
次に、数８〜数１４に従って求められた数値に従って、画像メモリ１５に格納された顔画像について、誇張対象特徴値Ｒ’を有すると判断された右目及び左目の位置及び大きさを調整（移動及び拡大又は縮小）する（ステップＳ９）。制御部１１は、位置を調整した画像を表示部２１に表示する（ステップＳ１０）。また、キー入力部１７より印刷の指示があった場合には、修正された顔画像を印刷する。
例えば、図４（Ａ）の人物の目の位置は図３（Ａ）に示す基準顔の基準値で示す目の位置と若干ずれている。そこで、この点を誇張するために、目の位置を下げて補正した顔の図を図４（Ｂ）に示す。図５は、同様に両目の位置を下げると共に、左目を縮小した顔を示す。
以上の処理により、顔画像の入力から特徴の誇張までの一連処理が終了する。
【００２７】
上述の抽出基準値Ｓ１〜Ｓ７及び誇張率Ｔ（ｔ１〜ｔ７）は、最適な特徴強調画像が得られるように、実験等により求める。
【００２８】
以上説明したように、この実施の形態によれば、特徴の抽出及び誇張を単純名係数の設定と図形の移動、拡大（縮小）のみの簡単な操作で実現する。従って、携帯機器等のハードウエア及びソフトウエアに制限がある電子機器に広く応用可能である。
【００２９】
なお、以上の説明においては、人間の顔の最も特徴的な部品である目の図形を補正する場合を中心に説明したが、他の部品、例えば、鼻、口、眉、耳等についても同様の手法により補正してもよい。
また、以上の説明においては、特徴を誇張するために部品を移動及び拡大（又は縮小）する例を示したが、例えば、目、眉等については、各要素を回転しても良い。この場合は、例えば、目頭と目尻とを結ぶ線の水平線に対する傾きを求め、傾きと傾きの基準値との比が所定の抽出基準値を超えている場合に、図形を回転して特徴を誇張する。
【００３０】
なお、顔の各部品の配置は、性別、年齢、人種等に応じて異なる。例えば、図３（Ｂ）に示す日本人の男性の子供の標準的な顔では、目の高さが大人の目の高さに比較して低い。そこで、図６に示す基準値Ｑをこれらの種類毎に制御メモリ１９上に用意してもよい。この場合は、特徴を強調する際に、キー入力部１７より、作成する似顔絵の種類（性別、年齢、人種）等を入力し、制御メモリ１９から対応する基準値を読み出して使用する。
【００３１】
また、上記実施の形態においては、数１〜数７を充足する特徴についてのみ、その特徴を強調したが、全ての特徴について数８〜数１４に従って補正（修正）を行ってもよい。
【００３２】
上記実施の形態においては、画像入力装置により顔画像を入力し、入力した画像を修正して特徴を強調したが、例えば、メモリに顔の複数の各部分の複数の部品を記憶させておき、キー入力部１７のキー操作により、任意の部品を選択して組み合わせて形成した顔画像を画像メモリ１５に格納してもよい。
【００３３】
この発明は顔画像に限らず、任意の有体物の特徴を強調した画像を作成する場合に適用可能である。この場合には、制御メモリには、該有体物を構成する部品の位置等に関する基準値等を予め格納しておけばよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成及び処理で人物の顔の特徴を強調した画像を取得することができる。
また、本発明によれば、特徴を強調した画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる顔画像作成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す顔画像作成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】（Ａ）は３０歳代の平均的な日本人成人男性の基準顔を示し、
（Ｂ）は１０歳代の平均的な日本人子供男性の基準顔を示す。
【図４】（Ａ）は顔の画像と目の位置及び大きさを特定する値を説明するための図である。
（Ｂ）は（Ａ）の顔画像の特徴部分を強調した図の一例である。
【図５】図４（Ａ）の顔画像の特徴部分を強調した図の一例である。
【図６】求められた個別値Ｐと基準値Ｑと特徴値Ｒの関係を示す図である。
【図７】抽出された誇張対象特徴値Ｒ’と誇張率Ｔの関係を示す図である。
【符号の説明】
１１・・・制御部、１３・・・画像入力装置、１５・・・画像メモリ、１７・・・キー入力部、１９・・・制御メモリ、２１・・・表示部、２３・・・印刷部
【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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