WO2001080187A1

WO2001080187A1 - Processeur d'images, procede de traitement d'images et support d'enregistrement

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Publication number: WO2001080187A1
Application number: PCT/JP2001/003202
Authority: WO
Inventors: Seiji Kobayashi
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2001-10-25
Also published as: EP1246132A1; EP1246132A4; JP2001357415A; US6842172B2; CA2376647A1; US20020150287A1

Description

明細書画像処理装 E及び画像処理方法並びに記録媒体技術分野本発明は、画像処理装置及び画像処理方法並びに $ 媒体に関し、さらに詳しくは、頭髪を除く頭部の 3次元形状画像に、コンピュータグラフィックスにより表現する頭髪画像を合成する場合に用いて好適な画像処理装置及び画像処理方法並びに記録媒体に関する。背景技術従来、コンピュータグラフィックス（以下、 C Gと略記する）によって人の頭髪を表現する方法として、図 1 Aに示すように、髪型全体をポリゴンモデルを用いて近似し、その表面に髪の毛のテクスチャを貼り付ける方法や、光源位置又は視点位置により異なる反射強度を示す異方性反射モデルを用いてレンダリングする方法が用いられている。

これらの方法については、「山名、末永、 " 異方性反射モデルを用いた頭髪表現" 、信学技報、 PRU87 - 3， pp. 1 1 5- 120， 1989」に記述されている。このような方法においては、髪型の表現はポリゴンモデルの形状そのものであり、髪型の変更はポリゴンモデルの形状を変形することによって実現している。

頭髪をパーティクルシステムによって表現する方法が提案されている。パーティクルシステムは、多量の粒子状の物体を扱う時に、粒子の質量などの特性をバラメータとして与え、ある法則に従って粒子を発生させることによって、容易に多量の粒子状の物体を表現する方法である。

また、図 1 Bに示すような髪の毛の一本ずつを曲線近似する方法を、本願出願人は、例えば、特願平 1 0— 1 6 4 5 4 5号として提案しており、この方法によつて自然な髪型画像の表現に成功している。曲線近似された複数の髪の毛をまとめて編集することにより、髪型をデザィンする方法が「岸、三枝、森島、 " 房モデルによるへアデザインシステムの開発" 、信学技報、 MVE97- 1 02, pp . 67- 74， 1 998」に記述されている。

ポリゴンモデルによって髪型全体を近似する方法では、複雑な髪型を表現することが困難であり、また、髪の毛の動き（流れ）を表現することができなかった。一方、パーティクルシステムによって頭 ¾を表現する方法や、髪の毛の一本ずつを幾何学的形状で近似する方法では、任, :の髪型を表現することができ、且つ、髪の毛の動きを表現することができる。しかしながら、パーティクルシステムによって頭髪を表現する方法では、髪型を制御するためには、頭髪を表現する粒子のパラメータを制御する必要があり、直感的な制御が難しいので、意図する髪型を生成することが困難であった。

上述した「岸、三枝、森島、 " 房モデルによるへアデザインシステムの開発" 、信学技報、 MVE97- 1 02, pp. 67- 74， 1⁹98」に記述されている方法では、意図する髪型を比較的容易に生成することが可能であるが、この方法では、固定された頭部形状に対応した頭髪を意図する髪型に変化させることができるだけであり、複数の異なる頭部形状に対応して、頭髪を意図する髪型に変化させることができない課題があった。発明の開示本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されるものであり、 C Gによって 1本毎に表現する頭髪の髪型を、複数の異なる頭部形状に対応して変化させることができるようにすることを目的とする。

上述のような目的を達成するために提案される本発明は、頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理装置において、髪型データを記憶する記憶手段と、記憶手段が記憶した髪型データを読み出す読み出し手段と、読み出し手段が読み出した髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッビングするマツピング手段と、マッピング手段のマッピング結果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成手段とを含む。

ここで、頭髪データには、複数の制御点からなる 3次元曲線データが用いることができる。

また、頭髪デ一タには、複数のポリゴンからなるポリゴンデータを用いることができる。

記億手段は、 2次元配列された複数の頭髮データから構成される髪型データを記憶する。特に、記記憶手段は、円柱座^系で表現される立体的な髪型の 2次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された複数の前記頭髪データから構成される髪型データを記憶する。

本発明に係る装置は、さらに、所定の位置の前記頭髪データを、その近傍の前記頭髪データを用いて補間する補間手段を含む。補間手段は、所定の位置の近傍の頭髪データに含まれるグループ情報に基づいて、頭髪データを補間する。また、マッピング手段は、第 1の座標系で表現されている頭髪データを、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換手段を含む。

座標変換手段は、第 1の座標系で表現されている頭髪データを、頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換した後、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する。

さらに、座標変換手段は、第 1の座標系で表現されている頭髪データを、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換するとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方を実行する。

また、本発明は、頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理装置の画像処理方法であり、髪型データを記憶する記憶ステツプと、記憶ステップの処理で記億された髪型デ一タを読み出す読み出しステツプと、読み出しステップの処理で読み出された髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッビングするマッピンダステップと、マツピンダステップの処理でのマッビング結果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ステップとを含む。

本発明における記憶ステップの処理では、 2次元配列された複数の頭髪データから構成される髪型データが記憶される。

また、記憶ステップの処理では、円柱座標系で表現される立体的な髪型の 2次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された複数の頭髪データから構成される髪型データが記憶される。

本発明方法は、所定の位置の前記頭髪データを、その近傍の頭髪データを用いて補問する補間ステップを含む。

この補間ステツプの処理では、所定の位置の近傍の頭髪データに含まれるダループ情報に基づいて、頭髪データが補間される。

マッビングステップの処理は、第 1の座標系で表現されている頭髪データを、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換ステップを含む。

座標変換ステップの処理では、第 1 の座標系で表現されている頭髪データが、頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換された後、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換される。

また、座標変換ステップの処理では、第 1 の座標系で表現されている頭髪データが、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換されるとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方が実行される。

さらに、本発明は、頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理用のプログラムを記録した記録媒体であり、この記録媒体に記録されるプログラムは、髪型データを記憶する記憶ステップと、記憶ステップの処理で記憶された髪型データを読み出す読み出しステップと、読み出しステツプの処理で読み出された髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッビングするマツビングステップと、マッピングステップの処理でのマッピング結果に基づいて、髪型整合画像を生成する生成ステップとを含む。

