專利名稱：發(fā)型模擬圖像的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)合成臉部圖像和頭發(fā)圖像來(lái)形成發(fā)型模擬圖像的 方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般消費(fèi)者為了在實(shí)際中不改變發(fā)型，事先就能夠判斷某種發(fā)型 是否適合自己，將他的臉部圖像和他所指定的發(fā)型的頭發(fā)圖像合成， 形成發(fā)型模擬圖像。
一直以來(lái)，在這種發(fā)型模擬圖像的形成中，操作 人員通過(guò)手工作業(yè)來(lái)調(diào)整臉部圖像和頭發(fā)圖像的大小以及重合的位置。然而，這種方法中，不能在短時(shí)間內(nèi)向消費(fèi)者提供發(fā)型模擬圖像， 實(shí)際上，消費(fèi)者在店里無(wú)法嘗試各種發(fā)型，而且，在大多依賴于發(fā)型 模擬圖像的制作的情況下難以應(yīng)對(duì)。與此相對(duì)的是，雖然具有自動(dòng)抽出臉部區(qū)域，將臉部區(qū)域的輪廓 線的最大寬度作為臉部寬度，調(diào)和臉部圖像和頭發(fā)圖像的臉部寬度， 自動(dòng)地進(jìn)行匹配的方法(專利文獻(xiàn)l)，但是，該方法中，即使是同一 人物的圖像，在頭發(fā)覆蓋臉部的情況和不覆蓋的情況下，作為匹配基 礎(chǔ)的臉部寬度已經(jīng)改變，結(jié)果，形成了頭發(fā)圖像和臉部圖像的匹配不 自然的發(fā)型模擬圖像。專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)公開第H8-131252號(hào)公報(bào) 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，在合成臉 部圖像和頭發(fā)圖像，形成發(fā)型模擬圖像時(shí)，不管頭發(fā)是否覆蓋臉部， 對(duì)于任何發(fā)型的臉部圖像，均能夠自動(dòng)且簡(jiǎn)便地合成任意發(fā)型的頭發(fā) 圖像，而且頭發(fā)圖像和臉部圖像的匹配不失自然性。發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了以下情況(1) 臉部的大致下半部分的輪廓線能夠用半橢圓形曲線匹配，通 過(guò)使半橢圓形曲線與臉部圖像的下頜部的輪廓線匹配，即使在下頜的 上側(cè)，臉部的輪廓線被頭發(fā)隱藏，也能夠用半橢圓形曲線預(yù)測(cè)它的輪 廓線。(2) 由于發(fā)型的關(guān)系，難以從臉部圖像預(yù)測(cè)頭頂部(即，頭蓋骨 的輪廓線的頂部)，但是，使用半橢圓形曲線求出的臉部的輪廓線的左 右兩端部的寬度、臉部的輪廓線的下端部和眼線的距離、以及眼線和 頭頂部的距離之間存在著特定的關(guān)系，因此，(3) 在合成被試驗(yàn)者的臉部圖像和因被試驗(yàn)者的喜好等而選擇的頭發(fā)圖像時(shí)，針對(duì)被試驗(yàn)者的臉部圖像和作為所選擇的頭發(fā)圖像的基 礎(chǔ)的臉部圖像，形成作為臉部的虛構(gòu)的輪廓線的半橢圓形曲線，通過(guò) 使半橢圓形曲線與頭發(fā)未覆蓋的下頜部的邊緣線匹配，從而確定臉部 的輪廓線的左右兩端部，如果事先使左右兩端部的寬度在被試驗(yàn)者的 臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像中一致，則無(wú)論頭發(fā)是否覆蓋臉部，均 得到頭發(fā)圖像和臉部圖像的自然的匹配。(4) 而且，使用半橢圓形曲線也求出臉部的輪廓線的下端部，進(jìn) 而基于特定的關(guān)系式預(yù)測(cè)頭頂部，基于如此地得到的臉部的輪廓線的 下端部、左右兩端部、以及頭頂部，形成用于調(diào)整臉部圖像和頭發(fā)圖 像的大小的大小調(diào)整用矩形，另一方面，針對(duì)所選擇的頭發(fā)圖像，如 果與被試驗(yàn)者的臉部圖像的大小調(diào)整用矩形相同地從作為其基礎(chǔ)的臉 部圖像形成大小調(diào)整用矩形，并使其大小調(diào)整用矩形的縱橫比與被試 驗(yàn)者的臉部圖像的大小調(diào)整用矩形的縱橫比一致，那么，被試驗(yàn)者的 臉部圖像和作為所選擇的頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像的外形，即使在 長(zhǎng)臉或圓臉這些大不同的情況下，也得到了自然的匹配。