記憶ステップの処理では、 2次元配列された複数の頭髪データから構成される髪型データが記億される。

また、記憶ステップの処理では、円柱座標系で表現される立体的な髪型の 2次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された複数の前記頭髪データから構成される髪型データが記憶される。

本発明方法は、さらに、所定の位置の頭髪データを、その近傍の頭髪データを用いて補間する補間ステップをさらに含む。

補間ステップの処理では、所定の位置の近傍の頭髪データに含まれるグループ情報に基づいて、頭髪データが補間される。

また、マッピングステップの処理は、第 1の座標系で^現されている頭髪データを、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換ステップを含む。

さらに、座標変換ステップの処理では、第 1 の座標系で表現されている頭髪データが、頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換された後、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換される。

さらにまた、座標変換ステップの処理では、第 1 の座標系で表現されている頭髪データが、頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換されるとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方が実行される。

上述した本発明に係る画像処理装置及び処理方法において、髪型データが記憶され、記憶された髪型データが読み出され、読み出された髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データが頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッビングされ、マッピング結果に基づいて、髪型整合画像が生成される。なお、記憶される髪型データは、 2次元配列された複数の頭髪データから構成される。本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施例の説明から一層明らかにされるであろう。図面の簡単な説明図 1 A及び図 1 Bは、従来の頭髪表現の一例を示す図である。

図 2は、本発明を適用した頭髪合成システムの構成例を示すプロック図である。図 3は、頭髪合成システムの動作を説明するフローチヤ一トである。図 4は、頭髪合成システムの動作を説明するための図である。

図 5は、図 2に示す髪型マッビング処理部の構成例を示すプロック図である。図 6は、髪型マッピング処理部の処理を説明するフローチャートである。図 7 A及び図 7 Bは、頭髪データが 2次元配列された髪型データを説明するための図である。

図 8は、図 6にすステップ S 1 3のマツビング位置計算を説明するための図である。

図 9は、図 6に示すステップ S 1 5の頭髪データ補間処理を説明するための図である。

図 1 0 A及び図 1 0 Bは、図 6に示すステップ S 1 6の座標変換を説明するための図である。

図 1 1は、図 1 に示す髪型データベースのデータ構造を示す図である。

図 1 2は、頭髪データに含まれるグループ情報を用いた補間処理を説明するための図である。

図 1 3 A及び図 1 3 Bは、座標変換における座標軸回転を説明するための図である。

図 1 4 A及び図 1 4 Bは、座標変換における座標軸移動を説明するための図である。

図 1 5 A及び図 1 5 Bは、任意に変形された頭部 3次元モデルに対するマツピングを説明するために図である。

図 1 6は、髪型データが生成される際の円柱座標系を図である。

図 1 7は、画像処理装置を実現するパーソナルコンピュータの構成例を示す図である。発明を実施するための最良の形態本発明を適用した頭髪合成システムについて、図 2を参照して説明する。この頭髪合成システムは、人物の首部（首から上の部分）を撮影する撮影装置 1、撮影した首部の画像に基づいて、首部の 3次元形状モデルを生成し、任意の髪型の C Gを合成して髪型整合画像を生成する画像処理装置 2、及び、生成された髪型整合画像を表示する表示装置 9から構成される。この頭髪合成システムを、例えば、美容院、理髪店等に設置すれば、客の髪型の選択を支援する用途などに用いることができる。

頭髪合成システムの撮影装置 1 は、ステレオカメラゃレンジフアインダなどの 3次元形状計測装置、及び CCD (Charge Coup l o d De v i e e)等の 2次元画像入力装置を組み合わせたものである。撮影装置 1 の 3次元形状計測装置は、ステレオカメラの場合には、被写体となる人物（美容院等の顧客）の首部を異なる方向から複数回撮影して所定の画像処理を施し、顔部（首部のうち、頭髪部が除去されたもの）の 3次元形状を得る。レンジファインダの場合には、被写体となる人物の首部をレーザスキャンすることによって距離を計測し、顔部の 3次元形状を得る。撮像装置 1の 2次元画像入力装置は、被写体となる人物の首部を撮影して、顔部の 3次元形状に対応したテクスチャを得る。

一般に、撮影装置 1の 3次元形状計測装置は、被写体の光を吸収する色の濃い部分、例えば、黒髪の頭部等及び金属のように光を反射する部分の 3次元形状データを取得することができない。したがって、撮影装置 1からは、被写体の首部のうち、頭髪を除く顔等の部分（以下、顔部と記述する）の 3次元形状データ、及び、顔部分の 3次元形状データと対応付けられたテクスチャ画像データが出力される。

なお、撮影装置 1 を構成する 3次元形状計測装置及び 2次元画像入力装置は、被写体となる人物（以下、顧客と記述する）の首部を多方向から計測するために複数あってもよい。

画像処理装置 2は、撮影装置 1から入力される顔部の 3次元形状データに、頭部データベース 6から読み出す頭部の 3次元形状データを合成して、首部の 3次元形状モデルを構築する 3次元頭部再構築処理部 3、首部の 3次元形状モデルに髪型データベース 5から読み出す髪型データをマツビングする髪型マッピング処理部 4、髪型データがマッビングされた首部の 3次元形状モデルにレンダリングを施して髪型整合画像データを生成するレンダリング部 5、複数の頭部の 3次元形状データが予め記録されている頭部データベース 6、複数の髪型データが予め記録されている髪型データベース 7、及び、頭部データベース 6に記憶されている頭部の 3次元形状データの選択、髪型データベース 7に記憶されている髪型データの選択等を指示するとき、ユーザが操作するコントローラ 8から構成される: 髪型データベース 7に記憶されている髪型データは、 3次元グラフィックスモデラ等を使って編集、生成されたものである。したがって、実際には整髪することが困難であるような髪型であっても、その髪型データを生成し、記憶させておくことが可能である。なお、髪型データベース 7のデータ構造については、図 1 1 を参照して後述する。

表示装置 9は、 L C D (し i qu i d Crys ta l Di spl ay)又は C R T (Ca thode Ray Tub e)などよりなり、画像処理装置 2から入力される髪型整合画像を表示する。

次に、頭髪合成システムの動作について、図 3のフローチャート及び図 4を参照して説明する。ステップ S 1 において、撮影装置 1 は、被写体となる顧客の首部を撮影、又はレーザスキャンして 3次元形状を計測し、顧客の首部の 3次元形状デ一タ及びテクスチャ画像データを画像処理装置 2に出力する。