艮口，本發(fā)明提供一種由被試驗(yàn)者的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像合成的發(fā)型模擬圖像的形成方法，其特征在于 在被試驗(yàn)者的臉部圖像中，檢測(cè)雙眼，基于通過(guò)雙眼的直線(以下，稱為眼線)和作為雙眼的間隔的規(guī) 定倍數(shù)而得到的臉部寬度，形成半橢圓形曲線，并將其作為臉部的眼 線的下側(cè)的虛構(gòu)的輪廓線，在臉部圖像上沿左右方向掃描半橢圓形曲 線，取得半橢圓形曲線和臉部圖像中的下頜部的邊緣線的重合程度最大的半橢圓形曲線的位置，檢測(cè)該位置的半橢圓形曲線的左右兩端部， 并將其作為臉部的輪廓線的左右兩端部，另一方面，針對(duì)作為所選擇的頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像，與上 述被試驗(yàn)者的臉部圖像相同地檢測(cè)臉部的輪廓線的左右兩端部，通過(guò)相似放大或相似縮小被試驗(yàn)者的臉部圖像或所選擇的頭發(fā)圖 像，使雙方的臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度一致，以合成被試驗(yàn) 者的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像。并且，本發(fā)明提供一種發(fā)型模擬圖像形成系統(tǒng)，該發(fā)型模擬圖像 形成系統(tǒng)具備自動(dòng)合成所輸入的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像的演算 裝置，以及同時(shí)地或切換地顯示臉部圖像、頭發(fā)圖像、以及模擬圖像 的顯示器，演算裝置具備在所輸入的臉部圖像或作為所選擇的頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像中，檢測(cè)雙眼的功能；測(cè)量雙眼的間隔，算出其規(guī)定倍數(shù)以作為臉部寬度的功能； 基于通過(guò)雙眼的直線(眼線)和臉部寬度，制作半橢圓形曲線的功能；檢測(cè)臉部圖像中的邊緣線的功能；在臉部圖像上沿左右方向掃描半橢圓形曲線，取得半橢圓形曲線 和臉部圖像中的下頜部的邊緣線的重合程度最大的半橢圓形曲線的位 置，檢測(cè)該位置的半橢圓形曲線的左右兩端部，并將其作為臉部的輪 廓線的左右兩端部的功能；通過(guò)相似放大或相似縮小所輸入的臉部圖像或所選擇的頭發(fā)圖 像，使雙方的臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度一致的功能；以及合成所輸入的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像的功能。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)型模擬圖像的形成方法，由于分別針對(duì)被試驗(yàn)者 的臉部圖像和因該被試驗(yàn)者的喜好等而選擇的頭發(fā)圖像，使用半橢圓 形曲線檢測(cè)臉部的輪廓線的左右兩端部，因而無(wú)論頭發(fā)是否覆蓋臉部， 均能夠取得臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度，使左右兩端部的寬度 在臉部圖像和頭發(fā)圖像中一致。所以，在被試驗(yàn)者的臉部圖像中，無(wú) 論頭發(fā)是否覆蓋臉部，均能夠不損失匹配的自然性地將任意的發(fā)型的頭發(fā)圖像合成于任意的被試驗(yàn)者的臉部圖像，并且，不需要通過(guò)操作 者的手工作業(yè)進(jìn)行匹配，就能夠簡(jiǎn)便地進(jìn)行這種合成。而且，本發(fā)明的發(fā)型模擬圖像的形成方法中，如果分別針對(duì)被試 驗(yàn)者的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像，使用半橢圓形曲線，也檢測(cè)除 臉部的輪廓線的左右兩端部以外的下端部，并基于特定的關(guān)系式預(yù)測(cè) 頭頂部，基于這些形成大小調(diào)整用矩形，那么，使用該大小調(diào)整用矩 形，能夠?qū)㈩^發(fā)圖像的縱橫比調(diào)和于臉部圖像的縱橫比，因而，被實(shí) 驗(yàn)者的臉部圖像和作為所選擇的頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像的外形， 即使在長(zhǎng)臉或圓臉這些大不同的情況下，也能夠得到自然的匹配。另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)型模擬圖像系統(tǒng)，能夠用演算裝置自動(dòng)地 進(jìn)行本發(fā)明的發(fā)型模擬圖像的形成方法。所以，能夠在短時(shí)間內(nèi)形成 多個(gè)發(fā)型模擬圖像，例如，即使來(lái)自很多人的發(fā)型模擬圖像的制作委 托通過(guò)網(wǎng)絡(luò)蜂擁而至，也能夠向各個(gè)委托者提供發(fā)型模擬圖像。