3次元形状の計測方法は、ステレオカメラを用いる方法、レンジファインダを用いる方法など、いずれの方法でも構わない。しかしながら、上述したように、撮影装置 1の 3次元形状計測装置は、頭髪部分の 3次元形状データを取得することができないので、ステップ S 1の処理では、撮影した顧客の顔部の 3次元形状データ及びテクスチャ画像データ（図 4においては、顔部の 3次元形状データにテクスチャ画像を貼付した計測データとして図示している）が出力される。なお、撮影装置 1 に複数の 3次元形状計測装置及び 2次元画像入力装置が備えられている場合には、顔部の 3次元形状データ及びテクスチャ画像データの組が複数出力されることになる。

ステップ S 2において、画像処理装置 2の 3次元頭部再構築処理部 2は、撮影装置 1から入力された顔部の計測データ、すなわち、 3次元形状データ及びテクスチヤ画像データを用いて顧客の頭部の 3次元形状モデルを構築する。

具体的には、図 4に示すように、頭部データベース 6から選択して読み出した頭部データを、顧客の顔部の計測データと結合して、完全な顧客の頭部の 3次元モデルを再構築する。頭部データベース 6は、複数の任意形状の頭部のみの 3次元モデルで構成されている。頭部データには、顧客の顔部の計測データの大きさ, 向き等からスケーリング、位置合わせが施されて、顧客の計測データに結合される。

頭部データと顧客の計測データとの結合は、両データの解放ェッジ間に新たなポリゴンを発生させるようにしてもよいし、一方のデータの解放ェッジ部を他方の解放ェッジに合致するように変形させてもよい。

構築された顧客の頭部 3次元形状は、例えば、三角形ポリゴンモデルで表現されている。構築された顧客の頭部 3次元モデルは、図 4に示すような顧客の実像から頭髪が取り除かれたものとなる。

ステップ S 3において、髪型データベース 7に記憶されている髪型データを選択するユーザ（顧客等）の操作が、コントローラ 8により受け付け、選択された髪型データが髪型データベース 7から読み出されて、髪型マツビング処理部 4に供給される。

この髪型選択の際、髪型を示すアイコンゃサムネイル等を表示装置 9に表示させて、ユーザに選択を促す。表示装置 9の画面上のカーソル等を移動させることにより選択するようにしてもよいし、髪型を示す番号等を入力することにより選択するようにしてもよい。

ステップ S 4において、画像処理装置 2の髪型マッピング処理部 4は、供給された髪型データを、 3次元頭部再構築処理部 3から供給された顧客の頭部 3次元モデルにマッピングして、レンダリング部 5に出力する。髪型データのマツピング処理は、髪型データに含まれる 1本毎の髪の毛に対応する頭髪データを、テクスチヤマツビングと同様の手法によって、頭部 3次元モデルの形状に従って頭部 3次元モデル表面にマッピングするものである。なお、マッピング処理の詳細については、図 5及び図 6を参照して後述する。

ステップ S 5において、レンダリング部 5は、髪型データがマッピングされた顧客の頭部 3次元モデルをレンダリングして、図 4に示すような髪型整合画像データを生成して、表示装置 9に出力する。レンダリングの方法は、頭部 3次元モデルの顔部に対しては、ポリゴンモデルのテクスチヤマツビング処理などであり、頭髪部に対しては、曲線モデルのレンダリング処理である。曲線モデルのレンダリング処理は、例えば、「小林、森島、原島、 " 糸状物 ί本の運動モデルと C Gによるシミュレーション" 、信学技報、 PRU90- 1 27 , pp. 1 5 - 20, 1991」に、その詳細力; 開示されている。

表示装置 9は、入力された髪型整合画像データに対応する画像を表示する。コントローラ 8は、表示装置 9に表示された髪型整合画像を満足したか否かを入力するようにユーザ（顧客等）に促す。

このとき、ユーザは、コントローラ 8を操作して、視点位置や照明位置を変化させながら髪型整合画像を見ることができる。視点位置や照明位置が変化した場合、レンダリング部 5は、変化された条忭（視点位置や照明位置）に対応するように、頭部 3次元モデルと髮型データのレンダリング処理を再度実行して表示装置 9に出力する。

ステップ S 5において、ユーザが満足していなことを示す入力を受け付けた場合、ステップ S 3に戻り、以降の処理が繰り返される。ステップ S 5において、満足したことを示すユーザの入力を受け付けたと判定された場合、この処理は終了される。

次に、ステップ S 4における髪型マッビング処理部 4による髪型マッピング処理の詳細について説明するが、その前に、髪型マッピング処理部 4の構成例について、図 5を参照して説明する。

髪型マッビング処理部 4の髪型データ読み出し部 2 1 は、コントローラ 8を用いて選択された髪型データを、髪型データベース 7から読み出してマッビング位置計算部 2 2に出力する。マッピング位置計算部 2 2は、髪型データを構成する頭髪データ（ 1本の髪の毛に相当する）をマッピングする頭部 3次元モデル上の位置を計算する。頭髪データ補間処理部 2 3は、マッピングされる頭髪データを、髪型データの周囲の頭髪データから補間することによって求める。座標変換部 2

4は、捕間された頭髪データを、頭髪データの物体座標系から頭部 3次元モデルの物体座標系に座標変換することによってマツビングする。

次に、髪型マッピング処理部 4の髪型マッピング処理の詳細について、図 6のフローチヤ一トを参照して説明する。髪型マッビング処理部 4のマッビング位置計算部 2 2には、既に、ステップ S 3の処理によって、髪型データ読み出し部 2 1 から髪型データが供給されているものとする。

マッビング位置計算部 2 2に ί共給されている髪型データは、図 7に示すように 3次元形状を持つォブジェクトで近似された頭髪デ一タが 2次元配列されたものである。

図 7 Αの例では、 3次 B-spline曲線などの空間曲線で 1本の頭髪が近似されている。図 7 Bの例では、ポリゴンモデルによって 1本の頭髪が近似されている。 2次元配列のアドレスは、テクスチャマッピング処理と同様に、髪型がマツピングされる頭部 3次元モデルに与えられているマッピング座標値と対応する。

例えば、頭部 3次元モデルの所定のポリゴンの項点にマッピング座標（u

V ) = (0. 1 , 0. 1 ) が与えられている場合、その頂点にマッピングされる頭髪データの髪型データ配列でのアドレスは（0. 1 0. 1 V _{m a} J となる。ここで、 u_{ma i}は髪型データ配列の u方向のデータ数であり、 V は髪型データ配列の V方向のデータ数である。

髪型データは、任意の 3次元形状を有した頭髪データを 2次元配列したものであるため、任意の髪型を表現することが可能であり、現実的にカットすることが困難である髪型の髪型データであっても生成することができる。なお、髪型データを生成する方法については、図 1 6を参照して後述する。

始めに、ステップ S I 1 において、マッピング位置計算部 2 2は、髪型データ配列の縦方向のカウント値 Vを 0. 0に初期化し、ステップ S 1 2において、髪型データ配列の横方向の力ゥント値 uを 0. 0に初期化する。

ステップ S 1 3において、マッピング位置計算部 2 2は、髪型データ配列のァドレス（u , V ) で表される頭髪データをマッピングする頭部 3次元モデル上の位置を計算する。

具体的に説明する。図 8は、頭部 3次元モデル上の任意の三角形ポリゴンを示している。三角形ポリゴンの頂点 A B, Cは、それぞれ頭部 3次元モデルの属性を表す属性べクトル A_{a t t r}, B_{a t t r}, C_{a t} を有している。

ここで、属性とは、頭部 3次元モデルの物体座標値、頂点における局所座標軸、頭髪のマッビング座標値から構成される。三角形ポリゴン AB Cの任意の 2辺を成すベクトルをベクトル V 1 V 2 とすれば、ベクトル V 1 V 2を各頂点の属性ベクトルを用いて、例えば次式（ 1 ) で示すことができる。

V l = B _a, _{t r}- A_a , ._r

ベクトル V 1 , V 2を三角形ポリゴン A B Cの座標軸として考えれば、三角形ポリゴン AB C上の任意の点 P_hは次式（ 2 ) で表すことができる。

P_h = A_a , , r+ a V l + b V 2 · · · ( 2 )

このとき、係数 a， bは、図 8に示すように、 i 意の点 P_hから一方の軸に対して、他方の軸に平行な線を下ろしたときに交わる点と任意の点 P_hの長さを、各軸べクトルの長さで正規化したものである。

頂点 A， B , Cのマッピング座標値をそれぞれ（u _a, V J ， ( u _b, v _b) ， ( u c, v c) として、式（ 2) で表される点 P hをマッピング座標値の要素に関して注目すると、次式（ 3 ) が成立する。

Uh = U_a+ a (U_b + U_a) + b (U c - U a)

V _h = V _a + a (V_b- Va) + b ( V c - V a) · · · ( 3 )

式（ 3) は、（U， V) 空間における任意の点に対して成立している。

いま、カウンタ値 u = u _P、カウンタ値 V = V _Pである場合、頭髪データがマツビングされるべき頭部 3次元モデル上の点 P hが三角形ポリゴンの内部にあるための条件は次式（4) で表される。

a + b≤ 1 · · · (4)

つまり、頭部 3次元モデルの任意の三角形ポリゴンにおいて、式（ 3 ) に、 u _h = u _P、 V _h = V _Pを代入して求めた係数 a , bが、式（4) を満たす場合、点！³ _hは、当該三角形ポリゴンの内部に存在するので、髪型データ配列の（U _P， V P) で表される頭髪データは、当該三角形ポリゴン上にマッピングされることになる。したがって、このときの頭髪データの頭部 3次元モデルへのマッビング位置は、マッピングされる三角形ポリゴンにおいて式（ 2 ) を用いて計算される。

図 6に戻り、ステップ S 1 4において、マツピング位置計算部 2 2は、マツピングされる頭部 3次元モデルの三角形ポリゴンが、頭髪生成領域か否かを判定する。この判定は、頭部 3次元モデルの各三角形ポリゴンに付与されている頭髪デ —タをマッピングするか否かを示すフラグ（正、又は負）に基づいて行われる。ステップ S 1 3の処理で求められたマッピング位置を含む三角形ポリゴンのマッビングフラグが正である場合、当該三角形ポリゴンは頭髪生成領域であると判定し、ステップ S ΐ 5に進む。

ステップ S 1 5において、頭髪データ補間処理部 2 3は、（ u _P， v _P) で表されるマツビングされるべき頭髪デ一タを、髪型データ配列に格納されている頭髪データを用いて補問する。補間方法は、 4近傍点の平均値を用いてもよいし、 4 近傍点の加重平均 ίを用いてもよいし、補間をせずに最近傍点をそのまま用いてもよい。

図 9は、 4近傍点からの加重平均値を用いる方法を示している。いま、カウンタ値 u = u _P、カウンタ値 V = V pであるとき、マッピングされる頭髪データの髪型データ配列アドレスは P_a= (m_P， n p ) = ( u p - u„, _a , , v p · v _ma J である _; 点 P_aにおける頭髪データを H p として、近傍 4点を、図 9に示すように点 P 1乃至 P 4として、点 P 1乃至 P 4のそれぞれにおける頭髪データを H 1乃至 H 4 とする。

4近傍点からの加重平均方法では、マッピングされる頭髪データ H pは、次式 ( 5 ) を用いて 4近傍点のデータから捕間する。

H p = d m ( d n · H 2 + ( 1 一 d n) H I )

+ ( 1 - d m) (d n - H4 + ( l - d n) H 3) ) · · · ( 5 ) ここで、頭髪データが図 7 Aに示したような 3次 B-spline曲線等の空間曲線でである場合には、頭髪データの補間処理は、各制御点のデータの補間で求められる。一方、頭髪データが図 7 Bに示したようなポリゴンモデルである場合には、頭髪データの捕間処理は、各ポリゴン項点データの補間で求められる。なお、式 (4) における d mは m_Pの小数部であり、 d nは n_Pの小数部である。

図 6に戻り、ステップ S 1 6において、座標変換部 2 4は、捕間処理された頭髪データを、頭髪データの物体座標系から頭部 3次元モデルの物体座標系に座標変換する。

座標変換の概念について、図 1 0 A及び図 1 0 Bを参照して説明する。髪型データ配列における任意の頭髪データを Hとする。頭髪データ Hは、頭髪データの物体座標系（ 1 ， J， K) で表されている。頭髪データの物体座標系（ 1 ， J , K) は、頭髪データ Hの始点を原点とする 3次元座標系であれば任意であり、例えば、髪型データ配列の横方向を I 、縦方向を J とし、それらに直交する方向を Kとするような直交座標系である。このようにして、頭髪データ Hの始点は（ 1 ， J , K) = (0， 0 , 0) で表され、その他の制御点は頭髪データの始点からの相対位置で表されている。