圖1是發(fā)型模擬圖像的形成方法的流程圖。圖2是發(fā)型模擬圖像的形成系統(tǒng)的模塊圖。 圖3是半橢圓形曲線的說(shuō)明圖。圖4是發(fā)型模擬圖像的形成方法中的半橢圓形曲線的形成方法的 說(shuō)明圖。圖5是臉部圖像的邊緣圖像。圖6是臉部的輪廓線的下端部的取得方法的說(shuō)明圖。圖7是臉部的輪廓線的下端部的取得方法的說(shuō)明圖。圖8是臉部的輪廓線的左右兩端部的取得方法的說(shuō)明圖。圖9是臉部的輪廓線的左右兩端部的取得方法的說(shuō)明圖。圖10是臉部的輪廓線的左右兩端部Pb、 Pc間的寬度Dl、臉部的輪廓線的下端部Pa和眼線Ll的距離D2、以及眼線Ll和頭頂部Pd的距離D3之間的關(guān)系圖。圖11是臉部圖像的大小調(diào)整用矩形的說(shuō)明圖。 圖12是頭發(fā)圖像的大小調(diào)整用矩形的說(shuō)明圖。 圖13是臉部圖像和頭發(fā)圖像合成時(shí)的說(shuō)明圖。符號(hào)的說(shuō)明 1:電腦主機(jī) 2:顯示器 3:數(shù)碼相機(jī) 4:圖像掃描儀 5:打印機(jī)10:發(fā)型模擬圖像形成系統(tǒng) 20:臉部圖像的大小調(diào)整用的矩形 21:頭發(fā)圖像的大小調(diào)整用的矩形 DO:臉部寬度Dl:臉部的輪廓線的左右兩端部Pb、 PC的寬度 D2:臉部的輪廓線的下端部和眼線L1的距離 D3:臉部圖像的眼線L1和頭頂部的距離Dlf:被試驗(yàn)者的臉部圖像的臉部的輪廓線的左右兩端部Pb、 PC 的寬度D2f:被試驗(yàn)者的臉部圖像的臉部的輪廓線的下端部和眼線Ll的距離D3f:從圖10的關(guān)系預(yù)測(cè)的被試驗(yàn)者的臉部圖像的眼線Ll和頭頂 部Pd的距離Dlh:作為頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像的臉部的輪廓線的左右兩端 部Pb、 Pc的寬度D2h:作為頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像的臉部的輪廓線的下端部和 眼線Ll的距離D3h:作為頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像的任意地設(shè)定的眼線Ll和頭頂部Pd的距離D4:外形線L3的間隔 .LO:半橢圓形曲線Ll:眼線L2:臉部寬度線L3:外形線L4:虛構(gòu)的下頜線 Pa:臉部的輪廓線的下端部 Pb:臉部的輪廓線的左端部 PC:臉部的輪廓線的右端部 Pd:頭頂部具體實(shí)施方式
以下，參照附圖，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。并且，各圖中，同一符號(hào) 表示同一或相同的構(gòu)成要素。圖1是表示合成臉部圖像和頭發(fā)圖像，形成發(fā)型模擬圖像的本發(fā)明的發(fā)型模擬圖像的形成方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，圖2是實(shí)施該 方法的發(fā)型模擬圖像形成系統(tǒng)10的模塊圖。系統(tǒng)10由電腦主機(jī)1和顯示器2形成，電腦主機(jī)1上連接有數(shù)碼 相機(jī)3、圖像掃描儀4、以及打印機(jī)5等。電腦主機(jī)1是自動(dòng)合成臉部圖像和頭發(fā)圖像的演算裝置，大致上 具有抽出圖像中的特定顏色的區(qū)域，測(cè)量所抽出的區(qū)域的大小的功能， 描繪規(guī)定的直線圖形或曲線圖形的功能，形成邊緣圖像的功能，檢測(cè) 邊緣線的功能，移動(dòng)圖像或描繪圖形的功能，放大或縮小圖像或描繪 圖形的功能，測(cè)量圖像或描繪圖形的重合程度的功能，合成圖像的功 能等，還具備本發(fā)明的發(fā)型模擬圖像的形成中所使用的各功能。并且， 抽出特定顏色的區(qū)域的功能，測(cè)量所抽出的區(qū)域的大小的功能，描繪 規(guī)定的直線圖形或曲線圖形的功能，形成邊緣圖像的功能，檢測(cè)邊緣 線的功能，移動(dòng)圖像或描繪圖形的功能，放大或縮小圖像或描繪圖形 的功能，測(cè)量圖像或描繪圖形的重合程度的功能，合成圖像的功能等 圖像處理功能自身，例如，能夠通過(guò)在電腦主機(jī)1上安裝Adobe公司 開發(fā)的photoshop等市售的圖像處理軟件來(lái)得到。顯示器2同時(shí)地或切換地顯示在電腦主機(jī)1讀入的臉部圖像和頭 發(fā)圖像、以及由臉部圖像和頭發(fā)圖像合成的模擬圖像。圖1的發(fā)型模擬圖像的形成方法中，首先，在電腦主機(jī)1取得被 試驗(yàn)者的臉部圖像。