一方、頭部 3次元モデルは物体座標系（X, Υ, Z ) で表されている。頭部 3 次元モデルの物体座標系は、一般的には 3次元直交座標系であり、例えば、頭部の重心位置を原点として、右耳方向を X、頭頂方向を Y、鼻方向を Ζ とするような直交座標系である。

座標変換部 2 4では、頭髪データの物体座標系（ 1 ， J , Κ) で表されている頭髪データ Ηを、ステップ S 1 3で求められた頭部 3次元モデルのマッビング位置 P_hにおける局所座標系（T, S, N) に変換する。この点 P_hにおける局所座標系（T， S, N) は、点 P_hを原点とする 3次元座標系であれば任意であり、例えば、点 P_hにおける法線方向べクトルを Nとし、頭部 3次元モデルの縦方向の中心軸（図 1 0における Y軸）から点 P_hに向かう放射線方向ベクトルと法線方向べクトル Nの外積として求められる接線方向べクトルを Tとし、法線方向 Nと接線方向 Tと直交するべクトルを Sとするような直交座標系である。

ここで、頭部 3次元モデルの各頂点における局所座標系は、頭部データベースに予め与えられているものとする。従って、点 P_hにおける局所座標系（T， S , N) は、マッピング位置の計算と同様に、マッピングされる三角形ポリゴンにおいて式（ 2) を用いて計算される。いま、頭髪データ Hの任意の制御点 C ,の物体座標系（ I , J , K) におけるデータを（ i , j ， k ) とすると、制御点 C ,は、点 P_hにおける局所座標系（T， S , ) において、次式（6 ) で表される。

C ,= i - T+ j - S + k - N · · · ( 6 )

ここで、局所座標系（T， S， N)の各単位ベクトルは、頭部 3次元モデルの物体座標系（X, Y, Z)の値を持っている。

従って、式（ 6) で表される制御点 C iは、頭部 3次元モデルの物体座標系（X, Y, Z ) で表されることになる。

図 6に戻り、ステップ S 1 7において、マッピング位置計算部 2 2は、カウンタ値 uが 1 . 0を超過したか否か、を判定する。カウンタ値 uが 1 . 0を超過していないと判定された場合、ステップ S 1 8に進む。ステップ S 1 8において、マッピング位置計算部 2 2は、カウンタ値 uを刻み値 d uだけインクリメントする: 刻み値 d uは、髮型データ配列に格納されている頭髪データを横方向にどの程度の間隔でマッビングするかを示す値である。

その後、ステップ S 1 3に戻り、以降の処理が繰り返され、ステップ S 1 7において、カウンタ値 uが 1 . 0を超過したと判定された場合、横方向のマツピング処理が髪型データ配列の 1行の終わりに到達したことを意味するので、ステツプ S 1 9に進む。

ステップ S 1 9において、マッピング位置計算部 2 2は、カウンタ値 Vが 1 . 0を超過したか否かを判定する。カウンタ値 Vが 1 . 0を超過していないと判定された場合、ステップ S 2 0に進む。ステップ S 2 0において、マッピング位置計算部 2 2は、カウンタ値 Vを刻み値 d Vだけインクリメントする。刻み値 d v は、髪型データ配列に格納されている頭髪データを縦方向にどの程度の間隔でマッビングするかを示す値である。

その後、ステップ S 1 2に戻り、以降の処理が繰り返され、ステップ S 1 9において、カウンタ値 Vが 1 . 0を超過したと判定された場合、全ての行のマツピング処理が終了したことを意味するので、当該頭髪マッビング処理は終了され、図 3のステップ S 5に進むことになる。

なお、ステップ S 1 4において、ステップ S 1 3の処理で求められたマツピング位置を含む三角形ポリゴンのマッピングフラグが負である場合、当該三角形ポリゴンは頭髪生成領域ではないと判定され、ステップ S 1 5及びステップ S 1 6 の処理はスキップされる。

このようにマツビングフラグを用いて頭髪生成領域を指定することにより、髪型データベース 7から読み出した髪型データを構成する全ての頭髪データをマツビングせずに、頭部 3次元モデルの任意の領域だけにマッビングさせることが可能である。したがって、例えば、いわゆるモヒカン刈りのような髪型や、星型に刈り込んだ髪型などを簡単に生成することができる。

また、この髪型マッピング処理によれば、髪型データベース 7に記憶されている各髪型データは、頭髪の物体座標系で表現されており、人物頭部の形状には依存せず、任意の形状の頭部 3次元モデルにマツビングが可能である。

次に、髪型データベース 7のデータ構造について、図 1 1 を参照して説明する。髪型データベース 7は、複数の髪型データから構成される。髪型データは、上述したように 2次元配列であり、先頭に配列の横方向のデータ数 u _{ma x}、縦方向のデータ数 v_{ma i}が記述され、以降に（u_{ma x} X v_{ma x}) 本分の頭髪データが記述されている。

頭髪データには、先頭にグループ情報（後述）が記述されることがある。以降には、頭髪データが頭髪データが 3次パラメトリック曲線等で近似される場合、複数の制御点データが記述される。制御点データは、頭髪物体座標系（ I , J , K) で表現される。

なお、頭髪データは、 3次元ポリゴンデータであってもよい。この場合、頭髪データとして、複数のポリゴン頂点データが記述される。

頭髪データに記述されたグループ情報について説明する。グループ情報は、上述した髪型マッピング処理（図 6 ) のステップ S 1 5の頭髪データ捕間処理において用いることが可能である。

グループ情報が与えられている場合における頭髪データ補間処理について、図 1 2を参照にして説明する。いま、カウンタ値 = _{U p}、カウンタ値 v = v _Pであるとき、マッピングされる頭髪データの髪型データ配列でのアドレスは P_a= (m

» ) である。

点 P _aにおける頭髪データを H p とし、近傍 4点を、図 1 2に示すように点 P 1 乃至 P 4 とし、点 P 1乃至 P 4のそれぞれの頭髪データを H I乃至 H 4とする。さらに、頭髪データ H Iには、グループ情報として 1が記述され、頭髪データ H 2乃至 H 4には、グループ情報として 2が記述されているとする。すなわち、この例においては、頭髪データ H 1だけがグループ 1 に属し、その他の頭髪データ H 2乃至H4は、グループ 2に属している。グループ情報が与えられている場合、頭髪データ補間処理では、同じグループに属する頭髪データだけを用いて補間が行われる。