臉部圖像的取得，例如，可以通過(guò)用數(shù)碼相機(jī)3 拍攝被試驗(yàn)者的臉部圖像，并將其讀入到電腦主機(jī)1來(lái)進(jìn)行，也可以通過(guò)使用圖像掃描儀4讀取被試驗(yàn)者的臉部照片來(lái)進(jìn)行，也可以利用 網(wǎng)絡(luò)等通信線路取得。這種情況下，從提高臉部圖像和頭發(fā)圖像的合 成處理速度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選臉部圖像為臉部朝向正面的圖像。接著，以臉部圖像中的臉部寬度和通過(guò)雙眼的直線(眼線L1)為 基準(zhǔn)，形成作為臉部的大致下半部分的虛構(gòu)的輪廓線的半橢圓形曲線L0。在此，半橢圓形曲線L0，如圖3所示，是指相對(duì)于具有規(guī)定的短 軸Dx、長(zhǎng)軸Dy，在雙眼的中點(diǎn)具有中心O的橢圓(虛線)Lx，下端 點(diǎn)側(cè)稍微變細(xì)的曲線(實(shí)線)。也包括短軸Dx和長(zhǎng)軸Dy相同，即圓 臉的情況。半橢圓形曲線L0，比起橢圓Lx，更好地與眼線L1下側(cè)的 臉部的輪廓線匹配。并且，由于以相同的描繪方法，通過(guò)檢測(cè)雙眼， 取得眼線Ll和臉部寬度來(lái)確定半橢圓形曲線L0，因而能夠自動(dòng)地進(jìn) 行描繪。而且，通過(guò)使半橢圓形曲線LO與圖像上未出現(xiàn)的臉部的下頜 部的輪廓線相匹配，從而能夠很好地預(yù)測(cè)被頭發(fā)隱藏而沒有出現(xiàn)在圖 像上的臉部的輪廓線。作為半橢圓形曲線LO的具體的形成方法，例如，如圖4所示，首 先，檢測(cè)雙眼，優(yōu)選檢測(cè)雙眼的瞳孔的中間點(diǎn)Pl，畫出作為眼線Ll 的通過(guò)雙眼的直線。作為檢測(cè)雙眼的方法，例如，能夠使用邊緣檢索 的方法，模板匹配的方法，檢測(cè)眉間后再檢測(cè)雙眼的方法，日本專利 申請(qǐng)2005-380436中所記載的方法等。隨后，測(cè)量雙眼的間隔，優(yōu)選測(cè)量雙眼的瞳孔的間隔，以它的規(guī) 定倍數(shù)作為臉部寬度D0。在此，為了算出臉部寬度D0，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確 定與雙眼的間隔相乘的系數(shù)，可以使用1.75 2.00的數(shù){1。夾著臉部寬度D0，畫出與眼線L1垂直的2條直線，以作為臉部 寬度線L2，而且，在與各臉部寬度線L2相距臉部寬度D0乘以規(guī)定系 數(shù)后的距離的外側(cè)，畫出與臉部寬度線L2平行的2條直線，以作為外 形線L3。該系數(shù)通常可以定為7~15%的范圍。由此，外形線L3的間 隔D4為D0x(114 130)0/。。并且，在與眼線Ll相距臉部寬度DO乘以規(guī)定系數(shù)后的距離的下 方，畫出與眼線Ll平行的直線，以作為虛構(gòu)的下頜線L4。該系數(shù)通 ?？梢远?5~90%的范圍。以眼線Ll和外形線L3的交點(diǎn)為起點(diǎn)P2，以從雙眼的中間點(diǎn)Pl下垂至虛構(gòu)的下頜線L4的垂線的垂足為終點(diǎn)P3，以臉部寬度線L2和 虛構(gòu)的下頜線L4的交點(diǎn)為控制點(diǎn)P4，描繪貝塞爾曲線，將該貝塞爾 曲線作為半橢圓形曲線L0。除此之外，作為半橢圓形曲線L0的形成 方法，還可以通過(guò)其它途徑確定控制點(diǎn)，由樣條曲線形成。另一方面，無(wú)論發(fā)型如何，通常，針對(duì)臉部圖像中出現(xiàn)輪廓線的 下頜部，取得它的輪廓線。因此，優(yōu)選如圖5所示，從所取得的臉部 圖像形成邊緣圖像，取得下頜部的邊緣線La。于是，優(yōu)選，首先為了取得臉部的輪廓線的下端部，在臉部圖像 上沿上下方向掃描半橢圓形曲線L0，取得半橢圓形曲線L0和下頜部 的邊緣線La的重合程度最大的半橢圓形曲線L0的位置，檢測(cè)該位置 的半橢圓形曲線LO的下端部，以作為臉部的輪廓線的下端部(即，下 頜部的最下端部)Pa。臉部圖像的邊緣圖像中，雖然下頜部的邊緣線 有時(shí)部分地不清晰，但是通過(guò)該方法，即使在臉部圖像的邊緣圖像中 下頜部的最下端部不清晰，也能夠用半橢圓形曲線L0定位臉部的輪廓 線的下端部Pa。作為臉部的輪廓線的下端部Pa的定位的具體方法，例如，如圖6 所示，將從圖3中形成的半橢圓形曲線LO的下端部至該下端部和眼線 Ll的距離的2/3的半橢圓形曲線LO作為下頜部的半橢圓形曲線LOx， 在位于眼線L1的下方的半橢圓形曲線LO的橫向?qū)挾?g卩，外形線L3 的間隔D4)的2/3 3/3的范圍(圖6中用點(diǎn)涂滿的區(qū)域)內(nèi)沿上下方 向掃描該下頜部的半橢圓形曲線L0x。該下頜部的半橢圓形曲線L0x 被垂直于通過(guò)雙眼的眼線Ll的直線分割成中央部和左右兩端部3部 分，分別針對(duì)下頜部的半橢圓形曲線L0x的中央部和左右兩端部，測(cè) 量與下頜部的邊緣曲線La的重合程度，至少針對(duì)下頜部的半橢圓形曲 線L0x的右端部或左端部的區(qū)域，取得與下頜部的邊緣線La的重合程 度最大的下頜部的半橢圓形曲線LOx的位置。