具体的には、始めにマッピングされる点 P _aの 4近傍点のうち、最近傍点が求められ、そのグループ情報が取得される。図 1 2の場合、最近傍点は点 P 3である _; 次に、 4近傍点 P 1 乃至 P 4のうち、最近傍点と同じグループに属する近傍点の数が求められる。

4近傍点 P 1 乃至 P 4のうち、最近傍点と同じグループに属する近傍点が他にない場合、最近傍点の頭髪データがそのまま点 P _aにも用いられる。

4近傍点 P 1 乃至 P 4のうち、最近傍点と同じグループに属する近傍点の数が -近傍点を含めて 2である場、補間には当該 2点間の線形補間値が用いられる:

4近傍点 P 1乃至 P 4のうち、最近傍点と同じグループに属する近傍点の数が最近傍点を含めて 3である場合、すなわち、図 1 2に示すような場合、次式 ( 7 ) によって補間値が計算される。

H p = ( 1 - r ) H 3 2 + r · Η 3 4

H 3 2 = d n - H 2 - ( 1 — d n ) H 3

H 3 4 = d n - H 4 + ( 1 — d n ) H 3

r = (m_P -m 3 2 ) / (m 3 4 -m 3 2 ) · · . ( 7 ) ただし、 d nは n pの小数部であり、 m 3 2は点 P 3 2での mアドレスであり、 m 3 4は点 P 3 4での mァドレスである。

このようにして、頭髪データにグループ情報を記述しておくことにより、例えば、髪の毛の分け目のような補間によって不都合が生じるような髪形も表現できるようになる。つまり、分け目を境にしてダル一プ分けをしておけば、 4近傍点が分け目をまたがるような場合においても、分け目の両側の頭髪データを用いて不自然な頭髪が生成されてしまうようなことを抑止することができる。

次に、上述した髪型マッピング処理（図 6 ) のステップ S 1 6の処理における座標変換の応用例について、図 1 2及び図 1 3を参照して説明する。

ステップ S 1 6の座標変換処理において、乱数を用いて髪型のばらつきを表現することが可能である。図 1 3 Aに示す髪型のばらつきを表現していない状態に対して、図 1 3 Bは、座標変換において、乱数を用いて局所座標系を回転させることによって、髪型のばらつきを表現した状態の一例を示している。

具体的には、頭部の局所座標系（T, S， N) を、 Nを軸にして、発生した乱数に対応して軸回転を行った後、頭部モデルの物体座標系（X, Y, Z ) に変換する。このような処理により、頭髪データがマッピングされる位置を変えることなく、一本一本の頭髪の生える方向を微妙に変化させることができる。

図 1 4 Aに示す髪型のばらつきを表現していない状態に対して、図 1 4 Bは、座標変換において、乱数を用いてマッピング位置を変化させることによって、髪型のばらつきを表現した状態の-一例を示している。

具体的には、局所座標系（T， S , Ν ) の原点である P _hの位置を、発生した乱数に対応して P にずらした後、頭部モデルの物 ^座標系（X , Y , Z ) に変換する。このような処理により、髪型を変えることなく、頭髪の生える位置を微妙に変化させることができる。

なお、乱数を用いて、変換する座標系の軸を回転させたり、原点を移動することにより、合成した画像に自然なばらつきを表現させることは、頭髪の画像を合成するとき以外にも適用することが可能である。

ところで、この頭髪合成システムでは、 3次元頭部再構築処理部 3により頭部 3次元モデルを任意の形状に変形させた後、髪型データをマツビングすることができる。図 1 5 Aに示す頭部 3次元モデルを変形させていない状態に対して、図 1 5 Bは、頭部 3次元モデルを Y軸方向に 1 . 5倍に拡大した状態を示している。頭部 3次元モデルの拡大縮小処理は、ァフィン変換処理によって行う。このとき、頭部 3次元モデルの任意のポリゴン頂点に与えられている局所座標系（T , S， N ) についても同様のァフィン変換処理を行う。

図 1 5 Bに示すように、頭部 3次元モデルを Y軸方向に 1 . 5倍に拡大する場合には、 Y軸方向に 1 . 5倍する変換行列が、 T , S , Nのそれぞれのベクトルにかけられて、縦方向に引き伸ばされた局所座標系（丁' ， S ' , N ' )が得られる。このように変形された局所座標系（Τ ' , S ' , N ' )に頭髪データ Ηをマツビングすることによって、髪型は頭部に合わせて Υ軸方向に 1 . 5倍に拡大されたような形状になる。このような処理により、同じ髪型データを、任意の形状に変形させた頭部 3次元モデルにマッビングすることができる。

次に、髪型データの生成について、図 1 6を参照して説明する。図 1 6は、頭部を取卷く円柱座標系を示している。円柱座標系は、円柱の中心を通る軸を Υ軸とし、 Υ軸に垂直な平面上の Υ軸からの距離を r とし、この平面上において基準方向からの角度を Θ とする座標系である。

頭部表面の任意の点 P_hは、円柱座標系を用いて P»= ( y r _Ρ, θ と表すことができる。さらに、円柱座標系の Y= y _P、 Θ = 0 で定まる直線と頭部表面の接点が必ず 1点だけである場合、頭部表面の任意の点 P_hは ( y θ で表現することができる。

つまり、頭部表面の形状が円周方向に向かって常に凸であれば、上記条件（円柱座標系の Y= y ,,、 θ = θ _Ρで定まる直線と頭部表面の接点が必ず 1点だけである）を満たすことになる。

顔を除いた頭皮部分を考えてみると、一般的には円周方向に向かって常に凸であると考えられるため、頭部モデルの頭皮部分の任意の点 P_hを P _h== y θ で表現することが可能である。

髪型データの作成は、「岸、三枝、森島、 " 房モデルによるへアデザインシステムの開発" 、信学技報、 MVE97- 102, pp.67- 74, 1998」に開示されているシステムを用いることによって、比較的容易に行うことができる。そのシステムでは、与えられた頭部モデル上に生成した頭髪データを編集することによって髪型データを作成する。このシステムから出力される頭髪データは、与えられた頭部モデルの物体座標系で表現されている。

本発明の頭髪データベース 7には、この頭髪データを円柱座標系の（y , Θ ) で表される空間にマッピングすることによって 2次元配列に格納した髮型デ一タが記録されている。（y， Θ ) 空間から、図 7に示すような 2次元配列の（u , V ) 空間への変換は、例えば、次式（ 8 ) が用いられる。

u = θ 2 π

ν = ( — ( 8 )

ここで、 y_m,„は、頭部表面の円柱座標系の Y軸の最小値であり、は、頭部表面の円柱座標系の Y軸の最大値である。

(y , Θ ) 空間から（u， v) 空間への変換は非線形でもよく、例えば、頭頂部に近くなるほど、 V方向の刻みを小さくするような変換をするようにすれば、頭頂部近辺のサンプリングが粗くなってしまうことを避けるようにすることがでさる。以上のように（ u , v ) 空間に変換された頭髪データから成る髪型データが髪型データべ—ス 7には記録されている。

なお、本発明は、 C Gにより髪の毛以外の糸状物体を表現する場合にも適用することが可能である。

ところで、画像処理装置 2の上述した一連の処理は、ハ一ドウエアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、又は、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパ一ソナルコンピュータなどに、記録媒体からィンストールされる。図 1 7は、画像処理装置 2を実現するパーソナルコンピュータの構成例を示している。このノーソナルコンピュータは、 C P U (Centra l Proc e s s i ng Uni t ) 4 1 を内蔵している。 C P U 4 1にはバス 4 4を介して、入出力インタフェース 4 5 が接続されている。入出力インタフェース 4 5には、コントローラ 8に相当するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部 4 6、処理結果としての髪型整合画像を表示装置 9に出力する画像出力部 4 7、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部 4 8、インタネット等を介してデータを通信する通信部 4 9、及び、磁気ディスク 5 1乃至半導体メモリ 5 4などの記録媒体に対してデ一タを読み書きするドライブ 5 0が接続されている。ノくス 4 4 ίこ（ま、 R O M (Read Onl y Memory) 4 2 ¾ 1 R A M (Random Acc es s emory) 4 3が接続されている。

このパーソナルコンピュータに画像処理装置 2としての動作を実行させる画像処理用プログラムは、磁気ディスク 5 1乃至半導体メモリ 5 4に格納された状態でパーソナルコンピュータに供給され、ドライブ 5 0によって読み出されて、記億部 4 8に内蔵されるハードディスクドライブにインストールされている。記億部 4 8にインストールされている画像処理用プログラムは、入力部 4 6に入力されるユーザからのコマンドに対応する C P U 4 1の指令によって、記憶部 4 8力ら R A M 4 3に口一ドされて実行される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステツプは、記載された順序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。産業上の利用可能性上述したように、本発明は、髪型データを記憶し、記憶した髪型データを読み出し、髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッビングするようにしたので、 C Gによって 1本毎に表現する頭髪の髪型を、複数の異なる頭部形状に対応して変化させることが可能となる。

また、本発明は、記憶した髪型データを読み出し、読み出した髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを、頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッピングし、マッピング結果に基づいて、髪型整合画像を生成するようにしたので、 C Gによって 1本毎に表現する頭髪の髪型を、複数の異なる頭部形状に対応して変化させることが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理装置において、

髪型データを記憶する記憶手段と、

前記記憶手段が記憶した前記髪型データを読み出す読み出し手段と、

前記読み出し手段が読み出した前記髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマツビングするマッビング手段と、

前記マツビング手段のマッビング結果に基づいて、前記髪型整合画像を生成する生成手段とを含む画像処理装置。

2 . 前記頭髪デ一夕は、複数の制御点からなる 3次元曲線デ一夕であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

3 . 前記頭髪データは、複数のポリゴンからなるポリゴンデ一夕である請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

4 . 前記記憶手段は、 2次元配列された複数の前記頭髪データから構成される前記髪型デ一夕を記億することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

5 . 前記記憶手段は、円梓座標系で表現される立体的な髪型の 2次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された前記複数の前記頭髪データから構成される前記髪型データを記憶することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

6 . 前記装置は、さらに、所定の位置の前記頭髪データを、その近傍の前記頭髪データを用いて補間する補間手段を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

7 . 前記補間手段は、前記所定の位置の近傍の前記頭髪データに含まれるグルーブ情報に基づいて、前記頭髪データを補間することを特徴とする請求の範囲第 6 項記載の画像処理装置。

8 . 前記マツビング手段は、第 1の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換手段を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

9 . 前記座標変換手段は、前記第 1の座標系で表現されている前記頭髪データを. 前記頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換した後、前記頭部の 3 次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換することを特徴とする請求の範囲第 8項記載の画像処理装置。

1 0 . 前記座標変換手段は、前記第 1 の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表¾されている前記第 2の座標系のデータに変換するとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方を実行することを特徴とする請求の範囲第 8項記載の画像処理装置。

1 1 . 頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理装置の画像処理方法において、

髪型データを記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを読み出す読み出しステップと、

前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッピングするマッピングステップと、

前記マッピンダステップの処理でのマッピング結果に基づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを含む画像処理方法。

1 2 . 前記頭髪データは、複数の制御点からなる 3次元曲線データであることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 3 . 前記頭髪データは、複数のポリゴンからなるポリゴンデータであることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 4 . 前記記憶ステップの処理では、 2次元配列された複数の前記頭髪データから構成される前記髪型データが記憶されることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 5 . 前記記憶ステップの処理では、円柱座標系で表現される立体的な髪型の 2 次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された前記複数の前記頭髪データから構成される前記髪型データが記憶されることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 6 . さらに、所定の位置の前記頭髪データを、その近傍の前記頭髪データを用いて補間する補間ステップを含むことを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 7 . 前記補間ステップの処理では、前記所定の位置の近傍の前記頭髪データに含まれるグループ情報に基づいて、前記頭髪データが補間されることを特徴とする請求の範囲第 1 6項記載の画像処理方法。

1 8 . 前記マッピングステップの処理は、第 1 の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換ステツプを含むことを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 9 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1の座標系で表現されている前記頭髪データが、前記頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換された後、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換されることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の画像処理方法。

2 0 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1 の座標系で表現されている前記頭髪データが、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換されるとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方が実行されることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の画像処理方法。

2 1 . 頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理用のプログラムを記録した記録媒体であって、

髪型データを記憶する記憶ステップと、

前記記憶ステップの処理で記憶された前記髪型データを読み出す読み出しステップと、

前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッビングするマッピングステップと、

前記マツビングステップの処理でのマツビング結果に基づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステップとを含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。