如圖7所示，將該下端 部作為臉部的輪廓線的下端部(即，下頜部的下端部)Pa。接著，為了取得臉部的輪廓線的左右兩端部，在取得臉部的輪廓 線的下端部Pa的位置繪制半橢圓形曲線L0，沿左右方向?qū)ζ溥M(jìn)行掃 描，取得半橢圓形曲線L0和臉部圖像中的下頜部的邊緣線La的重合 程度最大的半橢圓形曲線的位置，檢測(cè)該位置的半橢圓形曲線的左右兩端部，以作為臉部的輪廓線的左右兩端部。由此，即使在臉部圖像中臉頰部被頭發(fā)隱藏，也能夠定位臉部的輪廓線的左右兩端部Pb、 Pc。作為左右兩端部Pb、 PC的定位的具體方法，例如，如圖8所示，在取得臉部的輪廓線的下端部的Pa位置繪制半橢圓形曲線L0，在寬度 方向上將半橢圓形曲線LO三等分，分為中央部和左右兩端部，并且， 分別針對(duì)其左右兩端部，在左右方向上以半橢圓形曲線LO的寬度(即， 外形線L3的間隔D4)的1/8掃描從半橢圓形曲線L0的下端部Pa至 該下端部Pa和眼線Ll的距離的2/3的曲線L0y，取得該掃描范圍(圖 8中用點(diǎn)涂滿的區(qū)域)內(nèi)曲線L0y和下頜部的邊緣線La的重合程度最 大的半橢圓形曲線LO的位置。如圖9所示，檢測(cè)該位置的半橢圓形曲 線L0的左端部、右端部，以作為臉部的輪廓線的左端部Pb、右端部 Pc，取得左右端部Pb、 Pc的寬度Dlf。而且，在檢測(cè)臉部的輪廓線的下端部Pa和左右兩端部Pb、 Pc的 雙方的情況下，優(yōu)選先如上所述地檢測(cè)下端部Pa，再檢測(cè)左右兩端部 Pb、 Pc。如果先檢測(cè)左右兩端部Pb、 Pc，再檢測(cè)下端部Pa，則在下頜 前端較尖的臉部圖像的情況下，有時(shí)難以檢測(cè)下端部Pa，但是，通過(guò) 先檢測(cè)下端部Pa，再檢測(cè)左右兩端部Pb、Pc，就能夠解決這樣的問(wèn)題。接著，在必要時(shí)，取得頭頂部Pd的位置。為此，預(yù)先取得存在于 臉部的輪廓線的左端部Pb和右端部Pc的距離Dl、臉部的輪廓線的下 端部Pa和眼線Ll的距離D2、以及眼線Ll和頭頂部Pd的距離D3之 間的，給出自然的匹配結(jié)果的關(guān)系式。這些之間的特定的關(guān)系式的成 立、尤其是(D3/D2)和(D2/D1)之間的特定的關(guān)系式的成立是發(fā)明 者通過(guò)如下的經(jīng)過(guò)發(fā)現(xiàn)的。在多數(shù)人的臉部圖像上合成多種頭發(fā)圖像 時(shí)，首先，用上述的方法取得距離D1、 D2，接著任意地設(shè)定距離D3， 設(shè)想橫向?yàn)镈l、縱向?yàn)镈2+D3的矩形(g口，后述的大小調(diào)整用矩形)， 另一方面，在頭發(fā)圖像上也同樣地設(shè)想橫向?yàn)镈lh、縱向?yàn)镈2h+D3h 的矩形，通過(guò)縱向或橫向地放大或縮小頭發(fā)圖像的矩形來(lái)調(diào)和臉部圖 像和頭發(fā)圖像的矩形的縱橫比，使頭發(fā)圖像與臉部圖像匹配，在這種 情況下，通過(guò)重復(fù)多數(shù)的試驗(yàn)取得給出最自然的匹配結(jié)果的臉部圖像 的D3，解析出這些的(D3/D2)和(D2/D1)的關(guān)系。在此，頭發(fā)圖 像的D3h使用通過(guò)專業(yè)美容師判斷頭頂部Pd而得到的數(shù)值。作為(D3/D2)和(D2/D1)的關(guān)系式，具體而言，例如能夠列舉 出式(1)。D3/D2，D2/Dl+b (1) (a、 b分別為系數(shù))式(1)中，由于頭發(fā)圖像的頭發(fā)的長(zhǎng)度廣泛地分布在從短(發(fā)尖 大致到達(dá)下頜頂部的長(zhǎng)度)到長(zhǎng)(發(fā)尖到達(dá)腋下之下的長(zhǎng)度)的范圍， 因而，系數(shù)a、 b有時(shí)因發(fā)型的關(guān)系而取不同的值，例如，在頭發(fā)的長(zhǎng) 度為中等(發(fā)尖大致到達(dá)鎖骨的長(zhǎng)度)乃至半長(zhǎng)(發(fā)尖大致達(dá)到腋下 的長(zhǎng)度)的范圍內(nèi)，4種不同發(fā)型的頭發(fā)圖像(樣式1 4)和50名被 試驗(yàn)者的臉部圖像的匹配結(jié)果的解析為，如圖10所示，a;1.63、b-2.29。而且，關(guān)于得到圖10的式(1)時(shí)所使用的4種頭發(fā)圖像，由專 業(yè)美容師判斷作為其基礎(chǔ)的臉部圖像的頭頂部Pd，將4種情況均設(shè)定 為D2h:D3h二51:49，如上所述地設(shè)想調(diào)和縱橫比時(shí)所使用的矩形。即使 4種D2h:D3h為相同的設(shè)定值，如圖10所示，由于認(rèn)為(D3/D2)和 (D2/D1)緊密相關(guān)，因而，無(wú)論發(fā)型如何，作為發(fā)型樣本的頭發(fā)圖像 的D2h:D3h通常也可以為固定值。