2 2 . 前記頭髪データは、複数の制御点からなる 3次元曲線データであることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 3 . 前記頭髪データは、複数のポリゴンからなるポリゴンデータであることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 4 . 前記記憶ステップの処理では、 2次元配列された複数の前記頭髪データから構成される前記髪型データが記憶されることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 5 . 前記記憶ステップの処理では、円柱座標系で表現される立体的な髪型の 2 次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された前記複数の前記頭髪データから構成される前記髪型データが記憶されることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 6 . 所定の位置の前記頭髪データを、その近傍の前記頭髪データを用いて補間する補間ステップをさらに含むことを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 7 . 前記捕間ステップの処理では、前記所定の位置の近傍の前記頭髪データに含まれるグループ情報に基づいて、前記頭髪データが補間されることを特徴とする請求の範囲第 2 6項記載の記録媒体。

2 8 . 前記マッピングステップの処理は、第 1 の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換ステップを含むことを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 9 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1 の座標系で表現されている前記頭髪データが、前記頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換された後、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換されることを特徴とする請求の範囲第 2 8項記載の記録媒体。

3 0 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1 の座標系で表現されている前記頭髪デ一タが、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換されるとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方が実行されることを特徴とする請求の範囲第 2 8項記載の記録媒体。

補正書の請求の範囲

[ 2 0 0 1年 9月 1 7日（1 7 . 0 9 . 0 1 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1 ，1 1及び 2 1は補正された；出願当初の請求の範囲 4 , 1 4及び 2 4は取り下げられた；他の請求の範囲は変更なし。（4頁） ]

1 . (補正後）頭部の 3次元形状画像に頭 ¾ m像を合成して 51型整合画像を ΐ成する画像処理装匿において、

2次元配列された俊数の頭髪データから構成されるデータを記憶する記憶手段と、

前記記憶段が ^f した前記 ¾型データを^み出す^み出し手段と、前記読み出し乎段が %み出した記 SI型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像の所定の位 Sにマツビングするマツビング手段と、

前記マツビング手段のマツビング結果に Sづいて、前記髮型整合画像を生成する生成手段とを含む画像処理装置。

2 . 前記頭髪データは、複数の制御点からなる 3次元曲線データであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

3 . 前記頭髪データは、複数のポリゴンからなるポリゴンデータである請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

4 . (削除）

5 . 前記記憶手段は、円柱座標系で表現される立体的な髪型の 2次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された前記複数の前記頭髪データから構成される前記髪型データを記憶することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画像処理装置。

7 . 前記補間手段は、前記所定の位置の近傍の前記頭髪データに含まれるグループ情報に基づいて、前記頭髪データを補間することを特徴とする請求の範囲第 6 項記載の画像処理装置。

8 . 前記マッピング手段は、第 1の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座

補正された用紙（条約第 19条）標変換手段を含むことを特徴とする請求の範囲第 1项記 '瞬の画像処理装置。

9 . 前記座標変換手段は、前記第 1の座標系で ¾現されている前記頭髪データを、前記頭部の表面に原点をおする所座標系のデータに変換した後、前記頭部の 3 次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換することを特徴とする請求の範囲第 8項記載の画像処理装置。

1 0 . 前記座標変換手段は、前記第 1の^標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換するとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方を実行することを特徴とする請求の範囲第 8項記載の画像処理装置。

1 1 . (補正後）頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理装置の画像処理方法において、

2次元配列された複数の頭髪データから構成される髪型データを記憶する記憶ステップと、

前記記憶ステツプの処理で記憶された前記髪型データを読み出す読み出しステップと、

前記読み出しステツプの処理で読み出された前記髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマッピングするマヅピングステップと、

前記マヅピングステツプの処理でのマヅビング結果に基づいて、前記髪型整合画像を生成する生成ステツプとを含む画像処理方法。

1 4 . (削除）

1 5 . 前記記憶ステップの処理では、円柱座標系で表現される立体的な髪型の 2 次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された前記複数の前記頭髪デー夕から構成される前記髪型デ一夕が記憶されることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

補正された用紙（条約第 19条）

1 6 . さらに、所定の位;！の前記頭髮デ一夕を、その近傍の前記頭髪データを用いて補間する補閊ステップを含むことを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 8 . 前記マッピングステップの処理は、第 1の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換ステツプを含むことを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の画像処理方法。

1 9 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1の座標系で表現されている前記頭髪データが、前記頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換された後、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデ一夕に変換されることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の画像処理方法。

2 0 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1の座標系で表現されている前記頭髪データが、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換されるとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方が実行されることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の画像処理方法。

2 1 . (補正後）頭部の 3次元形状画像に頭髪画像を合成して髪型整合画像を生成する画像処理用のプログラムを記録した記録媒体であって、

前記記憶ステツプの処理で記憶された前記髪型データを読み出す読み出しステヅプと、

前記読み出しステップの処理で読み出された前記髪型データに含まれる 1本の髪の毛に対応する前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像の所定の位置にマツビングするマッピングステップと、

前記マッビングステツプの処理でのマツビング結果に基づいて、前記髪型整合

補正された用紙（条約第 19条）画像を生成する生成ステツプとを含むことを特徴とするコンピュー夕が読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。

2 2 . 前記頭髮データは、浚数の制御点からなる 3次元曲線データであることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 3 . 前記頭髮データは、複数のポリゴンからなるポリゴンデータであることを特徴とする請求の範囲^ 2 1項記載の記録媒体。

2 4 . (削除）

2 5 . 前記記憶ステップの処理では、円柱座標系で表現される立体的な髪型の 2 次元座標系への写像に対応する 2次元配列に格納された前記複数の前記頭髪デー夕から構成される前記髪型データが記憶されることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 6 , 所定の位置の前,记頭髪データを、その近傍の前記頭髪データを用いて補間する補間ステップをさらに含むことを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 7 . 前記補間ステップの処理では、前記所定の位置の近傍の前記頭髪デ一夕に含まれるグループ情報に基づいて、前記頭髪データが補間されることを特徴とする請求の範囲第 2 6項記載の記録媒体。

2 8 . 前記マッピングステップの処理は、第 1の座標系で表現されている前記頭髪データを、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている第 2の座標系のデータに変換する座標変換ステツプを含むことを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の記録媒体。

2 9 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1の座標系で表現されている前記頭髪データが、前記頭部の表面に原点を有する局所座標系のデータに変換された後、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換されることを特徴とする請求の範囲第 2 8項記載の記録媒体。

3 0 . 前記座標変換ステップの処理では、前記第 1の座標系で表現されている前記頭髪データが、前記頭部の 3次元形状画像が表現されている前記第 2の座標系のデータに変換されるとき、乱数に基づいて、座標軸回転及び原点移動のうち、少なくとも一方が実行されることを特徴とする請求の範囲第 2 8項記載の記録媒

捕正された用紙（条約第 19条）