如果將作為頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像的D2h:D3h的值設(shè)定為不 同的值，那么，由于在將頭發(fā)圖像合成到被試驗(yàn)者的頭發(fā)圖像的情況 下，給出自然的匹配結(jié)果的系數(shù)a、 b也不同，因而，系數(shù)a、 b使用 對(duì)作為頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像的每個(gè)D2h:D3h的值進(jìn)行解析后的 數(shù)值。但是，無(wú)論發(fā)型如何，通常將作為發(fā)型樣本的頭發(fā)圖像的D2h:D3h 設(shè)定為45:55 57:43的范圍內(nèi)的固定值即可，可以使用與該設(shè)定值對(duì)應(yīng) 的系數(shù)a、 b。如此地取得(D3/D2)禾P (D2/D1)的關(guān)系式之后，針對(duì)該被試驗(yàn) 者，使用該關(guān)系式，從臉部的輪廓線的左端部Pb和右端部Pc的距離 Dlf以及半橢圓形曲線的下端部Pa和眼線Ll的距離D2f，算出眼線Ll 和頭頂部Pd的距離D3f，從該距離D3f取得頭頂部Pd的位置。接著，作為臉部圖像的大小調(diào)整用矩形20，如圖11所示，形成在 下邊包含臉部的輪廓線的下端部Pa，在相對(duì)的左右兩邊包含左右兩端 部Pb、 Pc，在上邊包含頭頂部Pd的矩形。另一方面，在電腦主機(jī)1讀入被試驗(yàn)者從任意的發(fā)型的圖像中選擇出的頭發(fā)圖像。這種情況下，能夠從現(xiàn)有的發(fā)型書、人物照片等任 意的情報(bào)源取得頭發(fā)圖像。作為頭發(fā)圖像，可以預(yù)先將各種發(fā)型的圖 像存儲(chǔ)在電腦主機(jī)l。另外，從提高臉部圖像和頭發(fā)圖像的合成處理速 度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選作為頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像為正面朝向的圖 像。對(duì)于在電腦主機(jī)1讀入的頭發(fā)圖像而言，作為其基礎(chǔ)的臉部圖像 與被試驗(yàn)者的臉部圖像的情況相同，如圖12所示，首先，檢測(cè)雙眼，取得眼線L1和臉部寬度D0，基于這些形成半橢圓形曲線LO，通過(guò)使 其與臉部圖像的下頜部的邊緣線匹配來(lái)檢測(cè)臉部的輪廓線的下端部Pa 和左右兩端部Pb、 Pc，取得左右兩端部Pb、 Pc的寬度Dlh以及下端部 Pa和眼線Ll的距離D2h。從將在被試驗(yàn)者的臉部圖像中取得D3f的情況下所用的式(1)導(dǎo) 出時(shí)所設(shè)定的D2h:D3h的比值，求出眼線Ll和頭頂部Pd的距離D3h。使用如此地取得的頭發(fā)圖像的左右兩端部Pb、 Pc的寬度Dlh，下 端部Pa和眼線Ll的距離D2h，以及眼線Ll和頭頂部Pd的距離D3h， 設(shè)定大小調(diào)整用的矩形21。接著，如圖13所示，通過(guò)相似放大或相似縮小頭發(fā)圖像，使雙方 的臉部的輪廓線的左右兩端部Pb、 Pc的距離Dlf、 Dlh (大小調(diào)整用矩 形20、 21的寬度) 一致，并調(diào)和雙方的眼線L1，將被試驗(yàn)者所選擇的 頭發(fā)圖像重疊于被試驗(yàn)者的臉部圖像，進(jìn)行合成，形成發(fā)型模擬圖像。 而且，合成時(shí)預(yù)先消除被試驗(yàn)者的臉部圖像中的頭發(fā)區(qū)域，使得將頭 發(fā)圖像重合于被試驗(yàn)者的臉部圖像之后，被實(shí)驗(yàn)者的原來(lái)的頭發(fā)不成 為妨礙。頭發(fā)區(qū)域的消除可以以利用邊緣檢測(cè)或頭發(fā)的顏色的已知的 方法(例如，日本專利申請(qǐng)公開2005-339522號(hào)公報(bào)中記載的方法)檢 測(cè)頭發(fā)區(qū)域，并將其消除。而且，合成時(shí)，被實(shí)驗(yàn)者的臉部圖像和作為所選擇的頭發(fā)圖像的 基礎(chǔ)的臉部圖像的外形，在長(zhǎng)臉或圓臉這些大不同的情況下，通過(guò)在 縱方向或橫方向上放大或縮小頭發(fā)圖像，使頭發(fā)圖像的大小調(diào)整用矩 形21的縱橫比匹配于被實(shí)驗(yàn)者的臉部圖像的大小調(diào)整用矩形20的縱 橫比，然后，使雙方的圖像大小調(diào)整用矩形20、 21的寬度一致，重合 眼線L1，合成被試驗(yàn)者的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像，形成發(fā)型模16擬圖像。如此地調(diào)整圖像的縱橫比的方法，尤其在被試驗(yàn)者的臉部圖像的D2/Dlf的值為0.80以下的寬臉或0.87以上的長(zhǎng)臉的情況下，對(duì) 于形成自然的發(fā)型模擬圖像有效。另一方面，在不需要調(diào)整縱橫比就能夠更簡(jiǎn)便地合成臉部圖像和 頭發(fā)圖像的情況下，檢測(cè)臉部的輪廓線的左端部Pb、右端部Pc即可， 能夠省略下端部Pa和頭頂部Pd的檢測(cè)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在合成臉部圖像和頭發(fā)圖像，形成發(fā)型 模擬圖像時(shí)， 一旦設(shè)定了用于形成半橢圓形曲線的系數(shù)等，就不需要 操作者的任意的判斷，可以自動(dòng)地形成匹配具有自然性的發(fā)型模擬圖 像。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明在通過(guò)合成臉部圖像和頭發(fā)圖像來(lái)形成發(fā)型模擬圖像的情 況下有用，尤其在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)地形成發(fā)型模擬圖像的情況下有用。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)型模擬圖像的形成方法，所述發(fā)型模擬圖像由被試驗(yàn)者的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像合成，所述發(fā)型模擬圖像的形成方法的特征在于在被試驗(yàn)者的臉部圖像中，檢測(cè)雙眼，基于通過(guò)雙眼的直線即眼線和作為雙眼的間隔的規(guī)定倍數(shù)而得到的臉部寬度，形成半橢圓形曲線，并將其作為臉部的眼線的下側(cè)的虛構(gòu)的輪廓線，在臉部圖像上沿左右方向掃描半橢圓形曲線，取得半橢圓形曲線和臉部圖像中的下頜部的邊緣線的重合程度最大的半橢圓形曲線的位置，檢測(cè)該位置的半橢圓形曲線的左右兩端部，并將其作為臉部的輪廓線的左右兩端部，另一方面，針對(duì)作為所選擇的頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像，與所述被試驗(yàn)者的臉部圖像相同地檢測(cè)臉部的輪廓線的左右兩端部，通過(guò)相似放大或相似縮小被試驗(yàn)者的臉部圖像或所選擇的頭發(fā)圖像，使雙方的臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度一致，以合成被試驗(yàn)者的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)型模擬圖像的形成方法，其特征在于 在被試驗(yàn)者的臉部圖像中，在檢測(cè)臉部的輪廓線的左右兩端部之前，沿上下方向掃描半橢圓形曲線，取得半橢圓形曲線和臉部圖像中 的下頜部的邊緣線的重合程度最大的半橢圓形曲線的位置，檢測(cè)該位 置的半橢圓形曲線的下端部，并將其作為臉部的輪廓線的下端部，基于臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度D1、臉部的輪廓線的下端部和眼線的距離D2、以及眼線和頭頂部的距離D3之間的規(guī)定的關(guān)系式，針對(duì)被試驗(yàn)者的臉部圖像，從臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度Dlf、半橢圓形曲線的下端部和眼線的距離D2f取得眼線和頭頂部的距 離D3f，作為被試驗(yàn)者的臉部圖像的大小調(diào)整用矩形，形成在下邊包含臉 部的輪廓線的下端部、在相對(duì)的左右兩邊包含左右兩端部、在上邊包 含頭頂部的矩形，另一方面，與所述被試驗(yàn)者的臉部圖像的大小調(diào)整用矩形相同地， 從作為該頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像，形成所選擇的頭發(fā)圖像的大小 調(diào)整用矩形，通過(guò)在縱方向或橫方向上放大或縮小所選擇的頭發(fā)圖像，使所選 擇的頭發(fā)圖像的大小調(diào)整用矩形的縱橫比匹配于被試驗(yàn)者的臉部圖像 的大小調(diào)整用矩形的縱橫比，通過(guò)相似放大或相似縮小被試驗(yàn)者的臉部圖像或所選擇的頭發(fā)圖 像，使雙方的大小調(diào)整用矩形的寬度一致，以合成被試驗(yàn)者的臉部圖 像和所選擇的頭發(fā)圖像。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)型模擬圖像的形成方法，其特征在于通過(guò)如下的過(guò)程形成半橢圓形曲線(1) 畫出隔開臉部寬度的間隔的與眼線垂直的2條直線即臉部寬度線，(2) 在與各臉部寬度線相距臉部寬度的7~15%的外側(cè)，畫出與臉部寬度線平行的直線即外形線，(3) 在與眼線相距臉部寬度的75 90%的距離的下方，畫出與眼 線平行的直線即虛構(gòu)的下頜線，(4) 以眼線和外形線的交點(diǎn)為起點(diǎn)，以從雙眼的中點(diǎn)垂直于眼線 地下垂至虛構(gòu)的下頜線的線的垂足為終點(diǎn)，以臉部寬度線和虛構(gòu)的下 頜線的交點(diǎn)為控制點(diǎn)，描繪貝塞爾曲線。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的發(fā)型模擬圖像的形成方法，其特征在于臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度Dl、臉部的輪廓線的下端部和 眼線的距離D2、以及眼線和頭頂部的距離D3的關(guān)系式為(D3/D2) 和(D2/D1)的函數(shù)。
5. —種發(fā)型模擬圖像形成系統(tǒng)，具備自動(dòng)合成所輸入的臉部圖像 和所選擇的頭發(fā)圖像的演算裝置，以及同時(shí)地或切換地顯示臉部圖像、頭發(fā)圖像、以及模擬圖像的顯示器，其特征在于 演算裝置具備在所輸入的臉部圖像或作為所選擇的頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像 中，檢測(cè)雙眼的功能；測(cè)量雙眼的間隔，算出其規(guī)定倍數(shù)以作為臉部寬度的功能； 基于通過(guò)雙眼的直線即眼線和臉部寬度，制作半橢圓形曲線的功能；檢測(cè)臉部圖像中的邊緣線的功能；在臉部圖像上沿左右方向掃描半橢圓形曲線，取得半橢圓形曲線 和臉部圖像中的下頜部的邊緣線的重合程度最大的半橢圓形曲線的位 置，檢測(cè)該位置的半橢圓形曲線的左右兩端部，并將其作為臉部的輪 廓線的左右兩端部的功能；通過(guò)相似放大或相似縮小所輸入的臉部圖像或所選擇的頭發(fā)圖 像，使雙方的臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度一致的功能；以及合成所輸入的臉部圖像和所選擇的頭發(fā)圖像的功能。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)型模擬圖像系統(tǒng)，其特征在于 演算裝置具備在臉部圖像上沿上下方向掃描半橢圓形曲線，取得半橢圓形曲線 和臉部圖像中的下頜部的邊緣線的重合程度最大的半橢圓形曲線的位 置，檢測(cè)該位置的半橢圓形曲線的下端部，并將其作為臉部的輪廓線 的下端部的功能；基于臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度D1、臉部的輪廓線的下端 部和眼線的距離D2、以及眼線和頭頂部的距離D3之間的規(guī)定的關(guān)系 式，針對(duì)該所輸入的臉部圖像，從臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度 Dlf、半橢圓形曲線的下端部和眼線的距離D2f取得眼線和頭頂部的距 離D3f的功能；作為所輸入的臉部圖像的大小調(diào)整用矩形，形成在下邊包含所述 臉部的輪廓線的下端部、在相對(duì)的左右兩邊包含左右兩端部、在上邊 包含頭頂部的矩形的功能；與所述所輸入的臉部圖像的大小調(diào)整用矩形相同地，從作為該頭發(fā)圖像的基礎(chǔ)的臉部圖像，形成所選擇的頭發(fā)圖像的大小調(diào)整用矩形的功能；以及通過(guò)在縱方向或橫方向上放大或縮小所選擇的頭發(fā)圖像，使所選 擇的頭發(fā)圖像的大小調(diào)整用矩形的縱橫比匹配于所輸入的臉部圖像的 大小調(diào)整用矩形的縱橫比的功能。
全文摘要
在合成臉部圖像和頭發(fā)圖像，形成發(fā)型模擬圖像時(shí)，無(wú)論頭發(fā)是否覆蓋臉部，均能夠不損失匹配的自然性地自動(dòng)且簡(jiǎn)便地合成任意的發(fā)型的頭發(fā)圖像。通過(guò)如下的過(guò)程形成由臉部圖像和頭發(fā)圖像合成的發(fā)型模擬圖像在臉部圖像中檢測(cè)雙眼，基于通過(guò)雙眼的直線(眼線)和作為雙眼的間隔的規(guī)定倍數(shù)而得到的臉部寬度，形成作為臉部的虛構(gòu)的輪廓線的半橢圓形曲線，在臉部圖像上沿左右方向掃描半橢圓形曲線，從半橢圓形曲線和臉部圖像中的下頜部的邊緣線的重合程度檢測(cè)臉部的輪廓線的左右兩端部，另一方面，針對(duì)頭發(fā)圖像，也同樣地檢測(cè)輪廓線的左右兩端部，使雙方的圖像的臉部的輪廓線的左右兩端部的寬度一致，并合成雙方的圖像。
文檔編號(hào)A45D44/00GK101404910SQ200780010336
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者中村敦, 森谷圭一, 池田浩 申請(qǐng)人:花王株式會(huì)社